KR20140095412A - 플라즈마 열처리 장치 - Google Patents
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Abstract
플라즈마를 이용하여 대구경의 피가열 시료를 가열하는 경우이더라도, 투입 전력을 증가시키지 않고, 전극면 내 온도 분포를 제어하는 것이 가능한 플라즈마 열처리 장치를 제공한다.
피처리체(101)를 가열하는 처리실(100)과, 처리실 내에 배치된 제 1 전극(102)과, 제 1 전극(102)에 대향하여 배치된 평판 형상의 제 2 전극(103)과, 제 1 전극(102) 또는 제 2 전극(103)에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원(111)과, 처리실 내에 가스를 공급하는 가스 공급 수단(113)을 구비한 플라즈마 열처리 장치에 있어서, 제 1 전극(102)은 개구부를 갖는다.
피처리체(101)를 가열하는 처리실(100)과, 처리실 내에 배치된 제 1 전극(102)과, 제 1 전극(102)에 대향하여 배치된 평판 형상의 제 2 전극(103)과, 제 1 전극(102) 또는 제 2 전극(103)에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원(111)과, 처리실 내에 가스를 공급하는 가스 공급 수단(113)을 구비한 플라즈마 열처리 장치에 있어서, 제 1 전극(102)은 개구부를 갖는다.
Description
본 발명은 플라즈마 열처리 장치에 관한 것이다.
최근, 파워 반도체 디바이스의 기판 재료로서 탄화 규소(SiC) 등의 와이드 밴드 갭(wide band gap)을 갖는 신재료의 도입이 기대되어 있다. 와이드 밴드 갭 반도체인 SiC는 고(高)절연 파괴 전계, 고(高)포화 전자 속도, 고(高)열전도율과 같이 규소(Si)보다 우수한 물리적 성질을 가지고 있다. 고절연 파괴 전계 재료이기 때문에, 소자의 박막화나 고농도 도프(dope)가 가능해져, 고(高)내압이고 또한 저(低)저항의 소자를 만들 수 있다. 또, 밴드 갭이 크기 때문에 열여기(熱勵起) 전자를 억제할 수 있고, 또한 고열전도율에 의해 방열 능력이 높기 때문에, 고온에서의 안정 동작이 가능해진다. 따라서, SiC 파워 반도체 디바이스가 실현되면, 전력 수송·변환, 산업용 전력 장치 및 가전 제품 등 각종의 전력·전기 기기의 대폭적인 효율 향상과 고성능화를 기대할 수 있다.
SiC를 기판에 이용하여 각종 파워 디바이스를 제조하는 공정은, 대략 Si를 기판에 이용하는 경우와 동일하다. 그러나, 크게 다른 공정으로서 열처리 공정을 들 수 있다. 열처리 공정은, 기판의 도전성 제어를 목적으로 행해지는 불순물의 이온 주입 후의 활성화 어닐링이 그 대표이다. Si 디바이스의 경우, 활성화 어닐링은 800∼1200℃의 온도에서 행해진다. 한편 SiC의 경우에는, 그 재료 특성으로부터 1200∼2000℃의 온도가 필요해진다.
SiC용의 어닐 장치로서, 특허문헌 1에는, 고주파에 의해 생성된 대기압 플라즈마에 의해 웨이퍼를 가열하는 장치가 개시되어 있다.
특허문헌 1에 기재된 장치에 의해, 종래의 저항 가열로에 비해 열효율의 향상, 가열 응답성의 향상, 노재(爐材) 소모품의 저비용화 등이 예상된다. 그래서, 이 대기압 플라즈마를 이용한 열처리 장치에 관해, 장래 기판(웨이퍼)이 대구경(大口徑)화 된 경우의 관점에서 검토를 행하였다. 그 결과, 대기압 플라즈마를 이용하여 웨이퍼를 가열하는 경우, 웨이퍼면 내의 온도 분포의 관점에서 이하의 과제가 있는 것을 알 수 있었다.
특허문헌 1에 개시되어 있는 어닐 장치는, 고주파에 의해 평행 평판 전극 간에 생성된 플라즈마에 의해 가열을 행한다. 플라즈마가 평행 평판 전극 간에 있어서 균일하게 분포되어, 전극으로의 입열(入熱)이 균일한 경우, SiC 활성화에 필요해지는 1200∼2000℃에 있어서는 전극 외주에 있어서의 온도가 저하되고, 전극 중심부의 온도가 높은 온도 분포가 된다. 이 이유는, 특허문헌 1의 구조의 경우, 고온에 있어서 열손실의 지배적 요인이 되는 열복사(輻射) 손실이, 특히 전극 외주부에 있어서 커지기 때문이다. 이와 같은 온도 분포의 경우에는, 열응력(應力)에 기인하는 전극으로의 크랙의 발생이나 웨이퍼면 내에 있어서 활성화의 편차가 발생하여, 충분한 디바이스 특성이 얻어지지 않게 될 우려가 있다. 특히, 웨이퍼가 대구경화 된 경우에는 이 경향이 현저해진다고 생각된다. 웨이퍼면 내의 온도 분포의 균일성을 개선하기 위해서는, 처리 웨이퍼 직경에 대해 충분히 큰 전극을 사용하는 것이 고려된다. 그러나, 이 경우에는, 전극으로부터의 복사 손실이 증대되기 때문에 대전력을 투입할 필요가 발생되어 버린다. 한편, 전극의 온도 분포를 제어하기 위해서는, 열원인 플라즈마의 분포를 제어하는 것이 유효하지만, 방전 안정성의 관점에서 처리 압력이나 전극 간격 등의 변경에 의해서 플라즈마 분포를 극단적으로 크게 변동시킬 수 없다.
본 발명의 목적은, 플라즈마를 이용하여 대구경의 피(被)가열 시료를 가열하는 경우이더라도, 투입 전력을 증가시키지 않고, 전극면 내 온도 분포를 제어하는 것이 가능한 플라즈마 열처리 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일실시형태로서, 피(被)처리체를 가열하는 처리실과,
상기 처리실 내에 배치된 제 1 전극과,
상기 제 1 전극에 대향하여 배치된 평판 형상의 제 2 전극과,
상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원과,
상기 처리실 내에 가스를 공급하는 가스 공급 수단을 구비하고,
상기 제 1 전극은, 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 열처리 장치라고 한다.
