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TWI854771B - 靜電吸盤的形成方法及電漿處理裝置 - Google Patents

靜電吸盤的形成方法及電漿處理裝置 Download PDF

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TWI854771B
TWI854771B TW112129754A TW112129754A TWI854771B TW I854771 B TWI854771 B TW I854771B TW 112129754 A TW112129754 A TW 112129754A TW 112129754 A TW112129754 A TW 112129754A TW I854771 B TWI854771 B TW I854771B
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齋藤道茂
永關一也
金子彰太
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明之目的在於縮短製作零件時的前置時間。本發明提供一種零件形成方法，形成在電漿處理裝置內使用之零件，其包含如下步驟：一面供給第1陶瓷原料及與該第1陶瓷不同的第2陶瓷原料，一面對該原料照射能量束。

Description

靜電吸盤的形成方法及電漿處理裝置
本發明所揭露之內容係關於一種零件形成方法及電漿處理裝置。
近年，設置於電漿處理裝置的零件，為了追求高機能化而構造變得複雜，有將不同的構件黏接、接合而製作之情況（例如參考專利文獻1）。 [習知技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開第2018－46185號公報
[本發明所欲解決的問題]
在此等零件之製作中，具有中空構造等複雜構造，需要長時間的生產期間及開發期間，故製作零件時之前置時間的增加成為問題。需要減少零件之製程的步驟數，縮短前置時間。
針對上述問題，在本發明之一觀點中，其目的為縮短製作零件時的前置時間。 [解決問題之技術手段]
為了解決上述問題，依一態樣，提供一種零件形成方法，形成在電漿處理裝置內使用之零件，其包含如下步驟：一面供給第1陶瓷原料及與該第1陶瓷不同的第2陶瓷原料，一面對該第1陶瓷原料及該第2陶瓷原料照射能量束之第1步驟；在該第1步驟中，一面改變該第1陶瓷原料及該第2陶瓷原料各自的摻合比率而進行供給。 [本發明之效果]
依本發明之一態樣，可縮短製作零件時的前置時間。
以下，參考附圖，對用於實施本發明所揭露之內容的形態予以說明。另，於本說明書及附圖中，對於實質上相同之構成給予相同符號，藉以省略重複的說明。
［電漿處理裝置］ 圖1所示之電漿處理裝置100，為電容耦合型之電漿處理裝置。電漿處理裝置100，具備處理容器112及載置台116。處理容器112，具有略圓筒形狀，其內部空間作為處理室112c提供。處理容器112，例如由鋁構成。於處理容器112之內部空間側的表面，形成陽極氧化膜、及／或氧化釔膜等具有耐電漿性之陶瓷製的被覆膜。處理容器112接地。於處理容器112之側壁形成開口112p，用於將晶圓W往處理室112c搬入，從處理室112c搬出。開口112p，成為可藉由閘閥GV開啟關閉。
載置台116，構成為在處理室112c內支持晶圓W。載置台116，具備吸附晶圓W的功能、調整晶圓W之溫度的功能、及往靜電吸盤之基台117傳遞高頻的構造。關於載置台116之細節，將於後述內容說明。
電漿處理裝置100，具備上部電極130。上部電極130，配置於處理容器112之上部開口內，與作為下部電極作用的載置台116略平行地配置。在上部電極130與處理容器112之間，夾設絕緣性的支持構件132。
上部電極130，具備頂板134及支持體136。頂板134，具有略圓盤狀形狀。頂板134，可具有導電性。頂板134，例如由矽或鋁形成，於其表面，形成耐電漿性的陶瓷被覆膜。於此頂板134，形成複數氣體噴吐孔134a。氣體噴吐孔134a，往略鉛直方向延伸。
支持體136，以可任意裝卸的方式支持頂板134。支持體136，例如由鋁形成。於支持體136，形成氣體擴散室136a。與複數氣體噴吐孔134a分別連通的複數孔136b，從氣體擴散室136a延伸。氣體擴散室136a，經由埠136c而與配管138連接。配管138，與氣體供給部139連接。
電漿處理裝置100，具備排氣裝置150。排氣裝置150，包含渦輪分子泵、乾式泵等一個以上的泵，以及壓力調整閥。排氣裝置150，與形成在處理容器112之排氣口連接。
電漿處理裝置100，具備第1控制部151。於第1控制部151之記憶部，收納有用於藉由處理器控制在電漿處理裝置100實行的各種處理之控制程式及配方資料。例如，於第1控制部151之記憶部，儲存有用於在電漿處理裝置100實行蝕刻處理等電漿處理之控制程式及配方資料。
