(57)【要約】【課題】除電ガスのプラズマに対する耐食性を備えた材料により構成された載置台から被処理基板を上昇させる期間中に除電ガスのプラズマを形成するにあたり、当該プラズマが載置台に与える影響を低減する技術を提供する。【解決手段】プラズマ処理装置１は処理容器１０内に設けられた載置台２の静電チャック２２上に被処理基板Ｇを保持し、プラズマ化された処理ガスによりプラズマ処理を行う。プラズマ処理を終えた被処理基板Ｇを載置台２から上昇移動させる期間中に、除電ガスのプラズマを用いて被処理基板Ｇの除電を行うにあたり、処理容器１０に付着した副生成物と除電ガスのプラズマとの反応成分が、被処理基板Ｇの下方側へ進入することを抑えるために、載置台２と被処理基板Ｇとに挟まれる空間へ進入抑制ガスを供給する。さらにこの載置台２は、除電ガスのプラズマに対する耐食性を備えた材料によって構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ化された処理ガスにより被処理基板に対するプラズマ処理を行うためのプラズマ処理装置において、
被処理基板に対するプラズマ処理が行われ、内壁面に前記プラズマ処理の際に生成した副生成物が付着する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、前記被処理基板を吸着保持する静電チャック上の吸着保持位置と、この吸着保持位置の上方側の位置との間で被処理基板の昇降搬送を行うための昇降機構を備えた載置台と、
前記処理容器内に被処理基板の除電を行う除電ガスを供給するための除電ガス供給部と、
前記被処理基板を上昇させる期間中に、前記除電ガスのプラズマを形成するためのプラズマ形成部と、
前記被処理基板を上昇させる期間中に、前記処理容器に付着した副生成物と除電ガスのプラズマとの反応成分が、前記被処理基板の下方側へ進入することを抑えるために、前記載置台と被処理基板とに挟まれる空間へ進入抑制ガスを供給する進入抑制ガス供給部と、を備え、
前記載置台は、前記除電ガスのプラズマに対する耐食性を備えた材料によって構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記進入抑制ガスの分子量が、前記除電ガスの分子量よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記処理ガスは、被処理基板と作用する作用ガスと、前記作用ガスを希釈するための希釈ガスとを含み、前記除電ガスとして希釈ガスを用いることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記プラズマ処理は、被処理基板に形成された被エッチング膜をエッチングするエッチング処理であり、前記作用ガスは、前記被エッチング膜に対するエッチング作用を有するエッチングガスであることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記進入抑制ガスは、エッチングガスであることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記除電ガスのプラズマに対する耐食性を備えた材料は、金属材料であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記金属材料には不動態膜が形成されていることを特徴とする請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記載置台は、前記プラズマ処理の期間中に、前記吸着保持位置に載置された被処理基板の裏面に熱伝達ガスを供給するためのガス供給路を備え、進入抑制ガス供給部は前記ガス供給路を介して、前記前記載置台と被処理基板とに挟まれる空間に進入抑制ガスを供給することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
被処理基板に対するプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、
処理容器内に設けられた載置台の静電チャック上の吸着保持位置に被処理基板を吸着保持し、プラズマ化された処理ガスにより前記被処理基板のプラズマ処理を行う工程と、
前記プラズマ処理後の被処理基板を、前記吸着保持位置の上方側の位置へと上昇させる工程と、
被処理基板を上昇させる期間中に、前記処理容器内に除電ガスを供給し、当該除電ガスのプラズマを形成して前記被処理基板の除電を行う工程と、
前記被処理基板を上昇させる期間中に、前記処理容器に付着した副生成物と除電ガスのプラズマとの反応成分が、前記被処理基板の下方側へ進入することを抑えるために、前記載置台と被処理基板とに挟まれる空間へ進入抑制ガスを供給する工程と、を含み、
前記載置台は、前記除電ガスのプラズマに対する耐食性を備えた材料によって構成されていることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１０】
前記進入抑制ガスの分子量が、前記除電ガスの分子量よりも大きいことを特徴とする請求項９に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１１】
前記処理ガスは、被処理基板と作用する作用ガスと、前記作用ガスを希釈するための希釈ガスとを含み、前記除電ガスとして希釈ガスを用いることを特徴とする請求項９または１０に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１２】