본 발명에 의하면, 플라즈마를 이용하여 대구경의 피가열 시료를 가열하는 경우이더라도, 전극면 내 온도 분포를 제어하는 것이 가능한 플라즈마 열처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 관련된 플라즈마 열처리 장치의 기본 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2a는 도 1에 나타내는 플라즈마 열처리 장치의 A-A’라인에 있어서의 상면도이다.
도 2b는 도 1에 나타내는 플라즈마 열처리 장치의 B-B’라인에 있어서의 상면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 관련된 플라즈마 열처리 장치(링 형상 상부 전극)와 종래 장치(원판 형상 상부 전극)에 있어서의 하부 전극 온도 분포의 비교 결과를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 관련된 플라즈마 열처리 장치의 기본 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5a는 도 4에 나타내는 플라즈마 열처리 장치의 A-A’라인에 있어서의 상면도이다.
도 5b는 도 4에 나타내는 플라즈마 열처리 장치의 B-B’라인에 있어서의 상면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 관련된 플라즈마 열처리 장치(이중 링 형상 상부 전극)와 실시예 1에 관련된 플라즈마 열처리 장치(링 형상 상부 전극)에 있어서의 하부 전극 온도 분포의 비교 결과를 나타낸다.
도 2a는 도 1에 나타내는 플라즈마 열처리 장치의 A-A’라인에 있어서의 상면도이다.
도 2b는 도 1에 나타내는 플라즈마 열처리 장치의 B-B’라인에 있어서의 상면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 관련된 플라즈마 열처리 장치(링 형상 상부 전극)와 종래 장치(원판 형상 상부 전극)에 있어서의 하부 전극 온도 분포의 비교 결과를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 관련된 플라즈마 열처리 장치의 기본 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5a는 도 4에 나타내는 플라즈마 열처리 장치의 A-A’라인에 있어서의 상면도이다.
도 5b는 도 4에 나타내는 플라즈마 열처리 장치의 B-B’라인에 있어서의 상면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 관련된 플라즈마 열처리 장치(이중 링 형상 상부 전극)와 실시예 1에 관련된 플라즈마 열처리 장치(링 형상 상부 전극)에 있어서의 하부 전극 온도 분포의 비교 결과를 나타낸다.
플라즈마 열처리 장치에서는 플라즈마를 발열체로서 이용하고 있기 때문에, 플라즈마의 생성 영역에 치우침이 발생하면 전극 및 웨이퍼에 온도 분포가 발생하는 것으로 생각된다. 그래서, 본 발명자들은, 온도 분포의 치우침의 발생의 유무에 대해 방사 온도계에 의한 전극면 내의 온도 분포 측정이나 실리콘 시료의 가열처리 후의 시트 저항의 면내 분포 측정을 행하였다. 그 결과, 1000℃ 역(域)에 있어서 약간이기는 하지만 전극 온도 및 시트 저항에 있어서 전극의 직경 방향에 대해 온도 분포의 치우침이 인정되었다. 또한 SiC의 활성화에 필요해지는 1200℃ 이상으로 온도를 상승시킨 결과, 전극 외주부의 온도가 전극 중심부에 비해 저하되는 것을 알 수 있었다. 이와 같은 전극면 내에 있어서의 온도 분포의 치우침의 발생은, 대구경 웨이퍼 처리의 관점에서 대책이 필요하다고 생각하여, 그 원인을 검토했다. 그 결과, 1200℃ 이상에 있어서의 열의 교환은 열복사가 지배적으로 되어, 플라즈마로부터의 입열 분포, 가열된 전극으로부터의 열복사와 그것을 둘러싸는 단열재나 미러(mirror)의 열(熱)수지 밸런스에 의해 온도 분포가 정해지는 것으로 생각된다. 본 발명은 상기 지견에 의거하여 생긴 것이고, 전극 형상을 변화시킴으로써 플라즈마 생성 영역을 제한하여, 플라즈마로부터의 입열 분포가 제어 가능해지는 구성으로 했다. 또, 전극 외주부의 단열판을 복수 장으로 하여, 전극 외주부로부터의 열복사 손실을 저감시키는 구조로 했다. 이들 대책에 의해, 웨이퍼면 내에 온도 분포의 치우침이 발생하는 경우이더라도, 전극면 내 온도 분포의 악화를 억제할 수 있는 플라즈마 열처리 장치를 제공할 수 있다.
이하에 실시예에 의해 상세하게 설명한다.
[실시예 1]
본 발명의 제 1 실시예에 대해 도 1∼도 3을 이용하여 설명한다. 도 1은 본 실시예에 관련된 플라즈마 열처리 장치의 기본 구성을 나타내는 단면도이다. 본 플라즈마 열처리 장치는, 상부 전극(102)과 하부 전극(103)의 사이에 발생하는 플라즈마를 이용하여 가열된 하부 전극(103)에 의해 간접적으로, 피가열 시료(피처리체)(101)를 가열하는 가열 처리실(100)을 구비한다.
가열 처리실(100)은, 중심부가 공동(空洞)으로 되어 있는 링 형상 상부 전극(102)과, 상부 전극(102)과 대향하여 배치된 가열판인 하부 전극(103)과, 피가열 시료(101)를 지지하는 지지핀(pin)(106)을 갖는 시료대(臺)(104)와, 복사열을 반사시키는 반사경(120)과, 플라즈마 생성용의 고주파 전력을 상부 전극(102)에 공급하는 고주파 전원(111)과, 가열 처리실(100) 내에 가스를 공급하는 가스 도입 수단(113)과, 가열 처리실(100) 내의 압력을 조정하는 진공 밸브(116)를 구비한다. 부호 117은 피가열 시료의 반송구를 나타낸다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 부호는 동일 구성 요소를 나타낸다.
