静电吸附装置、等离子体处理装置及等离子体处理方法.pdf

本发明涉及静电吸附装置、等离子体处理装置及等离子体处理方法。可不引起异常放电或绝缘破坏地稳定吸附保持绝缘体的基板。其载置玻璃基板(G)的载置台(10)是在基底部件(12)之上设置了例如由铝构成的矩形块状基座(14)和包围此基座(14)的由绝缘体如石英构成的矩形框状聚焦环(16)，在基座(14)的主面上设置了由借助于各种喷镀法形成的下部电介质层(18)、电极层(20)及上部电介质层(22)的三层结构所构成的静电吸附部(24)。下部电介质层(18)以及上部电介质层(22)由体积固有电阻值在1×1014Ω·cm以上的氧化铝、氧化锆的陶瓷构成。直流电源(34)的输出端子电气连接到电极层(20)。

1.  一种静电吸附装置，用于在生成等离子体的空间中通过静电吸附并保持由绝缘体构成的被处理基板，其特征在于，具有：
由用于支持所述基板的导电体构成的基座；
在所述基座的主面上用喷镀法形成的第一电介质层；
在所述第一电介质层之上用喷镀法形成的电极层；
在所述电极层之上用喷镀法形成的第二电介质层；和
在所述电极层上施加DC电压的DC电压施加部，
通过在所述电极层上施加所述DC电压，在载置于所述第二电介质层之上的所述基板的被处理面上积蓄电荷，借助于在所述电荷与所述电极层之间起作用的静电吸引力吸附并保持所述基板。

2.  如权利要求1所述的静电吸附装置，其特征在于：
所述第一及第二电介质层的体积固有电阻值在1×10¹⁴Ω·cm以上。

3.  如权利要求1或2所述的静电吸附装置，其特征在于：
设置了从所述基座贯穿到所述第二电介质层的用于控制所述基板的温度的传热气体的通孔，所述电极层不在所述通孔的内壁面上露出。

4.  如权利要求1或2所述的静电吸附装置，其特征在于：
以期望功率输出高频的高频电源电连接到所述基座。

5.  如权利要求4所述的静电吸附装置，其特征在于：所述DC电压施加部具有输出所述DC电压的直流电源和实质性地隔断来自所述高频电源的高频并且使所述DC电压通过的电阻器或低通滤波器。

6.  如权利要求5所述的静电吸附装置，其特征在于：
所述DC电压施加部通过电阻器来接地。

7.  如权利要求6所述的静电吸附装置，其特征在于：
所述电阻器具有1MΩ～10MΩ的电阻值。

8.  如权利要求1所述的静电吸附装置，其特征在于：
在所述第一电介质层和所述基座之间插入具有在所述第一电介质层的膨胀率和所述基座的膨胀率之间的膨胀率的热应力缓冲材料。

9.  如权利要求1所述的静电吸附装置，其特征在于：
所述第一及第二电介质层由以Al₂O₃及ZrO₂中的至少一个为主要成分的陶瓷构成。

10.  如权利要求1所述的静电吸附装置，其特征在于：
所述基座由Al金属构成，所述热应力缓冲材料由Ni-5Al合金构成。

11.  如权利要求1所述的静电吸附装置，其特征在于：
用于冷却所述基板的冷却机构设置在所述基座上。

12.  如权利要求1所述的静电吸附装置，其特征在于：
用于加热所述基板的加热机构设置在所述基座上。

13.  一种等离子体处理装置，对由绝缘体构成的被处理基板实施所要求的等离子体处理，其特征在于，具有：
提供用于所述等离子体处理的处理空间的处理容器；
用于在所述处理容器内保持所述基板的如权利要求1所述的静电吸附装置；
向所述处理室内供应处理气体的处理气体供给部；
对所述处理室的室内进行排气的排气部；和
在所述处理室内生成处理气体的等离子体的等离子体生成部。

