JP4542959B2 - 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

Description

本発明は、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に関し、詳細には、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）等の製造過程において、ガラス基板等の基板を吸着保持する為に使用される静電吸着電極、該静電吸着電極を備えた基板処理装置および静電吸着電極の製造方法に関する。

ＦＰＤの製造過程では、被処理体であるガラス基板に対してドライエッチングやスパッタリング、ＣＶＤ（Chemical Vapor 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。

このような静電吸着電極としては、例えば金属などの導電性材料により形成された基材の上に、絶縁層、電極層および絶縁層を順に積層した構造を有するものが知られており、該電極層に電圧を印加することによりクーロン力を発生させてガラス基板を吸着固定できるようになっている。そして、前記基材上に形成される絶縁層としては、セラミックスなどの溶射絶縁膜が知られているが、溶射絶縁膜は耐電圧性能に限界があるため、溶射絶縁膜に換えてポリイミドフィルムを使用することが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。

上記従来技術のように、絶縁層にポリイミドフィルムを使用するメリットとして、耐電圧性能に優れていることが挙げられる。つまり、耐電圧性能の高いポリイミドフィルムの絶縁膜は、溶射絶縁膜に比べて同じ耐電圧特性を得るための膜厚を薄くすることができる。また、薄膜化できることにより、アルミニウムなどの材質からなる基材の熱膨張への追随性も向上させることが可能になる。

また、溶射絶縁膜の場合には、膜中の気孔を塞ぎ、耐電圧性能を改善するための含浸処理が必須であり、それに伴い工程数、労力が多くなることや、局所的な含浸不良箇所が存在すると耐電圧性能が著しく低下するという問題があるが、ポリイミドフィルムを使用することにより、これらの問題は解決される。
特開２００２−６４１３４号公報（特許請求の範囲など） 特開２００１−２８４３２８号公報（図３など）

前記のように静電吸着電極は、絶縁層の間に電極層を介在させ、そこに電圧を印加するために、直流電源との電気的接続を図る必要がある。上記従来技術では、電極層として金属箔や金属板を使用しているが、これら金属箔や金属板をポリイミドフィルムに積層して使用する場合には、直流電源に接続された給電部材と電極層との接合部位の電気的接続を確保することが難しく、この部分が接続不良になると、静電吸着電極としての機能が維持できない、という問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、絶縁層の一部としてポリイミドフィルムなどの耐熱性合成樹脂フィルムを使用しながら、電極層への電気的接続を十分に確保できる静電吸着電極を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点は、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であって、
基材と、
該基材上に設けられた第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層よりも上層に設けられた電極層と、
前記電極層よりも上層に設けられた第２の絶縁層と、
を備え、
前記第１の絶縁層は、耐熱性合成樹脂フィルムにより形成され、
前記電極層は、導電性フィルム領域と、該導電性フィルム領域に形成された開口部を埋める溶射領域と、を有し、
前記第２の絶縁層は、前記電極層に塗布されたプライマーを介して溶射により形成されていることを特徴とする、静電吸着電極を提供する。

本発明の第２の観点は、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であって、
基材と、
該基材上に設けられた第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層よりも上層に設けられた電極層と、
前記電極層よりも上層に設けられた第２の絶縁層と、
を備え、
前記第１の絶縁層は、耐熱性合成樹脂フィルムにより形成され、
前記電極層は、前記第１の絶縁層に塗布されたプライマーを介して溶射により形成され、
前記第２の絶縁層は、前記電極層の上に溶射により形成されていることを特徴とする、静電吸着電極を提供する。

本発明の第３の観点は、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であって、
基材と、
該基材上に設けられた第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層よりも上層に設けられた電極層と、
前記電極層よりも上層に設けられた第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層よりも上層に設けられた第３の絶縁層と、
を備え、
前記第１の絶縁層は、耐熱性合成樹脂フィルムにより形成され、
前記電極層は、前記第１の絶縁層に塗布されたプライマーを介して溶射により形成され、
前記第２の絶縁層は、耐熱性合成樹脂フィルムにより形成され、
前記第３の絶縁層は、前記第２の絶縁層に塗布されたプライマーを介して溶射により形成されていることを特徴とする、静電吸着電極を提供する。

