JP5217569B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、高周波電力により処理ガスをプラズマ化し、そのプラズマにより被処理体に対してエッチング等の処理を施すプラズマ処理装置に関する。

半導体デバイスや液晶表示装置等のフラットパネルの製造工程においては、半導体ウエハやガラス基板といった被処理基板にエッチング処理や成膜処理等のプロセス処理を施すために、プラズマエッチング装置やプラズマＣＶＤ成膜装置等のプラズマ処理装置が用いられる。

図８に示したプラズマ処理装置は、例えばＦＰＤ（Flat Panel Display）用のガラス基板上に形成された薄膜に対してエッチング処理を施すプラズマエッチング装置の構成例を示している。このプラズマエッチング装置は、例えばアルミニウム等からなる接地された処理容器１０内に、ガス供給部をなすガスシャワーヘッドを兼用した上部電極１２が設けられると共に、この上部電極１２に対向するように基板Ｓの載置台を兼用する下部電極１１が設けられた平行平板型のプラズマ処理装置として構成されている。上部電極１２は処理容器１０に接続されアノード電極として構成される一方、下部電極１１は、絶縁材１４により処理容器１０に対して電気的に十分に浮いている状態にあり、不図示の整合回路（マッチング回路）を介して高周波電源１５に接続されたカソード電極となっている。またこの下部電極１１表面の周縁部及び側面は、図８に示すように下部電極１１の上方にプラズマを均一に形成するための例えばセラミクスなどの絶縁体からなるシールドリング１８により覆われている場合もある。

このプラズマエッチング装置における高周波電流の導電路の等価回路を図９に示す。処理容器１０内に処理ガスを供給し、高周波電源１５により上部電極１２-下部電極１１間に高周波電力を印加して処理ガスをプラズマ化すると、下部電極１１と上部電極１２との間には、容量結合Ｃ１が形成されるので、高周波電源１５からの高周波電流は、下部電極１１→プラズマ→上部電極１２→処理容器１０の壁部→アースの経路を流れ、このプラズマ化した処理ガスを利用して下部電極１１上に載置された基板Ｓに対してエッチングが行われる。なお詳しくは高周波電流は処理容器１０の壁部から図示しないマッチング回路の筐体（マッチングボックス）を介して高周波電源１５のアースに戻っている。

ところで当該装置の処理対象である例えばＦＰＤ用の基板Ｓは益々大型化する傾向にあり、これに伴って処理容器１０も大型化している。処理容器１０が大型化すると、処理容器１０のインダクタンス成分が大きくなり、上記の高周波電流の経路のインピーダンスが大きくなる。このためカソード電極に対してアノード電極よりも距離の近い処理容器１０の壁部等がカソード電極から見てアノード電極に見え、両部材が容量結合しやすくなる。そこでアノード電極と処理容器との間の電流経路にインピーダンス調整機構を介在させて前記インピーダンスを相対的に小さくする手法も知られている（特許文献１）。しかしながら上述のプラズマエッチング装置のように例えば下部電極１１がカソード電極となっている場合には、下部電極１１の周辺の処理容器１０の側面や底面と下部電極１１との間で依然として容量結合しやすい状態となっている。

ここで処理容器１０の底面には、基板Ｓを処理した後のガスを排気するための排気路１６が設けられており、当該排気路１６の排気口には排気路１６内への異物の落下、侵入を防ぐと共に、排気路１６内へのプラズマの侵入や発生を抑えるための防護用のメッシュ部材１７が設けられている。このメッシュ部材１７としては加工性や強度の観点から金属材が用いられている。そして均一なプラズマを形成するためには、下部電極１１から見てその周囲が同電位である方が好ましいであろうという、いわば先入観的な設計思想に基づいてメッシュ部材１７は処理容器１０に接触し当該処理容器１０と同電位となっていた。

