JP4657824B2 - 基板載置台、基板処理装置および基板載置台の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）製造用のガラス基板などの基板を載置する基板載置台およびその製造方法、さらには、この基板載置台を使用して基板に対してドライエッチング等の処理を施す基板処理装置に関する。

例えば、ＦＰＤ製造プロセスにおいては、被処理基板であるガラス基板に対して、ドライエッチングやスパッタリング、ＣＶＤ（化学気相成長）等のプラズマ処理が多用されている。

このようなプラズマ処理においては、例えば、チャンバー内に一対の平行平板電極（上部および下部電極）を配置し、下部電極として機能するサセプタ（載置台）に被処理基板を載置し、処理ガスをチャンバー内に導入するとともに、電極の少なくとも一方に高周波電力を印加して電極間に高周波電界を形成し、この高周波電界により処理ガスのプラズマを形成して被処理基板に対してプラズマ処理を施す。

サセプタの表面は、実際には緩曲面となっているため、基板とサセプタとの間には部分的に微少な隙間ができており、プラズマ処理を繰り返し行うことにより、サセプタ上に付着物が蓄積する。このため、被処理基板の裏面にサセプタが接触する部分と付着物が接触する部分とができて、これらの部分間で熱伝導性や導電性が異なってしまい、被処理基板にエッチングむら（被処理基板においてエッチングレートの高い部分と低い部分とが混在することをいう）が生じることがある。

また、被処理基板をサセプタに面接触させて載置すると、プラズマ処理の帯電によって被処理基板がサセプタに吸着されてしまうこともある。

このようなエッチングむらや被処理基板の吸着を防止するため、静電電極を覆う焼成セラミック絶縁層の表面に凸状パターンを形成する提案がなされている（例えば、特許文献１）。また、サセプタ表面にフォトエッチングにより凹凸パターンを形成して、静電力（固着力）を低減し、プラズマ処理後にサセプタからウエハを容易に分離できるようにする提案もされている（特許文献２）。

さらに、アルミニウム又はアルミニウム合金製のサセプタの表面をショットブラスト処理して凹凸部を形成し、さらに不純物汚染を防止するため、化学研磨、電解研磨、又はバフ研磨によって凸部の急峻な凸部を除去する提案もされている（特許文献３）。

これら従来技術では、いずれも凸部の頂上は平らであるため、プラズマ処理によって発生した埃が堆積しやすいという欠点がある。また、凸部の頂面が平坦で被処理基板の裏面に面接触していると、エッチング条件によっては接触面の輪郭が被処理基板にエッチングむらとして転写されてしまう。つまり、凸部自体によってもエッチングむらが生じ、製品の歩留まりを低下させてしまうという問題が発生する。なお、凸部の形状を考慮した従来技術として、開口板を介してセラミックス溶射することにより凸部の上部を曲面形状に形成する提案もなされている（特許文献４）。

また、表面に凸部を形成したサセプタの場合、凸部と凸部以外の面との高低差が存在することから、プラズマ処理を繰り返すことにより、この部分に付着物が堆積し、やはりエッチングむらや基板のパーティクル汚染の原因となることが懸念されている。
特開昭６０−２６１３７７号公報 特開平８−７００３４号公報 特開平１０−３４０８９６号公報 特開２００２−３１３８９８号公報

上記のように、従来技術では、基板載置台の載置面に凸部を形成することが提案されているが、凸部自体が原因となるエッチングむらの発生や、凸部と凸部以外の面の高低差に起因する堆積物の生成の問題に対しては、改良の余地が残されている。すなわち、従来技術では、凸部の形状についてエッチングむらを考慮した検討や、凸部と凸部以外の表面の形状についての検討はほとんどなされていない。

また、サセプタに静電吸着電極としての機能を持たせる場合、被処理基板とサセプタとの間に伝熱媒体ガスを導入することが行なわれる。この際に、伝熱効率を高めるためには、サセプタと被処理基板との間に密閉空間を形成することが好ましい。そのため、上記特許文献４では、サセプタの周縁部に台部を設けることも提案されているが、台部の形状や台部を含むサセプタ表面の加工方法の詳細については示されていない。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、第１に、基板載置台に形成された凸部自体に起因するエッチングむらなどの処理むらを防止できる基板載置台およびその製造方法を提供することを課題としている。第２に、基板載置台の表面に付着物が蓄積することによって生じる処理むらや基板汚染を防止することを課題としている。第３に、伝熱媒体ガスによる伝熱効率を改善することが可能な基板載置台およびその製造方法を提供することも課題としている。

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点は、基板処理装置において基板を載置する基板載置台であって、
載置台本体と、
前記載置台本体の基板載置側の基準面から突出して形成された複数の凸部と、
前記基準面を囲み、基板が載置された際に基板の周縁部に接触するように前記基準面よりも突出して形成された周縁台部と、
を有しており、
前記凸部の頂面が粗面であり、前記周縁台部の頂面が平滑面であることを特徴とする、基板載置台を提供する。

