KR20180131415A - 정전 척 및 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 정전 척은, 기대, 유전체층, 및 척 본체를 구비한다. 유전체층은, 기대 상에 마련되어 있으며, 또한 기대에 고정되어 있다. 척 본체는, 유전체층 상에 탑재된다. 척 본체는, 세라믹 본체, 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극을 갖는다. 세라믹 본체는 기판 탑재 영역을 갖는다. 제1 전극은, 기판 탑재 영역 내에 마련되어 있다. 제2 전극 및 제3 전극은, 쌍극 전극을 구성한다. 제2 전극 및 제3 전극은, 세라믹 본체 내에 마련되어 있으며, 제1 전극과 유전체층의 사이에 마련되어 있다.

Description

정전 척 및 플라즈마 처리 장치{ELECTROSTATIC CHUCK AND PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 개시는, 정전 척 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
전자 디바이스의 제조에 있어서는, 기판에 대한 처리를 위하여, 플라즈마 처리 장치가 이용되고 있다. 플라즈마 처리 장치는, 일반적으로, 챔버를 제공하는 챔버 본체, 및 당해 챔버 내에 마련된 정전 척을 구비한다.
정전 척은, 기판을 지지하는 기능 및 기판의 온도를 조정하는 기능을 갖고 있다. 정전 척은, 기대(基臺) 및 척 본체를 갖고 있다. 기대에는, 열교환 매체(예를 들면, 냉매)용 유로가 형성되어 있다. 척 본체는, 세라믹 본체, 및 당해 세라믹 본체 내에 마련된 막 형상의 전극을 갖는다. 척 본체의 전극에는 직류 전원이 전기적으로 접속되어 있다. 척 본체 상에는 기판이 재치된다. 척 본체의 전극에 직류 전원으로부터의 전압이 인가되면, 척 본체와 기판의 사이에서 정전 인력이 발생한다. 발생한 정전 인력에 의하여, 기판은, 척 본체로 끌어당겨져, 당해 척 본체에 의하여 지지된다. 또, 기대에 열교환 매체가 공급됨으로써, 기대와 척 본체의 사이에서 열교환이 행해져, 척 본체의 온도가 조정되고, 기판의 온도가 조정된다. 척 본체는, 기대 상에 접착제를 통하여 접합되어 있다. 이와 같은 스테이지를 갖는 플라즈마 처리 장치는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2015-162618호에 기재되어 있다.
플라즈마 처리 장치에 있어서 행해지는 플라즈마 처리에서는, 척 본체 상에 재치된 기판의 온도를 낮은 온도로 설정하는 경우가 있다. 기판의 온도를 낮은 온도로 설정하기 위하여, 기대에는 열교환 매체로서 냉매가 공급된다.
기대의 온도가 접착제의 유리 전이점 이하의 온도로 설정되면, 접착제는 경화되어 유연성을 잃는다. 접착제의 유연성을 잃으면, 기대의 선팽창 계수와 척 본체의 선팽창 계수의 차에 기인하여, 척 본체가 기대로부터 박리되는 경우가 있으며, 혹은 척 본체에 균열이 발생하는 경우가 있다. 즉, 정전 척의 손상이 발생하는 경우가 있다. 기대의 선팽창 계수와 척 본체의 선팽창 계수의 차가 작아도, 그 사용 시에 있어서의 정전 척의 온도와, 척 본체가 기대에 접착되었을 때의 온도의 사이의 차가 커지면, 정전 척에 휨이 발생하여, 당해 정전 척이 기판을 지지할 수 없게 되는 경우가 있다. 즉, 정전 척의 기능 불완전이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 접착제를 이용하지 않고 척 본체를 기대에 고정하는 것을 가능하게 하는 것이 요구되고 있다.
일 양태에 있어서는, 정전 척이 제공된다. 일 양태에 관한 정전 척은, 기대, 유전체층, 및 척 본체를 구비한다. 기대의 내부에는 열교환 매체용 유로가 마련되어 있다. 유전체층은, 기대 상에 마련되어 있으며, 또한 기대에 고정되어 있다. 척 본체는, 유전체층 상에 탑재된다. 척 본체는, 그 위에 재치되는 기판을 정전 인력에 의하여 지지하도록 구성되어 있다. 척 본체는, 세라믹 본체, 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극을 갖는다. 세라믹 본체는 기판 탑재 영역을 갖는다. 제1 전극은, 기판 탑재 영역 상에 탑재되는 기판과 척 본체의 사이에서 정전 인력을 발생시키기 위하여, 기판 탑재 영역 내에 마련되어 있다. 제2 전극 및 제3 전극은, 쌍극 전극을 구성한다. 제2 전극 및 제3 전극은, 척 본체와 유전체층의 사이에서 정전 인력을 발생시키기 위하여, 세라믹 본체 내에 마련되어 있으며, 제1 전극과 유전체층의 사이에 마련되어 있다.
일 양태에 관한 정전 척에서는, 플라즈마 발생 중에 제1 전극에 전압을 인가함으로써, 척 본체와 플라즈마로부터 전하를 받은 기판의 사이에서 정전 인력이 발생한다. 발생한 정전 인력에 의하여, 기판은 척 본체에 지지된다. 또, 제2 전극 및 제3 전극에 서로 반대 극성의 전압이 인가됨으로써, 플라즈마를 통하지 않아도, 척 본체와 유전체층의 사이에서 정전 인력이 발생한다. 발생한 정전 인력에 의하여, 척 본체는, 유전체층으로 끌어당겨져, 당해 유전체층에 고정되고, 당해 유전체층을 개재하여 기대에 고정된다. 따라서, 이 정전 척에 의하면, 접착제를 이용하지 않고, 임의의 타이밍에 척 본체를 기대에 고정하는 것이 가능해진다. 또, 기대와 척 본체의 사이에 온도차가 발생하고 있는 경우에는, 기대의 온도와 척 본체의 온도의 사이의 온도차가 작아진 후, 정전 인력에 의하여 유전체층을 개재하여 척 본체를 기대에 고정할 수 있다. 따라서, 척 본체의 박리 및 척 본체의 균열을 억제할 수 있다. 또, 정전 척의 휨을 억제할 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 세라믹 본체는, 기판 탑재 영역을 둘러싸고, 그 위에 포커스 링이 재치되는 바깥 둘레 영역을 더 제공한다.
일 실시형태에 있어서, 척 본체는, 쌍극 전극을 구성하는 제4 전극 및 제5 전극을 더 갖는다. 제4 전극 및 제5 전극은, 포커스 링과 척 본체의 사이에서 정전 인력을 발생시키기 위하여, 바깥 둘레 영역 내에 마련되어 있다. 이 실시형태에서는, 제4 전극 및 제5 전극에 서로 반대 극성의 전압이 인가됨으로써, 플라즈마를 통하지 않아도, 바깥 둘레 영역과 포커스 링의 사이에서 정전 인력이 발생한다. 발생한 정전 인력에 의하여 포커스 링이 척 본체의 바깥 둘레 영역에 지지된다.
일 실시형태에 있어서, 제4 전극 및 제5 전극은, 제2 전극 및 제3 전극보다, 유전체층으로부터 떨어져 있다. 다른 실시형태에 있어서, 제2 전극, 제3 전극, 제4 전극, 및 제5 전극은, 동일한 평면을 따라 마련되어 있다.
일 실시형태에 있어서, 제2 전극 및 제3 전극은, 기판 탑재 영역 및 바깥 둘레 영역에 걸쳐 마련되어 있다. 이 실시형태에서는, 제2 전극 및 제3 전극에 서로 반대 극성의 전압이 인가됨으로써, 바깥 둘레 영역과 포커스 링의 사이에서 정전 인력이 발생한다. 발생한 정전 인력에 의하여 포커스 링이 척 본체의 바깥 둘레 영역에 지지된다.
일 실시형태에 있어서, 기대, 유전체층, 및 척 본체에는, 유전체층 측과 반대 측의 바깥 둘레 영역의 표면에 있어서 개구하는 제1 유로가 형성되어 있다. 이 실시형태에서는, 잔류 전하 등에 기인하여, 포커스 링이 척 본체의 바깥 둘레 영역으로 끌어당겨져 있어도, 제1 유로에 가스를 공급함으로써, 포커스 링을 척 본체의 바깥 둘레 영역으로부터 분리할 수 있다.
일 실시형태에서는, 유전체층은 세라믹의 용사막(溶射膜)이다. 다른 실시형태에서는, 유전체층은, 기대에 직접적으로 또는 접착층을 개재하여 접합된 수지층이다.
일 실시형태에서는, 유전체층 측의 척 본체의 표면 또는 척 본체 측의 유전체층의 표면은, 홈을 제공하고 있으며, 기대 및 유전체층에는, 홈에 접속되는 제2 유로가 형성되어 있다. 이 실시형태에서는, 잔류 전하 등에 기인하여, 척 본체가 유전체층으로 끌어당겨져 있어도, 제2 유로에 가스를 공급함으로써, 척 본체를 유전체층으로부터 분리할 수 있다.
일 실시형태에서는, 정전 척은, 기대의 온도를 측정하기 위한 제1 온도 센서, 및 척 본체의 온도를 측정하기 위한 제2 온도 센서를 더 구비한다.
다른 양태에 있어서는, 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버 본체, 상술한 일 양태 또는 다양한 실시형태 중 어느 하나의 정전 척, 고주파 전원, 및 제1~제3 직류 전원을 구비한다. 챔버 본체는, 챔버를 제공한다. 고주파 전원은, 정전 척의 기대에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 직류 전원은, 제1 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 제2 직류 전원은, 제2 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 제3 직류 전원은, 제3 전극에 전기적으로 접속되어 있다.
일 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치는, 정전 척의 상기 제4 전극에 전기적으로 접속된 제4 직류 전원, 및 정전 척의 상기 제5 전극에 전기적으로 접속된 제5 직류 전원을 더 구비한다.
일 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치는, 정전 척의 상기 제1 유로에 선택적으로 접속되는 제1 가스 공급부 및 제1 배기 장치를 더 구비한다.
일 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치는, 정전 척의 상기 제2 유로에 선택적으로 접속되는 제2 가스 공급부 및 제2 배기 장치를 더 구비한다.
도 1은 일 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 2는 제1 실시형태에 관한 정전 척의 단면도이다.
도 3의 (a), 도 3의 (b), 및 도 3의 (c)는, 예시의 유전체층의 단면도이다.
도 4는 척 본체의 바깥 둘레 영역을 포함하는 개소에 있어서의 정전 척의 단면도이다.
