(57)【要約】      （修正有）【課題】アルミニウムに有害な物質が生成された場合に、静電吸着電極の腐食を防止し、ダストの発生を抑制してかつ吸着力を長期にわたって持続させ、装置の安定した動作を実現することを可能とするプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】基板保持台のアルミニウムベース部２０のセラミック誘電体２１との接合面を除く表面全体に厚さ１〜５０μｍのピンホールレスニッケルメッキ２２または厚さ１〜５０μｍのピンホールレスニッケルメッキによる下地処理の後に厚さ０．３〜２μｍの金メッキを施す。更にベース部のセラミック誘電体と接合する面に対してもあらかじめ厚さ１〜５０μｍのニッケルメッキまたは厚さ１〜５０μｍのピンホールレスニッケルメッキによる下地処理の後に厚さ０．３〜２μｍの金メッキを施すことで解決できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気装置を有する真空容器内に設けられた基板保持台と、上記基板保持台に裏面を接触させて保持される基板の表面への処理に伴い上記基板に生じた帯電による基板と上記基板保持台との吸着するプラズマ処理装置であって、上記基板保持台は誘電体部とベース部で構成され、上記ベース部に厚さ１〜５０μｍのニッケルメッキを施したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
排気装置を有する真空容器内に設けられた基板保持台と、上記基板保持台に裏面を接触させて保持される基板への表面の処理に伴い上記基板に生じた帯電による基板と上記基板保持台との吸着するプラズマ処理装置であって、上記基板保持台はセラミック誘電体とベース部で構成され、上記ベース部のセラミック誘電体と接合する面に対してもあらかじめ厚さ１〜５０μｍのニッケルメッキを施したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
排気装置を有する真空容器内に設けられた基板保持台と、上記基板保持台に裏面を接触させて保持される基板への表面の処理に伴い上記基板に生じた帯電による基板と上記基板保持台との吸着するプラズマ処理装置であって、上記基板保持台は、誘電体部とベース部で構成され、上記ベース部に下地処理として厚さ１〜５０μｍのニッケルメッキを施した後、その上に０．３〜２μｍの金メッキを施したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
排気装置を有する真空容器内に設けられた基板保持台と、上記基板保持台に裏面を接触させて保持される基板の表面への処理に伴い上記基板に生じた帯電による基板と上記基板保持台との吸着するプラズマ処理装置であって、上記基板保持台はセラミック誘電体とベース部で構成され、上記ベース部のセラミック誘電体と接合する面に対してもあらかじめ下地処理として厚さ１〜５０μｍのニッケルメッキを施した後、その上に０．３〜２μｍの金メッキを施したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子、液晶ディスプレイパネルや太陽電池等の製造における薄膜形成工程、或いは微細加工工程等に用いられるプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プラズマ処理装置は、デバイスの高機能化とその処理コストの低減のために、高精度化、高速化、大面積化、低ダメージ化を実現する取り組みが盛んに行なわれている。中でも、成膜においては基板内の膜質均一性を得るため、また、微細加工に用いられるドライエッチングにおいては、寸法精度の確保のために、特に、基板温度を面内で均一に、かつ、精密に制御することが要求されている。そのため、基板温度を制御する手段として、メカクランプもしくは静電吸着電極を使用したプラズマ処理装置が使用され始めている。
【０００３】
以下に従来の静電吸着電極を用いたプラズマ処理装置について説明する。
【０００４】
図６および図７において、真空容器１３１は、エッチングガス導入装置１３９に接続されるガス導入口１４０と、真空排気装置１４１を有する。真空容器１３１内には、内部に１対の内部電極１４２を有して被処理基板１３２を静電吸着する静電吸着電極１３３を備える。
【０００５】
また、静電吸着電極１３３は内部に冷却水路（図示せず）を有するアルミニウム製ベース部１４５に対してインジウム１４６で接合されており、ベース部１４７は接合部分を除いて全面を硬質アルマイト１４８で表面処理されている。静電吸着電極１３３には、上記被処理基板１３２を静電吸着するための直流電源１３４、及び高周波電力供給装置１３６が接続されている。