前記プラズマ処理は、被処理基板に形成された被エッチング膜をエッチングするエッチング処理であり、前記作用ガスは、前記被エッチング膜に対するエッチング作用を有するエッチングガスであることを特徴とする請求項１１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１３】
前記進入抑制ガスは、エッチングガスであることを特徴とする請求項１２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１４】
プラズマ化された処理ガスにより被処理基板に対するプラズマ処理を行うためのプラズマ処理装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、前記プログラムは請求項９ないし１３のいずれか一つに記載されたプラズマ処理方法を実行するためのステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ化された処理ガスにより被処理基板のプラズマ処理を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ）などのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造工程においては、被処理基板であるガラス基板にプラズマ化された処理ガスを供給して、エッチング処理や成膜処理などのプラズマ処理を行う工程が存在する。
【０００３】
例えばプラズマ処理は、真空雰囲気が形成される処理容器内に設けられた載置台の静電チャック上にガラス基板を吸着保持した状態で実施される。プラズマ処理を終えたガラス基板は、吸着保持状態が解除され、載置台の上方側へ搬送された後、処理容器から搬出される。
【０００４】
ここで、プラズマ処理後のガラス基板を上昇移動させる際に、処理容器内に酸素ガスなどの除電ガスを供給してプラズマ化することにより、静電チャックの除電などを行う場合がある。一方で、ガラス基板の上昇移動の期間中は、載置台の上面がガラス基板によって覆われていない（ガラス基板が載置されていない）ので、プラズマが載置台に到達することに伴う悪影響を受けるおそれもある。
【０００５】
ここで特許文献１には、除電ガスである酸素ガスのプラズマとの接触により腐食しやすいカーボン製の載置台を、樹脂であるポリイミド製の耐食膜で被覆する技術が記載されている。当該載置台の上面には、プラズマ処理中のガラス基板の温度調整を精度よく行うことを目的として、ガラス基板の裏面に熱伝達ガス(例えばヘリウムガス)を供給するための多数のガス供給孔が開口している。各ガス供給孔の内面は、前述の耐食膜により覆われているが、樹脂製の耐食膜は、長時間のプラズマ曝露によって腐食が徐々に進行する。この点につき、特許文献１には、ガラス基板の上昇移動の期間中にガス供給孔からＨｅガスなどの不活性ガスを吐出することにより、当該ガス供給孔内へのプラズマの進入を阻止し、耐食膜で被覆されたガス供給孔の内壁面における腐食の進行を抑える技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４４９３８６３号公報：段落０００７、００３４、００３８〜００３９、図４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献１に記載の技術とは異なり、カーボンや樹脂製の耐食膜と比較して除電ガスプラズマに対する耐食性が高く、腐食防止の対策を講じる必要のない材料からなる載置台においては、コスト低減の観点から、ガラス基板の上昇移動の期間中における腐食防止を目的とした不活性ガス吐出は行う必要はない。また、ガラス基板の移動期間中に載置台が除電ガスプラズマに曝されることに伴う腐食以外の悪影響は、特許文献１には何ら記載されていない。
【０００８】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、除電ガスのプラズマに対する耐食性を備えた材料により構成された載置台から被処理基板を上昇移動させる期間中に除電ガスのプラズマを形成するにあたり、当該プラズマが載置台に与える影響を低減する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のプラズマ処理装置は、プラズマ化された処理ガスにより被処理基板に対するプラズマ処理を行うためのプラズマ処理装置において、
被処理基板に対するプラズマ処理が行われ、内壁面に前記プラズマ処理の際に生成した副生成物が付着する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、前記被処理基板を吸着保持する静電チャック上の吸着保持位置と、この吸着保持位置の上方側の位置との間で被処理基板の昇降搬送を行うための昇降機構を備えた載置台と、
前記処理容器内に被処理基板の除電を行う除電ガスを供給するための除電ガス供給部と、
前記被処理基板を上昇させる期間中に、前記除電ガスのプラズマを形成するためのプラズマ形成部と、
前記被処理基板を上昇させる期間中に、前記処理容器に付着した副生成物と除電ガスのプラズマとの反応成分が、前記被処理基板の下方側へ進入することを抑えるために、前記載置台と被処理基板とに挟まれる空間へ進入抑制ガスを供給する進入抑制ガス供給部と、を備え、
