静电吸附电极的修补方法 本申请是2007年7月20日提出的申请号为200710136193.3的同名申请的分案申请。
【技术领域】
本发明涉及静电吸附电极的修补方法。具体而言，涉及在例如平板显示器(FPD：Flat Panel Display)等的制造过程中，为吸附保持玻璃基板等基板而使用的静电吸附电极的修补方法。
背景技术
在FPD的制造过程中，会对作为被处理体的玻璃基板，进行干蚀刻(Dry Etching)、溅射法、CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)等的等离子体处理。例如：在腔室内配置一对平行平板电极(上部电极和下部电极)，将玻璃基板载置在作为下部电极起作用的基座(基板载置台)上以后，向腔室内导入处理气体，同时向至少一个电极施加高频电力，在电极之间形成高频电场，通过该高频电场形成处理气体的等离子体，对玻璃基板实施等离子体处理。此时，玻璃基板通过设置在基座上的静电吸附电极被吸附固定。
作为这样的静电吸附电极，已知有例如具有下述结构的电极：在利用铝等导电性材料形成的基材上依次叠层绝缘层、电极层和绝缘层。在这种情况下，通过向该电极层施加电压产生库仑(coulomb)力，能够吸附固定玻璃基板。
上述这种结构的静电吸附电极，由于例如绝缘破损、器具的跌落等原因在静电吸附电极的表面或者电极层上产生了裂纹或者缺失等破损时，在破损状态放置会造成吸附能力大幅度降低。因此，已经有将静电吸附电极的电极层分离成多个，即使一部分发生了绝缘破损，也能确保吸附性能的提案，可以只更换不佳部分的提案(例如专利文献1、2)。
但是，实际上如上述专利文献1、2所述，预先将电极层分割形成的静电吸附电极几乎没有被实用化。因此，当静电吸附电极发生了破损的情况下，通常是整体替换静电吸附电极，而不是进行局部修补。其理由可以例举如下：进行部分修补的情况下，如果破损部位的修补不当，静电吸附电极的功能恢复得不充分，不仅不能得到令人满意的吸附保持性能，而且在修补的位置还有可能产生异常放电。
此外，也可以列举：由于静电吸附电极的破损存在多种图形，例如：浅裂纹、到达电极层的深裂纹、大的裂纹。在很大范围内的大量小裂纹等，很难采用一种修补方法实现针对所有图案的破损的修补。
基于以上理由，目前，即使只产生了小的裂纹等的情况下，也都是进行静电吸附电极的整体替换，因此造成配置有静电吸附电极的蚀刻装置等的基板处理装置的维护费用增加。
[专利文献1]日本专利特开平5-291562号公报(图1等)
[专利文献2]日本专利特开2005-51217号公报(图3等)
【发明内容】
鉴于上述情况，本发明的课题在于，提供一种能够简易并适当地对静电吸附电极的破损部位进行修补的修补方法。
为了解决上述课题，本发明的第一观点提供一种静电吸附电极的修补方法，该静电吸附电极形成有覆盖基材表面的覆膜，该覆膜包括：电极层、在该电极层下层的第一绝缘层、和在上述电极层上层的第二绝缘层，通过向上述电极层施加电压，吸附保持基板，
该修补方法包括：切削并除去不良部位和其周围的覆膜的切削工序；和
在通过上述切削被除去的部分形成新的修补覆膜的覆膜再生工序。
在上述第一观点中，可以利用绝缘材料形成上述修补覆膜，或者，也可以通过叠层绝缘材料和导电性材料而形成。这些情况下，可以使用与构成上述第一绝缘层和上述第二绝缘层的材料不同的材质作为上述绝缘材料。
此外，优选在上述切削工序中，对所述覆膜进行切削而形成凹部，在所述覆膜再生工序中，通过喷镀，在所述凹部形成所述修补覆膜。在这种情况下，在上述切削工序中，优选不切削上述电极层而形成上述凹部，或者以整体形成为锥状的方式形成上述凹部。