피가열 시료(101)는, 시료대(104)의 지지핀(106) 상에 지지되고, 하부 전극(103)의 하방에 근접하여 배치되어 있다. 또, 하부 전극(103)은, 반사경(120)으로 유지되어 있고, 피가열 시료(101) 및, 시료대(104)와는 접촉하고 있지 않다. 본 실시예에서는, 피가열 시료(101)로서, 4인치(φ100㎜)의 SiC 기판을 이용했다. 상부 전극(102) 및 시료대(104)의 직경 및 두께는, 각각 120㎜, 5㎜로 했다. 또, 상부 전극 중심의 공동부의 직경(링 형상 상부 전극의 내경)은 20㎜로 했다.
상부 전극 및 하부 전극에 대해서는 도 2a, 도 2b를 이용하여 설명한다. 도 1의 A-A’라인에 있어서의 상면도를 도 2a에 나타낸다. 하부 전극(103)은, 원판 형상의 부재(103A)와, 상기 원판 형상의 부재(103A)와 반사경(120)을 접속하는 등간격으로 배치된 4개의 빔(beam)(103B)을 구비한다. 하부 전극(103)의 두께는 2㎜로 했다. 또한, 상기 빔(103B)의 수와 단면적과 두께는, 하부 전극(103)의 강도와 하부 전극(103)으로부터 반사경(120)으로의 방열을 고려하여 정하면 된다. 또, 하부 전극(103)은, 피가열 시료(101)의 측면을 덮고, 내통(內筒) 형상을 갖는 부재를 상부 전극(102)과 대향하는 면의 반대측에 갖고 있다.
도 1의 B-B’라인에 있어서의 상면도를 도 2b에 나타낸다. 상부 전극(102)은, 상기 링 형상의 부재로 구성되고, 상부 급전(給電)선(110)을 접속하는 등간격으로 배치된 4개의 지지봉(202)에 의해 지지되어 있다. 상기 지지봉(202)은, 상부 급전선(110)과 상부 전극(102)을 도통시킬 필요가 있기 때문에, 그라파이트를 사용했다. 상기 지지봉(202)의 수와 단면적은, 상부 전극(102)의 강도와 상부 급전선(110)으로부터 상부 전극(102)으로의 전류와 지지봉(202)으로부터의 열복사를 고려하여 정하면 된다.
하부 전극(103)은, 도 2a에 나타내는 바와 같이 빔을 갖는 구조이기 때문에, 원판 형상의 하부 전극(103)의 주변이 직접 반사경에 접촉하는 구조에 비해, 플라즈마에 의해 가열된 하부 전극(103)의 열이 반사경(120)에 전열(傳熱)되는 것을 억제할 수 있기 때문에, 열효율이 높은 가열판으로서 기능한다. 또한, 상부 전극(102)과 하부 전극(103)의 사이에 생성된 플라즈마는, 빔과 빔의 사이의 공간으로부터, 진공 밸브(116) 측에 확산되지만, 피가열 시료(101)는 상기의 내통 형상을 갖는 부재에 의해 덮여져 있기 때문에, 피가열 시료(101)가 플라즈마에 노출되는 경우는 없다.
또, 상부 전극(102), 하부 전극(103), 시료대(104) 및 지지핀(106)은, 그라파이트 기재(基材)의 표면에 SiC를 화학적 기상(氣相) 성장법(이하, CVD법이라고 칭함)에 의해 퇴적시킨 것을 이용했다.
또, 하부 전극(103)과 상부 전극(102)의 갭(108)은, 0.8㎜로 했다. 또한, 피가열 시료(101)는 0.5㎜∼0.8㎜ 정도의 두께를 구비하고, 또, 상부 전극(102)과 하부 전극(103)의 각각이 대향하는 측의 원주 모서리부는 테이퍼 혹은 라운드 형상으로 가공되어 있다. 이것은, 상부 전극(102)과 하부 전극(103)의 각각의 모서리부에서의 전계 집중에 의한 플라즈마 편재를 억제하기 위해서이다.
시료대(104)는, 샤프트(107)를 개재하여 상하 기구(105)와 접속하고 있고, 상하 기구(105)를 동작시킴으로써, 피가열 시료(101)의 주고 받음이나, 피가열 시료(101)를 하부 전극(103)에 근접시키는 것이 가능해진다. 또한, 상세는 후술한다. 또, 샤프트(107)에는, 알루미나 재(材)를 이용했다.
상부 전극(102)에는, 상부 급전선(110)을 개재하여 고주파 전원(111)으로부터의 고주파 전력이 공급된다. 본 실시예에서는, 고주파 전원(111)의 주파수로서 13.56㎒를 이용했다. 하부 전극(103)은, 반사경(120)과 빔을 개재하여 도통하고 있다. 또한 하부 전극(103)은, 반사경(120)을 개재하여 접지되어 있다. 상부 급전선(110)도 상부 전극(102) 및 하부 전극(103)의 구성 재료인 그라파이트로 형성되어 있다.
고주파 전원(111)과 상부 전극(102)의 사이에는, 매칭 회로(112)(또한, 도 1의 M.B는, Matching Box의 줄임이다)가 배치되어 있고, 고주파 전원(111)으로부터의 고주파 전력을 효율적으로 상부 전극(102)과 하부 전극(103) 사이에 형성되는 플라즈마에 공급하는 구성으로 되어 있다. 본 실시예에서는 고주파 전원(111)은 매칭 회로를 개재하여 상부 전극에 접속되어 있지만, 매칭 회로를 개재하여 하부 전극에도, 또는 하부 전극에만 접속할 수도 있다.
가열 처리실(100) 내의 상부 전극(102), 하부 전극(103) 및 시료대(104)는, 반사경(120)으로 둘러싸이는 구조로 되어 있다. 반사경(120)은, 금속 기재의 내벽면을 광학 연마하고, 연마면에 금을 도금 혹은 증착함으로써 구성된다. 또, 반사경(120)의 금속 기재에는, 냉매 유로(122)가 형성되어 있고, 냉각수를 흐르게 함으로써 반사경(120)의 온도가 일정하게 유지할 수 있는 구조로 되어 있다. 반사경(120)을 구비함으로써, 상부 전극(102), 하부 전극(103) 및 시료대(104)(및 후술의 열 실드(shie1d)) 중 적어도 어느 하나로부터의 복사열이 반사되기 때문에, 복사열이 억제되어 열효율을 높일 수 있지만, 열처리 온도가 중저온인 경우에는 생략할 수 있다.