도 5는 제1 실시형태에 관한 정전 척의 제2~제5 전극을 나타내는 도이다.
도 6은 제4 전극 및 제5 전극의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 7은 척 본체의 이면의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 8은 제2 실시형태에 관한 정전 척의 단면도이다.
도 9는 제3 실시형태에 관한 정전 척의 단면도이다.
도 10은 제3 실시형태에 관한 정전 척의 제2 및 제3 전극을 나타내는 도이다.
도 11은 일 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치의 정전 척을 운용하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 일 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치의 정전 척을 운용하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 13은 도 11 및 도 12에 나타내는 방법에 관련된 타이밍 차트이다.
도 14는 도 11 및 도 12에 나타내는 방법에 관련된 타이밍 차트이다.
이하, 도면을 참조하여 다양한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당의 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다.
도 1은 일 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도이다. 도 1에는, 일 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치(10)의 종단면에 있어서의 구조가 개략적으로 나타나 있다. 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(10)는 용량 결합형 플라즈마 처리 장치이다.
플라즈마 처리 장치(10)는 챔버 본체(12)를 구비하고 있다. 챔버 본체(12)는 대략 원통 형상을 갖고 있다. 챔버 본체(12)는, 그 내부 공간을 챔버(12c)로서 제공하고 있다. 챔버 본체(12)는, 예를 들면 알루미늄으로 구성되어 있다. 챔버 본체(12)는 접지 전위에 접속되어 있다. 챔버 본체(12)의 내벽면, 즉 챔버(12c)를 구획 형성하는 벽면에는 내(耐)플라즈마성을 갖는 막이 형성되어 있다. 이 막은, 양극(陽極) 산화 처리에 의하여 형성된 막, 또는 산화 이트륨으로 형성된 막과 같은 세라믹제의 막일 수 있다. 또, 챔버 본체(12)의 측벽에는 통로(12g)가 형성되어 있다. 기판(W)이 챔버(12c)에 반입될 때, 또 기판(W)이 챔버(12c)로부터 반출될 때에, 기판(W)은 통로(12g)를 통과한다. 챔버 본체(12)의 측벽에는 게이트 밸브(14)가 장착되어 있다. 통로(12g)는, 게이트 밸브(14)에 의하여 개폐 가능하게 되어 있다.
챔버(12c) 내에서는, 지지부(15)가, 챔버 본체(12)의 바닥부로부터 상방으로 뻗어 있다. 지지부(15)는, 대략 원통 형상을 갖고 있으며, 석영과 같은 절연 재료로 형성되어 있다. 지지부(15) 상에는 스테이지(16)가 탑재되어 있으며, 스테이지(16)는 지지부(15)에 의하여 지지되어 있다. 스테이지(16)는, 챔버(12c) 내에 있어서 기판(W)을 지지하도록 구성되어 있다. 스테이지(16)는, 전극 플레이트(18) 및 정전 척(20)을 포함하고 있다. 전극 플레이트(18)는, 도전성을 갖고 있으며, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 전극 플레이트(18)는, 예를 들면 알루미늄으로 형성되어 있다. 정전 척(20)은, 전극 플레이트(18) 상에 마련되어 있다. 정전 척(20)은, 기대(22), 유전체층(24), 및 척 본체(26)를 포함하고 있다. 기대(22)는 도전성을 갖고, 하부 전극을 구성하고 있다. 기대(22)는 전극 플레이트(18) 상에 마련되어 있으며, 전극 플레이트(18)에 전기적으로 접속되어 있다.
기대(22) 내에는 유로(22f)가 마련되어 있다. 유로(22f)는, 열교환 매체용 유로이다. 열교환 매체로서는, 액상의 냉매, 혹은 그 기화에 의하여 기대(22)를 냉각시키는 냉매(예를 들면, 플론)가 이용된다. 유로(22f)에는, 챔버 본체(12)의 외부에 마련된 칠러 유닛으로부터 배관(23a)을 통하여 열교환 매체가 공급된다. 유로(22f)에 공급된 열교환 매체는, 배관(23b)을 통하여 칠러 유닛으로 되돌려진다. 이와 같이, 유로(22f)에는, 당해 유로(22f)와 칠러 유닛의 사이에서 순환하도록, 열교환 매체가 공급된다.
플라즈마 처리 장치(10)에는 가스 공급 라인(25)이 마련되어 있다. 가스 공급 라인(25)은, 가스 공급 기구로부터의 전열 가스, 예를 들면 He 가스를, 척 본체(26)의 상면과 기판(W)의 이면(하면)의 사이에 공급한다.
챔버 본체(12)의 바닥부로부터는, 통 형상부(28)가 상방으로 뻗어 있다. 통 형상부(28)는, 지지부(15)의 바깥 둘레를 따라 뻗어 있다. 통 형상부(28)는, 도전성을 갖고, 대략 원통 형상을 갖고 있다. 통 형상부(28)는, 접지 전위에 접속되어 있다. 통 형상부(28) 상에는 절연부(29)가 마련되어 있다. 절연부(29)는, 절연성을 갖고, 예를 들면 석영과 같은 세라믹으로 형성되어 있다. 절연부(29)는, 대략 원통 형상을 갖고 있으며, 전극 플레이트(18)의 바깥 둘레, 및 정전 척(20)의 바깥 둘레를 따라 뻗어 있다. 정전 척(20)의 척 본체(26)의 바깥 둘레 영역 상에는 포커스 링(FR)이 탑재된다. 포커스 링(FR)은, 대략 환상판 형상을 갖고 있으며, 예를 들면 실리콘 또는 탄화 실리콘(SiC)으로 형성되어 있다. 포커스 링(FR)은, 척 본체(26)의 기판 탑재 영역의 에지 및 기판(W)의 에지를 둘러싸도록 마련된다.
플라즈마 처리 장치(10)는, 상부 전극(30)을 더 구비하고 있다. 상부 전극(30)은, 스테이지(16)의 상방에 마련되어 있다. 상부 전극(30)은, 부재(32)와 함께 챔버 본체(12)의 상부 개구를 폐쇄하고 있다. 부재(32)는 절연성을 갖고 있다. 상부 전극(30)은, 이 부재(32)를 개재하여 챔버 본체(12)의 상부에 지지되어 있다.
상부 전극(30)은 천장판(34) 및 지지체(36)를 포함하고 있다. 천장판(34)의 하면은 챔버(12c)를 구획 형성하고 있다. 천장판(34)에는 복수의 가스 토출 구멍(34a)이 마련되어 있다. 복수의 가스 토출 구멍(34a)의 각각은, 천장판(34)을 판두께 방향(연직 방향)으로 관통하고 있다. 이 천장판(34)은, 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 실리콘으로 형성되어 있다. 혹은, 천장판(34)은, 알루미늄제의 모재의 표면에 내플라즈마성의 막을 마련한 구조를 가질 수 있다. 이 막은, 양극 산화 처리에 의하여 형성된 막, 또는 산화 이트륨으로 형성된 막과 같은 세라믹제의 막일 수 있다.
지지체(36)는, 천장판(34)을 착탈 가능하게 지지하는 부품이다. 지지체(36)는, 예를 들면 알루미늄과 같은 도전성 재료로 형성될 수 있다. 지지체(36)의 내부에는 가스 확산실(36a)이 마련되어 있다. 가스 확산실(36a)로부터는, 복수의 가스 구멍(36b)이 하방으로 뻗어 있다. 복수의 가스 구멍(36b)은, 복수의 가스 토출 구멍(34a)에 각각 연통되어 있다. 지지체(36)에는 가스 확산실(36a)에 가스를 유도하는 가스 도입구(36c)가 형성되어 있으며, 이 가스 도입구(36c)에는 가스 공급관(38)이 접속되어 있다.
가스 공급관(38)에는, 밸브군(42) 및 유량 제어기군(44)을 통하여, 가스 소스군(40)이 접속되어 있다. 가스 소스군(40)은, 복수의 가스 소스를 포함하고 있다. 밸브군(42)은 복수의 밸브를 포함하고 있으며, 유량 제어기군(44)은 복수의 유량 제어기를 포함하고 있다. 유량 제어기군(44)의 복수의 유량 제어기의 각각은, 매스 플로 컨트롤러 또는 압력 제어식의 유량 제어기이다. 가스 소스군(40)의 복수의 가스 소스는 각각, 밸브군(42)의 대응의 밸브 및 유량 제어기군(44)의 대응의 유량 제어기를 통하여, 가스 공급관(38)에 접속되어 있다. 플라즈마 처리 장치(10)는, 가스 소스군(40)의 복수의 가스 소스 중에서 선택된 1 이상의 가스 소스로부터의 가스를, 개별적으로 조정된 유량으로, 챔버(12c)에 공급하는 것이 가능하다.
통 형상부(28)와 챔버 본체(12)의 측벽의 사이에는 배플 플레이트(48)가 마련되어 있다. 배플 플레이트(48)는, 예를 들면 알루미늄제의 모재에 산화 이트륨 등의 세라믹을 피복함으로써 구성될 수 있다. 이 배플 플레이트(48)에는 다수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 배플 플레이트(48)의 하방에 있어서는, 배기관(52)이 챔버 본체(12)의 바닥부에 접속되어 있다. 이 배기관(52)에는 배기 장치(50)가 접속되어 있다. 배기 장치(50)는, 자동 압력 제어 밸브와 같은 압력 제어기, 및 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 갖고 있으며, 챔버(12c)를 감압할 수 있다.
플라즈마 처리 장치(10)는 제1 고주파 전원(62)을 더 구비하고 있다. 제1 고주파 전원(62)은, 플라즈마 생성용 제1 고주파를 발생하는 전원이다. 제1 고주파는, 27~100MHz의 범위 내의 주파수, 예를 들면 60MHz의 주파수를 갖는다. 제1 고주파 전원(62)은, 정합기(63)를 통하여 상부 전극(30)에 접속되어 있다. 정합기(63)는, 제1 고주파 전원(62)의 출력 임피던스와 부하 측(상부 전극(30) 측)의 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 갖고 있다. 또한, 제1 고주파 전원(62)은, 정합기(63)를 통하여 전극 플레이트(18)에 접속되어 있어도 된다. 제1 고주파 전원(62)이 전극 플레이트(18)에 접속되어 있는 경우에는, 상부 전극(30)은 접지 전위에 접속된다.