前記載置台は、前記除電ガスのプラズマに対する耐食性を備えた材料によって構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、プラズマ処理後の被処理基板の上昇移動の期間中に、処理容器内に除電ガスのプラズマを形成するにあたり、載置台と被処理基板との間の空間へ進入抑制ガスを供給する。この結果、除電ガスのプラズマにより発生した反応成分の被処理基板の下方側への進入が抑えられるので、載置台が除電ガスのプラズマに対する耐食性を備えている場合であっても、腐食以外の理由による載置台に対する悪影響の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係るプラズマ処理装置の縦断側面図である。
【図２】前記プラズマ処理装置に対するガス供給系統の説明図である。
【図３】エッチングガスと希釈ガスの混合比率と、エッチング速度との関係を示す模式図である。
【図４】前記プラズマ処理装置の第１の全体作用図である。
【図５】前記プラズマ処理装置の第１の拡大作用図である。
【図６】前記プラズマ処理装置の第２の全体作用図である。
【図７】前記プラズマ処理装置の第２の拡大作用図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１、図２を参照しながら本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置１の構成を説明する。  
本例のプラズマ処理装置１は、被処理基板である矩形ガラス基板、例えば、ＦＰＤ用のガラス基板（以下単に基板と記す）Ｇ上に例えば薄膜トランジスタを形成するにあたり、基板Ｇの表面に形成されたメタル膜、ＩＴＯ膜、酸化膜などの被エッチング膜に対し、プラズマ化された処理ガスを供給して、エッチング処理を実行するエッチング処理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）、エレクトロルミネセンス（Electro Luminescence；ＥＬ）ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などが例示される。
【００１３】
図１の縦断側面図に示すように、プラズマ処理装置１は、導電性材料、例えば、内壁面がアルマイト処理されたアルミニウムからなる角筒形状の容器本体１０を備え、容器本体１０は電気的に接地されている。容器本体１０の上面には開口が形成され、この開口は、天板部１１によって気密に塞がれる。これら容器本体１０及び天板部１１は、本例のプラズマ処理装置１の処理容器に相当し、これら容器本体１０及び天板部１１によって囲まれた空間は基板Ｇの処理空間１００となる。  
また容器本体１０の側壁には、基板Ｇを搬入出するための搬入出口１０１および搬入出口１０１を開閉するゲートバルブ１０２が設けられている。
【００１４】
処理空間１００の下部側には、前記天板部１１と対向するように、基板Ｇを載置するための載置台２が設けられている。載置台２は、導電性の金属材料、例えば表面がアルマイト処理されたアルミニウムで構成された載置台本体２１を備えている。載置台本体２１の上面は、例えばイットリアなどのセラミクス層内に不図示のチャック電極を配置してなる静電チャック２２が設けられ、直流電源（不図示）からの電力の給断により基板Ｇの吸着保持、解除を切り替えることができる。載置台本体２１は絶縁体枠２４内に収納され、この絶縁体枠２４を介して容器本体１０の底面に設置されている。
【００１５】
また載置台２は、搬入出口１０１を介して処理空間１００内に進入した外部の基板搬送機構（不図示）との間で基板Ｇの受け渡しを行うために、静電チャック２２上の吸着保持位置と、この吸着保持位置の上方側の受け渡し位置との間で基板Ｇの昇降搬送を行うための４本以上（本実施の形態では４本）の昇降ピン２３を備えている。各昇降ピン２３は、載置台本体２１及び容器本体１０の底板を上下方向に貫通するように設けられ、これら昇降ピン２３の下端部は容器本体１０の外部に設けられた共通の昇降板２３１に接続されている。
【００１６】
昇降板２３１はさらに駆動部２３２に接続され、この駆動部２３２を用いて昇降板２３１を昇降させ、静電チャック２２から昇降ピン２３の上端を突没させることにより、吸着保持位置と受け渡し位置との間での基板Ｇの昇降搬送を実行する。なお、各昇降ピン２３が貫通する容器本体１０の底板と昇降板２３１との間にはベローズ２３３が設けられ、容器本体１０（処理空間１００）内の気密が保たれている。  
昇降ピン２３、昇降板２３１、駆動部２３２は、本例の昇降機構に相当する。
【００１７】
載置台２（載置台本体２１）には、整合器２５１を介して第２の高周波電源２５２が接続されている。第２の高周波電源２５２は、バイアス用の高周波電力、例えば周波数が３．２ＭＨｚの高周波電力を載置台２に印加する。このバイアス用の高周波電力により生成されたセルフバイアスによって、処理空間１００内に生成されたプラズマ中のイオンを基板Ｇに引き込むことができる。
【００１８】
さらに、載置台２内には、基板Ｇの温度を制御するために、セラミックヒータなどの加熱手段と、冷媒流路とからなる温度制御機構と、温度センサーとが設けられている（いずれも図示せず）。  
一方、エッチング処理が実行される容器本体１０（処理空間１００）内は真空雰囲気となっているため、静電チャック２２の上面と基板Ｇの裏面との間の僅かな隙間によって基板Ｇと載置台２とが断熱され、基板Ｇを高精度で温度制御することが困難となる。そこで、本例の載置台２は静電チャック２２（載置台２）と基板Ｇとの間に熱伝達ガスを供給する機構を備える。
【００１９】
