KR20210115025A - 스테이지 및 스테이지 제작 방법 - Google Patents

스테이지 및 스테이지 제작 방법 Download PDF

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KR20210115025A
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토시히코 하나마치
슈헤이 모로타
마사루 타키모토
요시히토 아라키
히비키 요코야마
마사히로 후지
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닛폰 하츠죠 가부시키가이샤
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Abstract

스테이지에 있어서, 제1 면 및 제1 면에 인접하는 제2 면을 가지는 기재와, 편평면을 가지는 복수의 입자를 포함하고, 편평면의 일부가 제1 면 및 제2 면을 따라 마련되는 절연막을 포함하며, 상기 기재는 제1 면과 180도 반대의 방향의 제3 면을 포함하고, 절연막은 편평면의 일부가 제3 면을 따라 마련되며, 제1 면을 연장한 면과 제2 면을 연장한 면은 90도로 교차하도록 마련된다. 상기 기재는 상기 제1 면과 180도 반대의 방향의 제3 면을 포함하고, 상기 절연막은 상기 편평면의 일부가 상기 제3 면을 따라 마련될 수 있다.

Description

스테이지 및 스테이지 제작 방법
본 발명의 실시 형태는 스테이지 및 스테이지의 제작 방법에 관한 것이고, 예컨대, 기판을 재치하기 위한 스테이지 및 스테이지의 제작 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스는 거의 모든 전자기기에 탑재되고 있으며, 전자기기의 기능에 대해서 중요한 역할을 담당하고 있다. 반도체 디바이스는 실리콘 등이 가지는 반도체 특성을 이용한 디바이스이다. 반도체 디바이스는 반도체막, 절연막 및 도전막을 기판 상에 적층하고, 이들 막이 패터닝됨으로써 구성된다. 이들 막은 증착법, 스퍼터링법, 화학 기상 성장(CVD)법 또는 기판의 화학 반응 등을 이용하여 적층되며, 포토리소그래피 프로세스에 의해 이들 막은 패터닝된다. 포토리소그래피 프로세스는, 패터닝에 사용되는 이러한 막 위로의 레지스트의 형성, 레지스트의 노광, 현상에 의한 레지스트 마스크의 형성, 에칭에 의한 이러한 막의 부분적 제거, 및 레지스트 마스크의 제거를 포함한다.
상술한 막의 특성은 막을 형성하는 조건, 또는 패터닝의 조건에 의해 크게 좌우된다. 상기 조건 중 하나가 기판을 설치하기 위한 재치대(이하, 스테이지라고 기재함)에 인가하는 전압이다. 최근의 반도체 디바이스의 미세화에 따라, 가공하는 구멍의 직경과 가공하는 막의 두께의 비가 커지고 있기 때문에, 예컨대, 에칭 장치에 포함되는 스테이지에 인가하는 전압이 증가하고 있다. 스테이지에 인가하는 전압이 증가함에 따라, 스테이지에 포함되는 부재의 내전압의 향상이 요구된다. 스테이지에 포함되는 부재는 예컨대, 냉각판, 정전척 등이 있다. 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 용사법의 하나인 세라믹 용사에 의해 절연막이 표면에 형성되어 내전압을 향상시킨 스테이지가 개시되어 있다.
[선행 기술 문헌]
[특허문헌]
특허문헌 1: 특허 제6027407호 공보
특허문헌 2: 등록실용신안 제2600558호 공보
종래의 용사법에 있어서는, 용사되는 면마다 용사 방향을 바꾸고 있기 때문에, 면과 면과의 경계(이하, 이음, 각부라고 기재하기도 함)에 간극 또는 공극이 생기고 있었다. 이로서, 간극 또는 공극에 의해 용사된 절연막의 내전압이 저하되고 있었다. 따라서, 스테이지에서 용사법에 의해 용사된 절연막 내의 간극 또는 공극을 줄임으로써 용사하는 스테이지에 포함되는 부재의 내전압(이하, 절연 파괴 전압이라고 기재하기도 함)을 향상시키는 것이 과제가 된다.
본 발명의 실시 형태의 과제 중 하나는 내전압이 더 높은 스테이지 및 스테이지의 제작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 형태 중 하나는, 스테이지로서, 제1 면 및 제1 면에 인접하는 제2 면을 가지는 기재와, 편평면을 가지는 복수의 입자로 구성되며, 편평면의 일부가 제1 면 및 제2 면을 따라 마련되는 절연막을 포함한다.
다른 형태에서, 기재는 제1 면과 180도 반대의 방향의 제3 면을 포함하며 절연막은 편평면의 일부가 제3 면을 따라 마련될 수 있다.
다른 형태에서, 제1 면을 연장한 면과 제2 면을 연장한 면은 90도로 교차하도록 마련할 수 있다.
다른 형태에서, 절연막의 소정의 면적에 대한 공극의 면적의 비율은 5% 이하일 수 있다.
다른 형태에서, 기재는 액체를 흐르게 하는 유로를 가질 수 있다.
다른 형태에서, 절연막 상에 정전척을 배치하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태 중 하나는, 스테이지의 제작 방법으로서, 기재의 제1 면에 평행한 방향으로 이동하면서 제1 면에 수직인 방향에서 제1 면에 절연체를 용사하고, 제1 면에 인접하는 기재의 제2 면에 평행한 방향으로 이동하면서 제2 면에 수직인 방향에서 제2 면에 절연체를 용사하는 것을 포함한다.
다른 형태에서, 제1 면과 180도 반대의 방향의 기재의 제3 면에 대해 평행한 방향으로 이동하면서 제3 면에 수직인 방향에서 제3 면에 절연체를 용사하는 것을 포함할 수 있다.
다른 형태에서, 제1 면을 연장한 면과 제2 면을 연장한 면은 90도로 교차하도록 형성할 수 있다.
다른 형태에서, 제1 면에 절연체를 용사하는 것과, 제2 면에 절연체를 용사하는 것을 연속적으로 실시하는 것을 포함할 수 있다.
다른 형태에서, 제1 면에 절연체를 용사하는 것과, 제2 면에 절연체를 용사하는 것을 교호로 반복하는 것을 포함할 수 있다.
다른 형태에서, 제3 면에 절연체를 용사하는 것과, 제2 면에 절연체를 용사하는 것과, 제1 면에 절연체를 용사하는 것을 연속적으로 실시하는 것을 포함할 수 있다.
다른 형태에서, 절연체에 포함되는 일부의 입자의 편평면을 제1 면 및 제2 면을 따르도록 용사하는 것을 포함할 수 있다.
다른 형태에서, 절연체에 포함되는 일부의 입자의 편평면을 제3 면을 따르도록 용사하는 것을 포함할 수 있다.
[도 1a] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 구성을 나타내는 사시도 및 단면도이다.
[도 1b] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 구성을 나타내는 사시도 및 단면도이다.
[도 1c] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 구성을 나타내는 사시도 및 단면도이다.
[도 2a] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 제작 방법을 나타내는 사시도이다.
[도 2b] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 제작 방법을 나타내는 사시도이다.
[도 2c] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 제작 방법을 나타내는 사시도이다.
[도 3a] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 제작 방법을 나타내는 사시도이다.
[도 3b] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 제작 방법을 나타내는 사시도이다.
[도 3c] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 제작 방법을 나타내는 사시도이다.
[도 4a] 종래의 스테이지의 각부의 일부를 설명하기 위한 단면도이다.
[도 4b] 종래의 스테이지의 각부의 일부를 설명하기 위한 단면도이다.