以下，除了參考圖1以外，進一步參考圖2，針對載置台116及附屬於載置台116之電漿處理裝置100的構成要素詳細地予以說明。圖2為，放大顯示圖1所示之電漿處理裝置100的載置台116之一部分的剖面圖。
載置台116，具備基台117及靜電吸盤120。基台117，例如由鋁合金（Al）、鈦（Ti）、碳化矽（SiC）等形成。基台117，藉由從處理容器112之底部往上方延伸的支持構件114而支持。支持構件114，為絕緣性構件，例如由氧化鋁（alumina）形成。此外，支持構件114，具有略圓筒形狀。
基台117，由具有導電性之金屬，例如鋁形成。基台117，具有略圓盤形狀。基台117，具備中央部117a及邊緣部117b。中央部117a，具有略圓盤形狀。中央部117a，提供基台117之第1頂面117c。第1頂面117c，為略圓形的面。
邊緣部117b，與中央部117a連續，在徑方向（相對於往鉛直方向延伸之軸線Z為放射方向）中，於中央部117a之外側往圓周方向（相對於軸線Z為圓周方向）延伸。一實施形態中，邊緣部117b，與中央部117a一同提供基台117的底面117d。此外，邊緣部117b，提供第2頂面117e。第2頂面117e，為帶狀的面，在徑方向中位於第1頂面117c之外側，且往圓周方向延伸。此外，第2頂面117e，於鉛直方向中，較第1頂面117c更接近底面117d。
基台117，與供電體119連接。供電體119，例如為供電棒，與基台117的底面117d相連接。供電體119，由鋁或鋁合金形成。供電體119，經由匹配器66而與第1高頻電源62連接。此外，供電體119，經由第2高頻電源64而與匹配器68連接。
於基台117，形成冷媒用的流路117f。流路117f，於基台117內，例如呈漩渦狀地延伸。於此流路117f，從急冷器單元供給冷媒。往流路117f供給之冷媒，在一實施形態，係藉由其氣化而吸熱、進行冷卻之冷媒。此一冷媒，例如可為氫氟碳化合物系之冷媒。
靜電吸盤120，具備吸附部123。吸附部123，設置於基台117上方的基台121之上。基台121，構成下部電極，設置於基台117上方。基台121，具有導電性。基台121，例如可為對氮化鋁或碳化矽給予導電性之陶瓷製，抑或亦可為金屬（例如鈦）製。
基台121，具有略圓盤形狀。基台121，具備中央部121a及邊緣部121b。中央部121a，具有略圓盤形狀。中央部121a，提供基台121之第1頂面121c。第1頂面121c，為略圓形的面。
邊緣部121b，與中央部121a連續，在徑方向中，於中央部121a之外側往圓周方向延伸。一實施形態中，邊緣部121b，與中央部121a一同提供基台121的底面121d。此外，邊緣部121b，提供第2頂面121e。此第2頂面121e，為帶狀的面，在徑方向中於第1頂面121c之外側往圓周方向延伸。此外，第2頂面121e，於鉛直方向中，較第1頂面121c更接近底面121d。
在吸附部123與基台121之間，形成邊界層129。吸附部123，具有略圓盤形狀，由陶瓷形成。構成吸附部123的陶瓷，可為在室溫（例如20度）以上，400℃以下之溫度範圍中，具有1×10 15Ω・cm以上之體積電阻率的陶瓷。作為此等陶瓷，例如可使用氧化鋁（alumina）。
靜電吸盤120，包含複數區域RN，其等對軸線Z即靜電吸盤120的中心軸線呈同心。一實施形態中，靜電吸盤120，包含第1區域R1、第2區域R2、及第3區域R3。第1區域R1，與軸線Z交叉；第3區域R3，為包含靜電吸盤120的邊緣之領域；第2區域R2，位於第1區域R1與第3區域R3之間。在一例中，第1區域R1，為靜電吸盤120的從中心至半徑120mm之區域；第2區域R2，為靜電吸盤120中從半徑120mm至半徑135mm之區域；第3區域R3，為靜電吸盤120中從半徑135mm至半徑150mm之區域。另，靜電吸盤120之區域的個數，可為一個以上的任意個數。
靜電吸盤120之吸附部123，內建有電極膜125。電極膜125，與直流電源電性連接。若對電極膜125給予來自直流電源的直流電壓，則吸附部123產生庫侖力等靜電力，藉由該靜電力保持晶圓W。
吸附部123，進一步內建有複數加熱部HN。複數加熱部HN，分別設置於靜電吸盤之上述複數區域RN內。一實施形態中，複數加熱部HN，包含第1加熱部156、第2加熱部157、及第3加熱部158。第1加熱部156設置於第1區域R1內，第2加熱部157設置於第2區域R2內，第3加熱部158設置於第3區域R3內。複數加熱部HN，與加熱部電源連接。
於基台121與基台117之間，設置複數第1彈性構件EM1。複數第1彈性構件EM1，使靜電吸盤120往上方與基台117分離。複數第1彈性構件EM1，各自為O型環。複數第1彈性構件EM1，彼此具有不同的直徑，對軸線Z同心圓狀地設置。此外，複數第1彈性構件EM1，設置於靜電吸盤120的鄰接之區域的邊界及靜電吸盤120的邊緣之下方。一實施形態中，複數第1彈性構件EM1，包含彈性構件165、彈性構件167、及彈性構件169。彈性構件165，設置於第1區域R1與第2區域R2的邊界之下方；彈性構件167，設置於第2區域R2與第3區域R3的邊界之下方；彈性構件169，設置於靜電吸盤120的邊緣之下方。