또 상부 전극(102) 및 시료대(104)와 반사경(120)의 사이에는, 보호 석영판(123)이 배치되어 있다. 보호 석영판(123)은, 1200℃ 이상의 고온이 되는 상부 전극(102), 하부 전극(103) 및 시료대(104)로부터의 방출물(그라파이트의 승화 등)에 의한 반사경(120) 면의 더러움 방지와, 반사경(120)으로부터의 피가열 시료(101)에 혼입될 가능성이 있는 오염의 방지 기능을 가진다.
상부 전극(102), 하부 전극(103), 피가열 시료(101) 및 시료대(104)를 둘러싸도록 열 실드(401)가 배치되어 있다. 열 실드(401)는 상부와 하부로 분할되어 있으며, 상부의 열 실드(401)는, 고정 부품(402)에 의해 반사경(120)에 고정되어 있고, 하부의 열 실드(401)는 시료대(104)에 고정되어 있다.
또, 열 실드(401)의 외주부는 복층 구조로 되어 있어, 외주부의 복사 손실을 더 효과적으로 저감할 수 있는 구조로 되어 있다. 상부의 열 실드를 고정하는 고정 부품(402)은, 가는 봉 형상의 부재이고 석영 또는 세라믹으로 형성되어 있다. 고정 부품(402)의 재료는 열전도율이 가능한 한 낮은 재료를 선택 비교하여, 열 실드(401)를 고정하는데에 필요 최소한 크기로 함으로써, 열 실드로부터 반사경(120)으로의 전열 손실을 낮게 억제하는 구조로 되어 있다. 또 도 1에서는, 열 실드(401)를 두께 0.1㎜의 텅스텐 박(箔)으로 형성했다.
상부 전극(102)과 하부 전극(103)이 배치되는 가열 처리실(100) 내에는, 가스 도입 수단(113) 및 가스 도입 노즐(131)에 의해 가스를 10기압까지 도입할 수 있는 구조로 되어 있다. 도입하는 가스의 압력은, 압력 검출 수단(114)에 의해 모니터된다. 또, 가열 처리실(100)은, 배기구(115) 및 진공 밸브(116)에 접속되는 진공 펌프에 의해 가스 배기 가능하게 되어 있다. 가스 도입 노즐(131)의 선단(先端)은, 상부 전극(102)과 하부 전극(103)의 사이의 높이에 배치하는 것이 바람직하다. 가스 도입 노즐(131)의 선단은 끝이 가늘어지는 형상으로 되어 있어, 전극 간에 기세 좋게 가스를 분사하는 것이 가능한 구조로 되어 있다. 가스 도입 노즐(131)의 위치는 가변으로 되어 있다. 또, 상부 전극(102)과 가스 도입 노즐(131)의 사이의 방전을 피하기 위해, 가스 도입 노즐(131)에는 절연체를 사용하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 가스 도입 노즐(131)에 알루미나를 이용했다. 또, 상부 전극(102)과 하부 전극(103)의 사이의 높이에 내부 배기구(130)가 있고, 상하 전극 간으로부터 내부 배기구(130)까지의 컨덕턴스를 저감함으로써, 효율적으로 전극 간의 가스를 배기할 수 있다. 이것에 의해, 각각의 전극으로부터 방출된 그을음도 가열 처리실 내에 정체되지 않고 신속하게 배출된다. 또, 가스 도입 노즐(131)은, 하부 전극(103)의 빔 상방에 배치함으로써, 도입한 가스가 하부 전극(103)의 하측으로의 가스 흐름을 억제하여, 상부 전극(102)과 하부 전극(103)의 사이에 효율적으로 가스를 흐르게 하는 것이 가능하다. 또한, 내부 배기구(130)는, 가스 도입 노즐(131)에 대향하는 위치에 배치함으로써, 상하 전극 간의 가스의 치환을 용이하게 하고 있다.
본 실시예에서는, 가열 처리실(100) 내에 도입한 가스로 He를 이용했다. 가열 처리실(100) 내의 가스 압력이 안정된 시점에서, 고주파 전원(111)으로부터의 고주파 전력을 매칭 회로(112) 및 전력 도입 단자(119)를 통해 상부 전극(102)에 공급하고, 갭(108) 내에 플라즈마를 생성함으로써, 상부 전극(102) 및 하부 전극(103)의 가열을 행한다. 고주파 전력의 에너지는, 플라즈마 내의 전자에 흡수되고, 또한 그 전자의 충돌에 의해 원료 가스의 원자 혹은 분자가 가열된다. 또 전리(電離)에 의해서 생긴 이온은, 상부 전극(102) 및 하부 전극(103)의 플라즈마에 접촉하는 표면의 시스(sheath)에 발생하는 전위차에 의해 가속되어, 원료 가스와 충돌하면서 상부 전극(102) 및 하부 전극(103)에 입사한다. 이 충돌 과정에 의해, 상부 전극(102)과 하부 전극(103)의 사이에 충전된 가스의 온도나 상부 전극(102) 및 하부 전극(103) 표면의 온도를 상승시킬 수 있다. 또한, 가열 시, 가열 처리실(100) 내로의 He 가스의 도입을 정지, 또는 도입량을 대략 제로로 함으로써, 더 고온까지 전극을 가열할 수 있다.
특히, 본 실시예와 같은 대기압 부근에서는, 이온이 시스를 통과할 때에 원료 가스와 빈번하게 충돌하게 되므로, 상부 전극(102)과 하부 전극(103)의 사이에 충전된 원료 가스를 효율적으로 가열할 수 있다고 생각한다. 이 결과, 이들 전극 온도는 상승한다. 이들 전극 온도가 상승하면 열복사 등에 의한 손실이 증대되어, 얼마 안 있어 이들 전극으로의 입열과 이들 전극으로부터의 열손실이 밸런스되어, 이들 전극 온도는 대략 포화되어 간다.