[도 4c] 종래의 스테이지의 각부의 일부를 설명하기 위한 단면도이다.
[도 5a] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 각부의 일부를 나타내는 단면도이다.
[도 5b] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 각부의 일부를 나타내는 단면도이다.
[도 6a] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 각부의 일부를 나타내는 단면도이다.
[도 6b] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 각부의 일부를 나타내는 단면도이다.
[도 7] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 각부의 일부를 전자현미경에 의해 촬상한 화상의 일례이다.
[도 8a] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 제작 방법을 나타내는 사시도이다.
[도 8b] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 제작 방법을 나타내는 사시도이다.
[도 8c] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 제작 방법을 나타내는 사시도이다.
[도 9] 본 발명의 실시 형태와 관련된 스테이지를 구비한 막 가공 장치의 단면 모식도이다.
[도 10a] 본 발명의 일 실시 형태와 관련한 스테이지의 각부의 일부를 전자현미경에 의해서 촬상한 화상의 일례이다.
[도 10b] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 각부의 일부를 전자현미경으로 촬상한 화상의 일례이다.
[도 11] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 절연 파괴 전압을 나타내는 도면이다.
[도 12a] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 구성을 나타내는 사시도 및 단면도이다.
[도 12b] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 구성을 나타내는 사시도 및 단면도이다.
[도 12c] 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 구성을 나타내는 사시도 및 단면도이다.
이하, 본 출원에서 개시되는 발명의 각 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다. 단, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 형태로 실시할 수 있으며, 이하에서 예시하는 실시 형태의 기재 내용으로 한정하여 해석되는 것은 아니다.
도면은, 설명을 보다 명확하게 하기 위해, 실제의 양태에 비해, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대해 모식적으로 나타내는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 명세서와 각 도면에서 이미 언급된 도면과 관련하여 설명한 것과 동일한 기능을 구비한 요소에는 동일한 부호를 붙여 중복되는 설명을 생략할 수 있다.
본 발명에서는, 어느 하나의 막을 가공해 복수의 막을 형성한 경우, 이들 복수의 막은 다른 기능, 역할을 가지는 경우가 있다. 그렇지만, 이들 복수의 막은 동일한 공정에서 동일 층으로서 형성된 막에서 유래하고, 동일한 층 구조, 동일한 재료를 갖는다. 따라서, 이들 복수의 막은 동일 층에 존재하고 있는 것이라고 정의한다.
본 명세서 및 도면에서 하나의 구성 중 여러 부분을 각각 구별하여 표기할 때는 동일한 부호를 사용하고, 하이픈과 자연수를 더 이용한다.
1. 제1 실시 형태
본 실시 형태에서는 본 발명의 일 실시 형태와 관련되는 스테이지 122에 관해 설명한다.
1-1. 스테이지의 구성
도 1에서는 스테이지 122의 단면도를 나타낸다. 도 1a 및 도 1b에서 나타낸 것처럼 스테이지 122는 지지 플레이트 140 및 제1 절연막 141을 가진다.
지지 플레이트 140은 적어도 제1 면 440, 제1 면 440에 인접하는 제2 면 442 및 제3 면 444를 가진다. 또한, 지지 플레이트 140은 제1 기재 160 및 제2 기재 162를 가진다. 제1 기재 160은 제1 면 440 및 제2 면 442를 가지며, 제2 기재 162는 제3 면 444를 가진다. 제1 절연막 141이 용사법에 의해 제1 기재 160 및 제2 기재 162에 마련되어 있다. 즉, 제1 절연막 141은 제1 면 440, 제2 면 442 및 제3 면 444에 마련되어 있다. 제2 면 442는 제2 면 442-1, 제2 면 442-2, 제2 면 442-3 및 제2 면 442-4의 모든 면을 포함할 수 있고 일부를 포함할 수도 있다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 제1 절연막 141은 제3 면 444의 모두에 마련되는 예를 나타내었으나, 제1 절연막 141은 제3 면 444의 일부에 마련될 수도 있다.
여기서, 제1 면 440을 연장한 면과 제2 면 442-1을 연장한 면은, 90도 또는 대략 90도로 교차하도록 형성된다. 제2 면 442-1을 연장한 면과 제2 면 442-2를 연장한 면은 90도 또는 대략 90도로 교차하도록 형성된다. 제2 면 442-2를 연장한 면과 제2 면 442-3을 연장한 면은 90도 또는 대략 90도로 교차하도록 형성된다. 제2 면 442-3을 연장한 면과 제2 면 442-4를 연장한 면은 90도 또는 대략 90도로 교차하도록 형성된다. 제2 면 442-4를 연장한 면과 제3 면 444를 연장한 면은 90도 또는 대략 90도로 교차되도록 형성된다. 또한, 제1 면 440과 제3 면 444는 180도 또는 대략 180도 반대의 방향으로 마련되어 있다.
제1 기재 160 및 제2 기재 162의 주요 재료는 금속 또는 세라믹이며, 예컨대, 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 스테인리스 또는 그것들을 포함하는 산화물 등을 사용할 수 있다. 지지 플레이트 140에는 저면에 온도 센서를 설치하기 위한 개구 142가 마련될 수 있다. 온도 센서에는 열전대 등을 이용할 수 있다. 덧붙여 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 제1 절연막 141은, 개구 142의 내벽에 마련되는 예를 나타내었지만, 제1 절연막 141은, 개구 142의 내벽의 일부에 마련될 수도 있다.
스테이지 122의 지지 플레이트 140 내부에, 기판의 온도를 제어하기 위한 매체를 환류하기 위한 홈(유로) 146을 마련할 수도 있다. 매체로서는 물, 이소프로판올과 에틸렌글리콜 등의 알코올, 실리콘 오일 등의 액체의 매체를 이용할 수 있다. 제1 기재 160과 제2 기재 162의 일방 혹은 양방에 홈 146이 형성되고, 그 후 제1 기재 160과 제2 기재 162가 납땜 등에 의해 접합된다. 매체는 스테이지 122를 냉각시키거나 가열하는 경우 중 어느 경우에도 사용할 수 있다.
후술하는 도 9에서 도시하는 온도 컨트롤러 228에 의해 온도가 제어된 매체를 홈 146으로 흐르게 함으로써 지지 플레이트 140의 온도를 제어할 수 있다.
제1 절연막 141은 소망하는 내전압을 충족하고, 용사법에 의해 용사가 가능한 재료라면 공지의 재료를 사용할 수 있다. 예컨대, 제1 절연막 141에 사용되는 재료는 알칼리토류 금속, 희토류 금속, 알루미늄(Al), 탄탈(Ta) 및 규소(Si) 중 한 종류 이상의 산화물이 사용된다. 구체적으로는, 산화알루미늄(Al2O3), 산화마그네슘(MgO) 등을 들 수 있다.
제1 절연막 141에 사용되는 재료는 무기절연체를 포함할 수 있다. 무기절연체는 구체적으로 산화알루미늄, 산화물티탄, 산화크롬, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 산화이트륨, 또는 이들의 복합 산화물을 들 수 있다.
본 명세서 등에서 이용되는 용사법으로서는, 예컨대, 로카로이드 용사법이나 플라즈마 용사법 또는 이들을 조합한 용사법일 수 있다.