플라즈마 처리 장치(10)는 제2 고주파 전원(64)을 더 구비하고 있다. 제2 고주파 전원(64)은, 기판(W)에 이온을 인입하기 위한 바이어스용 제2 고주파를 발생하는 전원이다. 제2 고주파는 제1 고주파보다 낮다. 제2 고주파는, 400kHz~13.56MHz의 범위 내의 주파수이며, 예를 들면 400kHz이다. 제2 고주파 전원(64)은, 정합기(65)를 통하여 전극 플레이트(18)에 접속되어 있다. 정합기(65)는, 제2 고주파 전원(64)의 출력 임피던스와 부하 측(전극 플레이트(18) 측)의 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 갖고 있다.
일 실시형태에 있어서는, 플라즈마 처리 장치(10)는 제어부(Cnt)를 더 구비할 수 있다. 제어부(Cnt)는, 프로세서, 기억 장치, 입력 장치, 표시 장치 등을 구비하는 컴퓨터이며, 플라즈마 처리 장치(10)의 각부를 제어한다. 구체적으로, 제어부(Cnt)는, 기억 장치에 기억되어 있는 제어 프로그램을 실행하고, 당해 기억 장치에 기억되어 있는 레시피 데이터에 근거하여 플라즈마 처리 장치(10)의 각부를 제어한다. 이로써, 플라즈마 처리 장치(10)는, 레시피 데이터에 의하여 지정된 프로세스를 실행하도록 되어 있다.
이하, 정전 척(20)으로서 채용될 수 있는 몇 가지의 실시형태의 정전 척에 대하여 설명한다.
[제1 실시형태의 정전 척]
도 2는 제1 실시형태에 관한 정전 척의 단면도이다. 도 2에 나타내는 정전 척(20A)은, 플라즈마 처리 장치(10)의 정전 척(20)으로서 이용될 수 있다. 정전 척(20A)은, 기대(22) 및 유전체층(24)을 갖고 있다. 또, 정전 척(20A)은 척 본체(26)로서 척 본체(26A)를 갖고 있다.
기대(22)는 도전성을 갖고 있으며 대략 원반 형상을 갖고 있다. 기대(22)는, 예를 들면 알루미늄으로 형성되어 있다. 기대(22)는 전극 플레이트(18) 상에 마련되어 있다. 기대(22)는 전극 플레이트(18)에 전기적으로 접속되어 있다. 이 기대(22)는 하부 전극을 구성하고 있으며, 당해 기대(22)에는 전극 플레이트(18)를 통하여 고주파(제2 고주파, 또는 제1 고주파 및 제2 고주파)가 공급된다. 기대(22)의 내부에는 상술한 유로(22f)가 형성되어 있다. 유로(22f)는, 기대(22) 내에 있어서, 예를 들면 와류 형상으로 뻗어 있다.
유전체층(24)은 기대(22) 상에 마련되어 있으며, 당해 기대(22)에 고정되어 있다. 유전체층(24)은 유전체로 형성되어 있다. 도 3의 (a), 도 3의 (b), 도 3의 (c)는, 예시의 유전체층의 단면도이다. 도 3의 (a)에 나타내는 유전체층(24A), 도 3의 (b)에 나타내는 유전체층(24B), 도 3의 (c)에 나타내는 유전체층(24C)은, 유전체층(24)으로서 채용될 수 있다.
유전체층(24A)은, 세라믹, 예를 들면 산화 알루미늄 또는 산화 이트륨의 막이며, 기대(22)의 상면의 위에 마련되어 있다. 유전체층(24A)은, 예를 들면 기대(22)의 상면에 대한 세라믹의 용사(溶射)에 의하여 형성된다. 유전체층(24B)은, 접착층(241) 및 수지층(242)을 갖는다. 수지층(242)은, 접착층(241)에 의하여 기대(22)의 상면에 고정되어 있다. 수지층(242)은, 예를 들면 폴리이미드로 형성되어 있다. 유전체층(24C)은 수지제의 막이다. 유전체층(24C)은, 기대(22)의 상면에 직접적으로 접합되어 있다. 유전체층(24C)은, 기대(22)의 상면에 대하여, 레이저에 의하여 접합되거나, 혹은 앵커 효과를 이용하여 접합된다. 유전체층(24C)은, 예를 들면 불소계 수지로 형성되어 있다.
유전체층(24A, 24B, 또는 24C)과 같은 유전체층(24)의 두께는, 50μm 이상 500μm 이하이다. 이와 같은 두께를 갖는 유전체층(24)은, 열에 의한 기대(22)의 변형에 추종할 수 있다. 기대(22)와 척 본체(26)의 사이에서의 열교환을 촉진시키기 위하여, 유전체층(24)의 두께는, 소정값 이하의 열저항을 갖도록 설정된다. 열저항은, 유전체층(24)의 두께를 당해 유전체층(24)의 열전도율로 나눈 값으로서 정의된다.
도 2로 되돌아와, 척 본체(26A)는 유전체층(24) 상에 탑재된다. 척 본체(26A)는, 그 위에 재치되는 기판(W)을 정전 인력에 의하여 지지하도록 구성되어 있다. 이 정전 인력은, 쿨롱력(coulomb force) 또는 존슨·라벡력(Johnson-Rahbek force)이다. 척 본체(26A)는, 세라믹 본체(260), 제1 전극(261), 제2 전극(262), 제3 전극(263), 제4 전극(264), 및 제5 전극(265)을 갖고 있다.
세라믹 본체(260)는 대략 원반 형상을 갖고 있다. 세라믹 본체(260)는, 기판 탑재 영역(260a) 및 바깥 둘레 영역(260b)을 갖고 있다. 기판 탑재 영역(260a)은, 그 위에 기판(W)이 재치되는 영역이다. 기판 탑재 영역(260a)은 대략 원반 형상을 갖고 있다. 바깥 둘레 영역(260b)은, 대략 환상판 형상의 영역이며, 기판 탑재 영역(260a)을 둘러싸도록 뻗어 있다. 기판 탑재 영역(260a)의 이면(유전체층(24) 측의 표면)과 바깥 둘레 영역(260b)의 이면(유전체층(24) 측의 표면)은, 세라믹 본체(260)가 연속되는 평탄한 이면(하면), 즉 척 본체(26A)의 이면을 구성하고 있다. 한편, 바깥 둘레 영역(260b)의 상면은, 기판 탑재 영역(260a)의 상면보다, 척 본체(26A)의 이면의 근처에서 뻗어 있다. 바깥 둘레 영역(260b) 상에는, 포커스 링(FR)이, 기판 탑재 영역(260a)의 에지 및 기판(W)의 에지를 둘러싸도록 탑재된다.
도 4는 척 본체의 바깥 둘레 영역을 포함하는 개소에 있어서의 정전 척의 단면도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 일 실시형태에 있어서는, 척 본체(26A)의 바깥 둘레 영역(260b), 유전체층(24), 기대(22), 및 전극 플레이트(18)에는, 유전체층(24)과 반대 측의 바깥 둘레 영역(260b)의 표면(상면)에 있어서 개구하는 유로(20f)(제1 유로)가 형성되어 있다. 유로(20f)는, 전극 플레이트(18) 및 기대(22)의 내부에 있어서는, 절연성의 배관(70)에 의하여 제공되고 있다. 유로(20f)에는, 가스 공급부(71)(제1 가스 공급부) 및 배기 장치(72)(제1 배기 장치)가 선택적으로 접속된다. 가스 공급부(71)는, 유로(20f)를 통하여 포커스 링(FR)의 이면(하면)에 가스를 공급한다. 배기 장치(72)는, 유로(20f)를 통하여 포커스 링(FR)의 이면을 진공 배기한다.
도 2로 되돌아와, 제1 전극(261)은 기판 탑재 영역(260a) 내에 마련되어 있다. 제1 전극(261)은 막 형상의 전극이다. 제1 전극(261)은, 스위치(SW1)를 통하여 직류 전원(DS1)(제1 직류 전원)에 접속되어 있다. 직류 전원(DS1)은, 제1 전극(261)에 인가되는 직류 전압을 발생시킨다. 플라즈마 발생 중에 직류 전원(DS1)으로부터의 직류 전압이 제1 전극(261)에 인가되면 척 본체(26A)와 플라즈마로부터 전하를 받은 기판(W)의 사이에 정전 인력이 발생한다. 발생한 정전 인력에 의하여, 기판(W)은, 척 본체(26A)로 끌어당겨져, 당해 척 본체(26A)에 고정된다.
이하, 도 2와 함께 도 5를 참조한다. 도 5는, 제1 실시형태에 관한 정전 척의 제2~제5 전극을 나타내는 도이다. 또한, 도 5에서는, 편의적으로, 제2~제5 전극이 동일한 수평 레벨에 있도록 나타나 있지만, 정전 척(20A)에 있어서는, 제4 전극(264) 및 제5 전극(265)은, 제2 전극(262) 및 제3 전극(263)보다 상방에 마련되어 있다.
도 2 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 제2 전극(262) 및 제3 전극(263)은, 세라믹 본체(260)의 기판 탑재 영역(260a) 내에 마련되어 있다. 제2 전극(262) 및 제3 전극(263)은, 쌍극 전극을 구성하고 있다. 제4 전극(264) 및 제5 전극(265)은, 바깥 둘레 영역(260b) 내에 마련되어 있다. 제4 전극(264) 및 제5 전극(265)은, 쌍극 전극을 구성하고 있다. 제4 전극(264) 및 제5 전극(265)은, 제2 전극(262) 및 제3 전극(263)보다, 유전체층(24)으로부터 떨어져 있다. 바꿔 말하면, 제2 전극(262) 및 제3 전극(263)은, 제4 전극(264) 및 제5 전극(265)보다, 세라믹 본체(260) 내에 있어서 유전체층(24)의 근처, 즉 세라믹 본체(260)의 이면의 근처에 마련되어 있다.
제2 전극(262) 및 제3 전극(263)은 막 형상의 전극이며, 도 5에 나타내는 바와 같이, 빗살 형상을 갖고 있다. 제2 전극(262)과 제3 전극(263)은, 일 방향을 따라 그들의 빗살이 교대로 배열되도록 마련되어 있다. 제4 전극(264) 및 제5 전극(265)은 막 형상의 전극이며, 도 5에 나타내는 바와 같이, 동심의 환 형상을 갖고 있다. 도 6은, 제4 전극 및 제5 전극의 다른 예를 나타내는 평면도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 제4 전극(264) 및 제5 전극(265)은, 빗살 형상을 갖고 있어도 되고, 둘레 방향을 따라 그들의 빗살이 교대로 배열되도록 마련되어 있어도 된다.