前記熱伝達ガスの供給機構として、載置台２の載置台本体２１内には、静電チャック２２に沿って広がる扁平な載置台ガス拡散室２１１が形成されている。載置台ガス拡散室２１１の上面側には、載置台本体２１及び静電チャック２２を上下方向に貫通する多数のガス供給路２１２が形成され、これら多数のガス供給路２１２は静電チャック２２の面内に分散して形成されている。
【００２０】
各ガス供給路２１２の下端部は、載置台ガス拡散室２１１に連通している一方、これらガス供給路２１２の上端部は、静電チャック２２の表面に開口している。当該構成により、載置台ガス拡散室２１１内のガスを静電チャック２２の上面より分散して吐出することができる。載置台ガス拡散室２１１の下面側には、載置台ガス供給ライン２１３が接続されている。図２に示すように載置台ガス供給ライン２１３の上流側は、開閉バルブＶ３、圧力調節バルブ４３１を介して熱伝達ガス供給部４３に接続されている。熱伝達ガス供給部４３からは、熱伝達ガスとして例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスが供給される。
【００２１】
また図１に示すように、容器本体１０の底面には、排気口１０３が形成され、この排気口１０３には真空ポンプなどを含む真空排気部１２が接続されている。処理空間１００の内部は、この真空排気部１２によってエッチング処理時に必要な圧力となるまで真空排気される。さらに処理空間１００内に供給されたガスが載置台２の周方向に向けて均一に流れるようにするため、載置台２（絶縁体枠２４）の側周面と容器本体１０の内壁面との間に、多数の小孔が穿設された整流板１０４を配置してもよい。
【００２２】
図１、図２に示すように、天板部１１の下面側には、処理空間１００に処理ガスなどを供給するためのシャワーヘッド３１が設けられている。シャワーヘッド３１は、静電チャック２２に吸着保持された基板Ｇの全面に向けて処理ガスなどを供給可能な扁平なシャワーガス拡散室３１１を備える。シャワーヘッド３１の下面側には多数のシャワーガス吐出孔３１２が形成され、シャワーガス拡散室３１１内に拡散したガスは、これらのシャワーガス吐出孔３１２を介して処理空間１００へ向けて分散供給される。
【００２３】
またシャワーヘッド３１の上面側には、シャワーガス拡散室３１１に連通するシャワーガス供給ライン３２が接続されている。図２に示すように、シャワーガス供給ライン３２の上流側は、２系統に分岐し、一方側の系統は、開閉バルブＶ２１、流量調節部４２１を介してエッチングガス供給部４２に接続されている。またシャワーガス供給ライン３２の他方側の系統は、開閉バルブＶ１、流量調節部４１１を介して希釈ガス供給部４１に接続されている。
【００２４】
本例のプラズマ処理装置１において、エッチングガス供給部４２からは、基板Ｇの表面に形成された被エッチング膜に対するエッチング作用を有するエッチングガス（作用ガス）が供給される。図２に示す例においては、被エッチング膜がモリブデン膜であり、エッチングガス供給部４２からは、モリブデン膜に対するエッチング作用を有する六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスが供給される。また希釈ガス供給部４１からは、エッチングガスを希釈するための希釈ガスである酸素（Ｏ２）ガスが供給される。  
シャワーヘッド３１に対しては、これらエッチングガスと希釈ガスとが混合された処理ガスが供給される。
【００２５】
また、希釈ガス供給部４１から供給されるＯ２ガスは、エッチング処理後の基板Ｇを載置台２（静電チャック２２）上の吸着位置から受け渡し位置まで搬送する際に、静電チャック２２の除電を行うための除電ガスとしても利用される。また発明者は、静電チャック２２による吸着保持状態を解除して基板Ｇを上昇移動させる期間中に、基板Ｇにも残留電荷が存在し、帯電状態となっていることを見出した。基板Ｇが帯電状態となっていると、搬送時などに基板Ｇと逆電位に帯電したパーティクルを引き寄せ、汚染を引き起こす要因ともなる。上述の除電プラズマは、当該基板Ｇの除電を行う作用も有している。  
この観点において、希釈ガス供給部４１、流量調節部４１１、開閉バルブＶ１、シャワーガス供給ライン３２及びシャワーヘッド３１は、容器本体１０内に除電ガスを供給するための除電ガス供給部に相当する。
【００２６】
また図１、図２に示すように、天板部１１の下面には凹部が形成され、シャワーヘッド３１の上面と天板部１１の下面と囲まれた前記凹部内の空間は、高周波アンテナ５を配置するためのアンテナ室５０となっている。既述のシャワーヘッド３１は、例えば石英などの誘電体により構成された誘電体窓を構成している。  
例えば、高周波アンテナ５は、シャワーヘッド３１に対応する面内で、シャワーヘッド３１の周方向に沿って周回するように、渦巻状に形成される。なお、高周波アンテナ５の形状は、渦巻に限定されるものではなく、一本または複数のアンテナ線を環状にした環状アンテナまたはコイル状アンテナであってもよい。
【００２７】
各高周波アンテナ５には、整合器５１１を介して第１の高周波電源５１２が接続されている。各高周波アンテナ５には、第１の高周波電源５１２から整合器５１１を介して、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が供給される。これにより、誘電体窓を介して処理空間１００内に供給された処理ガスや除電ガスが誘導結合によりプラズマ化し、所望のエッチング処理や除電処理を行うことができる。
【００２８】
