静电吸附装置、等离子体处理装置及等离子体处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及静电吸附装置、等离子体处理装置及等离子体处理方法。可不引起异常放电或绝缘破坏地稳定吸附保持绝缘体的基板。其载置玻璃基板（Ｇ）的载置台（１０）是在基底部件（１２）之上设置了例如由铝构成的矩形块状基座（１４）和包围此基座（１４）的由绝缘体如石英构成的矩形框状聚焦环（１６），在基座（１４）的主面上设置了由借助于各种喷镀法形成的下部电介质层（１８）、电极层（２０）及上部电介质层（２２）的三层结构所构成的静电吸附部（２４）。下部电介质层（１８）以及上部电介质层（２２）由体积固有电阻值在１×１０↑［１４］Ω.ｃｍ以上的氧化铝、氧化锆的陶瓷构成。直流电源（３４）的输出端子电气连接到电极层（２０）。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用静电吸附固定由绝缘体构成的被处理基板的静电吸附装置以及使用该静电吸附装置的等离子体处理装置及等离子体处理方法。
技术介绍
在平面板显示器(FPD)的面板的制造中，一般来说，在由玻璃等的绝缘体构成的基板上形成像素的器件或电极以及布线。在面板制造的各种工艺中，在蚀刻、CVD、灰化及溅射等的微细加工中利用了等离子体。在进行这样的等离子体处理的制造装置中，在可以减压的处理容器内将基板装置在载置台之上，将基板的上面(被处理面)暴露在处理气体的等离子体中来进行加工处理。在这样的情况下，有必要抑制由等离子体处理中的发热引起的温度上升并对基板的温度进行一定的控制，为此，在将由冷却装置调温过的冷却介质循环供应到载置台内的冷却介质通路中的同时，通过载置台的中间而向基板的背面供应He气等传热性良好的气体来间接地冷却基板的方式是经常被使用的。这样的冷却方式有必须具有为了抗住He气的供给压力而将基板固定保持在载置台上的机构。图13显示了在等离子体处理装置中借助于静电吸附力保持绝缘体的基板的现有的静电吸附装置。在这样的静电吸附装置中，载置台200在基底部件202之上设置了由导电体构成的基座204和由绝缘体构成的聚焦环206。绝缘基板G使基板周围的边缘部盖在聚焦环206的上面地被装载在基座204的上面。冷却介质通路208设置在基座204的内部，来自冷却装置(图中没有表示)的冷却介质会流过冷却介质通路208。另外，在基座204的上面设置了多个的通孔210，通过这些通孔210在基板G的背面以给定的压力提供来自He气供给部(图中没有表示)的传热用的He气。在基座204中，施加了比高频电源高数MHz～数十MHz的高频。在等离子体处理中在基板G的上面生成处理气体的等离子体PZ。可以用来自高频电源212的高频生成这样的等离子体PZ，也可以用图中没有表示的别的高频电源的高频来生成这样的等离子体PZ。在后一种情况下，在基座204上由高频电源212施加的高频是用于将等离子体PZ中的离子引入到基板G的被处理面上的偏置。另外，在基座204上由DC(直流)电源214施加数kV左右的DC电压。在这样的DC电压是正极性的电压的情况下，在基板G的上面(被处理面)上吸引并积蓄了等离子体PZ中的负的电荷(电子、负离子)，这样一来，在在基板G的上面的负的面电荷与基座204之间的相互的吸引的静电力(库仑力)起作用，靠这样的静电吸引力基板G被吸附在基座204上。图14是改善上述静电吸附装置(图13)的现有技术。在这样的静电吸附装置中，用绝缘体层216覆盖基座204的上面。通孔210从基座204的内部的气体流路开始贯通基座204的上面部和绝缘体层216来形成。FPD用的绝缘基板在近年来大型化的要求越来越高。在上述的静电吸附装置中，由于绝缘基板的尺寸越大，基板由于热应力就越容易翘曲，必须增加在基板温度的控制中使用的传热气体(He气)的供给压力，与此相伴随的是有必要增大用于固定保持基板的静电吸附力。然而，为了增加静电吸附力而在基座上施加的DC电压如果变高的化，会出现容易引起异常放电(几乎都是电弧放电)及绝缘破坏等的问题。