14.  一种等离子体处理装置，对由绝缘体构成的被处理基板实施所要求的等离子体处理，其特征在于，具有：
提供用于所述等离子体处理的处理空间的处理容器；
用于在所述处理容器内保持所述基板的如权利要求3所述的静电吸附装置；
对所述处理基板实施规定的等离子体处理的处理室；
向所述处理室内供应处理气体的处理气体供给部；
对所述处理室的室内进行排气的排气部；
在所述处理室内生成处理气体的等离子体的等离子体生成部；和
传热气体供给部，该传热气体供给部向载置在所述静电吸附装置的第二电介质层之上的所述绝缘基板的背面供应传热气体。

15.  如权利要求14所述的等离子体处理装置，其特征在于，具有：
气体流量监视部，该气体流量监视部监视从所述传热气体供给部向所述基板的背面供应的所述传热气体的供给流量；和
顺序控制部，该顺序控制部将所述供给流量的测定值与给定的基准值相比较，根据比较结果而决定是否使所述等离子体生成部工作。

16.  如权利要求14或15所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述传热气体是He气，向所述基板的背面供应的气体压力被设定在1Torr～10Torr的范围内，在所述静电吸附装置的电极层上施加的DC电压被设定在2kV～5kV的范围内，

17.  一种等离子体处理方法，使用如权利要求3、14和15之任一所述的等离子体处理装置进行等离子体处理，其特征在于，具有：
在所述静电吸附装置的第二电介质层之上装载所述基板的工序；
向所述处理装置的处理室中导入处理气体的工序；
向所述静电吸附装置的电极层上施加DC电压的工序；
在开始所述DC电压的施加之后，在从所述传热气体供给部以给定的压力向所述基板的背面供应传热气体的同时监视它的供给流量的工序；和
将所述传热气体流量的测定值与给定的基准值相比较，根据比较结果决定是否在所述处理室内产生处理气体的等离子体的工序。

18.  如权利要求17所述的等离子体处理方法，其特征在于：
当所述传热气体流量的测定值在所述基准值以下的时候，在所述处理室内生成所述处理气体的等离子体并对所述基板进行等离子体处理，
当所述传热气体流量的测定值超过所述基准值的时候，在所述处理室内不生成所述处理气体的等离子体，中止对所述基板进行的等离子体处理。

19.  如权利要求18所述的等离子体处理方法，其特征在于：
利用所述监视，以第一压力向所述绝缘基板的背面供应所述传热气体，在对所述基板进行等离子体处理时以比所述第一压力大的第二压力向所述绝缘基板的背面供应所述传热气体，

20.  一种等离子体处理装置，用于对由绝缘体构成的被处理基板实施所要求的等离子体处理，其特征在于，具有：
提供用于所述等离子体处理的处理空间的处理容器；
在所述处理容器内装载所述基板的载置台；
将所述基板利用静电吸附力固定保持在所述载置台上用的静电吸附部；
从基板背面侧对在所述载置台上的所述基板进行冷却或加热用的温度控制机构；
向所述处理室内供应处理气体的处理气体供给部；
在所述处理室内生成处理气体的等离子体的等离子体生成部；
传热气体供给部，该传热气体供给部向装载在所述静电吸附装置的第二电介质层之上的所述绝缘基板的背面供应传热气体；
气体流量监视部，该气体流量监视部监视从所述传热气体供给部向所述基板的背面供应的所述传热气体的供给流量；和
顺序控制部，该顺序控制部将所述气体供给流量的测定值与给定的基准值相比较，根据比较结果而决定是否使所述等离子体生成部工作。

