(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、前記第１の電極と絶縁された第２の電極とが支持基板上に配置された静電吸着板を複数個と、
前記各静電吸着板が取り付けられる母板とを有し、
前記母板には、前記第１の電極に電気的に接続される第１の共通配線と、
前記第１の共通配線とは絶縁され、前記第２の電極に電気的に接続される第２の共通配線とが設けられ、前記第１の共通配線と前記第２の共通配線の間に電圧を印加すると、前記各静電吸着板上の前記第１の電極と前記第２の電極の間に電圧が印加され、前記各静電吸着板に処理対象基板が静電吸着されるように構成された分割型静電吸着装置であって、
前記複数の静電吸着板は、前記母板の平坦な面上に配置され、
前記各静電吸着板が有する端子と、前記母板が有する端子により、前記第１、第２の電極と前記第１、第２の共通配線とが電気的に接続されるように構成された分割型静電吸着装置。
【請求項２】
前記各静電吸着板は、前記母板に対して着脱可能に構成された請求項１記載の分割型静電吸着装置。
【請求項３】
前記母板の表面は研磨によって平坦にされた請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の分割型静電吸着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は静電吸着装置の技術分野にかかり、特に、大型基板を静電吸着するのに適した静電吸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の真空処理装置では、ガラス基板等の基板を処理するために、絶縁性の処理基板を静電吸着できる静電吸着装置が内部に配置されている。
【０００３】
図７の符号１５０は、そのような真空処理装置の一例であり、真空槽１５１の底面に配置された台座１５４上に静電吸着装置１０１が取り付けられている。
【０００４】
この静電吸着装置１０１の平面図を図８に示し、そのＸ−Ｘ線截断面図を図９に示す。該静電吸着装置１０１は、第１、第２の電極１１１、１１２が配置された支持基板１１０を有している。
【０００５】
第１、第２の電極１１１、１１２は櫛状にパターニングされており、その櫛の歯の部分は一定距離だけ離間して互いに噛み合わされている。
【０００６】
支持基板１１０は、グラファイト製の基材１０２と、その表面に形成された窒化ホウ素から成る絶縁膜１０３とを有しており、第１、第２の電極１１１、１１２は、絶縁膜１０３上に配置され、基材１０２とは絶縁されている。第１、第２の電極１１１、１１２の表面には、絶縁性の保護膜１０５が形成されている。
【０００７】
上記のような静電吸着装置１０１を用い、スパッタリングプロセスを行う場合について説明すると、真空槽１５１内を真空排気し、静電吸着装置１０１上に処理対象基板１１８を配置し、電圧源１３１によって、第１、第２の電極１１１、１１２間に電圧を印加する。
【０００８】
この電圧によって第１、第２の電極間に電界が形成され、絶縁性の処理対象基板１１８が静電吸着装置１０１上に静電吸着される。
【０００９】
次いで、真空槽１５１内にアルゴンガスを導入し、カソード電極１５２に負電圧又は交流電圧を印加し、ターゲット１５３をスパッタリングすると、処理対象基板１１８の表面にターゲット１５３の材料から成る薄膜が形成される。
【００１０】
処理対象基板１１８が静電吸着装置１０１上に静電吸着された状態では、処理対象基板１１８の裏面と静電吸着装置１０１の表面とは密着しており、従って、処理対象基板１１８と静電吸着装置１０１との間の熱伝達性能が高くなっている。そのため、薄膜形成の際に、台座１５４内に設けられたヒータを起動し、処理対象基板１１８を一定温度に昇温させて膜質の良い薄膜を成長させることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
近年では上記のような処理対象基板１１８が大型化し、それに伴って大型の静電吸着装置１０１が求められている。他方、静電吸着装置１０１には、基板１１８との密着性を高くするために表面に高い平坦性が求められているが、支持基板１１０はセラミックであるため、大型化すると焼成の際に歪みや反り等が生じてしまい、低コストで大型且つ平坦な静電吸着装置を得ることは困難である。
