JP2008066707A - 静電吸着電極、基板処理装置および静電吸着電極の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 静電チャック40bにおいて、基材41とアルミナ溶射膜である第2の絶縁層44bとの間に基材41の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜によって形成された第1の絶縁層42bを介在させた。第1の絶縁層42bは緩衝層として機能することから、静電チャック40bの熱耐性が改善され、クラックの発生が抑制される。
【選択図】 図3
Description
Deposition)等のプラズマ処理が行なわれる。例えば、チャンバー内に一対の平行平板電極(上部および下部電極)を配置し、下部電極として機能するサセプタ(基板載置台)にガラス基板を載置した後、処理ガスをチャンバー内に導入するとともに、電極の少なくとも一方に高周波電力を印加して電極間に高周波電界を形成し、この高周波電界により処理ガスのプラズマを形成してガラス基板に対してプラズマ処理を施す。この際、ガラス基板は、サセプタ上に設けられた静電吸着電極によって、例えばクーロン力を利用して吸着固定されるようになっている。
基材と、
該基材上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層中に配設された電極と、
を備え、
前記絶縁層の一部または全部を、前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜によって形成したことを特徴とする、静電吸着電極を提供する。
基材と、
該基材上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層中に配設された電極と、
を備え、
前記絶縁層の一部または全部が、セラミックス溶射膜によって形成され、
前記基材は、前記絶縁層と隣接する上部部材と、該上部部材を支持する下部部材とを有し、
前記上部部材と、前記セラミックス溶射膜とは、線膨張係数の差の絶対値が14×10−6[/℃]以下であることを特徴とする、静電吸着電極を提供する。
基材の表面に第1の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の絶縁層の上に電極を形成する工程と、
前記電極を覆うように第2の絶縁層を形成する工程と、
を含み、
前記第1の絶縁層を形成する工程および/または前記第2の絶縁層を形成する工程では、溶射によって前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜を形成することを特徴とする、静電吸着電極の製造方法を提供する。
基材の表面に第1の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の絶縁層の上に電極を形成する工程と、
前記電極を覆うように第2の絶縁層を形成する工程と、
前記第2の絶縁層の基板保持面の一部または全部に、溶射によって前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜からなる被覆層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする、静電吸着電極の製造方法を提供する。
基材の表面に第1の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の絶縁層の上に電極を形成する工程と、
前記電極を覆うように第2の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の絶縁層および前記第2の絶縁層の側部に、溶射によって前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜からなる被覆層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする、静電吸着電極の製造方法を提供する。
すなわち、ガス通路9に供給された伝熱ガスは、サセプタ基材4aと静電チャック40の基材41との境界に形成されたガス溜り9aを介して一旦水平方向に拡散した後、静電チャック40内に形成されたガス供給連通穴9bを通り、静電チャック40の表面から基板Gの裏側に噴出する。このようにして、サセプタ4の冷熱が基板Gに伝達され、基板Gが所定の温度に維持される。
まず、被処理体である基板Gは、ゲートバルブ22が開放された後、図示しないロードロック室から基板搬入出口21を介してチャンバー2内へと搬入され、サセプタ4上に形成された静電チャック40上に載置される。この場合に、基板Gの受け渡しはサセプタ4の内部を挿通しサセプタ4から突出可能に設けられたリフターピン(図示せず)を介して行われる。その後、ゲートバルブ22が閉じられ、排気装置20によって、チャンバー2内が所定の真空度まで真空引きされる。
<第1の例>
まず、第1の実施形態の第1の例に係る静電チャック40aについて説明する。図2は、静電チャック40aの断面図である。この静電チャック40aは、基材41の上に第1の絶縁層42aが設けられ、この第1の絶縁層42aの上に電極43が設けられ、この電極43の上に第2の絶縁層44aが設けられている。基材41の材質としてはアルミニウムが例示される。また、電極43の材質はタングステン、モリブデンなどの金属材料が好ましい。なお、図2において符号50は基板保持面であり、符号50aは、基板保持面50に形成された複数の凸部を示す(図3〜図7において同様である)。これらの凸部50aは、その頂面で基板Gを支持するとともに、凸部50aどうしの間隙(基板Gの裏面側空間)にガス通路9(図1参照)を介してHeガスなどの伝熱ガスが供給されるようになっている。
