(57)【要約】【課題】被処理基板の裏面のマイクロクラックを防止できるプラズマ処理用電極を提供する。【解決手段】母材11の上部に形成した第１誘電性材料膜12上に導電性材料膜13を形成する。導電性材料膜13の上部に第２誘電性材料膜14を形成する。第２誘電性材料膜14上に、被処理基板Ｂを構成するガラスよりも硬度が低い第３誘電性材料膜15を形成する。静電吸着により、第３誘電性材料膜15に被処理基板Ｂを接触させる。第３誘電性材料膜15が被処理基板Ｂの裏面に傷を付けることがなく、被処理基板Ｂの裏面にマイクロクラックが形成されることを防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を静電吸着して所定のプラズマ処理をするためのプラズマ処理用電極であって、
導電性を有する電極本体と、
この電極本体の上部に形成された第１誘電性材料膜と、
この第１誘電性材料膜上に形成され、電圧が印加される導電性材料膜と、
この導電性材料膜上に形成された第２誘電性材料膜と、
この第２誘電性材料膜上に形成され、前記被処理基板よりも硬度が低く、前記静電吸着状態で前記被処理基板に接触する第３誘電性材料膜と
を具備したことを特徴としたプラズマ処理用電極。
【請求項２】
前記第３誘電性材料膜は、エンジニアリングプラスチックにより形成されている
ことを特徴とした請求項１記載のプラズマ処理用電極。
【請求項３】
前記エンジニアリングプラスチックは、フッ素樹脂である
ことを特徴とした請求項２記載のプラズマ処理用電極。
【請求項４】
前記第２誘電性材料膜は、上部に複数の凸部が形成されている
ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載のプラズマ処理用電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理基板を静電吸着して所定のプラズマ処理をするためのプラズマ処理用電極に関する。
【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プラズマ処理である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、ガラス基板である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。そして、電極上に静電吸着すなわち静電チャックを用いて被処理基板を吸着させ、高周波電源により電極に所定の周波数の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発生させ、このプラズマにより被処理基板を処理する。
【０００４】
そして、このような電極は、導電性の母材の上にセラミックスにより形成された第１誘電性材料膜を溶射により形成し、この第１誘電性材料膜上に、例えばタングステン(Ｗ)よりなる導電性膜を溶射により形成し、かつ、この導電性膜の上層にセラミックスよりなる第２誘電性材料膜を形成して、導電性膜に直流(ＤＣ)電圧を印加することにより、静電チャックとして機能する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
しかしながら、上述のドライエッチング装置の下部電極では、被処理基板が載置される第２誘電性材料膜の上面が緩曲面となっているため、載置された被処理基板と第２誘電性材料膜との間に微小な隙間が形成される。そして、この隙間に、プラズマ処理の繰り返しにより反応生成物が付着することで、被処理基板の裏面において、第２誘電性材料膜と接触する部分と反応生成物と接触する部分とが形成され、第２誘電性材料膜と反応生成物との熱伝導性や導電性の相違により、エッチングむらが生じるおそれがあるという問題がある。
【０００６】
そこで、第２誘電性材料膜の上面に、上部が曲面状に形成された複数の凸部をパターン形成して、第２誘電性材料膜を被処理基板に対して複数箇所で点接触するように構成したものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００５−１３６３５０号公報
【特許文献２】特開２００５−３３２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のドライエッチング装置の下部電極は、凸部を有する第２誘電性材料膜を、ガラスよりも硬質のセラミックスにより形成しているため、被処理基板を構成するガラス基板と凸部との接触の際に、この凸部によりガラス基板の裏面に傷、すなわちマイクロクラックが発生するおそれがあるという問題点を有している。
【０００８】
そして、このようなマイクロクラックは、被処理基板を後工程でケミカル研磨した際に傷となり、ピットとよばれる不良となってしまう。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、被処理基板の裏面の傷を防止できるプラズマ処理用電極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】
【００１０】
本発明は、被処理基板を静電吸着して所定のプラズマ処理をするためのプラズマ処理用電極であって、導電性を有する電極本体と、この電極本体の上部に形成された第１誘電性材料膜と、この第１誘電性材料膜上に形成され、電圧が印加される導電性材料膜と、この導電性材料膜上に形成された第２誘電性材料膜と、この第２誘電性材料膜上に形成され前記被処理基板よりも硬度が低く、前記静電吸着状態で前記被処理基板に接触する第３誘電性材料膜とを具備したものである。
【００１１】
そして、電極本体の上部に形成した第１誘電性材料膜上に導電性材料膜を形成し、この導電性材料膜の上部に第２誘電性材料膜を形成し、この第２誘電性材料膜上に、被処理基板よりも硬度が低い第３誘電性材料膜を形成し、静電吸着により、この第３誘電性材料膜に被処理基板を接触させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被処理基板の裏面に傷が形成されることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態のプラズマ処理用電極の構成を図１および図２を参照して説明する。
【００１４】
図２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、いわゆる誘導結合型プラズマ放電(ＩＣＰ)式のものである。
【００１５】
すなわち、ドライエッチング装置１は、内部に処理室Ｒを区画する略円筒状の真空チャンバ２を備え、この真空チャンバ２内である処理室Ｒ内には、ガラス基板である被処理基板Ｂの載置台となるプラズマ処理用電極としての下部電極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、上部電極としての誘電体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に設けられた図示しない排気部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を出し入れ可能な図示しない開口部が設けられている。
