KR100943360B1 - 정전 흡착 전극의 보수 방법 - Google Patents

정전 흡착 전극의 보수 방법 Download PDF

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Abstract

정전 흡착 전극의 파손 부위의 보수를 간이하게 또한 적절히 행할 수 있는 보수 방법을 제공한다.
크랙(100)의 주위를 절삭하여, 오목부(51)를 테이퍼 형상으로 형성한다. 다음에, 용사 장치(202)를 이용하여 오목부(51)를 매립하도록 절연물(60)을 용사한다. 다음에, 오목부(51)에 매립된 절연물(60)의 부풀러 오른 부분을 절삭하여 표면을 평탄화함으로써, 보수 피막(61)을 형성한다.

Description

정전 흡착 전극의 보수 방법{REPAIRING METHOD OF ELECTROSTATIC SUCKING ELECTRODE}
도 1은 본 발명의 보수 방법을 적용 가능한 정전척이 마련된 플라즈마 에칭 장치를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명의 보수 방법에 의해 보수 가능한 파손이 발생한 정전척의 설명에 제공하는 단면도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 보수 방법의 공정 순서를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 보수 방법의 공정 순서를 나타내는 도면,
도 5는 정전척의 표면에 형성된 볼록부를 설명하는 확대도,
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 관한 보수 방법의 공정 순서를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 관한 보수 방법의 공정 순서를 나타내는 도면,
도 8은 측부 절연층의 보수 형태를 설명하는 도면으로서, 도 8(a)는 국소적 보수후의 상태를 나타내는 요부 평면도, 도 8(b)는 전주위적 보수 후의 상태를 나 타내는 평면도,
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 관한 보수 방법의 공정 순서를 도시한 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 플라즈마 에칭 장치 2 : 챔버
3 : 절연판 4 : 서셉터
5 : 절연재 11 : 샤워 헤드
20 : 배기 장치 25 : 고주파 전원
40 : 정전척 41 : 기재
42 : 제 1 절연층 43 : 전극
44 : 제 2 절연층 45 : 측부 절연층
50 : 기판 유지면 60, 60a : 절연물
61, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71 : 보수 피막
100, 100a, 101, 102, 103a, 103b, 104 : 크랙
본 발명은, 정전 흡착 전극의 보수 방법에 관한 것이며, 상세하게는, 예컨대 플랫 패널 디스플레이(FPD) 등의 제조 과정에서, 유리 기판 등의 기판을 흡착 유지하기 위하여 사용되는 정전 흡착 전극의 보수 방법에 관한 것이다.
FPD의 제조 과정에서는, 피처리체인 유리 기판에 대하여 드라이 에칭이나 스퍼터링, CVD(Chemical Vapor Deposition) 등의 플라즈마 처리가 행하여진다. 예컨대, 챔버 내에 한 쌍의 평행 평판 전극(상부 전극 및 하부 전극)을 배치하고, 하부 전극으로서 기능하는 서셉터(기판 탑재대)에 유리 기판을 탑재한 후, 처리 가스를 챔버내에 도입하고, 또한, 전극의 적어도 한쪽에 고주파 전력을 인가하여 전극사이에 고주파 전계를 형성하고, 이 고주파 전계에 의해 처리 가스의 플라즈마를 형성하여 유리 기판에 대하여 플라즈마 처리를 실시한다. 이때, 유리 기판은, 서셉터상에 마련된 정전 흡착 전극에 의해서 흡착 고정된다.
이러한 정전 흡착 전극으로서는, 예컨대 알루미늄 등의 도전성 재료에 의해 형성된 기재 위에, 절연층, 전극층 및 절연층을 순서대로 적층한 구조를 갖는 것이 알려져 있고, 이 경우, 해당 전극층에 전압을 인가함으로써 쿨롱력을 발생시켜 유리 기판을 흡착 고정할 수 있도록 되어 있다.
상기한 바와 같은 구조의 정전 흡착 전극으로서는, 예컨대 절연 파괴나 기구의 낙하 등에 의해 정전 흡착 전극의 표면이나 전극층에 크랙이나 흠결 등의 파손이 발생한 경우에, 그대로 방치하면 흡착 성능을 대폭 저하시키는 원인이 된다. 이 때문에, 정전 흡착 전극의 전극층을 복수로 분리함으로써, 일부에 절연 파괴가 발생한 경우에도, 흡착 성능을 확보할 수 있도록 하는 제안이나, 불량 부분만의 부분 교환을 가능하게 하는 제안이 이루어지고 있다(예컨대, 특허 문헌 1, 2).
그러나, 현실에서는 상기 특허 문헌 1, 2과 같이 미리 전극층이 분할 형성된 구성의 정전 흡착 전극은 거의 실용화되어 있지 않다. 따라서, 정전 흡착 전극에 파손이 발생한 경우에는, 정전 흡착 전극 전체를 교환하는 것이 통상이며, 부분 보수는 행해지고 있지 않았다. 그 이유로서, 부분 보수의 경우에는, 파손 부위의 보수가 부적절한 경우에 정전 흡착 전극의 기능 회복이 불충분하게 되어 만족하는 흡착 유지 성능을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 보수 개소로부터 이상 방전이 발생할 가능성이 있는 것을 들 수 있다.
