KR20210009294A - 부품의 형성 방법 및 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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카즈야 나가세키
쇼타 카네코
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

플라즈마 처리 장치 내에서 사용되는 부품의 형성 방법으로서, 제 1 세라믹스의 원료와 이 제 1 세라믹스와는 상이한 제 2 세라믹스의 원료를 공급하면서, 상기 제 1 세라믹스의 원료와 상기 제 2 세라믹스의 원료에 에너지 빔을 조사하는 공정을 포함하는, 부품의 형성 방법이 제공된다.

Description

부품의 형성 방법 및 플라즈마 처리 장치
본 개시는 부품의 형성 방법 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
최근, 플라즈마 처리 장치에 마련되는 부품은, 고기능화를 도모하기 위하여 구조가 복잡하게 되어 있어, 상이한 부재를 접착하거나, 접합하여 제작되는 경우가 있다(예를 들면, 특허 문헌 1을 참조).
일본특허공개공보 2018-046185호
이러한 부품의 제작에 있어서는, 중공 구조 등의 복잡한 구조가 있어, 장기의 생산 기간 및 개발 기간이 필요해지기 때문에, 부품 제작 시의 리드 타임의 증가가 과제가 된다. 부품의 제조 공정에 있어서의 공정수를 줄여, 리드 타임을 단축하는 것이 요구되고 있다.
상기 과제에 대하여, 일측면에서는, 부품의 제작 시의 리드 타임을 단축하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 하나의 태양에 따르면, 플라즈마 처리 장치 내에서 사용되는 부품의 형성 방법으로서, 제 1 세라믹스의 원료와 상기 제 1 세라믹스와는 상이한 제 2 세라믹스의 원료를 공급하면서, 상기 제 1 세라믹스의 원료와 상기 제 2 세라믹스의 원료에 에너지 빔을 조사하는 공정을 포함하는 부품의 형성 방법이 제공된다.
하나의 측면에 따르면, 부품의 제작 시의 리드 타임을 단축할 수 있다.
도 1은 일실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치의 배치대의 일부의 확대도이다.
도 3은 일실시 형태에 따른 3D 프린터의 구성의 일례를 나타내는 도이다.
도 4는 일실시 형태에 따른 부품의 형성 처리의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 5는 일실시 형태에 따른 부품의 형성 방법을 설명하기 위한 도이다.
이하, 본 개시를 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복된 설명을 생략한다.
[플라즈마 처리 장치]
도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(100)는 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치의 일례이다. 플라즈마 처리 장치(100)는 처리 용기(112) 및 배치대(116)를 구비하고 있다. 처리 용기(112)는 대략 원통 형상을 가지고 있으며, 그 내부 공간은 처리실(112c)로 되어 있다. 처리 용기(112)는 예를 들면 알루미늄으로 구성되어 있다. 처리 용기(112)의 내부 공간측의 표면에는, 알루마이트막 및/또는 산화 이트륨막과 같은 내플라즈마성을 가지는 세라믹스제의 피막이 형성되어 있다. 처리 용기(112)는 접지되어 있다. 처리 용기(112)의 측벽에는, 웨이퍼(W)를 처리실(112c)로 반입하거나, 처리실(112c)로부터 반출하기 위한 개구(112p)가 형성되어 있다. 개구(112p)는 게이트 밸브(GV)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다.
배치대(116)는 웨이퍼(W)를 처리실(112c) 내에서 지지하도록 구성되어 있다. 배치대(116)는 웨이퍼(W)를 흡착하는 기능, 웨이퍼(W)의 온도를 조정하는 기능 및 정전 척의 하방의 기대(117)에 고주파를 전송하는 구조를 가지고 있다. 배치대(116)의 상세에 대해서는 후술한다.
플라즈마 처리 장치(100)는, 상부 전극(130)을 가진다. 상부 전극(130)은 처리 용기(112)의 상부 개구 내에 배치되어 있고, 하부 전극으로서 기능하는 배치대(116)에 대하여 대략 평행하게 배치되어 있다. 상부 전극(130)과 처리 용기(112) 사이에는 절연성의 지지 부재(132)가 개재되어 있다.
상부 전극(130)은 천판(134) 및 지지체(136)를 가지고 있다. 천판(134)은 대략 원반 형상을 가지고 있다. 천판(134)은 도전성을 가질 수 있다. 천판(134)은 예를 들면 실리콘 또는 알루미늄으로 형성되어 있고, 그 표면에는 내플라즈마성의 세라믹스 피막이 형성되어 있다. 이 천판(134)에는 복수의 가스 토출홀(134a)이 형성되어 있다. 가스 토출홀(134a)은 대략 연직 방향으로 연장되어 있다.
지지체(136)는 천판(134)을 착탈 가능하게 지지하고 있다. 지지체(136)는 예를 들면 알루미늄으로 형성되어 있다. 지지체(136)에는 가스 확산실(136a)이 형성되어 있다. 가스 확산실(136a)로부터는, 복수의 가스 토출홀(134a)에 각각 연통하는 복수의 홀(136b)이 연장되어 있다. 가스 확산실(136a)에는 포트(136c)를 개재하여 배관(138)이 접속하고 있다. 배관(138)에는 가스 공급부(139)가 접속되어 있다.
플라즈마 처리 장치(100)는 배기 장치(150)를 가진다. 배기 장치(150)는 터보 분자 펌프, 드라이 펌프와 같은 하나 이상의 펌프, 및, 압력 조정 밸브를 포함하고 있다. 배기 장치(150)는 처리 용기(112)에 형성된 배기구에 접속되어 있다.
플라즈마 처리 장치(100)는 제 1 제어부(151)를 가진다. 제 1 제어부(151)의 기억부에는, 플라즈마 처리 장치(100)에서 실행되는 각종 처리를 프로세서에 의해 제어하기 위한 제어 프로그램 및 레시피 데이터가 저장되어 있다. 예를 들면, 제 1 제어부(151)의 기억부에는, 에칭 처리 등의 플라즈마 처리를 플라즈마 처리 장치(100)에서 실행하기 위한 제어 프로그램 및 레시피 데이터가 기억되어 있다.
이하, 도 1에 더하여, 도 2를 참조하여, 배치대(116) 및 배치대(116)에 부수하는 플라즈마 처리 장치(100)의 구성 요소에 대하여 상세하게 설명한다. 도 2는 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(100)의 배치대(116)의 일부를 확대하여 나타내는 단면도이다.
배치대(116)는 기대(117) 및 정전 척(120)을 가지고 있다. 기대(117)는 예를 들면 알루미늄 합금(Al), 티탄(Ti), 실리콘 카바이트(SiC) 등으로 형성되어 있다. 기대(117)는 처리 용기(112)의 저부로부터 상방으로 연장되는 지지 부재(114)에 의해 지지되어 있다. 지지 부재(114)는 절연성의 부재이며, 예를 들면 산화 알루미늄(알루미나)으로 형성되어 있다. 또한, 지지 부재(114)는 대략 원통 형상을 가지고 있다.
기대(117)는 도전성을 가지는 금속, 예를 들면 알루미늄으로 형성되어 있다. 기대(117)는 대략 원반 형상을 가지고 있다. 기대(117)는 중앙부(117a) 및 주연부(117b)를 가지고 있다. 중앙부(117a)는 대략 원반 형상을 가지고 있다. 중앙부(117a)는 기대(117)의 제 1 상면(117c)을 제공하고 있다. 제 1 상면(117c)은 대략 원형의 면이다.