複數第1彈性構件EM1，部分地配置在由基台117之第1頂面117c提供的溝中，與第1頂面117c和基台121的底面121d接觸。複數第1彈性構件EM1，與基台117和基台121，一同在基台117的第1頂面117c與基台121的底面121d之間，界定出複數熱傳空間DSN。複數熱傳空間DSN，在靜電吸盤120之複數區域RN各自的下方中延伸，彼此分離。一實施形態中，複數熱傳空間DSN，包含第1熱傳空間DS1、第2熱傳空間DS2、及第3熱傳空間DS3。第1熱傳空間DS1，位於彈性構件165之內側；第2熱傳空間DS2，位於彈性構件165與彈性構件167之間；第3熱傳空間DS3，位於彈性構件167與彈性構件169之間。如同後述，往複數熱傳空間DSN，供給熱傳氣體（例如He氣體）。另，複數熱傳空間DSN之各自的鉛直方向之長度，例如設定為0.1mm以上2.0mm以下之長度。
複數第1彈性構件EM1，構成為具有較供給He氣體之複數熱傳空間DSN的各自之熱阻更高的熱阻。複數熱傳空間DSN的熱阻，取決於熱傳氣體之熱傳導率、其鉛直方向之長度、及其面積。此外，複數第1彈性構件EM1之各自的熱阻，取決於其熱傳導率、其鉛直方向之厚度、及其面積。因此，複數第1彈性構件EM1各自之材料、厚度、及面積，係因應複數熱傳空間DSN之各自的熱阻而決定。另，複數第1彈性構件EM1，可能需要低熱傳導率及高耐熱性。因此，複數第1彈性構件EM1，例如可由全氟彈性體形成。
載置台116，具備鎖緊構件171。鎖緊構件171，由金屬形成，構成為將基台121及複數第1彈性構件EM1，夾持在該鎖緊構件171與基台117之間。鎖緊構件171，為了抑制基台121與基台117之間的經由該鎖緊構件171之熱傳導，而由具有低熱傳導率之材料形成，例如由鈦形成。
一實施形態中，鎖緊構件171，具備筒狀部171a及環狀部171b。筒狀部171a，具有略圓筒形狀，於其下端中提供第1底面171c。第1底面171c，為往圓周方向延伸之帶狀的面。
環狀部171b，具有略環形板狀，與筒狀部171a之上側部分的內緣連續，從該筒狀部171a往徑方向內側延伸。此環狀部171b，提供第2底面171d。第2底面171d，為往圓周方向延伸之帶狀的面。
鎖緊構件171，配置為第1底面171c與基台117之第2頂面117e接觸，第2底面171d與基台121之第2頂面121e接觸。此外，鎖緊構件171，藉由螺絲173而對基台117的邊緣部117b固定。藉由調整此螺絲173之對鎖緊構件171的螺合，而調整複數第1彈性構件EM1的壓縮量。藉此，調整複數熱傳空間DSN的鉛直方向之長度。
一實施形態中，於鎖緊構件171之環狀部171b的內緣部底面與基台121的第2頂面121e之間，設置第2彈性構件175。第2彈性構件175為O型環，抑制因鎖緊構件171之第2底面171d與基台121之第2頂面121e的摩擦而可能產生之微粒（例如金屬粉）往吸附部123側移動的情形。
此外，第2彈性構件175，產生較複數第1彈性構件EM1所產生之反作用力更小的反作用力。換而言之，複數第1彈性構件EM1，構成為使該複數第1彈性構件EM1所產生之反作用力較第2彈性構件175所產生之反作用力成為更大。進一步，此第2彈性構件175，作為具有高耐熱性，且低熱傳導率之材料，可由全氟彈性體形成。
於鎖緊構件171上方，設置加熱部176。此加熱部176，往圓周方向延伸，經由濾波器而與加熱部電源連接。濾波器，係為了防止高頻侵入加熱部電源而設置。
加熱部176，設置於第1膜180與第2膜182之間。第1膜180，對第2膜182設置於鎖緊構件171側。第1膜180，具有較第2膜182之熱傳導率更低的熱傳導率。例如，第1膜180可為氧化鋯製之噴敷膜，第2膜182可為氧化釔（Yttrium）製之噴敷膜。此外，加熱部176，可為鎢之噴敷膜。
於第2膜182上，設置邊緣環FR。邊緣環FR，例如由Si形成。邊緣環FR，藉由來自加熱部176的熱而加熱。此外，來自加熱部176的熱通量，相較於第1膜180大多朝向第2膜182，經由該第2膜182而朝向邊緣環FR。因此，有效地加熱邊緣環FR。
此外，載置台116之基台117、鎖緊構件171等，於其等之外周側中以一個以上的絕緣性構件186覆蓋。一個以上的絕緣性構件186，例如由氧化鋁或石英形成。
如同上述說明，載置台116，藉由複數第1彈性構件EM1而將基台117與基台121彼此分離。此外，此載置台116，在基台121與吸附部123的接合並未使用黏接劑。因此，可將靜電吸盤120之溫度，設定為高溫。此外，可經由往複數熱傳空間DSN供給的熱傳氣體進行靜電吸盤120與基台117之間的熱交換，因而亦可將靜電吸盤120之溫度設定為低溫。此外，此載置台116，藉由供電體119、基台117、及鎖緊構件171，確保對於靜電吸盤120之基台121的高頻之供電路徑。進一步，供電體119，並非與靜電吸盤120之基台121直接連接，而係與基台117連接，故作為該供電體119之構成材料，可採用鋁或鋁合金。因此，即便為使用13.6MHz以上之頻率高的高頻之情況，供電體119的高頻之損耗仍受到抑制。