도 3에 중심부를 공동으로 한 상부 전극(링 형상 상부 전극)을 사용했을 때의 하부 전극면 내의 온도 분포를 나타낸다. 상부 전극과 하부 전극의 면적이 같은 구성으로 한 경우(종래의 원 형상 상부 전극의 구성, 도시하지 않음)의 온도 분포(310)에서는, 1200℃ 이상의 고온 처리에 있어서 웨이퍼 중심만큼 고온이 되어, 향후 웨이퍼가 대구경화 된 경우, 혹은 열처리 온도의 균일성이 한층 더 요구된 경우에는 문제가 되는 것이 걱정된다. 플라즈마로부터 전극으로의 입열이 일정했다고 해도, 외주만큼 전극으로부터의 열복사 손실이 커지기 때문에, 결과적으로 외주부의 온도가 낮아지기 때문이다. 이에 대해, 상부 전극을 링 형상으로 한 경우, 링 형상 상부 전극(102)의 외주와 하부 전극(103)의 사이에는 강한 전계가 발생하여, 플라즈마를 생성할 수 있다. 한편, 링 형상 상부 전극(102)의 중심부의 전계는 약하여, 플라즈마는 발생하지 않기 때문에, 하부 전극(103)의 중심부의 가열을 억제할 수 있다. 즉, 본 실시예에 있어서의 전극 구조에 의해, 링 형상의 플라즈마를 형성하는 것이 가능해져, 가장 온도가 상승하기 쉬운 중심 부분의 온도를 저하시키는 것이 가능해진다. 또, 상부 전극 면적이 작아짐으로써, 플라즈마 생성 영역이 감소하고, 상부 전극 외주부에 투입되는 전력 밀도가 증가하기 때문에 외주부의 온도는 상승한다. 이 결과, 웨이퍼 중심부의 온도를 저하시키고, 한편으로 외주의 온도를 상승시킴으로써, 웨이퍼면 내의 온도차를 저감하는 것이 가능해진다(온도 분포(320)). 특히, 저하된 웨이퍼 중심부의 온도와 상승한 외주부의 온도가 같아지도록 링 형상 상부 전극의 링 내경을 설정함으로써, 전극 온도 분포의 균일성을 더 향상시킬 수 있다. 또한, 상부 전극에 개구부를 설치함으로써 전극면 내 온도 분포를 제어하는 것이 가능하지만, 예를 들면 링 형상 상부 전극의 경우, 링 내경은 10㎜φ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 개구 영역이 지나치게 좁으면 충분한 온도 제어가 곤란해지기 때문이다.
피가열 시료를 가열 처리하고 있을 때의 하부 전극(103) 또는 시료대(104)의 온도는, 방사 온도계(118)에 의해 계측되고, 이 계측값을 이용하여 제어 장치(121)에 의해 소정의 온도가 되도록 고주파 전원(111)의 출력이 제어되기 때문에, 고(高)정밀도의 피가열 시료(101)의 온도 제어가 가능해진다. 본 실시예에서는, 투입하는 고주파 전력을 최대 20㎾로 했다.
상부 전극(102), 하부 전극(103), 시료대(104)(피가열 시료(101)를 포함한다)의 온도를 효율적으로 상승시키기 위해서는, 상부 급전선(110)의 전열, He 가스 분위기를 개재하는 전열 및 고온역으로부터의 복사(적외광으로부터 가시광역)의 억제가 필요해진다. 특히 고온 상태에서는, 복사에 의한 방열의 영향이 매우 커서, 복사 손실의 저감이 가열 효율의 향상에 필수가 된다. 또한, 복사 손실은, 절대 온도의 4승에 비례하여 복사량이 증가한다.
본 실시예에서는, 상부 전극(102)과 하부 전극(103)의 갭(108)을 0.8㎜로 했지만, 0.1㎜로부터 2㎜의 범위에서도 동일한 효과가 있다. 0.1㎜보다 좁은 갭의 경우도 방전은 가능하지만, 상부 전극(102)과 하부 전극(103)의 사이의 평행도를 유지하는데에 고정밀도의 기능이 필요해진다. 또, 상부 전극(102) 및 하부 전극(103) 표면의 변질(거칠기 등)이 플라즈마에 영향을 주게 되기 때문에, 바람직하지 않다. 한편 갭(108)이 2㎜를 넘는 경우에는, 플라즈마의 착화성 저하나 갭 사이로부터의 복사 손실 증대가 문제가 되어 바람직하지 않다.
본 실시예에서는, 플라즈마를 생성하기 위한 가열 처리실(100) 내의 압력을 0.1기압으로 했지만, 10기압 이하에 있어서 동일한 동작이 가능하다. 특히, 0.01기압 이상 0.1기압 이하의 가스 압력이 적합하다. 0.001기압 이하가 되면 시스 부분에서의 이온의 충돌 빈도가 저하되고, 큰 에너지를 갖는 이온이 전극에 입사하게 되어, 전극 표면이 스퍼터(sputter)되는 등의 우려가 있다. 또, 본 실시예에서 상정하고 있는 바와 같이 상부 전극(102)과 하부 전극(103)의 갭(108)의 범위가 0.1㎜로부터 2㎜인 경우, 파셴(Paschen)의 법칙으로부터 가스 압력이 0.01기압 이하에서는 방전 유지 전압이 상승하기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 10기압 이상이 되면, 이상 방전(불안정한 플라즈마나 상부 전극과 하부 전극 간 이외에서의 방전)이 발생될 리스크가 높아지기 때문에 바람직하지 않다. 또, 본 실시예에서는, 가스 유량을 변화시킴으로써 가스 압력을 제어했지만, 가스 배기량을 변화시킴으로써 가스 압력을 조정해도 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 가스 유량 및 가스 배기량을 동시에 변화시킴으로써, 압력 제어해도 되는 것은 물론이다.
본 실시예에서는, 플라즈마 생성용의 원료 가스에 He 가스를 이용했지만, 그 밖에, Ar, Xe, Kr 등의 불활성 가스를 주원료로 한 가스를 이용해도 동일한 효과가 있는 것은 물론이다. 본 실시예에서 이용한 He 가스는, 대기압 부근에서의 플라즈마 착화성이나 안정성이 우수하지만, 가스의 열전도율이 높아서, 가스 분위기를 개재한 전열에 의한 열손실이 비교적 많다. 한편, Ar, Xe, Kr 가스 등의 질량이 큰 가스는, 열전도율이 낮기 때문에, 열효율의 관점에서는 He 가스보다 유리하다.