【００１２】
また、導電性材料の薄膜から成る第１、第２の電極を有しているため、静電吸着装置の表面を研磨し、反りや歪みを矯正し、平坦にすることも困難である。
【００１３】
本発明は上記要請に基いて創作されたものであり、その目的は、大型の処理機板を静電吸着できる静電吸着装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、第１の電極と、前記第１の電極と絶縁された第２の電極とが支持基板上に配置された静電吸着板を複数個と、前記各静電吸着板が取り付けられる母板とを有し、前記母板には、前記第１の電極に電気的に接続される第１の共通配線と、前記第１の共通配線とは絶縁され、前記第２の電極に電気的に接続される第２の共通配線とが設けられ、前記第１の共通配線と前記第２の共通配線の間に電圧を印加すると、前記各静電吸着板上の前記第１の電極と前記第２の電極の間に電圧が印加され、前記各静電吸着板に処理対象基板が静電吸着されるように構成された分割型静電吸着装置であって、前記複数の静電吸着板は、前記母板の平坦な面上に配置され、前記各静電吸着板が有する端子と、前記母板が有する端子により、前記第１、第２の電極と前記第１、第２の共通配線とが電気的に接続されるように構成された分割型静電吸着装置である。
請求項２記載の発明は、前記各静電吸着板は、前記母板に対して着脱可能に構成された請求項１記載の分割型静電吸着装置である。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の分割型静電吸着装置であって、前記母板の表面は研磨によって平坦にされた分割型静電吸着装置である。
【００１５】
本発明は上記のように構成されており、一台の母板に対し、複数個の静電吸着板が取り付けられるので、母板の大きさに比べると静電吸着板を小さくすることができる。
【００１６】
母板は大型であっても、その表面を研磨することで平坦にすることが可能である。静電吸着板は、小型であればその表面を平坦にすることが可能であるから、平坦な母板に小型の静電吸着装置を複数個配置し、各静電吸着板の表面の高さを揃えると、全体として表面が平坦な静電吸着装置を得ることができる。
【００１７】
その際、各静電吸着板を着脱可能にしておくと、故障があった静電吸着板を速やかに交換することができる。
【００１８】
また、静電吸着板と母板との電気的接続を端子によって行えば、着脱操作が容易になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１の符号５０は、本発明の静電吸着装置が用いられる真空処理装置の一例であり、接地電位に接続された真空槽５１を有している。
【００２０】
真空槽５１の底壁上には、台座５４を介して本発明の静電吸着装置１０が配置されている。
【００２１】
図２は、この静電吸着装置１０の平面図である。該静電吸着装置１０は、１枚の母板１１と、複数の静電吸着板１２を有している。
【００２２】
各静電吸着板１２は、母板１１に対して着脱可能に構成されている。図３は、静電吸着板１２を取り外した状態の母板１１の平面図を示しており、点線は、静電吸着板１２を装着した場合の静電吸着板１２の位置を示している。
【００２３】
各静電吸着板１２は、図４に示すように、支持基板２０を有しており、支持基板２０上には、互いに離間された第１、第２の電極２１ａ、２１ｂが配置されている。第１、第２の電極２１ａ、２１ｂは、それぞれ櫛形にパターニングされており、その櫛形の歯の部分は、互いに一定間隔を開けて噛み合わされている。
【００２４】
図５は、図４の静電吸着板１２のＡ−Ａ線截断面図であり、図６は、Ｂ−Ｂ線截断面図及び静電吸着板１２が装着されたときに、Ｂ−Ｂ線と同じ方向で截断した場合の母板１１の截断面図である。
【００２５】
静電吸着板１２の支持基板２０は、グラファイト等の基材２３表面に、ＰＢＮ(窒化ホウ素)等の絶縁膜２４が成膜されて構成されており、第１、第２の電極２１ａ、２１ｂは、絶縁膜２４の表面に形成され、基材２３とは接触しないようになっている。また、この静電吸着板１２では、第１、第２の電極２１ａ、２１ｂの表面を覆うように、絶縁性の保護膜２５が形成され、耐磨耗性が高められている。