주연부(117b)는 중앙부(117a)에 연속하고 있으며, 직경 방향(연직 방향으로 연장되는 축선(Z)(도 1 참조)에 대하여 방사 방향)에 있어서 중앙부(117a)의 외측에서, 둘레 방향(축선(Z)에 대하여 둘레 방향)으로 연장되어 있다. 일실시 형태에서는, 주연부(117b)는 중앙부(117a)와 함께, 기대(117)의 하면(117d)을 제공하고 있다. 또한, 주연부(117b)는 제 2 상면(117e)을 제공하고 있다. 제 2 상면(117e)은 띠 형상의 면으로, 직경 방향에 있어서 제 1 상면(117c)의 외측에 있으며, 또한 둘레 방향으로 연장되어 있다. 또한, 제 2 상면(117e)은 연직 방향에 있어서, 제 1 상면(117c)보다 하면(117d)의 가까이에 있다.
기대(117)에는 급전체(119)가 접속되어 있다. 급전체(119)는 예를 들면 급전봉이며, 기대(117)의 하면(117d)에 접속되어 있다. 급전체(119)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되어 있다. 급전체(119)에는 제 1 고주파 전원(62)이 정합기(66)를 개재하여 접속되어 있다. 또한, 급전체(119)에는 제 2 고주파 전원(64)이 정합기(68)를 개재하여 접속되어 있다.
기대(117)에는 냉매용의 유로(117f)가 형성되어 있다. 유로(117f)는 기대(117) 내에 있어서, 예를 들면 소용돌이 형상으로 연장되어 있다. 이 유로(117f)에는 칠러 유닛으로부터 온도 조정용의 매체(냉매, 열매체)가 공급된다. 유로(117f)로 공급되는 상기 매체의 일례로서의 냉매는, 일실시 형태에서는, 그 기화에 의해 흡열하여, 냉각을 행하는 냉매이다. 이 냉매는, 예를 들면 하이드로 플루오르 카본계의 냉매일 수 있다.
정전 척(120)은 흡착부(123)를 가지고 있다. 흡착부(123)는 기대(117) 상의 기대(121)의 위에 마련되어 있다. 기대(121)는 하부 전극을 구성하고 있고, 기대(117) 상에 마련되어 있다. 기대(121)는 도전성을 가지고 있다. 기대(121)는 예를 들면 질화 알루미늄 또는 탄화 규소에 도전성을 부여한 세라믹스제여도 되고, 혹은 금속(예를 들면, 티탄)제여도 된다.
기대(121)는 대략 원반 형상을 가지고 있다. 기대(121)는 중앙부(121a) 및 주연부(121b)를 가지고 있다. 중앙부(121a)는 대략 원반 형상을 가지고 있다. 중앙부(121a)는 기대(121)의 제 1 상면(121c)을 제공하고 있다. 제 1 상면(121c)은 대략 원형의 면이다.
주연부(121b)는 중앙부(121a)에 연속하고 있으며, 직경 방향에 있어서 중앙부(121a)의 외측에서, 둘레 방향으로 연장되어 있다. 일실시 형태에서는, 주연부(121b)는 중앙부(121a)와 함께, 기대(121)의 하면(121d)을 제공하고 있다. 또한, 주연부(121b)는 제 2 상면(121e)을 제공하고 있다. 이 제 2 상면(121e)은 띠 형상의 면으로, 직경 방향에 있어서 제 1 상면(121c)의 외측에서 둘레 방향으로 연장되어 있다. 또한, 제 2 상면(121e)은 연직 방향에 있어서, 제 1 상면(121c)보다 하면(121d)의 가까이에 있다.
흡착부(123)와 기대(121)의 사이에는 경계층(129)이 형성되어 있다. 흡착부(123)는 대략 원반 형상을 가지고 있고, 세라믹스로 형성되어 있다. 흡착부(123)를 구성하는 세라믹스는 실온(예를 들면, 20도) 이상, 400℃ 이하의 온도 범위에 있어서, 1 × 1015 Ω·cm 이상의 체적 저항률을 가지는 세라믹스일 수 있다. 이러한 세라믹스로서, 예를 들면 산화 알루미늄(알루미나)이 이용될 수 있다.
정전 척(120)은 축선(Z), 즉 정전 척(120)의 중심축선에 대하여 동심의 복수의 영역(RN)을 포함하고 있다. 일실시 형태에서는, 정전 척(120)은 제 1 영역(R1), 제 2 영역(R2) 및 제 3 영역(R3)을 포함하고 있다. 제 1 영역(R1)은 축선(Z)에 교차하고 있고, 제 3 영역(R3)은 정전 척(120)의 엣지를 포함하는 영역이며, 제 2 영역(R2)은 제 1 영역(R1)과 제 3 영역(R3)의 사이에 있다. 일례에서는, 제 1 영역(R1)은 정전 척(120)의 중심으로부터 반경 120 mm까지의 영역이며, 제 2 영역(R2)은 정전 척(120)에 있어서 반경 120 mm로부터 반경 135 mm까지의 영역이며, 제 3 영역(R3)은 정전 척(120)에 있어서 반경 135 mm로부터 반경 150 mm까지의 영역이다. 또한, 정전 척(120)의 영역의 개수는 하나 이상의 임의의 개수일 수 있다.
정전 척(120)의 흡착부(123)는 전극막(125)을 내장하고 있다. 전극막(125)에는 직류 전원이 전기적으로 접속되어 있다. 직류 전원으로부터의 직류 전압이 전극막(125)에 부여되면, 흡착부(123)는 쿨롱력과 같은 정전력을 발생시키고, 당해 정전력에 의해 웨이퍼(W)를 유지한다.
흡착부(123)는 복수의 히터(HN)를 더 내장하고 있다. 복수의 히터(HN)는 정전 척의 상기 복수의 영역(RN) 내에 각각 마련되어 있다. 일실시 형태에서는, 복수의 히터(HN)는 제 1 히터(156), 제 2 히터(157) 및 제 3 히터(158)를 포함하고 있다. 제 1 히터(156)는 제 1 영역(R1) 내에 마련되어 있고, 제 2 히터(157)는 제 2 영역(R2) 내에 마련되어 있고, 제 3 히터(158)는 제 3 영역(R3) 내에 마련되어 있다. 복수의 히터(HN)는 히터 전원에 접속되어 있다.
기대(121)와 기대(117)의 사이에는 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)가 마련되어 있다. 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)는 정전 척(120)을 기대(117)로부터 상방으로 이간시키고 있다. 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)의 각각은 O링이다. 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)는 서로 상이한 직경을 가지고 있고, 축선(Z)에 대하여 동심 형상으로 마련되어 있다. 또한, 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)는 정전 척(120)의 인접하는 영역의 경계 및 정전 척(120)의 엣지의 하방에 마련되어 있다. 일실시 형태에서는, 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)는 탄성 부재(165), 탄성 부재(167) 및 탄성 부재(169)를 포함하고 있다. 탄성 부재(165)는 제 1 영역(R1)과 제 2 영역(R2)의 경계의 하방에 마련되어 있고, 탄성 부재(167)는 제 2 영역(R2)과 제 3 영역(R3)의 경계의 하방에 마련되어 있고, 탄성 부재(169)는 정전 척(120)의 엣지의 하방에 마련되어 있다.