임의의 구성으로 스테이지 122는 지지 플레이트 140을 관통하는 관통 구멍 144를 하나 혹은 복수 가질 수 있다. 관통공 144에 헬륨 등의 열전도율이 높은 가스를 흐르도록, 후술하는 도 9에서 도시하는 챔버 202에 헬륨 도입관을 마련할 수 있다. 이것에 의해, 가스가 스테이지 122와 기판의 극간을 흘러, 스테이지 122의 열에너지를 효율적으로 기판에 전달할 수 있다. 덧붙여, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 제1 절연막 141은 관통공 144의 내벽에 마련되는 예를 나타내었지만, 제1 절연막 141은 관통공 144의 내벽의 일부에 마련될 수도 있다.
도 1c에서 나타낸 바와 같이 스테이지 122에는, 기판을 스테이지 122 상에 고정하기 위한 기구로서 정전척 170을 더 가질 수 있다. 정전척 170은 예컨대, 정전척 전극 172를 절연성 막 174로 덮은 구조를 가질 수 있다. 정전척 전극 172에 고전압(수백 V에서 수천 V)을 인가함으로써 정전척 전극 172에 발생하는 전하 및 기판 이면에 발생하고, 정전척 전극 172에 발생하는 전하와는 반대의 극성의 전하와의 쿨롱력으로 기판을 고정할 수 있다. 절연체로는 산화알루미늄 질화알루미늄 질화붕소 등 세라믹을 쓸 수 있다. 또한, 절연성의 막 174는 완전히 절연성일 필요는 없으며, 어느 정도의 도전성(예컨대, 109Ω·㎝에서 1012Ω·㎝ 차수의 저항률)을 가질 수 있다. 이 경우, 막 174는 상술한 세라믹에 산화티탄이나, 산화지르코늄, 산화하프늄 등의 금속 산화물이 도핑된 것이다. 정전척 170의 주변에는 기판의 위치를 결정하기 위한 리브 176이 마련될 수도 있다.
1-2. 스테이지 제작
도 2 및 도 3은 122의 제1 제작 방법을 나타내는 단면도이다. 도 1a, 도 1b, 또는 도 1c와 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략할 수 있다.
도 2 및 도 3을 이용하여 스테이지 122의 제1 제작 방법을 설명한다. 먼저, 도 2a에서 나타내는 것처럼 지지 플레이트 140을 준비한다.
다음으로, 도 2b에서 나타낸 것처럼 용사기 500을 지지 플레이트 140의 제1 면 440에 대해 평행한 방향으로 이동하면서, 제1 절연막 141을 제1 면 440 상의 적어도 일부에 형성한다. 이 때, 용사기 500은 지지 플레이트 140의 끝에서 지지 플레이트 140의 제1 면 440의 대략적인 중심으로 향하는 것과, 지지 플레이트 140의 대략적인 중심에서 지지 플레이트 140의 끝을 향하는 것을 반복하여, 지그재그로 움직이면서 제1 절연막 141을 제1 면 440 상의 적어도 일부에 형성할 수 있다. 용사 장치에 포함되는 용사기 500에 의해서, 제1 절연막 141을 제1 면 440 상에 형성하는 것은, 용사법에 의해서 제1 절연막 141을 제1 면 440 상에 형성하는 것이라고 바꾸어 말할 수 있다. 이 때, 용사기 500에 의해, 용사되는 입자가 제1 면 440에 분사되는 방향을 용사 방향으로 한 경우, 상기 용사 방향과 제1 면 440은 대략적으로 수직 또는 수직일 수 있다. 또한, 용사기 500의 제1 면 440에 대한 평행한 방향으로의 이동은 한쪽 방향일 수 있고, 도 2b에서 나타낸 것처럼 한쪽 방향과 180도 반대의 방향의 양쪽 방향일 수도 있다. 한쪽 방향과 180도 반대의 방향의 양쪽 방향으로 이동하면서, 제1 절연막 141을 제1 면 440 상에 형성함으로써, 제1 절연막 141을 제1 면 440 상에 균일하게 형성할 수 있다.
다음으로, 도 2c에서 나타낸 것처럼, 용사기 500을 제2 면 442에 대해 평행한 방향으로 이동하면서 제1 절연막 141을 제2 면 442 상의 적어도 일부에 형성한다. 이 때, 용사기 500은, 제2 면 442의 일방의 끝(예컨대, 제1 면 440 측)에서 제2 면 442의 타방의 끝(예컨대, 제3 면 444 측)으로 향하는 것, 제2 면 442의 타방의 끝에서 제2 면 442의 일방의 끝으로 향하는 것을 반복하여, 지그재그로 움직이면서 제1 절연막 141을 제2 면 442 상의 적어도 일부에 형성할 수 있다. 용사 장치에 포함되는 용사기 500에 의해, 제1 절연막 141을 제2 면 442 상에 형성하는 것은, 용사법에 의해 제1 절연막 141을 제2 면 442 상에 형성하는 것으로 바꾸어 말할 수 있다. 이 때, 용사기 500에 의해, 용사되는 입자가 제2 면 442에 분사되는 방향을 용사 방향으로 한 경우, 상기 용사 방향과 제2 면 442는 대략적으로 수직 또는 수직일 수 있다. 또한, 용사기 500의 제2 면 442에 대한 평행한 방향으로의 이동은 한쪽 방향일 수 있고, 도 2c에서 나타낸 것처럼, 한쪽 방향과 180도 반대의 방향의 양쪽 방향일 수도 있다. 한쪽 방향과 180도 반대 방향의 양쪽 방향으로 이동하면서 제1 절연막 141을 제2 면 442 상에 형성함으로써 제1 절연막 141을 제2 면 442 상에 균일하게 형성할 수 있다.
다음으로, 도 2b에서 설명한 방법과 마찬가지로 도 3a에서 나타낸 바와 같이 다시 제1 절연막 141을 제1 면 440 상에 형성한다. 계속해서 도 2c에서 설명한 방법과 마찬가지로 도 3b에서 나타낸 바와 같이 다시 제1 절연막 141을 제2 면 442 상에 형성한다.
이상 설명한 바와 같이 제1 절연막 141을 각 면에 형성함으로써 도 3c에서 나타낸 것처럼 지지 플레이트 140에 제1 절연막 141을 마련할 수 있다. 또한, 예컨대, 도 1c에서 나타낸 것처럼 지지 플레이트 140과 정전척 170을 접합함으로써 스테이지 122를 제작할 수 있다. 지지 플레이트 140과 정전척 170의 접합은, 예컨대, 용접이나 나사 고정 또는 납땜에 의해 실시할 수 있다. 납땜에 이용되는 땜납으로는 은, 구리, 및 아연을 포함하는 합금, 구리와 아연을 포함하는 합금, 인을 미량 포함하는 구리, 알루미늄이나 그 합금, 티타늄, 구리, 및 니켈을 포함하는 합금, 티타늄, 지르코늄, 및 구리 합금 등을 들 수 있다.
이상, 도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 1a를 이용하여 설명한 것처럼, 제1 절연막 141을 제1 면 440 상에 형성하는 것과, 제1 절연막 141을 제2 면 442 상에 형성하는 것을 교호로 반복하는 것에 의해서, 제1 절연막 141을 지지 플레이트 140의 제1 면 440 및 제2 면 442에 균일하게 형성할 수 있다. 또한, 제1 절연막 141을 제1 면 440 상에 형성하는 것과, 제1 절연막 141을 제2 면 442 상에 형성하는 것을 교호로 반복함으로써, 제1 면 440과 제2 면 442의 각부에 간극 또는 공극이 생기는 것을 억제할 수 있다. 덧붙여 제1 절연막 141을 제1 면 440 상에 형성하는 것과 제1 절연막 141을 제2 면 442 상에 형성하는 것을 교호로 반복하는 것에 의해서, 제1 면 440 상에 형성되는 제1 절연막 141과 제2 면 442 상에 형성되는 제1 절연막 141은 중첩될 수도 있다. 제1 면 440 상에 형성되는 제1 절연막 141과 제2 면 442 상에 형성되는 제1 절연막 141이 중첩됨으로써 제1 면 440과 제2 면 442와의 각부에 간극 또는 공극이 생기는 것을 억제할 수 있다.