또한, 정전 흡착 전극의 파손에는, 예컨대 얕은 크랙, 전극층에 도달하는 깊은 크랙, 큰 크랙, 광범위하게 미치는 다수의 작은 크랙 등의 여러 패턴이 존재하기 때문에, 하나의 보수 방법에 의해서 이들 모든 패턴의 파손에의 대응을 도모하는 것은 곤란한 것으로도 들 수 있다.
이상과 같은 이유로부터, 종래는 작은 크랙 등이 발생한 경우에도, 정전 흡착 전극 전체의 교환이 행하여지고 있고, 정전 흡착 전극을 구비한 에칭 장치 등의 기판 처리 장치의 유지 보수 비용을 증가시키는 한가지 원인으로 되어 있었다.
(특허 문헌 1)
일본국 특허공개 평성 제 5-291562 호 공보(도 1 등)
(특허 문헌 2)
일본 특허공개 2005-51217 호 공보(도 3 등)
본 발명은, 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 정전 흡착 전극의 파손 부위의 보수를 간이하게 또한 적절히 행할 수 있는 보수 방법을 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 관점은, 기재의 표면을 피복한 피막이 형성되고, 해당 피막은, 전극층과, 해당 전극층보다 하층의 제 1 절연층과, 상기 전극층보다 상층의 제 2 절연층을 포함하도록 구성되어 있고, 상기 전극층에 전압을 인가함으로써 기판을 흡착 유지하는 정전 흡착 전극의 보수 방법으로서,
불량 부위와 그 주위의 피막을 절삭하여 제거하는 절삭 공정과,
상기 절삭에 의해 제거된 부분에 새로운 보수 피막을 형성하는 피막 재생 공정
을 포함한 정전 흡착 전극의 보수 방법을 제공한다.
상기 제 1 관점에서, 상기 보수 피막을 절연 재료에 의해 형성하여도 좋고, 또는, 절연 재료와 도전성 재료를 적층하여 형성하더라도 좋다. 이들의 경우, 상기 절연 재료로서, 상기 제 1 절연층 및 상기 제 2 절연층을 구성하는 재료와 다른 재질을 이용하는 것도 가능하다.
또한, 상기 절삭 공정에서는, 상기 피막을 절삭하여 오목부를 형성하고, 상 기 피막 재생 공정에서는, 상기 오목부에서의 상기 보수 피막의 형성을 용사에 의해 행하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 절삭 공정에서는, 상기 전극층을 절삭하지 않도록 상기 오목부를 형성하거나, 또는, 전체적으로 테이퍼 형상을 이루도록 상기 오목부를 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 정전 흡착 전극은, 플랫 패널 디스플레이의 제조에 이용되는 정전 흡착 전극인 것이 바람직하고, 이 경우, 유리 기판을 흡착 유지하는 것이라도 좋다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 형태에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 보수 방법을 적용 가능한 정전 흡착 전극을 구비한 기판 처리 장치의 일례인 플라즈마 에칭 장치를 나타내는 단면도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 플라즈마 에칭 장치(1)는, 직사각형의 피처리체인 FPD용 유리 기판 등의 기판(G)에 대하여 에칭을 행하는 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치로서 구성되어 있다. 여기서, FPD로서는, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 전계 발광(Electro Luminescence; EL) 디스플레이, 형광 표시관(Vacuum Fluorescent Display ; VFD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다. 또, 본 발명의 기판 처리 장치는, 플라즈마 에칭 장치에만 한정되는 것이 아니다.
이 플라즈마 에칭 장치(1)는, 예컨대 표면이 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 각통 형상으로 성형된 챔버(2)를 갖고 있다. 이 챔버(2)내의 바닥부에는 절연 재료로 이루어지는 각주 형상의 절연판(3)이 마련되 어 있고, 이 절연판(3)의 위에는, 기판(G)을 탑재하기 위한 서셉터(4)가 설치된다. 기판 탑재대인 서셉터(4)는, 서셉터 기재(4a)와, 서셉터 기재(4a)의 위에 마련된 정전 흡착 전극으로서의 정전척(40)을 갖고 있다. 또, 서셉터 기재(4a)의 외주는, 절연재(5)에 의해 절연 피복되어 있다.
정전척(40)은, 평면에서 보았을 때 직사각형을 하고 있고, 알루미늄 등의 도전성 재료로 이루어지는 기재(41)를 갖고 있다. 이 기재(41)의 상면에는, 아래로부터 순서대로, 제 1 절연층(42), 전극(43) 및 제 2 절연층(44)이 적층되어 있다. 이 정전척(40)은, 제 1 절연층(42)과 제 2 절연층(44) 사이의 전극(43)에, 직류 전원(26)으로부터 급전선(27)을 거쳐서 직류 전압을 인가함으로써, 예컨대 쿨롱력에 의해서 기판(G)을 정전 흡착한다. 정전척(40)의 상면(제 2 절연층(44)의 상면)에는, 기판(G)을 흡착 유지하는 기판 유지면(50)이 형성되어 있다(도 2∼도 8 참조).