복수의 제 1 탄성 부재(EM1)는 기대(117)의 제 1 상면(117c)에 의해 제공되는 홈 내에 부분적으로 배치되어 있고, 제 1 상면(117c)과 기대(121)의 하면(121d)에 접하고 있다. 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)는 기대(117)와 기대(121)와 함께, 기대(117)의 제 1 상면(117c)과 기대(121)의 하면(121d)의 사이에 복수의 전열 공간(DSN)을 구획 형성하고 있다. 복수의 전열 공간(DSN)은 정전 척(120)의 복수의 영역(RN) 각각의 하방에 있어서 연장되어 있고, 서로 분리되어 있다. 일실시 형태에서는, 복수의 전열 공간(DSN)은 제 1 전열 공간(DS1), 제 2 전열 공간(DS2) 및 제 3 전열 공간(DS3)을 포함하고 있다. 제 1 전열 공간(DS1)은 탄성 부재(165)의 내측에 있으며, 제 2 전열 공간(DS2)은 탄성 부재(165)와 탄성 부재(167)의 사이에 있으며, 제 3 전열 공간(DS3)은 탄성 부재(167)와 탄성 부재(169)의 사이에 있다. 후술하는 바와 같이, 복수의 전열 공간(DSN)에는 전열 가스(예를 들면, He 가스)가 공급된다. 또한, 복수의 전열 공간(DSN)의 각각의 연직 방향에 있어서의 길이는, 예를 들면 0.1 mm 이상 2.0 mm 이하의 길이로 설정된다.
복수의 제 1 탄성 부재(EM1)는 He 가스가 공급되는 복수의 전열 공간(DSN)의 각각의 열 저항보다 높은 열 저항을 가지도록 구성된다. 복수의 전열 공간(DSN)의 열 저항은 전열 가스의 열 전도율, 그 연직 방향의 길이, 및 그 면적에 의존한다. 또한, 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)의 각각의 열 저항은 그 열 전도율, 그 연직 방향에 있어서의 두께 및 그 면적에 의존한다. 따라서, 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)의 각각의 재료, 두께 및 면적은, 복수의 전열 공간(DSN)의 각각의 열 저항에 따라, 결정된다. 또한, 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)에는, 낮은 열 전도율 및 높은 내열성이 요구될 수 있다. 따라서, 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)는, 예를 들면 퍼플루오로엘라스토머로 형성될 수 있다.
배치대(116)는 고정 부재(171)를 가진다. 고정 부재(171)는 금속으로 형성되어 있고, 기대(121) 및 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)를, 당해 고정 부재(171)와 기대(117) 사이에 협지하도록 구성되어 있다. 고정 부재(171)는 기대(121)와 기대(117) 사이의 당해 고정 부재(171)를 개재한 열 전도를 억제하기 위하여, 낮은 열 전도율을 가지는 재료, 예를 들면 티탄으로 형성된다.
일실시 형태에 있어서, 고정 부재(171)는 통 형상부(171a) 및 환 형상부(171b)를 가지고 있다. 통 형상부(171a)는 대략 원통 형상을 가지고 있고, 그 하단에 있어 제 1 하면(171c)을 제공하고 있다. 제 1 하면(171c)은 둘레 방향으로 연장되는 띠 형상의 면이다.
환 형상부(171b)는 대략 환상 판형상을 가지고 있고, 통 형상부(171a)의 상측 부분의 내연에 연속하여, 당해 통 형상부(171a)로부터 직경 방향 내측으로 연장되어 있다. 이 환 형상부(171b)는 제 2 하면(171d)을 제공하고 있다. 제 2 하면(171d)은 둘레 방향으로 연장되는 띠 형상의 면이다.
고정 부재(171)는 제 1 하면(171c)이 기대(117)의 제 2 상면(117e)에 접하고, 제 2 하면(171d)이 기대(121)의 제 2 상면(121e)에 접하도록 배치된다. 또한, 고정 부재(171)는 기대(117)의 주연부(117b)에 대하여 나사(173)에 의해 고정된다. 이 나사(173)의 고정 부재(171)에 대한 나사 조합을 조정함으로써, 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)의 눌림량이 조정된다. 이에 의해, 복수의 전열 공간(DSN)의 연직 방향에 있어서의 길이가 조정된다.
일실시 형태에서는, 고정 부재(171)의 환 형상부(171b)의 내연부 하면과 기대(121)의 제 2 상면(121e)과의 사이에는 제 2 탄성 부재(175)가 마련되어 있다. 제 2 탄성 부재(175)는 O링이며, 고정 부재(171)의 제 2 하면(171d)과 기대(121)의 제 2 상면(121e)과의 마찰에 의해 생길 수 있는 파티클(예를 들면, 금속 가루)이, 흡착부(123)측으로 이동하는 것을 억제한다.
또한 제 2 탄성 부재(175)는, 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)가 발생시키는 반력보다 작은 반력을 발생시킨다. 환언하면, 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)는, 당해 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)가 발생시키는 반력이 제 2 탄성 부재(175)가 발생시키는 반력보다 커지도록 구성된다. 또한 이 제 2 탄성 부재(175)는, 높은 내열성을 가지고, 또한 낮은 열 전도율을 가지는 재료로서, 퍼플루오로엘라스토머로 형성될 수 있다.
고정 부재(171) 상에는 히터(176)가 마련되어 있다. 이 히터(176)는 둘레 방향으로 연장되어 있고, 필터를 개재하여 히터 전원에 접속되어 있다. 필터는 고주파가 히터 전원에 침입하는 것을 방지하기 위하여, 마련되어 있다.
히터(176)는 제 1 막(180)과 제 2 막(182)의 사이에 마련되어 있다. 제 1 막(180)은 제 2 막(182)에 대하여 고정 부재(171)측에 마련되어 있다. 제 1 막(180)은 제 2 막(182)의 열 전도율보다 낮은 열 전도율을 가지고 있다. 예를 들면, 제 1 막(180)은 지르코니아제의 용사막이며, 제 2 막(182)은 산화 이트륨(이트리아)제의 용사막일 수 있다. 또한, 히터(176)는 텅스텐의 용사막일 수 있다.
제 2 막(182) 상에는 엣지 링(FR)이 마련되어 있다. 엣지 링(FR)은 예를 들면 Si로 형성되어 있다. 엣지 링(FR)은 히터(176)로부터의 열에 의해 가열된다. 또한, 히터(176)로부터의 열 유속의 대부분은 제 1 막(180)보다 제 2 막(182)을 향해, 당해 제 2 막(182)을 개재하여 엣지 링(FR)으로 향한다. 따라서, 엣지 링(FR)이 효율적으로 가열된다.
또한, 배치대(116)의 기대(117), 고정 부재(171) 등은 그들 외주측에 있어서 하나 이상의 절연성 부재(186)에 의해 덮여 있다. 하나 이상의 절연성 부재(186)는, 예를 들면 산화 알루미늄 또는 석영으로 형성되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 배치대(116)에서는, 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)에 의해 기대(117)와 기대(121)가 서로 이간되어 있다. 또한 이 배치대(116)에서는, 기대(121)와 흡착부(123)와의 접합에 접착제가 이용되어 있지 않다. 따라서, 정전 척(120)의 온도를 고온으로 설정하는 것이 가능하다. 또한, 복수의 전열 공간(DSN)으로 공급되는 전열 가스를 개재하여 정전 척(120)과 기대(117) 사이의 열 교환이 이루어질 수 있으므로, 정전 척(120)의 온도를 저온으로 설정하는 것도 가능하다. 또한 이 배치대(116)에서는, 급전체(119), 기대(117) 및 고정 부재(171)에 의해, 정전 척(120)의 기대(121)에 대한 고주파의 급전 루트가 확보되어 있다. 또한 급전체(119)가, 정전 척(120)의 기대(121)에 직접 접속되는 것이 아니라, 기대(117)에 접속되므로, 당해 급전체(119)의 구성 재료로서 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 채용할 수 있다. 따라서, 13.56 MHz 이상의 높은 주파수의 고주파가 이용되는 경우여도, 급전체(119)에 있어서의 고주파의 손실이 억제된다.
