TWI423380B - An electrostatic adsorption electrode, a substrate processing device, and an electrostatic adsorption electrode - Google Patents

An electrostatic adsorption electrode, a substrate processing device, and an electrostatic adsorption electrode Download PDF

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TWI423380B
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Description

靜電吸附電極，基板處理裝置及靜電吸附電極的製造方法
本發明是有關一種靜電吸附電極，基板處理裝置及靜電吸附電極的製造方法，詳細是有關一種例如在平面顯示器(FPD)等的製造過程中，使用於為了吸附保持玻璃基板等之基板的靜電吸附電極，具備該靜電吸附電極之基板處理裝置及靜電吸附電極的製造方法。
在FPD的製造過程中，對被處理體的玻璃基板施行乾式蝕刻或濺鍍、CVD(Chemical Vapor Deposition)等的電漿處理。例如在反應室內配置一對平行板式電極(上部及下部電極)，在作為下部電極功能的晶座(基板載置台)載置玻璃基板之後，將處理氣體導入到反應室內，並且在電極的至少一方施加高頻電力，在電極間形成高頻電場，藉由該高頻電場形成處理氣體的電漿，對基板施行電漿處理。此時，玻璃基板是藉由設置在晶座上的靜電吸附電極，例如利用庫侖力以吸附固定。
此種靜電吸附電極，據如是在例如藉由陶瓷等的金屬等之導電性材料所形成在基材之上，具有依序層積絕緣層、電極及絕緣層的構造，藉由對該電極施加電壓，產生庫侖力，就能吸附固定玻璃基板。然後，形成在前述基材上的絕緣層之材質，據知是使用氧化鋁(Al2 O3 )(例如日本專利文獻1)。
〔專利文獻1〕日本特開第2005－136350號公報(申請專利範圍等)
習知技術之靜電吸附電極的絕緣層，一般的氧化鋁溶射膜，係其線膨脹係數為6.4×10－6 〔/℃〕左右，與作為基材之材質所多數使用的鋁之線膨脹係數23.8×10－6 〔/℃〕之間有很大的差別，因電極溫度上昇及其熱膨脹率的不同而在絕緣層增加很大的應力，產生裂痕。又，近年FPD的製造過程中，基板大型化急速的前進，因產生需要吸附保持長邊之長度超過2m的大型玻璃基板，故靜電吸附電極也會大型化。隨著此種靜電吸附電極的大型化，絕緣層的應力也被放大，成為易產生裂痕的狀況。
本發明是有鑑於相關事情所完成的發明，其目的在於提供一種抑制絕緣層產生裂痕的靜電吸附電極及使用該靜電吸附電極的基板處理裝置。
為了解決上述課題，本發明的第1觀點係提供一種靜電吸附電極，係為在基板處理裝置中，具備用來吸附保持基板之基板保持面的靜電吸附電極，其特徵為：具備：基材；和設置在該基材上的絕緣層；和配設在前述絕緣層的電極；藉由具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜來形成前述絕緣層的一部分或全部。
在上述第1觀點中，可為在形成前述基板保持面的前述絕緣層表面的一部分或全部，形成具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜的構成。尤其最好是在前述基板保持面的周緣部，形成具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜。
又，前述絕緣層，係以包含：比前述電極更下層的第1絕緣層；和比前述電極更上層的第2絕緣層所構成，藉由具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜來形成至少前述第1絕緣層或前述第2絕緣層的任一層亦可。
進而，前述絕緣層，係以包含：比前述電極更下層的第1絕緣層；和比前述電極更上層的第2絕緣層；和比該第2絕緣層更上層的表面層所構成，藉由具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜來形成將前述表面層亦可。此時最好前述表面層的膜厚為50~250μm。
更又，藉由具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜來形成前述基板保持面的周緣部及側部亦可。
更又，在前述基板保持面的周緣部，係設有段差並形成周緣梯形部，藉由具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜來形成該周緣梯形部亦可。
更又，在前述基板保持面的周緣部，係設有段差並形成周緣梯形部，藉由具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜來形成該周緣梯形部的頂面亦可。此時，最好具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜的膜厚為50~250μm。
更又，前述基材為鋁，具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜，較好為YF3 (氟化釔)、MgO(氧化鎂)及2MgO．SiO2 (鎂橄欖石)之任一種。此時，藉由Al2 O3 (氧化鋁)的噴塗膜來形成，藉由具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜所形成之部分以外的絕緣層。
更又，前述基材為不鏽鋼或鈦，具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜，較好為Al2 O3 (氧化鋁)、Y2 O3 (三氧化二釔)、YF3 (氟化釔)、MgO(氧化鎂)及2MgO．SiO2 (鎂橄欖石)之任一種。
在本發明的第2觀點中，係為在基板處理裝置中，具備藉由靜電力來吸附保持基板之基板保持面的靜電吸附電極，其特徵為：具備：基材；和設置在該基材上的絕緣層；和配設在前述絕緣層中的電極；前述絕緣層的一部分或全部，是藉由陶瓷噴塗膜所形成，前述基材，係具有與前述絕緣層鄰接的上部構件、和支承該上部構件的下部構件，前述上部構件與前述陶瓷噴塗膜，係線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下。
在上述第2觀點中，可為在形成前述基板保持面的前述絕緣層表面的一部分或全部，形成前述陶瓷噴塗膜的構成。尤其最好是在前述基板保持面的周緣部，形成前述陶瓷噴塗膜。
又，前述絕緣層，係以包含：比前述電極更下層的第1絕緣層；和比前述電極更上層的第2絕緣層所構成；藉由前述陶瓷噴塗膜來形成至少前述第1絕緣層或前述第2絕緣層的任一層。
