プラズマ生成用電極およびプラズマ処理装置
【課題】ＦＰＤ用の基板をプラズマ処理する際に異常放電やパーティクルの問題が生じ難いプラズマ生成用電極を提供すること。
【解決手段】プラズマ生成用電極２０は、チャンバ２内に配置されたフラットパネルディスプレイ用の基板Ｇとの対向面Ｆを有し、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材２０ａの表面に陽極酸化処理されて陽極酸化皮膜２０ｂを有する本体と、本体の対向面Ｆに開口した複数のガス吐出孔２２と、対向面Ｆにおいて、少なくともガス吐出孔２２の開口部２２ｃに形成されたセラミックス溶射皮膜２３とを有し、対向面Ｆにおいてセラミックス溶射皮膜２３の間の部分は、本体の面が露出している。
【解決手段】プラズマ生成用電極２０は、チャンバ２内に配置されたフラットパネルディスプレイ用の基板Ｇとの対向面Ｆを有し、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材２０ａの表面に陽極酸化処理されて陽極酸化皮膜２０ｂを有する本体と、本体の対向面Ｆに開口した複数のガス吐出孔２２と、対向面Ｆにおいて、少なくともガス吐出孔２２の開口部２２ｃに形成されたセラミックス溶射皮膜２３とを有し、対向面Ｆにおいてセラミックス溶射皮膜２３の間の部分は、本体の面が露出している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）のようなフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の基板に対してドライエッチング等のプラズマ処理を施す際に用いるプラズマ生成用電極およびそれを用いたプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＤの製造過程では、被処理体であるガラス基板に対してエッチングやスパッタリング、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等のプラズマ処理が行なわれる。例えば、チャンバ内に一対の平行平板電極（上部および下部電極）を配置し、下部電極として機能するサセプタ（基板載置台）にガラス基板を載置した後、処理ガスをチャンバ内に導入するとともに、電極の少なくとも一方に高周波電力を印加して電極間に高周波電界を形成し、この高周波電界により処理ガスのプラズマを形成してガラス基板に対してプラズマ処理を施す。
【０００３】
このようなプラズマ処理を行うプラズマ処理装置においては、チャンバ内の電極がプラズマによる摩耗や、ガスによる腐食を抑える対策がとられている。
【０００４】
例えば、プラズマエッチング装置においては、上部電極として、処理ガスを吐出するための多数のガス吐出孔が形成されたものが用いられるが、アルミニウム母材の表面に硬質アルマイト処理（陽極酸化処理）を施してアルマイト皮膜を形成したものが用いられており、アルマイト皮膜によりプラズマによる摩耗やガスによる腐食を抑制している。
【０００５】
また、特許文献１には下部電極を構成する多数の貫通孔が形成された電極部材の上面を誘電体膜によって覆う構成が記載されており、これにより下部電極の金属がプラズマによりスパッタリングされて飛散物が発生することを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１８３０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＦＰＤ用のガラス基板は大型化の一途をたどり、それにつれ、処理プラズマを生成するための高周波投入パワーは大きくなっている。その結果、エッジを有するガス吐出孔の開口部において集中する電界が大きくなり、その部分のアルマイト皮膜がプラズマ中のイオンのスパッタなどによって局所的に大きく消耗し、削り取られたアルマイト皮膜がパーティクルの原因となり、また、アルマイト皮膜の消耗により、アルマイト皮膜が薄くなったり母材が露出した部分で異常放電が発生したりするといった問題が発生している。
【０００８】
このような上部電極の問題に対しては、上記特許文献１に開示された溶射皮膜をガス吐出孔が形成されている上部電極の下面に形成することも考えられるが、ＦＰＤ基板の一層の大型化に対応して上部電極も極めて大型なものとなっており、上部電極を構成するアルミニウムと溶射皮膜との間の熱膨張率の違いによる熱膨張の差が大きく現れ、溶射皮膜が割れたり剥がれたりしてパーティクルの原因となってしまう。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、ＦＰＤ用の基板をプラズマ処理する際に異常放電やパーティクルの問題が生じ難いプラズマ生成用電極およびこのようなプラズマ生成用電極が用いられるプラズマ処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、フラットパネルディスプレイ用の基板をプラズマ処理する容量結合型のプラズマ処理装置の処理容器内にフラットパネルディスプレイ用の基板に対向して配置されるプラズマ生成用電極であって、前記処理容器内に配置されたフラットパネルディスプレイ用の基板との対向面を有し、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材の表面に陽極酸化処理がされて構成され、少なくとも前記対向面が陽極酸化皮膜である本体と、プラズマを生成するための処理ガスを前記処理容器内に導入するために、前記本体の前記対向面に開口した複数のガス吐出孔と、前記対向面において、少なくとも前記ガス吐出孔の開口部に形成されたセラミックス溶射皮膜とを有し、前記対向面において前記セラミックス溶射皮膜の間の部分は、前記本体の面が露出していることを特徴とするプラズマ生成用電極を提供する。
【００１１】
上記第１の観点において、前記セラミックス溶射皮膜の構成材料としては、アルミナ、イットリア、およびフッ化イットリウムを好適に用いることができる。
【００１２】