上記第１および第２の観点において、前記第２の絶縁層をセラミックス溶射膜とすることができ、上記第３の観点において、前記第３の絶縁層をセラミック溶射膜とすることができる。また、上記第１〜第３の観点において、前記第１の絶縁層である耐熱性合成樹脂フィルムには開口が設けられ、該開口内に導電性材料が溶射されて溶射部を形成していることが好ましい。この場合、前記溶射部は、前記電極層に電圧を印加するための電気的接続部に形成されていることがより好ましい。

本発明の第４の観点は、上記第１〜第３の観点のいずれかに記載された静電吸着電極を備えた基板処理装置が提供される。この基板処理装置は、フラットパネルディスプレイの製造に用いられるものとすることができる。また、基板に対し、プラズマエッチング処理を行なうプラズマエッチング装置とすることができる。

本発明の第５の観点は、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、
開口部を有する耐熱性合成樹脂フィルムと開口部を有する導電性フィルムとを前記開口部が重なるように接着した積層体を、基材の上に貼付して、前記基材側から順に第１の絶縁層および電極層を形成する工程と、
前記第１の絶縁層と前記電極層に形成された開口部に導電性材料を溶射して溶射部を形成する工程と、
前記電極層の上にプライマーを塗布する工程と、
塗布されたプライマー上に絶縁材料を溶射して第２の絶縁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。

本発明の第６の観点は、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、
基材の上に、開口部を有する耐熱性合成樹脂フィルムを貼付して第１の絶縁層を形成する工程と、
前記第１の絶縁層の上にプライマーを塗布する工程と、
塗布されたプライマー上に導電性材料を溶射して電極層を形成する工程と、
前記電極層の上に、絶縁材料を溶射して第２の絶縁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。

本発明の第７の観点は、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、
基材の上に、開口部を有する耐熱性合成樹脂フィルムを貼付して第１の絶縁層を形成する工程と、
前記第１の絶縁層の上にプライマーを塗布する工程と、
塗布されたプライマー上に導電性材料を溶射して電極層を形成する工程と、
前記電極層の上に、耐熱性合成樹脂フィルムを積層して第２の絶縁層を形成する工程と、
前記第２の絶縁層の上にプライマーを塗布する工程と、
塗布されたプライマー上に絶縁材料を溶射して第３の絶縁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。

上記第６の観点および第７の観点において、前記電極層を形成する工程の前に、前記耐熱性合成樹脂フィルムの開口部に導電性材料を溶射して溶射部を形成する工程を含むことが好ましい。

本発明の静電吸着電極によれば、少なくとも基材に隣接する絶縁層として、耐電圧特性が高く薄膜化が可能な耐熱性合成樹脂フィルムを使用するとともに、電極層の少なくとも一部を溶射により形成することで、給電線との電気的接続を十分に確保することが可能になる。従って、本発明の静電吸着電極は、絶縁層の膜厚が薄く、基材の熱膨張への追随性が高く、吸着能に優れ、かつ耐電圧性能に優れたものである。

また、本発明の静電吸着電極の製造方法によれば、上記静電吸着電極を、短期間に、少ない工程数で、かつ低コストに製造できる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る静電吸着電極としての静電チャックを備えた処理装置の一例であるプラズマエッチング装置を示す断面図である。図１に示すように、プラズマエッチング装置１は、矩形をした被処理体であるＦＰＤ用ガラス基板などの基板Ｇに対してエッチングを行なう容量結合型平行平板プラズマエッチング装置として構成されている。ここで、ＦＰＤとしては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネセンス（Electro Luminescence；ＥＬ）ディスプレイ、蛍光表示管（Vacuum Fluorescent Display；ＶＦＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等が例示される。なお、本発明の処理装置は、プラズマエッチング装置にのみ限定されるものではない。