進而，前述絕緣層，係以包含：比前述電極更下層的第1絕緣層；和比前述電極更上層的第2絕緣層；和比該第2絕緣層更上層的表面層所構成；藉由前述陶瓷噴塗膜來形成前述表面層亦可。此時較好是前述表面層的膜厚為50~250μm。
更又，藉由前述陶瓷噴塗膜來形成前述基板保持面的周緣部及側部亦可。
在前述基板保持面的周緣部，係設有段差並形成周緣梯形部，藉由前述陶瓷噴塗膜來形成前述周緣梯形部亦可。
更又，在前述基板保持面的周緣部，係設有段差並形成周緣梯形部，藉由前述陶瓷噴塗膜來形成前述周緣梯形部的頂面亦可。此時較好是前述陶瓷噴塗膜的膜厚為50~250μm。
更又，在上述第2觀點中，亦可為前述基材係在其上面之中央具有凸狀部，該凸狀部的外周側形成凸緣部，前述絕緣層係形成在前述凸狀部的頂面及側面，前述絕緣層之前述頂面部分的表面是構成前述基板保持面。此時，前述基材的前述上部構件，係為可包含：前述凸狀部、和其外周部的前述凸緣部的一部分之構成。又，前述上部構件與前述下部構件可為螺固的構成。
更又，較好是前述基材的前述上部構件為不鏽鋼或鈦，前述陶瓷噴塗膜為Al2 O3 (氧化鋁)、Y2 O3 (三氧化二釔)、YF3(氟化釔)、MgO(氧化鎂)及2MgO．SiO2 (鎂橄欖石)之任一種。尤其較好是前述上部構件為不鏽鋼，前述下部構件為鋁，前述陶瓷噴塗膜為Al2 O3 (氧化鋁)。此時較好是在以鋁所構成的前述下部構件的表面，形成有陽極氧化被膜。
在上述第1或第2觀點中，前述基板保持面較好是具有最長部尺寸為450mm以上的面積。
在本發明之第3觀點中，提供一種基板處理裝置，其特徵為具備：收容基板的反應室；和上述第1或第2觀點的靜電吸附電極；和對保持在前述靜電吸附電極的基板施行既定處理的處理機構。作為該基板處理裝置，係舉例示範有應用於平板顯示器之製造的裝置，又，前述處理機構，係舉例示範有對基板實行電漿蝕刻處理的機構。
本發明的第4觀點，係提供一種靜電吸附電極的製造方法，係為在基板處理裝置中，用來吸附保持基板之靜電吸附電極的製造方法，其特徵為：包含：在基材之表面形成第1絕緣層之工程；和在前述第1絕緣層之上形成電極；和以覆蓋前述電極的方式形成第2絕緣層之工程；在形成前述第1絕緣層之工程及/或形成前述第2絕緣層之工程中，藉由噴塗來形成具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜。
本發明的第5觀點，係提供一種靜電吸附電極的製造方法，係為在基板處理裝置中，用來吸附保持基板之靜電吸附電極的製造方法，其特徵為包含：在基材之表面形成第1絕緣層之工程；和在前述第1絕緣層之上形成電極之工程；和以覆蓋前述電極的方式形成第2絕緣層之工程；和在前述第2絕緣層之基板保持面的一部分或全部，藉由噴塗來形成以具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜所形成的被覆層之工程。
本發明的第6觀點，係提供一種靜電吸附電極的製造方法，係為在基板處理裝置中，用來吸附保持基板之靜電吸附電極的製造方法，其特徵為包含：在基材之表面形成第1絕緣層之工程；和在前述第1絕緣層之上形成電極之工程；和以覆蓋前述電極的方式形成第2絕緣層之工程；和在前述第1絕緣層及前述第2絕緣層之側部，藉由噴塗來形成以具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜所形成的被覆層之工程。
根據本發明，因藉由具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜來形成靜電吸附電極的絕緣層的一部分或全部，故與基材之間的熱應力緩和，能抑制裂痕的發生。因而，提供一種對基材的熱膨脹之追隨性高，且吸附能力優的靜電吸附電極。
又，基材為上部構件與下部構件的分割構造，且以與絕緣層鄰接的方式來設置上部構件，藉由陶瓷噴塗膜來形成絕緣層的一部分或全部，並且上部構件與陶瓷噴塗膜的線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下，藉此就能緩和基材與絕緣層的熱應力，抑制裂痕的發生。又，藉由此種構成，就能在噴塗皮膜使用氧化鋁，使用鋁作為基材的下部構件，就能具有大致與習知靜電吸附電極同等的形狀及功能。
 〔用以實施發明的最佳形態〕
以下，邊參照圖面、邊針對有關本發明的最佳實施形態做說明。第1圖是表示具備有關本發明之第1實施形態之作為靜電吸附電極的靜電夾盤之基板處理裝置之一例的電漿蝕刻裝置之剖面圖。如第1圖所示，電漿蝕刻裝置1，是作為對呈矩形的被處理體的FPD用玻璃基板等的基板G施行蝕刻的電容耦合型平行板式電漿蝕刻裝置所構成。
在此，作為FPD舉例示範有液晶顯示器(LCD)、電激發光顯示器(Electro Luminescence；EL)、電漿顯示面板(PDP)等。再者，本發明之基板處理裝置不僅限於電漿蝕刻裝置。
該電漿蝕刻裝置1，例如具有：由表面為被陽極氧化處理(氧化鋁膜處理)的鋁所形成的角筒狀之反應室2。在該反應室2內的底部設有以絕緣材所形成的角柱狀之絕緣板3，在該絕緣板3上設有用以載置基板G的晶座4。屬於基板載置台的晶座4，係具有：晶座基材4a、設置在晶座基材4a之上的靜電夾盤40。再者，在晶座基材4a的外周，形成有絕緣膜5a被絕緣被覆，更在其外側設有絕緣材5b。
靜電夾盤40，係平面視之呈矩形，具有例如以鋁、不鏽鋼、金屬基複合材(MMC：Metal Matrix Composites)等的導電性材料所形成的基材41。在該基材40的上面，由下依序層積有：第1絕緣層42、電極43及第2絕緣層44。靜電夾盤40係藉由從真流電源26經由給電線27對第1絕緣層42與第2絕緣層44之間的電極43施加直流電壓，例如因庫侖力而靜電吸附基板G。在靜電夾盤40的上面(第2絕緣層44的上面)，形成有：吸附保持基板G的基板保持面50(參照第2圖~第7圖)。該基板保持面20的尺寸，係長邊(最長部分的尺寸)的長度為450mm以上，例如可為450mm~3500mm。再者，有關靜電夾盤40的詳細構造於後敘述。
前述絕緣板3及晶座基材4a，甚至在靜電夾盤40，形成有貫通該些的氣體通路9。經由該氣體通路9將傳熱氣體例如He氣體等供給到被處理體的基板G的裏面。
亦即，供給到氣體通路9的傳熱氣體，經由形成在晶座基材4a與靜電夾盤40的基材41之邊界的氣體貯槽9a，暫時擴散至水平方向之後，通過形成在靜電夾盤40內的氣體供給連通孔9b，從靜電夾盤40的表面噴出到基板G的裏側。像這樣，晶座4的冷熱被傳達到基板G，基板G6就會維持在既定的溫度。
在晶座基材4a的內部設有冷媒室10。在該冷媒室10，例如氟系液體等的冷媒經由冷媒導入管10a被導入，且經由冷媒排出管10b被排出進行循環，藉此其冷熱從晶座4a經由前述傳熱氣體對基板G傳熱。
在前述晶座4的上方，設有與該晶座4平行相對，作為上部電極功能的淋浴頭11。淋浴頭11被支承在反應室2的上部，在內部具有內部空間12的同時，在與晶座4的相對面形成有用來吐出處理氣體的複數個吐出孔13。該淋浴頭11被接地，與晶座4一同構成一對平行板式電極。