예컨대, 용사 장치에 포함된 용사기 500을 제1 면 440에 대해 평행한 방향으로 1mm 이동하면서, 제1 절연막 141을 제1 면 440 상의 적어도 일부에 형성하는 것과, 용사 장치에 포함되는 용사기 500을 제2 면 442에 대해 평행한 방향으로 1mm 이동하면서, 제1 절연막 141을 제2 면 442 상의 적어도 일부에 의해 평행한 방향으로 1cm의 절연막 형성하는 것을 반복하는 것에 의해, 제1 절연막 141을 대략적인 형상이 30cm의 원형인 지지 플레이트 140에 균일하게 형성할 수 있다.
임의의 형성 방법으로, 용사기 500을 제3 면 444에 대해 평행한 방향으로 이동하면서, 제1 절연막 141을 제3 면 444 상의 적어도 일부에 형성할 수 있다. 또한, 용사기 500은, 지지 플레이트 140의 끝에서 지지 플레이트 140의 제3 면 444의 대략적인 중심으로 향하는 것과, 지지 플레이트 140의 대략적인 중심에서 지지 플레이트 140의 끝을 향하는 것을 반복하여, 지그재그로 움직이면서 제1 절연막 141을 제3 면 444 상의 적어도 일부에 형성할 수 있다. 이 때, 제1 절연막 141을 제1 면 440 상의 적어도 일부에 형성하는 것과, 제1 절연막 141을 제2 절연막 142 상의 적어도 일부에 형성하는 것과, 제1 절연막 141을 제3 면 444 상의 적어도 일부에 형성하는 것을 반복하여, 제1 절연막 141을, 지지 플레이트 140의 제1 면 440, 제2 면 442 및 제3 면 444에 균일하게 형성할 수 있다.
1-3. 종래의 스테이지가 가지는 지지 플레이트의 각부와 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지 122가 가지는 지지 플레이트 140의 각부와의 비교
도 4는 종래의 스테이지가 가지는 지지 플레이트의 각부의 일부를 설명하기 위한 단면도이다. 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지 122가 가지는 지지 플레이트 140의 각부의 일부를 나타내는 단면도이다. 도 7은 본 발명의 실시 형태와 관련된 스테이지 122가 가지는 지지 플레이트 140의 각부의 일부를 전자현미경으로 촬상한 화상의 일례이다. 도 1에서 도 3과 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략할 수 있다. 또한, 이후의 설명에서는 도 1b에서 나타낸 구성을 가지는 스테이지 122를 예로 설명한다.
도 4a에서는, 제1 면 440과 제2 면 442-1의 각부는 C면취(chamfer) 형상을 가지는 예를 나타낸다. 도 4b에서는, 제2 면 442-2와 제2 면 442-3의 각부는 곡률을 가지는 예를 나타낸다. 도 4c에서는, 제2 면 442-4와 제3 면 444의 각부는 곡률을 가지는 예를 나타낸다. 종래, 제1 면 440과 제2 면 442-1의 각부에 형성된 제1 절연막 141, 제2 면 442-2와 제2 면 442-3의 각부에 형성된 제1 절연막 141 및 제2 면 442-4와 제3 면 444의 각부에 형성된 제1 절연막 141은 큰 간극 또는 공극 446을 포함하였다. 또한, 제1 면 440과 제2 면 442-1의 각부는 곡률을 가질 수 있고, 제2 면 442-2와 제2 면 442-3의 각부는 C면취 형상을 가질 수 있고, 제2 면 442-4와 제3 면 444와의 각부는 C면취 형상을 가질 수도 있다.
한편, 도 5b는 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지 122가 가지는 지지 플레이트 140의 제1 면 440과 제2 면 442-1의 각부는, C면취 형상을 가지는 예를 나타낸다. 도 5b에서 나타낸 것처럼 제1 면 440과 제2 면 442-1의 각부에 형성된 제1 절연막 141은 큰 간극 또는 공극 446을 포함하지 않고 균일한 막을 가진다.
도 5a에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지 122가 가지는 지지 플레이트 140에서는, 용사법에 의해 형성된 제1 절연막 141은 제1 면 440에 있어서 편평한 형상을 가지는 복수의 입자 450로 구성된다. 복수의 입자 450 중 적어도 일부의 입자 450의 편평면 452는, 제1 면 440에 평행 또는 대략적으로 평행한 면을 따르도록 용사법으로 형성된다. 용사기 500에 의해 용사되는 입자가 입자 450이다. 또한, 편평면 452에 수직 또는 대략 수직인 방향 454와 제1 면 440에 수직 또는 대략 수직인 방향은 평행 또는 대략 평행으로, 용사기 500에 의해 용사되는 입자 450이 제1 면 440으로 내뿜어지는 용사 방향과도 평행 또는 대략 평행이다.
제1 면 440과 마찬가지로, 제2 면 442-1에서도 용사법에 의해 형성된 제1 절연막 141은 편평한 형상을 가지는 복수의 입자 450으로 구성되며, 복수 입자 450 중 적어도 일부의 입자 450의 편평면 462는 제2 면 442-1에 평행 또는 대략 평행한 면을 따르도록 용사법에 의해 형성된다. 또한, 용사기 500에 의해서 용사되는 입자가 입자 450이다. 또한, 편평면 462에 수직 또는 대략 수직인 방향 464와 제2 면 442-1에 수직 또는 대략 수직인 방향은 평행 또는 대략 평행으로, 용사기 500에 의해 용사되는 입자 450이 제2 면 442-1로 내뿜어지는 용사 방향과도 평행 또는 대략 평행이다.
제1 면 440 및 제2 면 442-1과 마찬가지로, 각부의 면 443에서도, 용사법에 의해 형성된 제1 절연막 141은 편평한 형상을 가지는 복수의 입자 450으로 구성되며, 복수의 입자 450 중 적어도 일부의 입자 450의 편평면 472는 각부의 면 443에 평행 또는 대략 평행한 면을 따르도록 용사법에 의해 형성된다. 또한, 용사기 500에 의해서 용사되는 입자가 입자 450이다. 또한, 편평면 472에 수직 또는 대략 수직인 방향 474와 각부의 면 443에 수직 또는 대략 수직인 방향은 평행 또는 대략 평행으로, 용사기 500에 의해 용사되는 입자 450이 각부의 면 443으로 내뿜어지는 용사 방향과도 평행 또는 대략 평행이다.
도 6b에는 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지 122가 갖는 지지 플레이트 140의 제2 면 442-4와 제3 면 444의 각부가 곡률을 갖는 예를 나타낸다. 도 6b에서 나타낸 것처럼 제2 면 442-4와 제3 면 444와 각부에 형성된 제1 절연막 141은 큰 간극 또는 공극 446을 포함하지 않고 균일한 막을 가진다.