상기 절연판(3) 및 서셉터 기재(4a), 또한 정전척(40)에는, 이들을 관통하는 가스 통로(9)가 형성되어 있다. 이 가스 통로(9)를 거쳐서 전열 가스, 예컨대 He 가스 등이 피처리체인 기판(G)의 이면에 공급된다.
즉, 가스 통로(9)에 공급된 전열 가스는, 서셉터 기재(4a)와 정전척(40)의 기재(41)와의 경계에 형성된 가스 저장소(9a)를 거쳐서 일단 수평 방향으로 확산한 후, 정전척(40) 내에 형성된 가스 공급 연통 구멍(9b)을 통해, 정전 척(40)의 표면으로부터 기판(G)의 이면측으로 분출한다. 이렇게 하여, 서셉터(4)의 냉열이 기판(G)에 전달되어, 기판(G)이 소정의 온도로 유지된다.
서셉터 기재(4a)의 내부에는, 전열 매체실(10)이 설치된다. 이 전열 매체 실(10)에는, 예컨대 불소계 액체 등의 전열 매체가 전열 매체 도입관(1Oa)을 거쳐서 도입되고, 또한 전열 매체 배출관(1Ob)을 거쳐서 배출되어 순환함으로써, 예컨대 그 냉열이 서셉터 기재(4a)로부터 상기 전열 매체를 거쳐서 기판(G)에 대하여 전열된다.
상기 서셉터(4)의 윗쪽에는, 이 서셉터(4)와 평행하게 대향해 상부 전극으로서 기능하는 샤워 헤드(11)가 설치된다. 샤워 헤드(11)는 챔버(2)의 상부에 지지되어 있고, 내부에 내부 공간(12)을 갖고, 또한, 서셉터(4)와의 대향면에 처리 가스를 토출하는 복수의 토출 구멍(13)이 형성되어 있다. 이 샤워 헤드(11)는 접지되어 있고, 서셉터(4)와 함께 한 쌍의 평행 평판 전극을 구성하고 있다.
샤워 헤드(11)의 상면에는 가스 도입구(14)가 마련되고, 이 가스 도입구(14)에는, 처리 가스 공급관(15)이 접속되어 있고, 이 처리 가스 공급관(15)에는, 밸브(16) 및 메스 플로우 콘트롤러(17)를 거쳐서, 처리 가스 공급원(18)이 접속되어 있다. 처리 가스 공급원(18)으로부터는, 에칭을 위한 처리 가스가 공급된다. 처리 가스로서는, 예컨대 할로겐계의 가스, O2 가스, Ar 가스 등, 통상 이 분야에서 이용되는 가스를 이용할 수 있다.
상기 챔버(2)의 측벽 하부에는 배기관(19)이 접속되어 있고, 이 배기관(19)에는 배기 장치(20)가 접속되어 있다. 배기 장치(20)는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 구비하고 있고, 이것에 의해 챔버(2) 내를 소정의 감압 분위기까지 진공 흡입 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 챔버(2)의 측벽에는 기판 반입출구(21)와, 이 기판 반입출구(21)를 개폐하는 게이트 밸브(22)가 마련되어 있고, 이 게이트 밸브(22)를 닫은 상태로 기판(G)이 인접하는 로드록실(도시하지 않음)과의 사이에서 반송되도록 되어 있다.
서셉터(4)에는, 고주파 전력을 공급하기 위한 급전선(23)이 접속되어 있고, 이 급전선(23)에는 정합기(24) 및 고주파 전원(25)이 접속되어 있다. 고주파 전원(25)으로부터는 예컨대 13.56 MHz의 고주파 전력이 서셉터(4)에 공급된다.
다음에, 이와 같이 구성되는 플라즈마 에칭 장치(1)에 있어서의 처리 동작에 대하여 설명한다. 우선, 퍼처리체인 기판(G)은, 게이트 밸브(22)가 개방된 후, 도시하지 않는 로드록실로부터 기판 반입출구(21)를 거쳐서 챔버(2) 내로 반입되고, 서셉터(4)상에 형성된 정전척(40)상에 탑재된다. 이 경우에, 기판(G)의 교환은 서셉터(4)의 내부를 삽통하여 서셉터(4)로부터 돌출가능하게 마련된 리프터 핀(lifter pin)(도시하지 않음)을 거쳐서 행하여진다. 그 후, 게이트 밸브(22)가 닫혀지고, 배기 장치(20)에 의해서, 챔버(2)내가 소정의 진공도까지 진공 흡입된다.
그 후, 밸브(16)가 개방되어, 처리 가스 공급원(18)으로부터 처리 가스가 메스 플로우 콘트롤러(17)에 의해서 그 유량이 조정되면서, 처리 가스 공급관(15), 가스 도입구(14)를 지나 샤워 헤드(11)의 내부 공간(12)으로 도입되고, 또한 토출 구멍(13)을 지나 기판(G)에 대하여 균일하게 토출되어, 챔버(2)내의 압력이 소정의 값으로 유지된다.