このため、処理容器１０の底部の下部電極１１に近い位置に設けられたメッシュ部材１７は、下部電極１１から見て上部電極１２よりも近いアノード電極となっており、下部電極１１とメッシュ部材１７との間には容量結合（図９中にＣ２と表示してある）が形成され、例えばグロー放電を生じやすい。そして本発明者らは、この現象が発生する代表的な条件が、処理容器１１内の圧力が０．６７Ｐａ〜２７Ｐａ（５ｍｔｏｒｒ〜２００ｍｔｏｒｒ）の範囲内であって、処理ガスが塩素ガスなどのハロゲン系のガスやＣＦ_４ガス、Ｏ_２ガスなどを代表とする負性ガス、即ち当該ガスを構成する分子が電子と付着して多くの負イオンを生成し、この負イオンが電子よりも多いプラズマを生成するガスであり、また基板Ｓの１辺が１ｍを超える大型のものであると共に、既述のように下部電極１１が載置台に備わっている場合であることを確認している。

また処理容器１０内のガスが流れ込む排気路１６の排気口付近は、ガス流量や圧力等のプロセス条件により様々な圧力雰囲気となるが、一般に、電極間にてプラズマを発生させるために必要な最低電圧は、電極間に形成される空間の圧力の関数となっていることから、上述の要因と相俟ってカソード電極である下部電極１１と、特にメッシュ部材１７との間でグロー放電が起こりやすい。

このように下部電極１１とメッシュ部材１７との間で不必要な容量結合が形成され、局部的に強いグロー放電を生じると、本来のプラズマ発生空間である下部電極１１と上部電極１２との間のプラズマが不安定になるおそれがあり、例えば処理容器１０内の部材や基板Ｓの表面にアーク状の異常放電が発生するいわゆるアーキングを誘発してこれらの部材や基板Ｓの損傷、あるいは損耗を進行させ、また偏ったプラズマの発生によって基板Ｓ処理の面内均一性が悪化するおそれがある。

特開２００５−３４０７６０；第００２７段落、図１

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は平行平板型のプラズマ処理装置において、カソード電極と排気口を覆うメッシュ部材との間における異常放電の発生を抑えることができるプラズマ処理装置を提供することにある。

本発明に係るプラズマ処理装置は、処理容器内に互いに対向して設けられたアノード電極及びカソード電極間に高周波電力を印加して処理ガスをプラズマ化し、被処理体に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
前記カソード電極周辺に配置され、前記処理ガスを排気する排気口と、
この排気口を覆い、当該排気口へ排気される処理ガスを通流させる開口部を備えると共に、前記カソード電極との間で容量結合を生じ得る位置に配置された金属である導電性部材と、
この導電性部材と前記処理容器の導電性の壁部との間に介在して設けられ、前記導電性部材を電気的に浮遊状態とするためのセラミクスである誘電体と、を備えたことを特徴とする。
また、前記導電性部材はメッシュ形状であることが好ましい。

また前記排気口を覆い、当該排気口が設けられた前記導電性の壁部に電気的に接触して設けられた金属である第１の導電性部材と、この第１の導電性部材の上方側空間を覆うように、かつ当該第１の導電性部材とは離間して設けられた金属である第２の導電性部材と、を備え、前記導電性部材は第２の導電性部材として構成してもよい。そして、前記第１の導電性部材及び前記第２の導電性部材がメッシュ形状である場合や、また前記第１の導電性部材がメッシュ形状であり、前記第２の導電性部材は平板状の部材に前記開口部を形成してなる場合などが好ましい。さらにまた、前記第１の導電性部材と前記処理容器の導電性の壁部との間に介在して設けられた第２の誘電体を備えていてもよい。

以上の各プラズマ処理装置について、前記カソード電極及び排気口は、前記処理容器の下部に設けられていることが好ましく、当該プラズマ処理装置は、前記被処理体は面積が４．０ｍ^２以上の角型基板、処理ガスが負性ガス、前記プラズマ処理の行われる圧力雰囲気が０．６７Ｐａ以上、２７Ｐａ以下の範囲内である場合に好適である。