上記第１の観点では、載置台本体の基板載置側の基準面から突出して形成された複数の凸部と、基準面を囲み、基板が載置された際に基板の周縁部に接触するように基準面よりも突出して形成された周縁台部とを有する基板載置台において、凸部の頂面を粗面とし、周縁台部の頂面を平滑面としたので、凸部に起因するエッチングむらなどの処理の不均一を改善することができるとともに、周縁台部と基板を密着させて基板の裏面側に密閉空間を形成することが可能であり、例えばこの空間に伝熱媒体を導入して温度調節を行なう場合には伝熱効率を高めることができる。

本発明の第２の観点は、基板処理装置において基板を載置する基板載置台であって、
載置台本体と、
前記載置台本体の基板載置側の基準面から突出して形成された複数の凸部と、
を有しており、
前記基準面が平滑面であり、前記凸部の頂面が粗面であることを特徴とする、基板載置台を提供する。

上記第２の観点では、載置台本体の基板載置側の基準面から突出して形成された複数の凸部を有する基板載置台において、基準面を平滑面とし、凸部の頂面を粗面としたので、凸部に起因するエッチングむらなどの処理の不均一を改善することができるとともに、基準面に反応生成物やパーティクルなどが付着して堆積物を形成した場合でも、簡易洗浄等により容易に除去できる。従って、堆積物によるエッチングむらなどの処理の不均一や基板汚染も低減できる。

本発明の第３の観点は、基板処理装置において基板を載置する基板載置台であって、
載置台本体と、
前記載置台本体の基板載置側の基準面から突出して形成された複数の凸部と、
前記基準面を囲み、基板が載置された際に基板の周縁部に接触するように前記基準面よりも突出して形成された周縁台部と、
を有しており、
前記基準面および前記周縁台部の頂面が平滑面であり、前記凸部の頂面が粗面であることを特徴とする、基板載置台を提供する。

上記第３の観点では、載置台本体の基板載置側の基準面から突出して形成された複数の凸部と、基準面を囲み、基板が載置された際に基板の周縁部に接触するように基準面よりも突出して形成された周縁台部とを有する基板載置台において、凸部の頂面を粗面としたので、凸部に起因するエッチングむらなどの処理の不均一を改善することができる。また、基準面および周縁台部の頂面を平滑面としたので、基準面に反応生成物やパーティクルなどが付着して堆積、固着することを防止し、堆積物によるエッチングむらなどの処理の不均一や基板汚染を簡易洗浄により低減できるとともに、周縁台部と基板を密着させて基板の裏面側に密閉空間を形成することが可能になり、例えばこの空間に伝熱媒体を導入して温度調節を行なう場合には伝熱効率を高めることができる。

上記第１、第２または第３の観点の基板載置台において、前記凸部の頂面の表面粗さＲｙ（最大高さ）が８μｍ以上であることが好ましい。

また、上記第２または第３のいずれかの観点の基板載置台において、前記基準面の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）が１．５μｍ以下であることが好ましい。

上記第１または第３のいずれかの観点の基板載置台において、前記周縁台部の頂面の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）が１．５μｍ以下であることが好ましい。この場合、基板載置台は静電吸着電極として機能することが好ましく、前記載置台本体は、基材と、該基材上に形成された第１の誘電性材料膜と、該第１の誘電性材料膜の上に積層された導電層と、該導電層の上に積層された第２の誘電性材料膜と、を有するものとしてもよい。さらに、前記基板載置台を貫通して設けられ、基板の裏面へ向けて伝熱媒体を供給する伝熱媒体流路を有していてもよい。

本発明の第４の観点は、上記第１から第３のいずれかの観点の基板載置台を備えた基板処理装置を提供する。この基板処理装置は、フラットパネルディスプレイの製造に用いられるものであってもよく、特に基板に対し、プラズマエッチング処理を行なうプラズマエッチング装置であってもよい。

本発明の第５の観点は、基板に処理を施す際に基板を載置する基板載置台の製造方法であって、
基材表面に誘電性材料膜を形成する誘電性材料膜形成工程と、
前記誘電性材料膜の表面を研磨する研磨工程と、
研磨後の前記誘電性材料膜の表面を、周縁部を残して切削加工し、凹部を形成する切削工程と、
前記凹部に、複数の開口を有する開口板を介してセラミックスを溶射してセラミックスからなる複数の凸部を形成する凸部形成工程と、
を含むことを特徴とする、基板載置台の製造方法を提供する。

第５の観点によれば、開口板をマスクとして用いる溶射法によって、凸部の頂面が粗面で、凸部以外の面が平滑面である基板載置台を短い加工時間および少ない加工コストで製造することができる。

上記第５の観点において、前記凸部形成工程は、
前記誘電性材料膜の上に、複数の開口を有する開口板を載置する工程と、
前記開口板の開口内に露出した前記誘電性材料膜をブラスト処理する工程と、
前記開口板を介して前記誘電性材料膜の上にセラミックスを溶射する工程と、
前記開口板を取り除く工程と、
を含むことができる。
このように、開口板を介して誘電性材料膜をブラスト処理した後、さらに開口板を介して誘電性材料膜の上にセラミックスを溶射することによって、凸部を形成する部分の誘電性材料膜を粗面化してアンカー効果により凸部と誘電性材料膜との接着を図ることができるとともに、凸部を形成する部分以外の基板表面は機械研磨加工または機械切削加工による平滑面のまま残すことができる。