【００１６】
下部電極３は、図１に示すように、導電性を有する電極本体としての母材11の上部に、第１誘電性材料膜12が形成され、この第１誘電性材料膜12上に、導電性材料膜13が形成され、この導電性材料膜13上に、第２誘電性材料膜14が形成され、かつ、この第２誘電性材料膜14上に、第３誘電性材料膜15が形成されている。また、この下部電極３内には、図示しない供給管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。
【００１７】
母材11は、高周波(ＲＦ)電源17(図２)と電気的に接続され、この高周波電源17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。この高周波電源17は、制御手段18によりその動作が制御されている。
【００１８】
第１誘電性材料膜12は、例えばセラミックスにより層状に形成されている。
【００１９】
導電性材料膜13は、例えばニッケル(Ｎｉ)合金により形成されたニッケル合金膜である。そして、この導電性材料膜13は、直流(ＤＣ)電源19に電気的に接続され、この直流電源19から直流電圧が印加されることで、下部電極３が、第３誘電性材料膜15上に載置された被処理基板Ｂを静電吸着により保持する静電チャックとして機能するように構成されている。
【００２０】
第２誘電性材料膜14は、例えばセラミックスにより層状に形成されており、複数の凸部21が上部に突設されている。これら凸部21は、第２誘電性材料膜14からの突出量がそれぞれ略等しく、かつ、互いに略等間隔に離間されるように第２誘電性材料膜14の上面全体に亘ってパターン形成されている。また、各凸部21は、上方に凸形状の略半球状に形成されている。したがって、これら凸部21の上部は、曲面状に形成されている。
【００２１】
第３誘電性材料膜15は、被処理基板Ｂを構成するガラスよりも硬度が低い、例えばエンジニアリングプラスチックとしてのフッ素樹脂であるテフロン(登録商標)により、第２誘電性材料膜14全体を略均等な厚みで覆うように、薄い層状に形成されている。したがって、この第３誘電性材料膜15は、第２誘電性材料膜14の各凸部21に対応する位置にて、下部電極３上に静電吸着された被処理基板Ｂの裏面である下面に対して点接触して、この被処理基板Ｂの下面と下部電極３との間に、例えば５０μｍ程度の隙間を形成する。この結果、この隙間に、流路を通過したヘリウムガスなどの熱媒体が満たされることで、被処理基板Ｂを冷却、あるいは保温してドライエッチング処理のプロセスの安定性を向上するように構成されている。
【００２２】
誘電体４は、上部にコイル25が配設され、これらコイル25に、高周波電源26が電気的に接続されている。
【００２３】
排気部は、例えば下部電極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、上記一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、開口部を閉塞する。
【００２７】
次いで、直流電源19から導電性材料膜13に直流電圧を印加することで、下部電極３を静電チャックとして機能させ、被処理基板Ｂを下部電極３の第３誘電性材料膜15上に保持する。
【００２８】
また、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。
【００２９】
さらに、被処理基板Ｂの裏面に対して、下部電極３の各凸部21に対応する部分の間に形成された隙間に、熱媒体を満たすことで、被処理基板Ｂおよび下部電極３の温度を所定の温度にする。
【００３０】
この後、高周波電源17，26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。
【００３１】
そして、所定のエッチングが終了すると、高周波電源17，26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、直流電源19からの導電性材料膜13への直流電圧の印加を停止して被処理基板Ｂの静電チャックを解除し、開口部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。
【００３２】
上述したように、上記一実施の形態によれば、母材11の上部に形成した第１誘電性材料膜12上に導電性材料膜13を形成し、この導電性材料膜13の上部に第２誘電性材料膜14を形成し、この第２誘電性材料膜14上に、被処理基板Ｂを構成するガラスよりも硬度が低い第３誘電性材料膜15を形成し、静電吸着により、この第３誘電性材料膜15に被処理基板Ｂを接触させることで、第３誘電性材料膜15が被処理基板Ｂの裏面に傷を付けることがなく、被処理基板Ｂの裏面に傷、すなわちマイクロクラックが形成されることを防止できる。
【００３３】
そして、この被処理基板Ｂの裏面のマイクロクラックを防止することにより、後工程で被処理基板Ｂをケミカル研磨などした際に、マイクロクラックに起因するピット不良が発生することを防止できる。
【００３４】
また、第３誘電性材料膜15をフッ素樹脂により形成することで、第３誘電性材料膜15を容易に形成できる。
【００３５】
さらに、第２誘電性材料膜14上に凸部21を形成することで、これら凸部21に対応する以外の位置にて第３誘電性材料膜15上に反応生成物が付着することにより、この反応生成物が被処理基板Ｂの裏面に接触することを防止できる。このため、被処理基板Ｂには常に凸部21のみで下部電極３が接触するので、被処理基板Ｂに対して接触する部分での下部電極３の熱伝導性および導電性を略一定にでき、被処理基板Ｂのエッチング面でのエッチングむらを解消できる。
【００３６】
なお、上記一実施の形態は、第２誘電性材料膜14上に凸部21を設けないものに対しても適用可能である。
【００３７】
また、第１誘電性材料膜12、導電性材料膜13および第２誘電性材料膜14としては、任意の材料を選択できる。
【００３８】
同様に、第３誘電性材料膜15は、被処理基板Ｂを構成するガラスよりも硬度が低いものであれば、任意の材料を選択できる。
【００３９】
さらに、ドライエッチング装置１としては、例えば平行平板型の反応性イオンエッチング(ＲＩＥ)式のものなど、他の様々なものを適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施の形態のプラズマ処理用電極の要部を拡大して示す説明断面図である。
【図２】同上プラズマ処理用電極を備えたプラズマ処理装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
３    プラズマ処理用電極としての下部電極
11    電極本体としての母材
12    第１誘電性材料膜
13    導電性材料膜
14    第２誘電性材料膜
15    第３誘電性材料膜
21    凸部
Ｂ    被処理基板
【図１】
2009054658.tif 000003
【図２】
2009054658.tif 000004