本発明によれば、平行平板型のプラズマ処理装置において、処理容器に設けられた排気口を覆うメッシュ部材と処理容器の導電性の壁部との間に誘電体を設けた状態としている。この結果、載置台を備えたカソード電極からメッシュ部材を介して処理容器に至るいわば異常な経路のインピーダンスが大きくなり、カソード電極とメッシュ部材とが容量結合しにくくなり、異常放電が抑えられる。このためアーキングの発生が抑えられて処理容器内の部材や基板の損傷、損耗を抑制することができる。

以下、本発明のプラズマ処理装置をＦＰＤ基板のエッチング処理装置２に適用した実施形態について図１〜図４を参照しながら説明する。このエッチング処理装置２は、その内部において被処理体、例えばＦＰＤ基板である基板Ｓに対してエッチング処理を施すための真空チャンバである処理容器２０を備えており、この処理容器２０は、例えば平面形状が四角形状に形成されていると共に、当該処理容器２０は後述のマッチングボックスの筐体６４を介して接地されている。

基板Ｓは一辺の長さが１ｍを超える角型のガラス基板であり、処理容器２０はこの基板Ｓの形状に対応して例えば水平断面の一辺が３．５ｍ、他辺が３．０ｍ程度の大きさに構成され、また例えばアルミニウム等の熱伝導性の良好な導電性の材料により構成されている。処理容器２０の一つの側壁部２１には、基板Ｓを処理容器２０内に搬入するための搬入出口２２が形成されており、この搬入出口２２はゲートバルブ２３により開閉自在に構成されている。

処理容器２０の内部には、その上面に基板Ｓを載置するための載置台３が配置されている。載置台３は、プラズマ発生用の第１の高周波電源部３１１及びプラズマ中のイオン引き込み用の第２の高周波電源部３１２と各々マッチング回路６２、６３を介して電気的に接続されており、処理容器２０内にプラズマを発生させ、当該プラズマ中のイオンを基板Ｓ表面に引き込むカソード電極としての役割を果たす。またマッチング回路６２、６３はマッチングボックスである導電性の筐体６４内に収納されており、この筐体６４は導電性の管路部材６５を介して処理容器２０の底壁に接続されている。筐体６４は第１、第２の高周波電源部３１１、３１２の接地側に接続されており、従って処理容器２０はこの筐体６４を介して接地されている状態となっている。

載置台３は、処理容器２０の底面上に誘電体３２を介して配設されており、これにより下部電極である載置台３は処理容器２０から電気的に浮いた状態となっている。また載置台３表面の周縁部及び側面は、プラズマを載置台３上方にて均一に形成するための、セラミクス材料により構成されたシールドリング３３により覆われている。

さらに載置台３には、エッチング処理装置２の外部の図示しない搬送装置と、当該載置台３との間で基板Ｓの受け渡しを行うための昇降ピン３４が設けられている。昇降ピン３４は昇降機構３５によって載置台３の表面から突没自在に構成されており、外部の搬送手段との間で基板Ｓの受け渡しを行う位置と、載置台３の表面に設けられ、基板Ｓが載置される位置との間で基板Ｓを昇降させることができる。

一方、処理容器２０内部の載置台３の上方には、この載置台３の表面と対向するように、アノード電極である平板状の上部電極４が設けられており、この上部電極４は角板状の上部電極ベース４１に支持されている。これら上部電極４及び上部電極ベース４１は、例えばアルミニウムにより構成されている。また上部電極ベース４１の上面は誘電体４５を介して処理容器２０の天井部に固定されており、上部電極４およびそのベース４１はインピーダンス調整機構６及び導電性のカバー体６１を介して処理容器２０に対し電気的に接続されている。

インピーダンス調整機構６は、上部電極４から処理容器２０に至るまでのインピーダンスを調整する役割を果たし、コンデンサを含む回路、例えば可変容量コンデンサが用いられ、プラズマのキャパシタンス（Ｃ１）及び上部電極４から処理容器２０の下部に至るまでの経路のインダクタンス（Ｌ）をインピーダンス調整機構６の容量成分（Ｃ）により相殺させている。これによりインピーダンス調整機構６は、載置台３（下部電極）→プラズマ→上部電極４→インピーダンス調整機構６→処理容器２０→接地の経路のインピーダンスをｊ（−１／ωＣ１＋ωＬ−１／ωＣ）として、後述の異常な経路のインピーダンスよりも小さくする役割を果たしている。