此外，静电吸附电极优选平板显示器的制造中使用的静电吸附电极。这种情况下，也可以是对玻璃基板进行吸附保持的电极。
根据本发明的修补方法，可以在静电吸附电极的覆膜产生破损的情况下，根据破损程度采用简易的方法进行局部修补。因此，不需要对静电吸附电极进行整体更换，能够降低维护的成本。对于吸附保持大型FPD基板的静电吸附电极，不需要进行整体更换而能够进行局部修补，因此能够节省的成本变大，特别有利。
【附图说明】
图1是表示设置有能够适用本发明地修补方法的静电夹具的等离子体蚀刻装置的截面图。
图2是用于说明产生利用本发明的修补方法能够修补的破损的静电夹具的截面图。
图3是表示本发明第一实施方式的修补方法的工序流程的示意图。
图4是表示本发明第二实施方式的修补方法的工序流程的示意图。
图5是用于说明静电夹具表面上形成的凸部的放大图。
图6是表示本发明第三实施方式的修补方法的工序流程的示意图。
图7是表示本发明第四实施方式的修补方法的工序流程的示意图。
图8是说明侧部绝缘层的修补状态的示意图，(a)是表示局部修补后的状态的主要部位平面图，(b)是表示全范围修补后的状态的平面图。
图9是表示本发明第五实施方式的修补方法的工序流程的示意图。
符号说明
1等离子体蚀刻装置
2腔室
3绝缘板
4基座
5绝缘件
11喷淋头
20排气装置
25高频电源
40静电夹具
41基材
42第一绝缘层
43电极
44第二绝缘层
45侧部绝缘层
50基板保持面
60、60a绝缘物
61、65、66、67、68、69、70、71修补覆膜
100、100a、101、102、103a、103b、104裂纹
【具体实施方式】
以下参照附图，说明本发明优选的实施方式。图1是表示作为具有可以适用本发明的修补方法的静电吸附电极的基板处理装置的一个例子的等离子体蚀刻装置的截面图。如图1所示，等离子体蚀刻装置1构成为电容耦合型平行平板等离子体蚀刻装置，其对矩形化的作为被处理体的FPD用玻璃基板等基板G进行蚀刻。此处，例示出以下FPD：液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、电致发光(ElectroLuminescence；EL)显示器、荧光显示管(Vacuum Fluorescent Display；VFD)显示器、等离子体显示面板(PDP)等。此外，本发明的基板处理装置不是仅限于等离子体蚀刻装置。
该等离子体蚀刻装置1具有例如表面由被耐酸铝化处理过(阳极氧化处理)的铝构成的、成型为角筒形状的腔室2。该腔室2内的底部设置有由绝缘材料构成的棱柱状绝缘板3，该绝缘板3上设置有用于载置基板G的基座4。作为基板载置台的基座4，具有基座基材4a、设置在基座基材4a上的作为静电吸附电极的静电夹具40。而且基座基材4a的外周被绝缘件5绝缘覆盖。
静电夹具40从平面看呈矩形，具有由铝等导电性材料构成的基材41。在该基材41的上面，从下而上依次层叠有第一绝缘层42、电极43和第二绝缘层44。该静电夹具40从直流电源26通过供电线27向第一绝缘层42和第二绝缘层44之间的电极43施加直流电压，通过例如库仑(coulomb)力将基板G静电吸附。静电夹具40的上面(第二绝缘层44的上面)形成有吸附保持基板G的基板保持面50(参照图2～图8)。
上述绝缘板3和基座基材4a，还包括静电夹具40，形成有贯通它们的气体通路9。通过该气体通路9将传热气体，例如He气体等，供给到作为被处理体的基板G的背面。
即，将传热气体供给气体通路9，通过在基座基材4a和静电夹具40的基材41的边界形成的气体蓄槽9a，暂时向水平方向扩散后，通过形成于静电夹具40内的气体供给连通孔9b，从静电夹具40的表面喷向基板G的背侧。由此，基座4的冷热传递给基板G，基板G维持在规定的温度。