도 2로 되돌아와, 제2 전극(262)에는, 스위치(SW2)를 통하여 직류 전원(DS2)(제2 직류 전원)이 전기적으로 접속되어 있다. 제3 전극(263)에는, 스위치(SW3)를 통하여 직류 전원(DS3)(제3 직류 전원)이 전기적으로 접속되어 있다. 제4 전극(264)에는, 스위치(SW4)를 통하여 직류 전원(DS4)(제4 직류 전원)이 전기적으로 접속되어 있다. 제5 전극(265)에는, 스위치(SW5)를 통하여 직류 전원(DS5)(제5 직류 전원)이 전기적으로 접속되어 있다.
직류 전원(DS2)은 제2 전극(262)에 인가되는 전압을 발생시킨다. 직류 전원(DS3)은, 제3 전극(263)에 인가되는 전압을 발생시킨다. 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)에 인가되는 전압과 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)에 인가되는 전압은, 서로 반대의 극성을 갖는다. 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)에 전압이 인가되고, 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)에 전압이 인가되면, 척 본체(26A)와 유전체층(24)의 사이에서 정전 인력이 발생한다. 발생한 정전 인력에 의하여, 척 본체(26A)는, 유전체층(24)으로 끌어당겨진다. 또한, 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)에 전압을 인가하고, 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)에 전압을 인가함으로써, 플라즈마를 통하지 않아도, 즉 플라즈마가 발생하고 있지 않은 상태에서도, 척 본체(26A)와 유전체층(24)의 사이에서 정전 인력을 발생시키는 것이 가능하다. 따라서, 척 본체(26A)를 유전체층(24)으로 임의의 타이밍에 끌어당기는 것이 가능하다.
직류 전원(DS4)은 제4 전극(264)에 인가되는 전압을 발생시킨다. 직류 전원(DS5)은 제5 전극(265)에 인가되는 전압을 발생시킨다. 직류 전원(DS4)으로부터 제4 전극(264)에 인가되는 전압과 직류 전원(DS5)으로부터 제5 전극(265)에 인가되는 전압은, 서로 반대의 극성을 갖는다. 직류 전원(DS4)으로부터 제4 전극(264)에 전압이 인가되고, 직류 전원(DS5)으로부터 제5 전극(265)에 전압이 인가되면, 척 본체(26A)와 포커스 링(FR)의 사이에는 정전 인력이 발생한다. 발생한 정전 인력에 의하여, 포커스 링(FR)은, 척 본체(26A)로 끌어당겨져, 척 본체(26A)에 고정된다. 또한, 직류 전원(DS4)으로부터 제4 전극(264)에 전압을 인가하고, 직류 전원(DS5)으로부터 제5 전극(265)에 전압을 인가함으로써, 플라즈마를 통하지 않아도, 즉 플라즈마가 발생하고 있지 않은 상태에서도, 척 본체(26A)와 포커스 링(FR)의 사이에서 정전 인력을 발생시키는 것이 가능하다. 따라서, 포커스 링(FR)을 척 본체(26A)로 임의의 타이밍에 끌어당기는 것이 가능하다.
도 7은 척 본체의 이면의 일례를 나타내는 평면도이다. 도 2 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 척 본체(26A)의 이면, 즉 세라믹 본체(260)의 이면은, 홈(260g)을 제공하고 있다. 일례에 있어서, 홈(260g)은, 복수의 동심원, 및 당해 동심원의 중심으로부터 방사 방향으로 뻗는 복수의 선분을 따라 뻗어 있다. 유전체층(24), 기대(22), 및 전극 플레이트(18)에는 홈(260g)에 접속하는 유로(20g)(제2 유로)가 형성되어 있다. 유로(20g)는, 적어도 부분적으로 배관에 의하여 제공되고 있다. 유로(20g)에는 가스 공급부(73)(제2 가스 공급부) 및 배기 장치(74)(제2 배기 장치)가 선택적으로 접속된다. 가스 공급부(73)는, 유로(20g)를 통하여 홈(260g)에 가스를 공급한다. 배기 장치(74)는, 유로(20g) 및 홈(260g)을 통하여 척 본체(26A)의 이면을 진공 배기한다. 또한, 홈(260g)은, 척 본체(26A) 측의 유전체층(24)의 표면에 형성되어 있어도 된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 정전 척(20A)에는 온도 센서(76) 및 온도 센서(77)가 마련되어 있다. 온도 센서(76)(제2 온도 센서)는, 척 본체(26A)의 온도를 측정하도록 구성되어 있다. 온도 센서(76)는, 형광 온도계 또는 열전대(熱電對)와 같은 임의의 온도 센서일 수 있다. 온도 센서(76)에 의하여 측정된 척 본체(26A)의 온도 측정값은 제어부(Cnt)에 송신된다. 온도 센서(77)(제1 온도 센서)는, 기대(22)의 온도를 측정하도록 구성되어 있다. 온도 센서(77)는, 형광 온도계 또는 열전대와 같은 임의의 온도 센서일 수 있다. 온도 센서(77)에 의하여 측정된 기대(22)의 온도 측정값은, 제어부(Cnt)에 송신된다.
[제2 실시형태의 정전 척]
도 8은 제2 실시형태에 관한 정전 척의 단면도이다. 도 8에 나타내는 제2 실시형태의 정전 척(20B)은, 플라즈마 처리 장치(10)의 정전 척(20)으로서 이용될 수 있다. 정전 척(20B)은, 척 본체(26A) 대신에 척 본체(26B)를 갖는다. 척 본체(26B)는, 세라믹 본체(260) 내에 있어서의 전극의 위치에 관하여, 척 본체(26A)와 다르다. 척 본체(26B)의 세라믹 본체(260) 내에서는, 제2 전극(262), 제3 전극(263), 제4 전극(264), 및 제5 전극(265)이, 동일한 평면을 따라 형성되어 있다. 즉, 제2 전극(262)부터 세라믹 본체(260)의 이면까지의 거리, 제3 전극(263)부터 세라믹 본체(260)의 이면까지의 거리, 제4 전극(264)부터 세라믹 본체(260)의 이면까지의 거리, 및 제5 전극(265)부터 세라믹 본체(260)의 이면까지의 거리는 서로 동일하다. 그 외의 점에 있어서, 정전 척(20B)은, 정전 척(20A)과 동일한 구성을 갖는다.
[제3 실시형태의 정전 척]
도 9는 제3 실시형태에 관한 정전 척의 단면도이다. 도 9에 나타내는 제3 실시형태의 정전 척(20C)은, 플라즈마 처리 장치(10)의 정전 척(20)으로서 이용될 수 있다. 이하, 정전 척(20C)이, 정전 척(20A) 및 정전 척(20B)과 다른 점에 대하여 설명한다. 정전 척(20C)은, 척 본체(26A) 및 척 본체(26B) 대신에, 척 본체(26C)를 갖고 있다. 척 본체(26C)는, 제4 전극 및 제5 전극을 갖고 있지 않다. 척 본체(26C)의 세라믹 본체(260) 내에는 제1 전극(261), 제2 전극(262), 및 제3 전극(263)이 마련되어 있다.
도 10은 제3 실시형태에 관한 정전 척의 제2 및 제3 전극을 나타내는 도이다. 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 척 본체(26C)에서는, 제2 전극(262) 및 제3 전극(263)은 막 형상의 전극이며, 세라믹 본체(260) 내에 있어서 와류 형상으로 뻗어 있다. 척 본체(26C)에서는, 제2 전극(262) 및 제3 전극(263)은, 동일한 평면을 따라 마련되어 있다. 척 본체(26C)에서는, 제2 전극(262) 및 제3 전극(263)은, 기판 탑재 영역(260a) 및 바깥 둘레 영역(260b)에 걸쳐 마련되어 있다.
정전 척(20C)에 의하면, 제2 전극(262) 및 제3 전극(263)의 각각에, 직류 전원(DS2) 및 직류 전원(DS3)으로부터 서로 반대 극성의 전압이 인가됨으로써, 척 본체(26C)가 유전체층(24)으로 끌어당겨지고, 또한 포커스 링(FR)이 척 본체(26C)로 끌어당겨진다.
상술한 정전 척(20A, 20B, 또는 20C) 중 어느 하나인 정전 척(20)에서는, 제1 전극(261)에 전압을 인가함으로써, 척 본체(26)와 기판(W)의 사이에서 정전 인력이 발생한다. 발생한 정전 인력에 의하여, 기판(W)은 척 본체(26)에 지지된다. 또, 제2 전극(262) 및 제3 전극(263)에 서로 반대 극성의 전압이 인가됨으로써, 척 본체(26)와 유전체층(24)의 사이에서 정전 인력이 발생한다. 발생한 정전 인력에 의하여, 척 본체(26)는, 유전체층(24)으로 끌어당겨져, 당해 유전체층(24)에 고정되며, 당해 유전체층(24)을 개재하여 기대(22)에 고정된다. 따라서, 정전 척(20)에 의하면, 접착제를 이용하지 않고, 척 본체(26)가 기대(22)에 고정된다. 또, 기대(22)와 척 본체(26)의 사이에 온도차가 발생하고 있는 경우에는, 기대(22)의 온도와 척 본체(26)의 온도의 사이의 온도차가 작아진 후, 정전 인력에 의하여 유전체층(24)을 개재하여 척 본체(26)를 기대(22)에 고정할 수 있다. 따라서, 척 본체(26)의 박리 및 척 본체(26)의 균열을 억제할 수 있다. 또, 정전 척(20)의 휨을 억제할 수 있다.
또, 잔류 전하 등에 기인하여, 포커스 링(FR)이 척 본체(26)의 바깥 둘레 영역(260b)으로 끌어당겨져 있어도, 유로(20f)에 가스를 공급함으로써, 포커스 링(FR)을 척 본체(26)의 바깥 둘레 영역(260b)으로부터 분리할 수 있다.
또, 잔류 전하 등에 기인하여, 척 본체(26)가 유전체층(24)으로 끌어당겨져 있어도, 유로(20g)에 가스를 공급함으로써, 척 본체(26)를 유전체층(24)으로부터 분리할 수 있다.
이하, 플라즈마 처리 장치(10)의 정전 척(20)을 운용하는 방법의 실시형태에 대하여 설명한다. 도 11 및 도 12는, 일 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치의 정전 척을 운용하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 13 및 도 14는, 도 11 및 도 12에 나타내는 방법에 관련된 타이밍 차트이다. 도 13 및 도 14의 타이밍 차트에 있어서, 가로축은 시간을 나타내고 있다. 또, 도 13 및 도 14의 타이밍 차트에 있어서, 세로축은, 제1 전극(261)의 전압, 제2 전극(262)의 전압 및 제3 전극(263)의 전압, 제4 전극(264)의 전압 및 제5 전극(265)의 전압, 챔버(12c)의 압력, 척 본체(26)의 이면의 압력, 포커스 링(FR)의 이면의 압력, 척 본체(26)의 온도, 기대(22)의 온도를 나타내고 있다.
