(57)【要約】【課題】エッチングの面内均一性を向上するとともにエッチングによる削れを防止したフォーカスリングを提供する。【解決手段】下部材21と上部材23との間に位置した中間部材22によって、被処理基板Ｂの周辺部で下部電極３に印加した高周波電力が透過することを防止する。被処理基板Ｂの周辺部のエッチングレートを抑制し、エッチングの面内均一性を向上できるとともに、エッチングによるフォーカスリング15の削れを防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のプラズマ処理をする被処理基板が載置され高周波電力が印加される下部電極上に、前記被処理基板の周囲を囲んで配置されるフォーカスリングであって、
下部材と、
この下部材の上部に配置された中間部材と、
この中間部材を覆って前記下部材の上部に配置された上部材と
を具備したことを特徴としたフォーカスリング。
【請求項２】
前記下部材および前記上部材が絶縁体であり、
前記中間部材が導体である
ことを特徴とした請求項１記載のフォーカスリング。
【請求項３】
前記下部材がフッ素樹脂であり、
前記上部材がセラミックスであり、
前記中間部材が導体である
ことを特徴とした請求項１または２記載のフォーカスリング。
【請求項４】
前記上部材および前記下部材がそれぞれセラミックスである
ことを特徴とした請求項１または２記載のフォーカスリング。
【請求項５】
前記中間部材が、電気的にアースされている
ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載のフォーカスリング。
【請求項６】
処理チャンバと、
この処理チャンバ内に配設され、被処理基板が載置される下部電極と、
この下部電極上に、前記被処理基板の周囲を囲んで配置される請求項１ないし５いずれか一記載のフォーカスリングと、
前記下部電極に高周波電力を印加する高周波電力印加手段と
を具備したことを特徴としたプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定のプラズマ処理をする被処理基板が載置され高周波電力が印加される下部電極上に、被処理基板の周囲を囲んで配置されるフォーカスリングおよびプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置である液晶パネルのアレイ基板に用いられる各種半導体デバイスや、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）液晶デバイスの信号線、走査線あるいはゲート線などのデザインルールが微細になると、微細なエッチング加工が可能なドライエッチングが一般的に用いられている。
【０００３】
このようなドライエッチング用のドライエッチング装置は、真空チャンバ内に、被処理基板を載置する電極が配置され、この電極にはそれぞれ高周波電源が接続されている。また、真空チャンバには、エッチングガスの供給管および排出管が連結されている。
【０００４】
そして、このドライエッチング装置では、真空チャンバ内の電極に、高周波電源により高周波電力を印加することで、真空チャンバ内にプラズマを生成させてエッチングガスを分解して活性種を生成させ、この生成された活性種で基板上に成膜された被処理基板の被エッチング膜にイオンを入射させてエッチングしている。
【０００５】
このようなドライエッチング装置においては、プラズマを閉じ込めて被処理基板のみにプラズマ放電が印加されるように、下部電極の周辺にフォーカスリングが配設されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−２７７３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のフォーカスリングでは、印加された高周波電力がフォーカスリングを透過して、被処理基板の周辺部のエッチングレートが中央部よりも速い現象が発生しやすく、特に、下部電極印加型のドライエッチング装置では、この現象が顕著に現れるという問題点を有している。
【０００７】
また、下部電極印加型のドライエッチング装置では、真空チャンバ内が低圧(高真空)状態で高周波電力のパワーを大きくした際に、フォーカスリングをもエッチングしてしまう現象が起こるという問題点もある。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、エッチングの面内均一性を向上するとともにエッチングによる削れを防止したフォーカスリングおよびプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、所定のプラズマ処理をする被処理基板が載置され高周波電力が印加される下部電極上に、前記被処理基板の周囲を囲んで配置されるフォーカスリングであって、下部材と、この下部材の上部に配置された中間部材と、この中間部材を覆って前記下部材の上部に配置された上部材とを具備したものである。
【００１０】