また、前記ガス吐出孔の前記開口部は、前記ガス吐出孔の中心軸を含む断面において末広がり状の曲線を構成しており、前記セラミックス溶射皮膜は、前記末広がり状の曲線に沿って形成されるようにすることができる。
【００１３】
前記セラミックス溶射皮膜は、１個のガス吐出孔毎に複数の箇所に形成されており、隣接するセラミックス溶射皮膜どうしは分離し、前記隣接するセラミックス溶射皮膜の間の部分は前記本体の前記対向面が露出しているように構成することができる。また、前記セラミックス溶射皮膜は、複数のガス吐出孔毎に複数形成されており、隣接するセラミックス溶射皮膜どうしは分離し、前記隣接するセラミックス溶射皮膜の間の部分は前記本体の前記対向面が露出しているように構成することもできる。典型的な例として、前記セラミックス溶射皮膜は、直線状に配列された複数のガス吐出孔毎にライン状に複数形成されたものを挙げることができる。さらに、前記本体は、箱状部材であっても、板状部材であってもよい。
【００１４】
本発明の第２の観点では、フラットパネルディスプレイ用の基板をプラズマ処理する容量結合型のプラズマ処理装置であって、フラットパネルディスプレイ用の基板を収容する処理容器と、前記処理容器内に設けられ、フラットパネルディスプレイ用の基板を載置し、下部電極を有する載置台と、上記第１の観点のプラズマ生成用電極からなる上部電極と、前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、前記上部電極と前記下部電極の少なくとも一方に高周波電力を供給して前記処理容器内に前記処理ガスのプラズマを形成するための高周波電力供給機構とを有することを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基板との対向面に開口するガス吐出孔の開口部にセラミックス溶射皮膜が形成されているので、耐絶縁性および耐食性が増加する。このため、プラズマによるアルマイト皮膜の局所的な消耗を抑制して、パーティクルの発生を抑制することができ、また異常放電の発生を低減することもできる。また、セラミックス溶射皮膜の間の部分は本体の対向面が露出しているので、本体の対向面の全面にセラミックス溶射皮膜を形成した場合のような熱膨張差に起因するセラミックス溶射皮膜の割れや剥がれが生じ難い。また、セラミックス溶射皮膜の覆う面積割合が小さいので、プロセス環境やプロセス条件の変化が小さい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置を示す断面図である。
【図２】図１のプラズマ処理装置に設けられたプラズマ生成電極である上部電極のガス吐出孔が形成された部分を示す断面図である。
【図３】上部電極におけるガス吐出孔の出口部分を拡大して示す断面図である。
【図４】セラミックス溶射皮膜を１個のガス吐出孔毎に形成した例を示す模式図である。
【図５】セラミックス溶射皮膜を直線状に配列された複数のガス吐出孔毎にライン状に形成した例を示す模式図である。
【図６】ガス吐出孔の開口部においてアルマイト（陽極酸化）皮膜を剥がした後にセラミック溶射皮膜を形成した状態を示す断面図である。
【図７】プラズマ生成電極である上部電極の他の例を説明するための部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置を示す断面図である。
【００１８】
このプラズマ処理装置１は、容量結合型平行平板プラズマ処理装置として構成されており、プラズマ処理としてプラズマエッチング処理を施すものを例示する。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、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等が例示される。
【００１９】
このプラズマ処理装置１は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材の表面にアルマイト処理（陽極酸化処理）されて硬質アルマイト皮膜が形成されてなる角筒形状に成形されたチャンバ２を有している。この処理チャンバ２内の底部には被処理基板として絶縁基板であるガラス基板Ｇを載置するための基板載置台３が設けられている。
【００２０】
載置台３は、絶縁部材４を介して処理チャンバ２の底部に支持されており、アルミニウム等の金属製の凸型の下部電極５と、下部電極５の凸部５ａの上に設けられたガラス基板Ｇを吸着する静電チャック６と、静電チャック６および下部電極５の凸部５ａの周囲に設けられた、絶縁性セラミックス、例えばアルミナからなる額縁状のシールドリング７と、下部電極５の周囲に設けられた絶縁性セラミックス、例えばアルミナからなるリング状の絶縁リング８とを有している。また、下部電極５の内部には、ガラス基板Ｇを温調するための温調機構（図示せず）が設けられている。
【００２１】
静電チャック６は、アルミナ等の絶縁性セラミックスの溶射により形成されたセラミックス溶射皮膜４１と、その内部に形成された電極４２とを有しており、セラミックス溶射皮膜４１の上面が基板保持面となっている。なお、セラミックス溶射皮膜４１を形成する際の溶射は、プラズマ溶射が好ましい。電極４２には給電線３３が接続されており、給電線３３には直流電源３４が接続されていて、電極４２に直流電源３４からの直流電圧が印加されることにより、クーロン力等の静電吸着力によりガラス基板Ｇが吸着される。
【００２２】
チャンバ２の底壁、絶縁部材４および載置台３を貫通するように、その上へのガラス基板Ｇのローディングおよびアンローディングを行うための昇降ピン１０が昇降可能に挿通されている。この昇降ピン１０はガラス基板Ｇを搬送する際には、載置台３の上方の搬送位置まで上昇され、それ以外のときには載置台３内に没した状態となる。
【００２３】
下部電極５には、第１の給電線１２が接続されており、この第１の給電線１２には第１の整合器１３およびプラズマ生成用の第１の高周波電源１４が接続されている。第１の高周波電源１４からは例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が下部電極５に供給される。また、下部電極５には第２の給電線１５が接続されており、この第２の給電線１５には第２の整合器１６およびイオン引き込み用の第２の高周波電源１７が接続されている。第２の高周波電源１７からは例えば３．２ＭＨｚの高周波電力が下部電極５に供給される。