このプラズマエッチング装置１は、例えば表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムからなる角筒形状に成形されたチャンバー２を有している。このチャンバー２内の底部には絶縁材からなる角柱状の絶縁板３が設けられており、この絶縁板３の上には、基板Ｇを載置するためのサセプタ４が設けられている。基板載置台であるサセプタ４は、サセプタ基材４ａと、サセプタ基材４ａの上に設けられた静電チャック４０と、を有している。なお、サセプタ基材４ａの外周には、絶縁膜５が形成されて絶縁被覆されている。

静電チャック４０は、アルミニウムなどの導電性材料からなる基材４１を有しており、この基材４１の上面には、下から順に、第１の絶縁層としての合成樹脂フィルム４２、電極層としての導電性フィルム４３および第２の絶縁層としてのセラミックス溶射膜４４が積層されている。静電チャック４０は、合成樹脂フィルム４２とセラミックス溶射膜４４との間の導電性フィルム４３に、直流電源２６から給電線２７を介して直流電圧を印加することにより、例えばクーロン力によって基板Ｇを静電吸着する。なお、静電チャック４０の詳細な構造については後述する。

前記絶縁板３およびサセプタ基材４ａ、さらには静電チャック４０には、これらを貫通するガス通路９が形成されている。このガス通路９を介して伝熱ガス、例えばＨｅガスなどが被処理体である基板Ｇの裏面に供給される。
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。

サセプタ基材４ａの内部には、冷媒室１０が設けられている。この冷媒室１０には、例えばフッ素系液体などの冷媒が冷媒導入管１０ａを介して導入され、かつ冷媒排出管１０ｂを介して排出されて循環することにより、その冷熱がサセプタ基材４ａから前記伝熱ガスを介して基板Ｇに対して伝熱される。

前記サセプタ４の上方には、このサセプタ４と平行に対向して上部電極として機能するシャワーヘッド１１が設けられている。シャワーヘッド１１はチャンバー２の上部に支持されており、内部に内部空間１２を有するとともに、サセプタ４との対向面に処理ガスを吐出する複数の吐出孔１３が形成されている。このシャワーヘッド１１は接地されており、サセプタ４とともに一対の平行平板電極を構成している。

シャワーヘッド１１の上面にはガス導入口１４が設けられ、このガス導入口１４には、処理ガス供給管１５が接続されており、この処理ガス供給管１５には、バルブ１６およびマスフローコントローラ１７を介して、処理ガス供給源１８が接続されている。処理ガス供給源１８からは、エッチングのための処理ガスが供給される。処理ガスとしては、例えばハロゲン系のガス、Ｏ_２ガス、Ａｒガス等、通常この分野で用いられるガスを用いることができる。

前記チャンバー２の側壁下部には排気管１９が接続されており、この排気管１９には排気装置２０が接続されている。排気装置２０はターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、これによりチャンバー２内を所定の減圧雰囲気まで真空引き可能なように構成されている。また、チャンバー２の側壁には基板搬入出口２１と、この基板搬入出口２１を開閉するゲートバルブ２２とが設けられており、このゲートバルブ２２を開にした状態で基板Ｇが隣接するロードロック室（図示せず）との間で搬送されるようになっている。

サセプタ４には、高周波電力を供給するための給電線２３が接続されており、この給電線２３には整合器２４および高周波電源２５が接続されている。高周波電源２５からは例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力がサセプタ４に供給される。

次に、このように構成されるプラズマエッチング装置１における処理動作について説明する。
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。

その後、バルブ１６が開放されて、処理ガス供給源１８から処理ガスがマスフローコントローラ１７によってその流量が調整されつつ、処理ガス供給管１５、ガス導入口１４を通ってシャワーヘッド１１の内部空間１２へ導入され、さらに吐出孔１３を通って基板Ｇに対して均一に吐出され、チャンバー２内の圧力が所定の値に維持される。

この状態で高周波電源２５から高周波電力が整合器２４を介してサセプタ４に印加され、これにより、下部電極としてのサセプタ４と上部電極としてのシャワーヘッド１１との間に高周波電界が生じ、処理ガスが解離してプラズマ化し、これにより基板Ｇにエッチング処理が施される。この際、直流電源２６から、静電チャック４０の電極４３に所定の電圧を印加することにより、基板Ｇが例えばクーロン力によって静電チャック４０に吸着保持される。また、ガス通路９を介して伝熱ガスを基板Ｇの裏面側に供給することより、効率良く温度調節が行なわれる。