また上部電極ベース４１及び上部電極４により囲まれた空間はエッチングガスのガス拡散空間４２を構成している。以下、これら上部電極４、上部電極ベース４１等を纏めてガスシャワーヘッド４０と呼ぶ。また処理容器２０の天井部には、前記ガス拡散空間４２に接続されるように処理ガス供給路４３が設けられており、この処理ガス供給路４３の他端側は、ガス拡散空間４２を介して処理容器２０内にエッチングガスを供給するための処理ガス供給部４４と接続されている。

ここで図１及び図２に示すように、載置台３の側面と側壁部２１との間の空間には、例えば表面をアルマイト処理されたアルミニウム製の部材からなる平板状のバッフル板２５が配設されている。バッフル板２５は、載置台３の４辺の外方側の領域に配設され、載置台３とガスシャワーヘッド４０との間のプラズマの形成される空間から見て、後述する排気口２４１の前面を遮る位置に配置されている。バッフル板２５は、載置台３上の基板Ｓ表面に供給されたエッチングガスが排気口２４１へと直接流れ込むことを規制してガスの流れの偏りを抑え、基板Ｓ表面全体にエッチングガスが均一に流れるようにする役割を果たす。図２に示すように、バッフル板２５の外方側の四隅には、バッフル板２５の設けられていない通流口２５１が開口しており、処理容器２０内に供給されたエッチングガスは、このバッフル板２５を介して下流側へと流れていくようになっている。

図１〜図３に示すように処理容器２０の底壁には、横長の排気口２４１をなす開口部が形成されている。この排気口の下方には、排気路２４をなす排気管が接続されており、当該排気管の上流端は横長の排気口２４１の形状に対応した形状に拡開部２４２にて拡開されていると共に、この拡開部２４２の開口縁に形成されたフランジ部分が処理容器２０の底壁の下面側に気密に接合されている。この排気口２４１は、例えば載置台３と側壁部２１との間の処理容器２０の底壁に各側壁部２１に沿って２箇所ずつ合計８箇所に設けられており、これら各排気口２４１の下流側の排気管には例えばバタフライ弁などから構成される圧力調節機構２６が介設されている。そしてこの排気管は、圧力調節機構２６の下流側にて合流した後、下流端にて真空ポンプ２７と接続されている。

各排気口２４１は、図３、図４（ａ）に示すように導電性部材である例えばアルミニウムなどの金属製のメッシュ部材５１により覆われており、背景技術にて説明したようにこのメッシュ部材５１は排気路２４内への異物の落下、侵入、さらには排気路２４内へのプラズマの侵入や発生を抑える役割を果たしている。本例においては、メッシュ部材５１の網の目が導電性部材の開口部に相当する。

メッシュ部材５１は、図３、図４（ｂ）に示すように例えばアルミナなど例えばセラミクスからなる小片状の誘電体５２を介して例えばセラミクスからなる誘電体からなるボルト５１１などによって処理容器２０の底壁面に締結されており、当該底壁面から例えば５ｍｍ〜２０ｍｍの隙間を介して固定されている。この誘電体５２は、例えば排気口２４１の周囲の８箇所にてメッシュ部材５１を局部的に支持しており、金属製の処理容器２０とメッシュ部材５１との間に誘電体５２が介在した状態となっている。

図１に示すように、エッチング処理装置２は制御部７と接続されている。制御部７は例えば図示しないＣＰＵと記憶部とを備えたコンピュータからなり、記憶部には当該エッチング処理装置２の作用、つまり、処理容器２０内に基板Ｓを搬入し、載置台３上に載置された基板Ｓにエッチング処理を施してから搬出するまでの動作に係わる制御等についてのステップ（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、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。

以下、本実施の形態に係わるエッチング処理装置２の動作について説明する。初めに不図示の操作部を介してユーザが制御部７に対して目的のエッチング処理のプロセスレシピを選択すると、制御部７ではこのプロセスレシピに基づいてエッチング処理装置２の各部に制御信号を出力し、こうして基板Ｓに対して所定のエッチング処理が行われることとなる。