도 6a에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지 122가 가지는 지지 플레이트 140에서는 제1 면 440과 180도 반대의 방향으로 마련된 제3 면 444에서, 용사법에 의해 형성된 제1 절연막 141은 편평한 형상을 가지는 복수의 입자 450로 구성된다. 복수 입자 450 중 적어도 일부의 입자 450의 편평면 482는 제3 면 444에 평행 또는 대략 평행을 따르도록 용사법으로 형성된다. 용사기 500에 의해 용사되는 입자가 입자 450이다. 또한, 편평면 482에 수직 또는 대략 수직인 방향 484와 제3 면 444에 수직 또는 대략 수직인 방향은 평행 또는 대략 평행으로, 용사기 500에 의해 용사되는 입자 450이 제3 면 444로 내뿜어지는 용사 방향과도 평행 또는 대략 평행이다.
제3 면 444와 마찬가지로, 제2 면 442-4에서도, 용사법에 의해 형성된 제1 절연막 141은 편평한 형상을 가지는 복수의 입자 450로 구성된다. 또한, 제2 면 442-4에 형성되는 복수의 입자 450의 구성은, 도 5a에서 나타낸 제2 면 442-1에 형성되는 복수의 입자 450의 구성과 같으므로, 여기서의 설명은 생략한다.
제3 면 444 및 제2 면 442-4와 마찬가지로, 제3 면 444와 제2 면 442-4의 각부를 구성하는 각 점에 대한 접평면 중 하나를 면 491로 하면, 면 491에 있어서도, 용사법에 의해 형성된 제1 절연막 141은 편평한 형상을 가지는 복수의 입자 450로 구성되어, 복수의 입자 450 중 적어도 일부 입자 450의 편평면 492는 면 491에 평행 또는 대략 평행한 면을 따르도록 용사법으로 형성된다. 또한, 용사기 500에 의해서 용사되는 입자가 입자 450이다. 또한, 편평면 492에 수직 또는 대략 수직인 방향 494와 면 491에 수직 또는 대략 수직인 방향은 평행 또는 대략 평행으로, 용사기 500에 의해 용사되는 입자 450이 각부의 면 491으로 내뿜어지는 용사 방향과도 평행 또는 대략 평행이다.
도 7은 복수의 입자 450에 의해 형성된 곡면 491S와 곡면 492S가 대략적인 가이드라인으로 제시되어 있다. 곡면 491S와 곡면 492S는 도 7에서 나타낸 것처럼, 곡면 491S와 곡면 492S는 각각의 곡면을 구성하는 각 점에서의 접평면이 평행 또는 대략 평행임을 알 수 있다. 즉, 편평면 492에 수직 또는 대략 수직인 방향 494와, 곡면 491S와 곡면 492S는 각각의 곡면을 구성하는 각 점에서의 접평면에 수직 또는 대략 수직인 방향은 평행 또는 대략 평행으로, 용사기 500에 의해 용사되는 입자 450이 각부로 내뿜어지는 용사 방향과도 평행 또는 대략 평행이다. 또한, 도 7에서 도시한 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지에서는 제1 절연막 141의 재료로 산화알루미늄을 사용하고, 입자의 사이즈는 25μm 정도인 예를 나타낸다.
본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지 122에서는 지지 플레이트 140의 제1 면 440에 대해, 용사기 500을 평행한 방향으로 이동하면서 제1 면 440에 수직인 방향에서 제1 절연막 141을 제1 면 440에 용사법에 의해 형성하는 것 및 제1 면 440에 인접한 제2 면 442에 대해 용사기 500을 평행한 방향으로 이동하면서 제2 면 442에 수직인 방향에서 제1 절연막 141을 제2 면 442에 용사법으로 형성하는 것을 교호로 반복함으로써 제1 절연막 141을 구성하는 적어도 일부 입자 450의 편평면이 제1 면 440과 제2 면 442에 평행 또는 대략 평행을 따르도록 형성할 수 있다.
또한, 제1 면 440 상에 형성되는 제1 절연막 141과 제2 면 442 상에 형성되는 제1 절연막 141이 중첩되도록 형성된다. 그 결과, 제1 면 440, 제2 면 442, 및 제1 면 440과 제2 면 442의 각부에 형성되는 제1 절연막 141은 간극 또는 간극을 거의 포함하지 않는 균일한 막이 된다. 따라서, 제1 절연막 141이 지지 플레이트 140에 치밀하게 형성되기 때문에, 지지 플레이트 140의 절연 파괴 전압이 향상된다. 따라서, 스테이지 및 스테이지의 제작 방법에 있어서, 본 발명이 적용됨으로써 내전압이 높은 스테이지 및 스테이지의 제작 방법을 제공할 수 있다.
2. 제2 실시 형태
본 실시 형태에서는 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지 122의 제2 제작 방법에 관해 설명한다. 제1 실시 형태와 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 8에서는 본 발명의 실시 형태와 관련된 스테이지 122의 제2 제작 방법을 나타낸다. 스테이지 122의 제2 제작 방법은 제1 실시 형태에서 나타낸 스테이지 122의 제1 제조방법과 비교하여, 제3 면 444에서의 제1 절연막 141의 형성과 제2 면 442에서의 제1 절연막 141의 형성과, 제1 면 440에서 제1 절연막 141의 형성을, 용사기 500을 연속적이며, 또한, 한 방향으로 이동시키면서 실시한다는 점이 다르다. 이하의 스테이지 122의 제2 제작 방법에 대해서는 주로 제1 제작 방법과 다른 점에 대해 설명된다.
처음으로, 지지 플레이트 140을 준비하는 것은 제1 실시 형태에서 나타낸 도 2a와 같으므로 여기서의 설명은 생략한다.
다음으로, 도 8a에서 나타낸 바와 같이, 지지 플레이트 140의 제1 면 440의 대략적인 중심에서 대략 수직인 축에 대해 지지 플레이트 140을 회전시키고, 용사기 500을 제3 면 444에 대해 평행한 방향으로 이동하면서 제1 절연막 141을 제3 면 444 상의 적어도 일부에 형성한다.
다음으로, 도 8b에서 나타낸 것처럼, 용사기 500에 의해 제1 절연막 141을 제2 면 442 상에 형성하는 것은, 용사기 500을 제3 면 444에 대해 평행한 방향에서 제2 면 442에 대해 평행한 방향으로 연속적이고, 또한, 한 방향으로 이동시키면서 이루어진다. 용사기 500에 의해 제1 절연막 141을 제2 면 442 상에 형성하는 것은 제1 실시 형태에 있어서 나타낸 스테이지 122의 제1 제작 방법과 같은 방법을 이용할 수 있다. 용사기 500의 이동이 연속적이고, 또한, 한 방향이며, 제1 절연막 141을 제3 면 444 상에서부터 제2 면 442 상으로 형성함으로써, 제1 절연막 141을 제3 면 444 상 및 제2 면 442 상에 균일하게 형성할 수 있다.
다음으로, 도 8c에서 나타낸 것처럼, 용사기 500에 의해 제1 절연막 141을 제1 면 440 상에 형성하는 것은, 용사기 500을 제2 면 442에 대해 평행한 방향에서 제1 면 440에 대해 평행한 방향으로 연속적이고, 또한, 한 방향으로 이동시키면서 이루어진다. 용사기 500에 의해 제1 절연막 141을 제1 면 440 상에 형성하는 것은 제1 실시 형태에 있어서 나타낸 스테이지 122의 제1 제작 방법과 같은 방법을 이용할 수 있다. 용사기 500의 이동이 연속적이고, 또한, 한 방향이며, 제1 절연막 141을 제2 면 442 상에서부터 제1 면 440 상으로 형성함으로써, 제1 절연막 141을 제2 면 442 상 및 제1 면 440 상에 균일하게 형성할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 제1 절연막 141을 각 면에 형성함으로써 지지 플레이트 140에 제1 절연막 141을 마련할 수 있다. 나아가, 지지 플레이트 140과 정전척 170을 접합하는 것은 제1 실시 형태에서 나타낸 도 1a와 같으므로 여기서의 설명은 생략한다. 이상 설명한 바와 같이, 제2 제작 방법에 있어서 스테이지 122를 제작할 수 있다.