このようにしてエッチング処理を施した後、高周波電源２５からの高周波電力の印加を停止し、ガス導入を停止した後、チャンバー２内の圧力を所定の圧力まで減圧する。そして、ゲートバルブ２２が開放され、基板Ｇが基板搬入出口２１を介してチャンバー２内から図示しないロードロック室へ搬出されることにより基板Ｇのエッチング処理は終了する。このように、静電チャック４０により基板Ｇを静電吸着するとともに、温度調節しながら、基板Ｇのエッチング処理を行うことができる。

次に、本発明の第１実施形態に係る静電チャック４０について詳細に説明する。図２（ａ）は静電チャック４０の断面図であり、同図（ｂ）は直流電源２６との接続部分の要部断面図である。前記のように、静電チャック４０は、基材４１の上に、第１の絶縁層である合成樹脂フィルム４２、導電性フィルム４３および第２の絶縁層であるセラミックス溶射膜４４を備えている。

合成樹脂フィルム４２は、例えば厚さ２５μｍ〜５０μｍ程度の耐熱性合成樹脂により形成されたフィルムである。その材質としては、例えばポリイミドなどの耐高温性、耐プラズマ性、耐薬品性、電気絶縁性の高い材料を用いることができる。なお、耐熱性ポリイミドフィルムとしては、例えばカプトン（登録商標；東レ・デュポン社製）、ユーピレックス−Ｓ（商品名；宇部興産株式会社製）などの商品名で市販されているものを好適に用いることができる。
合成樹脂フィルム４２には、開口４２ａが設けられており、この開口４２ａに給電ピン７０が挿入される（後述）。

導電性フィルム４３は、例えば厚さ０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度の金属などの導電性素材により形成されたフィルムである。その材質としては、具体的には、アルミニウム、銅等を挙げることができる。好適には、アルミ箔、銅箔などを使用できる。

セラミックス溶射膜４４は、耐久性および耐食性に優れたセラミックスにより、例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の厚さに形成されている。セラミックスの種類は特に限定されるものではなく、典型的にはＡｌ_２Ｏ_３、Ｚｒ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４等の絶縁材料を挙げることができるが、ＳｉＣのようにある程度導電性を有するものであってもよい。このようなセラミックス溶射膜４４は、溶射した後、研磨によって表面を平滑化してもよい。

静電チャック４０には、給電線２７と接続された給電ピン７０が貫装されている。給電ピン７０は、静電チャック４０の基材４１に形成された貫通孔に樹脂被覆部７１を介して挿入され、合成樹脂フィルム４２に形成された開口４２ａを貫いて導電性フィルム４３にまで到達している。なお、樹脂被覆部７１は、基材４１と給電ピン７０とを絶縁するために設けられている。

合成樹脂フィルム４２の開口４２ａと積層した状態で重なるように、導電性フィルム４３にも同様の開口４３ａが形成されている。そして、コンタクトホールである、これら合成樹脂フィルム４２と導電性フィルム４３との開口４２ａおよび４３ａ内には、給電ピン７０の周囲の空間を埋めるように、例えばアルミニウム、タングステン、モリブデンなどの溶射可能な電極材料（導電性材料）による溶射部４５が形成されている。この溶射部４５により、直流電源２６から導電性フィルム４３までの電気的接続が確実になされた状態となり、直流電源２６に直流電圧を印加することにより、例えばクーロン力によって基板Ｇを静電吸着できる。

次に、第１実施形態に係る静電チャック４０の製造方法について図３を参照しながら説明する。まず、合成樹脂フィルム４２および導電性フィルム４３を積層したものを準備する。合成樹脂フィルム４２と導電性フィルム４３は、例えば接着剤により接着したものや、プリント配線等に利用される無接着型積層フィルムを用いることができる。前記のように、合成樹脂フィルム４２には、開口４２ａが形成され、導電性フィルム４３には、開口４３ａが形成されており、これらの開口４２ａと４３ａは互いに重なるように積層されている。