이 상태로 고주파 전원(25)으로부터 고주파 전력이 정합기(24)를 거쳐서 서 셉터(4)에 인가되고, 이것에 의해, 하부 전극으로서의 서셉터(4)와 상부 전극으로서의 샤워 헤드(11)와의 사이에 고주파 전계가 발생하고, 처리 가스가 해리하여 플라즈마화하고, 이것에 의해 기판(G)에 에칭 처리가 실시된다. 이때, 직류 전원(26)으로부터, 정전척(40)의 전극(43)에 소정의 전압을 인가함으로써, 기판(G)이 예컨대 쿨롱력에 의해서 정전척(40)에 흡착 유지된다. 또한, 가스 통로(9)를 거쳐서 전열 가스를 기판(G)의 이면측에 공급함으로써, 효율 좋게 온도 조절이 행하여진다.
이렇게 하여 에칭 처리를 실시한 후, 고주파 전원(25)으로부터의 고주파 전력의 인가를 정지하여, 가스 도입을 정지한 후, 챔버(2) 내의 압력을 소정의 압력까지 감압한다. 그리고, 게이트 밸브(22)가 개방되어, 기판(G)이 기판 반입출구(21)를 거쳐서 챔버(2)내에서 도시하지 않는 로드록실로 반출되는 것에 의해 기판(G)의 에칭 처리가 종료한다. 이와 같이, 정전척(40)에 의해 기판(G)을 정전 흡착하고, 또한, 온도 조절하면서, 기판(G)의 에칭 처리를 행할 수 있다.
다음에, 도 2∼도 8을 참조하면서, 본 발명의 보수 방법의 상세에 대하여 설명한다.
<제 1 실시예>
도 2는, 정전척(40)에 있어서의 파손 상태를 모식적으로 나타내고 있다. 도 2에 있어서, 부호 A로 둘러싸는 부위는, 제 2 절연층(44)의 표면 부근에 얕은 크랙(100)이 발생한 상태를 나타내고 있다. 또한, 부호 B로 둘러싸는 부위는, 제 2 절연층(44)과 전극(43)의 경계에까지 도달하는 크랙(100a)이 발생한 상태를 나타내고 있다. 이와 같이, 제 2 절연층(44)내에 멈추는 비교적 경도의 파손이 발생한 경우에는, 보수의 정도도 경미한 것으로 좋다. 이하에서는, 크랙(100)의 보수를 예로 들어 설명한다.
도 3(a)∼(e)는, 크랙(100)을 보수하기 위한 공정 순서를 나타내고 있다. 도 3(a)는, 도 2의 부호 A의 부분, 즉, 크랙(100)을 확대하여 나타내고 있다. 크랙(100)은 정전척(40) 표면의 기판 유지면(50)으로부터 기재(41)를 향해서 제 2 절연층(44)의 두께 방향으로 형성되어 있지만, 전극(43)에는 도달하고 않고, 제 2 절연층(44)의 도중에서 멈추고 있다. 이러한 파손(크랙(100))의 보수에서는, 도 3(b)에 도시하는 바와 같이, 우선 크랙(100)의 주위를 예컨대 문형 절삭기 등의 절삭 수단(201)을 이용하여 절삭하여, 오목부(51)를 형성한다. 이 오목부(51)는, 전극(43)에 도달하지 않도록 형성하고, 또한, 테이퍼 형상(그릇 형상)에 형성하는 것이 바람직하다.
다음에, 도 3(c)에 도시하는 바와 같이, 용사 장치(202)를 이용하여 오목부(51)를 매립하도록 절연물(60)을 용사한다. 이 절연물(60)은, 제 2 절연층(44)과 동일한 절연 재료 예컨대 알루미나(Al2O3) 등의 세라믹을 이용하는 것이 바람직하지만, 제 2 절연층(44)과는 다른 종류의 절연 재료 예컨대 에폭시계, 실리콘계 등의 합성 수지 등을 이용하는 것도 가능하다.
또한, 오목부(51)내에 예컨대 수작업에 의해서 절연물(60)을 충전할 수도 있 다. 이 경우, 절연성과 접착성의 양쪽을 모두 구비한 절연 재료를 이용하는 것이 바람직하고, 예컨대 에폭시계, 실리콘계 등의 합성 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 오목부(51)에 접착성을 갖는 합성 수지 등의 절연물을 충전함으로써, 플라즈마 에칭 장치(1)의 사용 현장에서의 응급 처치를 행하는 것이 가능하고, 정전척(40)의 불량에 기인하는 플라즈마 에칭 장치(1)의 다운 타임(down time)을 상당히 삭감할 수 있다. 이와 같이 오목부(51)에 절연물(60)을 매립하는 보수 방법은, 플라즈마 에칭 장치(1)의 사용 현장에서의 응급 처치로서 이용 가치가 높지만, 응급처치 이외에도 예컨대 보수 개소의 면적이 비교적 작은 경우 등에 적용 가능하다.