此外，如同上述，一實施形態中，於鎖緊構件171之環狀部171b的內緣部底面與基台121的第2頂面121e之間，設置第2彈性構件175。基台121的邊緣部121b之第2頂面121e，與鎖緊構件171之第2底面171d彼此接觸，故有在其等之接觸處中發生摩擦，產生微粒（例如金屬粉）的情形。即便產生此等微粒，第2彈性構件175，仍可抑制微粒附著在吸附部123及載置於該吸附部123上之晶圓W。
此外，複數第1彈性構件EM1，構成為此等複數第1彈性構件EM1所產生之反作用力較第2彈性構件175所產生之反作用力更大。藉此，可將靜電吸盤120確實地與基台117分離。
此外，一實施形態中，複數第1彈性構件EM1，構成為具有較往複數熱傳空間DSN供給He氣體時之該複數熱傳空間DSN的熱阻更高的熱阻。此外，複數第1彈性構件EM1，例如由全氟彈性體形成。依此等複數第1彈性構件EM1，在靜電吸盤120與基台117之間，相較於經由複數第1彈性構件EM1的熱傳導，經由複數熱傳空間DSN的熱傳導成為優勢。因此，可使靜電吸盤120之溫度分布均一化。
此外，一實施形態中，以不使用黏接劑的方式，形成往晶圓W與吸附部123之間供給的熱傳氣體用之氣體管線。此外，將界定出配置有部分地構成此氣體管線之套筒的收納空間之基台121的面，以被覆膜覆蓋，並以密封該收納空間的方式，於被覆膜與基台117之間中設置絕緣性的第3彈性構件。藉此，抑制電漿往基台121與基台117間之侵入，及伴隨此一侵入的基台121之絕緣破壞。
此外，依具備上述載置台116之電漿處理裝置100，則可在低溫至高溫的廣大溫度範圍中，施行對晶圓W之電漿處理。
［3D列印機的構成］ 接著，參考圖3，並對3D列印機200的構成一例予以說明。圖3，顯示一實施形態之3D列印機200的構成之一例。本實施形態之3D列印機200，係形成（製造）在電漿處理裝置內使用的零件之裝置的一例。然則，形成零件之裝置，不限為圖3所示之3D列印機200的構成。
此外，本實施形態，作為以3D列印機200形成的零件之一例，列舉作為構造複雜的下部電極而作用之載置台116予以說明。然則，以3D列印機200形成的零件並不限於此一形態，例如亦可為上部電極130。例如，亦可為包含不同種類材料的零件、或將無法黏接之不同種類材料螺著固定的零件。其他，若為配置於電漿處理裝置100的零件，為任何零件皆可。
3D列印機200，可於腔室210形成三維形狀之造型物。本實施形態之3D列印機200中，作為三維形狀的造型物，將用於形成載置台116之三維資料儲存在RAM256等記憶部，依據三維資料而製造載置台116。載置台116，在台座所具備的平台202之載置面上形成。平台202，以可因應載置台116的形成之進行而例如緩緩下降的方式升降。
本實施形態，於台座所具備的原料收納部203，收納形成載置台116之原料的粉末。原料，若與構成載置台116的各構件之材料相同即可。例如，在構成載置台116的構件中之基台117、121由鋁合金形成，靜電吸盤120由SiC形成的情況，於原料收納部203分開收納鋁合金的粉末與SiC的粉末。
然則，基台117、121之材料並不限於鋁合金，亦可為SiC等陶瓷。此外，靜電吸盤120之材料並不限於SiC，亦可為氧化鋁等陶瓷。在基台117、121由SiC形成，靜電吸盤120由氧化鋁形成的情況，於原料收納部203分開收納SiC的粉末與氧化鋁的粉末。另，構成基台117、基台121、靜電吸盤120的各材料之原料，不限為粉末狀，亦可為線狀。此外，本實施形態中，基台117與靜電吸盤120係以不同種類材料形成。
腔室210內，供給原料的粉末並照射能量束，將原料的粉末熔化。本實施形態中，作為照射之能量束，使用雷射光A（光學雷射）。
雷射光A，從光源206輸出，藉由二維掃描之雷射掃描裝置204對定位的既定位置照射。光源206及雷射掃描裝置204，宜配置於腔室210之外部。藉由第2控制部250驅動雷射驅動部208，而使雷射掃描裝置204往既定位置移動。
雷射掃描裝置204，在平台202上將雷射光A至少於二維（XY）方向掃描。例如，雷射掃描裝置204，因應顯示載置台116的立體構造之三維資料，在平台202上控制使雷射光A之照射點移動。具體而言，藉由第2控制部250之控制，雷射掃描裝置204因應構成載置台116的基台117、121及靜電吸盤120等部件之形成的進行，而於二維（XY）方向掃描。
第2控制部250，控制滾輪驅動部207，驅動滾輪205。藉此，將基台117之材料即鋁合金的粉末、及／或靜電吸盤120之材料即SiC的粉末，往雷射光掃描空間209供給。
另，原料收納部203，宜藉由加熱手段調整溫度。此外，於腔室210，宜設置可進行惰性氣體的供給及腔室210內的排氣之機構。
雷射掃描裝置204，將在二維方向掃描的雷射光A，經由腔室210之頂棚部，例如設置於平台202的中心之正上方的雷射透射窗211，而對平台202上方之照射區域照射。雷射光A，將平台202上之鋁合金的粉末及／或SiC的粉末加熱（參考圖3的B），使粉末熔解固化，形成載置台116。如此地，依序將基台117、靜電吸盤120立體地形成，完成載置台116的製造。