또한 상술한 바와 같이, 일실시 형태에서는, 고정 부재(171)의 환 형상부(171b)의 내연부 하면과 기대(121)의 제 2 상면(121e)과의 사이에는 제 2 탄성 부재(175)가 마련되어 있다. 기대(121)의 주연부(121b)의 제 2 상면(121e)과 고정 부재(171)의 제 2 하면(171d)은 서로 접하고 있으므로, 그들의 접촉 개소에 있어서 마찰이 생겨, 파티클(예를 들면, 금속 가루)이 발생하는 경우가 있다. 제 2 탄성 부재(175)는 이러한 파티클이 발생해도, 흡착부(123) 및 당해 흡착부(123) 상에 배치되는 웨이퍼(W)에, 파티클이 부착하는 것을 억제할 수 있다.
또한 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)는, 이들 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)가 발생시키는 반력이 제 2 탄성 부재(175)가 발생시키는 반력보다 커지도록 구성된다. 이에 의해, 정전 척(120)을 기대(117)로부터 확실히 이간시킬 수 있다.
또한 일실시 형태에서는, 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)는, 복수의 전열 공간(DSN)으로 He 가스가 공급되고 있을 때의 당해 복수의 전열 공간(DSN)의 열 저항보다 높은 열 저항을 가지도록 구성된다. 또한 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)는, 예를 들면 퍼플루오로엘라스토머로 형성된다. 이들 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)에 의하면, 정전 척(120)과 기대(117) 사이에서는, 복수의 제 1 탄성 부재(EM1)를 개재한 열 전도보다 복수의 전열 공간(DSN)을 개재한 열 전도가 우위가 된다. 따라서, 정전 척(120)의 온도 분포가 균일화될 수 있다.
또한 일실시 형태에서는, 웨이퍼(W)와 흡착부(123)와의 사이로 공급되는 전열 가스용의 가스 라인이 접착제를 이용하지 않고 형성되어 있다. 또한, 이 가스 라인을 부분적으로 구성하는 슬리브가 배치되는 수용 공간을 구획 형성하는 기대(121)의 면이 피막으로 덮여 있고, 또한 당해 수용 공간을 밀봉하도록 피막과 기대(117)와의 사이에 있어서 절연성의 탄성 부재가 마련되어 있다. 이에 의해, 플라즈마가 기대(121)와 기대(117)와의 사이로 침입하는 것, 및 그에 수반하는 기대(121)의 절연 파괴가 억제된다.
또한, 상술한 배치대(116)를 가지는 플라즈마 처리 장치(100)에 의하면, 낮은 온도부터 높은 온도까지의 넓은 온도대에 있어서, 웨이퍼(W)에 대한 플라즈마 처리를 행할 수 있다.
[3D 프린터의 구성]
이어서, 3D 프린터(200)의 구성 일례에 대하여, 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 일실시 형태에 따른 3D 프린터(200)의 구성의 일례를 나타낸다. 본 실시 형태에 따른 3D 프린터(200)는, 플라즈마 처리 장치 내에서 사용되는 부품을 형성(제조)하는 장치의 일례이다. 단, 부품을 형성하는 장치는, 도 3에 나타내는 3D 프린터(200)의 구성에 한정되지 않는다.
또한 본 실시 형태에서는, 3D 프린터(200)에서 형성하는 부품의 일례로서, 구조가 복잡한 하부 전극으로서 기능하는 배치대(116)를 들어 설명한다. 그러나, 3D 프린터(200)로 형성하는 부품은 이에 한정되지 않으며, 예를 들면 상부 전극(130)이어도 되고, 이종 재료를 포함하는 부품 또는 접착할 수 없는 이종 재료를 나사 고정하여 고정하고 있는 부품이어도 된다. 그 외에, 플라즈마 처리 장치(100)에 배치되는 부품이면 어느 부품이어도 된다.
3D 프린터(200)는 챔버(210)에서 3차원 형상의 조형물을 형성하는 것이 가능하다. 본 실시 형태에 따른 3D 프린터(200)에서는, 3차원 형상의 조형물로서 배치대(116)를 형성하기 위한 3차원 데이터를 RAM(256) 등의 기억부에 기억하고, 3차원 데이터에 기초하여 배치대(116)를 제조한다. 배치대(116)는 테이블에 구비된 스테이지(202)의 배치면 상에서 형성된다. 스테이지(202)는 배치대(116)의 형성의 진행에 따라, 예를 들면 서서히 하강시키도록 승강 가능하다.
본 실시 형태에서는, 테이블에 구비된 원료 저장부(203)에 배치대(116)를 형성하는 원료의 분말이 저장되어 있다. 원료는, 배치대(116)를 구성하는 각 부재의 재료와 동일하면 된다. 예를 들면, 배치대(116)를 구성하는 부재 중, 기대(117, 121)가 알루미늄 합금에 의해 형성되고, 정전 척(120)이 SiC에 의해 형성되는 경우, 원료 저장부(203)에는 알루미늄 합금의 분말과 SiC의 분말이 나뉘어 저장된다.
단, 기대(117, 121)의 재료는 알루미늄 합금에 한정되지 않고, SiC 등의 세라믹스여도 된다. 또한, 정전 척(120)의 재료는 SiC에 한정되지 않고, 알루미나 등의 세라믹스여도 된다. 기대(117, 121)가 SiC에 의해 형성되고, 정전 척(120)이 알루미나에 의해 형성되는 경우, 원료 저장부(203)에는 SiC의 분말과 알루미나의 분말이 나뉘어 저장된다. 또한, 기대(117), 기대(121), 정전 척(120)을 구성하는 각 재료의 원료는 분말 형상에 한정되지 않고, 와이어 형상이어도 된다. 또한 본 실시 형태에서는, 기대(117)와 정전 척(120)은 이종 재료로 형성된다.
챔버(210) 내에서는, 원료의 분말을 공급하면서 에너지 빔을 조사하고, 원료의 분말을 녹인다. 본 실시 형태에서는, 조사하는 에너지 빔으로서 레이저광(A)(광학 레이저)이 이용된다.
레이저광(A)은 광원(206)으로부터 출력되고, 2차원 주사하는 레이저 주사 장치(204)에 의해 위치 결정된 정해진 위치에 조사된다. 광원(206) 및 레이저 주사 장치(204)는 챔버(210)의 외부에 배치되는 것이 바람직하다. 레이저 주사 장치(204)는 제 2 제어부(250)가 레이저 구동부(208)를 구동함으로써 정해진 위치로 이동한다.
레이저 주사 장치(204)는 스테이지(202) 상에서 레이저광(A)을 적어도 2 차원(XY) 방향으로 주사한다. 예를 들면 레이저 주사 장치(204)는, 배치대(116)의 입체 구조를 나타내는 3차원 데이터에 따라 스테이지(202) 상에서 레이저광(A)의 조사 스폿을 이동시키도록 제어된다. 구체적으로, 제 2 제어부(250)의 제어에 의해, 레이저 주사 장치(204)는 배치대(116)를 구성하는 기대(117, 121) 및 정전 척(120) 등의 파트의 형성의 진행에 따라 2차원(XY) 방향으로 주사한다.