다음에, 도 3(d)에 도시하는 바와 같이, 오목부(51)가 매립된 후에, 용사에 의해 형성된 절연물(60)의 부풀러 오른 부분을, 절삭 수단(201) 등을 이용하여 표면 평탄화한다. 이에 따라, 도 3(e)에 도시하는 바와 같이, 제 2 절연층(44)의 표면과 대략 일치한 보수 피막(61)이 형성되어, 파손 부위의 보수가 완료된다. 또, 보수 피막(61)의 표면은, 제 2 절연층(44)의 표면으로부터 도출하고 있지 않으면 좋다.
본 실시예에 의하면, 불량 부위의 절삭에 의한 제거와 보수 피막(61)의 형성이라는 간이한 방법에 의해서, 정전척(40)의 부분 보수가 가능하게 된다. 따라서, 부분적인 불량에 의해서 정전척(40)의 전체를 교환할 필요가 없어져, 보수 비용을 대폭 저감할 수 있다.
또한, 본 실시예의 보수 방법을, 플라즈마 에칭 장치(1)의 사용 현장에서의 응급적인 보수에 이용함으로써, 정전척(40)을 배치한 에칭 장치 등의 기판 처리 장치의 다운 타임을 상당히 삭감할 수 있다.
또, 제 2 절연층(44)과 전극(43)의 경계에까지 도달하는 크랙(101a)(도 2의 부호 B)을 보수하는 경우에는, 도 3(b)에 있어서 오목부(51)의 바닥에 전극(43)이 노출될 때까지 절삭을 행하면 좋고, 그 경우의 형상으로서는, 절삭 부분(오목부(51))의 벽이 수직으로 되지 않고, 또한 전극(43)으로부터 제 2 절연층(44)의 표면에 이르기까지의 거리가 길게 형성되어, 충분한 절연 성능을 확보할 수 있는 형상으로 절삭하는 것이 바람직하다. 상기 이외는, 도 3(b) 내지 (e)의 순서에 따라서 보수를 행할 수 있다.
<제 2 실시예>
도 4(a)는, 도 2에 있어서 부호 C로 둘러싸는 범위의 확대도이며, 제 2 절연층(44)의 표면으로부터, 전극(43)을 거쳐서 제 1 절연층(42)에 도달하는 깊이로 크랙(101)이 발생한 상태를 나타내고 있다. 또, 제 1 절연층(42)에 있어서 내압 불량이 발생한 경우도 마찬가지이다.
전극(43)을 관통하여 제 1 절연층(42)에 도달하는 깊이의 크랙(101)이 발생한 경우에는, 도 4(b)에 도시하는 바와 같이, 절삭 수단(201)을 이용하여, 표면으로부터 제 2 절연층(44), 전극(43), 및 제 1 절연층(42)에 걸쳐서 절삭을 행하는 것에 의해 오목부(52)를 형성한다. 이 오목부(52)는, 제 1 실시예의 보수 방법에 관한 오목부(51)보다도 깊고, 또한 큰 직경으로 형성된다. 또, 크랙(101)이 또한 깊게 형성되어, 제 1 절연층(42)의 두께 방향 전부에 걸쳐 형성되어 있는 경우에는, 오목부(52)의 바닥에 기재(41)가 노출될 때까지 절삭을 행하더라도 좋다.
절삭 가공에 의해 오목부(52)를 형성할 때는, 오목부(52)가 그 바닥부로부터 제 2 절연층(44)의 표면측을 향해 넓어지도록, 전체적으로 테이퍼 형상(그릇 형상)으로 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 오목부(52)의 측벽(52a)이 오목부(52)의 바닥으로부터 수직으로 상승하는 것은 아니고, 90도를 넘는 소정 각도 θ로 비스듬히 형성되도록 한다. 이 각도 θ는, 오목부(52)의 깊이에 따라 다르지만, 예컨대 약 135도로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 오목부(52)의 측벽(52a)을 경사시킴으로써, 측벽(52a)의 거리(즉, 전극(43) 측으로부터 정전척(40)의 표면을 향하는 길이)를 충분히 취할 수 있기 때문에, 보수 개소의 절연 내성을 향상시킬 수 있다. 또, 오목부(52)는 전체적으로 테이퍼 형상으로 되어 있으면 좋고, 예컨대 경사진 측벽(52a)의 도중에 수평으로 절삭된 부분을 갖고 있어도 좋다.
다음에, 도 4(c)에 도시하는 바와 같이 용사 장치(202)를 이용하여 오목부(52)를 매립하도록 절연물(62), 도전성막(63), 절연물(64)을 순차적으로 용사하여 적층 용사막을 형성한다. 이때, 절연물(62, 64)에는, 제 1 절연층(42) 및 제 2 절연층(44)과 동일한 재료, 예컨대 알루미나(Al2O3) 등의 세라믹을 이용할 수 있지만, 제 1 절연층(42)이나 제 2 절연층(44)과는 다른 종류의 절연 재료 예컨대 지르코니아(ZrO2), 2산화마그네슘 실리카(M2S; 2MgO·SiO2), 불화 이트륨(YF3) 등을 이용하는 것도 가능하다. 또한, 도전성막(63)으로서는, 전극(43)과 같은 재료 예컨대 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 등을 이용할 수 있다.