在淋浴頭11的上面設有氣體導入口14，在該氣體導入口14連接有處理氣體供給管15，該處理氣體供給管15，經由閥16及質量流量控制器17而連接有處理氣體供給源18。由處理氣體供給源18供給為了蝕刻的處理氣體。處理氣體例如可使用鹵素系的氣體、O2 氣體、Ar氣體等，通常在此領域所用的氣體。
在前述反應室2的側壁下部連接有排氣管19，在該排氣管19連接有排氣裝置20。排氣裝置20具備渦輪分子幫浦等的真空幫浦，藉此構成將反應室2內真空吸引至既定的減壓環境。又，在反應室2的側壁設有：基板搬出入口21、和用以開閉該基板搬出入口21的柵型閥22，在打開該柵型閥22的狀態下，在與基板G鄰接的加載互鎖真空室(未圖示)之間被搬送。
在晶座4連接有用以供給高頻電力的給電線23，在該給電線23連接有整合器24及高頻電源25。由該高頻電源25將例如13.56MHz的高頻電力供給到晶座4。
其次，針對如此所構成的電漿蝕刻裝置1的處理動作做說明。
首先，被處理體的基板G，在打開柵型閥22之後，從試料導入室(未圖示)經由基板搬出入口21搬入反應室2內，載置於形成在晶座4上的靜電夾盤40上。此時，基板G的遞送是經由設成可插通至晶座4的內部，且從晶座4突出的頂料銷(未圖示)來施行。其後，關閉柵型閥22，藉由排氣裝置20將反應室2內真空吸引成既定的真空度。
其後，打開閥16，從處理氣體供給源18讓處理氣體藉由質量流量控制器17來調整其流量的同時，通過處理氣體供給管15、氣體導入口14，導入到淋浴頭11的內部空間12，甚至通過吐出孔13，均勻的對基板G吐出，讓反應室2內的壓力維持在既定的值。
在此狀態下，從高頻電源25將高頻電力經由整合器24施加到晶座4，藉此，在作為下部電極的晶座4與作為上部電極的淋浴頭11之間產生高頻電場，使處理氣體進行解離而電漿化，藉此對基板G施行蝕刻處理。此時，從直流電源26對靜電夾盤40的電極43施加既定的電壓，藉此基板G例如因庫侖力而吸附保持在靜電夾盤40。又，經由氣體通路9將傳熱氣體供給到基板G的裏面側，藉此效率良好的施行溫度調節。
像這樣施行蝕刻處理之後，停止施加來自高頻電源25的高頻電力，停止氣體導入之後，將反應室2內的壓力滅壓到既定的壓力。然後打開柵型閥22，將基板G經由基板搬出入口21，從反應室2內搬出加載互鎖室(未圖示)，藉此結束基板G的蝕刻處理。如此，藉由靜電夾盤40以靜電吸附基板G的同時，可邊調節溫度邊進行基板G的蝕刻處理。
其次，邊參照第2圖~第7圖，針對有關上述第1實施形態之作為靜電吸附電極的靜電夾盤40之構成例做說明。
<第1例>
首先，針對有關第1實施形態的第1例之靜電夾盤40a做說明。第2圖是靜電夾盤40a的剖面圖。該靜電夾盤40a係在基材41之上設有第1絕緣層42a，在該第1絕緣層42a之上設有電極43，在該電極43之上設有第2絕緣層44a。以鋁舉例示範作為基材41的材質。又，電極43的材質最好是鎢、鉬等的金屬材料。再者，在第2圖中，符號50是基板保持面，符號50a是表示形成在基板保持面50的複數個凸部(第3圖~第7圖是同樣的)。該等的凸部50a是以其頂面來支承基板G的同時，經由氣體通路9(參照第1圖)將He氣體等的傳熱氣體供給到凸部50a彼此間的間隙(基板G之裏面側空間)。
上述靜電夾盤40a中，第1絕緣層42a及第2絕緣層44a，是藉由具有與基材41之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷溶射膜所形成。此種陶瓷噴塗膜在基材41之材質為鋁(線膨脹係數23.8×10－6 〔/℃〕)的情形下，例如可使用氟化釔噴塗膜(YF3 ：線膨脹係數13×10－6 〔/℃〕)、氧化鎂噴塗膜(MgO：線膨脹係數11×10－6 ~15×10－6 〔/℃〕)、鎂橄欖石噴塗膜(2MgO.SiO2 ：線膨張係數10.2×10－6 〔/℃〕)等。
如此，使用具有與基材41之線膨脹係數14×10－6 以下的線膨脹係數之陶瓷溶射膜，作為第1絕緣層42a及第2絕緣層44a，藉此緩和熱應力，提昇靜電夾盤40a的耐熱性，就能抑制裂痕的發生。
基板保持面50的大小是長邊的尺寸，在450mm以上例如450mm~3500mm的靜電夾盤40a中，為了提升耐熱性，膜厚亦為重要的因素，第1絕緣層42a的膜厚最好為250~600μm，更好為300~550μm。又，第2絕緣層44a的膜厚最好為250~600μm，更好為300~550μm。
靜電夾盤40a可藉由先在基材41的表面利用噴塗形成第1絕緣層42a之後，在該層上配設電極43，更以覆蓋該電極43的方式利用噴塗形成第2絕緣層44a來製造。再者，電極43也可利用噴塗來形成。又，可包含利用適當的切削加工等的形狀加工工程。
再者，在該第1例中，作為基材41的材質在使用線膨脹係數為17.3×10－6 〔/℃〕之不鏽鋼的情形下，作為第1絕緣層42a及第2絕緣層44a，例如可使用線膨脹係數為6.4×10－6 〔/℃〕，與基材41的線膨脹係數之差為10.9×10－6 〔/℃〕的Al2 O3 噴塗膜等。又，在使用線膨脹係數為8.9×10－6 〔/℃〕之鈦的情形下，作為第1絕緣層42a及第2絕緣層44a，例如可使用線膨脹係數為6.4×10－6 〔/℃〕，與基材41的線膨脹係數之差為2.5×10－6 〔/℃〕的Al2 O3 噴塗膜等。
<第2例>
其次，針對有關第1實施形態的第2例之靜電夾盤40b做詳細說明。第3圖是靜電夾盤40b的剖面圖。該靜電夾盤40b係在基材41之上設有第1絕緣層42b，在該第1絕緣層42b之上設有電極43，在該電極43之上設有第2絕緣層44b。以鋁舉例示範作為基材41的材質。又，電極43的材質最好是鎢、鉬等的金屬材料。
上述靜電夾盤40b中，第1絕緣層42b，是藉由具有與基材41之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜所形成。作為此種陶瓷噴塗膜的材質在與上述第1例同樣的材質，例如基板41的材質為鋁的情形下，可使用YF3 、MgO、2MgO．SiO2 等的噴塗膜。
一方面，第2絕緣層44b是藉由氧化鋁(Al2 O3 )噴塗膜所構成。在氧化鋁噴塗膜的線膨脹係數為6.4×10－6 〔/℃〕，與基材41的材質線膨脹係數23.8×10－6 〔/℃〕之鋁的情形下，由於兩者間的線膨脹係數有很大的差異，因此如果直接在基材41形成氧化鋁噴塗膜，易因熱應力而產生裂痕。於是在本例中，介設著藉由具有與基材41之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜所形成的第1絕緣層42b的構成。像這樣，以第1絕緣層42b作為緩衝層的功能，藉此來改善靜電夾盤40b的耐熱性，且抑制裂痕的發生。又，第2絕緣層44b之材質的氧化鋁(Al2 O3 )因體積電阻率高、耐絕緣性優，且硬度及熱傳導率高，故利用該氧化鋁(Al2 O3 )來形成基板保持面50，藉此可令靜電夾盤40b得到優異的吸附性能。
