KR20160013792A - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
(과제) 처리의 수율을 향상할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
(해결 수단) 진공 용기와, 이 진공 용기 내부에 배치되어 내측에서 플라즈마가 형성되는 처리실과, 이 처리실의 하방에 배치되어 그 상면에 상기 플라즈마를 이용한 처리의 대상인 시료가 탑재되는 시료대와, 이 시료대의 상기 시료가 탑재되는 탑재면을 구성하는 유전체제의 소결판과, 소결판의 하방에서 이것과 접착제에 의해 구성된 접착층을 개재하여 접합된 금속제의 기재와, 기재의 내부에 배치되어 냉매가 통류하는 냉매 유로를 구비하며, 상기 접착층의 상기 시료대의 중심측의 부분보다 외주측의 부분에 생기하는 전단력이 작게 된 플라즈마 처리 장치.
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Description
본 발명은 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서 반도체 웨이퍼 등의 기판 형상의 시료의 상면에 배치된 막 구조를 가공하여 배선을 형성하기 위한 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치에 관련된 것으로서, 특히 진공 용기 내부의 처리실 내에 배치된 시료대 상면에 시료를 얹어 유지하여 당해 시료를 처리실 내에 형성된 플라즈마를 이용하여 처리하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 미세화 트렌드에 따라, 반도체 웨이퍼 등의 기판 형상의 시료 상면에 배치된 막 구조를 에칭 등의 가공을 실시하여 배선을 형성하는 처리에 요구되는 가공의 정밀도는 해마다 엄격해지고 있다. 플라즈마 처리 장치를 이용하여 웨이퍼 표면의 패턴에 기초하여 높은 정밀도로 에칭을 실시하기 위해서는, 이 에칭 중의 웨이퍼의 표면의 온도를 적절하게 관리하는 것이 중요하다.
최근에는 형상 정밀도를 더 향상하고자 하는 요구에 부응하기 위하여, 웨이퍼를 처리하는 프로세스 중에 있어서 당해 처리의 복수의 단계별에 따라서 웨이퍼의 온도를 보다 고속이면서도 정밀하게 조절하는 기술이 요구되고 있다. 내부가 높은 진공도까지 감압된 플라즈마 처리 장치 내에 있어서 웨이퍼의 표면 온도를 제어하기 위하여, 시료대의 내부에 배치한 유로 내에 시료대의 온도를 조절하기 위한 유체에 의한 열 전달 매체(예를 들면, 냉매)를 통류(通流)시키면서, 웨이퍼의 이면(裏面)과 당해 웨이퍼가 얹혀진 시료의 상면과의 사이에 기체의 열 전달 매체를 도입하여 이를 개재하여 시료대에 열을 전달하는 효율을 향상시킴과 함께 시료대 또는 시료의 상면의 온도를 조절하는 것이 종래부터 행해져 왔다.
이와 같은 시료대의 일반적인 구성은, 원통형을 가진 시료대의 상면에 배치된 원형을 가진 웨이퍼의 탑재면을 구성하는 부재가 정전 척의 기능을 하는 것이다. 구체적으로는, 시료대 상면에 얹혀진 웨이퍼를 정전기력에 의해 탑재면을 구성하는 유전체 재료의 막(흡착막) 상면에 흡착시켜 이를 유지하는 기능을 구비하고, 또한 탑재면의 표면과 웨이퍼의 이면의 사이에 열 전달 매체로서 He 가스 등의 열 전달을 촉진시키는 유체를 열 매체로서 공급함으로써, 진공 용기 내에서 시료대 또는 시료대 내부를 흐르는 냉매와 웨이퍼 사이에서 열 전달의 효율을 향상시키고 있다.
이와 같은 구성에 있어서는, 시료대의 정전 척에 의한 정전흡착력이, 시료대와 시료 사이의 열 전달의 특성에 직접 영향을 준다. 환언하면, 시료대의 정전흡착력이 변화되면 시료의 온도가 변화되게 된다.
한편, 시료대의 정전 척을 구성하는 유전체 재료로 구성된 막의 미소한 요철을 갖는 표면의 형상이 변화되면, 막 상에 얹혀져 이것에 흡착되는 반도체 웨이퍼 등의 시료의 이면과 막의 표면과의 접촉의 면적이나 접촉면을 구성하는 다수의 미소한 영역의 분포도 변화되게 되고, 나아가서는 시료의 온도를 조절하는 성능도 변동되어 버린다. 이와 같은 흡착막의 표면의 형상의 변화를 생기(生起)하는 것으로서는, 처리실 내부의 표면에 부착된 부착물을 제거하기 위하여 처리실 내에 형성되는 플라즈마에 유전체로부터 구성된 흡착막이 노출되어 플라즈마와의 상호 작용에 의해 상기 요철의 표면이 깎이거나 변질되거나 하는 경우를 생각할 수 있다. 즉, 이와 같은 플라즈마를 이용한 클리닝이 반복됨으로써, 정전 척이 시료를 정전흡착하는 특성이나 시료의 온도의 조절의 성능이 변화되어 버리는 것이다.
이와 같은 배경으로부터, 상기 정전 척의 흡착막의 표면의 흡착력의 변화가 적은 흡착 방식으로서, 쿨롱 방식의 정전 척이 종래에 이용되어 왔다. 예를 들면, 이와 같은 종래 기술로서는, 일본 공개특허 특개2004-349664호 공보(특허문헌 1)에 개시된, 알루미늄제의 원통 또는 원판 형상을 갖는 기판의 표면에 유전체의 재료를 용사(溶射)하여 막을 형성하고, 당해 막을 이용하여 쿨롱 방식의 정전 척을 형성하는 기술이 알려져 있다.
이 종래 기술에서는, 용사를 이용하여 유전체제의 막 및 그 내부에 흡착시키는 전력이 인가되는 막 형상의 전극을 형성하고, 또한 시료대의 기재(基材)인 원통 형상을 갖는 알루미늄제의 기판의 상면과 함께 측벽면 상에도 유전체제의 재료를 용사하여 피복하여 보호하는 구성이 개시되어 있다. 본 종래 기술에서는 쿨롱식의 흡착막을 실현하기 위하여, 유전체의 재료로서 고순도를 갖는 알루미나가 이용되고 있다. 본 예는 이와 같은 구성에 의해, 제조 비용이 싸고 수명이 긴 정전 척의 실현을 도모하는 것이다.
한편으로, 정전 척의 유전체 막의 재료로서 이와 같은 알루미나와 같은 세라믹을 이용하더라도, 예를 들면 불소계의 가스를 이용한 플라즈마에 노출된 경우에는 재료가 깎여 처리 챔버 내에 이물질을 발생시킬 우려가 있다. 이와 같은 이물질의 발생량을 저감하는 과제를 해결하기 위하여, 용사에 의해 형성된 막 대신에 유전체 재료의 소결체를 채용하는 것이 고려되고 있다.