第2控制部250，具備CPU252、ROM254及RAM256。第2控制部250，施行來自原料收納部203之原料粉末的供給控制、平台202的升降控制。此外，第2控制部250，施行光源206的點亮控制、雷射掃描裝置204的掃描控制、滾輪驅動部207及雷射驅動部208的控制。藉此，第2控制部250，控制製造載置台116的運作。
CPU252所實行之控制程式，例如收納於ROM254。CPU252，例如依據收納於RAM256之三維資料，實行控制程式，藉以控制載置台116的製造。另，控制程式，可收納於固定的記錄媒體，亦可收納於各種快閃記憶體或光（磁）碟等可裝卸的電腦可讀取之記錄媒體。
進一步，第2控制部250，具備顯示器258及鍵盤或定點裝置等輸入裝置260。顯示器258，為了顯示邊緣環87之修復進行狀態等而使用。輸入裝置260，使用在邊緣環87之修復運作的開始、停止等之指令，或設定時之控制參數的輸入等。
三維資料，係製造載置台116所用之資料，儲存在RAM256等記憶部。三維資料，包含關於基台117的立體構造與基台117內的流路117f等中空構造、基台121及靜電吸盤120等，構成載置台116的各種部分之資料。此外，三維資料，包含關於靜電吸盤120的立體構造、埋設於靜電吸盤120的加熱部HN及電極膜125之資料。此外，三維資料，包含關於形成在基台117、121與靜電吸盤120之間的邊界層之資料。
［3D列印機的運作］ 接著，參考圖4及圖5，並對3D列印機200的運作之一例予以說明。圖4為，顯示一實施形態之零件形成處理的一例之流程圖。圖5為，用於說明一實施形態之零件形成方法的圖。
若開始本處理，則第2控制部250，取得收納於RAM256之三維資料（步驟S10）。第2控制部250，依據三維資料，一面往雷射光掃描空間209供給鋁合金的粉末一面對該粉末照射雷射光（步驟S12）。此時，第2控制部250，控制滾輪驅動部207而使滾輪205動作，往雷射光掃描空間209供給鋁合金的粉末。此外，第2控制部250，控制雷射驅動部208而使雷射掃描裝置204往既定位置移動，對鋁合金的粉末照射雷射光。第2控制部250，將使用滾輪205供給鋁合金的粉末，藉由雷射光使其熔解固化之上述運作重複實行。藉此，第2控制部250，完成基台117、121的形成（步驟S14）。
圖5（1）顯示基台117、121的形成步驟之一部分。此一步驟，係第1步驟之一例：一面供給金屬原料之一例即鋁合金的粉末，一面對該粉末照射雷射光藉以形成基台。依此，依據三維資料，亦可精密地形成基台117之內部的流路117f之中空構造。
回到圖4，接著，第2控制部250，改變鋁合金的粉末與SiC的粉末之摻合比率而一面往雷射光掃描空間209供給，一面對該粉末照射雷射光（步驟S16）。此時，第2控制部250，依據三維資料，將鋁合金的粉末之摻合比率從100％緩緩減少，連續地改變至0％而進行供給。此外，第2控制部250，依據三維資料，將SiC的粉末之摻合比率從0％緩緩增加，連續地改變至100％而進行供給。
藉此，往雷射光掃描空間209供給之鋁合金的粉末與SiC的粉末之摻合比率，從鋁合金多的狀態，往SiC多的狀態改變。第2控制部250，重複實行下述運作：使用滾輪205，往雷射光掃描空間209供給摻合為既定比率之鋁合金的粉末與SiC的粉末，對鋁合金的粉末與SiC的粉末照射雷射光，使其熔解固化。藉此，第2控制部250，完成邊界層129的形成（步驟S18）。
圖5（2）顯示邊界層129的形成步驟之一例。此一步驟，係第2步驟之一例：一面往基台121上供給將金屬原料之一例即鋁合金的粉末與陶瓷原料之一例即SiC的粉末以既定比例摻合之粉末，一面對該粉末照射雷射光，藉以於基台上形成邊界層。
回到圖4，接著，第2控制部250，一面往雷射光掃描空間209供給SiC的粉末，一面對該粉末照射雷射光（步驟S20）。第2控制部250，重複實行使用滾輪205供給SiC的粉末，藉由雷射光使其熔解固化之上述運作。藉此，將形成靜電吸盤120之吸附部123的陶瓷層，形成直至加熱部層之下方（步驟S22）。
圖5（3）顯示陶瓷層的形成步驟之一例。此一步驟，係第3步驟之一例：一面供給陶瓷原料之一例即SiC的粉末，一面對該粉末照射雷射光，藉以於邊界層129上形成陶瓷層（吸附部123）。
回到圖4，接著，第2控制部250，一面往雷射光掃描空間209供給加熱部之原料的粉末，一面對該粉末照射雷射光（步驟S24）。第2控制部250，施行使用滾輪205供給加熱部HN之原料的粉末，藉由雷射光使其熔解固化的運作，於吸附部123內形成加熱部層。
圖5（4）顯示加熱部HN的形成步驟之一例。此一步驟，係第4步驟之一例：一面供給加熱部HN之原料的粉末，一面對加熱部HN之原料照射能量束，藉以形成加熱部HN。
回到圖4，接著，第2控制部250，一面往雷射光掃描空間209供給SiC的粉末，一面對該粉末照射雷射光（步驟S26）。第2控制部250，重複實行使用滾輪205供給SiC的粉末，藉由雷射光使其熔解固化之上述運作。藉此，將形成吸附部123的陶瓷層，形成直至電極膜之下方（步驟S28）。