静电吸附装置、等离子体处理装置及等离子体处理方法
技术领域
本发明涉及用静电吸附固定由绝缘体构成的被处理基板的静电吸附装置以及使用该静电吸附装置的等离子体处理装置及等离子体处理方法。
背景技术
在平面板显示器(FPD)的面板的制造中，一般来说，在由玻璃等的绝缘体构成的基板上形成像素的器件或电极以及布线。在面板制造的各种工艺中，在蚀刻、CVD、灰化及溅射等的微细加工中利用了等离子体。在进行这样的等离子体处理的制造装置中，在可以减压的处理容器内将基板装置在载置台之上，将基板的上面(被处理面)暴露在处理气体的等离子体中来进行加工处理。在这样的情况下，有必要抑制由等离子体处理中的发热引起的温度上升并对基板的温度进行一定的控制，为此，在将由冷却装置调温过的冷却介质循环供应到载置台内的冷却介质通路中的同时，通过载置台的中间而向基板的背面供应He气等传热性良好的气体来间接地冷却基板的方式是经常被使用的。这样的冷却方式有必须具有为了抗住He气的供给压力而将基板固定保持在载置台上的机构。
图13显示了在等离子体处理装置中借助于静电吸附力保持绝缘体的基板的现有的静电吸附装置。在这样的静电吸附装置中，载置台200在基底部件202之上设置了由导电体构成的基座204和由绝缘体构成的聚焦环206。绝缘基板G使基板周围的边缘部盖在聚焦环206的上面地被装载在基座204的上面。冷却介质通路208设置在基座204的内部，来自冷却装置(图中没有表示)的冷却介质会流过冷却介质通路208。另外，在基座204的上面设置了多个的通孔210，通过这些通孔210在基板G的背面以给定的压力提供来自He气供给部(图中没有表示)的传热用的He气。
在基座204中，施加了比高频电源高数MHz～数十MHz的高频。在等离子体处理中在基板G的上面生成处理气体的等离子体PZ。可以用来自高频电源212的高频生成这样的等离子体PZ，也可以用图中没有表示的别的高频电源的高频来生成这样的等离子体PZ。在后一种情况下，在基座204上由高频电源212施加的高频是用于将等离子体PZ中的离子引入到基板G的被处理面上的偏置。
另外，在基座204上由DC(直流)电源214施加数kV左右的DC电压。在这样的DC电压是正极性的电压的情况下，在基板G的上面(被处理面)上吸引并积蓄了等离子体PZ中的负的电荷(电子、负离子)，这样一来，在在基板G的上面的负的面电荷与基座204之间的相互的吸引的静电力(库仑力)起作用，靠这样的静电吸引力基板G被吸附在基座204上。
图14是改善上述静电吸附装置(图13)地现有技术。在这样的静电吸附装置中，用绝缘体层216覆盖基座204的上面。通孔210从基座204的内部的气体流路开始贯通基座204的上面部和绝缘体层216来形成。
FPD用的绝缘基板在近年来大型化的要求越来越高。在上述的静电吸附装置中，由于绝缘基板的尺寸越大，基板由于热应力就越容易翘曲，必须增加在基板温度的控制中使用的传热气体(He气)的供给压力，与此相伴随的是有必要增大用于固定保持基板的静电吸附力。然而，为了增加静电吸附力而在基座上施加的DC电压如果变高的化，会出现容易引起异常放电(几乎都是电弧放电)及绝缘破坏等的问题。
实际上，在图13的现有例中，随着绝缘基板G的大型化，如果从应该增大静电吸附力的DC电源214向基座204施加的DC电压变高的话，就容易在基座204上面的周围的周边部与等离子体PZ之间产生异常放电，容易产生基座204的破坏(电极破坏)。在此方面，在图14的现有例子中，由绝缘体层216在某种程度上能抑制上述那样的异常放电。然而，另外，存在发生来自在基座204和聚焦环206之间的缝隙或通孔210内露出的基座204等的异常放电的风险。另外，如果基座204的温度上升，由基座204的膨胀率与绝缘体层216的膨胀率的差在绝缘体层216上施加了大的热应力，容易在绝缘体层216中引起裂纹。基板的尺寸越大(一般来说基板的最长部分的尺寸是500mm以上)，越容易产生这样的裂纹。