また、上記第５の観点において、前記誘電性材料膜形成工程は、
基材上に第１の誘電性材料膜を形成する工程と、
前記第１の誘電性材料膜上に導電層を形成する工程と、
前記導電層上に第２の誘電性材料膜を形成する工程と、
を含むことができる。

また、上記第５の観点において、前記研磨工程では、表面粗さＲａ（算術平均粗さ）が１．５μｍ以下になるまで研磨を行なうことが好ましい。また、前記切削工程では、前記凹部の底面の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）が１．５μｍ以下となるように切削もしくは研磨を行なうことが好ましい。さらに、前記凸部形成工程では、前記溶射による凸部の射ち放し表面の表面粗さＲｙ（最大高さ）が８μｍ以上となるように溶射を行なうことが好ましい。

本発明によれば、基板載置台に起因するエッチングむら等の処理の不均一や、堆積物による基板汚染などの不都合を防止できる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る基板載置台としてのサセプタが設けられた処理装置の一例であるプラズマエッチング装置を示す断面図である。このプラズマエッチング装置１は、ＦＰＤ用ガラス基板Ｇの所定の処理を行う装置の断面図であり、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置として構成されている。ここで、ＦＰＤとしては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネセンス（Electro Luminescence；ＥＬ）ディスプレイ、蛍光表示管（Vacuum Fluorescent Display；ＶＦＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等が例示される。なお、本発明の処理装置は、プラズマエッチング装置にのみ限定されるものではない。

このプラズマエッチング装置１は、例えば表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムからなる角筒形状に成形されたチャンバー２を有している。このチャンバー２内の底部には絶縁材からなる角柱状の絶縁板３が設けられており、さらにこの絶縁板３の上には、被処理基板であるＬＣＤガラス基板Ｇを載置するためのサセプタ４が設けられている。また、サセプタ４の基材４ａの外周および上面の誘電性材料膜５が設けられていない周縁には、絶縁部材８が設けられている。

サセプタ４には、高周波電力を供給するための給電線２３が接続されており、この給電線２３には整合器２４および高周波電源２５が接続されている。高周波電源２５からは例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力がサセプタ４に供給される。

前記サセプタ４の上方には、このサセプタ４と平行に対向して上部電極として機能するシャワーヘッド１１が設けられている。シャワーヘッド１１はチャンバー２の上部に支持されており、内部に内部空間１２を有するとともに、サセプタ４との対向面に処理ガスを吐出する複数の吐出孔１３が形成されている。このシャワーヘッド１１は接地されており、サセプタ４とともに一対の平行平板電極を構成している。

シャワーヘッド１１の上面にはガス導入口１４が設けられ、このガス導入口１４には、処理ガス供給管１５が接続されており、この処理ガス供給管１５には、バルブ１６およびマスフローコントローラ１７を介して、処理ガス供給源１８が接続されている。処理ガス供給源１８からは、エッチングのための処理ガスが供給される。処理ガスとしては、ハロゲン系のガス、Ｏ_２ガス、Ａｒガス等、通常この分野で用いられるガスを用いることができる。

前記チャンバー２の側壁底部には排気管１９が接続されており、この排気管１９には排気装置２０が接続されている。排気装置２０はターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、これによりチャンバー２内を所定の減圧雰囲気まで真空引き可能なように構成されている。また、チャンバー２の側壁には基板搬入出口２１と、この基板搬入出口２１を開閉するゲートバルブ２２とが設けられており、このゲートバルブ２２を開にした状態で基板Ｇが隣接するロードロック室（図示せず）との間で搬送されるようになっている。

図１に示すように、本発明の一実施形態の基板載置台であるサセプタ４は、基材４ａと、基材４ａの上に設けられた誘電性材料膜５とを有する。誘電性材料膜５の上面の周縁には段差が設けられ、台部６を形成している。また、誘電性材料膜５の上面には、複数の凸部７が突起状に形成されており、これらの凸部７は、台部６により周囲を囲まれている。なお、基材４ａと誘電性材料膜５との熱膨張率の差による熱応力を緩和する目的で、基材４ａと誘電性材料膜５との間に、これらの中間の熱膨張率を持つ材質からなる１層以上の中間層を設けることもできる。

図２は、サセプタ４の平面図であり、図３は、図２のIII-III'線矢視における断面図である。また、図４は、サセプタ４の表面付近の構造を拡大して示す要部断面図である。凸部７は、誘電性材料膜５の上の基板Ｇ載置領域に一様に分布して形成されており、基板Ｇはこの凸部７上に載置されるようになっている。これにより凸部７は、サセプタ４と基板Ｇとの間を離隔するスペーサーとして機能し、サセプタ４上に付着した付着物が基板Ｇに悪影響を及ぼすことが防止される。