次に、第1の実施形態の第2の例に係る静電チャック40bについて詳細に説明する。図3は、静電チャック40bの断面図である。この静電チャック40bは、基材41の上に第1の絶縁層42bが設けられ、この第1の絶縁層42bの上に電極43が設けられ、この電極43の上に第2の絶縁層44bが設けられている。基材41の材質としてはアルミニウムが例示される。また、電極43の材質はタングステン、モリブデンなどの金属材料が好ましい。
次に、第1の実施形態の第3の例に係る静電チャック40cについて詳細に説明する。図4は、静電チャック40cの断面図である。この静電チャック40cは、基材41の上に第1の絶縁層42cが設けられ、この第1の絶縁層42cの上に電極43が設けられ、この電極43の上に第2の絶縁層44cが設けられている。基材41の材質としてはアルミニウムが例示される。また、電極43の材質はタングステン、モリブデンなどの金属材料が好ましい。
本実施形態では、クラックの起点となりやすい表面層である第2の絶縁層44cを基材41の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜によって形成することにより、静電チャック40cの熱耐性を改善し、クラックの発生を抑制している。また、第1の絶縁層42cとして、体積抵抗率の大きなアルミナ(Al2O3)溶射膜を用いることにより、十分な耐電圧性能を確保している。
次に、第1の実施形態の第4の例に係る静電チャック40dについて詳細に説明する。図5は、静電チャック40dの断面図である。この静電チャック40dは、基材41の上に第1の絶縁層42dが設けられ、この第1の絶縁層42dの上に電極43が設けられ、この電極43の上に第2の絶縁層44dが設けられ、さらに、第2の絶縁層44dの上に表面層としての第3の絶縁層45が設けられている。基材41の材質としてはアルミニウムが例示される。また、電極43の材質はタングステン、モリブデンなどの金属材料が好ましい。
次に、第1の実施形態の第5の例に係る静電チャック40eについて詳細に説明する。図6は、静電チャック40eの断面図である。この静電チャック40eは、基材41の上に第1の絶縁層42eが設けられ、この第1の絶縁層42eの上に電極43が設けられ、この電極43の上に第2の絶縁層44eが設けられ、さらに、第1の絶縁層42eおよび第2の絶縁層44eを囲むように、周縁部被覆層46が設けられている。周縁部被覆層46の上部には、周縁台形状部47が形成されている。この周縁台形状部47は、基板保持面50の最も外側の領域をなし、その頂部で基板Gの下面の周縁部を支持するとともに、基板Gの裏面側に空間を形成し、この空間にガス通路9を介してHeガスなどの伝熱ガスが供給され、基板Gが温度調節される。周縁台形状部47の高さは、例えば50〜250μmとすることができる。基材41の材質としてはアルミニウムが例示される。また、電極43の材質は例えばタングステン、モリブデンなどの金属材料が好ましい。
次に、第1の実施形態の第6の例に係る静電チャック40fについて詳細に説明する。図7は、静電チャック40fの断面図である。この静電チャック40fは、基材41の上に第1の絶縁層42fが設けられ、この第1の絶縁層42fの上に電極43が設けられ、この電極43の上に第2の絶縁層44fが設けられ、さらに、第2の絶縁層44fに形成された周縁台形状部47の頂部を被覆する台形状部被覆層48が設けられている。この周縁台形状部47は、基板保持面50の最も外側の領域をなし、その頂部で基板Gの下面の周縁部を支持するとともに、基板Gの裏面側に空間を形成し、この空間にガス通路9を介してHeガスなどの伝熱ガスが供給され、基板Gが温度調節される。周縁台形状部47の高さは、例えば50〜250μmとすることができる。基材41の材質としてはアルミニウムが例示される。また、電極43の材質は例えばタングステン、モリブデンなどの金属材料が好ましい。
表1に示す材質の基材41と溶射膜(第1の絶縁層42および第2の絶縁層44)とを組合せて作製した静電チャックA〜Cに対して、昇温→降温の温度サイクルを5回繰り返し、クラックの発生の有無を確認した。溶射膜は、第1の絶縁層42および第2の絶縁層44ともに同じ材質とした。本耐熱試験におけるチラー設定温度、温度サイクル条件および静電チャック40の表面温度の実測値は表1に示す通りである。また、クラック発生の有無はカラーチェック法(溶剤除去性染色浸透深傷検査法)に基づき判定した。その結果を併せて表1に示した。
例えば、本発明の処理装置については、下部電極に高周波電力を印加するRIEタイプの容量結合型平行平板プラズマエッチング装置を例示して説明したが、エッチング装置に限らず、アッシング、CVD成膜等を行なう他の種類のプラズマ処理装置に適用することができるし、上部電極に高周波電力を供給するタイプであっても、また容量結合型に限らず誘導結合型であってもよく、被処理基板は、FPD用ガラス基板Gに限られず半導体ウエハであってもよい。
2 チャンバー
3 絶縁板
4 サセプタ
5a 絶縁膜
11 シャワーヘッド
20 排気装置
25 高周波電源
26 直流電源
40,140 静電チャック
41,141 基材
42,142 第1の絶縁層