이와 같은 세라믹의 결정끼리가 고온에서 소성될 때에 치밀하게 결합되는 소결체를 이용함으로써, 플라즈마에 대한 소모량이 저감되어 이물질의 발생량이 억제되는 것을 기대할 수 있다. 이와 같이 정전 척 표면의 유전체의 부재로서 알루미나 세라믹의 소결체를 이용하는 경우, 일반적으로 이하와 같은 공정에 의해 제작된다.
(1) 세라믹의 그린 시트에 정전흡착용의 내부 전극을 인쇄 등에 의해 패터닝하고, 다른 그린 시트에 의해 내부 전극을 피복하고, 고온·고압화에 의해 소결한다. (2) 세라믹을 소정의 두께, 평면도가 얻어질 때까지 연마한다. 평면 연마 후에, 필요에 따라서 표면 형상 가공을 행한다. (3) 상기 제작한 정전 척을, 시료대의 기재를 구성하는 원판 또는 원통형을 가진 금속제의 전극 블록의 상면에 대하여 사이에 접착제를 끼워 접합하여 고정한다.
상기의 방법에 의해, 전극 블록 상에 정전 척 기능을 갖는 소결체를 접착한 시료대가 완성된다. 또한, 전극 블록은 그 내부에는 시료대 또는 기재의 온도를 원하는 값의 범위로 조절하기 위한 냉매가 흐르는 유로가 배치되어 있는 것이 일반적이다.
이와 같은 시료대의 구성은, 예를 들면 일본 특허 제4881319호 공보(특허문헌 2)에는 대좌(臺座) 위에 히터 및 금속 또는 세라믹 플레이트가 설치되고, 또한 그 상단(上端)에 유전재료층을 갖고, 각 층이 접착제에 의해 접합되어 구성된 정전 척이 개시되어 있다. 본 종래 기술에서는, 시료대의 시료 탑재면의 면내 방향에 있어서의 접착제의 두께의 변동(즉, 평행도)을 0.0000254 m 이하로 억제함으로써 접착층에 있어서의 면내의 열 전도의 변동을 억제하고, 나아가서는 유전재료층의 면내 온도 균일화를 도모할 수 있다는 점이 개시되어 있다.
상기의 종래 기술에서는, 다음의 점에 대한 고려가 불충분했기 때문에 문제가 생기고 있었다.
즉, 정전 척용의 내부 전극을 갖는 소결체를 전극 블록에 접착제를 이용하여 첩부(貼付)한 시료대 구성에 있어서, 소결체와 전극 블록의 구성 재료가 다른 경우에는, 시료대의 온도를 제어한(상승 또는 하강시킨) 경우에, 소결체와 전극 블록의 열 팽창 차이에 의해 소결체의 벗겨짐이 발생해 버릴 우려가 있다. 특히, 장래의 플라즈마 처리 장치에 있어서는, 시료인 반도체 웨이퍼의 지름이 확대(φ(직경)300 ㎜로부터 φ450 ㎜로 증대)되는 것이 예상되고 있다.
이 때문에, 시료의 치수의 변경에 따라서 시료대 지름의 확대나 시료대의 온도 조절 가능한 범위의 확대가 요구되고 있어, 이와 같은 시료의 치수의 증대에 따라서 시료 탑재면을 구성하는 소결체에서는 벗겨짐이 더 발생하기 쉬운 조건이 되는 것이 예상된다. 즉, 시료대의 기재의 상면에 접착층을 개재하여 접합된 소결판은, 기재나 접착층을 구성하는 재료와의 열팽창의 비율이나 특성이 다르기 때문에, 처리의 온도가 상대적으로 높은 경우에는 시료대와 소결판과의 사이에서 왜곡의 차이가 너무 커져서 접착층과 기재 또는 소결판과의 사이에 균열이나 결손, 벗겨짐이 생겨 버릴 우려가 있었다.
이와 같이, 종래의 기술에서는 시료대의 시료 탑재면을 구성하는 소결체 또는 접착층이 시료대 본체의 측으로부터 벗겨져 버려 시료의 온도의 균일성이 손상되거나 이물질이 형성되거나 하여 처리의 수율이 저하되는 원인이 되어 버리는 것에 대하여 고려가 불충분했다.
본 발명의 목적은, 처리의 수율을 향상할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 데에 있다.
상기 목적은, 진공 용기와, 이 진공 용기 내부에 배치되어 내측에서 플라즈마가 형성되는 처리실과, 이 처리실의 하방(下方)에 배치되어 그 상면에 상기 플라즈마를 이용한 처리의 대상인 시료가 탑재되는 시료대와, 이 시료대의 상기 시료가 탑재되는 탑재면을 구성하는 유전체제의 소결판과, 소결판의 하방에서 이것과 접착제에 의해 구성된 접착층을 개재하여 접합된 금속제의 기재와, 기재의 내부에 배치되어 냉매가 통류하는 냉매 유로를 구비하며, 상기 접착층의 상기 시료대의 중심측의 부분보다 외주측의 부분에 생기하는 전단력(剪斷力)이 작게 된 플라즈마 처리 장치에 의해 달성된다.
소결체와 전극 블록과의 열 팽창 차이에 의해 발생하는 접착제 접합 계면 응력(이하, 응력)은 시료대의 최외주 근방에서 최대가 된다. 이 때문에, 외주 위치에 있어서의 접착제의 두께를 늘리거나 또는 연질(軟質)의 접착제를 이용하여, 접합 계면의 응력을 완화시킨다. 이에 의해, 전극 블록에 고열팽창재를 선택 가능(설계적 제약 해소)하게 되어, 차세대에서 필요하게 되는 시료대의 대형화, 온도 제어 범위 확대 등에도 대응 가능하게 된다.
또한, 접착제 두께는 전극 블록과 소결체의 열 통과 특성에도 영향을 주기 때문에, 시료대 면내의 광역에서 접착제를 얇게 하여 높은 열전도성을 확보하고, 응력이 높아지는 외주부에 있어서만 접착제 두께를 증가하는 구조로 하였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 관련된 플라즈마 처리 장치의 구성의 개략을 나타낸 종단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 실시예의 시료대의 구성을 모식적으로 확대하여 나타낸 종단면도이다.
도 3은 접착층의 형상과 접착층의 내부에 발생하는 응력과의 관계를 모식적으로 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 관련된 시료대 접착층의 제 2 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1에 나타낸 실시예의 변형례에 관련된 시료대의 구성을 모식적으로 나타낸 종단면도이다.
도 6은 도 1에 나타낸 실시예의 다른 변형례에 관련된 시료대의 구성을 모식적으로 나타낸 종단면도이다.
도 7은 도 1에 나타낸 실시예의 다른 변형례에 관련된 시료대의 구성을 모식적으로 나타낸 종단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 실시예의 시료대의 구성을 모식적으로 확대하여 나타낸 종단면도이다.