基板保持面50的大小是長邊的尺寸，在450mm以上例如450mm~3500mm的靜電夾盤40b中，為了提升耐熱性，膜厚亦為重要的因素，第1絕緣層42b的膜厚最好為250~600μm，更好為300~550μm。又，第2絕緣層44b的膜厚最好為250~600μm，更好為300~550μm。
靜電夾盤40b可藉由先在基材41的表面利用噴塗形成第1絕緣層42b之後，在該層上配設電極43，更以覆蓋該電極43的方式利用噴塗形成第2絕緣層44b來製造。再者，電極43也可利用噴塗來形成。又，可包含利用適當的切削加工等的形狀加工工程。
再者，在該第2例中，作為基材41的材質在使用線膨脹係數為17.3×10－6 〔/℃〕之不鏽鋼的情形下，作為第1絕緣層42b，例如可使用線膨脹係數為6.4×10－6 〔/℃〕，與基材41的線膨脹係數之差為10.9×10－6 〔/℃〕的Al2 O3 噴塗膜等。又，在使用線膨脹係數為8.9×10－6 〔/℃〕之鈦的情形下，作為第1絕緣層42a及第2絕緣層44a，例如可使用線膨脹係數為6.4×10－6 〔/℃〕，與基材41的線膨脹係數之差為2.5×10－6 〔/℃〕的Al2 O3 噴塗膜等。
<第3例>
其次，針對有關第1實施形態的第3例之靜電夾盤40c做詳細說明。第4圖是靜電夾盤40c的剖面圖。該靜電夾盤40c係在基材41之上設有第1絕緣層42c，在該第1絕緣層42c之上設有電極43，在該電極43之上設有第2絕緣層44c。以鋁舉例示範作為基材41的材質。又，電極43的材質最好是鎢、鉬等的金屬材料。
在上述靜電夾盤40c中，第1絕緣層42c是藉由氧化鋁(Al2 O3 )噴塗膜所構成。一方面，第2絕緣層44c，是藉由具有與基材41之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜所形成。作為此種陶瓷噴塗膜，與第1例同樣的材質例如基板41的材質為鋁的情形下，可使用YF3 、MgO、2MgO．SiO2 等的噴塗膜。
在本實施形態中，藉由利用具有與基材41之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜來形成易成為裂痕之起點的表面層之第2絕緣層44c，藉此來改善靜電夾盤40c的耐熱性，以抑制裂痕的發生。又，使用體積電阻率大的氧化鋁(Al2 O3 )噴塗膜作為第1絕緣層42c，藉此來確保充分的耐電壓性能。
基板保持面50的大小是長邊的尺寸，在450mm以上例如450mm~3500mm的靜電夾盤40c中，為了提升耐熱性，膜厚亦為重要的因素，第1絕緣層42c的膜厚最好為250~600μm，更好為300~550μm。又，第2絕緣層44c的膜厚最好為250~600μm，更好為300~550μm。
靜電夾盤40c可藉由先在基材41的表面利用噴塗形成第1絕緣層42c之後，在該層上配設電極43，更以覆蓋該電極43的方式利用噴塗形成第2絕緣層44c來製造。再者，電極43也可利用噴塗來形成。又，可包含利用適當的切削加工等的形狀加工工程。
再者，在該第3例中，作為基材41的材質在使用線膨脹係數為17.3×10－6 〔/℃〕之不鏽鋼的情形下，作為第2絕緣層44c，例如可使用線膨脹係數為6.4×10－6 〔/℃〕，與基材41的線膨脹係數之差為10.9×10－6 〔/℃〕的Al2 O3 噴塗膜等。又，在使用線膨脹係數為8.9×10－6 〔/℃〕之鈦的情形下，作為第1絕緣層42a及第2絕緣層44a，例如可使用線膨脹係數為6.4×10－6 〔/℃〕，與基材41的線膨脹係數之差為2.5×10－6 〔/℃〕的Al2 O3 噴塗膜等。
<第4例>
其次，針對有關第1實施形態的第4例之靜電夾盤40d做詳細說明。第5圖是靜電夾盤40d的剖面圖。該靜電夾盤40d係在基材41之上設有第1絕緣層42d，在該第1絕緣層42d之上設有電極43，在該電極43之上設有第2絕緣層44d，更在第2絕緣層44d之上設有作為表面層的第3絕緣層45。以鋁舉例示範作為基材41的材質。又，電極43的材質最好是鎢、鉬等的金屬材料。
在上述靜電夾盤40d中，第1絕緣層42d及第2絕緣層44d是藉由氧化鋁(Al2 O3 )噴塗膜所構成。一方面，第3絕緣層45，是藉由具有與基材41之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜形成薄膜。作為此種陶瓷噴塗膜的材質，在基板41為鋁的情形下，可使用與第1例同樣的材質例如YF3 、MgO、2MgO．SiO2 等。在本實施形態中，藉由利用具有與基材41之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜(第3絕緣層45)，將易成為裂痕之起點的表面層形成薄膜，藉此與第3實施形態的靜電夾盤40c相比，可進一步改善靜電夾盤40d的耐熱性，裂痕的抑制效更高。此時，因使用體積電阻率大的氧化鋁(Al2 O3 )噴塗膜作為第1絕緣層42d及第2絕緣層44d，藉此可確保充分的耐電壓性能，故即使第3絕緣層45薄膜化也不易發生異常放電等，可確保靜電夾盤40d的可靠性。
基板保持面50的大小是長邊的尺寸，在450mm以上例如450mm~3500mm的靜電夾盤40d中，為了提升耐熱性，膜厚亦為重要的因素，第1絕緣層42d的膜厚最好為250~600μm，更好為300~550μm。又，第2絕緣層44d的膜厚最好為150~500μm，更好為200~450μm。進而，第3絕緣層45的膜厚最好為50~250μm，更好為75~225μm。
靜電夾盤40d可藉由先在基材41的表面利用噴塗形成第1絕緣層42d之後，在該層上配設電極43，其次以覆蓋該電極43的方式利用噴塗形成第2絕緣層44d，更以覆蓋第2絕緣層44d的方式利用噴塗形成第3絕緣層45來製造。再者，電極43也可利用噴塗來形成。又，可包含利用適當的切削加工等的形狀加工工程。
再者，在該第4例中，作為基材41的材質在使用線膨脹係數為17.3×10－6 〔/℃〕之不鏽鋼的情形下，作為第3絕緣層45，例如可使用線膨脹係數為6.4×10－6 〔/℃〕，與基材41的線膨脹係數之差為10.9×10－6 〔/℃〕的Al2 O3 噴塗膜等。又，在使用線膨脹係數為8.9×10－6 〔/℃〕之鈦的情形下，作為第1絕緣層42a及第2絕緣層44a，例如可使用線膨脹係數為6.4×10－6 〔/℃〕，與基材41的線膨脹係數之差為2.5×10－6 〔/℃〕的Al2 O3 噴塗膜等。
<第5例>
其次，針對有關第1實施形態的第5例之靜電夾盤40e做詳細說明。
第6圖是靜電夾盤40e的剖面圖。該靜電夾盤40e係在基材41之上設有第1絕緣層42e，在該第1絕緣層42e之上設有電極43，在該電極43之上設有第2絕緣層44e，更以圍繞第1絕緣層42e及第2絕緣層44e的方式，設有周緣部被覆層46。在周緣部被覆層46之上部形成有周緣梯形部47。該周緣梯形部47，係形成基板保持面50之最外側的區域，以其頂部來支承基板G之下面的周緣部之同時，在基板G的裏面側形成空間，經由氣體通路9將He氣體等的傳熱氣體供給到該空間，調節基板G的溫度。周緣梯形部47的高度，例如可為50~250μm。以鋁舉例示範作為基材41的材質。又，電極43的材質例如最好是鎢、鉬等的金屬材料。