【００２４】
載置台３の上方には、この載置台３と平行に対向してシャワーヘッドとしても機能する上部電極２０が設けられている。上部電極２０は処理チャンバ２の上部に支持されており、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材の表面に硬質アルマイト処理（陽極酸化処理）を施してアルマイト（陽極酸化）皮膜が形成された本体を有している。上部電極２０は、本体の内部に内部空間２１を有するとともに、本体の載置台３に載置されたガラス基板Ｇとの対向面Ｆに処理ガスを吐出する複数のガス吐出孔２２が形成されている。上部電極２０は接地されており、下部電極５とともにプラズマ生成用電極として一対の平行平板電極を構成している。なお、上部電極２０の詳細については後述する。
【００２５】
上部電極２０本体の上面にはガス導入口２４が設けられ、このガス導入口２４には、処理ガス供給管２５が接続されており、この処理ガス供給管２５は処理ガス供給源２８に接続されている。また、処理ガス供給管２５には、開閉バルブ２６およびマスフローコントローラ２７が介在されている。処理ガス供給源２８からは、プラズマエッチングのための処理ガスが供給される。処理ガスとしては、ＣＦ４等のフッ素系のガス、Ｏ２ガス、Ａｒガス等、通常この分野で用いられるガスを用いることができる。
【００２６】
処理チャンバ２の底部には排気管２９が形成されており、この排気管２９には排気装置３０が接続されている。排気装置３０はターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、これにより処理チャンバ２内を所定の減圧雰囲気まで真空引き可能なように構成されている。また、処理チャンバ２の側壁には基板搬入出口３１が設けられており、この基板搬入出口３１がゲートバルブ３２により開閉可能となっている。そして、このゲートバルブ３２を開にした状態で搬送装置（図示せず）によりガラス基板Ｇが搬入出されるようになっている。
【００２７】
次に、プラズマ生成電極である上部電極２０の構造について詳細に説明する。
図２は上部電極２０のガス吐出孔が形成された部分を示す断面図、図３は上部電極２０におけるガス吐出孔の出口部分を拡大して示す断面図である。これらの図に示すように、上部電極２０本体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材２０ａと、基材２０ａの表面に硬質アルマイト処理（陽極酸化処理）により形成されたアルマイト（陽極酸化）皮膜２０ｂとを有している。アルマイト皮膜２０ｂは、ガス吐出孔２２の内面にも形成されている。
【００２８】
ガス吐出孔２２は、上部電極２０本体のガラス基板Ｇと対向する対向面Ｆに開口しており、基端側（内部空間２１側）の大径部２２ａと先端側の小径部２２ｂとを有している。そして、小径部２２ｂの先端が対向面Ｆに開口する開口部２２ｃとなっている。先端側を小径部２２ｂとしたのは、プラズマがガス吐出孔２２の奥に入り込むのを防止するためである。小径部２２ｂの径は例えば０．５〜１ｍｍ程度に設定される。
【００２９】
上部電極２０本体の対向面Ｆにおいて、少なくともガス吐出孔２２の開口部２２ｃには、セラミックス溶射皮膜２３が形成されている。対向面Ｆにおけるセラミックス溶射皮膜２３の間の部分は上部電極２０本体の対向面Ｆが露出している。セラミックスは耐食性、耐絶縁性およびプラズマに対する耐消耗性（プラズマ耐性）が高いため、ガス吐出孔２２の開口部２２ｃにセラミックス溶射皮膜２３を設けることにより、その部分においてプラズマによるアルマイト皮膜の消耗を抑制することができ、パーティクルの発生および異常放電の発生を低減することができる。
【００３０】
セラミックス溶射皮膜２３の構成材料としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、およびフッ化イットリウム（ＹＦ３）が好適である。アルミナとしては、一般的な白アルミナであっても、ＴｉＯ２を２〜３ｍａｓｓ％含むグレイアルミナであってもよい。これらはプラズマ耐性が高い。これらの中では、プラズマ耐性を特に重視する場合はイットリア（Ｙ２Ｏ３）およびフッ化イットリウム（ＹＦ３）が好ましく、コストを重視する場合はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）が好ましい。セラミックス溶射皮膜２３を形成する際の溶射も、静電チャック６のセラミックス溶射皮膜４１を形成する場合と同様、プラズマ溶射が好ましい。
【００３１】
図３に示すように、ガス吐出孔２２の開口部２２ｃは、その中心軸を含む断面において末広がり状の曲線を構成しており、セラミックス溶射皮膜２３はこの末広がり状の曲線に沿って形成されている。このとき、セラミックス溶射皮膜２３は、アルマイト皮膜２０ｂとの間に段差が形成されないように滑らかに形成されている。
【００３２】
このセラミックス溶射皮膜２３は、１個のガス吐出孔２２毎または複数のガス吐出孔２２毎に複数の箇所に形成されており、上部電極２０本体における対向面Ｆにおいて、隣接するセラミックス溶射皮膜２３どうしは分離し、隣接するセラミックス溶射皮膜２３の間の部分は上部電極２０本体の面（すなわちアルマイト皮膜２０ｂ）が露出している。
【００３３】
図４はセラミックス溶射皮膜２３を１個のガス吐出孔２２毎に形成した例であり、図５は、直線状に配列された複数のガス吐出孔２２毎にライン状に形成した例である。その他に、適当なブロック毎にセラミックス溶射皮膜２３を形成してもよい。いずれの場合にもガス吐出孔２２の開口部２２ｃにはセラミックス溶射皮膜２３が存在していることが必要である。
【００３４】
このように複数のセラミックス溶射皮膜２３が分離して設けられ、セラミックス溶射皮膜２３の間に上部電極２０の本体の面が露出していることにより、後述するように上部電極２０と溶射皮膜の熱膨張差等による不都合が低減される。