도 3은 접착층의 형상과 접착층의 내부에 발생하는 응력과의 관계를 모식적으로 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 관련된 시료대 접착층의 제 2 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1에 나타낸 실시예의 변형례에 관련된 시료대의 구성을 모식적으로 나타낸 종단면도이다.
도 6은 도 1에 나타낸 실시예의 다른 변형례에 관련된 시료대의 구성을 모식적으로 나타낸 종단면도이다.
도 7은 도 1에 나타낸 실시예의 다른 변형례에 관련된 시료대의 구성을 모식적으로 나타낸 종단면도이다.
이하에서, 본 발명의 실시예를 도면을 이용하여 설명한다.
[실시예 1]
본 발명의 제 1 실시예를 도 1 내지 도 5를 이용하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시예에 관련된 플라즈마 처리 장치의 구성의 개략을 나타낸 종단면도이다. 특히, 도 1에서는, 진공 용기 내부의 처리실에 플라즈마를 형성하기 위하여 마이크로파의 전계와 함께 이것과 상호 작용을 하는 자계를 공급하여 일렉트론 사이클로트론 공명(Electron Cyclotron Resonance : ECR)을 이용하여, 반도체 웨이퍼 등의 시료의 상면의 막 구조를 에칭하는 장치를 나타내고 있다.
본 실시예의 플라즈마 처리 장치는, 크게 나누어 내부에 플라즈마가 형성되는 처리실(23)을 갖는 진공 용기(21)와, 그 상방에 배치되어 처리실(23) 내에 플라즈마를 형성하기 위한 전계 또는 자계를 형성하는 플라즈마 형성부와, 진공 용기(21)의 하방에 배치되어 처리실(23)과 연통(連通)되어 내측의 공간을 배기하여 감압하는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 갖는 배기부를 구비하고 있다. 처리실(23)은 원통형을 갖는 공간으로서, 이것을 외주에서 둘러싸서 배치되는 진공 용기(21)는 금속제의 원통형 부분을 갖고 있다.
진공 용기(21)의 원통형을 갖는 측벽의 상방에는 당해 측벽의 상단에 얹혀져 원판 형상을 갖고 상기 마이크로파의 전계가 내부를 투과할 수 있는 석영에 의해서 구성된 윈도우 부재(22)가 배치되어 있다. 측벽의 상단과 윈도우 부재(22)의 외주연(外周緣)의 하면과의 사이에는 처리실(23)의 내부와 대기압으로 되는 외부의 공간과의 사이를 기밀하게 밀봉하는 O-링 등의 시일 부재가 끼워져 유지되어 있고, 윈도우 부재(22)는 진공 용기(21)를 구성하고 있다. 또, 처리실(23) 내부의 하방에는 원통형을 가진 시료대(101)가 설치되고, 이 상면 위에는 원판 형상을 가진 반도체 웨이퍼 등의 기판 형상의 시료(5)가 탑재되는 원형의 탑재면이 구비되어 있다.
진공 용기(21)의 측벽의 상부에는 가스 도입관(24)이 연결되고, 가스 도입관(24) 내부를 흐르는 처리용 가스(25)가 윈도우 부재(22)의 하방에 배치된 가스 도입 구멍을 지나 처리실(23)에 도입된다. 처리실(23) 내에 도입된 처리용 가스(25)는, 처리실(23) 내에 공급된 전계 및 자계의 상호 작용에 의해 여기(勵起)되어 플라즈마(33)가 형성된다.
시료대(101)의 하방의 처리실(23)의 하부에는 배기구(26)가 배치되어 배기부와 처리실(23) 내부를 연통하고 있다. 처리실(23)에 도입된 처리 가스(25)나 플라즈마, 시료(5)의 처리 중에 생긴 반응 생성물 등의 처리실(23) 내의 입자가 배기부의 동작에 의해 배기구(26)를 지나 배기된다.
배기구(26)의 하방에 진공 펌프의 일종인 터보 분자 펌프(28)가 압력 조절 밸브(27)를 사이에 두고 연결되어 배치되어 있다. 수평 방향으로 연장하여 배기구(26) 또는 이것과 터보 분자 펌프(28)의 입구와의 사이를 연결하는 유로를 가로지르는 축을 중심으로 회전하여 유로의 단면적을 증감하는 압력 조절 밸브(27)의 개도(開度)의 조절에 의한 배기의 양과 가스 도입 구멍으로부터의 처리 가스(25)의 유입량과의 밸런스를 조절함으로써, 처리실(23)의 압력이 처리에 적합한 압력(본 예에서는 수 Pa 정도)으로 조절된다.
진공 용기(21)의 처리실(23)의 상방의 플라즈마 형성부는, 내부를 마이크로파의 전계가 전파하는 도파관(31)과 이 도파관(31)의 단부(端部)에 배치되어 발진하여 마이크로파의 전계를 도파관(31) 내에 형성하는 마이크로파 발진기(29)를 구비하고 있다. 또, 도파관(31)의 타단부는 윈도우 부재(22)의 상방에 배치된 원통형의 공간의 상부와 연결되어 있다.
마이크로파 발진기(29)에 의해 생성된 마이크로파의 전계(30)는, 도파관(31)을 지나 원통형의 공간에 상방으로부터 도입되고, 마이크로파의 전계는 공간의 내부에서 그 특정 모드가 공진되어 증대된다. 마이크로파의 전계(30)는, 이와 같은 상태에서 윈도우 부재(22)를 통하여 처리실(23) 내에 상방으로부터 도입된다.
또, 진공 용기(21)의 처리실(23)의 상방 및 이 처리실(23) 및 도파관(31)의 수평 방향의 주위에는, 처리실(23)을 둘러싸고 복수 개의 솔레노이드 코일(32)이 배치되어, 이것에 직류 전력이 인가되어 형성된 자계가 처리실(23) 내에 공급된다. 자계는, ECR을 형성하도록 마이크로파의 전계(30)의 주파수에 적합한 밀도 또는 강도로 조절되어 있다.
본 실시예에서는, 반도체 웨이퍼인 시료(5)의 온도를 제어하기 위하여, 시료대(101)의 내부에 배치된 냉매 유로(5)에 냉매를 통류시키고, 냉매와 시료대, 나아가서는 시료(5)와의 사이에서 열 교환 시키고 있다. 냉매 유로(5)에는 냉매가 내부를 흐르는 관로를 개재하여 온도 조절 유닛(34)이 연결되어 있고, 칠러 등의 온도 조절 유닛(34)에 있어서 그 온도가 소정의 값의 범위 내로 조절된 냉매가 관로를 지나 냉매 유로(6)에 유입하여 통과하면서 열 교환한 후에 배출되어 관로를 통하여 온도 조절 유닛에 되돌아와서 순환하는 냉매의 경로가 구성되어 있다.