在上述靜電夾盤40e中，第1絕緣層42e及第2絕緣層44e是藉由氧化鋁(Al2 O3 )噴塗膜所構成。一方面，周緣部被覆層46，是藉由具有與基材41之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜所形成。作為此種陶瓷噴塗膜的材質，在基板41為鋁的情形下，可使用與第1實施形態同樣的材質，例如在基材41之材質為鋁的情形下為YF3 、MgO、2MgO．SiO2 等。
設置在基板保持面50之周緣部的周緣梯形部47，易成為裂痕的起點。因此，在本實施形態之靜電夾盤40e中，藉由利用具有與基材41之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜(周緣部被覆層46)來被覆包含設置在基板保持面50之周緣部的周緣梯形部47的周緣部，藉此改善靜電夾盤40e的耐熱性，來抑制發生以周緣梯形部47為起點的裂痕。又，藉由在電極43周圍的第1絕緣層42e及第2絕緣層44e，使用體積電阻率大的氧化鋁(Al2 O3 )噴塗膜，就能確保充分的耐電壓性能。
基板保持面50的大小是長邊的尺寸，在450mm以上例如450mm~3500mm的靜電夾盤40e中，為了提升耐熱性，膜厚亦為重要的因素，第1絕緣層42e的膜厚最好為250~600μm，更好為300~550μm。又，第2絕緣層44e的膜厚最好為250~600μm，更好為300~550μm。
靜電夾盤40e可藉由先在基材41的表面利用噴塗形成第1絕緣層42e之後，在該層上配設電極43，接著以覆蓋該電極43的方式利用噴塗形成第2絕緣層44e，更以覆蓋第1絕緣層42e及第2絕緣層44e之側部的方式利用噴塗形成周緣部被覆層46來製造。再者，電極43也可利用噴塗來形成。又，可包含藉由利用適當的切削加工之形成周緣梯形部47等的形狀加工工程。
再者，在該第5例中，作為基材41的材質在使用線膨脹係數為17.3×10－6 〔/℃〕之不鏽鋼的情形下，作為周緣部被覆層46，例如可使用線膨脹係數為6.4×10－6 〔/℃〕，與基材41的線膨脹係數之差為10.9×10－6 〔/℃〕的Al2 O3 噴塗膜等。又，在使用線膨脹係數為8.9×10－6 〔/℃〕之鈦的情形下，作為第1絕緣層42a及第2絕緣層44a，例如可使用線膨脹係數為6.4×10－6 〔/℃〕，與基材41的線膨脹係數之差為2.5×10－6 〔/℃〕的Al2 O3 噴塗膜等。
<第6例>
其次，針對有關第1實施形態的第6例之靜電夾盤40f做詳細說明。第7圖是靜電夾盤40f的剖面圖。該靜電夾盤40f係在基材41之上設有第1絕緣層42f，在該第1絕緣層42f之上設有電極43，在該電極43之上設有第2絕緣層44f，更設有被覆形成在第2絕緣層44f之周緣梯形部47之頂部的梯形部被覆層48。該周緣梯形部47，係形成基板保持面50之最外側的區域，以其頂部來支承基板G之下面的周緣部之同時，在基板G的裏面側形成空間，經由氣體通路9將He氣體等的傳熱氣體供給到該空間，調節基板G的溫度。周緣梯形部47的高度，例如可為50~250μm。以鋁舉例示範作為基材41的材質。又，電極43的材質例如最好是鎢、鉬等的金屬材料。
在上述靜電夾盤40f中，第1絕緣層42f及第2絕緣層44f是藉由氧化鋁(Al2 O3 )噴塗膜所構成。一方面，作為形成在靜電夾盤40f之基板保持面50之周緣的周緣梯形部47之頂部的表面層所形成的梯形部被覆層48，是藉由具有與基材41之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜所形成。作為此種陶瓷噴塗膜的材質，在基板41為鋁的情形下，可使用與第1例同樣的材質例如YF3 、MgO、2MgO．SiO2 等。
因設置在基板保持面50之周緣部的周緣梯形部47易發明裂痕，故在本實施形態中，利用具有與基材41之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜(梯形部被覆層48)來被覆設置在基板保持面50之周緣部的周緣梯形部47，藉此改善靜電夾盤40f的耐熱性，來抑制發生以該周緣梯形部47為起點的裂痕。又，藉由在電極43周圍的第1絕緣層42f及第2絕緣層44f，使用體積電阻率大的氧化鋁(Al2 O3 )噴塗膜，就能確保充分的耐電壓性能。
基板保持面50的大小是長邊的尺寸，在450mm以上例如450mm~3500mm的靜電夾盤40f中，為了提升耐熱性，膜厚亦為重要的因素，第1絕緣層42f的膜厚最好為250~600μm，更好為300~550μm。又，第2絕緣層44f的膜厚最好為250~600μm，更好為300~550μm。進而，梯形部被覆層48的膜厚最好為50~250μm，更好為75~225μm。在本實施形態中，因可像這樣將梯形部被覆層48形成薄膜，故靜電夾盤40f的耐熱性優。
靜電夾盤40f可藉由先在基材41的表面利用噴塗形成第1絕緣層42f之後，在該層上配設電極43，接著以覆蓋該電極43的方式利用噴塗形成第2絕緣層44f，更在第2絕緣層44f之基板保持面50之周緣形成周緣梯形部47。然後，以覆蓋該周緣梯形部47之頂部的方式利用噴塗形成梯形部被覆層48，藉此就能製造靜電夾盤40f。此時，直接噴塗在第2絕緣層44f，藉此利用具有與基材41之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜來形成周緣梯形部47的全部。再者，電極43也可利用噴塗來形成。又，可包含藉由利用適當的切削加工之形成周緣梯形部47等的形狀加工工程。
再者，在該第6例中，作為基材41的材質在使用線膨脹係數為17.3×10－6 〔/℃〕之不鏽鋼的情形下，作為梯形部被覆層48，例如可使用線膨脹係數為6.4×10－6 〔/℃〕，與基材41的線膨脹係數之差為10.9×10－6 〔/℃〕的Al2 O3 噴塗膜等。又，在使用線膨脹係數為8.9×10－6 〔/℃〕之鈦的情形下，作為第1絕緣層42a及第2絕緣層44a，例如可使用線膨脹係數為6.4×10－6 〔/℃〕，與基材41的線膨脹係數之差為2.5×10－6 〔/℃〕的Al2 O3 噴塗膜等。
其次，針對與第1圖所示者同樣之構成的電漿蝕刻裝置1的靜電夾盤40，以以下的方法來實施耐熱性試驗。
針對組合表1所示的材質之基材41與噴塗膜(第1絕緣層42及第2絕緣層44)所製作的靜電夾盤A~C，重複五次昇溫→降溫的溫度循環，來確認有無發生裂痕。噴塗膜係第1絕緣層42及第2絕緣層44均為相同材質。本耐熱試驗的冷卻(chiller)設定溫度、溫度循環條件及靜電夾盤40的表面溫度之實測值係如表1所示。又，根據深色探傷(color check)法來判定有無裂痕的產生。合併其結果表示在表1。