이상, 도 2a, 도 8a, 도 8b, 도 8c 및 도 1a를 사용하여 설명한 것처럼, 제1 절연막 141을 제3 면 444 상에 형성하는 것과, 제1 절연막 141을 제1 면 440 상에 형성하는 것과, 제1 절연막 141을 제1 면 440 상에 형성하는 것을, 연속적으로, 또한, 한 방향으로 형성하는 것에 의해, 제1 절연막 141을 지지 플레이트 140의 제3 면 444, 제2 면 442 및 제1 면 440에 의해 균일하게 형성할 수 있다. 또한, 제3 면 444와 제2 면 442의 각부, 제2 면 442와 제1 면 440의 각부에 간극 또는 공극이 생기는 것을 더 억제할 수 있다. 그 결과 제3 면 444, 제3 면 444와 제2 면 442의 각부, 제2 면 442, 제2 면 442와 제1 면 440의 각부 및 제1 면 440에 형성되는 제1 절연막 141은, 간극 또는 간극을 거의 포함하지 않는 균일한 막이 된다. 따라서, 제1 절연막 141이 지지 플레이트 140에 치밀하게 형성되기 때문에, 지지 플레이트 140의 절연 파괴 전압이 더 향상된다. 이로서, 스테이지 및 스테이지의 제작 방법에 본 발명이 적용됨으로써, 보다 내전압이 높은 스테이지 및 스테이지의 제작 방법을 제공할 수 있다.
본 실시 형태와 관련된 스테이지의 제작 방법은 상술한 제작 방법에 한정되지 않는다.
본 실시 형태와 관련된 스테이지의 제작 방법은, 예컨대, 제1 절연막 141을 제1 면 440 상에 형성하는 것과, 제1 절연막 141을 제2 면 442 상에 형성하는 것과, 제1 절연막 141을 제3 면 444 상에 형성하는 것을 연속적으로, 또한, 한 방향으로 이동시키면서 실시하는 제작 방법일 수 있다. 제1 절연막 141을 제1 면 440 상에 형성하는 것과, 제1 절연막 141을 제2 면 442 상에 형성하는 것과, 제1 절연막 141을 제3 면 444 상에 형성하는 것을, 연속적으로, 또한, 한 방향으로 이동시키면서 실시하는 제작 방법은, 상술한 제작 방법과 마찬가지로, 제1 절연막 141이 지지 플레이트 140에 치밀하게 형성되기 때문에 지지 플레이트 140의 절연 파괴 전압이 더욱 향상된다
또한, 본 실시 형태와 관련된 스테이지의 제작 방법에 있어서는, 예컨대, 제1 절연막 141을 제3 면 444 상에 형성하는 것을 제1 용사로 하고, 제1 절연막 141을 제2 면 442 상에 형성하고 제1 절연막 141을 제1 면 440 상에 형성하는 것을 연속적으로 실시하는 것을 제2 용사라고 할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 관한 스테이지의 제작 방법에 있어서는 제1 용사와 제2 용사를 교호로 실시할 수 있고, 제1 용사와 제2 용사를 교호로 반복하여 실시할 수 있고, 제2 용사와 제1 용사를 교호로 실시할 수 있고, 제2 용사와 제1 용사를 교호로 반복하여 실시할 수도 있다. 제1 용사와 제2 용사를 교호로 반복하여 실시함으로써 스테이지의 절연막의 두께의 편차가 더욱 억제된다. 그 결과 절연막이 더욱 균일하게 성막된 스테이지를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시 형태와 관련된 스테이지의 제작 방법에 있어서는, 제1 용사와 제2 용사를 교호로 실시한 후, 제1 용사와 제2 용사를 연속적으로 실시할 수 있고, 제1 용사와 제2 용사를 교호로 반복하여 실시한 후에, 제1 용사와 제2 용사를 연속적으로 반복하여 실시할 수도 있다. 제2 용사를 먼저 할 경우에도 마찬가지로 제2 용사와 제1 용사를 교호로 실시한 후에, 제1 용사와 제2 용사를 연속적으로 실시할 수 있고, 제2 용사와 제1 용사를 교호로 반복적으로 실시한 후에, 제1 용사와 제2 용사를 연속적으로 반복하여 실시할 수도 있다. 제1 용사와 제2 용사를 교호로 실시한 후에, 제1 용사와 제2 용사를 연속적으로 실시하는 것으로 스테이지 절연막 두께의 편차가 더욱 억제되고 동시에 스테이지의 각부에 간극 또는 공극이 생기는 것을 더욱 억제할 수 있다.
3. 제3실시 형태
본 실시 형태에서는 스테이지 122가 구비된 막 가공 장치를 예로 설명한다. 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태와 동일하거나 유사한 구성에 관해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 9에서는 막 가공 장치 중 하나인 에칭 장치 200의 단면도가 나타나 있다. 에칭 장치 200은 다양한 막에 대해 드라이 에칭을 실시할 수 있다. 에칭 장치 200은 챔버 202를 가지고 있다. 챔버 202는 기판 상에 형성된 도전체, 절연체 또는 반도체 등의 막에 대해 에칭을 실시하는 공간을 제공한다.
챔버 202에는 배기 장치 204가 접속되며, 이로써, 챔버 202 내부를 감압 분위기로 설정할 수 있다. 챔버 202에는 추가로 반응 가스를 도입하기 위한 도입관 206이 마련되어, 밸브 208을 통해 챔버 내에 에칭용 반응 가스가 도입된다. 반응 가스로는, 예컨대, 사불화탄소(CF4), 옥타플루오로시클로부탄(c-C4F8), 데카플루오로시클로펜탄(c-C5F10), 헥사플루오로부타디엔(C4F6) 등의 함불소 유기화합물을 들 수 있다.
챔버 202 상부에는 도파관 210을 개입시켜 마이크로파원 212를 마련할 수 있다. 마이크로파원 212는 마이크로파를 공급하기 위한 안테나 등을 보유하고 있으며, 예컨대, 2.45GHz의 마이크로파 및 13.56MHz의 라디오파(RF)와 같은 고주파수의 마이크로파를 출력한다. 마이크로파원 212에서 발생한 마이크로파는 도파관 210에 의해서 챔버 202의 상부로 전파되어, 석영이나 세라믹 등을 포함하는 창 214를 통해 챔버 202 내부로 도입된다. 마이크로파에 의해 반응 가스가 플라스마화되고, 플라스마에 포함된 전자나 이온, 라디칼에 의해 막의 에칭이 진행된다.