図３（ａ）に示すように、基材４１に接着剤１０１を塗布しておき、そこに合成樹脂フィルム４２および導電性フィルム４３の積層体を貼付する。この際、開口４２ａと４３ａと給電ピン７０の位置が一致するように貼付する。なお、積層体を用いずに、合成樹脂フィルム４２と導電性フィルム４３を順次別々に貼付することもできるが、大面積であるために貼付け時にエアが混入したり、しわ等が発生しやすいことから、積層体を用いることが好ましい。そして、図３（ｂ）に示す如く、開口４２ａと４３ａとにより形成される給電ピン７０周囲の空隙を溶射により埋める。
すなわち、合成樹脂フィルム４２および導電性フィルム４３を基材４１に貼り、給電ピン７０を装着した状態で、開口４２ａ，４３ａの真上（つまり、給電ピン７０の直上位置）から溶射装置１００によって導電性材料をピンポイント溶射することによって溶射部４５を形成する。ピンポイント溶射した後は、溶射部４５の高さを導電性フィルム４３に揃えるために、部分的な研磨を実施することが好ましい。

次いで、図３（ｃ）に示すように、導電性フィルム４３の表面に溶射のためのプライマー１０２を塗布した後、導電性フィルム４３の表面に溶射装置１００を用いてＡｌ_２Ｏ_３などのセラミックスを均一に溶射し、セラミックス溶射膜４４を形成することによって絶縁被覆する。これにより、図３（ｄ）に示すような静電チャック４０が製造される。このように製造された静電チャック４０は、第１の絶縁層として合成樹脂フィルム４２を用いることにより、耐電圧特性に優れたものであり、さらに、表面層はセラミックス溶射膜４４であるため耐プラズマ性に優れたものである。そして、耐電圧特性は最下層の合成樹脂フィルム４２により確保できるので、溶射封孔処理は薄い表面層（セラミックス溶射膜４４）のみでよく、封孔不足等による耐圧不良を減少させることができる、という長所を備えている。

次に、本発明の第２実施形態に係る静電チャック５０について説明する。この静電チャック５０は、第１実施形態の静電チャック４０と同様に、例えば、図１に示すプラズマエッチング装置１の静電チャックとして使用できるものである。図４（ａ）は、静電チャック５０の断面図であり、同図（ｂ）は直流電源２６との接続部分の要部断面図である。

静電チャック５０は、導電性材料からなる基材５１の上に、下から順に、第１の絶縁層としての合成樹脂フィルム５２、電極層としての金属溶射膜５３および第２の絶縁層であるセラミックス溶射膜５４を備えている。合成樹脂フィルム５２は、第１実施形態の静電チャック４０における合成樹脂フィルム４２と同様の材質で、例えば２５μｍ〜５０μｍ程度の厚さに形成されている。また、合成樹脂フィルム５２には、開口５２ａが設けられており、この開口５２ａに給電ピン７０が挿入される。

金属溶射膜５３は、例えば厚さ０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度の金属により形成された溶射膜である。その材質としては、例えば、アルミニウム、タングステン、モリブデンなどの溶射に適した金属材料等を挙げることができる。

セラミックス溶射膜５４は、第１実施形態に係る静電チャック４０のセラミックス溶射膜４４と同様の材質のセラミックスにより、例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の厚さで形成されている。このようなセラミックス溶射膜５４は、溶射した後、研磨によって表面を平滑化してもよい。

静電チャック５０には、給電線２７と接続された給電ピン７０が貫装されている（図１参照）。前記のように、合成樹脂フィルム５２には、開口５２ａが形成されている。そして、コンタクトホールである合成樹脂フィルム５２の開口５２ａ内には、給電ピン７０周囲を埋めるように、金属溶射膜５３が部分的に突出した溶射部５５が形成されている。

給電ピン７０は、静電チャック５０の基材５１に形成された貫通孔に樹脂被覆部７１を介して挿入され、合成樹脂フィルム５２に形成された開口５２ａを貫いて金属溶射膜５３にまで到達している。合成樹脂フィルム５２の開口５２ａ内には、溶射によって導電性材料が埋め込まれた溶射部５５が存在するので、給電ピン７０との電気的接続が十分に確保されている。これにより、直流電源２６から金属溶射膜５３までが電気的に接続された状態となり、直流電源２６に直流電圧を印加することにより、例えばクーロン力によって基板Ｇを静電吸着することができる。