図４に模式的に示すように、本実施形態のサセプタ４において凸部７は、例えば断面視台形状に形成されており、その頂面７ａは粗面化されているので、基板Ｇと点接触させることができる。

より具体的には、凸部７の頂面７ａの表面粗さＲｙは８μｍ以上であり、９μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。ここで、Ｒｙは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に規定されている最大高さであり、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さを決め、この基準長さ内の最も高い山頂高さと最も低い谷底深さとの合計値をマイクロメートル（μｍ）で表したものをいう。凸部７の頂面７ａの表面粗さＲｙを８μｍ以上とすることにより、凸部７の頂面７ａが基板Ｇの裏面と点接触することになり、エッチングの際にエッチングむらの発生を防止することができる。

凸部７の高さｈ_１は、３０〜８０μｍであることが好ましい。サセプタ４上に付着する付着物の量を考慮すると、凸部７の高さを３０μｍ以上とすることで付着物が基板Ｇに悪影響を及ぼすことを十分に防止することができるからである。一方、凸部７の高さｈ_１が８０μｍを超えると、静電吸着力が低下するほか、凸部７の強度が低下したり、基板Ｇのエッチングレートが低下するといった問題や、後述するように凸部７を溶射で形成する場合に溶射時間が長くなるという不都合もある。

また、凸部７の頂面７ａの径Ｄは０．５〜１ｍｍであることが好ましく、その間隔（隣接する二つの凸部７の中心点を結ぶ距離）は５〜２０ｍｍとすることが好ましい。このような凸部７は、誘電体材料膜５の表面に例えば６０００個以上形成することが好ましい。ただし、凸部７は、基板Ｇが基準面５ａに接触しない間隔で形成すればよいので、上記数字はあくまでも目安である。また、凸部７の配列パターンには特に制限はなく、例えば千鳥格子配列であってもよい。

凸部７は一般的に耐久性および耐食性が高い材料として知られているセラミックスで構成されている。凸部７を構成するセラミックスは特に限定されるものではなく、典型的にはＡｌ_２Ｏ_３、Ｚｒ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４等の絶縁材料を挙げることができるが、ＳｉＣのようにある程度導電性を有するものであってもよい。凸部７は、後述するように、溶射により形成することが好ましい。

また、サセプタ４の上面における凸部以外の部分である台部６の頂面６ａと誘電性材料膜５の基準面５ａは、ともに平滑面である。具体的には、台部６の頂面６ａと誘電性材料膜５の基準面５ａの表面粗さＲａはそれぞれ１．５μｍ以下であり、０以上１．５μｍ以下が好ましい。ここで、Ｒａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に規定されている算術平均粗さであり、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さを決め、この基準長さ内で平均線から測定された粗さ曲線までの偏差の絶対値を合計し、平均した値をマイクロメートル（μｍ）で表したものをいう。

台部６の頂面６ａの表面粗さＲａを１．５μｍ以下とすることにより、基板Ｇをサセプタ４に載置した場合に基板Ｇの周縁部を台部６の頂面６ａに密着させることができる。よって、基板Ｇとサセプタ４の基準面５ａとの間に密閉空間を形成することができる。これにより、特に伝熱媒体ガスを基板Ｇの裏面に供給して温度制御を行う場合に、伝熱媒体ガスを基板Ｇの裏面側の空間に閉じ込めることができるので、伝熱効率を向上させることができる。

また、誘電性材料膜５の基準面５ａの表面粗さＲａを１．５μｍ以下とすることにより、付着物が凸部７より低い基準面５ａに堆積することを防ぐことができる。
すなわち、サセプタ４において基準面５ａが粗面であると、エッチングプロセスを繰り返すことにより、誘電性材料膜５の基準面５ａに基板Ｇからエッチングされた物質等が付着、蓄積して堆積することがあるが、本実施形態においては、基準面５ａが平滑面であるため、エッチングによる反応生成物やパーティクルなどが付着しにくく、堆積物を形成しにくい。また、万一、堆積物が形成されても、凸部７がスペーサーの役割を果たすので、堆積物が基板Ｇに接触し難く、基板Ｇにエッチングむらが生じたり、基板Ｇがサセプタ４に吸着されたりする、といった不都合が防止される。

台部６の高さｈ_２は、凸部７を囲みつつ、基板Ｇと基準面５ａとの間に密閉空間を形成する観点から、凸部７の高さと略同じ高さもしくは若干高くすることが好ましく、例えば機械加工や研磨加工で形成することができる。

誘電性材料膜５は、誘電性材料からなっていればその材料は問わず、また高絶縁性材料のみならず電荷の移動を許容する程度の導電性を有するものを含む。このような誘電性材料膜５は、耐久性および耐食性の観点からセラミックスで構成することが好ましい。この際のセラミックスは特に限定されるものではなく、凸部７の場合と同様、典型的にはＡｌ_２Ｏ_３、Ｚｒ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４等の絶縁材料を挙げることができるが、ＳｉＣのようにある程度導電性を有するものであってもよい。このような誘電性材料膜５は、例えば溶射により形成することができる。