제 2 제어부(250)는 롤러 구동부(207)를 제어하여, 롤러(205)를 구동시킨다. 이에 의해, 기대(117)의 재료인 알루미늄 합금의 분말 및/또는 정전 척(120)의 재료인 SiC의 분말은 레이저광 주사 스페이스(209)로 공급된다.
또한, 원료 저장부(203)는 가열 수단에 의해 온도가 조정되고 있는 것이 바람직하다. 또한, 챔버(210)에는 불활성 가스의 공급 및 챔버(210) 내의 배기가 가능한 기구가 마련되어 있는 것이 바람직하다.
레이저 주사 장치(204)가 2차원 방향으로 주사하는 레이저광(A)은, 챔버(210)의 천장부, 예를 들면 스테이지(202)의 중심의 직상(直上)에 마련된 레이저 투과창(211)을 개재하여 스테이지(202) 상의 조사 영역에 조사된다. 레이저광(A)은 스테이지(202) 상의 알루미늄 합금의 분말 및/또는 SiC의 분말을 가열하고(도 3의 B 참조), 분말을 융해 고화시켜, 배치대(116)를 형성한다. 이와 같이 하여, 기대(117), 정전 척(120)이 차례로 입체적으로 형성되어, 배치대(116)의 제조가 완성된다.
제 2 제어부(250)는 CPU(252), ROM(254) 및 RAM(256)을 가진다. 제 2 제어부(250)는 원료 저장부(203)로부터의 원료 분말의 공급 제어, 스테이지(202)의 승강 제어를 행한다. 또한, 제 2 제어부(250)는 광원(206)의 점등 제어, 레이저 주사 장치(204)의 주사 제어, 롤러 구동부(207) 및 레이저 구동부(208)의 제어를 행한다. 이에 의해, 제 2 제어부(250)는 배치대(116)를 제조하는 동작을 제어한다.
CPU(252)가 실행하는 제어 프로그램은, 예를 들면 ROM(254)에 저장되어 있다. CPU(252)는 예를 들면 RAM(256)에 저장된 3차원 데이터에 기초하여, 제어 프로그램을 실행함으로써, 배치대(116)의 제조를 제어한다. 또한, 제어 프로그램은 고정적인 기록 매체에 저장해도 되고, 각종 플래시 메모리 또는 광(자기) 디스크 등의 착탈 가능하며, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장해도 된다.
또한 제 2 제어부(250)는, 디스플레이(258) 및 키보드 또는 포인팅 디바이스 등의 입력 장치(260)를 가진다. 디스플레이(258)는 배치대(116)의 제작의 진행 상태 등을 표시하기 위하여 이용된다. 입력 장치(260)는 배치대(116)의 제작의 개시, 정지등의 지령 또는 설정 시의 제어 파라미터의 입력 등에 이용된다.
3 차원 데이터는 배치대(116)를 제조하기 위한 데이터이며, RAM(256) 등의 기억부에 기억된다. 3차원 데이터에는 기대(117)의 입체 구조와 기대(117) 내의 유로(117f) 등의 중공 구조, 기대(121) 및 정전 척(120) 등, 배치대(116)를 구성하는 각종 부분에 관한 데이터가 포함된다. 또한, 3차원 데이터에는 정전 척(120)의 입체 구조와, 정전 척(120)에 매설되는 히터(HN) 및 전극막(125)에 관한 데이터가 포함된다. 또한, 3차원 데이터에는 기대(117, 121)와 정전 척(120) 사이에 형성되는 경계층(129)에 관한 데이터가 포함된다.
[3D 프린터의 동작]
이어서, 3D 프린터(200)의 동작의 일례에 대하여, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 도 4는 일실시 형태에 따른 부품의 3D 프린터(200)를 이용한 형성 처리의 일례를 나타내는 순서도이다. 도 5는 일실시 형태에 따른 부품의 형성 방법을 설명하기 위한 도이다.
본 처리가 개시되면, 제 2 제어부(250)는 RAM(256)에 저장된 3차원 데이터를 취득한다(단계(S10)). 제 2 제어부(250)는 3차원 데이터에 기초하여, 알루미늄 합금의 분말을 레이저광 주사 스페이스(209)에 공급하면서 이 분말에 레이저광을 조사한다(단계(S12)). 그 때, 제 2 제어부(250)는 롤러 구동부(207)를 제어하여 롤러(205)를 동작시키고, 알루미늄 합금의 분말을 레이저광 주사 스페이스(209)에 공급한다. 또한, 제 2 제어부(250)는 레이저 구동부(208)를 제어하여 레이저 주사 장치(204)를 정해진 위치로 이동시키고, 레이저광을 알루미늄 합금의 분말에 조사하여, 알루미늄 합금의 분말을 융해 고화시킨다. 또한 제 2 제어부(250)는, 롤러(205)를 이용하여 알루미늄 합금의 분말을 공급하고, 레이저광에 의해 융해 고화시키는 동작을 반복하여 실행한다. 이에 의해, 제 2 제어부(250)는 기대(117, 121)의 형성을 완료시킨다(단계(S14)).
도 5의 (1)에 기대(117, 121)의 형성 공정의 일부를 나타낸다. 이 공정은 금속의 원료의 일례인 알루미늄 합금의 분말을 공급하면서 그 분말에 레이저광을 조사함으로써 기대를 형성하는 제 1 공정의 일례이다. 이에 의하면, 3차원 데이터에 기초하여 기대(117)의 내부의 유로(117f)의 중공 구조에 대해서도 정밀하게 형성할 수 있다.
도 4로 돌아와, 이어서 제 2 제어부(250)는 알루미늄 합금의 분말과 SiC의 분말을, 배합률을 바꾸어 레이저광 주사 스페이스(209)에 공급하면서 이 분말에 레이저광을 조사한다(단계(S16)). 이 때, 제 2 제어부(250)는 3차원 데이터에 기초하여 알루미늄 합금의 분말의 배합률을 100%에서 서서히 줄여, 0%까지 연속적으로 바꾸어 공급한다. 또한, 제 2 제어부(250)는 3차원 데이터에 기초하여 SiC의 분말의 배합률을 0%에서 서서히 늘려, 100%까지 연속적으로 바꾸어 공급한다.
이에 의해, 레이저광 주사 스페이스(209)에 공급되는 알루미늄 합금의 분말과 SiC의 분말과의 배합률이, 알루미늄 합금이 많은 상태에서 SiC가 많은 상태로 변화한다. 제 2 제어부(250)는 롤러(205)를 이용하여 정해진 비율로 배합된 알루미늄 합금의 분말과 SiC의 분말을 레이저광 주사 스페이스(209)에 공급하고, 레이저광을 알루미늄 합금의 분말과 SiC의 분말에 조사하고, 융해 고화시키는 동작을 반복하여 실행한다. 이에 의해, 제 2 제어부(250)는 경계층(129)의 형성을 완료시킨다(단계(S18)).
도 5의 (2)에 경계층(129)의 형성 공정의 일례를 나타낸다. 이 공정은, 기대(121) 상에 금속의 원료의 일례인 알루미늄 합금의 분말과 세라믹스의 원료의 일례인 SiC의 분말이 정해진 비율로 배합된 분말을 공급하면서 그 분말에 레이저광을 조사함으로써 기대 상에 경계층을 형성하는 제 2 공정의 일례이다.