【００２６】
また、支持基板２０の底面には、図６に示されているように、第１、第２の突起状端子２６ａ、２６ｂが突出して設けられている。
【００２７】
支持基板２０には貫通孔が穿設されており、第１、第２の突起状端子２６ａ、２６ｂは、その貫通孔内に配置された埋込配線２７によって、第１、第２の電極２１ａ、２１ｂにそれぞれ接続されている。
【００２８】
また埋込配線２７は絶縁スリーブなどにより基材２３とは電気的に絶縁されている。
【００２９】
基材２３をＡｌ2Ｏ3などの絶縁物で構成すれば、絶縁部材を省くことができて好都合である。
【００３０】
母板１１は、絶縁物で構成された下板３１と上板３２とが貼り合わされて構成されており、上板３２には、複数の凹部３４が形成されている。
【００３１】
この凹部３４は、所定枚数の静電吸着板１２を位置合わせして上板３２上に乗せたときに、各静電吸着板１２の第１、第２の突起状端子２６ａ、２６ｂに対応する位置に配置されており、各静電吸着板１２を母板１１に装着する際に、第１、第２の突起状端子２６を凹部３４に嵌入させると、静電吸着板１２は、支持基板２０の底面が上板３２の表面に密着した状態で、母板１１上に配置されるようになっている。
【００３２】
母板１１の表面は、反り、曲がり、歪みやうねりがなく、平坦に形成されており、各静電吸着板１２も一定厚みに形成されているため、複数の静電吸着板１２を上板３２の表面に密着させた状態で配置すると、各静電吸着板１２の表面は、上板３２の表面、即ち母板１１の表面から同じ高さに位置するようになっている。
【００３３】
各静電吸着板１２の表面は平坦であり、各静電吸着装置１２を母板１１に装着すると、全体として平坦な表面を有する静電吸着装置１０が得られる。
【００３４】
凹部３４の底部には、第１、第２の内部端子３６ａ、３６ｂが配置されており、静電吸着板１２が母板１１に装着されると、第１、第２の突起状端子２６ａ、２６ｂは、第１、第２の内部端子３６ａ、３６ｂに接触し、第１、第２の突起状端子２６ａ、２６ｂと第１、第２の内部端子３６ａ、３６ｂとが電気的に接続される。
【００３５】
下板３１内には、第１、第２の共通配線１４ａ、１４ｂが引き回されており、第１、第２の共通配線１４ａ、１４ｂと、第１、第２の内部端子３６ａ、３６ｂとは、下板３１の貫通孔内に配置された埋込配線３７によって接続されている。
【００３６】
母板１１の側面には、図２および図３に示すように、第１、第２の外部端子１５ａ、１５ｂが設けられており、第１、第２の共通配線１４ａ、１４ｂは、第１、第２の外部端子１５ａ、１５ｂにそれぞれ接続されている。
【００３７】
第１、第２の外部端子１５ａ、１５ｂは、外部配線３２によって、真空槽５１の外部に配置された電源３１に接続されている。この電源３１を動作させ、第１の外部端子１５ａに正電圧を印加し、第２の外部端子１５ｂに負電圧を印加すると、第１、第２の共通配線１４ａ、１４ｂと、内部端子３６ａ、３６ｂと、突起状端子２６ａと、埋込配線２７、３７とを介して、母板１１に装着された全部の静電吸着板１２の第１、第２の電極２１ａ、２１ｂに、正電圧と負電圧がそれぞれ印加される。
【００３８】
ここでは、母材１１には、第１、第２の共通配線１４ａ、１４ｂが３組設けられており、１組の第１、第２の共通配線１４ａ、１４ｂには、３個の静電吸着板１２の第１、第２の電極２１ａ、２１ｂが接続されるようになっている。
【００３９】
図１の真空処理装置５０はスパッタリング装置であり、真空槽５１内部の天井側にはカソード電極５２が配置されている。カソード電極５２の表面にはターゲット５３が取り付けられている。
【００４０】
真空槽５０には真空排気系５７が接続されており、該真空排気系５７によって真空槽５０内部を所定圧力まで真空排気した後、真空槽５１内部の真空雰囲気を維持しながら、処理対象基板を真空槽５１内に搬入し、静電吸着装置１０上に配置する。
【００４１】
図１の符号１８はその状態の処理対象基板を示しており、ガラス基板等の絶縁性材料で構成されている。この処理対象基板１８の裏面は、母板１１上の複数の静電吸着板１２の表面に接触している。
【００４２】