基材４ａは、誘電性材料膜５を支持するものであり、例えばアルミニウム等の金属やカーボンのような導電体で構成されている。

次に、再び図１を参照して、プラズマエッチング装置１における処理動作について説明する。
まず、被処理体である基板Ｇは、ゲートバルブ２２が開放された後、図示しないロードロック室から基板搬入出口２１を介してチャンバー２内へと搬入され、サセプタ４上、つまり、サセプタ４の表面に形成された誘電性材料膜５の凸部７および台部６の上に載置される。この場合に、基板Ｇの受け渡しはサセプタ４の内部を挿通しサセプタ４から突出可能に設けられたリフターピン（図示せず）を介して行われる。その後、ゲートバルブ２２が閉じられ、排気装置２０によって、チャンバー２内が所定の真空度まで真空引きされる。

その後、バルブ１６が開放されて、処理ガス供給源１８から処理ガスがマスフローコントローラ１７によってその流量が調整されつつ、処理ガス供給管１５、ガス導入口１４を通ってシャワーヘッド１１の内部空間１２へ導入され、さらに吐出孔１３を通って基板Ｇに対して均一に吐出され、チャンバー２内の圧力が所定の値に維持される。

この状態で高周波電源２５から整合器２４を介して高周波電力がサセプタ４に印加され、下部電極としてのサセプタ４と上部電極としてのシャワーヘッド１１との間に高周波電界が生じ、処理ガスが解離してプラズマ化し、これにより基板Ｇにエッチング処理が施される。

このようにしてエッチング処理を施した後、高周波電源２５からの高周波電力の印加を停止し、ガス導入を停止した後、チャンバー２内の圧力を所定の圧力まで減圧する。そして、ゲートバルブ２２が開放され、基板Ｇが基板搬入出口２１を介してチャンバー２内から図示しないロードロック室へ搬出されることにより基板Ｇのエッチング処理は終了する。

次に、誘電性材料膜５上に台部６や凸部７を形成する方法について、図５および図６を参照しながら説明する。本実施形態では、凸部７の頂面７ａは粗面とし、凸部７以外の部分である誘電性材料膜５の基準面５ａや台部６の頂面６ａを平滑面とするため、以下のような製造方法を採用した。

まず、基材４ａの上面に誘電性材料膜５を積層形成したものを準備する。この誘電性材料膜５は、前記セラミックス材料を溶射することにより形成されており、溶射の射ち放し表面５ｂが露出している。なお、誘電性材料膜５を溶射により形成する際に、気孔が形成される場合があるが、その場合には耐電圧性能を確保するために、封孔処理を施しておくことが好ましい。
上記射ち放し表面５ｂを、図６（ａ）に示すように、例えば門型研磨機などの研磨手段１００を用いて機械研磨して均一に平滑化する（ステップＳ１１）。この研磨工程では、射ち放し表面５ｂの表面粗さＲａが１．５μｍ以下になるまで研磨を実施する。

次に、図６（ｂ）に示すように、平滑化された誘電性材料膜５の周縁部を残し、内側を例えば門型切削機などの切削手段１０１を用いて切削加工する（ステップＳ１２）。この切削加工により、誘電性材料膜５の中央部が切削されて凹形状になり、凹部の底に基準面５ａが露出するとともに周縁に台部６が形成される。基準面５ａは、切削加工による平滑面であり、表面粗さＲａが１．５μｍ以下である。一方、台部６の頂面は、図６（ａ）の研磨後の表面がそのまま残っているため、表面粗さＲａが１．５μｍ以下である。

次に、図６（ｃ）に示すように、複数の円形開口を有する開口板１０２を誘電性材料膜５上にセットする（ステップＳ１３）。マスク部材である開口板１０２には、複数の凸部７のサイズと配置に対応するように貫通孔が穿設されている。このような開口板１０２としては、例えば板厚０．３〜０．５ｍｍ程度の金属板、具体的にはステンレス板を使用することができる。この開口板１０２をセットした状態で、ブラスト処理を行い、開口板１０２の開口内に露出した誘電性材料膜５の平滑表面を粗面化する（ステップＳ１４）。この粗面化は次工程の溶射の際にアンカー効果を持たせ、溶射形成される凸部７を誘電性材料膜５と堅固に接合させるために行う。

図６（ｄ）では、開口板１０２の上から溶射ガン１０３により前記セラミックス材料を溶射する。これにより、開口板１０２の開口内に凸部７を形成する（ステップＳ１５）。凸部７の溶射形成に際し、例えば溶射粒径、溶射パス数などの溶射条件を選定することにより、頂面７ａの表面粗さＲｙが８μｍ以上になるように粗面化できる。また、誘電性材料膜５の材質と凸部７の材質が同一であれば、両者は強固に結合するので好適である。しかし、処理中の温度範囲で両者の結合が十分であれば、両者の材質は異なっていてもよい。