ここで高周波アンテナ５、誘電体窓であるシャワーヘッド３１、整合器５１１や第１の高周波電源５１２は、処理ガスや除電ガスのプラズマを形成するためのプラズマ形成部に相当する。  
なお、プラズマ形成部の構成は、誘導結合プラズマを形成する高周波アンテナ５、誘電体窓を備える場合に限定されるものではない。例えば載置台２と金属製のシャワーヘッド３１との間に容量結合プラズマを形成する構成を採用してもよい。
【００２９】
さらに図１に示すように、このプラズマ処理装置１には制御部６が設けられている。制御部６は不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）と記憶部とを備えたコンピュータからなり、この記憶部には基板Ｇが配置された処理空間１００内を真空排気し、高周波アンテナ５を用いて処理ガスをプラズマ化して基板Ｇを処理した後、除電ガスのプラズマによる除電処理を行いながら基板Ｇの上昇移動動作を実行させる制御信号を出力するためのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリカードなどの記憶媒体に格納され、そこから記憶部にインストールされる。
【００３０】
以上に説明した構成を備えるプラズマ処理装置１において、例えばＳＦ６ガス（エッチングガス）とＯ２ガス（希釈ガス）とを含む処理ガスにより、モリブデン膜のエッチング処理を行うと、主としてＳＦ６ガスとの反応により、モリブデン（Ｍｏ）のエッチングが進行する。この反応に際しては、ＳＦ６とＭｏとの反応に伴う副生成物（例えばＭｏＦｘＯｙ、但し、ｘ、ｙはフッ素、及び酸素の原子数）が生成する。これら副生成物の大部分は、排気口１０３を介して外部に排出されるが、その一部はシャワーヘッド３１や容器本体１０の表面に付着、堆積して堆積層７となる場合がある。
【００３１】
一方で、静電チャック２２や基板Ｇの除電を行う際には、処理空間１００内にはＯ２ガス（除電ガス）のプラズマが形成される。図３に模式的に示すように、エッチングガスや希釈ガスの単体ガスのプラズマを形成しても、被エッチング膜に対するエッチング速度は小さい場合が多い。一方で、これらエッチングガスと希釈ガスとを適切な比率で混合した処理ガスを用いることにより、効率的なエッチング処理が可能となることが知られている。
【００３２】
しかしながら、希釈ガスの単体のプラズマであっても、被エッチング膜に対してわずかながらエッチング作用を呈する場合がある。このため、基板Ｇを上昇移動させる期間中にプラズマを形成する除電ガスとして希釈ガス（例えばＯ２ガス）を用いると、シャワーヘッド３１や容器本体１０に堆積している堆積層７をエッチングする場合もある。この結果、図７に模式的に示すように堆積層７がエッチングされて反応成分７１が生成し、プラズマ化した除電ガスに乗って処理空間１００内を浮遊するおそれがある。
【００３３】
ここで除電ガスのプラズマが形成されるのは、基板Ｇを上昇移動させる期間中であり、載置台２（静電チャック２２）の上面は基板Ｇによって覆われた状態（基板Ｇが載置された状態）となっていない。また、温度調節が行われている載置台２は、エッチング処理や除電処理の際にプラズマに曝されているシャワーヘッド３１や容器本体１０と比較して、相対的に温度が低い。このため、処理空間１００内を浮遊する反応成分７１は、熱泳動により載置台２側へ移動し、載置台２の表面に再付着するおそれがある。
【００３４】
載置台２の表面に反応成分７１が付着して、新たな堆積層７が形成されると、載置台２内に設けられた既述の温度制御機構による均一な温度制御が困難になり、エッチング処理の結果が基板Ｇの面内で不均一になる処理ムラの発生につながるおそれもある。
【００３５】
そこで本例のプラズマ処理装置１は、基板Ｇを上昇させる期間中に、処理容器（容器本体１０やシャワーヘッド３１）に付着した副生成物（堆積層７）と除電ガスのプラズマとの反応成分７１が、基板Ｇの下方側へ進入することを抑えるために、載置台２と基板Ｇとに挟まれる空間へ向けて進入抑制ガスを供給する機構を備えている。
【００３６】
進入抑制ガスは、基板Ｇの下方側へ進入しようとする反応成分７１を押し戻す作用を得ることが可能であれば、そのガス種に特段の限定はない。例えば、エッチング処理の期間中に、熱伝達ガスとして基板Ｇの裏面側に供給されるＨｅガスをガス供給路２１２から供給してもよい。
【００３７】
一方で、後述の実施例にて説明するように、分子量が大きく、密度の高いガス種ほど、反応成分７１の進入を抑制する効果が高い。この点、Ｈｅガス（分子量４）やＯ２ガス（分子量３２）と比較して、例えばＳＦ６ガスは分子量が大きく（分子量１４６）、進入抑制ガスとして好適である。
【００３８】
また図３を用いて説明したように、希釈ガスでもある除電ガス（Ｏ２ガス）と混合されることにより、エッチングガスであるＳＦ６ガスは堆積層７に対しても高いエッチング作用を呈することができる。この結果、一部の反応成分７１が基板Ｇの下方側に進入して、載置台２の表面に再付着した場合であっても、進入抑制ガスとしてＳＦ６ガスを採用することにより、Ｏ２ガスのプラズマとＳＦ６ガスとの混合ガス雰囲気が形成される領域では、再付着した反応成分７１をエッチング除去する作用も期待できる。
【００３９】
これらの観点から本例のプラズマ処理装置１は、図２に示すように、エッチングガス供給部４２に接続された流路が流量調節部４２１の下流側で分岐し、開閉バルブＶ２２を介して分岐ライン２１４が載置台ガス供給ライン２１３に合流している。当該構成により、エッチング処理を終えた後、基板Ｇを上昇移動させている期間中は、載置台２と基板Ｇとに挟まれる空間へガス供給路２１２から進入抑制ガスとしてＳＦ６ガスを供給することができる。  