具体的には、先ずゲートバルブ２３を開いて、表面にＡｌ膜が形成された基板Ｓを、図示しない外部の搬送手段により処理容器２０内に搬入し、載置台３の載置領域の上方側の受け渡し位置まで搬送する。そして昇降ピン３４を上昇させて、この受け渡し位置にて搬送手段から当該昇降ピン３４に基板Ｓを受け渡し、昇降ピン３４を下降させて基板Ｓを載置台３上の載置領域に載置する。この間、基板Ｓを受け渡した搬送手段は、処理容器２０外に退出し、ゲートバルブ２３により搬入出口２２を閉じる。

次いで処理ガス供給部４４から、エッチング処理用のエッチングガス例えば塩素ガスなどのハロゲン系の負性ガスを基板Ｓに向けて吐出すると共に、処理容器２０の内部空間を所定の圧力に調整する。そしてプラズマ発生用の第１の高周波電源部３１１から例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を５．５ｋＷ、またプラズマ中のイオン引き込み用の第２の高周波電源部３１２から例えば３．２ＭＨｚの高周波電力を１．０ｋＷそれぞれ載置台３に印加し、基板Ｓの上方側の空間に形成されたプラズマを利用して、下記（１）式に示す主要な反応に基づいて基板Ｓに対するエッチング処理を実行する。
３Ｃｌ^＊＋Ａｌ→ＡｌＣｌ_３ …（１）

この際の処理容器２０内におけるエッチングガスの流れについて説明すると、ガスシャワーヘッド４０から供給されたエッチングガスは、上下の電極４、３間を降下しながらプラズマ化され、基板Ｓに到達した後、基板Ｓ表面及びバッフル板２５上を流れて通流口２５１へと流入する。そして、バッフル板２５下方の空間より各排気口２４１を介して排気路２４へと排気される。

一方、エッチングガスをプラズマ化することによって高周波電力は、載置台（下部電極）３→プラズマ→上部電極４（ガスシャワーヘッド４０）→インピーダンス調整機構６→処理容器２０→マッチングボックスである筐体６４→第１、第２の高周波電源３１１、３１２側の接地のいわば正常な経路を流れる。このとき下部電極である載置台３の近傍には、排気路２４の排気口２４１を覆うメッシュ部材５１が設けられており、このメッシュ部材５１周辺の雰囲気は背景技術においても説明したように排気されるガスが排気口２４１へ向けて流れ込むことにより、プロセスレシピに応じて様々な圧力雰囲気が形成される。このため、メッシュ部材５１が載置台３との間でグロー放電を発生しやすい圧力雰囲気となるおそれもあるが、載置台３から見える導電体であるメッシュ部材５１が誘電体５２によって支持された状態となっていることにより、シールドリング３３を含む載置台３→プラズマ→メッシュ部材５１→処理容器２０→接地のいわば異常な経路に、誘電体５２を介してメッシュ部材５１と処理容器２０との間に形成される容量が加わることとなり、当該異常な経路のインピーダンスが大きくなる。この結果メッシュ部材５１は、カソード電極である載置台３から見て直近のアノード電極には見にくくなり、載置台３とメッシュ部材５１との間でのグロー放電の発生を抑え、また放電が生じたとしてもその程度を小さく抑えることができる。

本実施の形態に係わるエッチング処理装置２によれば以下の効果がある。平行平板型のプラズマ処理装置であるエッチング処理装置２において、処理容器２０に設けられた排気口２４１を覆うメッシュ部材５１と導電性の処理容器２０との間に誘電体５２を設けた状態としている。この結果、載置台３を備えたカソード電極からメッシュ部材５１を介して処理容器２０に至るいわば異常な経路のインピーダンスが大きくなり、カソード電極とメッシュ部材５１とが容量結合しにくくなり、異常放電が抑えられる。このためアーキングの発生が抑えられて処理容器２０内の部材や基板Ｓの損傷、損耗を抑制することができる。また載置台３、上部電極４間の容量結合の不安定化によるプラズマの偏りを抑制し、面内均一性の高い基板Ｓ処理を行うことが可能となる。