在基座基材4a的内部设置有传热介质室10。该传热介质室10中，通过传热介质导入管10a导入例如氟系液体等传热介质，并通过传热介质排除管10b排出，通过这种循环，使得例如其冷热被通过上述传热介质从基座基材4a传递给基板G。
在上述基座4的上方，与该基座4平行相对，设置有作为上部电极起作用的喷淋头11。喷淋头11由腔室2的上部支撑，内部具有内部空间12，同时在与基座4相对的面上形成有多个喷出处理气体的喷出孔13。该喷淋头11接地，与基座4一起组成一对平行平板电极。
喷淋头11的上面设置有气体导入口14，该气体导入口14上连接有处理气体供给管15，该处理气体供给管15通过阀16和质量流量控制器(mass flow controller)17连接处理气体供给源18。从处理气体供给源18供给用于蚀刻的处理气体。作为处理气体，例如可以使用卤素系气体、O2气体、Ar气体等，通常以在本领域中使用的气体作为处理气体。
上述腔室2的侧壁下部连接有排气管19，该排气管19与排气装置20连接。排气装置20具有涡轮分子泵(turbo-molecular pump)等真空泵，由此可对腔室2内进行真空排气，达到规定的减压气氛。此外，在腔室2的侧壁上还设置有基板搬入搬出口21，和开闭该基板搬入搬出口21的闸阀22，在该闸阀22打开的状态下，能够在邻接的负载锁定室(未图示)间进行基板G的搬送。
基座4上连接有用于供给高频电力的供电线23，该供电线23上连接有匹配器24和高频电源25。从高频电源25供给基座4例如13.56MHz的高频电力。
接下来，说明该结构的等离子体蚀刻装置1的处理工作。首先，在打开闸阀22以后，通过基板搬入搬出口21从未图示的负载锁定室将作为被处理体的基板G搬入腔室2内，载置在形成于基座4上的静电夹具40上。该情况下，基板G的交接通过插通基座4的内部，以能够从基座4突出没入的方式设置的升降销(lift pin)(未图示)进行。其后，关闭闸阀22，通过排气装置20对腔室2内进行真空排气，达到规定的真空度。
其后，打开阀16，通过质量流量控制器17调整来自处理气体供给源18的处理气体的流量，通过处理气体供给管15、气体导入口14导入喷淋头11的内部空间12，再通过喷出孔13向基板G均匀的喷出，腔室2内的压力维持在规定值。
在该状态下，从高频电源25通过匹配器24向基座4施加高频电力，在作为下部电极的基座4和作为上部电极的喷淋头11之间产生高频电场，处理气体被解离等离子体化，由此在基板G上实施蚀刻处理。此时，通过从直流电源26，对静电夹具40的电极43施加规定电压，通过例如库仑(coulomb)力，基板G被吸附保持在静电夹具40上。而且，通过由气体通路9将传热气体供给到基板G的背面侧，由此能够有效地进行温度调节。
如上述实施了蚀刻处理后，停止从高频电源25施加高频电力，停止气体导入后，腔室2内的压力减低至规定的压力。然后，打开闸阀22，通过基板搬入搬出口21将基板G从腔室2搬出到未图示的负载锁定室，由此基板G的蚀刻处理结束。这样，通过静电夹具40静电吸附基板G，同时能够一边进行温度调节一边进行基板G的蚀刻处理。
接下来，参照图2～图8对本发明的修补方法进行详细说明。
(第一实施方式)
图2示意的表示静电夹具40中的破损状态。图2中，符号A包围的部位表示在第二绝缘层44的表面附近产生浅裂纹100的状态。而符号B包围的部位表示直到第二绝缘层44和电极43的边界产生裂纹100a的状态。由此，在第二绝缘层44内为止发生比较轻度的破损的情况下，也可以进行轻微的修补。以下，举例说明进行裂纹100的修补的例子。