【００３５】
上記図２、３では、ガス吐出孔２２の開口部２２ｃにおいて、アルマイト皮膜２０ｂの上にセラミックス溶射皮膜２３を形成する例を示したが、上部電極２０とセラミックス溶射皮膜２３との密着性を良好にする観点から、図６に示すように、ガス吐出孔２２の開口部２２ｃのアルマイト皮膜２０ｂを剥がしてセラミックス溶射皮膜２３を形成してもよい。
【００３６】
次に、このように構成されるプラズマ処理装置１における処理動作について説明する。
まず、ゲートバルブ３２を開いて、ガラス基板Ｇを搬送アーム（図示せず）により基板搬入出口３１を介してチャンバ２内へと搬入し、載置台３の静電チャック６上に載置する。この場合に、昇降ピン１０を上方に突出させて支持位置に位置させ、搬送アーム上のガラス基板Ｇを昇降ピン１０の上に受け渡す。その後、昇降ピン１０を下降させてガラス基板Ｇを載置台３の静電チャック６上に載置する。
【００３７】
その後、ゲートバルブ３２を閉じ、排気装置３０によって、チャンバ２内を所定の真空度まで真空引きする。そして、直流電源３４から給電線３３を介して静電チャック６の電極４２に電圧を印加することにより、ガラス基板Ｇを静電吸着する。そして、バルブ２６を開放して、処理ガス供給源２８から処理ガスを、マスフローコントローラ２７によってその流量を調整しつつ、処理ガス供給管２５、ガス導入口２４を通って上部電極２０の内部空間２１へ導入し、さらにガス吐出孔２２を通って基板Ｇに対して均一に吐出し、排気量を調節しつつチャンバ２内を所定圧力に制御する。アプリケーションによっては必ずしも均一な吐出にこだわらず、意図的に分布を持たせて吐出させてもよい。
【００３８】
この状態で第１の高周波電源１４から第１の整合器１３を介してプラズマ生成用の高周波電力を下部電極５に供給し、下部電極５と上部電極２０との間に高周波電界を生じさせて、処理ガスのプラズマを生成するとともに、第２の高周波電源１７から第２の整合器１６を介してイオン引き込み用の高周波電力を下部電極５に供給し、ガラス基板Ｇ上にセルフバイアスを発生させることによりイオンを引き込みつつこのプラズマによりガラス基板Ｇにプラズマエッチング処理を施す。
【００３９】
プラズマエッチング処理が終了後、高周波電力の供給および処理ガスの供給を停止し、チャンバ２内をパージし、ゲートバルブ３２を開けてガラス基板Ｇを搬出する。
【００４０】
本実施形態では、上述したように、上部電極２０本体の対向面Ｆに開口するガス吐出孔２２の開口部２２ｃに耐食性が高くプラズマ耐性の高いセラミックス溶射皮膜が形成されているので、その部分において絶縁膜厚が増加し、耐絶縁性および耐食性が増加する。このため、プラズマによるアルマイト皮膜の局所的な消耗を抑制して、パーティクルの発生を抑制することができ、また異常放電の発生を低減することもでき、ひいては、上部電極２０の寿命を延ばすことができ、メンテナンスサイクル改善に貢献することができる。
【００４１】
しかし、ＦＰＤ用のガラス基板Ｇは一辺が最大３ｍ程度もある大型のものであり、それにともなって上部電極２０も大型であることから、セラミックス溶射皮膜を上部電極２０本体の対向面の全面に形成した場合には、プラズマ処理の際に、上部電極２０本体とセラミックス溶射皮膜との間の熱膨張率の相違による熱膨張差が大きく現れ、セラミックス溶射皮膜が割れたり剥がれたりしてパーティクルの原因となる。また、セラミックス溶射皮膜がイットリア（Ｙ２Ｏ３）の場合には、エッチングの際に多用されるフッ素系のガスを使用するとフッ化イットリウム（ＹＦ３）に変化し、これが安定的に残るため、イットリア溶射皮膜を上部電極２０の全面に形成すると、プロセス環境が大きく変化してしまう。さらに、上部電極２０本体の対向面Ｆの全面にセラミックス溶射皮膜を形成する場合には、従来のアルマイト皮膜が全面に形成されていた場合とはプロセス条件が異なるものとならざるを得ない。
【００４２】
これに対して、本実施形態では、上部電極２０本体の対向面Ｆにおいて、少なくともガス吐出孔２２の開口部２２ｃには、セラミックス溶射皮膜２３が形成されており、セラミックス溶射皮膜２３の間の部分は上部電極２０本体の対向面Ｆが露出している。具体的には、セラミックス溶射皮膜２３は、１個のガス吐出孔２２毎または複数のガス吐出孔２２毎に複数の箇所に形成されており、上部電極２０本体の対向面Ｆにおいて、隣接するセラミックス溶射皮膜２３どうしは分離してそれらの間の部分は上部電極２０本体の面が露出するようにしている。このため、上部電極２０本体の対向面Ｆの全面にセラミックス溶射皮膜を形成した場合のような熱膨張差に起因するセラミックス溶射皮膜の割れや剥がれが生じ難い。また、セラミックス溶射皮膜２３の覆う面積割合が小さいので、セラミックス溶射皮膜２３としてイットリア（Ｙ２Ｏ３）を形成した場合でも、イットリア（Ｙ２Ｏ３）がフッ化イットリウム（ＹＦ３）に変化する影響は小さく、プロセス環境の大きな変化は生じないし、また、セラミックス溶射皮膜２３を設けない場合とのプロセス条件の変化も小さい。
【００４３】
さらに、ガス吐出孔２２の開口部２２ｃは、その中心軸を含む断面において末広がり状の曲線を構成しており、セラミックス溶射皮膜２３はこの末広がり状の曲線に沿ってアルマイト皮膜２０ｂとの間に段差が形成されないように滑らかに形成されているので、セラミックス溶射皮膜２３自体の損傷や剥がれが生じ難い。
【００４４】
なお、Ｆ系ガスを用いた場合のセラミックス溶射皮膜の変化を完全に防止するためには、セラミックス溶射皮膜２３としてフッ化イットリウム（ＹＦ３）を用いることが好ましいが、フッ化イットリウム（ＹＦ３）は高価であるため、コストとプロセス環境の変化の兼ね合いでいずれかを選択することが好ましい。
【００４５】
上記効果をより有効なものとするためには、セラミックス溶射皮膜２３の専有面積を小さくすることが好ましく、このような点からは図４に示すように、１個の孔毎にセラミックス溶射皮膜２３を形成することが好ましい。しかし、この場合には溶射の際に使用するマスクとして高精度のものが要求され、マスクが極めて高価なものとなってしまう。したがって、コストの点からは、図５に示すようにセラミックス溶射皮膜２３をライン状にすることが好ましい。