43,143 電極
44,144 第2の絶縁層
45 第3の絶縁層
46 周縁部被覆層
47 周縁台形状部
48 台形状部被覆層
50,150 基板保持面
141a 上部部材
141b 下部部材
141c 凸状部
141d フランジ部
161 ねじ
Claims (36)
- 基板処理装置において基板を静電力により吸着保持する基板保持面を備えた静電吸着電極であって、
基材と、
該基材上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層中に配設された電極と、
を備え、
前記絶縁層の一部または全部を、前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜によって形成したことを特徴とする、静電吸着電極。 - 前記基板保持面をなす前記絶縁層表面の一部または全部に、前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜を形成したことを特徴とする、請求項1に記載の静電吸着電極。
- 前記基板保持面の周縁部に、前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜を形成したことを特徴とする、請求項2に記載の静電吸着電極。
- 前記絶縁層は、前記電極より下層の第1の絶縁層と、前記電極より上層の第2の絶縁層とを含んで構成されており、
少なくとも前記第1の絶縁層または前記第2の絶縁層のいずれかを、前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜によって形成したことを特徴とする、請求項1に記載の静電吸着電極。 - 前記絶縁層は、前記電極より下層の第1の絶縁層と、前記電極より上層の第2の絶縁層と、該第2の絶縁層より上層の表面層とを含んで構成されており、
前記表面層を、前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜によって形成したことを特徴とする、請求項1に記載の静電吸着電極。 - 前記表面層の膜厚は50〜250μmである、請求項5に記載の静電吸着電極。
- 前記基板保持面の周縁部および側部を前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜によって形成したことを特徴とする、請求項1に記載の静電吸着電極。
- 前記基板保持面の周縁部には段差が設けられて周縁台形状部を形成しており、該周縁台形状部を前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜によって形成したことを特徴とする、請求項1に記載の静電吸着電極。
- 前記基板保持面の周縁部には段差が設けられて周縁台形状部を形成しており、該周縁台形状部の頂面を、前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜によって被覆したことを特徴とする、請求項1に記載の静電吸着電極。
- 前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜の膜厚が50〜250μmであることを特徴とする、請求項9に記載の静電吸着電極。
- 前記基材がアルミニウムであり、前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜は、YF3(フッ化イットリウム)、MgO(酸化マグネシウム)、および2MgO・SiO2(フォルステライト)のいずれかであることを特徴とする、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の静電吸着電極。
- 前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜によって形成された部分以外の絶縁層をAl2O3(アルミナ)の溶射膜によって形成したことを特徴とする、請求項11に記載の静電吸着電極。
- 前記基材がステンレス鋼またはチタンであり、前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜は、Al2O3(アルミナ)、Y2O3(イットリア)、YF3(フッ化イットリウム)、MgO(酸化マグネシウム)、および2MgO・SiO2(フォルステライト)のいずれかであることを特徴とする、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の静電吸着電極。
- 基板処理装置において基板を静電力により吸着保持する基板保持面を備えた静電吸着電極であって、
基材と、
該基材上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層中に配設された電極と、
を備え、
前記絶縁層の一部または全部が、セラミックス溶射膜によって形成され、
前記基材は、前記絶縁層と隣接する上部部材と、該上部部材を支持する下部部材とを有し、
前記上部部材と、前記セラミック溶射膜とは、線膨張係数の差の絶対値が14×10−6[/℃]以下であることを特徴とする、静電吸着電極。 - 前記基板保持面をなす前記絶縁層表面の一部または全部に、前記セラミックス溶射膜を形成したことを特徴とする、請求項14に記載の静電吸着電極。
- 前記基板保持面の周縁部に、前記セラミックス溶射膜を形成したことを特徴とする、請求項14に記載の静電吸着電極。
- 前記絶縁層は、前記電極より下層の第1の絶縁層と、前記電極より上層の第2の絶縁層とを含んで構成されており、