도 13 및 도 14에 있어서의 제1 전극(261)의 전압에 관한 타이밍 차트에 있어서, "0"은 제1 전극(261)에 전압이 인가되고 있지 않은 것을 나타내고 있으며, "H"는 제1 전극(261)에 전압이 인가되고 있는 것을 나타내고 있다. 제2 전극(262)의 전압 및 제3 전극(263)의 전압에 관한 타이밍 차트에 있어서, "0"은 제2 전극(262) 및 제3 전극(263)에 전압이 인가되고 있지 않은 것을 나타내고 있고, "L"은 제2 전극(262) 및 제3 전극(263)의 각각에 절댓값이 작은 전압이 인가되고 있는 것을 나타내고 있으며, "H"는 제2 전극(262) 및 제3 전극(263)의 각각에 절댓값이 큰 전압이 인가되고 있는 것을 나타내고 있다. 제4 전극(264)의 전압 및 제5 전극(265)의 전압에 관한 타이밍 차트에 있어서, "0"은 제4 전극(264) 및 제5 전극(265)에 전압이 인가되어 있지 않은 것을 나타내고 있으며, "H"는 제4 전극(264) 및 제5 전극(265)의 각각에 전압이 인가되고 있는 것을 나타내고 있다. 챔버(12c)의 압력에 관한 타이밍 차트에 있어서, "L"은 챔버(12c)의 압력이 낮은 것을 나타내고 있고, "H"는 챔버(12c)의 압력이 높은 것을 나타내고 있다. 척 본체(26)의 이면의 압력에 관한 타이밍 차트에 있어서, "L"은 척 본체(26)의 이면의 압력이 낮은 것을 나타내고 있고, "H"는 척 본체(26)의 이면의 압력이 높은 것을 나타내고 있다. 포커스 링(FR)의 이면의 압력에 관한 타이밍 차트에 있어서, "L"은 포커스 링(FR)의 이면의 압력이 낮은 것을 나타내고 있고, "H"는 포커스 링(FR)의 이면의 압력이 높은 것을 나타내고 있다. 척 본체(26)의 온도에 관한 타이밍 차트에 있어서, "L"은 척 본체(26)의 온도가 낮은 것을 나타내고 있고, "H"는 척 본체(26)의 온도가 높은 것을 나타내고 있다. 기대(22)의 온도에 관한 타이밍 차트에 있어서, "L"은 기대(22)의 온도가 낮은 것을 나타내고 있고, "H"는 기대(22)의 온도가 높은 것을 나타내고 있다.
방법 MT는, 제어부(Cnt)에 의한 플라즈마 처리 장치(10)의 각부의 제어에 의하여 실행될 수 있다. 또한, 방법 MT는, 정전 척(20A) 또는 정전 척(20B)을 정전 척(20)으로서 갖는 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서 실행 가능하다. 단, 제4 전극(264) 및 제5 전극(265)으로의 전압의 인가를, 제2 전극(262) 및 제3 전극(263)으로의 전압의 인가로부터 독립적으로 행하지 않으면, 방법 MT는, 정전 척(20C)을 정전 척(20)으로서 갖는 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서도 실행 가능하다.
방법 MT는, 공정 ST1에서 개시한다. 공정 ST1에서는, 척 본체(26)가 유전체층(24) 상에 탑재되고, 포커스 링(FR)이 척 본체(26)의 바깥 둘레 영역(260b) 상에 탑재된다. 공정 ST1의 실행 기간(도 13에 나타내는 시점 t1부터 시점 t2까지의 기간)에서는, 제1 전극(261), 제2 전극(262), 제3 전극(263), 제4 전극(264), 및 제5 전극(265)의 각각에는 전압은 인가되지 않는다. 공정 ST1의 실행 기간에서는, 챔버(12c)는 감압되고 있지 않아, 그 압력은 비교적 높고, 예를 들면 대기압으로 설정되어 있다. 공정 ST1의 실행 기간에서는, 유로(20g) 및 홈(260g)이 배기 장치(74)에 의하여 감압되고 있지 않으며, 따라서, 척 본체(26)의 이면의 압력은 비교적 높다. 공정 ST1의 실행 기간에서는, 유로(20f)가 배기 장치(72)에 의하여 감압되고 있지 않아, 포커스 링(FR)의 이면의 압력은 높다. 또, 공정 ST1의 실행 기간에서는, 유로(22f)에 저온의 열교환 매체가 공급되고 있지 않아, 기대(22)의 온도 및 척 본체(26)의 온도는 비교적 높은 온도로 설정되어 있다.
계속되는 공정 ST2에서는, 척 본체(26)의 이면 및 포커스 링(FR)의 이면이 진공 배기된다. 공정 ST2의 실행 기간(도 13에 나타내는 시점 t2부터 시점 t3까지의 기간)에서는, 제1 전극(261), 제2 전극(262), 제3 전극(263), 제4 전극(264), 및 제5 전극(265)의 각각에는 전압은 인가되지 않는다. 공정 ST2의 실행 기간에서는, 챔버(12c)는 감압되고 있지 않아, 그 압력은 비교적 높다. 공정 ST2의 실행 기간에서는, 유로(20g) 및 홈(260g)이 배기 장치(74)에 의하여 감압된다. 따라서, 척 본체(26)의 이면이 진공 배기된다. 공정 ST2의 실행 기간에서는, 유로(20f)가 배기 장치(72)에 의하여 감압된다. 따라서, 포커스 링(FR)의 이면이 진공 배기된다. 또, 공정 ST2의 실행 기간에서는, 유로(22f)에 저온의 열교환 매체가 공급되고 있지 않아, 기대(22)의 온도 및 척 본체(26)의 온도는 비교적 높은 온도로 설정되어 있다.
계속되는 공정 ST3에서는, 게이트 밸브(14)에 의하여 통로(12g)가 폐쇄되어, 챔버(12c)가 폐쇄된다. 공정 ST3의 실행 기간(도 13에 나타내는 시점 t3부터 시점 t4까지의 기간)에서는, 제1 전극(261), 제2 전극(262), 제3 전극(263), 제4 전극(264), 및 제5 전극(265)의 각각에는 전압은 인가되지 않는다. 공정 ST3의 실행 기간에서는, 챔버(12c)는 감압되고 있지 않아, 그 압력은 비교적 높다. 공정 ST3의 실행 기간에서는, 유로(20g) 및 홈(260g)이 배기 장치(74)에 의하여 감압된다. 공정 ST3의 실행 기간에서는, 유로(20f)가 배기 장치(72)에 의하여 감압된다. 또, 공정 ST3의 실행 기간에서는, 유로(22f)에 저온의 열교환 매체가 공급되고 있지 않아, 기대(22)의 온도 및 척 본체(26)의 온도는 비교적 높은 온도로 설정되어 있다.
계속되는 공정 ST4에서는, 포커스 링(FR)이 척 본체(26)에 고정되고, 척 본체(26)가 유전체층(24)을 개재하여 기대(22)에 가고정된다. 공정 ST4의 실행 기간(도 13에 나타내는 시점 t4부터 시점 t5까지의 기간)에서는, 제1 전극(261)에는 전압은 인가되지 않는다. 공정 ST4의 실행 기간에서는, 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)에 그 절댓값이 비교적 작은 전압이 인가되고, 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)에 그 절댓값이 비교적 작은 전압이 인가된다. 따라서, 공정 ST4의 실행 기간에서는, 척 본체(26)는, 비교적 작은 정전 인력에 의하여, 유전체층(24)으로 끌어당겨진다. 공정 ST4의 실행 기간에서는, 직류 전원(DS4)으로부터 제4 전극(264)에 전압이 인가되고, 직류 전원(DS5)으로부터 제5 전극(265)에 전압이 인가된다. 따라서, 척 본체(26)의 바깥 둘레 영역(260b)과 포커스 링(FR)의 사이에서 정전 인력이 발생하여, 포커스 링(FR)이 척 본체(26)의 바깥 둘레 영역(260b)으로 끌어당겨져, 척 본체(26)에 고정된다. 공정 ST4의 실행 기간에서는, 챔버(12c)는 감압되고 있지 않아, 그 압력은 비교적 높다. 공정 ST4의 실행 기간에서는, 유로(20g) 및 홈(260g)이 배기 장치(74)에 의하여 감압된다. 공정 ST4의 실행 기간에서는, 유로(20f)가 배기 장치(72)에 의하여 감압된다. 또, 공정 ST4의 실행 기간에서는, 유로(22f)에 저온의 열교환 매체가 공급되고 있지 않아, 기대(22)의 온도 및 척 본체(26)의 온도는 비교적 높은 온도로 설정되어 있다.
계속되는 공정 ST5에서는, 챔버(12c)가 감압된다. 공정 ST5의 실행 기간(도 13에 나타내는 시점 t5부터 시점 t6까지의 기간)에서는, 제1 전극(261)에는 전압은 인가되지 않는다. 공정 ST5의 실행 기간에서는, 공정 ST4에 계속해서, 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)에 그 절댓값이 비교적 작은 전압이 인가되고, 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)에 그 절댓값이 비교적 작은 전압이 인가된다. 공정 ST5의 실행 기간에서는, 공정 ST4에 계속해서, 직류 전원(DS4)으로부터 제4 전극(264)에 전압이 인가되고, 직류 전원(DS5)으로부터 제5 전극(265)에 전압이 인가된다. 공정 ST5의 실행 기간에서는, 챔버(12c)는 배기 장치(50)에 의하여 감압되어, 그 압력이 낮은 압력으로 설정된다. 공정 ST5의 실행 기간에서는, 유로(20g) 및 홈(260g)이 배기 장치(74)에 의하여 감압된다. 공정 ST5의 실행 기간에서는, 유로(20f)가 배기 장치(72)에 의하여 감압된다. 또, 공정 ST5의 실행 기간에서는, 유로(22f)에 저온의 열교환 매체가 공급되고 있지 않아, 기대(22)의 온도 및 척 본체(26)의 온도는 비교적 높은 온도로 설정되어 있다.