또, 시료대(101) 내부에는 도시하지 않은 금속제의 원통형 또는 원판 형상의 기재가 배치되고, 당해 기재는 그 내부에 상기 냉매 유로(6)를 가짐과 함께, 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원(9)과 전기적으로 접속되어 있다. 또, 시료대(101)는, 그 상면은 상방에 시료(5)가 탑재되는 원형을 가진 평면을 구성함과 함께, 당해 원형의 상면의 외주를 둘러싸고 시료대(101)를 플라즈마(33)로부터 덮어 보호하는 커버가 배치되는 오목부를 구비하고 있다.
상기와 같이 구성된 플라즈마 처리 장치의 진공 용기(21)의 측벽에는 도시 하지 않은 다른 진공 용기가 연결되고, 이 다른 진공 용기 내부에 배치된 반송용의 공간으로서 내부에 반송용의 로봇이 배치된 진공 반송실과 진공 용기(23) 내의 처리실(23)과의 사이가, 시료(5)가 반송되어 통과하는 통로인 게이트에 의해 연통되어 있다. 처리 전의 시료(5)는, 진공 반송실 내의 로봇의 신축하는 아암 상에 유지된 상태에서 진공 용기(21)와 진공 반송실 사이의 게이트의 연통을 개방 또는 기밀하게 밀봉하는 도시하지 않은 게이트 밸브가 개방된 상태에서, 진공 반송실로부터 처리실(23) 내에 반입되어 시료대(101)에 주고받아져 탑재면의 상면에 얹혀진다.
탑재면과 접하여 그 위에 얹혀진 시료(5)는, 도시하지 않은 정전 척에 전력이 공급되어 탑재면을 구성하는 유전체의 부재에 형성된 전하의 정전기력에 의해 탑재면 상에 정전흡착된다. 이 상태에서, 시료(5)의 이면과 탑재면과의 사이에 열 He 등의 전달용의 가스가 공급되어, 시료(5)와 탑재면의 유전체 재료, 나아가서는 시료대(101)와의 사이의 열 전달이 촉진된다.
가스 도입 구멍으로부터 처리 가스(25)가 처리실(23)의 상부로부터 내부에 공급됨과 함께, 터보 분자 펌프(28) 및 압력 조절 밸브(27)의 동작에 의해서 배기구(26)로부터의 처리실(23) 내의 가스 또는 입자가 처리실(23) 밖으로 배출된다. 처리 가스(25)의 도입량과 배기구(26)로부터의 입자의 배기량(속도)과의 밸런스에 의해, 처리실(23) 내부의 압력이 소기의 범위 내의 값으로 조절된다.
이 상태에서, 처리실(23) 내에 도파관(31)과 윈도우 부재(22)를 통하여 마이크로파의 전계와 솔레노이드 코일(32)에 의해 생성된 자장이 공급되고, 마이크로파의 전계(30)와 솔레노이드 코일(32)로부터의 자계와의 상호 작용에 의해 형성된 ECR을 이용하여 처리 가스(25)의 입자가 여기되어 처리실(23) 내에 플라즈마(33)가 생성된다. 시료대(101)의 탑재면에 유지된 시료(5)의 상면에 배치된 처리 대상의 막은, 플라즈마(33) 중의 하전 입자와 여기된 활성 입자와의 상호 작용에 의해 에칭이 실시된다. 본 실시예에서는, 처리 중에 온도 조절된 냉매가 순환하여 시료대(101) 내부에 공급되는 순환로를 구비함으로써, 시료대(101), 나아가서는 시료(5)의 온도가 처리에 적합한 값의 범위 내가 되도록 조절된다.
도시하지 않은 처리의 종점을 판정하는 검출기에 의해 처리의 종료가 검출되면, 전계 및 자계의 공급이 정지되어 플라즈마(33)가 소화(消火)되고, 게이트 밸브가 개방되어 반송용의 로봇의 아암이 신장되어 처리실(23) 내에 진입하여 시료(5)를 시료대(101) 상의 위치로부터 아암 상에 수취한 후 아암이 수축되어 시료(5)가 처리실(23) 밖으로 반출된 후, 다른 처리 전의 시료(5)가 처리실(23) 내에 반입된다.
다음으로, 도 2를 이용하여 본 실시예에 관련된 시료대(101)의 상세한 구성을 설명한다. 도 2는, 도 1에 나타낸 실시예의 시료대의 구성을 확대하여 모식적으로 나타낸 종단면도이다.
본 실시예에 있어서, 시료대(101)는 열 교환 매체(이하, 냉매)가 내부를 통류하는 경로인 냉매 유로(6)가 내부에 배치된 금속제의 원통 형상의 부재인 전극 블록(1)의 상면 상방에, 접착층(2)을 개재하여 정전흡착 기능을 갖는 원판 형상을 갖는 소결판(3)이 배치되어 있다. 소결판(3)의 내부에는 내부 전극(4)이 배위되고, 내부 전극(4)에 직류의 전압을 인가하여 소기의 극성을 형성함으로써 소결판(3) 상면의 내측에 전하가 축적되어 정전기가 형성되어, 상면 상방에 얹혀진 시료(5)가 소결판(3) 상면에 흡착되어 유지된다.
소결판(3)은, 알루미나나 이트리아 등의 단일 또는 복수의 세라믹 재료를 소정의 원판 형상으로 형성한 것을 소성하여 구성된 유전체제의 부재이다. 그 내부에 배치되는 내부 전극(4)을 포함한 소결판(3)은, 원판 형상으로 성형된 상기 세라믹 재료제의 미소성의 부재 내부에 미리 내포한 것을 소성하여 형성해도 되고, 동일한 지름의 다른 소결판 사이에 막 형상의 전극을 배치하여 이들의 소결판 부재 사이에 두고 접합하여 형성해도 된다.
상기한 바와 같이, 본 실시예에서는, 처리 중 또는 그 전후의 시간에 전극 블록(1) 내부의 냉매 유로(6)에는 온도 조절 유닛(34)에 의해 온도가 소정의 범위 내의 값으로 된 냉매가 공급되어 순환하고, 전극 블록(1), 나아가서는 시료(5)가 처리에 적합한 원하는 온도로 조절된다. 플라즈마(33)가 형성되어 있는 상태에서, 시료(5)는 플라즈마(33)에 그 상면이 노출되어 플라즈마로부터의 열을 받아 온도가 상승하고, 시료(5)의 열은 시료의 탑재면을 구성하는 소결판(3)에 전달된다. 또한, 열은 소결판(3)을 통하여 금속제의 전극 블록(1)에 전달되고, 냉매 유로(6)를 흐르는 냉매가 전극 블록(1)과 열 교환한다. 그 결과, 냉매와 시료(5)가 열 교환한다.