图3(a)～(e)表示修补裂纹100的工序流程。图3(a)表示放大显示图2的符号A的部分，即裂纹100的图。裂纹100在从静电夹具40表面的基板保持面50向着基材41的第二绝缘层44的厚度方向上形成，未到达电极43，在第二绝缘层44的途中停止。在进行这种破损(裂纹100)修补时，如图3(b)所示，首先使用例如门型切削机等切削单元201切削裂纹100的周围，形成凹部51。该凹部51优选形成为锥状(研钵状)，并且不达到电极43。
接着，如图3(c)所示，使用喷镀装置202喷镀绝缘物60，以埋住凹部51。该绝缘物60优选采用与第二绝缘层44相同的绝缘材料，例如氧化铝(Al2O3)等陶瓷，但是也可以使用与第二绝缘层44不同种类的绝缘材料，例如环氧(epoxy)系、有机硅(silicone)系等的合成树脂等。
此外，能够通过例如手动操作在凹部51内填充绝缘物60。该情况下，优选使用具备绝缘性和粘合性两方面特性的绝缘材料，例如优选环氧(epoxy)系、有机硅(silicone)系等合成树脂。通过在凹部51中填充具有粘合性的合成树脂等绝缘物，能够实现在等离子体蚀刻装置1的使用现场进行应急处理，大幅度削减由于静电夹具40的不良引起的等离子体蚀刻装置1的停机现象(down time)。像这样在凹部51中埋入绝缘物60的修补方法，在等离子体蚀刻装置1的使用现场进行的应急处理具有很高的利用价值，除了应急处理以外，还可以适用于例如修补位置的面积比较小时的情况。
接着，如图3(d)所示，在埋住凹部51后，采用切削单元201等，使由喷镀方式形成的绝缘物60的突出部分的表面平坦化。由此，如图3(e)所示，形成与第二绝缘层44的表面大致一致的修补覆膜61，破损部位的修补完成。其中，只要修补覆膜61的表面不比第二绝缘层44的表面更为突出即可。
根据本实施方式，通过利用不良部位切削而完成的除去和修补被膜61的形成这样简易的方法，能够完成静电夹具40的局部修补。从而，不再需要因为局部不良问题而整体更换静电夹具40，能够大幅度降低维护成本。
此外，通过利用本实施方式的修补方法作为等离子体蚀刻装置1的使用现场的应急性修补，能够大幅度削减配备有静电夹具40的蚀刻装置等的基板处理装置的停机现象(down time)。
此外，对于修补到达第二绝缘层44和电极43的边界的裂纹101a(图2的符号B)的情况，只要进行切削直到在图3(b)中的凹部51的底部露出电极43即可，此时的形状优选切削部分(凹部51)的壁不垂直，并且从电极43到第二绝缘层44的表面经过的距离变长，切削为能够充分确保绝缘性能的形状。上述以外，可按照图3(b)至(e)的步骤进行修补。
(第二实施方式)
图4(a)是图2中的符号C所包含的范围的放大图，表示产生从第二绝缘层44的表面，通过电极43到达第一绝缘层42的深度的裂纹101的状态。并且，第一绝缘层42中发生不耐压的情况下也相同。
产生贯通电极43到达第一绝缘层42的深度的裂纹101的情况下，如图4(b)所示，使用切削单元201，从表面开始对第二绝缘层44、电极43、第一绝缘层42进行切削，由此形成凹部52。该凹部52比第一实施方式的修补方法中的凹部51更深，并且直径更大。此外，对于形成的裂纹101更深，贯穿第一绝缘层42的全部厚度方向形成的情况，进行切削直到凹部52的底部露出基材41即可。
在利用切削加工形成凹部52时，优选凹部52形成为：从其底部开始向第二绝缘层44的表面一侧扩大，整体形成为锥状(研钵状)。即，凹部52的侧壁52a不是从凹部52的底部垂直向上，而是倾斜形成为超过90度的规定角度θ。该角度θ根据凹部52的深度不同而不同，优选例如约135度。通过这样使凹部52的侧壁52a倾斜，可取得充足的侧壁52a的距离(即，从电极43一侧到静电夹具40的表面的长度)，由此能够提高修补位置的绝缘耐性。而且，凹部52可以是整体锥形的形状，也可以从例如倾斜的侧壁52a的途中开始具有切削为水平状的部分。