そして、下部材と上部材との間に位置した中間部材によって、被処理基板の周辺部での高周波電力の透過を防止する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被処理基板の周辺部のエッチングレートを抑制し、エッチングの面内均一性を向上できるとともに、エッチングによるフォーカスリングの削れを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の第１の実施の形態のフォーカスリングの構成を図１を参照して説明する。
【００１３】
図１において、１はプラズマ処理装置としてのドライエッチング装置であり、このドライエッチング装置１は、いわゆる平行平板型の反応性イオンエッチング(ＲＩＥ)式のものである。
【００１４】
すなわち、ドライエッチング装置１は、内部に処理室Ｒを有する処理チャンバとしての真空チャンバ２を備え、この真空チャンバ２内である処理室Ｒ内には、被処理基板Ｂの載置台となる下部電極３が下部に設けられているとともに、この下部電極３の上方に、上部電極としてのガスシャワー板４が、下部電極３に対して略平行に対向して設けられている。また、真空チャンバ２の上部には、図示しないガス導入部が設けられ、このガス導入部から処理室Ｒ内にエッチングガスを導入可能となっており、この導入されたエッチングガスなどは、真空チャンバ２の下部に設けられた排気用の排気部５，５により排気可能となっている。さらに、真空チャンバ２の側部には、被処理基板Ｂを出し入れ可能な開口部７が設けられている。
【００１５】
下部電極３は、例えばアルミニウムなどの導電性材料により形成されており、上面に、被処理基板Ｂの保持用の静電チャックなどの図示しない保持機構が設けられている。また、この下部電極３は、高周波電力印加手段としての高周波(ＲＦ)電源11と電気的に接続され、この高周波電源11から所定の周波数の高周波電力が供給されるように構成されている。また、この下部電極３内には、供給管12を介して供給された例えばヘリウムガスなどの熱媒体が通過して下部電極３あるいは被処理基板Ｂの温度を制御するための図示しない流路が形成されている。
【００１６】
さらに、下部電極３の上部側の外周縁部には、被処理基板Ｂの周縁部を囲むように嵌着凹部14が全周に亘って切り欠き形成され、この嵌着凹部14に、フォーカスリング15が嵌着されている。
【００１７】
ここで、フォーカスリング15は、嵌着凹部14に載置される下部材21と、この下部材21の上部に配置された中間部材22と、この中間部材22を覆って下部材21の上部に配置された上部材23とを有している。
【００１８】
下部材21は、例えば絶縁体としてのフッ素樹脂であるテフロン(登録商標)により環状に形成され、下部嵌合溝25が中央部に全周に亘って形成されており、この下部嵌合溝25に中間部材22が嵌合保持されている。
【００１９】
中間部材22は、例えば導体により環状に形成され、下部嵌合溝25に下側が嵌合し、上側が下部材21から上方に突出している。なお、この中間部材22は、電気的にアースしていないフロート状態でも、電気的にアースした状態でも、いずれでもよい。
【００２０】
上部材23は、例えば絶縁体としてのセラミックスにより環状に形成され、下部材21から上方に突出した中間部材22の上側が嵌合する上部嵌合溝27が中央部に全周に亘って形成されている。したがって、この上部材23と下部材21とは、中間部材22全体を覆っている。また、上部材23の上面は、フォーカスリング15を嵌着凹部14に取り付けた状態で、下部電極３の上面と略面一となるように平坦に形成されている。
【００２１】
なお、下部材21の下部嵌合溝25、あるいは上部材23の上部嵌合溝27は、中間部材22を覆うことができれば、いずれか一方のみが設けられていてもよい。すなわち、平坦な下部材21上に中間部材22を配設し、この中間部材22を上部嵌合溝27に嵌合して上部材23で覆う構成、あるいは、下部材21の下部嵌合溝25に中間部材22を上側が略面一となるように嵌合して、平坦な上部材23で覆う構成などでもよい。
【００２２】
ガスシャワー板４は、ガス導入部から導入されたエッチングガスを被処理基板Ｂ側で拡散させるもので、エッチングガスが通過する図示しない吹出口が多数穿設されている。
【００２３】
排気部５，５は、下部電極３の外周縁部から下方へと設けられている。
【００２４】
開口部７は、被処理基板Ｂを搬送する図示しない搬送装置と対向している。
【００２５】
次に、上記第１の実施の形態の動作を説明する。
【００２６】
まず、搬送装置を介して被処理基板Ｂを開口部７から真空チャンバ２の処理室Ｒ内に搬入し、下部電極３上に載置し、開口部７を閉塞する。
【００２７】
次いで、処理室Ｒ内が所定の真空度となるように真空チャンバ２内から排気するとともに、ガス導入部からエッチングガスを処理室Ｒ内に導入する。
【００２８】
この後、高周波電源11により高周波電力を供給することで処理室Ｒ内にプラズマを発生させ、このプラズマにより被処理基板Ｂをエッチングする。
【００２９】
このとき、フォーカスリング15の上部材23は、高周波電源11から供給されている高周波電力に対するインピーダンスが被処理基板Ｂよりも高いことで、この被処理基板Ｂとの間に電位差が生じ、この電位差によって形成される電界の作用によってプラズマをフォーカスリング15内に閉じ込める。