由該試驗結果，雖然在鋁基材與氧化鋁噴塗膜的組合中，不管電極大小都會發生裂痕，但在不鏽鋼基材組合氧化鋁噴塗膜的情形下，並未觀察到裂痕的發生。由該結果可確認，對於作為基材的材質係線膨脹係數為17.3×10－6 〔/℃〕的不鏽鋼，藉由使用線膨脹係數為10.9×10－6 〔/℃〕，與基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕的Al2 O3 噴塗膜，可防止裂痕的發生。
其次，針對具備有關本發明之第2實施形態之作為靜電吸附電極的靜電夾盤之基板處理裝置之一例的電漿蝕刻做說明。第8圖是表示此種電漿蝕刻裝置之剖面圖。
在此，上述第1實施形態的靜電夾盤40，主要表示針對載置基材之構造不同的靜電夾盤140之電漿蝕刻裝置101，由於其他構成基本上相同，因此在與第1圖相同的構成附上同一符號，省略說明。
本實施形態的靜電夾盤140，係具有以導電性材料所形成的基材41，該基材41係形成具有上部構件141a與下部構件141b的分割構造。在該基材141的上面，由下依序層積有：第1絕緣層142、電極143及第2絕緣層144。靜電夾盤140係藉由從直流電源26經由給電線27對第1絕緣層142與第2絕緣層144之間的電極143施加直流電壓，例如因庫侖力而靜電吸附基板G。在靜電夾盤140的上面(第2絕緣層144的上面)，與第1實施形態同樣的，形成有吸附保持基板G的基板保持面150(參照第9圖)。該基板保持面150的尺寸，係長邊(最長部分的尺寸)的長度為450mm以上，例如可為450mm~3500mm。
其次，針對有關本實施形態的靜電夾盤140做詳細說明。第9圖是放大表示靜電夾盤140的剖面圖。如第9圖所示，該靜電夾盤140，係在基材141之上面的中央具有凸狀部141c，凸狀部141c之外周是形成為了相對於晶座基材4a而螺固靜電夾盤140的凸緣部141d(螺釘圖示省略)。然後，在凸狀部141c的上面，形成有第1絕緣層142、第2絕緣層144及該等之間的電極143。又，在第2絕緣層144之上，形成有基板保持面150。第1絕緣層142，也形成在凸狀部141c的側面。電極143的材質，係與第1實施形態的電極43同樣的，舉例示範有鎢、鉬。又，如第9圖所示在基板保持面150形成有複數個凸部150a，該等凸部150a是以其頂面來支承基板G，經由氣體通路9將He氣體等的傳熱氣體供給到鄰接的凸部150a之間。
連本實施形態中，基板保持面150的大小是長邊的尺寸，在450mm以上例如450mm~3500mm的靜電夾盤140c中，為了提升耐熱性，膜厚亦為重要的因素，第1絕緣層142的膜厚最好為250~600μm，更好為300~550μm。又，第2絕緣層144的膜厚最好為250~600μm，更好為300~550μm。
基材141，係如上述所，分割成上部構件141a與下部構件141b，上部構件141a係包含凸狀部141c、凸緣部141的一部分。下部構件141b係設置在上部構件141a之下，在其中央上部形成有嵌入上部構件141a的凹部141e。然後，比下部構件141b的凹部141e更外側的部分，係構成上述凸緣部141d的剩餘部。上部構件141a與下部構件141b，係利用螺釘161做機械式螺合，在該等之間介裝密封構件162。
上部構件141a與下部構件141b，形成暫存He等之傳熱氣體的氣體貯槽109a。在該氣體貯槽109a，係與上述第1實施形態同樣的，連接有貫通絕緣板3及晶座基材4a，延伸靜電夾盤140的氣體通路9。又，從氣體貯槽109a向著上方形成有多數個氣體供給連通孔109b，對基板G的裏面供給He氣體等之傳熱氣體。此時，由於上部構件141a包含凸緣部141d，因此可將貯槽109a延伸到凸部基板保持面150之外周附近，將傳熱用氣體的He氣體等供給到基板G之裏面的周緣部。
在此種靜電夾盤140中，第1絕緣層142及第2絕緣層144是利用陶瓷噴塗皮膜所形成。又，在基材141之凸狀部141c的側面，也以連續於絕緣層142、144的方式，形成有以陶瓷噴塗皮膜所形成的側面絕緣層142a。然後，形成基材141的上部構件141a、第1絕緣層142及第2絕緣層144的陶瓷噴塗皮膜，由對絕緣層防止裂痕的觀點來看，線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下所形成。具體上，作為上部構件141a，係使用比習知之基材141的材料之鋁(線膨脹係數23.8×10－6 〔/℃〕)更低熱膨脹材料的不鏽鋼(線膨脹係數17.8×10－6 〔/℃〕)或鈦(線膨脹係數8.9×10－6 〔/℃〕)，作為構成絕緣層142、144的陶瓷噴塗皮膜，可使用氟化釔噴塗膜(YF3 ：線膨脹係數13×10－6 〔/℃〕)、氧化鎂噴塗膜(MgO：線膨脹係數11×10－6 ~15×10－6 〔/℃〕)、鎂橄欖石噴塗膜(2MgO．SiO2 ：線膨張係數10.2×10－6 〔/℃〕)、三氧化二釔噴塗膜(Y2 O3 ：線膨脹係數8.2×10－6 〔/℃〕)、氧化鋁噴塗膜(Al2 O3 ：線膨脹係數6.4×10－6 〔/℃〕)。
像這樣，構成絕緣層142、144的陶瓷噴塗皮膜和鄰接於此的基材141的上部構件141a的線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下，藉此緩和熱應力，提昇靜電夾盤140的耐熱性，就能抑制絕緣層之裂痕的發生。
在此，如上所述，第1絕緣層142，是形成在基材141之凸狀部141c的側面，延伸到對應於上部構件141a的凸緣部141d的部分。另一方面，並未在下部構件141b形成陶瓷噴塗皮膜。藉此，就能只取下上部構件141a來進行陶瓷噴塗皮膜的剝離再處理。
像這樣，因在本實施形態中，鄰接於以陶瓷噴塗皮所形成的絕緣層142、144之上部構件141a，為比習知更低熱膨脹材料的不鏽鋼或鈦，且兩者間的線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下，來抑制絕緣層的裂痕，故下部構件141b的熱膨脹係數可以較大，可使用自以往作為基材所用的鋁。因鋁比重小，故比全為不鏽鋼或鈦的情形有利。
下部構件141b為鋁，係與習知基材相同，最好對表面施行陽極氧化處理(氧化鋁膜處理)。藉此，就算未形成噴塗皮膜亦可維持較高的耐食性。雖然習知以施行此種陽極氧化處理的鋁來構成基材的情形下，在陶瓷噴塗皮膜之剝離再處理時，基材的陽極氧化處理皮膜也會剝離，需要再處理，但在本實施形態中，如上所述，因在形成有陽極氧化皮膜的下部構件141b，並未形成陶瓷噴塗皮膜，故不需要此種陽極氧化處理皮膜的剝離再處理。
在本實施形態中，特別好的是以Al2 O3 噴塗膜來形成以陶瓷噴塗皮膜所形成的絕緣層142、144，以不鏽鋼或鈦來形成基材141的上部構件141a，以陽極氧化處理的鋁來形成下部構件141b。藉由此種構件，上部構件141a只要變更不鏽鋼或鈦，除此之外，就能具有大致與習知靜電夾盤同等的形狀及功能，不需要大幅的變更設計。