静電チャック５０の主要な製造工程は、図５に示すとおりである。まず、図５（ａ）に示すように、基材５１上に接着剤１０３を塗布し、そこに合成樹脂フィルム５２を貼付する。このとき、合成樹脂フィルム５２の開口５２ａが給電ピン７０と一致するようにする。次に、図５（ｂ）に示すように、合成樹脂フィルム５２の表面にプライマー１０４を塗布した後、溶射装置１００によって金属を溶射し、金属溶射膜５３を形成する。金属溶射膜５３を形成する際には、合成樹脂フィルム５２の開口５２ａが埋まるように、まずピンポイント溶射を行って溶射部５５を形成し（図４参照）、その後、所定のパス数で合成樹脂フィルム５２の上に均一に溶射を行い、金属溶射膜５３を形成する。また、ピンポイント溶射をした部位は、その周囲の金属溶射膜５３との高さを揃えるために、必要に応じて、部分的な研磨を実施することが好ましい。

そして、図５（ｃ）に示すように、形成された金属溶射膜５３の表面に溶射装置１００を用いてＡｌ_２Ｏ_３などのセラミックスを均一に溶射し、セラミックス溶射膜５４を形成することによって絶縁被覆する。以上の工程により、図５（ｄ）に示すような静電チャック５０が製造される。このように製造された静電チャック５０は、第１の絶縁層として合成樹脂フィルム５２を用いることにより、耐電圧特性に優れたものであり、さらに、表面層はセラミックス溶射膜５４であるため耐プラズマ性に優れたものである。そして、耐電圧特性は最下層の合成樹脂フィルム５２により確保できるので、溶射封孔処理は薄い表面層（セラミックス溶射膜５４）のみでよく、封孔不足等による耐圧不良を減少させることができる、との長所を備えている。

次に、本発明の第３実施形態に係る静電チャック６０について説明する。この静電チャック６０は、第１実施形態の静電チャック４０と同様に、例えば、図１に示すプラズマエッチング装置１の静電チャックとして使用できるものである。図６（ａ）は、静電チャック６０の断面図であり、同図（ｂ）は直流電源２６との接続部分を示す要部断面図である。

この静電チャック６０は、導電性材料からなる基材６１の上に、下から順に、第１の絶縁層としての合成樹脂フィルム６２、電極層としての金属溶射膜６３および第２の絶縁層としての合成樹脂フィルム６４、第３の絶縁層としてのセラミックス溶射膜６５を備えている。
合成樹脂フィルム６２は、第１実施形態の静電チャック４０における合成樹脂フィルム４２と同様の材質により、例えば２５μｍ〜５０μｍの厚みで形成されている。また、合成樹脂フィルム６２には、開口６２ａが設けられており、この開口６２ａに給電ピン７０が挿入される。

金属溶射膜６３は、第２の実施形態の金属溶射膜５３と同様の材質の金属によって、例えば厚さ０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度に形成された溶射膜である。

合成樹脂フィルム６４は、第１実施形態の静電チャック４０における合成樹脂フィルム４２と同様の材質により、例えば２５μｍ〜５０μｍの厚みで形成されている。なお、合成樹脂フィルム６４は、合成樹脂フィルム６２と同じ材質としてもよく、異なる材質でもよい。

セラミックス溶射膜６５は、第１実施形態に係る静電チャック４０のセラミックス溶射膜４４と同様の材質のセラミックスにより、例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の厚さ構成されている。このようなセラミックス溶射膜６５は、溶射した後、研磨によって表面を平滑化してもよい。