少なくとも前記第1の絶縁層または前記第2の絶縁層のいずれかを、前記セラミックス溶射膜によって形成したことを特徴とする、請求項14に記載の静電吸着電極。 - 前記絶縁層は、前記電極より下層の第1の絶縁層と、前記電極より上層の第2の絶縁層と、該第2の絶縁層より上層の表面層とを含んで構成されており、
前記表面層を、前記セラミックス溶射膜によって形成したことを特徴とする、請求項14に記載の静電吸着電極。 - 前記表面層の膜厚は50〜250μmである、請求項18に記載の静電吸着電極。
- 前記基板保持面の周縁部および側部を前記セラミックス溶射膜によって形成したことを特徴とする、請求項14に記載の静電吸着電極。
- 前記基板保持面の周縁部には段差が設けられて周縁台形状部を形成しており、該周縁台形状部を前記セラミックス溶射膜によって形成したことを特徴とする、請求項14に記載の静電吸着電極。
- 前記基板保持面の周縁部には段差が設けられて周縁台形状部を形成しており、該周縁台形状部の頂面を、前記セラミックス溶射膜によって被覆したことを特徴とする、請求項14に記載の静電吸着電極。
- 前記セラミックス溶射膜の膜厚が50〜250μmであることを特徴とする、請求項22に記載の静電吸着電極。
- 前記基材はその上面の中央に凸状部を有し、該凸状部の外周側がフランジ部を形成しており、前記絶縁層は前記凸状部の頂面および側面に形成され、前記絶縁層の前記頂面部分の表面が前記基板保持面を構成することを特徴とする、請求項14に記載の静電吸着電極。
- 前記基材の前記上部部材は、前記凸状部と、その外周部の前記フランジ部の一部を含むことを特徴とする、請求項24に記載の静電吸着電極。
- 前記上部部材と前記下部部材とはねじ止めされていることを特徴とする、請求項14から請求項25に記載の静電吸着電極。
- 前記基材の前記上部部材がステンレス鋼またはチタンであり、前記セラミックス溶射膜は、Al2O3(アルミナ)、Y2O3(イットリア)、YF3(フッ化イットリウム)、MgO(酸化マグネシウム)および2MgO・SiO2(フォルステライト)のいずれかであることを特徴とする、請求項14から請求項26に記載の静電吸着電極。
- 前記上部部材がステンレス鋼であり、前記下部部材がアルミニウムであり、前記セラミックス溶射膜はAl2O3(アルミナ)であることを特徴とする、請求項27に記載の静電吸着電極。
- 前記下部部材の表面に陽極酸化被膜が形成されていることを特徴とする請求項28に記載の静電吸着電極。
- 前記基板保持面は、最長部寸法が450mm以上であることを特徴とする、請求項1から請求項29のいずれか1項に記載の静電吸着電極。
- 基板を収容するチャンバーと、
請求項1から請求項30のいずれか1項に記載された静電吸着電極と、
前記静電吸着電極に保持された基板に対して所定の処理を施す処理機構と
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - フラットパネルディスプレイの製造に用いられるものである、請求項31に記載の基板処理装置。
- 前記処理機構は、基板に対し、プラズマエッチング処理を行なうものであることを特徴とする、請求項31または請求項32に記載の基板処理装置。
- 基板処理装置において基板を吸着保持するための静電吸着電極の製造方法であって、
基材の表面に第1の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の絶縁層の上に電極を形成する工程と、
前記電極を覆うように第2の絶縁層を形成する工程と、
を含み、
前記第1の絶縁層を形成する工程および/または前記第2の絶縁層を形成する工程では、溶射によって前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜を形成することを特徴とする、静電吸着電極の製造方法。 - 基板処理装置において基板を吸着保持するための静電吸着電極の製造方法であって、
基材の表面に第1の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の絶縁層の上に電極を形成する工程と、
前記電極を覆うように第2の絶縁層を形成する工程と、
前記第2の絶縁層の基板保持面の一部または全部に、溶射によって前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜からなる被覆層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする、静電吸着電極の製造方法。 - 基板処理装置において基板を吸着保持するための静電吸着電極の製造方法であって、
基材の表面に第1の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の絶縁層の上に電極を形成する工程と、
前記電極を覆うように第2の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の絶縁層および前記第2の絶縁層の側部に、溶射によって前記基材の線膨張係数との差の絶対値が14×10−6[/℃]以下である線膨張係数を有するセラミックス溶射膜からなる被覆層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする、静電吸着電極の製造方法。
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