본 실시예에서는, 상부 전극(102), 하부 전극(103) 및 시료대(104)의 플라즈마에 접촉하는 표면의 반대측을 CVD법에 의한 탄화 실리콘을 코팅한 그라파이트를 이용했지만, 그 밖에, 그라파이트 단체(單體), 그라파이트에 열분해 탄소를 코팅한 부재, 그라파이트 표면을 유리화 처리한 부재, 및 SiC(소결체, 다결정, 단결정)를 이용해도 동일한 효과가 있다. 상부 전극(102) 및 하부 전극(103)의 기재로 되는 그라파이트나 그 표면에 실시되는 코팅은, 피가열 시료(101)로의 오염 방지의 관점에서 고순도인 것이 바람직한 것은 물론이다. 또한 하부 전극(103)은, 열전도율이 높을수록 면내 온도 분포차가 발생하기 어려워서, 피가열 처리체의 온도 분포차를 작게 할 수 있는 것은 물론이다.
또, 고온 시에는, 상부 급전선(110)으로부터도 피가열 시료(101)로의 오염이 영향을 주는 경우도 있다. 따라서, 본 실시예에서는 상부 급전선(110)도 상부 전극(102) 및 하부 전극(103)과 동일한 그라파이트를 이용했다. 또, 상부 전극(102)의 열은, 상부 급전선(110)을 전열하여 손실이 된다. 따라서 상부 급전선(110)으로부터의 전열을 필요 최소한으로 고정시킬 필요가 있다.
따라서, 그라파이트로 형성되는 상부 급전선(110)의 단면적은, 가능한 한 작게 하고, 길이를 길게 할 필요가 있다. 그러나, 상부 급전선(110)의 단면적을 극단적으로 작게 하고, 길이도 지나치게 길게 하면 상부 급전선(110)에서의 고주파 전력 손실이 커져서, 피가열 시료(101)의 가열 효율의 저하를 초래한다. 이 때문에, 본 실시예에서는, 이상의 관점에서 그라파이트로 형성되는 상부 급전선(110)의 단면적을 12㎟, 길이를 40㎜로 했다. 동일한 효과는, 상부 급전선(110)의 단면적이 5㎟∼30㎟, 상부 급전선(110)의 길이가 30㎜∼100㎜의 범위에서도 얻어진다.
또한, 시료대(104)의 열은, 샤프트(107)를 전열하여 손실이 된다. 따라서, 샤프트(107)로부터의 전열도 상기의 상부 급전선(110)과 마찬가지로 필요 최소한으로 고정시킬 필요가 있다. 따라서, 알루미나 재로 형성되는 샤프트(107)의 단면적은, 가능한 한 작게 하고, 길이를 길게 할 필요가 있다. 본 실시예에서는, 강도 등을 고려하여, 알루미나 재로 형성되는 샤프트(107)의 단면적 및 길이는, 상기의 상부 급전선(110)과 동일하게 했다.
본 실시예에서는, 열 실드(401)의 재질로 텅스텐을 이용했지만, 고융점이고 또한 저복사율의 부재이면 사용할 수 있고, 예를 들면 그 밖에, WC(탄화 텅스텐), MoC(탄화 몰리브덴), Ta(탄탈), Mo(몰리브덴), 혹은 그라파이트 기재에 TaC(탄화 탄탈)를 코팅한 것을 이용해도 동일한 효과가 있다. 또 마찬가지로 본 실시예에서는 열 실드(401)의 두께를 0.1㎜의 텅스텐을 이용했지만, 1㎜ 이하의 재질을 이용해도 동일한 효과가 있다. 1㎜보다 두꺼운 재질에서는, 열용량의 증가가 상대적으로 커지고 또 비용도 증대하기 때문에 바람직하지 않다.
본 실시예에서는, 플라즈마 생성용의 고주파 전원(111)에 13.56㎒의 고주파 전원을 이용했지만, 이것은, 13.56㎒가 공업 주파수이기 때문에 저비용으로 전원을 입수할 수 있고, 또한 전자파(電磁波) 누설 기준도 낮으므로 장치 비용을 저감할 수 있기 때문이다. 그러나, 원리적으로는, 다른 주파수에서도 동일한 원리로 가열 처리를 할 수 있는 것은 물론이다. 특히, 1㎒ 이상 100㎒ 이하의 주파수가 적합하다. 1㎒보다 낮은 주파수가 되면 가열 처리에 필요한 전력을 공급할 때의 고주파 전압이 높아져서, 이상 방전(불안정한 플라즈마나 상부 전극과 하부 전극 간 이외에서의 방전)을 생기게 하여, 안정된 플라즈마 생성이 어려워진다. 또, 100㎒를 넘는 주파수에서는, 상부 전극(102)과 하부 전극(103)의 갭(108) 사이의 임피던스가 낮아서, 플라즈마 생성에 필요한 전압이 얻기 어려워지기 때문에 바람직하지 않다.
이상 본 실시예에 의하면, 플라즈마를 이용하여 대구경의 피가열 시료를 가열하는 경우이더라도, 투입 전력을 증가시키지 않고, 전극면 내 온도 분포를 제어하는 것이 가능한 플라즈마 열처리 장치를 제공할 수 있다. 이것에 의해, 가열 효율을 저하시키지 않고, 면내 온도 분포를 개선할 수 있다.