そして、図６（ｅ）に示すように開口板１０２を取り外すことによって、誘電性材料膜５の表面に台部６および凸部７が形成される（ステップＳ１６）。このようにして形成された凸部７の頂面７ａは、溶射の射ち放し表面であり、表面粗さＲｙが８μｍ以上に粗面化されている。一方、台部６の頂面６ａは機械研磨により形成された平滑面であり、また、基準面５ａは切削加工により形成された平滑面であり、共に表面粗さＲａが１．５μｍ以下である。以上の製造方法によれば、凸部７の頂面７ａが粗面化され、台部６の頂面６ａと基準面５ａが平滑面であるサセプタ４を、短い加工時間および少ない加工コストで製造することができる。

図７は、サセプタ４の表面に形成された凸部の表面粗さを示す断面曲線を示している。
図７のサンプルＡ〜Ｃは、従来の製造方法により凸部７（および台部６）を形成した場合の断面曲線である。まず、サンプルＡは、基材４ａの表面に積層溶射された誘電性材料膜５の表面に開口板１０２を置き、溶射により凸部７を形成したサンプルである。このサンプルＡは、凸部７の頂面７ａと基準面５ａが両方ともに溶射形成された射ち放し面であるため、断面曲線に示されるようにどちらも粗面化されている。従って、凸部７によるエッチングむらは発生しにくいが、プラズマエッチングを繰り返し行うことによって粗い基準面５ａに反応生成物やパーティクルなどが付着しやすく、堆積物が形成されやすいという問題がある。

サンプルＢは、基材４ａの表面に積層溶射された誘電性材料膜５の表面に、直接切削加工によって凸部７を形成したサンプルである。この場合、基準面５ａは機械加工による平滑面であるため、堆積物が形成されにくいが、断面曲線からわかるように、凸部７の表面７ａはほぼ完全な台形状であり、その頂面７ａが平滑であるため、エッチングむらが発生し易い。

また、サンプルＣは、サンプルＢの改良例であり、誘電性材料膜５に切削加工によって凸部７を形成した後、それらの表面に溶射装置で例えば１パス分だけ溶射し、表面に薄い溶射膜を形成したサンプルである。このサンプルＣも、凸部７の頂面７ａと基準面５ａが両方ともに溶射形成された射ち放し面であるため、断面曲線に示されるように粗面化されている。従って、凸部７によるエッチングむらは発生しないが、プラズマエッチングを繰り返し行うことによって粗い基準面５ａに反応生成物やパーティクルなどが付着しやすく、堆積物が形成されやすいという問題がある。

図７のサンプルＤは、図５および図６に示す製造方法で台部６と凸部７とを形成した場合の断面曲線であり、凸部７の頂面７ａは粗面化されているのに対し、台部６の頂面６ａと誘電性材料膜５の基準面５ａは平滑面であることが見て取れる。従って、凸部７によるエッチングむらの発生は抑制され、基準面５ａにおける堆積物の生成も回避できる。さらに、台部６の平滑な頂面６ａは、基板Ｇの裏面と密着できるので、基板Ｇの裏面空間に伝熱媒体ガスを導入した場合の温度制御効率を高めることができる。

以上のように、本実施形態の製造方法によるサンプルＤでは、凸部７の頂面７ａ、台部６の頂面６ａおよび基準面５ａの形状が考慮されているので、エッチングむらや堆積物の問題が生じにくく、プラズマエッチング装置１におけるエッチング処理の信頼性を確保することができる。これに対し、従来の製造方法による比較例のサンプルＡ〜Ｃでは、いずれにおいても、凸部７の頂面７ａ、台部６の頂面６ａおよび基準面５ａの形状（粗面であるか、平滑面であるか）の組み合わせが不適切であるため、エッチングむらや堆積物の発生などの問題が生じやすいことが理解される。

次に、凸部７の頂面７ａの表面粗さとエッチングむら発生との関係について示す。表面粗さは、Ｒａ（算術平均粗さ）、Ｒｚ（十点平均粗さ）、Ｒｙ（最大高さ）の３通りの方法で評価した。ここで、Ｒｚは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に規定されている十点平均粗さであり、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さを決め、この基準長さ内で、最も高い山頂から５番目までの山頂の標高の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高の絶対値の平均値との和をマイクロメートル(μｍ)で表したものをいう。

図８は、凸部７の頂面７ａの表面粗さが異なる５種類のサセプタ（サンプル１〜５）について、表面粗さとプラズマエッチング処理におけるエッチングむら発生の有無を調べた結果である。各サンプル番号の下の○×は、エッチングむらの発生の有無を示しており、○は「エッチングむら発生せず」を、×は「エッチングむら発生」を意味している。

図８から、エッチングむらが発生したサンプル（サンプル２とサンプル３）と、エッチングむらが発生しなかったサンプル（サンプル１、サンプル４、サンプル５）のグループにおいて、明確に差が見られる表面粗さ量は、Ｒｙであることが判る。また、Ｒｙが８μｍ以上のサンプルでは、エッチングむらは発生しなかった。従って、凸部７の頂面７ａの表面粗さの評価指標には、Ｒｙが適しているとともに、エッチングむらを防止するためには、Ｒｙが８μｍ以上であればよいことが示された。