챔버 202 하부에는 기판을 설치하기 위해, 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지 122가 설치된다. 기판은 스테이지 122 상에 설치된다. 스테이지 122에는 전원 224가 접속되며, 고주파 전력에 상당하는 전압이 스테이지 122에 인가되며, 마이크로파에 의한 전계가 스테이지 122의 표면, 기판 표면에 대해 수직으로 형성된다. 챔버 202의 상부와 측면에는 추가로 자석 216, 자석 218 및 자석 220을 마련할 수 있다. 자석 216, 자석 218 및 자석 220은 영구 자석일 수 있고, 전자 코일을 가지는 전자석일 수도 있다. 자석 216, 자석 218, 자석 220에 의해 스테이지 122 및 기판 표면에 평행한 자계 성분이 만들어지며, 마이크로파에 의한 전계와의 연계에 의해 플라즈마 내의 전자는 로렌츠력을 받아 공명하여 스테이지 122 및 기판 표면에 속박된다. 그 결과 높은 밀도의 플라즈마를 기판 표면에 발생시킬 수 있다.
예컨대, 스테이지 122가 시스 히터를 구비하는 경우, 시스 히터를 제어하는 히터 전원 230이 접속된다. 스테이지 122에는 또한, 임의의 구성으로서, 기판을 스테이지 122에 고정하기 위한 정전척용 전원 226과 스테이지 122 내부에 환류되는 매체의 온도를 제어하는 온도 컨트롤러 228, 스테이지 122를 회전시키기 위한 회전 제어 장치(도시 생략)가 접속될 수 있다.
상술한 바와 같이 에칭 장치 200에는, 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지 122가 이용된다. 이러한 스테이지 122를 이용하면 기판을 균일하게 가열하고 가열 온도를 정밀하게 제어할 수 있다. 또한, 이러한 스테이지 122를 이용하면 스테이지의 절연 파괴 전압을 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 스테이지 122를 이용함으로써 기판에 인가되는 전압에 대한 내전압이 향상된다. 따라서, 에칭 장치 200을 이용하는 것으로, 애스펙트 비가 높은 콘택트의 형성, 또는 애스팩트 비가 높은 막을 형성할 수 있다. 따라서, 에칭 장치 200에 의해 기판 상에 마련되는 다양한 막을 균일하게 에칭할 수 있게 된다.
4. 제4 실시 형태
본 실시 형태에서는 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 각부에서의 간극 또는 공극 446의 비율 및 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지의 절연 파괴 전압에 관해 설명한다. 제1 실시 형태 및 제3 실시 형태와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 10a에서는, 본 발명의 일 실시 형태와 관련한 스테이지를 제1 제작 방법에 의해서 형성했을 때의 제3 면 444와 제2 면 442와의 각부의 일부를 전자현미경에 의해서 촬상한 화상의 일례를 나타낸다. 도 10b에서는, 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지를 제2 제작 방법에 의해서 형성했을 때의 제3 면 444와 제2 면 442와의 각부의 일부를 전자현미경에 의해서 촬상한 화상의 일례를 나타낸다. 도 11은 종래의 스테이지, 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지를 제1 제작 방법으로 제작한 경우 및 제2 제작 방법으로 제작한 경우의 절연 파괴 전압을 나타내는 도면이다.
도 10a 및 도 10b에서 나타낸 것처럼 간극 또는 공극 446은 흑점으로 표시되어 있다. 도 10a 및 도 10b는 도 4c에서 나타낸 것과 같은 종래의 스테이지의 각부와 같은 큰 간극 또는 공극 446을 갖고 있지 않다. 도 10a 및 도 10b에서는, 200μm×200μm의 영역 502를 나타낸다. 도 10a에서 영역 502의 면적에 대한 간극 또는 공극 446의 면적의 비는 4.33% 였다. 또한, 도 10b에서 영역 502의 면적에 대한 간극 또는 공극 446의 면적의 비는 0.49% 였다. 즉, 제1 제작 방법 및 제2 제작 방법에 의해 형성된 각부의 영역 502의 면적에 대한 간극 또는 공극 446의 면적의 비는 종래에 비해 극적으로 감소하였다.
다음으로, 도 11에서 나타낸 것처럼, 종래의 스테이지에서의 절연 파괴 전압은 3.58kV, 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지를 제1 제작 방법으로 제작한 경우의 절연 파괴 전압은 4.60kV, 제2 제작 방법으로 제작했을 경우의 절연 파괴 전압은 10.37kV 였다. 제1 제작 방법으로 제작했을 경우의 절연 파괴 전압은 종래의 스테이지에서의 절연 파괴 전압에 비해 1kV 크고, 제2 제작 방법으로 제작했을 경우의 절연 파괴 전압은 종래의 스테이지에서의 절연 파괴 전압에 비해 약 3배 크다.
5. 제5 실시 형태
본 실시 형태에서는, 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 스테이지 124에 관해 설명한다. 제1 실시 형태 및 제4 실시 형태와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 12에 스테이지 124의 단면도를 나타낸다. 스테이지 124의 구성은 제1 실시 형태에서 제시한 스테이지 122의 구성과 비교하여, 히터층 150의 구성을 갖는 점이 다르다. 아래 스테이지 124의 구성에 대한 설명은 주로 스테이지 122의 구성과 다른 점에 대해 설명한다. 또한, 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태는, 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태에서 설명된 스테이지 122를 본 실시 형태에서 설명하는 스테이지 124로 적절히 대체하여 실시될 수 있다.
도 12a 및 도 12b와 같이 스테이지 124는 지지 플레이트 140을 가지며, 그 위에 히터층 150이 구비된다.
스테이지 124에서 상술한 도 9에 표시된 온도 컨트롤러 228에 의해 온도가 제어된 매체를 홈 146에 흘려 보냄으로써 지지 플레이트 140의 온도를 제어할 수 있다. 다만, 액체 매체에 의한 온도 제어는 응답이 늦고, 또한, 정밀한 온도 제어가 비교적 어렵다. 따라서, 매체를 이용하여 지지 플레이트 140의 온도를 러프하게 제어하고, 히터층 150 내의 히터선 154를 이용하여 기판의 온도를 정밀하게 제어하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 정밀한 온도 제어뿐만 아니라 고속으로의 스테이지 124의 온도 조정을 실시하는 것이 가능하게 된다.
히터층 150은 주로 3개의 층을 가지고 있다. 구체적으로는, 히터층 150은 제2 절연막 152, 제2 절연막 152 상의 히터선 154, 히터선 154 상의 제3 절연막 156을 가지고 있다(도 12b). 히터선 154는 히터층 150 내에 한 개만 마련할 수도 있고, 혹은 복수의 히터선 154이 마련되어, 각각 도 9에 표시된 히터 전원 230에 의해 독립적으로 제어될 수도 있다. 제2 절연막 152와 제3 절연막 156에 의해 히터선 154는 전기적으로 절연된다. 히터 전원 230으로부터 공급되는 전력에 의해 히터선 154가 가열되며, 이로써 스테이지 124의 온도가 제어된다.
제2 절연막 152, 제3 절연막 156은 무기 절연체를 포함할 수 있다. 무기절연체는 제1 실시 형태에 있어서 나타나기 때문에 여기서의 설명은 생략된다. 또한, 제2 절연막 152와 제3 절연막 156은 용사법을 사용하여 형성될 수 있다. 용사법은 제1 실시 형태에서 나타냈기 때문에 여기서의 설명은 생략된다.
히터선 154는 전류가 통함으로써 발열하는 금속을 포함할 수 있다. 구체적으로는, 텅스텐이나 니켈, 크롬, 코발트 및 몰리브덴으로부터 선택되는 금속을 포함할 수 있다. 금속은 이들 금속을 포함하는 합금일 수도 있고, 예컨대, 니켈과 크롬의 합금, 니켈, 크롬 및 코발트를 포함하는 합금이 될 수 있다.