この観点において、エッチングガス供給部４２、流量調節部４２１、開閉バルブＶ２２、分岐ライン２１４、分岐ライン２１４との合流位置より下流側の載置台ガス供給ライン２１３、載置台ガス拡散室２１１や各ガス供給路２１２は本例の進入抑制ガス供給部に相当している。
【００４０】
上述の構成を備えたプラズマ処理装置１の作用について、図４〜図７を参照しながら説明する。  
初めに、ゲートバルブ１０２を開き、隣接する真空搬送室から搬送機構の搬送アーム（いずれも図示せず）を進入させて、搬入出口１０１を介して処理空間１００内に基板Ｇを搬入する。次いで、昇降ピン２３を上昇させ、搬送アームから昇降ピン２３へ基板を受け渡す。
【００４１】
処理空間１００から搬送アームを退避させ、ゲートバルブ１０２を閉じた後、昇降ピン２３を降下させ、載置台２に設けられた静電チャック２２上の吸着保持位置に基板Ｇを載置する。次いで、不図示のチャック電極に直流電力を印加して基板Ｇを吸着保持する。
【００４２】
しかる後、エッチングガス供給部４２の下流の開閉バルブＶ２１と、希釈ガス供給部４１の下流の開閉バルブＶ１とを開き（図４中に「Ｏ」と記載してある。以下、開状態の開閉バルブＶ１、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ３について同じ）、流量調節部４２１、４１１により流量調節を行ってＳＦ６ガス（エッチングガス）とＯ２ガス（希釈ガス）とが所定の比率で混合された処理ガスをシャワーヘッド３１より処理空間１００内に供給する。一方、真空排気部１２により処理空間１００内の真空排気を行って、処理空間１００内を例えば１．３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）程度の圧力雰囲気に調節する。
【００４３】
また、熱伝達ガス供給部４３の下流の開閉バルブＶ３を開き、圧力調節バルブ４３１による圧力調節を行って、静電チャック２２上に吸着保持された基板Ｇの裏面に、各ガス供給路２１２からＨｅガス（熱伝達ガス）を供給する。このとき、エッチングガス供給部４２に接続された分岐ライン２１４の開閉バルブＶ２２は閉じられている（図４中に「Ｓ」と記載してある。以下、閉状態の開閉バルブＶ１、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ３について同じ）。
【００４４】
次いで、第１の高周波電源５１２から高周波アンテナ５に高周波電力（例えば４ｋＷ）を印加し、これにより誘電窓であるシャワーヘッド３１を介して処理空間１００内に供給された処理ガスを誘導結合によりプラズマ化する（図５のプラズマＰ）。この結果、基板Ｇの表面に形成されたモリブデン膜のエッチング処理が行われる。
【００４５】
なお、本例に示すモリブデン膜のエッチングでは、第２の高周波電源２５２から載置台２へのバイアス用の高周波電力の印加は行わなくてもよい。第２の高周波電源２５２を用いる場合には、バイアス電力によりプラズマＰ中のイオンが基板Ｇに向けて引き込まれ、よりアスペクト比の高いエッチング処理を行うこともできる。  
そして、予め設定した時間だけエッチング処理を行ったら、高周波電源５１２からの電力供給、エッチングガス供給部４２、希釈ガス供給部４１からの処理ガス供給、及び熱伝達ガス供給部４３からの熱伝達ガスの供給を停止する。
【００４６】
ここで多数枚の基板Ｇに対して、容器本体１０内でエッチング処理を繰り返し行うと、既述の反応機構により、シャワーヘッド３１や容器本体１０の表面にエッチング処理の際に発生した副生成物が付着、堆積して堆積層７となる場合がある（図５）。
【００４７】
次いで、堆積層７が形成されている容器本体１０内から、エッチング処理を終えた基板Ｇを搬出する動作について説明する。  
エッチング処理終了後、シャワーガス供給ライン３２に接続された開閉バルブＶ１を開き、希釈ガス供給部４１からシャワーヘッド３１を介してＯ２ガスを供給し、処理空間１００内の圧力雰囲気を１．３３〜１３．３Ｐａ（１０〜１００ｍＴｏｒｒ）程度に調節する。このとき、エッチングガス供給部４２側の開閉バルブＶ２１は閉状態であり、エッチングガス供給部４２からシャワーヘッド３１へのＳＦ６ガスの供給は行われない。  
しかる後、静電チャック２２のチャック電極に印加する直流電力を停止すると、静電チャック２２側の電荷がなくなる（直流電位が低くなる）ので、基板Ｇ側で直流放電が発生し、当該基板Ｇが除電されて静電チャック２２への吸着が解除される。
【００４８】
次いで、第１の高周波電源５１２から高周波アンテナ５に高周波電力（例えば４ｋＷ）を印加すると、誘導結合により除電ガスがプラズマ化する（図５のプラズマＰ’）。この結果、プラズマＰ’を介して静電チャック２２が容器本体１０と短絡し、静電チャック２２表面の残留電荷が除電される。
【００４９】
その後、昇降ピン２３を上昇させて基板Ｇを持ち上げ、吸着保持位置から、搬送アームへの基板の受け渡し位置まで基板Ｇを上昇移動させる。この期間中においても、除電ガスのプラズマによる除電処理は除電ガスのプラズマが基板Ｇの裏面に回り込むまで継続される。その結果、基板Ｇの除電処理が完了する。なお、これらの除電処理の期間中は、第２の高周波電源２５２からのバイアス用の高周波電力の印加を行う必要はない。
【００５０】
一方で既述のように、堆積層７が形成されている容器本体１０内にて除電ガスのプラズマを形成すると、図７に示すように、わずかにエッチングされた堆積層７から反応成分７１が発生することがある。この反応成分７１は熱泳動により載置台２側へ移動する。