次に、図９、図１０を参照しながら、他の実施形態について説明する。本実施形態のサセプタ４０は、静電チャック機能を有しており、図１０に拡大して示すように、基材４ａ上に、第１の誘電性材料膜５１と、金属などの導電性材料からなり、静電電極層として機能する導電層５２と、第２の誘電性材料膜５３と、をこの順に積層してサセプタ４０を構成したものである。第２の誘電性材料膜５３の表面には、複数の凸部７と台部６が基準面５３ａに対して突出形成されている。そして、図示しない直流電源から導電層５２に直流電圧を印加することにより、例えばクーロン力によって基板Ｇを静電吸着できるように構成されている。なお、第１の誘電性材料膜５１、導電層５２、第２の誘電性材料膜５３を形成する方法は問わないが、すべて溶射によって形成してもよい。

また、基材４ａ、第１の誘電性材料膜５１、導電層５２、第２の誘電性材料膜５３を貫通して、第２の誘電性材料膜５３の基準面５３ａに吹出口を有する複数の伝熱媒体流路４１が形成されている。これによって、基板Ｇの裏側の凸部７どうしの間の空間に伝熱媒体たとえばヘリウムガスを充満させて基板Ｇを一様に冷却することができ、基板Ｇの温度を一様にすることができるので、エッチング等のプラズマ処理も基板全面にわたって一様に行なわれる。また、周縁部に形成された台部６によって、伝熱ガスがサセプタ以外の領域に拡散することを抑制し、伝熱効率を高めることができる。

第１実施形態におけるサセプタ４と同様に、本実施形態のサセプタ４０においても、凸部７の頂面７ａは粗面であり、表面粗さＲｙは８μｍ以上であり、９μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。
また、サセプタ４０の上面における凸部以外の部分である台部６の頂面６ａと第２の誘電性材料膜５３の基準面５３ａは、ともに平滑面である。具体的には、台部６の頂面６ａと第２の誘電性材料膜５３の基準面５３ａの表面粗さＲａはそれぞれ１．５μｍ以下であり、０以上１．５μｍ以下が好ましい。

第１の誘電性材料膜５１と第２の誘電性材料膜５３は、上記誘電性材料膜５と同様、誘電性材料からなっていればその材料は問わず、また高絶縁材料のみならず電荷の移動を許容する程度の導電性を有するものを含み、耐久性および耐食性の観点からセラミックス材料で構成することが好ましい。セラミックス材料は特に限定されるものではなく、典型的にはＡｌ_２Ｏ_３、Ｚｒ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４等の絶縁材料を挙げることができるが、ＳｉＣのようにある程度導電性を有するものであってもよい。なお、第１の誘電性材料膜５１と第２の誘電性材料膜５３は同じ材質であっても異なっていてもよい。また、基材４ａと第１の誘電性材料膜５１との熱膨張率の差による熱応力を緩和する目的で、基材４ａと第１の誘電性材料膜５１との間にこれらの中間の熱膨張率を持つ材質からなる１層以上の中間層を設けることもできる。

凸部７および台部６の機能と製造方法は、第１実施形態と同様である。本実施形態では、静電チャックにより基板Ｇを静電吸着するとともに、伝熱媒体によって温度調節しながら、基板Ｇの処理、例えばエッチング処理を高精度に実施できる。なお、このような構造をとらなくても、図１に示すサセプタ４の基材４ａを静電チャックの静電電極とすることにより静電チャックとして機能させることができる。

以上の図９に示すサセプタ４０は、図１に示すプラズマエッチング装置１と同様の構成のプラズマエッチング装置に配備することができる。

なお、本発明は上記実施形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。
例えば、図１では、下部電極に高周波電力を印加するＲＩＥタイプの容量結合型平行平板プラズマエッチング装置を例示して説明したが、エッチング装置に限らず、アッシング、ＣＶＤ成膜等の他のプラズマ処理装置に適用することができるし、上部電極に高周波電力を供給するタイプであっても、また容量結合型に限らず誘導結合型であってもよい。

また、被処理基板はＦＰＤ用ガラス基板Ｇに限られず半導体ウエハであってもよい。
さらに、凸部７の大きさ、数、配置なども限定されず、処理内容に応じて適宜選択できる。

本発明の一実施形態に係る基板載置台としてのサセプタが設けられた処理装置の一例であるプラズマエッチング装置を示す断面図。 サセプタの平面図。 図２におけるIII−III’線矢視の断面図。 サセプタ断面の要部拡大図。 サセプタ表面形状の製造工程の一例を示すフロー図。 サセプタ表面形状の製造工程を説明するための断面図。 サセプタ表面の断面曲線を製造方法別に示す図面。 凸部の頂面の表面粗さとエッチングむらとの関係を試験した結果を示し、（ａ）はＲａ、（ｂ）はＲｚ、（ｃ）はＲｙで評価を行ったグラフ。 静電チャックを設けた他の実施形態に係るサセプタを示しており、（ａ）は断面図、（ｂ）は要部平面図。 図９の実施形態に係るサセプタの要部の拡大断面図。