도 4로 돌아와, 이어서 제 2 제어부(250)는, SiC의 분말을 레이저광 주사 스페이스(209)에 공급하면서 이 분말에 레이저광을 조사한다(단계(S20)). 제 2 제어부(250)는, 롤러(205)를 이용하여 SiC의 분말을 공급하고, 레이저광에 의해 융해 고화시키는 동작을 반복하여 실행한다. 이에 의해, 정전 척(120)의 흡착부(123)를 형성하는 세라믹스층이 히터층 아래까지 형성된다(단계(S22)).
도 5의 (3)에 세라믹스층의 형성 공정의 일례를 나타낸다. 이 공정은, 세라믹스의 원료의 일례인 SiC의 분말을 공급하면서 그 분말에 레이저광을 조사함으로써 경계층(129) 상에 세라믹스층(흡착부(123))을 형성하는 제 3 공정의 일례이다.
도 4로 돌아와, 이어서 제 2 제어부(250)는, 히터의 원료의 분말을 레이저광 주사 스페이스(209)에 공급하면서 이 분말에 레이저광을 조사한다(단계(S24)). 제 2 제어부(250)는, 롤러(205)를 이용하여 히터(HN)의 원료의 분말을 공급하고, 레이저광에 의해 융해 고화시키는 동작을 행하여, 흡착부(123) 내에 히터층을 형성한다.
도 5의 (4)에 히터(HN)의 형성 공정의 일례를 나타낸다. 이 공정은, 히터(HN)의 원료의 분말을 공급하면서 히터(HN)의 원료에 에너지 빔을 조사함으로써 히터(HN)를 형성하는 제 4 공정의 일례이다.
도 4로 돌아와, 이어서 제 2 제어부(250)는, SiC의 분말을 레이저광 주사 스페이스(209)에 공급하면서 이 분말에 레이저광을 조사한다(단계(S26)). 제 2 제어부(250)는, 롤러(205)를 이용하여 SiC의 분말을 공급하고, 레이저광에 의해 융해 고화시키는 동작을 반복하여 실행한다. 이에 의해, 흡착부(123)를 형성하는 세라믹스층이 전극막 아래까지 형성된다(단계(S28)).
이어서 제 2 제어부(250)는, 전극막의 원료의 분말을 레이저광 주사 스페이스(209)에 공급하면서 이 분말에 레이저광을 조사한다(단계(S30)). 제 2 제어부(250)는, 롤러(205)를 이용하여 전극막의 원료의 분말을 공급하고, 레이저광에 의해 융해 고화시키는 동작을 행하여, 정전 척(120) 내에 전극층을 형성한다.
도 5의 (5)에 전극층(전극막(125))의 형성 공정의 일례를 나타낸다. 이 공정은, 전극막(125)의 원료의 분말을 공급하면서 전극막(125)의 원료에 레이저광을 조사함으로써 전극막(125)을 형성하는 제 5 공정의 일례이다.
도 4로 돌아와, 이어서 제 2 제어부(250)는, SiC의 분말을 레이저광 주사 스페이스(209)에 공급하면서 이 분말에 레이저광을 조사한다(단계(S32)). 제 2 제어부(250)는, 롤러(205)를 이용하여 SiC의 분말을 공급하고, 레이저광에 의해 융해 고화시키는 동작을 반복하여 실행한다. 이에 의해, 흡착부(123)의 나머지의 세라믹스층이 형성되고(단계(S34)), 본 처리를 종료한다. 이에 의해, 도 5의 (6)에 나타내는 정전 척(120)의 흡착부(123)의 형성이 완료되고, 배치대(116)의 제조가 종료된다.
이러한 부품의 형성 방법에 의하면, 기대(121)와 흡착부(123) 사이에, 기대(121)와 흡착부(123)의 각 부재의 재료의 배합률을 바꾸어 형성한 경계층(129)이 마련된다. 이 때, 이종 재료의 기대(121)와 흡착부(123)와의 각 재료를 정해진 비율로 배합한 경계층(129)을 매끄럽게, 또한 그라데이션 형상으로 형성할 수 있다. 이에 의해, 배치대(116)의 접착층을 불필요하게 할 수 있다. 이에 의해, 배치대(116)의 이종 재료 간에 있어서의 열 전달율을 향상시켜, 열 특성을 개선할 수 있다.
경계층(129)의 각 재료의 배합률은, 기대(121)에 가까울수록 기대(121)의 재료인 알루미늄 합금의 배합률이 흡착부(123)의 재료인 SiC의 배합률보다 높아진다. 반대로, 흡착부(123)에 가까울수록 흡착부(123)의 재료인 SiC의 배합률이 기대(121)의 재료인 알루미늄 합금의 배합률보다 높아진다.
이와 같이 경계층(129)은, 알루미늄 합금과 SiC의 배합률이 그라데이션 형상으로 변화한 재료를 용해 고화하여, 적층함으로써 형성된다. 경계층(129)의 형성에 있어서 이종 재료의 배합률이 그라데이션 형상으로 변화하여 적층되는 것을 '경사 적층'이라고도 한다.
이러한 경계층(129)의 형성 공정에서는, 기대(121)와 흡착부(123) 사이의 경계층(129)을 경사 적층시킴으로써, 배치대(116)의 이종 재료 간에 있어서의 열 전달율을 경사 적층되어 있지 않은 경우와 비교하여 보다 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 경계층(129)의 형성 공정에서는, 기대(121)와 흡착부(123)를 접착하는 접착층을 없앰으로써 제조의 공정수를 줄일 수 있어, 제조의 리드 타임을 단축할 수 있다.
또한, 유로 구조 또는 배선 구조 등을 3차원적으로 배치함으로써 배치대(116)의 고기능화를 도모할 수 있다.
또한 3D 프린터(200)에서는, 제 1 공정 → 제 2 공정 → 제 3 공정의 순으로 각 공정을 실행해도 되고, 제 3 공정 → 제 2 공정 → 제 1 공정의 순으로 각 공정을 실행해도 된다. 이에 의해, 하부 전극으로서 기능하는 배치대(116)와 마찬가지로, 상부 전극으로서 기능하는 상부 전극(130)을 3D 프린터(200)에 의해 제조할 수 있다.
[경계층의 베리에이션]
경계층(129)은, 알루미늄 합금의 분말과 SiC의 분말과의 배합률을 선형적으로 변화시키는 슬로프 형상(그라데이션 형상)의 경사 적층에 한정되지 않는다. 경계층(129)은, 알루미늄 합금의 분말과 SiC의 분말과의 배합률을 단계적으로 변화시키는 스텝 형상의 경사 적층이어도 된다. 또한, 기대(121) 및 흡착부(123)의 재료마다의 선팽창 계수에 따라 경계층(129)의 경사(각 재료의 배합률)를 바꾸어도 된다.
[3D 프린터의 종류]
또한 본 실시 형태에서는, 배치대(116)의 제조를 행하는 3D 프린터(200)의 일례로서 분말 바닥 용융형의 3D 프린터를 적용했다. 분말 바닥 용융형의 3D 프린터에서는, 스테이지(202)에 분말 형상의 원료를 깔아 레이저광으로 녹이고, 다시 분말 형상의 원료를 깔아 레이저광으로 녹이는 작업을 반복하여 부품을 형성한다. 이 때문에, 분말 바닥 용융형의 3D 프린터는, 미리 형성하는 입체 구조가 명확하며, 또한 중공 구조 등의 복잡한 구조를 가지는 배치대(116) 및 상부 전극(130)의 구조물의 제조에 적합하다.