接着，如图4(c)所示，使用喷镀装置202依次喷镀绝缘物62、导电性膜63、绝缘物64，层叠形成喷镀膜埋住凹部52。此时，绝缘物62、64可以使用与第一绝缘层42和第二绝缘层44相同的材料，例如氧化铝(Al2O3)等陶瓷，也可以使用与第一绝缘层42或第二绝缘层44不同种类的绝缘材料，例如氧化锆(ZrO2)、镁橄榄石(M2S；2MgO·SiO2)、氟化钇(YF3)等。此外，能够使用与电极43相同的材料例如钨(W)、钼(Mo)等作为导电性膜63。
此外，可以不形成导电性膜63，而只在凹部52内通过例如手动操作填充绝缘物。这种情况下，优选使用具有绝缘性和粘合性两种特性的绝缘材料，例如优选使用环氧(epoxy)系、有机硅(silicone)系等合成树脂。像这样只埋入绝缘物的修补方法，作为在等离子体蚀刻装置1的使用现场的应急处理，具有很高的利用价值，除了应急处理以外还可以适用于例如修补位置的面积比较小时的情况。
接着，在凹部52被埋住以后，如图4(d)所示，采用切削单元201，对比第二绝缘层44上面突出的绝缘物64进行切削，使表面平坦化。由此，如图4(e)所示，形成与第二绝缘层44的表面大致一致的修补覆膜65，破损部位的修补完成。其中，只要修补覆膜65的表面不比第二绝缘层44的表面更为突出即可。
在本实施方式中也与第一实施方式相同，通过利用不良部位切削完成的除去和修补覆膜的形成这样简易的方法，能够进行静电夹具40的局部修补，因此，局部产生的不良问题不再需要整体更换静电夹具40，可以大幅度降低维护成本。另外，通过向凹部52填充绝缘物，可以进行等离子体蚀刻装置1的使用现场的应急处理，可以大幅度削减由于静电夹具40的不良引起的等离子体蚀刻装置1的停机现象(downtime)。
而且，在上述第一实施方式和第二实施方式中，如果在静电夹具40的基板保持面50(第二绝缘层44的表面)上形成大量凸部(小突起)53用于支撑基板G的下面，在这种情况下，如图5所示，优选新形成的修补覆膜61(或者修补覆膜65)的凸部54的高度h1比第二绝缘层44的表面上形成的原有凸部53的高度h0低。这是由于：如果通过修补新形成的凸部54的高度h1比周边没有修补的区域中形成的凸部53的高度h0高，导致基板G下面的支撑高度不均匀，可能引起蚀刻等处理内容的不均匀。
(第三实施方式)
图6(a)是关于静电夹具40的破损的其他示例，表示在第二绝缘层44的表面附近的宽范围内(同图中用符号D表示的部位)，产生大量浅裂纹102的状态。在这样的情况下，如图6(b)所示，从第二绝缘层44的表面开始进行整体切削，按照规定的厚度除去形成有裂纹102的第二绝缘层44的表面层。
接着，如图6(c)所示，使用喷镀装置202对已除去第二绝缘层44的表面层后的表面进行喷镀，在第二绝缘层44的表面上形成新的修补覆膜66，由此完成修补。此时的喷镀材料优选使用与第二绝缘层44相同材质的绝缘材料，例如氧化铝(Al2O3)等陶瓷。此外，也可以使用与第二绝缘层44不同种类的绝缘材料，例如氧化锆(ZrO2)、镁橄榄石(M2S；2MgO·SiO2)、氟化钇(YF3)等作为喷镀材料。
在本实施方式中，通过利用第二绝缘层44的表面层的切削完成的除去和利用喷镀完成的修补覆膜的形成这样简易的方法，能够进行静电夹具40的局部修补，因此，不再需要整体更换静电夹具40，可以大幅度降低维护成本。
(第四实施方式)