接著，第2控制部250，一面往雷射光掃描空間209供給電極膜之原料的粉末，一面對該粉末照射雷射光（步驟S30）。第2控制部250，施行使用滾輪205供給電極膜之原料的粉末，藉由雷射光使其熔解固化的動作，於靜電吸盤120內形成電極層。
圖5（5）顯示電極層（電極膜125）的形成步驟之一例。此一步驟，係第5步驟之一例：一面供給電極膜125之原料的粉末，一面對電極膜125之原料照射雷射光，藉以形成電極膜125。
回到圖4，接著，第2控制部250，一面往雷射光掃描空間209供給SiC的粉末，一面對該粉末照射雷射光（步驟S32）。第2控制部250，重複實行使用滾輪205供給SiC的粉末，藉由雷射光使其熔解固化之運作。藉此，形成吸附部123之剩下的陶瓷層（步驟S34），結束本處理。藉此，完成圖5（6）所示的靜電吸盤120之吸附部123的形成，結束載置台116的製造。
依此一零件形成方法，則於基台121與吸附部123之間，設置改變各構件之材料的摻合比率而形成之邊界層129。此時，藉由將不同種類材料的邊界層129平滑地，且呈漸變狀地形成，而不需要載置台116的黏接層。藉此，可改善載置台116之不同種類材料間的熱傳導率，改善熱特性。
邊界層129之各材料的摻合比率，越接近基台121，則基台121之材料即鋁合金的摻合比率，成為較吸附部123之材料即SiC的摻合比率更高。相反地，越接近吸附部123，則吸附部123之材料即SiC的摻合比率，成為較基台121之材料即鋁合金的摻合比率更高。
如此地，邊界層129，係藉由將使鋁合金與SiC的摻合比率漸變狀地改變之材料熔融固化、疊層而形成。在邊界層129的形成中，漸變狀地改變不同種類材料的摻合比率而疊層，亦稱作「傾斜疊層」。
在此一邊界層129的形成步驟，藉由使基台121與吸附部123之間的邊界層129傾斜疊層，而使載置台116之不同種類材料間的熱傳導率，相較於未傾斜疊層之情況可更為改善。此外，在此一邊界層129的形成步驟，藉由不具備將基台121與吸附部123黏接之黏接層而可減少製造的步驟數，可縮短製造的前置時間。
進一步，藉由將流路構造或配線構造等三維地配置，而可追求載置台116之高機能化。
另，3D列印機200，可依第1步驟→第2步驟→第3步驟之順序實行各步驟，亦可依第3步驟→第2步驟→第1步驟之順序實行各步驟。藉此，可與作為下部電極而作用之載置台116同樣地，藉由3D列印機200製造作為上部電極作用之上部電極130。
［邊界層129的變化］ 邊界層129，不限為線性地改變鋁合金的粉末與SiC的粉末之摻合比率的斜坡狀（漸變狀）之傾斜疊層。邊界層129，亦可為階段式地改變鋁合金的粉末與SiC的粉末之摻合比率的階層狀之傾斜疊層。此外，亦可對應於基台121及吸附部123之每種材料的線膨脹係數，而改變邊界層129之傾斜度（各材料之摻合比率）。
［3D列印機的種類］ 另，本實施形態，作為施行載置台116的製造之3D列印機200的一例，應用粉床熔融型之3D列印機。粉床熔融型之3D列印機，重複在平台202鋪填粉末狀之原料並以雷射光等熔化，再度鋪填粉末狀之原料並以雷射光等熔化的作業，形成零件。因此，粉床熔融型之3D列印機，適合製造預先形成的立體構造明確，且具有中空構造等複雜構造之載置台116及上部電極130的構造物。
然則，3D列印機200，並不限為此一構成之3D列印機，例如亦可為指向性能量型之3D列印機，或可為利用其等以外的方法之3D列印機。作為利用上述以外的方法之3D列印機，可列舉黏著劑噴印成型之3D列印機、薄片疊層成型之3D列印機、光聚合硬化（光造型）成型之3D列印機、材料擠製（熱熔融疊層）成型之3D列印機作為一例。
此外，製造對象的零件之材料為樹脂材料或陶瓷的情況，在3D列印機所施行的供給樹脂材料之原料並照射能量束的步驟中，使用紫外線作為能量束。藉此，依本實施形態之零件形成方法，不僅形成金屬材料的零件，亦可形成樹脂或陶瓷材料的零件。作為零件之材料為樹脂或陶瓷材料的情況之3D列印機，可列舉將從噴墨頭噴射出之樹脂以紫外線固化疊層的材料噴射成型之3D列印機作為一例。
［不同種類的陶瓷之疊層構造］ 最後，對於利用3D列印機製造具有不同種類的陶瓷之疊層構造的零件簡單地說明。例如，基台121之材料為SiC，吸附部123之材料為氧化鋁的情況，載置台116，成為具有不同種類的陶瓷之疊層構造的零件之一例。此一情況，基台121之材料，係第1陶瓷原料之一例；吸附部123之材料，係與第1陶瓷不同的第2陶瓷原料之一例。
如此地，利用3D列印機200形成具有不同種類的陶瓷之疊層構造的零件之方法，首先，實行一面供給第1陶瓷與第2陶瓷其中一方之原料，一面對該原料照射能量束的步驟。例如，圖3之第2控制部250，依據三維資料，一面往雷射光掃描空間209供給SiC的粉末，一面對SiC的粉末照射紫外線。在本步驟及以下步驟中照射之能量束，並不限為紫外線，亦可為其他頻帶的光線。
接著，實行一面供給第1陶瓷原料與第2陶瓷原料，一面對該原料照射能量束的步驟。例如，第2控制部250，依據三維資料，一面往雷射光掃描空間209供給SiC的粉末與氧化鋁的粉末，一面對SiC的粉末與氧化鋁的粉末照射紫外線。