さらにこの効果について詳述すると、基板面積が１ｍ^２以上、とりわけ４ｍ²以上もの大型基板Ｓの場合には、カソード電極と処理容器２０や周囲の部材との間で容量結合をしやすいことから、アノード電極と処理容器２０との間にインピーダンス調整機構６を介在させることが行われている。しかしこのような処理容器２０の排気口２４１付近はプロセスレシピにより種々の圧力雰囲気となり、特に０．６７Ｐａ〜２７Ｐａ（５ｍｔｏｒｒ〜２００ｍｔｏｒｒ）の圧力範囲ではグロー放電を起こしやすい。塩素ガスなどのハロゲン系のガスのように負性ガスを処理ガスとして用いた場合には、ガスの解離度が大きいことからなおさらグロー放電を起こしやすく、こうした条件が整っているエッチング処理装置２においてメッシュ部材５１を処理容器２０に対して電気的に浮かした構造は、大型基板Ｓについて面内均一性の高い処理を行ううえで極めて有効である。

このほか、上述の実施の形態においてはインピーダンス調整機構６を備えたタイプのプラズマ処理装置２を例示したが、このようなインピーダンス調整機構６を備えていないタイプのプラズマ処理装置にも本発明を適用することにより、既述の異常な経路のインピーダンスを大きくして異常放電の発生を抑えることができる。但し、インピーダンス調整機構６を備えていることにより、異常な経路のインピーダンスに対して正常な経路のインピーダンスを小さくする調整が容易となり、メッシュ部材５１と処理容器２０との間に誘電体５２を配置することによる本発明の有効性が増すといった効果が得られる。

ここでメッシュ部材や誘電体の構成は、図４（ａ）、図４（ｂ）に例示したものに限定されない。例えば図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように排気路２４の排気口２４１の全周を囲む誘電体５２ａを設けて、例えば当該誘電体５２ａの形状に適合したフランジ部５１２を有するメッシュ部材５１ａを支持するようにしてもよい。処理容器２０の底壁面とメッシュ部材５１ａとの間の隙間を誘電体５２ａによって埋めているので、この隙間を介して異物が排気路２４へと落下、侵入することを防止できる。

また図６に示すように金属製のメッシュ部材５３を排気口２４１の周辺部に接触させた状態で、例えば金属製のボルトで固定し、さらに当該メッシュ部材５３の上方の空間を覆うように凸状に形成され、このメッシュ部材５３とは離間して設けられた第２のメッシュ部材５１ｂを設け、この第２のメッシュ部材５１ｂを誘電体５２上に固定した状態としてもよい。本例では第２のメッシュ部材５１ｂは、請求項の第２の導電性部材に相当し、メッシュ部材５３は請求項の第１の導電性部材に相当する。この場合、排気口２４１の周辺部に接触させた状態で設置されている既存のメッシュ部材５３を備えた処理容器２０内に、第２のメッシュ部材５１ｂを追加することで対応ができるので、装置の改造が容易であるという利点がある。なお、本例においてメッシュ部材５３と処理容器２０との間に第２の誘電体を介在させてもよいことは勿論である。

このほか、第１の導電性部材及び第２の導電性部材を設ける他の例として、例えばバッフル板２５を第２の導電性部材とし、誘電体を介して処理容器２０の側壁面にバッフル板２５を固定する構成としてもよい。この場合には、例えば載置台３周囲の四隅に設けられた通流口２５１が導電性部材の開口部に相当するが、通流口２５１を設けずにバッフル板２５自体に開口部を設けてもよく、また通流口２５１に加えてバッフル板２５自体に開口部を設けてもよい。

さらにまた本発明のカソード電極は、既述のプラズマ処理装置２のように載置台３に備わっている場合に限定されない。例えば上部電極４にプラズマ発生用の高周波電源部を接続し、この上部電極との間で容量結合を生じ得る位置、例えば処理容器の側壁部に排気口２４１を設けた上下２周波タイプ、側方排気型のプラズマ処理装置にも本発明は適用することができる。