静電チャック６０には、給電線２７と接続された給電ピン７０が貫装されている（図１参照）。前記のように、合成樹脂フィルム６２には、開口６２ａが形成され、コンタクトホールであるこの開口６２ａ内には、給電ピン７０周囲の空間を埋めるように、金属溶射膜６３が部分的に突出して溶射部６６が形成されている。そして、給電ピン７０は、静電チャック６０の基材６１に形成された貫通孔に樹脂被覆部７１を介して挿入され、合成樹脂フィルム６２に形成された開口６２ａ内の溶射部６６を貫いて金属溶射膜６３にまで到達している。このような構造により、直流電源２６から金属溶射膜６３までが電気的に接続された状態となり、直流電源２６に直流電圧を印加することにより、例えばクーロン力によって基板Ｇを静電吸着することができる。

静電チャック６０の主要な製造工程は、図７に示すとおりである。まず、図７（ａ）に示すように、基材６１上に接着剤１０６を塗布し、そこに合成樹脂フィルム６２を貼付する。このとき、合成樹脂フィルム６２の開口６２ａが給電ピン７０と一致するようにする。次に、図７（ｂ）に示すように、合成樹脂フィルム６２の表面にプライマー１０７を塗布した後、溶射装置１００によって金属を溶射し、金属溶射膜６３を形成する。金属溶射膜６３を形成する際には、合成樹脂フィルム６２の開口６２ａが埋まるように、まずピンポイント溶射を行い、溶射部６６を形成する（図６参照）。その後、所定のパス数で合成樹脂フィルム６２の上に均一に溶射を行い、金属溶射膜６３を形成する。ピンポイント溶射した部位は、その高さを周囲の金属溶射膜６３と揃えるために、部分的な研磨を実施することが好ましい。

そして、図７（ｃ）では、形成された金属溶射膜６３の上に、接着剤１０８を塗布し、合成樹脂フィルム６４を貼付する。図７（ｄ）では、積層された合成樹脂フィルム６４の表面にプライマー１０９を塗布した後、溶射装置１００によってセラミックスを均一に溶射し、セラミックス溶射膜６５を形成することによって絶縁被覆する。以上の工程により、図７（ｅ）に示すような静電チャック６０が製造される。

このように製造された静電チャック６０は、第１の絶縁層および第２の絶縁層として合成樹脂フィルムを用いており、両層とも耐電圧特性に優れていることから、耐圧不良の少ない静電チャックである。

また、第２の絶縁層としての合成樹脂フィルム６４を介在させることにより、以下の理由により第３の絶縁層としてのセラミックス溶射膜６５を薄膜化することができる。
静電チャックの最外層のセラミックス溶射膜に絶縁機能を持たせるためには、その膜厚を厚くせざるを得ないが、溶射膜厚が増加すると基材６１の熱膨張・収縮に対する追随性が低下してクラックが発生しやすくなる。これに対して、静電チャック６０においては、第１の絶縁層である合成樹脂フィルム６２と第２の絶縁層である合成樹脂フィルム６４によって高い絶縁特性を担保できるので、セラミクス溶射膜６５はプラズマ耐性が得られる程度の膜厚とすればよく、薄膜化が可能になる。

以上、いくつかの実施形態を挙げ、本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。
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成膜等の他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い。

また、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。

本発明の一実施形態に係る静電チャックが設けられた処理装置の一例であるプラズマエッチング装置を示す断面図。 第１実施形態に係る静電チャックの説明に供する図面であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は要部断面図である。 第１実施形態に係る静電チャックの製造工程の説明に供する図面である。 第２実施形態に係る静電チャックの説明に供する図面であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は要部断面図である。 第２実施形態に係る静電チャックの製造工程の説明に供する図面である。 第３実施形態に係る静電チャックの説明に供する図面であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は要部断面図である。 第３実施形態に係る静電チャックの製造工程の説明に供する図面である。

符号の説明

１ プラズマエッチング装置
２ チャンバー
３ 絶縁板
４ サセプタ
５ 絶縁膜
１１ シャワーヘッド
２０ 排気装置
２５ 高周波電源
４０ 静電チャック
４１ 基材
４２ 合成樹脂フィルム
４３ 導電性フィルム
４４ セラミックス溶射膜
４５ 溶射部

Claims (14)