이와 같이 플라즈마(33)로부터 시료(5)에 전달된 열은, 소결판(3), 전극 블록(1)에 전달된다. 전극 블록(1)과 소결판(3)이 다른 재료, 예를 들면 전극 블록(1)이 알루미늄, 소결판(3)이 알루미나 세라믹으로 구성된 경우에는 각 부재를 구성하는 재료의 선팽창계수가 다르기 때문에 부재의 팽창의 크기가 다르게 되고, 이와 같은 팽창량의 차이로부터 각 부재의, 특히 다른 부재가 접합 또는 접속된 부분의 표면에 전단력이 작용하게 된다.
즉, 냉매 유로(6)에 공급하는 냉매의 온도를 상승 또는 하강시킨 경우에 전극 블록(1) 및 소결판(3)에 발생하는 열 팽창량 또는 열 수축량이 이들 전극 블록(1)과 소결판(3)에서 다르고, 모식적으로는 양자 사이에서 이들을 접합하고 있는 접착층(2)의 내부에 이것을 전단하려고 하는 응력이 발생하게 된다. 그 결과 발생한 응력이 접착층(2)의 표면의 전극 블록(1) 또는 소결판(3)의 표면과의 사이의 접착력의 강도를 초과한 경우에는 이들 사이에 벗겨짐이 발생한다.
차세대의 에칭 장치에서는, 웨이퍼의 지름의 확대(φ300 → φ450 ㎜)나 에칭시에 있어서의 웨이퍼 온도의 제어의 범위를 확대하는 것 등이 요구되고 있다. 소결판(3) 상에 탑재하는 시료(5)의 치수가 더 커져 전극 블록(1) 및 소결판(3)의 외경이 확대된 경우나, 시료대(101)의 온도를 조절하는 범위가 확대된 경우에는, 상기 팽창의 양의 차이에 의해 접착층(2)에 발생하는 응력은 더 커진다.
이 한편으로, 요구되는 시료(5)와 냉매 유로(6) 또는 전극 블록(1)과의 사이의 열 전달의 성능은 종래와 같거나 더 높아지기 때문에, 접착층(2)의 두께 t1은 더 작게 하는 것이 요구될 것으로 예상된다. 이것은 종래의 구성에서는 생기하는 전단력이 증대하게 되고, 이와 같은 힘에 대하여 접착층(2)과 이것을 사이에 둔 두 개의 부재와의 사이에서 벗겨짐을 억제할 수 있는 구조상의 연구가 필요하게 된다는 것을 나타내고 있다.
도 3은, 도 2에 나타낸 실시예의 시료대(101)의 접착층의 구성을 모식적으로 나타낸 종단면도이다. 도 3 (a)에서는, 접착층(2)의 외주연부에 두께를 크게 한 외주 접착층(2-1)을 배치한 구성을 나타내고 있다.
상기의 전극 블록(1)과 소결판(3)의 선팽창계수의 차이에 의한 전단력에 기인하여 접착층(2)에 발생하는 응력은, 접착층(2)의 두께 t1이 중앙측 부분에서 균일하거나 이것으로 간주할 수 있을 정도로 근사한 값인 경우에 최외주연 부분에서 최대가 된다. 그래서, 본 실시예에서는 접착층(2)의 외주연부에 그 두께가 중앙측 부분의 두께 t1보다 큰 외주 접착층(2-1)을 배치함으로써, 외주 접착층(2-1)에 발생하는 응력을 완화시키고 있다.
도 3 (a)에 있어서, 외주 접착층(2-1)은, 전극 블록(1)의 상면에 원통형의 전극 블록(1)의 중심으로부터 외주를 향하여 깊이가 커지도록 단차에 의해 구획되어 배치된 링 형상의 오목부의 위에 접착층(2)이 배치되어 그 위에 균일 또는 이것으로 간주할 수 있을 정도로 근사한 값의 두께를 갖는 소결판(3)을 얹어 접합시킴으로써, 두께가 전극 블록(1) 상면의 중앙측의 영역보다 크게 되어 있다. 또한, 도 3 (b)에서는, 외주 접착층(2-1)이 오목부가 또 다른 단차에 의해 구획된 두 개의 영역으로 구성되어 있는 예를 나타내고 있다.
접착층(2)의 내부에 발생하는 응력은 전극 블록(1) 또는 소결판(3)의 외주연에 근접함에 따라 증가하기 때문에, 도 3 (b)에서는 가장 외주측에 위치하는 외주 접착층(2-1-2)의 두께 t3는 단차에 의해 구획된 중앙측의 외주 접착층(2-1-1)의 두께 t2보다 크게 되어, 외주 접착층(2-1) 내부에서의 응력을 더 완화하고 있다. 본 실시예에서는, 중앙측의 부분에 대하여 동심 형상으로 배치되어 링 형상의 오목부의 단차에 의해 구획된 영역은 전극 블록(1)의 반경 방향으로 두 개가 다중으로 배치되고, 외주 접착층(2-1)이 두 개로 구획되는 예를 나타냈으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 외주 접착층(2-1)은 더 많은 단차를 구비한 더 다수의 오목부에 의해 구성된 것으로 해도 된다.
도 4는, 접착층의 형상과 접착층의 내부에 발생하는 응력과의 관계를 모식적으로 나타낸 그래프이다. 가로축에 반경 위치, 세로축에 접착층 내부의 규격화한 응력을 나타내고 있다. 도 4 (a)는 접착층 상부의 접착 계면 근방에 생기는 응력, 도 4 (b)는 접착층 하부의 접착 계면 근방에 생기는 응력이다.
여기서, 전극 블록(1)의 재료는 Al(A5052)이고 두께 50 ㎜, 접착층(2)은 에폭시계 접착제이고 두께 0.5 ㎜, 소결판(3)은 알루미나 세라믹스이고 두께 2 ㎜인경우를 나타내고 있다. 또, 시료대(101)의 외경은 450 ㎜로 하였다. 시료대(101) 온도는 전체적으로 똑같이 변화되는 것으로서, 실온 20℃시에 있어서 접착층에 발생하는 응력은 제로라고 가정하여, 전극 블록(1)의 중심으로부터의 반경 위치의 변화에 대한 응력의 크기를, 전극 블록(1)의 온도를 70℃까지 증가한(온도 상승량이 50℃인) 경우에 있어서 산출한 값을 그래프로 나타내고 있다.
본 도면에 의하면, 상술한 바와 같이 접착층(2)의 내부에 발생하는 응력은 전극 블록(1) 또는 소결판(3)의 외주연을 향하여 증가한다는 것을 알 수 있다. 또, 접착층(2)의 외주측 부분에 외주 접착층(2-1)을 구비한 경우에는, 외주부에서 발생하는 응력이 저감한다는 것을 알 수 있다.