图7(a)是静电夹具40的破损状态的其他示例，表示在覆盖静电夹具40的侧部(同图中用符号E、符号F表示的部位)的侧部绝缘层45上产生了裂纹103a、103b的状态。在侧部绝缘层45上产生裂纹103a、103b的情况下，如图7(b)所示，使用切削单元201，对侧部绝缘层45的整个周围进行切削，将包含形成有裂纹103a、103b的部位的静电夹具40的侧部覆膜整体除去。
接着，如图7(c)所示，使用喷镀装置202，对已除去侧部绝缘层45的静电夹具40进行喷镀，形成新的侧部绝缘层67，由此完成修补。形成该侧部绝缘层67时喷镀材料优选采用与原有侧部绝缘层45相同材质的绝缘材料，例如氧化铝(Al2O3)等陶瓷(ceramics)。此外，也可以使用与原有侧部绝缘层45不同种类的绝缘材料，例如氧化锆(ZrO2)、镁橄榄石(M2S；2MgO·SiO2)、氟化钇(YF3)等作为喷镀材料。
此处，除去侧部绝缘层45的整个周围，形成侧部绝缘层67的理由如下：图8(a)是示意性地表示采用局部喷镀和绝缘物的填埋等局部修补方法，修补了图7(a)中符号E和符号F所表示的部位的裂纹103a、103b以后的修补后状态的主要部位的平面图。如该图8(a)所示，在对侧部绝缘层45中的裂纹103a、103b进行了局部修补的情况下，绝缘物60a和其周围未修补的侧部绝缘层45之间形成边界L。如果像这样形成从电极43一侧向静电夹具40的外部延伸的边界L，容易沿着该边界L产生漏电。因此，优选采用不会形成这样的边界L的修补方法，因此，在本实施方式中，针对侧部绝缘层45不进行局部修补，暂时剥离侧部绝缘层45的整个周围后，如图8(b)中的网状图案处所示，直接形成新的侧部绝缘层67。
在本实施方式中，通过利用侧部绝缘层45切削完成的除去和利用喷镀完成的新的侧部绝缘层67的形成这样简易的方法，能够进行静电夹具40的局部修补，因此，不再需要整体更换静电夹具40，可以大幅度降低维护成本。
(第五实施方式)
图9(a)是静电夹具40的破损的其他示例，表示在静电夹具40的整个覆盖层，即，遍及第一绝缘层42、电极43、第二绝缘层44以及侧部绝缘层45的整体产生大量裂纹104的状态。如此，在静电夹具40的整个覆盖层的广大范围内产生了大量裂纹的情况下，如图9(b)所示，采用切削单元201对覆盖层进行切削，直到露出基材41，将覆盖层完全除去。
接着，如图9(c)所示，使用喷镀装置202，对完全除去了覆盖层的基材41进行喷镀，在基材41的表面形成新的覆盖层。即，分别依次喷镀而在基材41的上面层叠形成新的第一绝缘层68、电极69、第二绝缘层70，再形成侧部绝缘层71，由此完成修补。并且在新形成的电极69中配设来自直流电源26的供电线27。此时，形成第一绝缘层68、第二绝缘层70、侧部绝缘层71时所使用的喷镀材料，优选采用与原有各绝缘层相同材质的绝缘材料，例如氧化铝(Al2O3)等陶瓷。另外，也可以使用其他种类的绝缘材料，例如氧化锆(ZrO2)、镁橄榄石(M2S；2MgO·SiO2)、氟化钇(YF3)等作为喷镀材料。
在本实施方式中，通过按照上述流程进行覆盖层的再生，不再需要整体更换静电夹具40，由于基材41可以进行再利用，所以与整体更换的情形相比，可降低维护成本。
以上列举了几种实施方式对本发明进行说明，但是本发明不受上述实施方式的限制，可以进行各种变形。例如：对于本发明的处理装置，以对下部电极施加高频电力的RIE类型的电容耦合型平行平板等离子体蚀刻装置为例进行了说明，但是还可以是向上部电极供给高频电力的类型，或者不限于电容耦合型，也可以是电感耦合型。另外，不限于蚀刻装置，例如进行灰化、CVD成膜等其他种类的等离子体处理装置也可以适用。
此外，被处理基板不限于FPD用玻璃基板，也可以是半导体晶片。