另外，载置台200上的基板G的吸附不良、边缘部损坏或装载偏离(传送偏离)等也是异常放电的原因，现有技术对这些问题没有有效的解决办法。这样，如果DC电压变高的话，容易产生异常放电或绝缘破坏等，难以增大静电吸附力，进而难以对大型的基板进行面内均匀的温度控制，从而难以进行面内均匀的等离子体处理。
发明内容
本发明的目的是，针对上述的现有技术的问题，提供不发生异常放电或绝缘破坏并能对绝缘基板增大保持力的可靠性高的静电吸附装置。
本发明的另外的目的是，提供与绝缘基板的大型化相对应的能确实稳定保持基板的安稳的静电吸附装置。
本发明的另外的目的是，提供与绝缘基板的大型化相对应的能确实稳定保持基板的、对基板的各个部分的温度进行均匀的控制、在基板上进行面内的均匀的等离子体处理的等离子体处理装置和等离子体处理方法。
本发明的另外的目的是，提供能防止起因于载置台上的基板G的保持不良、边缘部损坏或起因于装载偏离的异常放电的等离子体处理装置和等离子体处理方法。
为了达到上述目的，本发明的静电吸附装置是用于在生成等离子体的空间中保持由绝缘体构成的被处理基板的基板保持装置，具有：由用于支持上述基板的导电体构成的基座，在上述基座的主面上用喷镀法形成的第一电介质层，在上述第一电介质层之上用喷镀法形成的电极层，在上述电极层之上用喷镀法形成的第二电介质层，在上述电极层上施加DC(直流)电压的DC电压施加部；通过在上述电极层上施加DC电压，在载置在上述第二电介质层之上的上述基板的被处理面上积蓄电荷，借助于上述电荷与上述电极层之间起作用的静电引力吸附并保持上述基板。
在上述的结构中，来自DC电压施加部的DC电压施加在利用第一及第二电介质层从周围完全绝缘分离的电极层上，没有直接施加在基座上。这样，在基座与等离子体之间当然很难发生异常放电，也能防止施加了DC电压的电极层与等离子体之间的异常放电。对第一及第二电介质层来说，对于高压的DC电压来说在保证作为绝缘体的可靠性的方面，上述第一及第二电介质层的体积固有电阻值优选在1×10¹⁴Ω·cm以上，作为材质来说，优选的情况是上述第一及第二电介质层的材料是由以Al₂O₃及ZrO₂中的至少一个为主要成分的陶瓷。
按照本发明的一适当形态，采用的结构是用于控制上述基板的温度的传热气体的通孔从基座贯穿到上述第二电介质层的上面而设置，上述电极层不在通孔的内壁面露出。按照这样的通孔内壁的结构，即使传热气体的泄漏途径发生在基板与第二电介质层之间，但电极层并不与等离子体电气地结合，不会产生异常放电。另外，可以在基座上设置以冷却方式或加热方式实现基板的温度控制用的冷却机构或加热机构。
按照本发明的一优选形态，按照希望的功率将来自高频电源的高频施加到基座上。在这样的情况下，优选的结构是，DC电源施加部的构造是具有输出DC电压的直流电源和实质上隔断了来自该高频电源的高频并且使DC电压通过的电阻器或低通滤波器。基于这样的电阻器或低通滤波器的高频隔断功能，能保护DC电压施加部不受来自基座侧的高频的影响。
按照本发明的一个样式，基座通过电阻器接地到地。如果从DC电压施加部向电极层施加DC电压，借助于使第一电介质层介于中间的电容耦合，基座的电位也上升到该DC电压附近，使上述电阻器介于中间，基座的电位下降到地电场附近，能够防止基座与等离子体之间的异常放电。
按照本发明的一个优选样式，在上述第一电介质层和上述基座之间插入具有在上述第一电介质层的膨胀率和上述基座的膨胀率之间的膨胀率的热应力缓冲材料。如上所述，在上述第一电介质层由以Al₂O₃或ZrO₂为主要成分的陶瓷构成并且基座由Al金属构成的情况下，相应的热应力缓冲材料可用Ni-5Al合金。通过插进这样的热应力缓冲材料，第一电介质层的热应力耐性大幅度提高，难以产生裂纹。
本发明的第一等离子体处理装置是用于在由绝缘体构成的被处理基板上实施等离子体处理的等离子体处理装置，具有：提供用于上述等离子体处理的处理空间的处理容器；用于在上述处理容器内保持上述基板的本发明的静电吸附装置；向上述处理室内供应处理气体的处理气体供给部；对上述处理室的室内进行排气的排气部；在上述处理室内生成处理气体的等离子体的等离子体生成部。