その状態から電源３１を起動し、全部の静電吸着板１２の第１、第２の電極２１ａ、２１ｂに正電圧と負電圧をそれぞれ印加すると、特に、各静電吸着板１２の第１、第２の電極２１ａ、２１ｂのパターンの歯の部分の表面近傍に強い電界が形成される。
【００４３】
絶縁性の処理対象基板１８はその電界の中に位置しており、電界から力を受け、静電吸着板１２の表面に静電吸着される。
【００４４】
その状態でガス導入系５８からスパッタリングガスを導入し、カソード電極５２に負電圧や交流電圧を印加し、ターゲット５３をスパッタリングすると、処理対象基板１８表面に薄膜が形成される。
【００４５】
処理対象基板１８は、静電吸着力によって静電吸着板装置１０の表面に密着しており、静電吸着装置１０との熱伝達性能が高くなっている。従って、台座５４内に設けられたヒータや冷却装置により、処理対象基板１８を昇温又は冷却することが可能であり、温度制御しながら薄膜を成長させ、膜質の良い薄膜を得ることができる。
【００４６】
なお、以上は本発明の静電吸着装置１０を、スパッタリングを行う真空処理装置５０に適用した例を説明したが、本発明の静電吸着装置１０は、ＣＶＤ装置や蒸着装置等の薄膜形成装置の他、ドライエッチング装置にも用いることができる。
【００４７】
また、搬送ロボットのアーム先端に取り付けると、大型の基板を複数の静電吸着板１２上に静電吸着した状態で所望の場所に搬送することができる。
【００４８】
上記実施例では、第１、第２の電極に正電圧と負電圧を印加したが、極性は問わない。真空槽や他の部材との間に放電が生じず、第１、第２の電極間に電位差が生じて絶縁性の処理基板が静電吸着されればよい。
【００４９】
また、上記実施例では、静電吸着板１２に突起状端子２６ａ、２６ｂを設け、母板１１にその突起状の端子が嵌入する凹部３４を設けたが、静電吸着板１２側に凹部を設け、母板１１側に突起状端子を設けて第１、第２の電極と第１、第２の共通電極とを接続するようにしてもよい。
【００５０】
また、上記実施例では、１台の母板１１に対して９台の静電吸着板１２を装着したが、本発明の静電吸着装置には、１台の母板１１に対して２台以上８台以下、又は１０台以上の静電吸着板１２を装着する静電吸着装置が含まれる。
【００５１】
また上記実施例では、静電吸着板１２の支持基板２０をグラファイトとしたが、それに限るものではなく埋込配線との絶縁を確保する部材を伴なえば、Ａｌ、ＳＵＳなどの金属でもよく、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4、サイアロンなどの絶縁性材料であれば、絶縁部材を必要とせず好適である。
【００５２】
また絶縁膜２４をＰ−ＢＮとしたが、シリコーンゴム、ポリイミドなどの高分子シートを貼りつけてもよく、さらにはＰＶＤやＣＶＤによる酸化膜、窒化膜などの絶縁性膜でもよい。
【００５３】
【発明の効果】
大型基板の静電吸着に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の静電吸着装置が用いられる真空処理装置の一例
【図２】静電吸着板と母板の位置関係を説明するための平面図
【図３】母板の第１、第２の共通電極の配置パターンを説明するための平面図
【図４】静電吸着板の第１、第の電極の配置パターンを説明するための平面図
【図５】そのＡ−Ａ線截断面図
【図６】静電吸着板と母板の図４のＢ−Ｂ線に対応する位置での截断面図
【図７】従来技術の静電吸着装置が配置された真空処理装置
【図８】従来技術の静電吸着装置の第１、第２の電極の配置パターンを説明するための平面図
【図９】そのＸ−Ｘ線截断面図
【符号の説明】
１０……静電吸着装置
１１……母板
１２……静電吸着板
１４ａ……第１の共通線
１４ｂ……第２の共通線
２１ａ……第１の電極
２１ｂ……第２の電極
２０……支持基板
２６ａ、２６ｂ……静電吸着板の端子
３６ａ、３６ｂ……母板の端子
【図１】
0004030350.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004030350.tif 000006
【図６】
0004030350.tif 000007
【図７】
0004030350.tif 000008
【図８】
0004030350.tif 000009
【図９】
0004030350.tif 000010