그러나, 3D 프린터(200)는 이러한 구성의 3D 프린터에 한정되지 않고, 예를 들면 지향성 에너지형의 3D 프린터여도 되고, 그 이외의 방법을 이용하는 3D 프린터여도 된다. 사용하는 3D 프린터로서는, 결합제 분사형의 3D 프린터, 시트 적층형의 3D 프린터, 광중합 경화(광조형)형의 3D 프린터, 재료 압출(열 용해 적층)형의 3D 프린터를 일례로서 들고 있다.
또한, 제조 대상의 부품의 재료가 수지 재료 또는 세라믹스인 경우, 3D 프린터가 행하는 수지 재료의 원료를 공급하면서 에너지 빔을 조사하는 공정에서는, 에너지 빔으로서 자외선이 사용된다. 이에 의해, 본 실시 형태에 따른 부품의 형성 방법에 의하면, 금속재료의 부품뿐 아니라, 수지 또는 세라믹스 재료의 부품을 형성할 수 있다. 부품의 재료가 수지 또는 세라믹스 재료인 경우의 3D 프린터로서는, 잉크젯 헤드로부터 분사한 수지를 자외선으로 굳혀 적층하는 재료 분사형의 3D 프린터를 일례로서 들고 있다.
[이종의 세라믹스의 적층 구조]
마지막으로, 3D 프린터를 이용한 이종의 세라믹스의 적층 구조를 가지는 부품의 제조에 대하여 간단하게 설명한다. 예를 들면, 기대(121)의 재료가 SiC이며, 흡착부(123)의 재료가 알루미나인 경우, 배치대(116)는, 이종의 세라믹스의 적층 구조를 가지는 부품의 일례가 된다. 이 경우, 기대(121)의 재료는 제 1 세라믹스의 원료의 일례이며, 흡착부(123)의 재료는 제 1 세라믹스와는 상이한 제 2 세라믹스의 원료의 일례이다.
이와 같이 이종의 세라믹스의 적층 구조를 가지는 부품을 3D 프린터(200)를 이용하여 형성하는 방법에서는, 먼저 제 1 세라믹스와 제 2 세라믹스의 일방의 원료를 공급하면서, 그 원료에 에너지 빔을 조사하는 공정을 실행한다. 예를 들면, 도 3의 제 2 제어부(250)는, 3차원 데이터에 기초하여, SiC의 분말을 레이저광 주사 스페이스(209)에 공급하면서 SiC의 분말에 자외선을 조사한다. 본 공정 및 이하의 공정에 있어서 조사되는 에너지 빔은 자외선에 한정되지 않고, 그 외의 주파수 대역의 광이어도 된다.
이어서, 제 1 세라믹스의 원료와 제 2 세라믹스의 원료를 공급하면서, 그 원료에 에너지 빔을 조사하는 공정을 실행한다. 예를 들면, 제 2 제어부(250)는, 3차원 데이터에 기초하여, SiC의 분말과 알루미나의 분말을 레이저광 주사 스페이스(209)에 공급하면서 SiC의 분말과 알루미나의 분말에 자외선을 조사한다.
마지막으로, 제 1 세라믹스와 제 2 세라믹스와의 타방의 원료를 공급하면서, 그 원료에 에너지 빔을 조사하는 공정을 실행한다. 예를 들면, 제 2 제어부(250)는, 3차원 데이터에 기초하여, 알루미나의 분말을 레이저광 주사 스페이스(209)에 공급하면서 알루미나의 분말에 자외선을 조사한다. 이에 의해, 3D 프린터(200)를 이용하여 SiC의 기대(121), 경계층(129), 알루미나의 흡착부(123)의 적층 구조를 가지는 배치대(116)가 형성된다.
2 종류의 세라믹스의 분말을 공급하면서 자외선을 조사하는 공정에서는, 제 2 제어부(250)는, SiC의 분말과 알루미나의 분말의 배합률을 바꾸어 레이저광 주사 스페이스(209)에 공급하면서 이 분말에 자외선을 조사한다. 이 때, 제 2 제어부(250)는, 3차원 데이터에 기초하여 기대(121)의 재료와 동일한 SiC의 분말의 배합률을 100%에서 서서히 줄여, 0%까지 연속적으로 바꾸어 공급한다. 또한, 제 2 제어부(250)는 3차원 데이터에 기초하여 정전 척(120)의 재료와 동일한 알루미나의 분말의 배합률을 0%에서 서서히 늘려, 100%까지 연속적으로 바꾸어 공급한다. 또한, 제조 순서는 기대(121) → 경계층(129) → 흡착부(123)의 순이어도 되고, 흡착부(123) → 경계층(129) → 기대(121)의 순이어도 된다.
이에 의해, 레이저광 주사 스페이스(209)에 공급되는 SiC의 분말과 알루미나의 분말과의 배합률이, SiC가 많은 상태에서 알루미나가 많은 상태로 변화하면서 레이저광 주사 스페이스(209)에 공급된다. 제 2 제어부(250)는, 배합률이 변화하는 SiC와 알루미나의 분말에 자외선을 조사하고, 융해 고화시키는 동작을 반복하여 실행한다. 이에 의해, SiC의 기대(121)와 알루미나의 흡착부(123) 사이에 형성되는 경계층(129)을 경사 적층한다.
이러한 제조 공정에서는, 기대(121)와 흡착부(123) 사이의 경계층(129)을 경사 적층함으로써, 배치대(116)의 이종 재료 간에 있어서의 열 전달율을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 제조 공정에서는, 경계층(129)을 경사 적층함으로써, 기대(121)와 흡착부(123)를 접착하는 접착층을 없앰으로써, 제조의 공정수를 줄이는 것에 의해 제조의 리드 타임을 단축할 수 있다.
이상, 부품의 형성 방법 및 플라즈마 처리 장치를 상기 실시 형태에 의해 설명했지만, 본 발명에 따른 부품의 형성 방법 및 플라즈마 처리 장치는 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 범위 내에서 각종 변형 및 개량이 가능하다. 상기 복수의 실시 형태에 기재된 사항은 모순되지 않는 범위에서 조합할 수 있다.
본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는 Capacitively Coupled Plasma(CCP), Inductively Coupled Plasma(ICP), Radial Line Slot Antenna, Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR), Helicon Wave Plasma(HWP)의 어느 타입이라도 적용 가능하다.
본 명세서에서는, 기판의 일례로서 웨이퍼(W)를 들어 설명했다. 그러나, 기판은 이에 한정되지 않고, LCD(Liquid Crystal Display), FPD(Flat Panel Display)에 이용되는 각종 기판, CD 기판, 프린트 기판 등이어도 된다.
본 국제 출원은 2018년 5월 15일에 출원된 일본특허출원 2018-094128호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 그 모든 내용을 본 국제 출원에 원용한다.