最後，實行一面供給第1陶瓷與第2陶瓷其中另一方之原料，一面對該原料照射能量束的步驟。例如，第2控制部250，依據三維資料，一面往雷射光掃描空間209供給氧化鋁的粉末，一面對氧化鋁的粉末照射紫外線。藉此，利用3D列印機200，形成具備SiC之基台121與邊界層129、及氧化鋁之吸附部123的疊層構造之載置台116。
在供給兩種陶瓷粉末並照射紫外線的步驟中，第2控制部250，改變SiC的粉末與氧化鋁的粉末之摻合比率而一面往雷射光掃描空間209供給，一面對該粉末照射紫外線。此時，第2控制部250，依據三維資料，將與基台之材料相同的SiC粉末之摻合比率從100％緩緩減少，連續地改變至0％而進行供給。此外，第2控制部250，依據三維資料，將與靜電吸盤120之材料相同的氧化鋁粉末之摻合比率從0％緩緩增加，連續地改變至100％而進行供給。
藉此，往雷射光掃描空間209供給之SiC的粉末與氧化鋁的粉末之摻合比率，從SiC多的狀態，往氧化鋁多的狀態改變，並往雷射光掃描空間209供給。第2控制部250，重複實行下述運作：對摻合比率改變之SiC與氧化鋁的粉末照射紫外線，使其熔解固化。藉此，將形成在SiC的基台121與氧化鋁的吸附部123之間的邊界層129傾斜疊層。
在此一製程，藉由將基台121與吸附部123之間的邊界層129傾斜疊層，而可改善載置台116之不同種類材料間的熱傳導率。此外，在此一製程，藉由將邊界層129傾斜疊層，而不具備將基台121與吸附部123黏接之黏接層，藉而可減少製造的步驟數，俾將製造的前置時間更為縮短。
以上，雖藉由上述實施形態說明零件形成方法及電漿處理裝置，但本發明之零件形成方法及電漿處理裝置，並未限定為上述實施形態，可在本發明之範圍內進行各種變形及改良。可將上述複數實施形態所記載之事項，在不矛盾的範圍予以組合。
本發明之電漿處理裝置，亦可應用Capacitively Coupled Plasma（CCP：電容耦合電漿）、Inductively Coupled Plasma（ICP：感應耦合電漿）、Radial Line Slot Antenna（輻射線槽孔天線）、Electron Cyclotron Resonance Plasma（ECR：電子迴旋共振電漿）、Helicon Wave Plasma（HWP：螺旋波電漿）之任一類型。
本說明書中，作為基板之一例，列舉晶圓W予以說明。然則，基板並未限定為此一形態，亦可為LCD（Liquid Crystal Display, 液晶顯示器）、FPD（Flat Panel Display, 平板顯示器）所使用之各種基板、CD基板、印刷基板等。
62:第1高頻電源 64:第2高頻電源 66,68:匹配器 87:邊緣環 100:電漿處理裝置 112:處理容器 112c:處理室 112p:開口 114:支持構件 116:載置台 117,121:基台 117a,121a:中央部 117b,121b:邊緣部 117c,121c:第1頂面 117d,121d:底面 119:供電體 120:靜電吸盤 121e:第2頂面 123:吸附部 125:電極膜 129:邊界層 130:上部電極 132:支持構件 134:頂板 134a:氣體噴吐孔 136:支持體 136a:氣體擴散室 136b:孔 136c:埠 138:配管 139:氣體供給部 150:排氣裝置 151:第1控制部 156,157,158,176,HN:加熱部 165,167,169,175,196,EM1:彈性構件 171:鎖緊構件 171a:筒狀部 171b:環狀部 171c:第1底面 171d:第2底面 117e:第2頂面 173:螺絲 180:第1膜 182:第2膜 186:絕緣性構件 200:3D列印機 202:平台 203:原料收納部 204:雷射掃描裝置 205:滾輪 206:光源 207:滾輪驅動部 208:雷射驅動部 209:雷射光掃描空間 210:腔室 211:雷射透射窗 250:第2控制部 252:CPU 254:ROM 256:RAM 258:顯示器 260:輸入裝置 A:雷射光 B:粉末 DSN,DS1,DS2,DS3:熱傳空間 FR:邊緣環 GV:閘閥 RN:區域 R1:第1區域 R2:第2區域 R3:第3區域 W:晶圓 S10,S12,S14,S16,S18,S20,S22,S24,S26,S28,S30,S32,S34:步驟
圖1係顯示一實施形態之電漿處理裝置的一例之圖。 圖2係放大顯示圖1所示之電漿處理裝置的載置台之一部分的圖。 圖3係顯示一實施形態之3D列印機的構成之一例的圖。 圖4係顯示一實施形態之零件形成處理的一例之流程圖。 圖5（1）～（6）係用於說明一實施形態之零件形成方法的圖。
S10,S12,S14,S16,S18,S20,S22,S24,S26,S28,S30,S32,S34:步驟

Claims (20)

  1. 一種靜電吸盤的形成方法，包含： 第1步驟，一面僅將碳化矽之原料與氧化鋁之原料鋪填至平台，一面對該碳化矽之原料與該氧化鋁之原料照射紫外線，使其熔解固化； 於該第1步驟中， 該碳化矽之原料與該氧化鋁之原料，係一面僅於縱方向改變各自的摻合比率，一面鋪填至該平台。