連本實施形態中，與上述第1實施形態的第2例及第3例同樣的，作為第1絕緣層142及第2絕緣層144，可用由線膨脹係數互異的材料所形成的陶瓷噴塗膜。又，與上述第1實施形態的第4例同樣的，也可在第2絕緣層144之上，設置由與上部構件141a之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下之陶瓷皮膜所形成的第3絕緣層作為表面層。進而，如第1實施形態的第5例，也可設置由與上部構件141a之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下之陶瓷皮膜所形成的周緣部被覆層及周緣梯形部。更又，如第1實施形態的第6例，也可設置由與上部構件141a之線膨脹係數之差的絕對值為14×10－6 〔/℃〕以下之陶瓷皮膜所形成的梯形部被覆層。
以上，雖是針對本發明之實施形態做說明，但本發明並不限於此，可為各種變形。
例如，有關本發明的處理裝置，雖是舉例示範對下部電極施加高頻電力的RIE型的電容耦合型平行板式電漿蝕刻裝置做說明，但並不限於蝕刻裝置，可應用於進行灰化、CVD成膜等之其他種類的電漿處理裝置，也可為對上部電極供給高頻電力的型式，又不限於電容耦合型，也可為感應耦合型，被處理基板並不限於FPD用玻璃基板G，也可為半導體晶圓。
再者，在上述實施形態中，雖是針對靜電吸附電極的基材41與被覆基材之陶瓷噴塗膜的線膨脹係數加以規定，但並不限於靜電吸附電極，也可應用於在基板處理裝置之反應室內所使用的其他構件。
1．．．電漿蝕刻裝置
2．．．反應室
3．．．絕絕板
4．．．晶座
5a．．．絕緣膜
11．．．淋浴頭
20．．．排氣裝置
25．．．高頻電源
26．．．直流電源
40、140．．．靜電夾盤
41、141．．．基材
42、142．．．第1絕緣層
43、143．．．電極
44、144．．．第2絕緣層
45．．．第3絕緣層
46．．．周緣部被覆層
47．．．周緣梯形部
48．．．梯形部被覆層
50、150．．．基板保持面
141a．．．上部構件
141b．．．下部構件
141c．．．凸狀部
141d．．．凸緣部
161．．．螺釘
第1圖是表示具備有關本發明之第1實施形態之作為靜電吸附電極的靜電夾盤之基板處理裝置之一例的電漿蝕刻裝置之剖面圖。
第2圖是表示有關第1實施形態的第1例之靜電夾盤之剖面圖。
第3圖是表示有關第1實施形態的第2例之靜電夾盤之剖面圖。
第4圖是表示有關第1實施形態的第3例之靜電夾盤之剖面圖。
第5圖是表示有關第1實施形態的第4例之靜電夾盤之剖面圖。
第6圖是表示有關第1實施形態的第5例之靜電夾盤之剖面圖。
第7圖是表示有關第1實施形態的第6例之靜電夾盤之剖面圖。
第8圖是表示具備有關本發明之第2實施形態之作為靜電吸附電極的靜電夾盤之基板處理裝置之一例的電漿蝕刻裝置之剖面圖。
第9圖是放大表示有關第2實施形態的靜電夾盤之剖面圖。
26．．．直流電源
27．．．給電線
40b．．．靜電夾盤
41．．．基材
42b．．．第1絕緣層
43．．．電極
44b．．．第2絕緣層
47．．．周緣梯形部
50．．．基板保持面
50a．．．凸部

Claims (31)

  1. 一種靜電吸附電極，係為在基板處理裝置中具備藉由靜電力來吸附保持基板之基板保持面的靜電吸附電極，其特徵為：具備：基材；和設置在該基材上的絕緣層；和配設在前述絕緣層中的電極；藉由與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜來形成前述絕緣層的一部分或全部，前述基板保持面係長邊(最長部分尺寸)為450mm以上，前述基材為鋁，具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜，係為YF3 (氟化釔)、MgO(氧化鎂)及2MgO．SiO2 (鎂橄欖石)之任一種。
  2. 一種靜電吸附電極，係為在基板處理裝置中具備藉由靜電力來吸附保持基板之基板保持面的靜電吸附電極，其特徵為：具備：基材；和設置在該基材上的絕緣層；和配設在前述絕緣層中的電極；藉由與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜來形成前述絕緣 層的一部分或全部，前述基板保持面係長邊(最長部分尺寸)為450mm以上，前述基材為不鏽鋼或鈦，具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜，係為Al2 O3 (氧化鋁)、Y2 O3 (三氧化二釔)、YF3 (氟化釔)、MgO(氧化鎂)及2MgO．SiO2 (鎂橄欖石)之任一種。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所記載的靜電吸附電極，其中，在形成前述基板保持面的前述絕緣層表面的一部分或全部，形成具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載的靜電吸附電極，其中，在前述基板保持面的周緣部，形成具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所記載的靜電吸附電極，其中，前述絕緣層，係以包含：比前述電極更下層的第1絕緣層；和比前述電極更上層的第2絕緣層所構成；藉由具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜來形成 至少前述第1絕緣層或前述第2絕緣層的任一層。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所記載的靜電吸附電極，其中，前述絕緣層，係以包含：比前述電極更下層的第1絕緣層；和比前述電極更上層的第2絕緣層；和比該第2絕緣層更上層的表面層所構成；藉由具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜來形成前述表面層。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載的靜電吸附電極，其中，前述表面層的膜厚為50~250μm。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所記載的靜電吸附電極，其中，藉由具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜來形成前述基板保持面的周緣部及側部。
  9. 如申請專利範圍第1或2項所記載的靜電吸附電極，其中，在前述基板保持面的周緣部，係設有段差並形成周緣梯形部，藉由具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜來形成該周緣梯形部。