또한, 도전성막(63)을 형성하는 일 없이, 오목부(52) 내에 예컨대 수작업에 의해서 절연물만을 충전할 수도 있다. 이 경우, 절연성과 접착성의 양쪽 모두를 구비한 절연 재료를 이용하는 것이 바람직하고, 예컨대 에폭시계, 실리콘계 등의 합성 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 절연물만을 매립하는 보수 방법은, 플라즈마 에칭 장치(1)의 사용 현장에서의 응급 처치로서 이용 가치가 높지만, 응급 처치 이외에도 예컨대 보수 개소의 면적이 비교적 작은 경우 등에 적용 가능하다.
다음에, 오목부(52)가 매립된 후는, 도 4(d)에 도시하는 바와 같이, 제 2 절연층(44)의 상면보다도 부풀러 오른 절연물(64)을 절삭 수단(201)에 의해 절삭하여 표면 평탄화한다. 이것에 의해, 도 4(e)에 도시하는 바와 같이, 제 2 절연층(44)의 표면과 대략 일치하는 보수 피막(65)이 형성되어, 파손 부위의 보수가 완료된다. 또, 보수 피막(65)의 표면은, 제 2 절연층(44)의 표면보다 돌출하지 않으면 좋다.
본 실시예에 있어서도, 제 1 실시예와 마찬가지로, 불량 부위의 절삭에 의한 제거와 보수 피막의 형성이라는 간이한 방법에 의해서, 정전척(40)의 부분 보수를 행할 수 있게 되기 때문에, 부분적인 불량에 의해서 정전척(40)의 전체를 교환할 필요가 없어져, 유지 보수 비용을 대폭 저감할 수 있다. 또한, 오목부(52)에 절연물을 충전함으로써, 플라즈마 에칭 장치(1)의 사용 현장에서의 응급 처치를 행하는 것도 가능하고, 정전척(40)의 불량에 기인하는 플라즈마 에칭 장치(1)의 다운 타임 을 상당히 삭감할 수 있다.
또, 상기 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 있어서, 정전척(40)의 기판 유지면(50)(제 2 절연층(44)의 표면)에, 기판(G)의 하면을 지지하기 위해서 다수의 볼록부(소돌기)(53)가 형성되어 있는 경우에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 새롭게 형성된 보수 피막(61)(또는 보수 피막(65))에 있어서의 볼록부(54)의 높이 h1는, 제 2 절연층(44)의 표면에 원래부터 형성되어 있던 볼록부(53)의 높이 h0보다도 낮게 형성하는 것이 바람직하다. 이것은, 보수에 의해 새롭게 형성된 볼록부(54)의 높이 h1가, 주변의 보수되지 않은 영역에 형성된 볼록부(53)의 높이 h0보다도 높으면, 기판(G)의 하면의 지지 높이가 불균일하게 되어, 에칭 얼룩 등의 처리 내용의 불균일을 야기할 가능성이 있기 때문이다.
<제 3 실시예>
도 6(a)는, 정전척(40)에 있어서의 파손의 다른 예에 관한 것이며, 제 2 절연층(44)의 표면 부근의 넓은 범위(동일 도면 중, 부호 D로 나타내는 부위)에 복수의 얕은 크랙(102)이 발생한 상태를 나타내고 있다. 이러한 경우에는, 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 제 2 절연층(44)의 표면으로부터 전체적으로 절삭을 행하여, 크랙(102)이 형성된 제 2 절연층(44)의 표면층을 소정의 두께로 제거한다.
다음에, 도 6(c)에 도시하는 바와 같이, 제 2 절연층(44)의 표면층이 제거된 후의 표면에 대하여 용사 장치(202)를 이용하여 용사를 행하고, 제 2 절연층(44)의 표면에 새롭게 보수 피막(66)을 형성함으로써 보수가 완료된다. 이때의 용사 재료로서는, 제 2 절연층(44)과 동일한 재질의 절연 재료, 예컨대 알루미나(Al2O3) 등의 세라믹을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 용사 재료로서, 제 2 절연층(44)과는 다른 종류의 절연 재료, 예컨대 지르코니아(ZrO2), 2산화마그네슘 실리카(M2S; 2 MgO·SiO2), 불화 이트륨(YF3) 등을 이용하는 것도 가능하다.
본 실시예에 있어서도, 제 2 절연층(44)의 표면층의 절삭에 의한 제거와 용사에 의한 보수 피막의 형성이라는 간이한 방법에 의해서, 정전척(40)의 부분 보수가 가능하게 되기 때문에, 정전척(40)의 전체를 교환할 필요가 없어져, 유지 보수 비용을 대폭 저감할 수 있다.
<제 4 실시예>
도 7(a)는, 정전척(40)에 있어서의 파손 상태의 다른 예에 관한 것이며, 정전척(40)의 측부(동일 도면에 있어서 부호 E, 부호 F로 나타내는 부위)를 피복하는 측부 절연층(45)에 크랙(103a, 103b)이 발생한 상태를 나타내고 있다. 측부 절연층(45)에 크랙(103a, 103b)이 발생한 경우에는, 도 7(b)에 도시하는 바와 같이, 절삭 수단(201)을 이용하여 측부 절연층(45)을 전체 주위에 걸쳐 절삭하여, 크랙(103a, 103b)이 형성된 부위를 포함하는 정전척(40)의 측부의 피막 전체를 제거한다.