히터선 154는 스퍼터링법, 유기 금속 CVD(MOCVD)법, 증착법, 인쇄법, 전해 도금법 등을 이용하여 형성된 금속막 혹은 금속박을 에칭에 의하여 별도로 가공하고, 이를 제2 절연막 152 상에 배치하여 형성하는 것이 바람직하다. 이는 용사법을 이용하여 히터선 154를 형성한 경우, 히터선 154 전체에 걸쳐 균일한 밀도나 두께나 폭을 확보하기가 곤란한 반면에, 금속막 혹은 금속박을 에칭에 의해 가공한 경우에는, 이들 물리적 파라미터의 편차가 작은 히터선 154를 형성할 수 있기 때문이다. 이것에 의해 스테이지 124의 온도를 정밀하게 제어하고, 또한, 온도 분포를 저감하는 것이 가능하게 된다.
나아가 상술한 합금은 금속 단체와 비교하면 부피 저항률이 높기 때문에 히터선 154의 레이아웃, 즉, 평면 형상이 동일한 경우 금속 단체를 이용한 경우에 비해 히터선 154의 두께를 크게 할 수 있다. 이로 인해 히터선 154 두께의 편차를 줄일 수 있어, 보다 작은 온도 분포를 실현할 수 있다.
임의의 구성으로서, 스테이지 124는 지지 플레이트 140과 히터층 150을 동시에 관통하는 관통 구멍 144를 하나, 혹은 복수 가질 수 있다. 관통공 144에 헬륨 등의 열전도율이 높은 가스가 흐르도록, 상술된 도 9에서 도시하는 챔버 202에 헬륨 도입관을 마련할 수 있다. 이것에 의해, 가스가 스테이지 124와 기판의 극간으로 흘러, 스테이지 124의 열에너지를 효율적으로 기판에 전달할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 제1 절연막 141은, 관통공 144의 내벽에 마련되는 예를 나타내었지만, 제1 절연막 141은 관통공 144의 내벽의 일부에 마련될 수 있다.
도 12c에서 도시된 것처럼, 스테이지 124는 기판을 스테이지 124 상에 고정하기 위한 기구로서 정전척 170을 더 가질 수 있다. 제1 실시 형태에서 나타냈기 때문에 여기서의 설명은 생략된다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 스테이지는 종래와 비교하여 간극 또는 공극이 적고 절연 파괴 전압이 크다. 따라서, 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 제작 방법을 적용함으로써 내전압이 높은 스테이지 및 스테이지의 제작 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 형태로서 상술한 각 실시 형태는 서로 모순되지 않는 한, 적절히 조합하여 실시할 수 있다. 또한, 각 실시 형태를 기본으로 하여 당업자가 적당한 구성 요소의 추가, 삭제 혹은 설계 변경을 실시한 것도, 본 발명의 요지를 갖추고 있는 한 본 발명의 범위에 포함된다.
또한, 상술한 각 실시 형태에 의해 도출되는 작용 효과와는 다른 작용 효과라고 하더라도, 본 명세서의 기재로부터 분명한 것, 또는 당업자에게 용이하게 예측 할 수 있는 것에 대해서는, 당연히 본 발명에 의해 도출되는 것으로 이해된다.
100: 스테이지, 102: 챔버, 110: 시스히터, 122: 스테이지, 124: 스테이지, 128: 온도 컨트롤러, 140: 지지 플레이트, 141: 제1 절연막, 142: 개구, 144: 관통 구멍, 146: 홈(유로), 146: 홈, 150: 히터 층, 152: 제2 절연막, 154: 히터선, 156: 제3 절연막, 160: 제1 기재, 162: 제2 기재, 170: 정전척, 172: 정전척 전극, 174: 막, 176: 리브, 200: 에칭 장치, 202: 챔버, 204: 배기 장치, 206: 도입관, 208: 밸브, 210: 도파관, 212: 마이크로파원, 214: 창, 216: 자석, 218: 자석, 220: 자석, 224: 전원, 226: 전원, 228: 온도 컨트롤러, 230: 히터 전원, 440: 제1 면, 442: 제2 면, 442-1: 제2 면, 442-2: 제2 면, 442-3: 제2 면, 442-4: 제2 면, 443: 면, 444: 제3 면, 446: 공극, 450: 입자, 452: 편평면, 454: 방향, 462: 편평면, 464: 방향, 472: 편평면, 474: 방향, 482: 편평면, 484: 방향, 491: 면, 491S: 곡면, 492: 편평면, 492S: 곡면, 494: 방향, 500: 용사기, 502: 영역

Claims (17)

  1. 제1 면 및 상기 제1 면에 인접하는 제2 면을 가지는 기재와,
    편평면을 가지는 복수의 입자를 포함하고, 상기 편평면의 일부가 상기 제1 면 및 상기 제2 면을 따라 마련되는 절연막
    를 포함하는, 스테이지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기재는 상기 제1 면과 180도 반대의 방향의 제3 면을 포함하며, 상기 절연막은 상기 편평면의 일부가 상기 제3 면을 따라 마련되는, 스테이지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 면을 연장한 면과 상기 제2 면을 연장한 면은 90도로 교차하도록 마련되는, 스테이지.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 절연막의 소정의 면적에 대한 공극의 면적의 비율은 5% 이하인, 스테이지.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기재는 액체를 흐르게 하는 유로를 가지는, 스테이지.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 절연막의 위에 정전척이 있는, 스테이지.
  7. 기재의 제1 면에 대하여 평행한 방향으로 이동하면서 상기 제1 면에 수직인 방향에서 상기 제1 면에 절연체를 용사하고,
    상기 제1 면에 인접하는 상기 기재의 제2 면에 대해 평행한 방향으로 이동하면서 상기 제2 면에 수직인 방향에서 상기 제2 면에 상기 절연체를 용사하는 것
    을 포함하는, 스테이지의 제작 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 면과 180도 반대의 방향의 상기 기재의 제3 면에 대해 평행한 방향으로 이동하면서 상기 제3 면에 수직인 방향에서 상기 제3 면에 상기 절연체를 용사하는 것
    을 포함하는, 제작 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 면을 연장한 면과 상기 제2 면을 연장한 면은 90도로 교차하도록 형성되는, 제작 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 면에 상기 절연체를 용사하는 것과, 상기 제2 면에 상기 절연체를 용사하는 것을 연속적으로 실시하는 것
    을 포함하는, 제작 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 면에 상기 절연체를 용사하는 것과, 상기 제2 면에 상기 절연체를 용사하는 것을 교호로 반복하는 것
    을 포함하는, 제작 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 절연체에 포함되는 일부의 입자의 편평면을 상기 제1 면 및 상기 제2 면을 따르도록 용사하는 것
    을 포함하는, 제작 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 절연체에 포함되는 일부의 입자의 편평면을 상기 제3 면을 따르도록 용사하는 것
    을 포함하는, 제작 방법.
  14. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 기재는 액체를 흐르게 하는 유로를 가지는, 제작 방법.
  15. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 기재의 위에 정전척을 배치하는 것
    을 포함하는, 제작 방법.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 제3 면에 상기 절연체를 용사하는 것과 상기 제2 면 및 상기 제1 면에 상기 절연체를 연속적으로 용사하는 것을 교호로 반복하는 것
    을 포함하는, 제작 방법.
  17. 제8항 또는 제16항에 있어서,
    상기 제3 면에 상기 절연체를 용사하는 것과, 상기 제2 면에 상기 절연체를 용사하는 것과, 상기 제1 면에 상기 절연체를 용사하는 것을 연속적으로 실시하는 것
    을 포함하는, 제작 방법.
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