在本发明的第一等离子体处理装置中，随着绝缘基板的大型化，由于本发明确实保持了基板的安稳，能够对基板的各个部分的温度进行均匀的控制、在基板上进行面内均匀的等离子体处理。
本发明的第二该等离子体处理装置是用于在由绝缘体构成的被处理基板上实施所要求的等离子体处理的等离子体处理装置，具有：提供用于上述等离子体处理的处理空间的处理容器；用于在上述处理容器内保持上述基板的静电吸附装置；针对上述处理基板实施给定的等离子体处理的处理室；向上述处理室内供应处理气体的处理气体供给部；对上述处理室的室内进行排气的排气部；在上述处理室内生成处理气体的等离子体的等离子体生成部；和向装载在上述静电吸附装置的第二电介质层之上的上述绝缘基板的背面供应传热气体的传热气体供给部。
在上述第二等离子体处理装置中，本发明的静电吸附装置是用于控制基板的温度的传热气体的通孔从基座贯通到第二电介质层而设置并且具有电极层不在通孔的内壁面上露出的结构即通孔内壁绝缘的结构。这样，不会发生来自通孔内的异常放电。
在上述第二等离子体处理装置的一个优选的样式中，设置了监视从上述传热气体供给部向基板背面供应的传热气体的供给流量的流量监视部，和顺序控制部，该顺序控制部将上述供给流量的测定值与给定的基准值相比较，与比较的结果相适应地决定是否使上述等离子体生成部工作。优选的情况是上述传热气体是He气，向基板的背面供应的气体压力被设定在1Torr～10Torr的范围内，在静电吸附装置的电极层上施加的DC电压被设定在2kV～5kV的范围内。
按照一优选的样式，在上述监视中，用第一压力向基板的背面供应传热气体，在对基板实施等离子体处理的时候用比第一压力大的第二压力向基板的背面供应传热气体。
本发明的等离子体处理方法用上述第二等离子体处理装置来实现等离子体处理，具有：在上述静电吸附装置的第二电介质层之上装载上述基板的工序；向上述处理装置的处理室中导入处理气体的工序；向上述静电吸附装置的电极层上施加DC电压的工序；在开始上述DC电压的施加之后在从上述传热气体供给部以给定的压力向上述基板的背面供应传热气体的同时监视它的供给流量的工序；和将上述传热气体流量的测定值与给定的基准值相比较并且根据比较结果决定是否在上述处理室内产生处理气体的等离子体的工序。
按照本发明的等离子体处理方法，在处理容器内导入处理气体的同时，在此前后，在静电吸附装置的电极层上施加DC电压，然后在绝缘基板上加上传热气体压力。通过处理气体的导入，它的一部分电离，这样，玻璃基板上面适度地带电，能得到适度的静电吸引力，在这样的静电吸引力的作用下能够实施传热气体的漏出流量的监视。作为优选的一个样式，当上述传热气体流量的测定值在上述基准值以下的时候，可以在上述处理室内生成上述处理气体的等离子体来对上述基板进行等离子体处理，当上述传热气体流量的测定值超过上述基准值的时候，在上述处理室内不生成上述处理气体的等离子体，可以中途停止对上述基板进行的等离子体处理。这样，能防止起因于载置台上的基板的保持不良、边缘部损坏或起因于装载偏离的异常放电。
按照本发明的静电吸附装置，通过上述那样的结构和作用，在不产生异常放电或绝缘破坏等的情况下增大对绝缘基板的保持力，对大型的基板也能确实安稳地保持，使可靠性提高。
按照本发明的等离子体处理装置和等离子体处理方法，通过上述那样的结构和作用，与绝缘基板的大型化相对应的能确实稳定保持基板、对基板各个部分的温度进行均匀的控制、在基板上进行面内均匀的等离子体处理。另外，能防止起因于载置台上的被处理基板的保持不良、边缘部损坏或起因于装载偏离的异常放电。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的静电吸附装置的结构的粗略截面图。