본 도면의 외주 접착층(2-1)의 치수는, 도 3 (a)에 있어서는 외주 접착층(2-1)은 R = 215∼225 ㎜, 두께 t2 = 1 ㎜, 도 3 (b)의 외주 접착층(2-1-1)은 R = 200∼215 ㎜, 두께 t2 = 1 ㎜, 외주 접착층(2-1-2)은 R = 215∼225 ㎜, 두께 t3 = 2 ㎜이다. 또, 전극 블록(1) 상면의 오목부를 구획짓는 단차의 단면 상의 모서리부는 당해 모서리부에 응력의 집중이 발생하지 않도록 R 형상으로 하였다. 또한, 응력의 집중을 방지하기 위하여, 단차부를 테이퍼 형상으로 해도 된다.
상기와 같이, 본 예에서는 접착층(2)의 외주연부에 두께를 크게 한 외주 접착층(2-1)을 배치함으로써, 외주 접착층에 있어서의 응력이 저감된다. 한편으로, 외주 접착층(2-1)에 있어서 접착층(2)의 두께가 증가하고 있는 경우에는, 접착층(2)의 외주연부에 있어서 전극 블록(1)과 소결판(3) 사이의 열 통과의 성능(열 투과율 또는 열 전달률)이 저하되는 것이 우려된다. 이와 같은 과제에 대하여, 전극 블록(1) 내에 동심 형상으로 배치된 다중의 냉매 유로(6)의 적어도 하나의 둘레를 외주 접착층(2-1)에 대응하는 전극 블록(1) 상면의 외주부의 오목부의 바로 하방에 위치하도록 배치해도 된다.
도 5는, 도 1에 나타낸 실시예의 변형례에 관련된 시료대의 구성을 모식적으로 나타낸 종단면도이다. 도 5 (a)는, 소결판(3)이 접착층(2)을 개재하여 접합되는 전극 블록(1)의 탑재면과 접착층(2) 사이에 접착 보조층(7)을 배치한 구성을 나타내고 있다.
일반적으로, 접착제는 접착 대상에 따라서 접착력이 변화된다. 예를 들면, 특정 접착제는, 알루미나 세라믹의 소결판(3)에 대해서는 높은 접착력을 나타내지만 알루미늄제의 전극 블록(1)에 대해서는 접착력이 낮다. 이와 같은 경우의 접착력을 높이기 위하여, 본 예에서는 접착층(2)과 전극 블록(1)의 탑재면과의 사이에 소결판(3)과 동일한 재질에 의해 구성된 막 층인 접착 보조층(7)을 배치하였다.
즉, 소결판(3)이 알루미나인 경우에는 전극 블록(1)의 표면에 알루미나에 의해 구성된 막 또는 층을 미리 형성한 후, 당해 막 상에 접착층(2)을 사이에 두고 소결판(3)을 얹어 전극 블록(1)과 접합한다. 이와 같은 접착 보조층(7)을 구비함으로써, 접착층(2)은 그 상면, 하면 중 어느 쪽에 있어서나 높은 접착력을 발휘할 수 있다.
이와 같은 접착 보조층(7)은, 예를 들면, 알루미나의 입자를 고온에서 반용융 상태로 분사하는 용사에 의해 또는 전극 블록(1)의 상면을 양극 산화함으로써 형성하는 등 종래의 기술을 적용하여 실현할 수 있다. 또한, 접착 보조층(7)도 전극 블록(1)과 소결판(3) 사이의 열 통과를 저해하는 요인이 된다고 생각된다. 그래서, 도 5 (b)에서 나타낸 바와 같이, 응력값이 높아지는 외주 접착층(2-1)의 하방에만 접착 보조층(7)을 배치하고, 중앙부측에는 접착 보조층(7)을 사이에 두지 않고 전극 블록(1) 상면과 접착층(2)이 접촉하도록 해도 된다.
상기 변형례에서는, 전극 블록(1)의 상면과 접착층(2) 사이에 접착 보조층(7)을 배치하였으나, 소결판(3)과 접착층(2) 사이에 전극 블록(1)과 동일한 재료에 의해 구성된 접착 보조층(7)을 배치해도 된다.
상기 실시예의 다른 변형례에 대하여, 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6은, 도 1에 나타낸 실시예의 다른 변형례에 관련된 시료대의 구성을 모식적으로 나타낸 종단면도이다.
본 예에 있어서도, 전극 블록(1) 상면의 상방에 정전흡착 기능을 갖는 소결판(3)이 배치되어 접착층(2)을 사이에 두고 전극 블록(1)과 접합되어 있다. 또한, 본 예에서는, 접착층(2)의 내부에 금속제의 막인 복수의 히터층(8)이 배치되어 있다. 본 예의 히터층(8)은, 소결판(3) 내부에 배치된 정전흡착용의 내부 전극(4)이 배치된 영역의 일부 또는 전체를 내측에 포함하는 영역에 배치되어 있다.
이와 같은 히터층(8)의 배치에 의해, 탑재면의 면내 방향에 대하여 온도 분포의 불균일이 저감되어 시료(5)의 온도의 분포를 더 균일한 것에 가깝게 할 수 있다. 또는, 소기의 온도 분포로부터의 어긋남을 저감하여 처리의 결과를 원하는 형상에 가깝게 하여 처리의 수율이 향상된다.
본 예에서는, 접착층(2)에 있어서 소결판(3)과 히터층(8) 사이의 부분인 상부의 두께를 t1, 히터층(8)과 전극 블록(1) 사이의 하부의 두께를 t2, 또한 도 1과 마찬가지로 소결판(3) 또는 전극 블록(1) 상면의 외주연부에 대응한 위치에 배치된 외주 접착층(2-1)의 두께를 t3으로 하고 있다.
히터층(8)을 구비한 접착층(2)의 두께는 t3 > (t1 + t2)의 관계를 만족시키고 있다. 또, 최외주측의 히터층(8)의 외주연은 소결판(3) 또는 전극 블록(1)의 상면의 외주연보다 내측에 배위됨으로써, 접착층(2)의 외주연부에 외주 접착층(2-1)이 배치된다.
또, 히터층(8) 대신에 열을 탑재면 또는 전극 블록(1) 상면의 면내의 방향으로 분산시키는 금속판을 배치해도 된다. 또한, 본 변형례의 구성이더라도, 도 5 와 마찬가지로 접착층(2)과 상방 또는 하방의 부재와의 사이에 이들 상하의 부재와 동일한 재료로 구성된 접착 보조층(7)을 배치해도 된다.
다음으로, 상기 실시예의 다른 변형례에 대하여 도 7을 이용하여 설명한다. 도 7은, 도 1에 나타낸 실시예의 다른 변형례에 관련된 시료대의 구성을 모식적으로 나타낸 종단면도이다.