62 : 제 1 고주파 전원
64 : 제 2 고주파 전원
100 : 플라즈마 처리 장치
112 : 처리 용기
116 : 배치대
117 : 기대
120 : 정전 척
121 : 기대
123 : 흡착부
125 : 전극막
129 : 경계층
130 : 상부 전극
139 : 가스 공급부
151 : 제 1 제어부
200 : 3D 프린터
202 : 스테이지
203 : 원료 저장부
204 : 레이저 주사 장치
205 : 롤러
206 : 광원
207 : 롤러 구동부
208 : 레이저 구동부
209 : 레이저광 주사 스페이스
210 : 챔버
250 : 제 2 제어부
HN : 히터

Claims (27)

  1. 플라즈마 처리 장치 내에서 사용되는 부품의 형성 방법으로서,
    제 1 세라믹스의 원료와 상기 제 1 세라믹스와는 상이한 제 2 세라믹스의 원료를 공급하면서, 상기 제 1 세라믹스의 원료와 상기 제 2 세라믹스의 원료에 에너지 빔을 조사하는 공정을 포함하는,
    부품의 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 세라믹스와 상기 제 2 세라믹스와의 일방의 원료를 공급하면서 상기 일방의 원료에 에너지 빔을 조사하는 공정과,
    상기 제 1 세라믹스와 상기 제 2 세라믹스와의 타방의 원료를 공급하면서 상기 타방의 원료에 에너지 빔을 조사하는 공정을 포함하는,
    부품의 형성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 세라믹스의 원료와 상기 제 2 세라믹스의 원료와의 배합률을 연속적 또는 단계적으로 바꾸어 공급하는,
    부품의 형성 방법.
  4. 플라즈마 처리 장치 내에서 사용되는 부품의 형성 방법으로서,
    금속의 원료를 공급하면서 상기 금속의 원료에 에너지 빔을 조사함으로써 기대를 형성하는 공정과,
    상기 금속의 원료와 세라믹스의 원료를 공급하면서 상기 금속의 원료와 상기 세라믹스의 원료에 에너지 빔을 조사함으로써 경계층을 형성하는 공정과,
    상기 세라믹스의 원료를 공급하면서 상기 세라믹스의 원료에 에너지 빔을 조사함으로써 세라믹스층을 형성하는 공정을 포함하는,
    부품의 형성 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 경계층을 형성하는 공정은, 상기 기대 상에 공급하는 상기 금속의 원료와 세라믹스의 원료와의 배합률을 연속적 또는 단계적으로 바꾸어 공급하는,
    부품의 형성 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 기대를 형성하는 공정, 상기 기대를 형성하는 공정 및 상기 세라믹스층을 형성하는 공정의 순으로 각 공정을 실행하는,
    부품의 형성 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 세라믹스층을 형성하는 공정, 상기 경계층을 형성하는 공정 및 상기 기대를 형성하는 공정의 순으로 각 공정을 실행하는,
    부품의 형성 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    히터의 원료를 공급하면서 상기 히터의 원료에 에너지 빔을 조사함으로써 히터층을 형성하는 공정을 포함하는,
    부품의 형성 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    전극막의 원료를 공급하면서 상기 전극막의 원료에 에너지 빔을 조사함으로써 전극막을 형성하는 공정을 포함하는,
    부품의 형성 방법.
    부품의 형성 방법.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 기대에는 유로가 형성되어 있는,
    부품의 형성 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 세라믹스의 원료 및 상기 제 2 세라믹스의 원료는 분말 형상인,
    부품의 형성 방법.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 금속의 원료 및 상기 세라믹스의 원료는 분말 형상인,
    부품의 형성 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 빔은 상기 제 1 세라믹스의 원료인 경우 및 상기 제 2 세라믹스의 원료인 경우 모두 자외선인,
    부품의 형성 방법.
  14. 제 4 항에 있어서,
    상기 에너지 빔은 상기 금속의 원료인 경우에는 광학 레이저 또는 전자빔이며, 상기 세라믹스의 원료인 경우에는 자외선인,
    부품의 형성 방법.
  15. 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 있어서 기판 상을 에칭하기 위한 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 수단과,
    플라즈마 처리 장치 내에 배치되는 부품을 가지고,
    상기 부품은, 제 1 세라믹스의 원료와 상기 제 1 세라믹스와는 상이한 제 2 세라믹스의 원료를 공급하면서 상기 제 1 세라믹스의 원료와 상기 제 2 세라믹스의 원료에 에너지 빔을 조사하는 공정에 의해 형성된 경계층을 가지는 부품인,
    플라즈마 처리 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 부품은, 또한 상기 제 1 세라믹스와 상기 제 2 세라믹스와의 일방의 원료를 공급하면서 상기 일방의 원료에 에너지 빔을 조사하는 공정에 의해 형성된 제 1 층과,
    상기 제 1 세라믹스와 상기 제 2 세라믹스와의 타방의 원료를 공급하면서 상기 타방의 원료에 에너지 빔을 조사하는 공정에 의해 형성된 제 2 층을 가지는 부품인,
    플라즈마 처리 장치.
  17. 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 있어서 기판 상을 에칭하기 위한 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 수단과,
    플라즈마 처리 장치 내에 배치되는 부품을 가지고,
    상기 부품은, 금속의 원료를 공급하면서 상기 금속의 원료에 에너지 빔을 조사함으로써 기대를 형성하는 공정에 의해 형성된 제 1 층과,
    상기 금속의 원료와 세라믹스의 원료를 공급하면서 상기 금속의 원료와 상기 세라믹스의 원료에 에너지 빔을 조사함으로써 경계층을 형성하는 공정에 의해 형성된 경계층과,
    상기 세라믹스의 원료를 공급하면서 상기 세라믹스의 원료에 에너지 빔을 조사함으로써 세라믹스층을 형성하는 공정에 의해 형성된 제 2 층을 가지는 부품인,
    플라즈마 처리 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 경계층은 상기 기대 상에 공급하는 상기 금속의 원료와 세라믹스의 원료와의 배합률을 연속적 또는 단계적으로 바꾸어 형성되어 있는,
    플라즈마 처리 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 부품은, 상기 기대를 형성하는 공정, 상기 경계층을 형성하는 공정, 상기 세라믹스층을 형성하는 공정의 순으로 각 공정을 실행함으로써 형성된 부품인,
    플라즈마 처리 장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 부품은, 상기 세라믹스층을 형성하는 공정, 상기 경계층을 형성하는 공정 및 상기 기대를 형성하는 공정의 순으로 각 공정을 실행함으로써 형성된 부품인,
    플라즈마 처리 장치.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 부품은, 또한 히터의 원료를 공급하면서 상기 히터의 원료에 에너지 빔을 조사함으로써 히터층을 형성하는 제 4 공정에 의해 형성된 히터층을 가지는 부품인,
    플라즈마 처리 장치.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 부품은, 또한 전극막의 원료를 공급하면서 상기 전극막의 원료에 에너지 빔을 조사함으로써 전극막을 형성하는 제 5 공정에 의해 형성된 전극층을 가지는 부품인,
    플라즈마 처리 장치.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 기대에는 유로가 형성되어 있는,
    플라즈마 처리 장치.
  24. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 세라믹스의 원료 및 상기 제 2 세라믹스의 원료는 분말 형상인,
    플라즈마 처리 장치.
  25. 제 17 항에 있어서,
    상기 금속의 원료 및 상기 세라믹스의 원료는 분말 형상인,
    플라즈마 처리 장치.
  26. 제 15 항에 있어서,
    상기 에너지 빔은 상기 제 1 세라믹스의 원료 및 상기 제 2 세라믹스의 원료 모두 자외선인,
    플라즈마 처리 장치.
  27. 제 17 항에 있어서,
    상기 에너지 빔은 상기 금속의 원료인 경우에는 광학 레이저 또는 전자빔이며, 상기 세라믹스의 원료인 경우에는 자외선인,
    플라즈마 처리 장치.
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