다음에, 도 7(c)에 도시하는 바와 같이, 용사 장치(202)를 이용하여, 측부 절연층(45)이 제거된 정전척(40)에 대하여 용사를 행하여, 새롭게 측부 절연층(67)을 형성함으로써 보수가 완료된다. 이 측부 절연층(67)을 형성할 때의 용사 재료로서는, 본래의 측부 절연층(45)과 마찬가지의 재질의 절연 재료 예컨대 알루미나(Al2O3) 등의 세라믹을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 용사 재료로서, 본래의 측부 절연층(45)과는 다른 종류의 절연 재료 예컨대 지르코니아(ZrO2), 2산화마그네슘 실리카(M2S; 2MgO·SiO2), 불화 이트륨(YF3) 등을 이용하는 것도 가능하다.
여기서, 측부 절연층(45)을 전체 주위에 걸쳐 제거하여, 측부 절연층(67)을 형성하는 이유는 이하와 같다. 도 8(a)는, 도 7(a)에 있어서의 부호 E 및 부호 F로 나타내는 부위의 크랙(103a, 103b)을, 부분적인 용사나 절연물의 매립 등의 국소적 보수 방법으로 보수한 경우의 보수 후의 상태를 모식적으로 나타내는 요부 평면도이다. 이 도 8(a)에 도시하는 바와 같이, 측부 절연층(45)에 있어서 크랙(103a, 103b)의 국소적 보수를 행한 경우에는, 절연물(60a)과 그 주위의 미보수의 측부 절연층(45)과의 사이에 경계 L이 형성된다. 이와 같이 전극(43) 측으로부터 정전척(40)의 외부를 향해 경계 L이 형성되면, 이 경계 L을 따라 전기적 리크가 발생하기 쉽게 된다. 따라서, 이러한 경계 L이 형성되지 않는 보수 방법을 선택하는 것이 바람직하고, 그 때문에, 본 실시예에서는, 측부 절연층(45)에 대하여 국소적인 보수를 행하는 일없이, 일단 측부 절연층(45)을 전체 주위에 걸쳐 박리한 후, 도 8(b)에 그물 모양으로 도시하는 바와 같이, 새롭게 측부 절연층(67)을 형성하여 고치는 방법을 채용했다.
본 실시예에 있어서도, 측부 절연층(45)의 절삭에 의한 제거와 용사에 의한 새로운 측부 절연층(67)의 형성이라는 간이한 방법에 의해서, 정전척(40)의 부분 보수가 가능하게 되기 때문에, 정전척(40)의 전체를 교환할 필요가 없어져, 유지 보수 비용을 대폭 저감할 수 있다.
<제 5 실시예>
도 9(a)는, 정전척(40)에 있어서의 파손의 다른 예에 관한 것이며, 정전척(40)의 피복층 전체, 즉, 제 1 절연층(42), 전극(43), 제 2 절연층(44) 및 측부 절연층(45)의 전체에 걸쳐서 다수의 크랙(104)이 발생한 상태를 나타내고 있다. 이와 같이, 정전척(40)의 피복층 전체에 광범위에 걸쳐 다수의 크랙이 발생한 경우에는, 도 9(b)에 도시하는 바와 같이, 절삭 수단(201)을 이용하여 기재(41)가 노출될 때까지 피복층을 절삭하여, 피복층을 모두 제거한다.
다음에, 도 9(c)에 도시하는 바와 같이, 용사 장치(202)를 이용하여 피복층이 전부 제거된 기재(41)에 대하여 용사를 행하여, 기재(41)의 표면에 새롭게 피복층을 형성한다. 즉, 기재(41)의 상면에, 새롭게 제 1 절연층(68), 전극(69), 제 2 절연층(70)을 각각 순차적으로 용사하여 적층 형성하고, 또한 측부 절연층(71)을 형성함으로써 보수가 완료된다. 또, 새롭게 형성된 전극(69)에는 직류 전원(26)으로부터 급전선(27)을 배치한다. 이때, 제 1 절연층(68), 제 2 절연층(70), 측부 절연층(71)의 형성에 이용하는 용사 재료로서는, 본래의 각 절연층과 동일한 재질 의 절연 재료 예컨대 알루미나(Al2O3) 등의 세라믹을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 용사 재료로서, 다른 종류의 절연 재료 예컨대 지르코니아(ZrO2), 2산화마그네슘 실리카(M2S; 2MgO·SiO2), 불화 이트륨(YF3) 등을 이용하는 것도 가능하다.
본 실시예에 있어서도, 상기 순서로 피복층을 재생함으로써 정전척(40)의 전체를 교환할 필요가 없어져, 기재(41)를 재이용할 수 있기 때문에, 전체를 교환하는 경우에 비교해서 유지 보수 비용을 삭감하는 것이 가능하게 된다.