实际上，在图13的现有例中，随着绝缘基板G的大型化，如果从应该增大静电吸附力的DC电源214向基座204施加的DC电压变高的话，就容易在基座204上面的周围的周边部与等离子体PZ之间产生异常放电，容易产生基座204的破坏(电极破坏)。在此方面，在图14的现有例子中，由绝缘体层216在某种程度上能抑制上述那样的异常放电。然而，另外，存在发生来自在基座204和聚焦环206之间的缝隙或通孔210内露出的基座204等的异常放电的风险。另外，如果基座204的温度上升，由基座204的膨胀率与绝缘体层216的膨胀率的差在绝缘体层216上施加了大的热应力，容易在绝缘体层216中引起裂纹。基板的尺寸越大(一般来说基板的最长部分的尺寸是500mm以上)，越容易产生这样的裂纹。另外，载置台200上的基板G的吸附不良、边缘部损坏或装载偏离(传送偏离)等也是异常放电的原因，现有技术对这些问题没有有效的解决办法。这样，如果DC电压变高的话，容易产生异常放电或绝缘破坏等，难以增大静电吸附力，进而难以对大型的基板进行面内均匀的温度控制，从而难以进行面内均匀的等离子体处理。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对上述的现有技术的问题，提供不发生异常放电或绝缘破坏并能对绝缘基板增大保持力的可靠性高的静电吸附装置。本专利技术的另外的目的是，提供与绝缘基板的大型化相对应的能确实稳定保持基板的安稳的静电吸附装置。本专利技术的另外的目的是，提供与绝缘基板的大型化相对应的能确实稳定保持基板的、对基板的各个部分的温度进行均匀的控制、在基板上进行面内的均匀的等离子体处理的等离子体处理装置和等离子体处理方法。本专利技术的另外的目的是，提供能防止起因于载置台上的基板G的保持不良、边缘部损坏或起因于装载偏离的异常放电的等离子体处理装置和等离子体处理方法。为了达到上述目的，本专利技术的静电吸附装置是用于在生成等离子体的空间中保持由绝缘体构成的被处理基板的基板保持装置，具有由用于支持上述基板的导电体构成的基座，在上述基座的主面上用喷镀法形成的第一电介质层，在上述第一电介质层之上用喷镀法形成的电极层，在上述电极层之上用喷镀法形成的第二电介质层，在上述电极层上施加DC(直流)电压的DC电压施加部；通过在上述电极层上施加DC电压，在载置在上述第二电介质层之上的上述基板的被处理面上积蓄电荷，借助于上述电荷与上述电极层之间起作用的静电引力吸附并保持上述基板。在上述的结构中，来自DC电压施加部的DC电压施加在利用第一及第二电介质层从周围完全绝缘分离的电极层上，没有直接施加在基座上。这样，在基座与等离子体之间当然很难发生异常放电，也能防止施加了DC电压的电极层与等离子体之间的异常放电。对第一及第二电介质层来说，对于高压的DC电压来说在保证作为绝缘体的可靠性的方面，上述第一及第二电介质层的体积固有电阻值优选在1×1014Ω·cm以上，作为材质来说，优选的情况是上述第一及第二电介质层的材料是由以Al2O3及ZrO2中的至少一个为主要成分的陶瓷。按照本专利技术的一适当形态，采用的结构是用于控制上述基板的温度的传热气体的通孔从基座贯穿到上述第二电介质层的上面而设置，上述电极层不在通孔的内壁面露出。按照这样的通孔内壁的结构，即使传热气体的泄漏途径发生在基板与第二电介质层之间，但电极层并不与等离子体电气地结合，不会产生异常放电。另外，可以在基座上设置以冷却方式或加热方式实现基板的温度控制用的冷却机构或加热机构。按照本专利技术的一优选形态，按照希望的功率将来自高频电源的高频施加到基座上。在这样的情况下，优选的结构是，DC电源施加部的构造是具有输出DC电压的直流电源和实质上隔断了来自该高频电源的高频并且使DC电压通过的电阻器或低通滤波器。基于这样的电阻器或低通滤波器的高频隔断功能，能保护DC电压施加部不受来自基座侧的高频的影响。按照本专利技术的一个样式，基座通过电阻器接地到地。