【０００６】
このように構成された従来のプラズマ処理装置１３０について、以下にその動作を説明する。まず、静電吸着電極１３３に突き上げ機構１４３により設置された被処理基板１３２は、静電吸着電極内の１対の内部電極１４２に直流電源１３４にてそれぞれ正の電圧、負の電圧が印加されることで、プラズマ処理に最適な温度となる様、静電吸着電極１３３の表面に固定される。そしてこの状態で、被処理基板１３２に対して通常のプラズマ処理が施される。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１５６３９９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、塩素系ガスを用いて、ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）基板のエッチングを行なった場合など、Ｇａや塩酸等、アルミニウムを強力に腐食させる成分が発生し、上記硬質アルマイト１４８で表面処理を施していてもわずかなピンホールや接合部の隙間からアルマイトベース部に腐食させる成分が入り込み、アルミニウムを腐食させてしまうことがある。さらに、腐食して析出する塩化アルミニウムやガリウムの塩化物等は静電吸着電極１３３の上にまで付着し、上記被処理基板１３２にも付着してダスト源となったり、静電吸着電極１３３の吸着力を低下させて、上記被処理基板１３２の搬送トラブルにつながるという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされるもので、静電吸着電極のアルミニウム製ベース部の表面処理方法を改善し、被処理基板へのダストの付着を防ぎ、静電吸着電極のメンテナンスサイクルを長期化し、装置の安定動作を図ることが可能なプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラズマ処理装置は、排気装置を有する真空容器内に設けられた基板保持台と、上記基板保持台に裏面を接触させて保持される基板の表面への処理に伴い上記基板に生じた帯電による基板と上記基板保持台との吸着するプラズマ処理装置であって、ベース部に厚さ１〜５０μｍのニッケルメッキを施したことと、ベース部のセラミック誘電体と接合する面に対してもあらかじめ厚さ１〜５０μｍのニッケルメッキを施したこと、またはベース部に下地処理として厚さ１〜５０μｍのニッケルメッキを施した後、その上に０．３〜２μｍの金メッキを施したことと、ベース部のセラミック誘電体と接合する面に対してもあらかじめ下地処理として厚さ１〜５０μｍのニッケルメッキを施した後、その上に０．３〜２μｍの金メッキを施したことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、被処理基板の残留吸着を解消し、被処理基板の搬送トラブルがなく装置の信頼性を高め、かつ最適なプラズマ処理を行う際の基板温度制御を可能とする。同時にダストの発生、及びその巻き上げによる製品不良を無くすることができる。更にそれぞれの手段は、単独でも十分上記効果を発揮することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態の装置について、図１を用いて説明する。
【００１３】
以下本発明の具体例を、反応性イオンエッチング型のドライエッチング装置を例に、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１において、１は真空排気手段と反応ガス供給手段を有した真空容器、２は被処理基板のＧａＡｓ基板、３は静電吸着型の基板保持台で、厚さ５ｍｍのアルミナ誘電体部４と内部に冷却水路（図示せず）を有するアルミニウム製ベース部５からなり、アルミナ誘電体４の表面から５００μｍの内部にタングステンからなる２対の静電吸着用内部電極６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄを内蔵している。
【００１５】
基板保持台の特徴１の断面図を図２で示す。ベース部２０の誘電体部２１との接合部を除く全面にピンホールレスニッケルメッキ２２を施している。その厚みは１〜５０μｍである。ピンホールレスを実現するために、母材表面に対して硫酸＋フッ酸処理して析出物を溶解する処理を行なうなど十分な注意が必要であるが、１μｍより薄い厚さでは、均一性の限界から確実にピンホールレスを実現するのは不可能であると考えられる。また、５０μｍより厚くメッキすることは不可能ではないが、耐腐食性を考えれば無駄であり、コストの面からも理屈に合わない。