【００４６】
次に、上部電極の他の例について説明する。
上記実施形態では、上部電極２０は、箱状に形成されていたが、図７に示すように、図１における上部電極２０の内部空間２１よりも下の部分に対応する板状部分を上部電極５０としてもよい。この場合には、図１における上部電極２０の上部構造に対応する部分は、電極支持部材５１となり、上部電極５０は電極支持部材５１に対し着脱可能とされ、上部電極５０を電極支持部材５１に取り付けた状態でその内部に内部空間５２が形成される。電極支持部材５１の中央にはガスを内部空間５２へ導入するガス導入口５４が設けられている。また、上部電極５０には、上記ガス吐出孔２２と同じ構造のガス吐出口５３が形成されている。
【００４７】
このような板状の上部電極５０においても、上記実施形態と同様にガス吐出孔５３の開口部にセラミックス溶射皮膜が設けられ、上記実施例１と同様の効果が得られる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、下部電極にプラズマ生成用とイオン引き込み用の２周波数の高周波電力を印加した例について説明したが、これに限らず下部電極に１周波数の高周波電力を印加してもよいし、上部電極に高周波電力を印加するＰＥタイプであってもよいし、上部電極と下部電極の両方に高周波電力を印加するものであってもよい。
【００４９】
また、上記実施形態ではプラズマエッチング装置を例にとって説明したが、プラズマエッチング装置に限らず、アッシング、ＣＶＤ成膜等を行なう他の種類のプラズマ処理装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１；プラズ処理装置
２；処理チャンバ
３；載置台
５；下部電極
６；静電チャック
７；シールドリング
１４；第１の高周波電源
１７；第２の高周波電源
２０，５０；上部電極（プラズマ生成用電極）
２０ａ；基材
２０ｂ；アルマイト皮膜（陽極酸化皮膜）
２２；ガス吐出孔
２２ｃ；開口部
２３；セラミックス溶射皮膜
２８；処理ガス供給源
Ｇ；ガラス基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）のようなフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の基板に対してドライエッチング等のプラズマ処理を施す際に用いるプラズマ生成用電極およびそれを用いたプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＤの製造過程では、被処理体であるガラス基板に対してエッチングやスパッタリング、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等のプラズマ処理が行なわれる。例えば、チャンバ内に一対の平行平板電極（上部および下部電極）を配置し、下部電極として機能するサセプタ（基板載置台）にガラス基板を載置した後、処理ガスをチャンバ内に導入するとともに、電極の少なくとも一方に高周波電力を印加して電極間に高周波電界を形成し、この高周波電界により処理ガスのプラズマを形成してガラス基板に対してプラズマ処理を施す。
【０００３】
このようなプラズマ処理を行うプラズマ処理装置においては、チャンバ内の電極がプラズマによる摩耗や、ガスによる腐食を抑える対策がとられている。
【０００４】
例えば、プラズマエッチング装置においては、上部電極として、処理ガスを吐出するための多数のガス吐出孔が形成されたものが用いられるが、アルミニウム母材の表面に硬質アルマイト処理（陽極酸化処理）を施してアルマイト皮膜を形成したものが用いられており、アルマイト皮膜によりプラズマによる摩耗やガスによる腐食を抑制している。
【０００５】
また、特許文献１には下部電極を構成する多数の貫通孔が形成された電極部材の上面を誘電体膜によって覆う構成が記載されており、これにより下部電極の金属がプラズマによりスパッタリングされて飛散物が発生することを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１８３０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＦＰＤ用のガラス基板は大型化の一途をたどり、それにつれ、処理プラズマを生成するための高周波投入パワーは大きくなっている。その結果、エッジを有するガス吐出孔の開口部において集中する電界が大きくなり、その部分のアルマイト皮膜がプラズマ中のイオンのスパッタなどによって局所的に大きく消耗し、削り取られたアルマイト皮膜がパーティクルの原因となり、また、アルマイト皮膜の消耗により、アルマイト皮膜が薄くなったり母材が露出した部分で異常放電が発生したりするといった問題が発生している。
【０００８】
このような上部電極の問題に対しては、上記特許文献１に開示された溶射皮膜をガス吐出孔が形成されている上部電極の下面に形成することも考えられるが、ＦＰＤ基板の一層の大型化に対応して上部電極も極めて大型なものとなっており、上部電極を構成するアルミニウムと溶射皮膜との間の熱膨張率の違いによる熱膨張の差が大きく現れ、溶射皮膜が割れたり剥がれたりしてパーティクルの原因となってしまう。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、ＦＰＤ用の基板をプラズマ処理する際に異常放電やパーティクルの問題が生じ難いプラズマ生成用電極およびこのようなプラズマ生成用電極が用いられるプラズマ処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、フラットパネルディスプレイ用の基板をプラズマ処理する容量結合型のプラズマ処理装置の処理容器内にフラットパネルディスプレイ用の基板に対向して配置されるプラズマ生成用電極であって、前記処理容器内に配置されたフラットパネルディスプレイ用の基板との対向面を有し、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材の表面に陽極酸化処理がされて構成され、少なくとも前記対向面が陽極酸化皮膜である本体と、プラズマを生成するための処理ガスを前記処理容器内に導入するために、前記本体の前記対向面に開口した複数のガス吐出孔と、前記対向面において、少なくとも前記ガス吐出孔の開口部に形成されたセラミックス溶射皮膜とを有し、前記対向面において前記セラミックス溶射皮膜の間の部分は、前記本体の面が露出していることを特徴とするプラズマ生成用電極を提供する。