そして、本発明を適用できるカソード電極は、実施の形態中に例示した載置台３に限定されるものではない。例えば、セラミクス製の載置台に埋設したシート状電極をカソード電極としてもよいし、上部電極のみに高周波を印加するプラズマ処理装置や上部電極と下部電極の両方に高周波を印加する上下２周波タイプのプラズマ処理装置では、上部電極をカソード電極としてもよい。また、導電性部材の材質についても金属に限られるものではなく、例えば導電性樹脂や導電性セラミクスなどであってもよい。

また本発明のプラズマ処理装置はアルミニウム膜のエッチング処理のみならず、アルミニウム合金、チタン、チタン合金などの金属膜や絶縁膜、半導体膜やこれらの積層膜のエッチングにも適用される。またエッチング処理以外の例えばアッシングやプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等、他の処理ガスを用いて被処理体に対して処理を行うプラズマ処理に適用することもできる。さらにまた被処理体としては角型の基板には限られず、ＦＰＤ基板の他、半導体ウエハ等であってもよい。

（実験１）
実施の形態中に示したエッチング処理装置２のモデル機を製作し、処理容器２０とメッシュ部材との間に誘電体５２を設けた場合と設けなかった場合とにおいて、載置台３に高周波電力を印加した際の載置台３-メッシュ部材間の状態を観察した。排気路２４の排気口２４１には、図６に示した凸状の第２のメッシュ部材５１ｂ（アルミニウム製、以下、単に「メッシュ部材５１ｂ」と記す）を設け、処理ガスとしては酸素ガスを６０００ｓｃｃｍで供給した。処理容器２０内の圧力は１３Ｐａ（１００ｍｔｏｒｒ）とし、第１の高周波電源部３１１からは１３．５６ＭＨｚ、１０ｋＷ、第２の高周波電源部３１２からは３．２ＭＨｚ、１０ｋＷの高周波電力を印加した。
Ａ．実験条件
（実施例１）
メッシュ部材５１ｂと処理容器２０の底壁面との間にアルミナ製の誘電体５２を設けた。
（比較例１）
処理容器２０の底壁面にメッシュ部材５１ｂを直接固定し、両部材を電気的に導通した状態とした。

Ｂ．実験結果
（実施例１）における載置台３-メッシュ部材５１ｂ間の状態を撮影した結果を図７（ａ）に示し、（比較例１）の結果を図７（ｂ）に示す。図７（ａ）に示した画像によれば、メッシュ部材５１ｂ近傍には顕著な発光は観察されず、（実施例１）の実験においては載置台３-メッシュ部材５１ｂ間の放電が抑制されていることが分かる。一方、図７（ｂ）に示した画像によれば、メッシュ部材５１ｂの上面に輝度の高い発光が確認され、（比較例１）の実験においては載置台３-メッシュ部材５１ｂ間で比較的強いグロー放電が発生していることが分かった。以上の実験結果から、メッシュ部材５１ｂと処理容器２０との間に誘電体５２を設けた場合には、これを設けない場合と比較して載置台３-メッシュ部材５１ｂ間の放電を抑制できることが確認できた。

（実験２）
（実験１）と同じ条件において、メッシュ部材５１ｂ上にシリコンウエハの小片を置いて載置台３に高周波電力を７分間印加し、誘電体５２を設けた場合と設けなかった場合とにおける当該期間中の小片の削れ量を計測した。
Ａ．実験条件
（実施例２）
メッシュ部材５１ｂと処理容器２０との間に誘電体５２を設けた。
（比較例２）
処理容器２０の底壁面にメッシュ部材５１ｂを直接固定し、両部材を電気的に導通した状態とした。