이상, 몇 개의 실시예를 들어, 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 제약되는 것은 없고, 여러 변형이 가능하다. 예컨대, 본 발명의 처리 장치에 대해서는, 하부 전극에 고주파 전력을 인가하는 RIE 타입의 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치를 예시하고 설명했지만, 상부 전극에 고주파 전력을 공급하는 타입이더라도, 또한 용량 결합형에 한하지 않고 유도 결합형이더라도 좋다. 또한, 에칭 장치에 한하지 않고, 예컨대 애싱, CVD 성막 등을 실행하는 다른 종류의 플라즈마 처리 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 피처리 기판은, FPD용 유리 기판에 한하지 않고 반도체 웨이퍼이더라도 좋다.
본 발명의 보수 방법에 따르면, 정전 흡착 전극의 피막에 파손이 발생한 경우, 파손의 정도에 따라 간이한 방법으로 부분 보수를 행할 수 있다. 따라서, 정 전 흡착 전극 전체를 교환할 필요가 없고, 유지 보수에 따르는 비용을 저감할 수 있다. 대형의 FPD 기판을 흡착 유지하는 정전 흡착 전극에 있어서는, 전체 교환하지 않고, 부분 보수를 가능하게 함으로써 절감할 수 있는 비용도 커지기 때문에, 특히 유리하다.

Claims (12)

  1. 기재(41)의 표면을 피복하는 피막이 형성되고, 그 피막은, 전극층(43)과, 그 전극층보다 하층의 제 1 절연층(42)과, 상기 전극층보다 상층의 제 2 절연층(44)을 포함하도록 구성되어 있고, 상기 전극층에 전압을 인가함으로써 기판을 흡착 유지하는 정전 흡착 전극의 보수 방법으로서,
    불량 부위와 그 주위의 피막을 절삭하여 제거하는 절삭 공정과,
    상기 절삭에 의해 제거된 부분에 새로운 보수 피막을 형성하는 피막 재생 공정
    을 포함하되,
    상기 제 2 절연층에는 복수의 볼록부가 형성되어 있고, 상기 보수 피막에 형성되는 볼록부의 높이는, 상기 제 2 절연층에 형성된 볼록부의 높이보다 낮은 것
    을 특징으로 하는 정전 흡착 전극의 보수 방법.
  2. 기재의 표면을 피복하는 피막이 형성되고, 그 피막은, 전극층과, 그 전극층보다 하층의 제 1 절연층과, 상기 전극층보다 상층의 제 2 절연층을 포함하도록 구성되어 있고, 상기 전극층에 전압을 인가함으로써 기판을 흡착 유지하는 정전 흡착 전극의 보수 방법으로서,
    불량 부위와 그 주위의 전극층을 포함한 상기 피막을 절삭하여 제거하는 절삭 공정과,
    상기 절삭에 의해 제거된 부분에 절연 재료(60, 62, 64)로 이루어지는 보수 피막을 형성하는 피막 재생 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극의 보수 방법.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 절연 재료로서, 수지를 이용하는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극의 보수 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 절삭 공정에서는, 상기 전극층을 절삭하지 않도록 상기 피막을 절삭해서 오목부를 형성하는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 전극의 보수 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 기재의 표면을 피복하는 피막이 형성되고, 그 피막은, 전극층과, 그 전극층보다 하층의 제 1 절연층과, 상기 전극층보다 상층의 제 2 절연층을 포함하도록 구성되어 있고, 상기 전극층에 전압을 인가함으로써 기판을 흡착 유지하는 정전 흡착 전극의 보수 방법으로서,
    상기 제 2 절연층의 표면층을 전체적으로 소정의 두께로 제거하는 공정과,
    상기 표면층이 제거된 부분에 절연 재료로 이루어지는 보수 피막을 용사에 의해 형성하는 피막 재생 공정을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 정전 흡착 전극의 보수 방법.
  11. 기재의 표면을 피복하는 피막이 형성되고, 그 피막은, 전극층과, 그 전극층보다 하층의 제 1 절연층과, 상기 전극층보다 상층의 제 2 절연층을 포함하도록 구성되어 있고, 상기 전극층에 전압을 인가함으로써 기판을 흡착 유지하는 정전 흡착 전극의 보수 방법으로서,
    상기 정전 흡착 전극의 측부를 피복하는 측부 절연층의 전체 주위를 제거하는 공정과,
    상기 측부 절연층이 제거된 부분에 새로운 측부 절연층을 용사에 의해 형성하는 피막 재생 공정을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 정전 흡착 전극의 보수 방법.
  12. 기재의 표면을 피복하는 피막이 형성되고, 그 피막은, 전극층과, 그 전극층보다 하층의 제 1 절연층과, 상기 전극층보다 상층의 제 2 절연층을 포함하도록 구성되어 있고, 상기 전극층에 전압을 인가함으로써 기판을 흡착 유지하는 정전 흡착 전극의 보수 방법으로서,
    상기 피막을 모두 제거하는 공정과,
    상기 피막이 제거된 부분에 상기 피막과 같은 구성의 새로운 피막을 용사에 의해 형성하는 피막 재생 공정을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 정전 흡착 전극의 보수 방법.
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