【００５１】
このとき、上昇移動している基板Ｇと載置台２とに挟まれる空間へ向けて、ガス供給路２１２から進入抑制ガスであるＳＦ６ガスを供給することにより、基板Ｇの下方側へ進入しようとする反応成分７１がＳＦ６ガスの流れにより押し戻される。この結果、基板Ｇの上昇移動に伴って露出した載置台２の表面に付着することを防止できる。
【００５２】
また、除電ガスであるＯ２ガスのプラズマと、進入抑制ガスであるＳＦ６ガスとの混合ガス雰囲気が形成される領域では、反応成分７１の一部が載置台２に再付着した場合であっても、反応成分７１をエッチングすることが可能な混合ガスにより、当該反応成分７１が除去される。
【００５３】
このように、除電ガスのプラズマによる静電チャック２２や基板Ｇの除電処理と、載置台２への反応成分７１の付着抑制とを並行に行いつつ、基板Ｇが受け渡し位置に到達し、除電処理が十分に実施されたら、高周波電源５１２からの電力供給、希釈ガス供給部４１からの除電ガス供給、及びエッチングガス供給部４２からの進入抑制ガスの供給を停止する。
【００５４】
しかる後、容器本体１０内の圧力を、隣接する真空搬送室の圧力に合わせる圧力調節を行った後、ゲートバルブ１０２を開き、搬送アームを進入させて昇降ピン２３から搬送アームへ処理後の基板Ｇを受け渡し、プラズマ処理装置１から基板Ｇを搬出する。
【００５５】
本実施の形態に係るプラズマ処理装置１によれば、以下の効果がある。エッチング処理後の基板Ｇの搬送動作の期間中に、容器本体１０内に除電ガスのプラズマを形成するにあたり、載置台２と基板Ｇとの間の空間へ進入抑制ガスを供給する。この結果、除電ガスのプラズマにより発生した反応成分７１の基板Ｇの下方側への進入が抑えられるので、載置台２に対する反応成分７１の付着を抑制することができる。そして、載置台２に設けられた温度制御機構による温度制御性能を維持することが可能となり、面内均一性の高いエッチング処理を実行することができる。
【００５６】
ここで既述のように、載置台２はアルマイト処理され、表面に不動態膜が形成されたアルミニウムにより構成され、カーボンや樹脂と比較してＯ２ガスのプラズマに対して高い耐食性を備えている。従って、プラズマに対する耐食性を備えた材料によって構成された載置台２を用いる場合には、除電ガスのプラズマを利用した除電処理を行う際に、載置台２と基板Ｇとに挟まれる空間に対して進入抑制ガスの供給を行うことは、腐食防止という観点では実施する必要のない、一見無駄な行為に他ならない。
【００５７】
これに対して本発明者は、エッチング処理の際に発生した副生成物の堆積層７と除電用のプラズマとにより反応成分７１が発生し、基板Ｇの上昇移動の期間中に載置台２の表面に付着するおそれがあるという課題を新たに見出した。そして本発明は、除電用ガスのプラズマに対する耐食性を備えた材料によって構成された載置台２であっても、進入抑制ガスの供給を行うことにより、上述の課題を解決することが可能であることを明らかにした技術である。
【００５８】
ここでモリブデン膜のエッチングに利用可能な処理ガスは、ＳＦ６ガス（エッチングガス）とＯ２ガス（希釈ガス）との組み合わせに限定されない。例えば、エッチングガスとして四フッ化炭素（ＣＦ４）ガスなどのフッ素系のガスを用いることができる。また、希釈ガスとして窒素（Ｎ２）ガスやアルゴン（Ａｒ）ガスなどの不活性ガスを用いてもよい。
【００５９】
さらに、除電ガスは除電対象の静電チャック２２や基板Ｇを容器本体１０と短絡させることができればよいので、Ｏ２ガスの他、Ｎ２ガスやＡｒガスを用いてもよい。  
従って、これらの除電ガスのプラズマとの混合により静電チャック２２に付着したモリブデンの反応成分７１を除去することが可能な進入抑制ガスのガス種についてもＳＦ６ガスに限定されず、ＣＦ４ガスなどのエッチングガスを採用してもよい。
【００６０】
以上、被エッチング膜がモリブデン膜である場合の処理ガス（エッチングガス、希釈ガス）、進入抑制ガスの選択例を具体列記したが、他の膜種を被エッチング膜とする場合にも、同様の考え方が成り立つ。即ち、この膜種のエッチングガスを進入抑制ガスとして採用し、希釈ガスを除電ガスとして採用することにより、当該膜種からの副生成物と除電ガスのプラズマとの反応成分７１が載置台２の表面に付着した場合であっても、当該反応成分７１を除去する効果が発揮される。
【００６１】
また、進入抑制ガスとして利用可能なガス種は、基板Ｇの表面に形成された膜種に対するエッチング作用を有するものに限定されない。基板Ｇの下方側へ進入しようとする反応成分７１を押し戻す作用を得ることが可能なであれば、ＨｅガスやＮ２ガス、Ａｒガスなどの不活性ガスであってもよい。この場合においても、反応成分７１と共に基板Ｇの下方側へ進入しようとする除電ガスのプラズマよりも分子量が大きいガス種を採用すると、より高い押し戻し効果が発揮される。
【００６２】
また、除電ガスのプラズマにより、静電チャック２２や基板Ｇの除電が必要となるプラズマ処理は、エッチング処理に限定されない。基板Ｇ上に薄膜を形成する成膜処理、レジスト膜のアッシング処理などの各種プラズマ処理においても除電ガスのプラズマを用いた除電処理が行われる。このとき、容器本体１０などの表面に堆積層７が付着し、除電処理の際に反応成分７１が発生する場合には、載置台２と基板Ｇとに挟まれる空間に対して進入抑制ガスを供給する本発明は、図７を用いて説明した例と同様の効果を発揮することができる。
【００６３】