계속되는 공정 ST6에서는, 기대(22)의 온도가 저온(저하된 온도)으로 조정된다. 공정 ST6의 실행 기간(도 13에 나타내는 시점 t6부터 시점 t7까지의 기간)에서는, 제1 전극(261)에는 전압은 인가되지 않는다. 공정 ST6의 실행 기간에서는, 공정 ST5에 계속해서, 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)에 그 절댓값이 비교적 작은 전압이 인가되고, 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)에 그 절댓값이 비교적 작은 전압이 인가된다. 공정 ST6의 실행 기간에서는, 공정 ST5에 계속해서, 직류 전원(DS4)으로부터 제4 전극(264)에 전압이 인가되고, 직류 전원(DS5)으로부터 제5 전극(265)에 전압이 인가된다. 공정 ST6의 실행 기간에서는, 챔버(12c)는 배기 장치(50)에 의하여 감압되어, 그 압력이 낮은 압력으로 설정된다. 공정 ST6의 실행 기간에서는, 유로(20g) 및 홈(260g)이 배기 장치(74)에 의하여 감압된다. 공정 ST6의 실행 기간에서는, 유로(20f)가 배기 장치(72)에 의하여 감압된다. 또, 공정 ST6의 실행 기간의 개시 시점에, 유로(22f)로의 저온의 열교환 매체의 공급이 개시된다. 따라서, 공정 ST6의 실행 기간에서는, 기대(22)의 온도는 급속히 저하된다. 또, 공정 ST6의 실행 기간에서는, 척 본체(26)의 온도는 비교적 저속으로 저하된다. 또한, 유로(22f)로의 저온의 열교환 매체의 공급은, 공정 ST6의 개시 시점(도 13에 나타내는 시점 t6)부터 후술하는 공정 ST21의 개시 시점(도 14에 나타내는 시점 t21)까지의 동안, 계속된다.
계속되는 공정 ST7에서는, 유전체층(24)에 대하여 척 본체(26)가 일시적으로 끌어당겨진다. 공정 ST7의 실행 기간(도 13에 나타내는 시점 t7부터 시점 t8까지의 기간)에서는, 제1 전극(261)에는 전압은 인가되지 않는다. 공정 ST7의 실행 기간에서는, 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)에 그 절댓값이 비교적 작은 전압(제1 전압)이 인가되고, 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)에 그 절댓값이 비교적 작은 전압(제2 전압)이 인가된다. 일 실시형태에 있어서, 공정 ST7의 실행 기간에서는, 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)에 단속적으로 제1 전압이 인가되고, 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)에 단속적으로 제2 전압이 인가된다. 예를 들면, 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)으로의 수 초 동안의 제1 전압의 인가와 수 초 동안의 제2 전극(262)에 대한 전압 인가의 정지가 교대로 실행되고, 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)으로의 수 초 동안의 제2 전압의 인가와 수 초 동안의 제3 전극(263)에 대한 전압 인가의 정지가 교대로 실행된다. 공정 ST7의 실행 기간에서는, 공정 ST6에 계속해서, 직류 전원(DS4)으로부터 제4 전극(264)에 전압이 인가되고, 직류 전원(DS5)으로부터 제5 전극(265)에 전압이 인가된다. 공정 ST7의 실행 기간에서는, 챔버(12c)는 배기 장치(50)에 의하여 감압되고 있다. 공정 ST7의 실행 기간에서는, 유로(20g) 및 홈(260g)이 배기 장치(74)에 의하여 감압된다. 공정 ST7의 실행 기간에서는, 유로(20f)가 배기 장치(72)에 의하여 감압된다. 또, 공정 ST7의 실행 기간에서는, 공정 ST6에 계속해서, 유로(22f)에 저온의 열교환 매체가 공급된다.
방법 MT에서는, 공정 ST7의 실행 중에 공정 STJa가 실행된다. 공정 STJa에서는, 기대(22)의 온도와 척 본체(26)의 온도의 사이의 온도차(제1 온도차)가, 제1 소정값 이하인지 여부에 대한 제1 판정이 실행된다. 기대(22)의 온도는 온도 센서(77)에 의하여 측정되며, 척 본체(26)의 온도는 온도 센서(76)에 의하여 측정된다. 제1 소정값은, 예를 들면 5℃ 이상, 10℃ 이하의 범위 내의 값이다. 공정 STJa에 있어서, 제1 온도차가 제1 소정값보다 크다고 판정된 경우에는, 공정 ST7의 실행이 계속된다. 한편, 공정 STJa에 있어서, 제1 온도차가 제1 소정값 이하라고 판정된 경우에는, 공정 ST8가 실행된다.
공정 ST8에서는, 척 본체(26)가 유전체층(24)을 개재하여 기대(22)에 고정된다. 공정 ST8에서는, 기대(22)의 온도가 저하된 온도로 조정되어 있는 상태에서, 유전체층(24)과 척 본체(26)의 사이에서 정전 인력이 발생된다. 공정 ST8의 실행 기간(도 13에 나타내는 시점 t8부터 시점 t9까지의 기간)에서는, 제1 전극(261)에는 전압은 인가되지 않는다. 공정 ST8의 실행 기간에서는, 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)에 그 절댓값이 비교적 큰 전압(제3 전압)이 인가되고, 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)에 그 절댓값이 비교적 큰 전압(제4 전압)이 인가된다. 또한, 상술한 제1 전압의 절댓값은 제3 전압의 절댓값보다 작고, 제2 전압의 절댓값은 제4 전압의 절댓값보다 작다. 제2 전극(262)으로의 제3 전압의 인가 및 제3 전극(263)으로의 제4 전압의 인가는, 공정 ST8의 개시 시점(도 13에 나타내는 시점 t8)부터 후술하는 공정 ST21의 개시 시점(도 14에 나타내는 시점 t21)까지의 동안, 계속된다.
공정 ST8의 실행 기간에서는, 공정 ST7에 계속해서, 직류 전원(DS4)으로부터 제4 전극(264)에 전압이 인가되고, 직류 전원(DS5)으로부터 제5 전극(265)에 전압이 인가된다. 공정 ST8의 실행 기간에서는, 챔버(12c)는 배기 장치(50)에 의하여 감압되고 있다. 공정 ST8의 실행 기간에서는, 유로(20g) 및 홈(260g)이 배기 장치(74)에 의하여 감압된다. 공정 ST8의 실행 기간에서는, 유로(20f)가 배기 장치(72)에 의하여 감압된다. 또, 공정 ST8의 실행 기간에서는, 공정 ST7에 계속해서, 유로(22f)에 저온의 열교환 매체가 공급된다.
계속되는 공정 ST9에서는, 척 본체(26)의 기판 탑재 영역(260a) 상에 기판(W)이 재치된다. 공정 ST9의 실행 기간(도 13에 나타내는 시점 t9부터 시점 t10까지의 기간)에서는, 게이트 밸브(14)가 통로(12g)를 개방하여, 기판(W)이 챔버(12c)에 반입되어, 기판 탑재 영역(260a) 상에 재치된다. 이어서, 게이트 밸브(14)가 통로(12g)를 폐쇄하여, 챔버(12c)를 폐쇄한다.
공정 ST9의 실행 기간에서는, 제1 전극(261)에는 전압은 인가되지 않는다. 공정 ST9의 실행 기간에서는, 공정 ST8에 계속해서, 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)에 제3 전압이 인가되고, 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)에 제4 전압이 인가된다. 공정 ST9의 실행 기간에서는, 공정 ST8에 계속해서, 직류 전원(DS4)으로부터 제4 전극(264)에 전압이 인가되고, 직류 전원(DS5)으로부터 제5 전극(265)에 전압이 인가된다. 공정 ST9의 실행 기간에서는, 챔버(12c)는 배기 장치(50)에 의하여 감압되고 있다. 공정 ST9의 실행 기간에서는, 유로(20g) 및 홈(260g)이 배기 장치(74)에 의하여 감압된다. 공정 ST9의 실행 기간에서는, 유로(20f)가 배기 장치(72)에 의하여 감압된다. 또, 공정 ST9의 실행 기간에서는, 공정 ST8에 계속해서, 유로(22f)에 저온의 열교환 매체가 공급된다.
계속되는 공정 ST10에서는, 기판(W)이 척 본체(26)에 고정된다. 공정 ST10의 실행 기간(도 13에 나타내는 시점 t10부터 시점 t11까지의 기간)에서는, 직류 전원(DS1)으로부터 제1 전극(261)에 전압이 인가된다. 이로써, 척 본체(26)와 기판(W)의 사이에서 정전 인력은 발생하고, 기판(W)이 척 본체(26)로 끌어당겨져, 척 본체(26)에 의하여 지지된다. 또한, 직류 전원(DS1)으로부터 제1 전극(261)으로의 전압의 인가는, 공정 ST10의 실행 기간의 개시 시점(도 13에 나타내는 시점 t10)부터, 후술하는 공정 ST12의 개시 시점(도 13에 나타내는 시점 t12)까지 계속된다.
공정 ST10의 실행 기간에서는, 공정 ST9에 계속해서, 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)에 제3 전압이 인가되고, 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)에 제4 전압이 인가된다. 공정 ST10의 실행 기간에서는, 공정 ST9에 계속해서, 직류 전원(DS4)으로부터 제4 전극(264)에 전압이 인가되고, 직류 전원(DS5)으로부터 제5 전극(265)에 전압이 인가된다. 공정 ST10의 실행 기간에서는, 챔버(12c)는 배기 장치(50)에 의하여 감압되고 있다. 공정 ST10의 실행 기간에서는, 유로(20g) 및 홈(260g)이 배기 장치(74)에 의하여 감압된다. 공정 ST10의 실행 기간에서는, 유로(20f)가 배기 장치(72)에 의하여 감압된다. 또, 공정 ST10의 실행 기간에서는, 공정 ST9에 계속해서, 유로(22f)에 저온의 열교환 매체가 공급된다.