【００１６】
なお、誘電体部２１との接合部のメッキを除くのは、接合に用いる材料によっては、ニッケルメッキとの接着力が弱く、真空を維持するのに必要なシール性が得られない場合があるからである。
【００１７】
基板保持台の特徴２の断面図を図３で示す。ベース部２０全面にピンホールレスニッケルメッキを施している。その厚みは１〜５０μｍである。誘電体２１との接合部にもメッキの途切れる隙間がなく、特徴１よりさらに高い耐腐食性が得られる。誘電体との接合力については、よく使われるインジウム２３による接合、シリコンによる接着等でリーク等の問題が発生しないことが今回確認できた。また、ニッケルメッキの温度の安定限界は約３５０℃、インジウム接合時の温度が２５０℃であることから、ニッケルメッキの安定性にも問題なことが説明できる。
【００１８】
基板保持台の特徴３の断面図を図４で示す。これは特徴１のピンホールレスニッケルメッキの代わりに、金メッキ２４／ニッケルメッキ２２を用いた例である。金は高い耐食性を有しており、またプラズマによってエッチングされにくいため、ニッケルメッキより効果であるが、特に耐久性が要求される場合に有効である。
【００１９】
基板保持台の特徴４の断面図を図５で示す。これは特徴２のピンホールレスニッケルメッキの代わりに、金メッキ／ニッケルメッキを用いた例である。特徴２と３を合わせた効果がある。
【００２０】
なお、図１で７は高周波フィルター、８Ａ・９Ａは正極の直流電源、８Ｂ・９Ｂは負極の直流電源、１０はコンデンサ、１１は１３．５６ＭＨｚの高周波電源、１２は接地された上部電極である。１３は基板保持台３表面と基板２裏面との間隙へ伝熱ガスである例えばＨｅガスの供給機構でバルブと流量コントローラからなる。１４は伝熱ガスの基板２の裏面での圧力監視、制御機構で、圧力計と絞り弁から構成されている。基板保持台３内部には基板搬送のため、被処理基板２の突き上げ機構１５を有している。突き上げ機構１５はベローズにて大気よりシールされており、駆動源となる直動モータ１６と直結されている。
【００２１】
以上のように本実施例によれば、プラズマ処理によりアルミニウムに有害な物質が生成された場合に、静電吸着電極の腐食を防止し、ダストの発生を抑制してかつ吸着力を長期にわたって持続させ、装置の安定した動作を行うことができる。
【００２２】
なお、本実施例において、基板保持台を一対の内部電極を有するいわゆる双極型の静電吸着電極としたが、単極型の静電吸着電極に本発明の静電吸着電極の形状を用いても同様の効果が得られる。
【００２３】
また、実施例において、反応性イオンエッチング型のドライエッチング装置としたが、プラズマの発生方法はこれに限られるものでなく、誘導結合型、ＥＣＲ型、ヘリコン波型、表面波型等のプラズマ発生方法としてもよい。
【００２４】
また、実施例において、ドライエッチング装置を例にとって説明したが、プラズマＣＶＤ装置や、スパッタリング装置、アッシング装置に本発明を用いてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、プラズマ処理によりアルミニウムに有害な物質が生成された場合に、静電吸着電極の腐食を防止し、ダストの発生を抑制してかつ吸着力を長期にわたって持続させ、装置の安定した動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の形態におけるプラズマ処理装置の反応室の断面図
【図２】本発明の一実施例の形態における基板保持台の断面図
【図３】本発明の一実施例の形態における基板保持台の断面図
【図４】本発明の一実施例の形態における基板保持台の断面図
【図５】本発明の一実施例の形態における基板保持台の断面図
【図６】従来のプラズマ処理装置の反応室の断面図
【図７】従来のプラズマ処理装置における基板保持台の断面図
【符号の説明】
１  真空容器
２  被処理基板
３  基板保持台
４  絶縁層
５  アルミニウムベース
６Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ  内部電極
７  高周波フィルター
８Ａ・Ｂ、９Ａ・Ｂ  直流電源
１０  コンデンサ
１１  高周波電源
１２  上部電極
１３  冷却Ｈｅ圧力調整機構
１４  冷却Ｈｅ流量調整機構
１５  突き上げ機構
１６  直動モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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