これらの場合にも、成膜処理やアッシング処理のガスである成膜ガスやアッシングガスの希釈ガスを除電ガスとして採用してもよい。また、成膜処理により成膜される膜に対してエッチング作用を有するガス種を進入抑制ガスとして採用してもよい。
【００６４】
また、上述の実施の形態においては、第１の高周波電源５１２から高周波アンテナ５に高周波電力を印加することにより除電ガスのプラズマを形成したが、プラズマの形成手法はこれに限定されない。例えばバイアス用の高周波電力を供給する第２の高周波電源２５２から高周波電力を載置台２に印加して基板Ｇと静電チャック２２間の隙間に除電ガスのプラズマを形成してもよい。この場合、プラズマ照射時間を短くすることができるので静電チャック２２表面への副生成物の付着をさらに抑制する効果が得られる。
さらに、本発明のプラズマ処理装置１で処理可能な基板Ｇは、ＦＰＤ用の基板Ｇに限らず、太陽電池パネル用の基板Ｇに対して上述の各種プラズマ処理を実施する場合にも適用することができる。
【実施例】
【００６５】
（実験）
モリブデン板を配置した容器本体１０内で基板Ｇの除電ガスのプラズマを形成し、載置台２と基板Ｇとの間に、ガス種を変えて進入抑制ガスを供給し、モリブデンの反応成分７１の進入抑制効果を確認した。  
Ａ．実験条件
図１に示すプラズマ処理装置１の容器本体１０内に、載置台２の上面から１ｍｍの隙間を空けて基板Ｇを配置した。基板Ｇの表面、及び容器本体１０の内側壁面にモリブデン板を張り付け、エッチングガス（ＳＦ６ガス）／希釈ガス（Ｏ２ガス）＝５００ｓｃｃｍ（０℃、１気圧の標準状態基準。以下、同じ）／１０００ｓｃｃｍを混合した処理ガスを供給して、高周波アンテナ５に４ｋＷの高周波電力を、２分間ずつ合計２０回印加して容器本体１０内にモリブデンの堆積雰囲気を形成した。容器本体１０内の圧力は１．３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）に調節した。  
（実施例１−１）ガス供給路２１２より、載置台２と基板Ｇとの間の隙間に２００ＳｃｃｍのＨｅガス（分子量４）を進入抑制ガスとして供給し、主として青色の反応成分７１が付着した領域の載置台本体２１の地色からの色彩変化量ｒを測定した。色彩変化量ｒは、前記青色領域の撮像データのＲＧＢ階調データ（各８ビット、２５６階調）をＲ、Ｇ、Ｂとし、前記地色の階調データをＲ’、Ｇ’、Ｂ’としたとき、ｒ＝｛（Ｒ−Ｒ’）２＋（Ｇ−Ｇ’）２＋（Ｂ−Ｂ’）２｝０．５の式にて算出した。反応成分７１の付着量が多くなる程、色彩変化量ｒの値は大きくなる。さらに載置台２の周縁部に付着した主として黄色の反応成分７１の付着幅を計測した。なお、反応成分７１の色の違いは、各領域に付着する反応成分７１の分子構造の違いによるものである。  
（実施例１−２）進入抑制ガスとしてＮ２ガス（分子量２８）を用いた点以外は、実施例１−１と同様の実験を行った。  
（実施例１−３）進入抑制ガスとしてＳＦ６ガス（分子量１４６）を用いた点以外は、実施例１−１と同様の実験を行った。  
（比較例）進入抑制ガスの供給を行わなかった点以外は、実施例１−１と同様の実験を行った。
【００６６】
Ｂ．実験結果
実施例１−１〜１−３及び比較例の結果を表１に示す。
【表１】
2017216346.tif 000003
【００６７】
表１の結果によると、載置台２と基板Ｇとの間に進入抑制ガスを供給した実施例１−１〜１−３においては、進入抑制ガスの供給を行わなかった比較例と比べて、青色領域の色彩変化量ｒが小さく、黄色領域の付着幅も狭かった。従って、進入抑制ガスを供給することにより、反応成分７１の付着を抑制する作用効果が発揮されることを確認できた。
【００６８】
また、実施例１−１〜１−３における青色領域の色彩変化量ｒを比較すると、進入抑制ガスの分子量が大きくなるに連れて、色彩変化量ｒの値は小さくなった。従って、同量の進入抑制ガスを供給した場合は、分子量の大きなガス種ほど、反応成分７１の進入を抑制する効果が高いことが分かる。  
さらに、進入抑制ガスとしてＳＦ６ガスを用いた実施例１−３では、載置台２の周縁部における主として黄色の反応成分７１付着幅はゼロであった。これは、容器本体１０内に供給された処理ガス（ＳＦ６ガス／Ｏ２ガス＝５００ｓｃｃｍ／１０００ｓｃｃｍ）と進入抑制ガス（ＳＦ６ガス）とが混合されて、反応成分７１をエッチング除去する作用が発揮されたものと考えられる。
【符号の説明】
【００６９】
Ｇ          基板
１          プラズマ処理装置
２          載置台
２１２      ガス供給路
２２        静電チャック
２３        昇降ピン
３１        シャワーヘッド
４１        希釈ガス供給部
４２        エッチングガス供給部
４３        熱伝達ガス供給部
５          高周波アンテナ
６          制御部
７          堆積層
７１        反応成分
【図１】
2017216346.tif 000004
【図２】
2017216346.tif 000005
【図３】
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【図４】
2017216346.tif 000007
【図５】
2017216346.tif 000008
【図６】
2017216346.tif 000009
【図７】
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