  10. 如申請專利範圍第1或2項所記載的靜電吸附電 極，其中，在前述基板保持面的周緣部，係設有段差並形成周緣梯形部，藉由具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜來被覆該周緣梯形部的頂面。
  11. 如申請專利範圍第10項所記載的靜電吸附電極，其中，具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜之膜厚為50~250μm。
  12. 如申請專利範圍第1項所記載的靜電吸附電極，其中，藉由Al2 O3 (氧化鋁)的噴塗膜來形成，藉由具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜所形成之部分以外的絕緣層。
  13. 一種靜電吸附電極，係為在基板處理裝置中具備藉由靜電力來吸附保持基板之基板保持面的靜電吸附電極，其特徵為：具備：基材；和設置在該基材上的絕緣層；和配設在前述絕緣層中的電極；前述絕緣層的一部分或全部，是藉由陶瓷噴塗膜所形成， 前述基材，係具有與前述絕緣層鄰接的上部構件、和支承該上部構件的下部構件，前述上部構件與前述陶瓷噴塗膜，係線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下，前述基板保持面係長邊(最長部分尺寸)為450mm以上，前述基材的前述上部構件為不鏽鋼或鈦，前述陶瓷噴塗膜為Al2 O3 (氧化鋁)、Y2 O3 (三氧化二釔)、YF3 (氟化釔)、MgO(氧化鎂)及2MgO．SiO2 (鎂橄欖石)之任一種。
  14. 如申請專利範圍第13項所記載的靜電吸附電極，其中，在形成前述基板保持面的前述絕緣層表面的一部分或全部，形成前述陶瓷噴塗膜。
  15. 如申請專利範圍第13項所記載的靜電吸附電極，其中，在前述基板保持面的周緣部，形成前述陶瓷噴塗膜。
  16. 如申請專利範圍第13項所記載的靜電吸附電極，其中，前述絕緣層，係以包含：比前述電極更下層的第1絕緣層；和比前述電極更上層的第2絕緣層所構成；藉由前述陶瓷噴塗膜來形成至少前述第1絕緣層或前述第2絕緣層的任一層。
  17. 如申請專利範圍第13項所記載的靜電吸附電極， 其中，前述絕緣層，係以包含：比前述電極更下層的第1絕緣層；和比前述電極更上層的第2絕緣層；和比該第2絕緣層更上層的表面層所構成；藉由前述陶瓷噴塗膜來形成前述表面層。
  18. 如申請專利範圍第17項所記載的靜電吸附電極，其中，前述表面層的膜厚為50~250μm。
  19. 如申請專利範圍第13項所記載的靜電吸附電極，其中，藉由前述陶瓷噴塗膜來形成前述基板保持面的周緣部及側部。
  20. 如申請專利範圍第13項所記載的靜電吸附電極，其中，在前述基板保持面的周緣部，係設有段差並形成周緣梯形部，藉由前述陶瓷噴塗膜來形成前述周緣梯形部。
  21. 如申請專利範圍第13項所記載的靜電吸附電極，其中，在前述基板保持面的周緣部，係設有段差並形成周緣梯形部，藉由前述陶瓷噴塗膜來被覆該周緣梯形部的頂面。
  22. 如申請專利範圍第21項所記載的靜電吸附電極，其中，前述陶瓷噴塗膜的膜厚為50~250μm。
  23. 如申請專利範圍第13項所記載的靜電吸附電極，其中，前述基材係在其上面之中央具有凸狀部，該凸狀部的外周側形成凸緣部，前述絕緣層係形成在前述凸狀部的頂面及側面，前述絕緣層之前述頂面部分的表面是構成前述基板保持面。
  24. 如申請專利範圍第23項所記載的靜電吸附電極，其中，前述基材的前述上部構件，係包含：前述凸狀部、和其外周部的前述凸緣部的一部分。
  25. 如申請專利範圍第13項所記載的靜電吸附電極，其中，前述上部構件與前述下部構件係被螺固。
  26. 如申請專利範圍第13項所記載的靜電吸附電極，其中，前述上部構件為不鏽鋼，前述下部構件為鋁，前述陶瓷噴塗膜為Al2 O3 (氧化鋁)。
  27. 如申請專利範圍第26項所記載的靜電吸附電極，其中，在前述下部構件的表面，形成有陽極氧化被膜。
  28. 一種基板處理裝置，其特徵為具備：收容基板的反應室；和申請專利範圍第1項或第13項所記載的靜電吸附電極；和 對保持在前述靜電吸附電極的基板施行電漿蝕刻處理的處理機構。
  29. 一種靜電吸附電極的製造方法，係為在基板處理裝置中，具備吸附保持基板的基板保持面之靜電吸附電極的製造方法，其特徵為：包含：在基材之表面形成第1絕緣層之工程；和在前述第1絕緣層之上形成電極之工程；和以覆蓋前述電極的方式形成第2絕緣層之工程；在形成前述第1絕緣層之工程及/或形成前述第2絕緣層之工程中，藉由噴塗來形成具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜，前述基板保持面係長邊(最長部分尺寸)為450mm以上，前述基材為不鏽鋼或鈦，具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜，係為Al2 O3 (氧化鋁)、Y2 O3 (三氧化二釔)、YF3 (氟化釔)、MgO(氧化鎂)及2MgO．SiO2 (鎂橄欖石)之任一種。
  30. 一種靜電吸附電極的製造方法，係為在基板處理裝置中，具備吸附保持基板的基板保持面之靜電吸附電極的製造方法，其特徵為包含：在基材之表面形成第1絕緣層之工程；和在前述第1絕緣層之上形成電極之工程；和以覆蓋前 述電極的方式形成第2絕緣層之工程；和在前述第2絕緣層之基板保持面的一部分或全部，藉由噴塗來形成以具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜所形成的被覆層之工程，前述基板保持面係長邊(最長部分尺寸)為450mm以上，前述基材為不鏽鋼或鈦，具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜，係為Al2 O3 (氧化鋁)、Y2 O3 (三氧化二釔)、YF3 (氟化釔)、MgO(氧化鎂)及2MgO．SiO2 (鎂橄欖石)之任一種。
  31. 一種靜電吸附電極的製造方法，係為在基板處理裝置中，具備吸附保持基板的基板保持面之靜電吸附電極的製造方法，其特徵為：包含：在基材之表面形成第1絕緣層之工程；和在前述第1絕緣層之上形成電極之工程；和以覆蓋前述電極的方式形成第2絕緣層之工程；和在前述第1絕緣層及前述第2絕緣層之側部，藉由噴塗來形成以具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜所形成的被覆層之工程，前述基板保持面係長邊(最長部分尺寸)為450mm以上， 前述基材為不鏽鋼或鈦，具有與前述基材之線膨脹係數之差的絕對值為14×10-6 〔/℃〕以下的線膨脹係數之陶瓷噴塗膜，係為Al2 O3 (氧化鋁)、Y2 O3 (三氧化二釔)、YF3 (氟化釔)、MgO(氧化鎂)及2MgO．SiO2 (鎂橄欖石)之任一種。
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