符号の説明

１ 処理装置（プラズマエッチング装置）
２ チャンバー（処理室）
３ 絶縁板
４ サセプタ
５ 誘電性材料膜
５ａ 基準面
６ 台部
６ａ 頂面
７ 凸部
７ａ 頂面
１１ シャワーヘッド（ガス供給手段）
２０ 排気装置
２５ 高周波電源（プラズマ生成手段）
４０ サセプタ
４１ 伝熱媒体流路
５１ 第１の誘電性材料膜
５２ 導電層
５３ 第２の誘電性材料膜

Claims (19)

1. 基板処理装置において基板を載置する基板載置台であって、
   載置台本体と、
   前記載置台本体の基板載置側の基準面から突出して形成された複数の凸部と、
   前記基準面を囲み、基板が載置された際に基板の周縁部に接触するように前記基準面よりも突出して形成された周縁台部と、
   を有しており、
   前記凸部の頂面が粗面であり、前記周縁台部の頂面が平滑面であることを特徴とする、基板載置台。
2. 基板処理装置において基板を載置する基板載置台であって、
   載置台本体と、
   前記載置台本体の基板載置側の基準面から突出して形成された複数の凸部と、
   を有しており、
   前記基準面が平滑面であり、前記凸部の頂面が粗面であることを特徴とする、基板載置台。
3. 基板処理装置において基板を載置する基板載置台であって、
   載置台本体と、
   前記載置台本体の基板載置側の基準面から突出して形成された複数の凸部と、
   前記基準面を囲み、基板が載置された際に基板の周縁部に接触するように前記基準面よりも突出して形成された周縁台部と、
   を有しており、
   前記基準面および前記周縁台部の頂面が平滑面であり、前記凸部の頂面が粗面であることを特徴とする、基板載置台。
4. 前記凸部の頂面の表面粗さＲｙ（最大高さ）が８μｍ以上であることを特徴とする、請求項１、請求項２または請求項３に記載の基板載置台。
5. 前記基準面の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）が１．５μｍ以下であることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の基板載置台。
6. 前記周縁台部の頂面の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）が１．５μｍ以下であることを特徴とする、請求項１または請求項３に記載の基板載置台。
7. 静電吸着電極として機能することを特徴とする、請求項６に記載の基板載置台。
8. 前記載置台本体は、基材と、該基材上に形成された第１の誘電性材料膜と、該第１の誘電性材料膜の上に積層された導電層と、該導電層の上に積層された第２の誘電性材料膜と、を有することを特徴とする、請求項７に記載の基板載置台。
9. 前記基板載置台を貫通して設けられ、基板の裏面へ向けて伝熱媒体を供給する伝熱媒体流路を有することを特徴とする、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の基板載置台。
10. 前記基準面のうち、前記複数の凸部に接合される部分が粗面化されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の基板載置台。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載された基板載置台を備えた基板処理装置。
12. フラットパネルディスプレイの製造に用いられるものである、請求項１１に記載の基板処理装置。
13. 基板に対し、プラズマエッチング処理を行なうプラズマエッチング装置であることを特徴とする、請求項１１または請求項１２に記載の基板処理装置。
14. 基板に処理を施す際に基板を載置する基板載置台の製造方法であって、
    基材表面に誘電性材料膜を形成する誘電性材料膜形成工程と、
    前記誘電性材料膜の表面を研磨する研磨工程と、
    研磨後の前記誘電性材料膜の表面を、周縁部を残して切削加工し、凹部を形成する切削工程と、
    前記凹部に、複数の開口を有する開口板を介してセラミックスを溶射してセラミックスからなり、頂面が粗面である複数の凸部を形成する凸部形成工程と、
    を含むことを特徴とする、基板載置台の製造方法。
15. 前記凸部形成工程は、
    前記誘電性材料膜の上に、複数の開口を有する開口板を載置する工程と、
    前記開口板の開口内に露出した前記誘電性材料膜をブラスト処理する工程と、
    前記開口板を介して前記誘電性材料膜の上にセラミックスを溶射する工程と、
    前記開口板を取り除く工程と、
    を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の基板載置台の製造方法。
16. 前記誘電性材料膜形成工程は、
    基材上に第１の誘電性材料膜を形成する工程と、
    前記第１の誘電性材料膜上に導電層を形成する工程と、
    前記導電層上に第２の誘電性材料膜を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする、請求項１４または請求項１５に記載の基板載置台の製造方法。
17. 前記研磨工程では、表面粗さＲａ（算術平均粗さ）が１．５μｍ以下になるまで研磨を行なうことを特徴とする、請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載の基板載置台の製造方法。
18. 前記切削工程では、前記凹部の底面の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）が１．５μｍ以下となるように切削もしくは研磨を行なうことを特徴とする、請求項１４から請求項１７のいずれか１項に記載の基板載置台の製造方法。
19. 前記凸部形成工程では、前記溶射による凸部の射ち放し表面の表面粗さＲｙ（最大高さ）が８μｍ以上となるように溶射を行なうことを特徴とする、請求項１４から請求項１８のいずれか１項に記載の基板載置台の製造方法。
    

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