[실시예 2]
본 발명의 제 2 실시예에 대해 도 4∼도 6을 이용하여 설명한다. 또한, 실시예 1에 기재되고 본 실시예에 미기재된 사항은 특별한 사정이 없는 한 본 실시예에도 적용할 수 있다. 도 4는 본 실시예에 관련된 플라즈마 열처리 장치의 기본 구성을 나타내는 단면도이고, 도 5a, 도 5b는 본 실시예에 관련된 상부 전극 및 하부 전극을 나타낸 것이다. 상부 전극에 대해서는 도 5a, 도 5b를 이용하여 설명한다. 도 4의 A-A’라인 및 B-B’라인에 있어서의 상면도를 각각 도 5a, 도 5b에 나타낸다. 분할 링 형상 상부 전극(이중 링 상부 전극)(152)은, 제 1 링 형상의 부재(152A)와, 제 2 링 형상의 부재(152B)와, 상기 제 1 링 형상의 부재(152A)와 상기 제 2 링 형상의 부재(152B)를 접속하기 위한 빔(152C)을 구비한다. 상부 급전선(110)과 상기 제 1 링 형상의 부재(152A)는, 등간격으로 배치된 4개의 지지봉(202)에 의해 접속되어 있다. 상기 지지봉(202) 및 상기 빔(152C)은, 상부 급전선(110)과 제 1 링 형상의 부재(152A)와 제 2 링 형상의 부재(152B)를 도통시킬 필요가 있기 때문에, 그라파이트를 사용했다. 상기 지지봉(202) 및 상기 빔(152C)의 수와 단면적은, 분할 링 형상 상부 전극(152)의 강도와 상부 급전선(110)으로부터 상기 분할 링 형상 상부 전극(152)으로의 전류와 상기 지지봉(202) 및 상기 빔(152C)으로부터의 열복사를 고려하여 정하면 된다.
상부 전극과 하부 전극의 면적이 같은 구성으로 한 경우(종래 구성, 도시하지 않음)에 대해, 실시예 1에서는 링 형상 상부 전극(102)을 이용함으로써, 면내 온도차를 감소시킬 수 있다. 그러나, 실시예 1의 대책을 취한 경우에 있어서도, 면내 온도차가 원하는 범위보다 큰 경우에는, 다시 온도차를 작게 할 필요가 있다. 도 5a, 도 5b에 나타내는 상부 전극과 실시예 1의 도 2a, 도 2b에서 나타낸 것의 차이는, 링 형상 상부 전극(102)이 내측과 외측으로 2분할되어, 그 사이에 간극(153)을 설치하고 있는 점이다(이중 링 구조). 제 1 링 형상의 부재(152A) 및 제 2 링 형상의 부재(152B)와 하부 전극(103)의 사이에는 강한 전계가 발생하여, 플라즈마를 생성할 수 있다. 한편, 상기 제 1 링 형상의 부재(152A) 및 상기 제 2 링 형상의 부재(152B)의 간극(153)과 하부 전극(103)의 사이의 전계는 약해져서, 플라즈마로부터의 입열은 감소한다. 또, 간극(153)에 대향하는 하부 전극면으로부터 상기 간극(153)으로의 열복사에 의한 열 통과량은 증가하기 때문에, 하부 전극(103)의 간극(153)에 대향하는 부분의 온도는 저하한다. 또한, 상기 간극(153)을 통과하는 하부 전극으로부터의 열복사는, 열 실드(401)에 의해 차폐되어 있기 때문에, 계(系) 전체로서의 열손실은 증가하는 경우는 없다. 즉, 하부 전극 온도 분포에 있어서, 고온이 되는 부분에 대향하는 상부 전극에 간극을 만드는 것에 의해, 계 전체로서의 가열 효율을 손상시키지 않고, 선택적으로 온도를 저하시켜, 하부 전극면 내의 온도 분포를 균일하게 할 수 있다.
도 6에 분할 링 형상 상부 전극(152)을 이용한 경우의 하부 전극면 내의 온도 분포를 나타낸다. 실시예 1에서 나타낸 바와 같이 하부 전극 중심과 하부 전극 외주의 중간이 고온이 되는 온도 분포(320)의 경우에 대해, 실시예 2와 같이 하부 전극의 고온부에 대향하는 위치에 분할 링 형상 상부 전극(152)의 간극(153)이 있는 경우에는, 그 부분의 온도를 저하할 수 있다(온도 분포(330)). 또, 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 상부 전극 면적이 작아짐으로써, 플라즈마 생성 영역이 감소되고, 상부 전극 외주부에 투입되는 전력 밀도가 증가하기 때문에 외주부의 온도는 상승한다. 또, 상부 전극의 간극(153)을 통과하는 열복사는 열 실드(401)에 의해 계 전체로서의 열손실을 막을 수 있다. 이 결과, 계 전체로서의 열손실을 수반하지 않고, 하부 전극에 있어서 고온 부분의 온도를 저하시켜, 하부 전극면 내의 온도 분포를 균일화하는 것이 가능해진다.
본 실시예에서는, 2분할된 링 형상 전극을 이용함으로써 간극을 설치했지만, 하부 전극 온도 분포가 불충분한 경우에는, 다시 전극을 분할하여 간극을 늘림으로써, 하부 전극의 온도 분포를 개선할 수 있다. 또한, 본 실시예에 있어서는 상부 전극 중앙부에 전극 부재가 배치되어 있지 않지만, 전극 부재를 배치할 수도 있다. 이것에 의해, 중앙부에서의 온도가 지나치게 저하되는 것을 억제할 수 있다.
본 실시예에서는, 복수의 링 형상의 부재(152A, 152B)을 조합함으로써 간극(153)을 설치하여 상부 전극으로 했지만, 한 장의 부재에 간극(153)에 대응하는 홈을 형성함으로써 복수의 링부를 구비한 상부 전극으로 해도 동일한 효과가 얻어지는 것은 물론이다. 또한, 한 장의 부재를 가공한 경우에는, 복수의 부재를 조합한 경우에 비해 개구부의 위치 정밀도를 높일 수 있다. 단, 복수의 부재를 조합하는 경우에는 서로 다른 재료의 부재를 이용할 수 있다. 또, 링의 수를 3개 이상으로 할 수도 있다. 또, 원하는 형상의 부재를 조합함으로써, 혹은 한 장의 부재에 원하는 형상의 개구를 설치함으로써, 전극면 내에 있어서 원하는 온도 분포로 제어하는 것이 가능해진다.