계속되는 공정 ST11에서는, 기판(W)이 처리된다. 예를 들면, 플라즈마 처리 장치(10)의 챔버(12c) 내에서 처리 가스의 플라즈마가 생성되고, 당해 플라즈마로부터의 분자 또는 원자의 활성종에 의하여, 기판(W)이 처리된다. 공정 ST11의 실행 기간(도 13에 나타내는 시점 t11부터 시점 t12까지의 기간)에서는, 공정 ST10에 계속해서, 직류 전원(DS1)으로부터 제1 전극(261)에 전압이 인가된다. 공정 ST11의 실행 기간에서는, 공정 ST10에 계속해서, 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)에 제3 전압이 인가되고, 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)에 제4 전압이 인가된다. 공정 ST11의 실행 기간에서는, 공정 ST10에 계속해서, 직류 전원(DS4)으로부터 제4 전극(264)에 전압이 인가되고, 직류 전원(DS5)으로부터 제5 전극(265)에 전압이 인가된다. 공정 ST11의 실행 기간에서는, 챔버(12c)는 배기 장치(50)에 의하여 감압되고 있다. 공정 ST11의 실행 기간에서는, 유로(20g) 및 홈(260g)이 배기 장치(74)에 의하여 감압된다. 공정 ST11의 실행 기간에서는, 유로(20f)가 배기 장치(72)에 의하여 감압된다. 또, 공정 ST11의 실행 기간에서는, 공정 ST10에 계속해서, 유로(22f)에 저온의 열교환 매체가 공급된다. 또한, 플라즈마 처리가 행해지면, 플라즈마로부터의 입열에 의하여 기판(W)의 온도, 척 본체(26)의 온도, 및 기대(22)의 온도는 상승한다.
기판(W)의 처리가 종료되면, 이어서, 공정 ST12가 실행된다. 공정 ST12에서는, 척 본체(26)에 의한 기판(W)의 고정이 해제된다. 공정 ST12의 실행 기간(도 13에 나타내는 시점 t12부터 시점 t13까지의 기간)에서는, 직류 전원(DS1)으로부터의 제1 전극(261)으로의 전압의 인가가 정지된다. 공정 ST12의 실행 기간에서는, 공정 ST11에 계속해서, 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)에 제3 전압이 인가되고, 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)에 제4 전압이 인가된다. 공정 ST12의 실행 기간에서는, 공정 ST11에 계속해서, 직류 전원(DS4)으로부터 제4 전극(264)에 전압이 인가되고, 직류 전원(DS5)으로부터 제5 전극(265)에 전압이 인가된다. 공정 ST12의 실행 기간에서는, 챔버(12c)는 배기 장치(50)에 의하여 감압되고 있다. 공정 ST12의 실행 기간에서는, 유로(20g) 및 홈(260g)이 배기 장치(74)에 의하여 감압된다. 공정 ST12의 실행 기간에서는, 유로(20f)가 배기 장치(72)에 의하여 감압된다. 또, 공정 ST12의 실행 기간에서는, 공정 ST11에 계속해서, 유로(22f)에 저온의 열교환 매체가 공급된다.
계속되는 공정 ST13에서는, 기판(W)이 챔버(12c)로부터 반출된다. 공정 ST13의 실행 기간(도 13에 나타내는 시점 t13부터 개시되는 기간)에서는, 게이트 밸브(14)가 통로(12g)를 개방하여, 기판(W)이 챔버(12c)로부터 반출된다. 이어서, 게이트 밸브(14)가 통로(12g)를 폐쇄한다.
공정 ST13의 실행 기간에서는, 공정 ST12에 계속해서, 제1 전극(261)에는 전압은 인가되지 않는다. 공정 ST13의 실행 기간에서는, 공정 ST12에 계속해서, 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)에 제3 전압이 인가되고, 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)에 제4 전압이 인가된다. 공정 ST13의 실행 기간에서는, 공정 ST12에 계속해서, 직류 전원(DS4)으로부터 제4 전극(264)에 전압이 인가되고, 직류 전원(DS5)으로부터 제5 전극(265)에 전압이 인가된다. 공정 ST13의 실행 기간에서는, 챔버(12c)는 배기 장치(50)에 의하여 감압되고 있다. 공정 ST13의 실행 기간에서는, 유로(20g) 및 홈(260g)이 배기 장치(74)에 의하여 감압된다. 공정 ST13의 실행 기간에서는, 유로(20f)가 배기 장치(72)에 의하여 감압된다. 또, 공정 ST13의 실행 기간에서는, 공정 ST12에 계속해서, 유로(22f)에 저온의 열교환 매체가 공급된다. 또한, 방법 MT에서는, 복수의 기판(W)의 처리를 위하여, 공정 ST9~공정 ST13의 실행이 반복되어도 된다.
방법 MT에서는, 공정 ST13의 실행 후에, 척 본체(26)를 보수하기 위하여, 도 12에 나타내는 바와 같이, 먼저, 공정 ST21이 실행된다. 공정 ST21에서는, 기대(22)에 대한 척 본체(26)의 고정이 해제된다. 공정 ST21의 실행 기간(도 14에 나타내는 시점 t21부터 시점 t23까지의 기간)에서는, 제1 전극(261)에는 전압은 인가되지 않는다. 공정 ST21의 실행 기간에서는, 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)으로의 전압의 인가가 정지되고, 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)으로의 전압의 인가가 정지된다. 공정 ST21의 실행 기간에서는, 공정 ST13에 계속해서, 직류 전원(DS4)으로부터 제4 전극(264)에 전압이 인가되고, 직류 전원(DS5)으로부터 제5 전극(265)에 전압이 인가된다. 공정 ST21의 실행 기간에서는, 챔버(12c)는 배기 장치(50)에 의하여 감압되고 있다. 공정 ST21의 실행 기간에서는, 유로(20f)가 배기 장치(72)에 의하여 감압된다. 또, 공정 ST21의 실행 기간에서는, 유로(20g) 및 홈(260g)에 가스 공급부(73)로부터의 가스가 공급된다. 따라서, 챔버(12c)의 압력보다, 척 본체(26)의 이면에 있어서의 압력은 높아진다.
방법 MT에서는, 공정 ST21의 개시 시점(도 14에 나타내는 시점 t21) 이후에, 공정 ST22가 실행되어, 기대(22)의 온도가 고온(증가된 온도)으로 조정된다. 공정 ST23의 실행 기간(도 14에서는, 시점 t21부터 시점 t23까지의 기간)에서는, 기대(22)의 유로(22f)에 비교적 고온의 열교환 매체가 공급될 수 있다. 유로(22f)로의 비교적 고온의 열교환 매체의 공급은, 후술하는 공정 ST26의 개시 시점까지 계속할 수 있다.
계속되는 공정 ST23에서는, 기대(22)의 온도가 증가된 온도로 조정되어 있는 상태에서, 유전체층(24)에 척 본체(26)가 일시적으로 끌어당겨진다. 공정 ST23의 실행 기간(도 14에 나타내는 시점 t23부터 시점 t24까지의 기간)에서는, 제1 전극(261)에는 전압은 인가되지 않는다. 공정 ST23의 실행 기간에서는, 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)에 그 절댓값이 비교적 작은 전압(제5 전압)이 인가되고, 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)에 그 절댓값이 비교적 작은 전압(제6 전압)이 인가된다. 일 실시형태에 있어서, 공정 ST23의 실행 기간에서는, 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)에 단속적으로 제5 전압이 인가되고, 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)에 단속적으로 제6 전압이 인가된다. 예를 들면, 직류 전원(DS2)으로부터 제2 전극(262)으로의 수 초 동안의 제5 전압의 인가와 수 초 동안의 제2 전극(262)에 대한 전압 인가의 정지가 교대로 실행되며, 직류 전원(DS3)으로부터 제3 전극(263)으로의 수 초 동안의 제6 전압의 인가와 수 초 동안의 제3 전극(263)에 대한 전압 인가의 정지가 교대로 실행된다. 제5 전압의 절댓값은, 상술한 제3 전압의 절댓값보다 작고, 제6 전압의 절댓값은, 상술한 제4 전압의 절댓값보다 작다. 공정 ST23의 실행 기간에서는, 공정 ST21에 계속해서, 직류 전원(DS4)으로부터 제4 전극(264)에 전압이 인가되고, 직류 전원(DS5)으로부터 제5 전극(265)에 전압이 인가된다. 공정 ST23의 실행 기간에서는, 챔버(12c)는 배기 장치(50)에 의하여 감압되고 있다. 공정 ST23의 실행 기간에서는, 유로(20g) 및 홈(260g)이 배기 장치(74)에 의하여 감압된다. 공정 ST23의 실행 기간에서는, 유로(20f)가 배기 장치(72)에 의하여 감압된다. 또, 공정 ST23의 실행 기간에서는, 공정 ST22에 계속해서, 유로(22f)에 고온의 열교환 매체가 공급된다.
방법 MT에서는, 공정 ST23의 실행 중에 공정 STJb가 실행된다. 공정 STJb에서는, 기대(22)의 온도와 척 본체(26)의 온도의 사이의 온도차(제2 온도차)가, 제2 소정값 이하인지 여부에 대한 제2 판정이 실행된다. 기대(22)의 온도는 온도 센서(77)에 의하여 측정되고, 척 본체(26)의 온도는 온도 센서(76)에 의하여 측정된다. 제2 소정값은, 예를 들면 5℃ 이상, 10℃ 이하의 범위 내의 값이다. 공정 STJb에 있어서, 제2 온도차가 제2 소정값보다 크다고 판정된 경우에는, 공정 ST23의 실행이 계속된다. 한편, 공정 STJb에 있어서, 제2 온도차가 제2 소정값 이하라고 판정된 경우에는, 공정 ST24가 실행된다.
공정 ST24에서는, 제2 전극(262)으로의 전압의 인가 및 제3 전극(263)으로의 전압의 인가가 정지된다. 제2 전극(262)으로의 전압 인가의 정지 및 제3 전극(263)으로의 전압 인가의 정지는, 공정 ST24의 실행 기간의 개시 시점(도 14에 나타내는 시점 t24) 이후, 계속된다. 공정 ST24의 실행 기간(도 14에 나타내는 시점 t24부터 시점 t25까지의 기간)에서는, 제1 전극(261)에는 전압은 인가되지 않는다. 공정 ST24의 실행 기간에서는, 공정 ST23에 계속해서, 직류 전원(DS4)으로부터 제4 전극(264)에 전압이 인가되고, 직류 전원(DS5)으로부터 제5 전극(265)에 전압이 인가된다. 공정 ST24의 실행 기간에서는, 챔버(12c)는 배기 장치(50)에 의하여 감압되고 있다. 공정 ST24의 실행 기간에서는, 유로(20g) 및 홈(260g)에 가스 공급부(73)로부터의 가스가 공급된다. 공정 ST24의 실행 기간에서는, 유로(20f)가 배기 장치(72)에 의하여 감압된다. 또, 공정 ST24의 실행 기간에서는, 공정 ST22에 계속해서, 유로(22f)에 고온의 열교환 매체가 공급된다. 이 공정 ST24에 의하여, 기대(22)에 대한 척 본체(26)의 고정이 해제된다.