본 예에 있어서도, 도 1의 실시예와 마찬가지로, 전극 블록(1) 상면 상방에 정전흡착용의 내부 전극(4)을 내부에 갖는 소결판(3)이 접착층(2)을 사이에 두고 전극 블록(1)과 접합되어 배치되어 있다. 본 예에서는, 접착층(2)의 재료가 소결판(3) 또는 전극 블록(1)의 반경 방향의 위치에 따라서 다른 것이 이용되고 있고, 중앙측의 영역에 경도가 큰 경질 접착제가 이용되어 경질 접착층(2-2)이, 외주측의 영역에 경도가 작은 연질 접착제가 이용된 연질 접착층(2-3)이 배치되어 있다.
전술한 바와 같이, 외주연부의 접착층(2)에서 발생하는 응력은 중앙측의 것보다 높아지기 때문에, 외측측의 영역에 더 연질의 접착재를 이용하여, 외측측 영역에 있어서의 접착층(2)의 허용되는 왜곡의 양을 크게 하여 접착층(2) 내의 전단력에 의한 응력을 저감하고 있다. 또한, 경질 및 연질은 접착제가 경화되었을 때의 접착층(2)의 영률(Young's modulus)에 의해 규정하면 되고, 이 경우 중앙측의 영역과 비교하여 외주측의 영역의 접착제 쪽이 저(低) 영률이 되는 것이 선택되어 접착층(2)이 구성된다.
전극 블록(1)과 소결판(3)을 접합하는 접착층(2)의 내측의 영역과 외측의 영역에서 다른 재료의 접착제를 이용하는 본 변형례의 시료대(101)를 제조하는 공정의 개략은 다음과 같다.
(1) 전극 블록(1)의 상면으로서 소결판(3)이 접합되는 표면에 접착제가 도포되고, 그 상면에 소결판(3)을 탑재한다. 본 예에서는 열 경화형의 접착제가 이용된다.
(2) 그 후, 접착층(2)이 원하는 두께로 될 때까지 전극 블록(1) 또는 소결판(3)에 이들을 사이에 두는 방향으로(도 7의 도면에서 상하 방향으로) 하중을 가한다. 이와 같이 하여, 전극 블록(1) 또는 소결판(3)의 접착되는 대상의 부분의 표면으로부터 여분의 접착제는 외주측으로 밀어내어진다.
(3) 전극 블록(1) 또는 시료대(101) 전체를 가열하여 접착제를 열 경화시킨다.
(4) 공정 (2)에 있어서 접착 대상의 면의 외주로 밀어내어진 상태에서 경화된 접착제를 제거한다. 이와 같은 여분의 접착제는 종래에 알려진 방법에 의해 제거된다.
접착층(2)을 구성하는 접착제로서 중앙측의 영역과 외주측의 영역에서 다른 재료 또는 재질의 접착제를 사용한 경우에는, (2)의 공정에 있어서 소결판(3)과 전극 블록(1) 사이의 거리가 작아짐에 따라 중앙측의 영역의 접착제가 밀어내어져 외주측의 영역으로 흘러들어 이들 접착제가 변질되어 버리거나, 외주측의 영역에서 연질 접착제(2-3)가 완전히 밀어내어져서 접착층(2)이 외주연부까지 경질 접착제(2-2)가 되어 버리거나 하는 등의 문제점이 생길 우려가 있다. 또, 예를 들면 중앙측의 영역에 있어서 열 경화 타입, 외주측의 영역에 있어서 실온 경화 타입의 접착제가 이용된 경우에는, (2)의 공정에서 접착층(2)의 두께를 소기의 것으로 되도록 소결판(3)과 전극 블록(1)을 서로 압하하고 있는 도중에 외주측의 영역의 접착제의 경화가 시작되어 버려, 결과적으로 접착층(2)의 두께를 양호한 정밀도로 관리하기가 곤란하게 되는 것도 생각할 수 있다.
이와 같은 문제를 회피하기 위하여, 먼저 중앙측의 영역의 접착제만을 도포한 상태에서 (1), (2), (3)의 공정을 실시한다. 그 후에, 전극 블록(1)과 소결판(3) 사이에서 이들의 외주측의 영역의 공간을 클리닝하고, 본래 연질 접착층(2-3)이 배치되어야 할 외주측의 영역에 중앙측의 영역으로부터 밀어내어진 접착제를 제거한다.
다음으로, 외주측의 영역의 클리닝 후, 당해 영역에 외주측용의 경도가 작은 접착제를 도입하여 충전하여 외주측의 영역의 접착제를 경화시키면 된다. 또한, 접착층 전체를 승온시켜 중앙측의 영역의 접착제를 경화시킴으로써, 접착층(2) 전체가 경화된 접착제로 구성된다.
또한, 외주측의 영역에 있어서 상기 경질의 접착제의 클리닝 및 연질의 접착제의 도입의 공정을 실시할 때의 작업의 효율의 향상 또는 접착제 사이의 간극의 저감을 실현할 수 있도록, 접착층(2)의 외주측의 영역에 있어서 전극 블록(1)과 소결판(3) 사이의 간극이 크게 되어 있어도 된다. 즉, 도 3, 5에 나타낸 구성에 있어서 외주연부의 오목부에 배치된 외주 접착층(2-1)으로서 연질 접착제를 공급해도 된다.
또한, 외주 영역의 접착제는 플라즈마 처리 중에 발생하는 라디칼(화학 활성종), 자외선 등에 노출되는 것도 상정되기 때문에, 플라즈마에 대해서도 내성이 높은 재료를 선택하는 것이 바람직하다.
상기 실시예는 전극 블록(1)과 소결판(3)과의 열팽창율의 차이에 기인하여 이들 사이의 접착층(2)에 생기하는 전단 응력을 저감시킨 구성을 구비하고 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 예를 들면 φ450 ㎜ 웨이퍼 등 시료의 대경화(大徑化)에 대응하여 수율을 향상시킨 처리 장치를 제공할 수 있다.
또, 시료대(101)를 구성하는 부재끼리의 벗겨짐이나 결손, 간극의 발생이 억제되고, 시료(5)와 시료대(101) 사이의 열 전달이 시료(5)의 탑재면의 면내 방향에 대하여 불균일이 되는 것이 억제된다. 이 때문에, 시료(5)의 온도의 소기의 것으로부터의 어긋남을 저감하여 온도를 높은 정밀도로 실현할 수 있고, 또한 그 온도를 실현할 수 있는 범위를 더 넓은 것으로 할 수 있다. 이에 의해, 큰 면적의 시료를 높은 정밀도로 플라즈마 처리할 수 있다.
또, 최근의 플라즈마 처리 장치에서는, 에칭 처리 등의 시료(5)의 처리의 공정이 완료된 후에 시료(5)가 처리실(23)로부터 반출되고, 처리실(23) 내에 플라즈마가 형성되어 처리실(23) 내의 부재의 표면이 플라즈마와의 상호 작용에 의해 클리닝되는 처리가 실시되는 것이 있다. 이와 같은 클리닝시에는, 시료대(101)의 표면은 직접 플라즈마에 노출되지만, 상기 실시의 예에서는, 시료(5)가 탑재되어 정전흡착되는 표면의 부재는 소결판(3)에 의한 유전체로 구성되고, 또한 쿨롱 흡착 방식을 채용하고 있기 때문에, 흡착력의 경시(經時) 변화 및 이물질의 발생이 억제된다.