【００３０】
このとき、被処理基板Ｂは、下部電極３と同じ大きさ、あるいは、下部電極３よりも数ｍｍ大きいサイズであるため、下部材21を高周波が通過する。
【００３１】
また、中間部材22が高周波電力を遮断して、この高周波電力が上部材23を通過することを防止する。
【００３２】
そして、所定のエッチングが終了すると、高周波電源11からの高周波電力の供給を停止することでエッチング処理を停止し、開口部７を開いて被処理基板Ｂを搬送装置により処理室Ｒ内から搬出する。
【００３３】
上述したように、上記第１の実施の形態によれば、絶縁体である下部材21と絶縁体である上部材23との間に位置した導体である中間部材22によって、被処理基板Ｂの周辺部で下部電極３に印加された高周波電力が透過することを防止することにより、被処理基板Ｂの周辺部のエッチングレートを抑制し、エッチングの面内均一性を向上できるとともに、エッチングによるフォーカスリング15自体(上部材23)の削れを防止できる。
【００３４】
また、中間部材22を電気的にアースしない場合には、フォーカスリング15自体がフロート状態となり、フォーカスリング15上で急激な電位変化が少なくなり、被処理基板Ｂのエッチングの面内均一性を、より向上でき、中間部材22を電気的にアースした場合には、フォーカスリング15に急激な変位変化が生じ、被処理基板Ｂ上にプラズマを集中させることができ、フォーカスリング15自体の削れを、より確実に防止できる。
【００３５】
なお、上記第１の実施の形態において、例えば図２に示す第２の実施の形態のように、ドライエッチング装置１が、高周波電源11に加え、この高周波電源11と異なる所定の周波数の高周波電力を供給可能な高周波電力印加手段としての高周波電源29を下部電極３に電気的に接続したいわゆる２波長重畳型のものであっても、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能である。
【００３６】
次に、第３の実施の形態を図３を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
この第３の実施の形態のドライエッチング装置１は、いわゆる誘導結合型プラズマ放電(ＩＣＰ)式のものである。
【００３８】
すなわち、ドライエッチング装置１は、ガスシャワー板４に代えて、真空チャンバ２の処理室Ｒの上部に、絶縁体であるセラミック天板31と、誘電体32とが配設され、この誘電体32の上方にコイル33が配設され、このコイル33に、高周波電源34が電気的に接続されている。
【００３９】
そして、搬送装置を介して被処理基板Ｂを開口部７から真空チャンバ２の処理室Ｒ内に搬入して下部電極３上に載置し、開口部７を閉塞した後、処理室Ｒ内が所定の真空度となるように真空チャンバ２内から排気するとともに、ガス導入部からエッチングガスを処理室Ｒ内に導入し、高周波電源11，34により高周波電力を供給することで処理室Ｒ内にプラズマを発生させ、このプラズマにより被処理基板Ｂをエッチングする。
【００４０】
このとき、この第３の実施の形態でも、絶縁体である下部材21と絶縁体である上部材22との間に導体である中間部材22を配設してフォーカスリング15を構成することにより、下部電極３に印加された高周波電力が被処理基板Ｂの周辺部で透過することを防止でき、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４１】
なお、上記各実施の形態において、ドライエッチング装置１としては、他の様々な形態であっても対応できる。
【００４２】
また、下部材21、中間部材22および上部材23は、上記各実施の形態の他に、例えば下部材21および上部材23をそれぞれセラミックスにし、フォーカスリング15をアースに対して電気的に浮かせた状態とするケースや、上記各実施の形態、あるいは下部材21および上部材23をそれぞれセラミックスにした状態で、導体である中間部材22を電気的にアースする構成など、材質などを適宜選択して用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施の形態のフォーカスリングを示す説明図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態のフォーカスリングを示す説明図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態のフォーカスリングを示す説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    プラズマ処理装置
２    処理チャンバとしての真空チャンバ
３    下部電極
11，29    高周波電力印加手段としての高周波電源
15    フォーカスリング
21    下部材
22    中間部材
23    上部材
Ｂ    被処理基板
【図１】
2008118015.tif 000003
【図２】
2008118015.tif 000004
【図３】
2008118015.tif 000005