계속되는 공정 ST25에서는, 척 본체(26)에 대한 포커스 링(FR)의 고정이 해제되어, 챔버(12c)의 압력이, 예를 들면 대기압까지 증가된다. 공정 ST25의 실행 기간(도 14에 나타내는 시점 t25부터 시점 t26까지의 기간)에서는, 제1 전극(261)에는 전압은 인가되지 않는다. 공정 ST25의 실행 기간에서는, 제2 전극(262)으로의 전압의 인가 및 제3 전극(263)으로의 전압의 인가는 정지되고 있다. 공정 ST25의 실행 기간에서는, 직류 전원(DS4)으로부터 제4 전극(264)으로의 전압의 인가가 정지되고, 직류 전원(DS5)으로부터 제5 전극(265)으로의 전압의 인가가 정지된다. 직류 전원(DS4)으로부터 제4 전극(264)으로의 전압 인가의 정지, 및 직류 전원(DS5)으로부터 제5 전극(265)으로의 전압 인가의 정지는, 공정 ST25의 실행 기간의 개시 시점 이후, 계속된다. 공정 ST25의 실행 기간에서는, 챔버(12c)의 배기 장치(50)에 의한 감압이 정지된다. 공정 ST25의 실행 기간에서는, 유로(20g) 및 홈(260g)에 가스 공급부(73)로부터의 가스가 공급되어도 되고, 공급되지 않아도 된다. 공정 ST25의 실행 기간에서는, 유로(20f)에 가스 공급부(71)로부터 가스가 공급될 수 있다. 또, 공정 ST25의 실행 기간에서는, 공정 ST24에 계속해서, 유로(22f)에 고온의 열교환 매체가 공급될 수 있다.
계속되는 공정 ST26은, 도 14에 나타내는 시점 t26부터 개시된다. 공정 ST26에서는, 챔버(12c)가 개방된다. 이로써, 챔버(12c)의 압력은 대기압으로 설정된다. 계속되는 공정 ST27은, 도 14에 나타내는 시점 t27부터 개시된다. 공정 ST27에서는, 척 본체(26)가 분리되어, 당해 척 본체(26)의 보수가 행해진다.
방법 MT에서는, 기대(22)의 온도와 척 본체(26)의 온도의 사이에 큰 온도차가 발생하고 있는 상태에 있어서, 공정 ST7가 실행되어, 척 본체(26)가 비교적 작은 정전 인력으로 유전체층(24)으로 끌어당겨진다. 이로써, 척 본체(26)가 유전체층(24)을 개재하여 기대(22)에 완전하게 고정되어 있지 않은 상태에서, 기대(22)의 온도와 척 본체(26)의 온도의 사이의 온도차가 감소된다. 그리고, 기대(22)의 온도와 척 본체(26)의 온도의 사이의 온도차, 즉 제1 온도차가 제1 소정값 이하가 되면, 공정 ST8에 있어서, 비교적 큰 정전 인력에 의하여, 척 본체(26)가 유전체층(24)을 개재하여 기대(22)에 고정된다. 따라서, 기대(22)의 온도와 척 본체(26)의 온도의 사이의 온도차에 기인하는 정전 척(20)의 손상 및 정전 척(20)의 기능 불완전이 억제된다.
일 실시형태의 공정 ST7에서는, 제1 전압 및 제2 전압이 단속적으로 제2 전극(262) 및 제3 전극(263)에 각각 인가된다. 이 실시형태에 의하면, 정전 척(20)의 손상이 보다 확실히 억제된다.
일 실시형태에서는, 척 본체(26)의 보수를 위하여, 기대(22) 및 유전체층(24)으로부터 척 본체(26)를 분리하는 경우에는, 기대(22)의 온도가 상술한 저하된 온도로부터 증가된다. 이 실시형태에서는, 기대(22)의 온도가 증가된 온도로 조정되어 있을 때에, 공정 ST23에 있어서, 척 본체(26)가 비교적 작은 정전 인력으로 유전체층(24)으로 끌어당겨진다. 이로써, 척 본체(26)가 유전체층(24)을 개재하여 기대(22)에 완전하게 고정되어 있지 않은 상태에서, 기대(22)의 온도와 척 본체(26)의 온도의 사이의 온도차가 감소된다. 그리고, 기대(22)의 온도와 척 본체(26)의 온도의 사이의 온도차, 즉 제2 온도차가 제2 소정값 이하가 되면, 공정 ST24에 있어서, 기대(22)에 대한 척 본체(26)의 고정이 해제된다. 따라서, 기대(22)의 온도와 척 본체(26)의 온도의 사이의 온도차에 기인하는 정전 척(20)의 손상이 억제된다. 또, 척 본체(26)의 보수 시에는, 열교환 매체용 기대(22)의 유로(22f)와, 당해 유로(22f)에 열교환 매체를 공급하는 유로(배관(23a) 및 배관(23b)에 의하여 제공되는 유로)를 분리하지 않고, 척 본체(26)를 기대(22)로부터 분리할 수 있다. 따라서, 척 본체(26)의 보수 시의 열교환 매체의 누출이 억제된다.
일 실시형태의 공정 ST23에서는, 제5 전압 및 제6 전압이 단속적으로 제2 전극(262) 및 제3 전극(263)에 각각 인가된다. 이 실시형태에 의하면, 정전 척(20)의 손상이 보다 확실히 억제된다.
일 실시형태에 있어서, 공정 ST21 및 공정 ST24 중 적어도 한쪽의 실행 중에, 유로(20g)를 통하여 홈(260g)에 가스가 공급된다. 이 실시형태에서는, 잔류 전하 등에 기인하여, 척 본체(26)가 유전체층(24)으로 끌어당겨져 있어도, 척 본체(26)의 홈(260g)에 가스를 공급함으로써, 척 본체(26)를 유전체층(24)으로부터 분리할 수 있다.
이상, 다양한 실시형태에 대하여 설명했지만, 상술한 실시형태에 한정되지 않고 다양한 변형 양태를 구성 가능하다. 상술한 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치는, 용량 결합형 플라즈마 처리 장치였지만, 상술한 다양한 실시형태 중 어느 하나의 정전 척을 구비하는 플라즈마 처리 장치는, 유도 결합형 플라즈마 처리 장치, 마이크로파와 같은 표면파를 이용하여 플라즈마를 생성하는 플라즈마 처리 장치와 같은, 임의의 플라즈마 처리 장치여도 된다. 또, 방법 MT에는, 상술한 다양한 실시형태 중 어느 하나의 정전 척을 구비하는 임의의 플라즈마 처리 장치가 이용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 그 내부에 열교환 매체용 유로가 마련된 기대와,
    상기 기대 상에 마련되고 또한 상기 기대에 고정된 유전체층과,
    상기 유전체층 상에 탑재된 척 본체이며, 그 위에 재치되는 기판을 정전 인력에 의하여 지지하는, 상기 척 본체를 구비하고,
    상기 척 본체는,
    기판 탑재 영역을 갖는 세라믹 본체와,
    상기 기판 탑재 영역 상에 탑재되는 기판과 상기 척 본체의 사이에서 정전 인력을 발생시키기 위하여, 상기 기판 탑재 영역 내에 마련된 제1 전극과,
    쌍극 전극을 구성하는 제2 전극 및 제3 전극이며, 상기 척 본체와 상기 유전체층의 사이에서 정전 인력을 발생시키기 위하여, 상기 세라믹 본체 내에 마련되어 있고, 또한 상기 제1 전극과 상기 유전체층의 사이에 마련된, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극을 갖는, 정전 척.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 세라믹 본체는, 상기 기판 탑재 영역을 둘러싸고, 그 위에 포커스 링이 재치되는 바깥 둘레 영역을 더 제공하는, 정전 척.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 척 본체는, 쌍극 전극을 구성하는 제4 전극 및 제5 전극을 더 갖고, 상기 제4 전극 및 상기 제5 전극은, 상기 포커스 링과 상기 척 본체의 사이에서 정전 인력을 발생시키기 위하여, 상기 바깥 둘레 영역 내에 마련되어 있는, 정전 척.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제4 전극 및 상기 제5 전극은, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극보다, 상기 유전체층으로부터 떨어져 있는, 정전 척.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 전극, 상기 제3 전극, 상기 제4 전극, 및 상기 제5 전극은, 동일한 평면을 따라 마련되어 있는, 정전 척.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 전극 및 상기 제3 전극은, 상기 기판 탑재 영역 및 상기 바깥 둘레 영역에 걸쳐 마련되어 있는, 정전 척.
  7. 청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기대, 상기 유전체층, 및 상기 척 본체에는, 상기 유전체층 측과 반대 측의 상기 바깥 둘레 영역의 표면에 있어서 개구하는 제1 유로가 형성되어 있는, 정전 척.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유전체층은 세라믹의 용사막인, 정전 척.
  9. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유전체층은, 상기 기대에 직접적으로 또는 접착층을 개재하여 접합된 수지층인, 정전 척.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유전체층 측의 상기 척 본체의 표면 또는 상기 척 본체 측의 상기 유전체층의 표면은, 홈을 제공하고 있으며,
    상기 기대 및 상기 유전체층에는, 상기 홈에 접속되는 제2 유로가 형성되어 있는, 정전 척.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기대의 온도를 측정하기 위한 제1 온도 센서와,
    상기 척 본체의 온도를 측정하기 위한 제2 온도 센서를 더 구비하는, 정전 척.
  12. 챔버를 제공하는 챔버 본체와,
    상기 챔버 내에 마련된, 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 정전 척과,
    상기 정전 척의 상기 기대에 전기적으로 접속된 고주파 전원과,
    상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 제1 직류 전원과,
    상기 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 직류 전원과,
    상기 제3 전극에 전기적으로 접속된 제3 직류 전원을 구비하는, 플라즈마 처리 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 정전 척은, 청구항 4 또는 청구항 5에 기재된 정전 척이며,
    상기 플라즈마 처리 장치는,
    상기 제4 전극에 전기적으로 접속된 제4 직류 전원과,
    상기 제5 전극에 전기적으로 접속된 제5 직류 전원을 더 구비하는, 플라즈마 처리 장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 정전 척은, 청구항 7에 기재된 정전 척이며,
    상기 제1 유로에 선택적으로 접속되는 제1 가스 공급부 및 제1 배기 장치를 더 구비하는, 플라즈마 처리 장치.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 정전 척은, 청구항 10에 기재된 정전 척이며,
    상기 제2 유로에 선택적으로 접속되는 제2 가스 공급부 및 제2 배기 장치를 더 구비하는, 플라즈마 처리 장치.
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