이상, 본 실시예에 의하면, 계 전체로서의 열손실을 수반하지 않고, 하부 전극에 있어서 고온 부분의 온도를 저하시켜, 하부 전극면 내의 온도 분포를 개선 가능한 플라즈마 열처리 장치를 제공할 수 있다. 또, 전극면 내 온도 분포를 제어하는 것이 가능한 플라즈마 열처리 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들면, 상기한 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이고, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또, 어느 실시예의 구성의 일부를 다른 실시예의 구성으로 치환하는 것도 가능하고, 또, 어느 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성을 더하는 것도 가능하다. 또, 각 실시예의 구성의 일부에 대해, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다.
100: 가열 처리실 101: 피가열 시료(피처리체)
102: 링 형상 상부 전극 103: 하부 전극
103A: 원판 형상의 부재 103B: 빔
104: 시료대 105: 상하 기구
106: 지지핀 107: 샤프트
108: 갭 110: 상부 급전선
111: 고주파 전원 112: 매칭 회로
113: 가스 도입 수단 114: 압력 검출 수단
115: 배기구 116: 진공 밸브
117: 반송구 118: 방사 온도계
119: 전력 도입 단자 120: 반사경
121: 제어 장치 122: 냉매 유로
123: 보호 석영판(실드) 130: 내부 배기구
131: 가스 도입 노즐
152: 분할 링 형상 상부 전극(이중 링 상부 전극)
152A: 제 1 링 형상의 부재 152B: 제 2 링 형상의 부재
152C: 빔 153: 간극
202: 지지봉
310: 원 형상 상부 전극(종래)의 경우의 온도 분포
320: 링 형상 상부 전극(실시예 1)의 경우의 온도 분포
330: 이중 링 형상 상부 전극(실시예 2)의 경우의 온도 분포
401: 열 실드 402: 고정 부품
102: 링 형상 상부 전극 103: 하부 전극
103A: 원판 형상의 부재 103B: 빔
104: 시료대 105: 상하 기구
106: 지지핀 107: 샤프트
108: 갭 110: 상부 급전선
111: 고주파 전원 112: 매칭 회로
113: 가스 도입 수단 114: 압력 검출 수단
115: 배기구 116: 진공 밸브
117: 반송구 118: 방사 온도계
119: 전력 도입 단자 120: 반사경
121: 제어 장치 122: 냉매 유로
123: 보호 석영판(실드) 130: 내부 배기구
131: 가스 도입 노즐
152: 분할 링 형상 상부 전극(이중 링 상부 전극)
152A: 제 1 링 형상의 부재 152B: 제 2 링 형상의 부재
152C: 빔 153: 간극
202: 지지봉
310: 원 형상 상부 전극(종래)의 경우의 온도 분포
320: 링 형상 상부 전극(실시예 1)의 경우의 온도 분포
330: 이중 링 형상 상부 전극(실시예 2)의 경우의 온도 분포
401: 열 실드 402: 고정 부품
Claims (15)
- 피처리체를 가열하는 처리실과,
상기 처리실 내에 배치된 제 1 전극과,
상기 제 1 전극에 대향하여 배치된 평판 형상의 제 2 전극과,
상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원과,
상기 처리실 내에 가스를 공급하는 가스 공급 수단을 구비하고,
상기 제 1 전극은, 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 열처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 개구부는, 플라즈마 생성 영역을 제한하기 위한 것인 것을 특징으로 하는 플라즈마 열처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 개구부는, 원 형상이고, 상기 제 1 전극의 중앙부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 열처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 개구부는, 상기 제 1 전극의 중앙부를 둘러싸도록 링 형상으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 열처리 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 개구부는, 상기 링 형상의 제 1 개구부의 내측에 원 형상의 제 2 개구부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 열처리 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 개구부는, 상기 링 형상 개구부를 둘러싸도록 복수의 링 형상 개구부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 열처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극은, 복수의 부재를 조합하여 구성된 것인 것을 특징으로 하는 플라즈마 열처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극은, 상기 개구부가 형성된 한 장의 부재로 구성된 것인 것을 특징으로 하는 플라즈마 열처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 고주파 전원은, 상기 제 1 전극에 고주파 전력을 공급하는 것인 것을 특징으로 하는 플라즈마 열처리 장치. - 피처리체를 가열하는 처리실과,
상기 처리실 내에 배치된 제 1 전극과,
상기 제 1 전극에 대향하는 제 2 전극과,
상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원과,
상기 처리실 내에 가스를 공급하는 가스 공급 수단과,
복사열을 억제하는 복사열 억제 부재를 구비하고,
상기 복사열 억제 부재는, 제 1 복사열 억제 부재와 제 2 복사열 억제 부재를 구비하고,
상기 제 1 복사열 억제 부재는 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극을 둘러싸도록 배치되어, 복사열을 반사하는 것이고,
상기 제 2 복사열 억제 부재는, 고융점이고 또한 저복사율의 부재를 포함하고, 상기 제 1 전극과 상기 제 1 복사열 억제 부재의 사이, 및 상기 제 2 전극과 상기 제 1 복사열 억제 부재의 사이에 각각 복수 층이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 열처리 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 복사열 억제 부재는, 상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극의 적어도 어느 하나로부터의 복사열과 상기 제 2 복사열 억제 부재로부터의 복사열을 억제하는 것인 것을 특징으로 하는 플라즈마 열처리 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 2 복사열 억제 부재는, 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 열처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
복사열을 억제하는 복사열 억제 부재를 더 구비하고,
상기 복사열 억제 부재는, 제 1 복사열 억제 부재와 제 2 복사열 억제 부재를 구비하고,
상기 제 1 복사열 억제 부재는 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극을 둘러싸도록 배치되어, 복사열을 반사하는 것이고,
상기 제 2 복사열 억제 부재는, 고융점이고 또한 저복사율의 부재를 포함하고, 상기 제 1 전극과 상기 제 1 복사열 억제 부재의 사이, 및 상기 제 2 전극과 상기 제 1 복사열 억제 부재의 사이에 각각 복수 층이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 열처리 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 복사열 억제 부재는, 상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극의 적어도 어느 하나로부터의 복사열과 상기 제 2 복사열 억제 부재로부터의 복사열을 억제하는 것인 것을 특징으로 하는 플라즈마 열처리 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 제 2 복사열 억제 부재는, 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 열처리 장치.
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