본 발명이 제안하는 반도체 제조 장치용 시료대는, 상기 플라즈마 처리 장치의 실시예에 한정되지 않고, 애싱 장치, 스퍼터 장치, 이온 주입 장치, 레지스트 도포 장치, 플라즈마 CVD 장치, 플랫 패널 디스플레이 제조 장치, 태양 전지 제조 장치 등, 정밀한 웨이퍼 온도 관리를 필요로 하는 다른 장치에도 전용이 가능하다.
1 : 전극 블록
2 : 접착층
2-1 : 외주 접착층
2-2 : 경질 접착층
2-3 : 연질 접착층
3 : 소결판
4 : 내부 전극
5 : 시료
6 : 냉매 유로
7 : 접착 보조층
8 : 히터층
9 : 고주파 전원
21 : 진공 용기
22 : 윈도우 부재
23 : 처리실
24 : 가스 도입관
25 : 처리 가스
26 : 배기구
27 : 압력 조절 밸브
28 : 터보 분자 펌프
29 : 마이크로파 발진기
30 : 전계
31 : 도파관
32 : 솔레노이드 코일
33 : 플라즈마
34 : 온도 조절 유닛
101 : 시료대
2 : 접착층
2-1 : 외주 접착층
2-2 : 경질 접착층
2-3 : 연질 접착층
3 : 소결판
4 : 내부 전극
5 : 시료
6 : 냉매 유로
7 : 접착 보조층
8 : 히터층
9 : 고주파 전원
21 : 진공 용기
22 : 윈도우 부재
23 : 처리실
24 : 가스 도입관
25 : 처리 가스
26 : 배기구
27 : 압력 조절 밸브
28 : 터보 분자 펌프
29 : 마이크로파 발진기
30 : 전계
31 : 도파관
32 : 솔레노이드 코일
33 : 플라즈마
34 : 온도 조절 유닛
101 : 시료대
Claims (10)
- 진공 용기와, 이 진공 용기 내부에 배치되어 내측에서 플라즈마가 형성되는 처리실과, 이 처리실의 하방에 배치되어 그 상면에 상기 플라즈마를 이용한 처리의 대상인 시료가 탑재되는 시료대와, 이 시료대의 상기 시료가 탑재되는 탑재면을 구성하는 유전체제의 소결판과, 소결판의 하방에서 이것과 접착제에 의해 구성된 접착층을 개재하여 접합된 금속제의 기재와, 기재의 내부에 배치되어 냉매가 통류하는 냉매 유로를 구비하며, 상기 접착층의 두께가 상기 시료대의 중심측의 부분보다 외주측의 부분이 크게 된 플라즈마 처리 장치.
- 진공 용기와, 이 진공 용기 내부에 배치되어 내측에서 플라즈마가 형성되는 처리실과, 이 처리실의 하방에 배치되어 그 상면에 상기 플라즈마를 이용한 처리의 대상인 시료가 탑재되는 시료대와, 이 시료대의 상기 시료가 탑재되는 탑재면을 구성하는 유전체제의 소결판과, 소결판의 하방에서 이것과 접착제에 의해 구성된 접착층을 개재하여 접합된 금속제의 기재와, 기재의 내부에 배치되어 냉매가 통류하는 냉매 유로를 구비하며, 상기 접착층의 상기 접착제의 경도가 상기 시료대의 중심측의 부분보다 외주측의 부분이 작은 플라즈마 처리 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 기재와 상기 소결판 사이의 거리가 상기 외주측의 부분에서 크게 되고, 이 크게 된 상기 외주측의 부분에 상기 접착제가 배치된 플라즈마 처리 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 기재와 상기 소결판 사이의 거리가 이 소결판의 외주연을 향하여 크게 된 플라즈마 처리 장치. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 기재가 상기 소결판과 접합되는 측의 면에 그 중앙측의 부분을 둘러싸고 배치되어 단차에 의해 구획된 링 형상의 적어도 하나의 오목부를 구비하여, 이 오목부의 저면과 상기 소결판 사이의 거리가 상기 중앙측의 부분에서의 상기 소결판과 상기 전극 블록 사이의 거리보다 크게 된 플라즈마 처리 장치. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접착층과 상기 전극 블록 사이에 배치되어 상기 소결판의 유전체와 동일한 재질에 의해 구성된 막 또는 상기 접착층과 상기 소결판 사이에 배치되어 상기 전극 블록의 금속과 동일한 재료에 의해 구성된 막을 구비한 플라즈마 처리 장치. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접착층의 내부에 배치된 금속제의 막을 구비한 플라즈마 처리 장치. - 진공 용기와, 이 진공 용기 내부에 배치되어 내측에서 플라즈마가 형성되는 처리실과, 이 처리실의 하방에 배치되어 그 상면에 상기 플라즈마를 이용한 처리의 대상인 시료가 탑재되는 시료대와, 이 시료대의 상기 시료가 탑재되는 탑재면을 구성하는 유전체제의 소결판과, 소결판의 하방에서 이것과 접착제에 의해 구성된 접착층을 개재하여 접합된 금속제의 기재와, 기재의 내부에 배치되어 냉매가 통류하는 냉매 유로를 구비하며, 상기 접착층의 상기 시료대의 중심측의 부분보다 외주측의 부분에 생기하는 전단력(剪斷力)이 작게 된 플라즈마 처리 장치.
- 진공 용기와, 이 진공 용기 내부에 배치되어 내측에서 플라즈마가 형성되는 처리실과, 이 처리실의 하방에 배치되어 그 상면에 상기 플라즈마를 이용한 처리의 대상인 시료가 탑재되는 시료대로서, 상기 시료가 탑재되는 탑재면을 구성하는 유전체제의 소결판 및 소결판의 하방에서 이것과 접착제에 의해 구성된 접착층을 개재하여 접합된 금속제의 기재 및 기재의 내부에 배치되어 냉매가 통류하는 냉매 유로를 가진 시료대를 구비한 플라즈마 처리 장치의 상기 시료대의 제조 방법으로서,
상기 기재의 상면의 중앙부와 상기 소결판 사이에 접착제를 사이에 두고 소정의 거리로 접속하는 공정과, 상기 기재의 상면의 상기 중앙부를 둘러싸고 그 외주측에 배치되어 상기 기재의 상면과 상기 소결판과의 거리가 크게 된 오목부에 접착제를 도입하는 공정을 구비하여 상기 소결판과 상기 기재를 접합하는 시료대의 제조 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 오목부에 도입된 접착제는 상기 중앙부의 접착제보다 경도가 작은 것인 시료대의 제조 방법.
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