图2是表示本发明的实施例的静电吸附装置的载置台的主要部分的结构的粗略截面图。
图3是表示本发明的实施例2的静电吸附装置的粗略截面图。
图4是表示本发明的实施例3的静电吸附装置的粗略截面图。
图5是模式化地表示本发明的静电吸附装置的施加DC电压时的基座电位的变化的图。
图6是表示本发明的实施例4的等离子体处理装置的结构的粗略截面图。
图7是表示本发明的静电吸附装置的He气的基板冷却效果的一个实验例子的图形。
图8是表示本发明的静电吸附装置的吸附力与施加电压的关系的图形。
图9是表示在本发明的静电吸附装置中使用的电介质层的优选膜厚的图形。
图10是表示实施例的等离子体处理装置的主要部分的等价电路的电路图。
图11是表示实施例的等离子体处理装置的动作顺序的时间顺序。
图12是表示本发明的实施例2的等离子体处理装置的结构的粗略截面图。
图13是表示一个现有的例子的静电吸附装置的结构的粗略截面图。
图14是表示另一个现有的例子的静电吸附装置的结构的粗略截面图。
符号说明：G玻璃绝缘基板；10载置台；12基底部件；14基座；16聚焦环；18下部电介质层；20电极层；22上部电介质层；24静电吸附部；26冷却介质流路；28通孔；30匹配器；32高频电源；34DC(直流)电源；36高频隔断部；38开关；40热应力缓冲部件；42电阻器；50本体容器；52电介质壁；56处理室；64浇淋头；70高频天线；74高频电源；84He气供给系统；86PCV；88流量测量器；90控制部；94排气机构；100腔室；102浇淋头。
具体实施方式
下面，参照图1～图12说明本发明的适合的实施方式。
在图1中表示了根据本发明的实施例1的静电吸附装置的结构。这样的静电吸附装置是在等离子体处理装置的处理容器内固定保持FPD用绝缘基板例如基板G的静电吸附装置，具有与矩形的玻璃基板G相对应的矩形载置台10。在此载置台10中，在基底部件12之上设置了由导电体例如铝构成的矩形块状的基座14和包围此基座14的周围的绝缘体例如像陶瓷或石英构成的矩形框状的聚焦环16，在基座14的主面(上面)上形成了由借助于各种喷镀法形成的下部电介质层18、电极层20及上部电介质层22的三层结构构成的静电吸附部24。
这里，下部电介质层18以及上部电介质层22的体积固有电阻值在1×10¹⁴Ω·cm以上，优选的情况是上述下部电介质层18以及上部电介质层22是由以氧化铝(Al₂O₃)及氧化锆(ZrO₂)中的至少一个为主要成分的陶瓷构成。电极层20可以是任意的导电体材料，例如由钨构成。利用公知的等离子体喷镀法，能够在基座14的主面上顺序重叠地形成下部电介质层18、电极层20及上部电介质层22的三层。
在基座14的内部设置了冷却介质流路26，来自冷却装置(图中未表示出)的调温过的冷却介质能流过冷却介质流路26。另外，在基座14的上面及静电吸附部24(18，20，22)上设置了多个通孔28，可以通过基座内部的气体流路及它们的通孔28向玻璃基板G的背面以给定的压力供应来自He气供给系统(图中未表示出)的He气作为传热用气体。
如图2所示，在通孔28周围的电极层20(用斜线表示的部分)上形成具有口径比通孔28大的圆形的挖通部(切口部)20a，电极层20也不在通孔28内露出，通孔28内的中间部分到上部的壁面由下部电介质层18及上部电介质层22构成。另外，电极层20的靠外的边缘部也比下部电介质层18及上部电介质层22的靠外的边缘部更向内侧缩进，成为不在外面露出的结构。这样，电极层20的全部被埋设在下部电介质层18和上部电介质层22的之间。
在图1中，高频电源32的输出端子通过匹配器30电气地连接到基座14。此高频电源32的输出频率在数MHz～数十MHz的范围内选择，输出功率在数kW的幅度左右选择。另一方面，直流(DC)电源34的输出端子通过高频隔断部36电气地连接到静电吸附部24的电极层20上。高频隔断部36是隔断来自基座14的高频的部件，在优选的情况下可以由具有1MΩ以上的电阻值的电阻器或使直流通过的低通滤波器构成。开关38是针对电极层20的用于切换DC电源34和地电位的部件。