【００１１】
上記第１の観点において、前記セラミックス溶射皮膜の構成材料としては、アルミナ、イットリア、およびフッ化イットリウムを好適に用いることができる。
【００１２】
また、前記ガス吐出孔の前記開口部は、前記ガス吐出孔の中心軸を含む断面において末広がり状の曲線を構成しており、前記セラミックス溶射皮膜は、前記末広がり状の曲線に沿って形成されるようにすることができる。
【００１３】
前記セラミックス溶射皮膜は、１個のガス吐出孔毎に複数の箇所に形成されており、隣接するセラミックス溶射皮膜どうしは分離し、前記隣接するセラミックス溶射皮膜の間の部分は前記本体の前記対向面が露出しているように構成することができる。また、前記セラミックス溶射皮膜は、複数のガス吐出孔毎に複数形成されており、隣接するセラミックス溶射皮膜どうしは分離し、前記隣接するセラミックス溶射皮膜の間の部分は前記本体の前記対向面が露出しているように構成することもできる。典型的な例として、前記セラミックス溶射皮膜は、直線状に配列された複数のガス吐出孔毎にライン状に複数形成されたものを挙げることができる。さらに、前記本体は、箱状部材であっても、板状部材であってもよい。
【００１４】
本発明の第２の観点では、フラットパネルディスプレイ用の基板をプラズマ処理する容量結合型のプラズマ処理装置であって、フラットパネルディスプレイ用の基板を収容する処理容器と、前記処理容器内に設けられ、フラットパネルディスプレイ用の基板を載置し、下部電極を有する載置台と、上記第１の観点のプラズマ生成用電極からなる上部電極と、前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、前記上部電極と前記下部電極の少なくとも一方に高周波電力を供給して前記処理容器内に前記処理ガスのプラズマを形成するための高周波電力供給機構とを有することを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基板との対向面に開口するガス吐出孔の開口部にセラミックス溶射皮膜が形成されているので、耐絶縁性および耐食性が増加する。このため、プラズマによるアルマイト皮膜の局所的な消耗を抑制して、パーティクルの発生を抑制することができ、また異常放電の発生を低減することもできる。また、セラミックス溶射皮膜の間の部分は本体の対向面が露出しているので、本体の対向面の全面にセラミックス溶射皮膜を形成した場合のような熱膨張差に起因するセラミックス溶射皮膜の割れや剥がれが生じ難い。また、セラミックス溶射皮膜の覆う面積割合が小さいので、プロセス環境やプロセス条件の変化が小さい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置を示す断面図である。
【図２】図１のプラズマ処理装置に設けられたプラズマ生成電極である上部電極のガス吐出孔が形成された部分を示す断面図である。
【図３】上部電極におけるガス吐出孔の出口部分を拡大して示す断面図である。
【図４】セラミックス溶射皮膜を１個のガス吐出孔毎に形成した例を示す模式図である。
【図５】セラミックス溶射皮膜を直線状に配列された複数のガス吐出孔毎にライン状に形成した例を示す模式図である。
【図６】ガス吐出孔の開口部においてアルマイト（陽極酸化）皮膜を剥がした後にセラミック溶射皮膜を形成した状態を示す断面図である。
【図７】プラズマ生成電極である上部電極の他の例を説明するための部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置を示す断面図である。
【００１８】
このプラズマ処理装置１は、容量結合型平行平板プラズマ処理装置として構成されており、プラズマ処理としてプラズマエッチング処理を施すものを例示する。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、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等が例示される。
【００１９】
このプラズマ処理装置１は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材の表面にアルマイト処理（陽極酸化処理）されて硬質アルマイト皮膜が形成されてなる角筒形状に成形されたチャンバ２を有している。この処理チャンバ２内の底部には被処理基板として絶縁基板であるガラス基板Ｇを載置するための基板載置台３が設けられている。
【００２０】
載置台３は、絶縁部材４を介して処理チャンバ２の底部に支持されており、アルミニウム等の金属製の凸型の下部電極５と、下部電極５の凸部５ａの上に設けられたガラス基板Ｇを吸着する静電チャック６と、静電チャック６および下部電極５の凸部５ａの周囲に設けられた、絶縁性セラミックス、例えばアルミナからなる額縁状のシールドリング７と、下部電極５の周囲に設けられた絶縁性セラミックス、例えばアルミナからなるリング状の絶縁リング８とを有している。また、下部電極５の内部には、ガラス基板Ｇを温調するための温調機構（図示せず）が設けられている。
【００２１】
静電チャック６は、アルミナ等の絶縁性セラミックスの溶射により形成されたセラミックス溶射皮膜４１と、その内部に形成された電極４２とを有しており、セラミックス溶射皮膜４１の上面が基板保持面となっている。なお、セラミックス溶射皮膜４１を形成する際の溶射は、プラズマ溶射が好ましい。電極４２には給電線３３が接続されており、給電線３３には直流電源３４が接続されていて、電極４２に直流電源３４からの直流電圧が印加されることにより、クーロン力等の静電吸着力によりガラス基板Ｇが吸着される。