如果从DC电压施加部向电极层施加DC电压，借助于使第一电介质层介于中间的电容耦合，基座的电位也上升到该DC电压附近，使上述电阻器介于中间，基座的电位下降到地电场附近，能够防止基座与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电吸附装置，用于在生成等离子体的空间中通过静电吸附并保持由绝缘体构成的被处理基板，其特征在于，具有：由用于支持所述基板的导电体构成的基座；在所述基座的主面上用喷镀法形成的第一电介质层；在所述第一电介质层之上用喷 镀法形成的电极层；在所述电极层之上用喷镀法形成的第二电介质层；和在所述电极层上施加ＤＣ电压的ＤＣ电压施加部，通过在所述电极层上施加所述ＤＣ电压，在载置于所述第二电介质层之上的所述基板的被处理面上积蓄电荷，借助于在所述 电荷与所述电极层之间起作用的静电吸引力吸附并保持所述基板。

【技术特征摘要】
JP 2003-10-31 2003-3733891.一种静电吸附装置，用于在生成等离子体的空间中通过静电吸附并保持由绝缘体构成的被处理基板，其特征在于，具有由用于支持所述基板的导电体构成的基座；在所述基座的主面上用喷镀法形成的第一电介质层；在所述第一电介质层之上用喷镀法形成的电极层；在所述电极层之上用喷镀法形成的第二电介质层；和在所述电极层上施加DC电压的DC电压施加部，通过在所述电极层上施加所述DC电压，在载置于所述第二电介质层之上的所述基板的被处理面上积蓄电荷，借助于在所述电荷与所述电极层之间起作用的静电吸引力吸附并保持所述基板。2.如权利要求1所述的静电吸附装置，其特征在于所述第一及第二电介质层的体积固有电阻值在1×1014Ω·cm以上。3.如权利要求1或2所述的静电吸附装置，其特征在于设置了从所述基座贯穿到所述第二电介质层的用于控制所述基板的温度的传热气体的通孔，所述电极层不在所述通孔的内壁面上露出。4.如权利要求1或2所述的静电吸附装置，其特征在于以期望功率输出高频的高频电源电连接到所述基座。5.如权利要求4所述的静电吸附装置，其特征在于所述DC电压施加部具有输出所述DC电压的直流电源和实质性地隔断来自所述高频电源的高频并且使所述DC电压通过的电阻器或低通滤波器。6.如权利要求5所述的静电吸附装置，其特征在于所述DC电压施加部通过电阻器来接地。7.如权利要求6所述的静电吸附装置，其特征在于所述电阻器具有1MΩ～10MΩ的电阻值。8.如权利要求1所述的静电吸附装置，其特征在于在所述第一电介质层和所述基座之间插入具有在所述第一电介质层的膨胀率和所述基座的膨胀率之间的膨胀率的热应力缓冲材料。9.如权利要求1所述的静电吸附装置，其特征在于所述第一及第二电介质层由以Al2O3及ZrO2中的至少一个为主要成分的陶瓷构成。10.如权利要求1所述的静电吸附装置，其特征在于所述基座由Al金属构成，所述热应力缓冲材料由Ni-5Al合金构成。11.如权利要求1所述的静电吸附装置，其特征在于用于冷却所述基板的冷却机构设置在所述基座上。12.如权利要求1所述的静电吸附装置，其特征在于用于加热所述基板的加热机构设置在所述基座上。13.一种等离子体处理装置，对由绝缘体构成的被处理基板实施所要求的等离子体处理，其特征在于，具有提供用于所述等离子体处理的处理空间的处理容器；用于在所述处理容器内保持所述基板的如权利要求1所述的静电吸附装置；向所述处理室内供应处理气体的处理气体供给部；对所述处理室的室内进行排气的排气部；和在所述处理室内生成处理气体的等离子体的等离子体生成部。14.一种等离子体处理装置，对由绝缘体构成的被处理基板实施所要求的等离子体处理，其特征在于，具有提供用于所述等离子体处理的处理空间的处理容器；用于在所述处理容器内保持所述基板的如权利要求3所述的静电吸附装置；对所述处理基板实施规定的等离子体处理的处理室；向所述处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：里吉务，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]