在等离子体处理中，在玻璃基板G之上生成处理气体的等离子体PZ。此等离子体PZ可以是由来自高频电源32的高频生成的等离子体，也可以是由来自没有在附图中表示的其它的高频电源的高频生成的等离子体。在后者的情况下，从高频电源32向基座14施加的高频用于为了将等离子体PZ中的离子引入到玻璃基板G的上面(被处理面)的偏置。
如果向DC电源34侧切换开关38，来自DC电源34的DC电压被施加到电极层20上。在此DC电压是正极性的电压的情况下，负的电荷(电子、负离子)被吸附到玻璃基板G的上面并被蓄积。这样，在玻璃基板G上面的负的面电荷与电极层20之间，夹持着玻璃基板G及上部电介质层22而相互吸引的静电力即库仑力就起了作用，依靠此静电力将玻璃基板G吸附固定在载置台10上。如果向地的一侧切换开关38，电极层20所带的电被除去，与此相伴，玻璃基板G所带的电也被除去，上述库仑力即静电吸附力被解除。
在这样的静电吸附装置中，在借助于下部电介质层18及上部电介质层22而与周围完全绝缘分离的电极层20上施加来自DC电源34的DC电压，不在基座14上直接施加。通过这样的结构和安排，在基座14和等离子体PZ之间难以产生异常放电，在施加了DC电压的电极层20与等离子体PZ之间也不发生异常放电。尤其是，由于通孔28的内壁用电介质层18和22构成，即使在玻璃基板G与上部电介质层22的接触面上产生He气的泄漏途径，也不会产生异常放电。因此，能够提高DC电压并增大静电吸引力。于是，可以增加He气的供给量，能够在玻璃基板G的尺寸大的情况下实施良好并且均匀的基板温度控制。
另外，对于这样的静电吸附装置来说，借助于在基座14和DC电源34之间连接的高频隔断部36来阻止基座14侧的高频向DC电源34侧泄漏，能够保护DC电源34，使DC电源34不受高频的影响。
实施例2
图3是表示本发明的实施例2的静电吸附装置的结构的图。在该图中，与上述的实施例1(图1)具有相同结构或功能的部分使用同样的符号。在此实施例2中，在基座14与下部电介质层18之间设置了膜状(例如膜厚是50μm)的热应力缓冲材料40。这样的热应力缓冲材料40也可以用等离子体喷镀法来形成。
例如，对于等离子体蚀刻来说，依赖于它的等离子体处理条件，将基座温度设定在80℃附近。在这样的情况下，在静电吸附部24中，特别是由于电介质层18、22与基座14之间的膨胀率的不同，在电介质层18、22中产生热应力，会引起绝缘破坏。特别是，在将高电压施加在电极层20上的情况下，这样的电介质层18、22的热应力引起的很小的疲劳就有导致绝缘破坏的可能。
本发明的发明者针对起因于电介质层18、22的热应力的绝缘破坏对构成电介质层18、22的绝缘体材料及构成基座14的导电体材料进行了研究。得到的结果是，在室温～100℃之间的材料的膨胀率的差最重要，还判明了电介质层或绝缘体材料的韧性(特别是抗剪应力)也是非常重要的。已经确认，作为基座14的材料的性质，优选的情况是具有高的导热性、低的金属污染、高的加工性，作为电介质层18、22的材质，优选具有高的绝缘性、高的介电常数且与基座上面有高的紧密相接性。
于是，如图3所示，从各方面的观点来看，使作为导电体材料的热应力缓冲材料40介于在基座14与下部电介质层18之间的界面区域中是最有效的办法。在此实施例中，基座14的材料是Al金属，下部电介质层18以及上部电介质层22的材料是耐电压性高的氧化铝(Al₂O₃)或韧性高的氧化锆(ZrO₂)，用Ni-5Al合金构成热应力缓冲材料40。这里，Ni-5Al合金是镍与铝(原子)混合比是1∶5的合金，它的线膨胀系数如表1所示，比氧化铝或氧化锆的线膨胀系数大，比铝的线膨胀系数小。这样，作为热应力缓冲材料40的材料，线膨胀系数(膨胀率)是在电介质层18、22与基座14之间的值。另外，优选的情况是，与电介质层18、22的紧密相接性高。
表1