Ｂ．実験結果
（実施例２）、（比較例２）の結果によれば、誘電体５２を設けた（実施例２）における小片の削れ量（７４１Å）は、誘電体５２を設けなかった（比較例２）の削れ量（１，１８６Å）と比較しておよそ４０％程度少なかった。これは、誘電体５２を設けることにより載置台３-メッシュ部材５１ｂ間の放電の発生が抑制され、この周囲の部材に与える損傷、損耗を低減できた結果といえる。ここで（実施例２）及び（比較例２）の実験を行った比較的短い時間内では、エッチング処理装置２内でのアーキングは確認されなかった。しかしながら背景技術でも説明したように、実際の基板Ｓのエッチング工程においてはエッチング処理装置２を長期間連続運転するため、誘電体５２を設けない場合には、この期間中に載置台３-上部電極４間の容量結合が不安定化してアーキングが発生する確率が高くなる。アーキングが発生した場合には、発生した部位の損傷、損耗は上述の（比較例２）に示した削れ量と比較して格段に大きいことが予想され、また、アーキングが発生しなくとも、図７（ｂ）に示す画像のような発光が発生した状態においても、メッシュ部材表面の消耗は促進されてしまうことから、これらの点においても誘電体５２を設ける効果は大きい。

本発明の実施の形態に係わるエッチング処理装置の構成を示す縦断面図である。 前記エッチング処理装置の処理容器内部の構造を示す平面図である。 前記処理容器の排気部付近の構造を示す拡大縦断面図である。 前記処理容器内に設けられているメッシュ部材及びその支持部材の平面図である。 メッシュ部材及びその支持部材の変形例を示す平面図である。 メッシュ部材の第２の変形例を示す拡大縦断面図である。 第１の実験に係わる実験結果を示す説明図である。 従来のエッチング処理装置の構成を示す縦断面図である。 前記従来のエッチング処理装置の等価回路を示す回路図である。

符号の説明

Ｓ ＦＰＤ基板（基板）
２ エッチング処理装置
３ 載置台
４ 上部電極
７ 制御部
２０ 処理容器
２１ 側壁部
２２ 搬入出口
２３ ゲートバルブ
２４ 排気路
２５ バッフル板
３２ 誘電体
３４ 昇降ピン
３５ 昇降機構
４０ ガスシャワーヘッド
４１ 上部電極ベース
４２ ガス拡散空間
４３ 処理ガス供給路
４４ 処理ガス供給部
５１、５１ａ、５１ｂ
メッシュ部材
５２、５２ａ
誘電体
５３ 第２のメッシュ部材
２４１ 排気口
２４２ 排気路接続部
２５１ 通流口
３１１ 第１の高周波電源部
３１２ 第２の高周波電源部
５１１ ボルト
５１２ フランジ部

Claims (10)

1. 処理容器内に互いに対向して設けられたアノード電極及びカソード電極間に高周波電力を印加して処理ガスをプラズマ化し、被処理体に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
   前記カソード電極周辺に配置され、前記処理ガスを排気する排気口と、
   この排気口を覆い、当該排気口へ排気される処理ガスを通流させる開口部を備えると共に、前記カソード電極との間で容量結合を生じ得る位置に配置された金属である導電性部材と、
   この導電性部材と前記処理容器の導電性の壁部との間に介在して設けられ、前記導電性部材を電気的に浮遊状態とするためのセラミクスである誘電体と、を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 前記導電性部材はメッシュ形状であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記排気口を覆い、当該排気口が設けられた前記導電性の壁部に電気的に接触して設けられた金属である第１の導電性部材と、この第１の導電性部材の上方側空間を覆うように、かつ当該第１の導電性部材とは離間して設けられた金属である第２の導電性部材と、を備え、前記導電性部材は第２の導電性部材であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記第１の導電性部材及び前記第２の導電性部材はメッシュ形状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。
5. 前記第１の導電性部材はメッシュ形状であり、前記第２の導電性部材は平板状の部材に前記開口部を形成してな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。
6. さらに、前記第１の導電性部材と前記処理容器の導電性の壁部との間に介在して設けられた第２の誘電体を備えていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
7. 前記カソード電極及び排気口は、前記処理容器の下部に設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
8. 前記被処理体は面積が４．０ｍ^２以上の角型基板であ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。
9. 前記ガスは負性ガスであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
10. 前記プラズマ処理は、０．６７Ｐａ以上、２７Ｐａ以下の範囲内の圧力雰囲気で行われることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。