【００２２】
チャンバ２の底壁、絶縁部材４および載置台３を貫通するように、その上へのガラス基板Ｇのローディングおよびアンローディングを行うための昇降ピン１０が昇降可能に挿通されている。この昇降ピン１０はガラス基板Ｇを搬送する際には、載置台３の上方の搬送位置まで上昇され、それ以外のときには載置台３内に没した状態となる。
【００２３】
下部電極５には、第１の給電線１２が接続されており、この第１の給電線１２には第１の整合器１３およびプラズマ生成用の第１の高周波電源１４が接続されている。第１の高周波電源１４からは例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が下部電極５に供給される。また、下部電極５には第２の給電線１５が接続されており、この第２の給電線１５には第２の整合器１６およびイオン引き込み用の第２の高周波電源１７が接続されている。第２の高周波電源１７からは例えば３．２ＭＨｚの高周波電力が下部電極５に供給される。
【００２４】
載置台３の上方には、この載置台３と平行に対向してシャワーヘッドとしても機能する上部電極２０が設けられている。上部電極２０は処理チャンバ２の上部に支持されており、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材の表面に硬質アルマイト処理（陽極酸化処理）を施してアルマイト（陽極酸化）皮膜が形成された本体を有している。上部電極２０は、本体の内部に内部空間２１を有するとともに、本体の載置台３に載置されたガラス基板Ｇとの対向面Ｆに処理ガスを吐出する複数のガス吐出孔２２が形成されている。上部電極２０は接地されており、下部電極５とともにプラズマ生成用電極として一対の平行平板電極を構成している。なお、上部電極２０の詳細については後述する。
【００２５】
上部電極２０本体の上面にはガス導入口２４が設けられ、このガス導入口２４には、処理ガス供給管２５が接続されており、この処理ガス供給管２５は処理ガス供給源２８に接続されている。また、処理ガス供給管２５には、開閉バルブ２６およびマスフローコントローラ２７が介在されている。処理ガス供給源２８からは、プラズマエッチングのための処理ガスが供給される。処理ガスとしては、ＣＦ４等のフッ素系のガス、Ｏ２ガス、Ａｒガス等、通常この分野で用いられるガスを用いることができる。
【００２６】
処理チャンバ２の底部には排気管２９が形成されており、この排気管２９には排気装置３０が接続されている。排気装置３０はターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、これにより処理チャンバ２内を所定の減圧雰囲気まで真空引き可能なように構成されている。また、処理チャンバ２の側壁には基板搬入出口３１が設けられており、この基板搬入出口３１がゲートバルブ３２により開閉可能となっている。そして、このゲートバルブ３２を開にした状態で搬送装置（図示せず）によりガラス基板Ｇが搬入出されるようになっている。
【００２７】
次に、プラズマ生成電極である上部電極２０の構造について詳細に説明する。
図２は上部電極２０のガス吐出孔が形成された部分を示す断面図、図３は上部電極２０におけるガス吐出孔の出口部分を拡大して示す断面図である。これらの図に示すように、上部電極２０本体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材２０ａと、基材２０ａの表面に硬質アルマイト処理（陽極酸化処理）により形成されたアルマイト（陽極酸化）皮膜２０ｂとを有している。アルマイト皮膜２０ｂは、ガス吐出孔２２の内面にも形成されている。
【００２８】
ガス吐出孔２２は、上部電極２０本体のガラス基板Ｇと対向する対向面Ｆに開口しており、基端側（内部空間２１側）の大径部２２ａと先端側の小径部２２ｂとを有している。そして、小径部２２ｂの先端が対向面Ｆに開口する開口部２２ｃとなっている。先端側を小径部２２ｂとしたのは、プラズマがガス吐出孔２２の奥に入り込むのを防止するためである。小径部２２ｂの径は例えば０．５〜１ｍｍ程度に設定される。
【００２９】
上部電極２０本体の対向面Ｆにおいて、少なくともガス吐出孔２２の開口部２２ｃには、セラミックス溶射皮膜２３が形成されている。対向面Ｆにおけるセラミックス溶射皮膜２３の間の部分は上部電極２０本体の対向面Ｆが露出している。セラミックスは耐食性、耐絶縁性およびプラズマに対する耐消耗性（プラズマ耐性）が高いため、ガス吐出孔２２の開口部２２ｃにセラミックス溶射皮膜２３を設けることにより、その部分においてプラズマによるアルマイト皮膜の消耗を抑制することができ、パーティクルの発生および異常放電の発生を低減することができる。
【００３０】
セラミックス溶射皮膜２３の構成材料としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、およびフッ化イットリウム（ＹＦ３）が好適である。アルミナとしては、一般的な白アルミナであっても、ＴｉＯ２を２〜３ｍａｓｓ％含むグレイアルミナであってもよい。これらはプラズマ耐性が高い。これらの中では、プラズマ耐性を特に重視する場合はイットリア（Ｙ２Ｏ３）およびフッ化イットリウム（ＹＦ３）が好ましく、コストを重視する場合はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）が好ましい。セラミックス溶射皮膜２３を形成する際の溶射も、静電チャック６のセラミックス溶射皮膜４１を形成する場合と同様、プラズマ溶射が好ましい。
【００３１】
図３に示すように、ガス吐出孔２２の開口部２２ｃは、その中心軸を含む断面において末広がり状の曲線を構成しており、セラミックス溶射皮膜２３はこの末広がり状の曲線に沿って形成されている。このとき、セラミックス溶射皮膜２３は、アルマイト皮膜２０ｂとの間に段差が形成されないように滑らかに形成されている。
【００３２】