1. 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であって、
   基材と、
   該基材上に設けられた第１の絶縁層と、
   前記第１の絶縁層よりも上層に設けられた電極層と、
   前記電極層よりも上層に設けられた第２の絶縁層と、
   を備え、
   前記第１の絶縁層は、耐熱性合成樹脂フィルムにより形成され、
   前記電極層は、導電性フィルム領域と、該導電性フィルム領域に形成された開口部を埋める溶射領域と、を有し、
   前記第２の絶縁層は、前記電極層に塗布されたプライマーを介して溶射により形成されていることを特徴とする、静電吸着電極。
2. 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であって、
   基材と、
   該基材上に設けられた第１の絶縁層と、
   前記第１の絶縁層よりも上層に設けられた電極層と、
   前記電極層よりも上層に設けられた第２の絶縁層と、
   を備え、
   前記第１の絶縁層は、耐熱性合成樹脂フィルムにより形成され、
   前記電極層は、前記第１の絶縁層に塗布されたプライマーを介して溶射により形成され、
   前記第２の絶縁層は、前記電極層の上に溶射により形成されていることを特徴とする、静電吸着電極。
3. 前記第２の絶縁層がセラミックス溶射膜であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の静電吸着電極。
4. 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であって、
   基材と、
   該基材上に設けられた第１の絶縁層と、
   前記第１の絶縁層よりも上層に設けられた電極層と、
   前記電極層よりも上層に設けられた第２の絶縁層と、
   前記第２の絶縁層よりも上層に設けられた第３の絶縁層と、
   を備え、
   前記第１の絶縁層は、耐熱性合成樹脂フィルムにより形成され、
   前記電極層は、前記第１の絶縁層に塗布されたプライマーを介して溶射により形成され、
   前記第２の絶縁層は、耐熱性合成樹脂フィルムにより形成され、
   前記第３の絶縁層は、前記第２の絶縁層に塗布されたプライマーを介して溶射により形成されていることを特徴とする、静電吸着電極。
5. 前記第３の絶縁層がセラミックス溶射膜であることを特徴とする、請求項４に記載の静電吸着電極。
6. 前記第１の絶縁層である耐熱性合成樹脂フィルムには開口が設けられ、該開口内に導電性材料が溶射されて溶射部を形成していることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の静電吸着電極。
7. 前記溶射部は、前記電極層に電圧を印加するための電気的接続部に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の静電吸着電極。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載された静電吸着電極を備えた基板処理装置。
9. 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８に記載の基板処理装置。
10. 基板に対し、プラズマエッチング処理を行なうプラズマエッチング装置であることを特徴とする、請求項８または請求項９に記載の基板処理装置。
11. 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、
    開口部を有する耐熱性合成樹脂フィルムと開口部を有する導電性フィルムとを前記開口部が重なるように接着した積層体を、基材の上に貼付して、前記基材側から順に第１の絶縁層および電極層を形成する工程と、
    前記第１の絶縁層と前記電極層に形成された開口部に導電性材料を溶射して溶射部を形成する工程と、
    前記電極層の上にプライマーを塗布する工程と、
    塗布されたプライマー上に絶縁材料を溶射して第２の絶縁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。
12. 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、
    基材の上に、開口部を有する耐熱性合成樹脂フィルムを貼付して第１の絶縁層を形成する工程と、
    前記第１の絶縁層の上にプライマーを塗布する工程と、
    塗布されたプライマー上に導電性材料を溶射して電極層を形成する工程と、
    前記電極層の上に、絶縁材料を溶射して第２の絶縁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。
13. 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、
    基材の上に、開口部を有する耐熱性合成樹脂フィルムを貼付して第１の絶縁層を形成する工程と、
    前記第１の絶縁層の上にプライマーを塗布する工程と、
    塗布されたプライマー上に導電性材料を溶射して電極層を形成する工程と、
    前記電極層の上に、耐熱性合成樹脂フィルムを積層して第２の絶縁層を形成する工程と、
    前記第２の絶縁層の上にプライマーを塗布する工程と、
    塗布されたプライマー上に絶縁材料を溶射して第３の絶縁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。
14. 前記電極層を形成する工程の前に、前記耐熱性合成樹脂フィルムの開口部に導電性材料を溶射して溶射部を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項１２または請求項１３に記載の静電吸着電極の製造方法。

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