  2. 如請求項1所述之靜電吸盤的形成方法，更包含： 第2步驟，一面僅將碳化矽與氧化鋁其中一方之原料鋪填至該平台，一面對該原料照射紫外線，以僅使碳化矽與氧化鋁其中一方熔解固化；以及 第3步驟，一面僅將碳化矽與氧化鋁其中另一方之原料鋪填至該平台，一面對該原料照射紫外線，以僅使碳化矽與氧化鋁其中另一方熔解固化； 該第2步驟係於該第1步驟之前實行； 該第3步驟係於該第1步驟之後實行。
  3. 一種載置台的形成方法，該載置台係用於電漿處理裝置內，該載置台的形成方法包含： 第1步驟，一面僅將金屬之原料鋪填至平台，一面對該金屬之原料照射光學雷射，使其熔解固化，藉以形成基台； 第2步驟，於該基台上，一面僅將該金屬之原料與陶瓷之原料鋪填至該平台上，一面對該金屬之原料與該陶瓷之原料照射光學雷射，使其熔解固化，藉以於該基台上形成邊界層；以及 第3步驟，一面僅將該陶瓷之原料鋪填至該平台上，一面對該陶瓷之原料照射光學雷射，使其熔解固化，藉以形成陶瓷層； 於該第2步驟中， 該金屬之原料與該陶瓷之原料，係一面僅於縱方向改變各自的摻合比率，一面鋪填至該平台。
  4. 如請求項3所述之載置台的形成方法，其中， 該第2步驟，係一面連續地或階段式地改變供給至該基台上的該金屬之原料與陶瓷之原料的摻合比率而一面進行供給。
  5. 如請求項3所述之載置台的形成方法，其中， 依該第1步驟、該第2步驟及該第3步驟之順序，實行各步驟。
  6. 如請求項3所述之載置台的形成方法，其中， 依該第3步驟、該第2步驟及該第1步驟之順序，實行各步驟。
  7. 如請求項3所述之載置台的形成方法，更包含： 第4步驟，一面供給加熱部之原料一面對該加熱部之原料照射光學雷射，藉以形成加熱部層。
  8. 如請求項3所述之載置台的形成方法，更包含： 第5步驟，一面供給電極膜之原料，一面對該電極膜之原料照射光學雷射，藉以形成電極膜。
  9. 如請求項3所述之載置台的形成方法，其中， 於該基台，形成有流路。
  10. 如請求項3所述之載置台的形成方法，其中， 該原料係粉末狀。
  11. 一種電漿處理裝置，包含： 電漿處理容器； 電漿產生手段，於該電漿處理容器內產生用於對基板進行電漿處理之電漿；以及 靜電吸盤，配置於該電漿處理裝置內； 該靜電吸盤係包含邊界層的靜電吸盤，該邊界層，係藉由在一面僅將碳化矽之原料與氧化鋁之原料鋪填至平台一面對該碳化矽之原料與該氧化鋁之原料照射紫外線的步驟中，該碳化矽之原料與該氧化鋁之原料一面僅於縱方向改變各自的摻合比率一面鋪填至該平台而形成。
  12. 如請求項11所述之電漿處理裝置，其中， 該靜電吸盤更包含： 第1層，係藉由一面僅將該碳化矽與該氧化鋁其中一方之原料鋪填至該平台一面對該原料照射紫外線以僅使碳化矽與氧化鋁其中一方熔解固化的步驟所形成；以及 第2層，係藉由一面僅將碳化矽與氧化鋁其中另一方之原料鋪填至該平台一面對該原料照射紫外線以僅使碳化矽與氧化鋁其中另一方熔解固化的步驟所形成； 該邊界層係配置於該第1層與該第2層之間。
  13. 一種電漿處理裝置，包含： 電漿處理容器； 電漿產生手段，於該電漿處理容器內產生用於對基板進行電漿處理之電漿；以及 載置台，配置於該電漿處理裝置內； 該載置台包含： 第1層，係藉由一面僅將金屬之原料鋪填至平台一面對該金屬之原料照射光學雷射而使其熔解固化藉以形成基台的第1步驟所形成； 邊界層，係藉由在該基台上一面僅將該金屬之原料與陶瓷之原料鋪填至該平台一面對該金屬之原料與該陶瓷之原料照射光學雷射而使其熔解固化藉以於該基台上形成邊界層的第2步驟所形成；以及 第2層，係藉由一面僅將該陶瓷之原料鋪填至該平台一面對該陶瓷之原料照射光學雷射而使其熔解固化藉以形成陶瓷層的第3步驟所形成； 該邊界層，係藉由在該第2步驟中該金屬之原料與該陶瓷之原料一面僅於縱方向改變各自的摻合比率一面鋪填至該平台而形成。
  14. 如請求項13所述之電漿處理裝置，其中， 該邊界層，係藉由一面連續地或階段式地改變供給至該基台上的該金屬之原料與陶瓷之原料的摻合比率而形成。
  15. 如請求項13所述之電漿處理裝置，其中， 該載置台，係藉由依該第1步驟、該第2步驟及該第3步驟之順序實行各步驟而形成的載置台。
  16. 如請求項13所述之電漿處理裝置，其中， 該載置台，係藉由依該第3步驟、該第2步驟、該第1步驟之順序實行各步驟而形成的載置台。
  17. 如請求項13所述之電漿處理裝置，其中， 該載置台係更包含加熱部層的載置台，該加熱部層，係藉由一面供給加熱部之原料一面對該加熱部之原料照射光學雷射藉以形成加熱部層的第4步驟所形成。
  18. 如請求項13所述之電漿處理裝置，其中， 該載置台係更包含電極層的載置台，該電極層，係藉由一面供給電極膜之原料一面對該電極膜之原料照射光學雷射藉以形成電極膜的第5步驟所形成。
  19. 如請求項13所述之電漿處理裝置，其中， 於該基台，形成有流路。
  20. 請求項13所述之電漿處理裝置，其中， 該原料係粉末狀。
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