このセラミックス溶射皮膜２３は、１個のガス吐出孔２２毎または複数のガス吐出孔２２毎に複数の箇所に形成されており、上部電極２０本体における対向面Ｆにおいて、隣接するセラミックス溶射皮膜２３どうしは分離し、隣接するセラミックス溶射皮膜２３の間の部分は上部電極２０本体の面（すなわちアルマイト皮膜２０ｂ）が露出している。
【００３３】
図４はセラミックス溶射皮膜２３を１個のガス吐出孔２２毎に形成した例であり、図５は、直線状に配列された複数のガス吐出孔２２毎にライン状に形成した例である。その他に、適当なブロック毎にセラミックス溶射皮膜２３を形成してもよい。いずれの場合にもガス吐出孔２２の開口部２２ｃにはセラミックス溶射皮膜２３が存在していることが必要である。
【００３４】
このように複数のセラミックス溶射皮膜２３が分離して設けられ、セラミックス溶射皮膜２３の間に上部電極２０の本体の面が露出していることにより、後述するように上部電極２０と溶射皮膜の熱膨張差等による不都合が低減される。
【００３５】
上記図２、３では、ガス吐出孔２２の開口部２２ｃにおいて、アルマイト皮膜２０ｂの上にセラミックス溶射皮膜２３を形成する例を示したが、上部電極２０とセラミックス溶射皮膜２３との密着性を良好にする観点から、図６に示すように、ガス吐出孔２２の開口部２２ｃのアルマイト皮膜２０ｂを剥がしてセラミックス溶射皮膜２３を形成してもよい。
【００３６】
次に、このように構成されるプラズマ処理装置１における処理動作について説明する。
まず、ゲートバルブ３２を開いて、ガラス基板Ｇを搬送アーム（図示せず）により基板搬入出口３１を介してチャンバ２内へと搬入し、載置台３の静電チャック６上に載置する。この場合に、昇降ピン１０を上方に突出させて支持位置に位置させ、搬送アーム上のガラス基板Ｇを昇降ピン１０の上に受け渡す。その後、昇降ピン１０を下降させてガラス基板Ｇを載置台３の静電チャック６上に載置する。
【００３７】
その後、ゲートバルブ３２を閉じ、排気装置３０によって、チャンバ２内を所定の真空度まで真空引きする。そして、直流電源３４から給電線３３を介して静電チャック６の電極４２に電圧を印加することにより、ガラス基板Ｇを静電吸着する。そして、バルブ２６を開放して、処理ガス供給源２８から処理ガスを、マスフローコントローラ２７によってその流量を調整しつつ、処理ガス供給管２５、ガス導入口２４を通って上部電極２０の内部空間２１へ導入し、さらにガス吐出孔２２を通って基板Ｇに対して均一に吐出し、排気量を調節しつつチャンバ２内を所定圧力に制御する。アプリケーションによっては必ずしも均一な吐出にこだわらず、意図的に分布を持たせて吐出させてもよい。
【００３８】
この状態で第１の高周波電源１４から第１の整合器１３を介してプラズマ生成用の高周波電力を下部電極５に供給し、下部電極５と上部電極２０との間に高周波電界を生じさせて、処理ガスのプラズマを生成するとともに、第２の高周波電源１７から第２の整合器１６を介してイオン引き込み用の高周波電力を下部電極５に供給し、ガラス基板Ｇ上にセルフバイアスを発生させることによりイオンを引き込みつつこのプラズマによりガラス基板Ｇにプラズマエッチング処理を施す。
【００３９】
プラズマエッチング処理が終了後、高周波電力の供給および処理ガスの供給を停止し、チャンバ２内をパージし、ゲートバルブ３２を開けてガラス基板Ｇを搬出する。
【００４０】
本実施形態では、上述したように、上部電極２０本体の対向面Ｆに開口するガス吐出孔２２の開口部２２ｃに耐食性が高くプラズマ耐性の高いセラミックス溶射皮膜が形成されているので、その部分において絶縁膜厚が増加し、耐絶縁性および耐食性が増加する。このため、プラズマによるアルマイト皮膜の局所的な消耗を抑制して、パーティクルの発生を抑制することができ、また異常放電の発生を低減することもでき、ひいては、上部電極２０の寿命を延ばすことができ、メンテナンスサイクル改善に貢献することができる。
【００４１】
しかし、ＦＰＤ用のガラス基板Ｇは一辺が最大３ｍ程度もある大型のものであり、それにともなって上部電極２０も大型であることから、セラミックス溶射皮膜を上部電極２０本体の対向面の全面に形成した場合には、プラズマ処理の際に、上部電極２０本体とセラミックス溶射皮膜との間の熱膨張率の相違による熱膨張差が大きく現れ、セラミックス溶射皮膜が割れたり剥がれたりしてパーティクルの原因となる。また、セラミックス溶射皮膜がイットリア（Ｙ２Ｏ３）の場合には、エッチングの際に多用されるフッ素系のガスを使用するとフッ化イットリウム（ＹＦ３）に変化し、これが安定的に残るため、イットリア溶射皮膜を上部電極２０の全面に形成すると、プロセス環境が大きく変化してしまう。さらに、上部電極２０本体の対向面Ｆの全面にセラミックス溶射皮膜を形成する場合には、従来のアルマイト皮膜が全面に形成されていた場合とはプロセス条件が異なるものとならざるを得ない。
【００４２】
これに対して、本実施形態では、上部電極２０本体の対向面Ｆにおいて、少なくともガス吐出孔２２の開口部２２ｃには、セラミックス溶射皮膜２３が形成されており、セラミックス溶射皮膜２３の間の部分は上部電極２０本体の対向面Ｆが露出している。具体的には、セラミックス溶射皮膜２３は、１個のガス吐出孔２２毎または複数のガス吐出孔２２毎に複数の箇所に形成されており、上部電極２０本体の対向面Ｆにおいて、隣接するセラミックス溶射皮膜２３どうしは分離してそれらの間の部分は上部電極２０本体の面が露出するようにしている。このため、上部電極２０本体の対向面Ｆの全面にセラミックス溶射皮膜を形成した場合のような熱膨張差に起因するセラミックス溶射皮膜の割れや剥がれが生じ難い。また、セラミックス溶射皮膜２３の覆う面積割合が小さいので、セラミックス溶射皮膜２３としてイットリア（Ｙ２Ｏ３）を形成した場合でも、イットリア（Ｙ２Ｏ３）がフッ化イットリウム（ＹＦ３）に変化する影響は小さく、プロセス環境の大きな変化は生じないし、また、セラミックス溶射皮膜２３を設けない場合とのプロセス条件の変化も小さい。
【００４３】
さらに、ガス吐出孔２２の開口部２２ｃは、その中心軸を含む断面において末広がり状の曲線を構成しており、セラミックス溶射皮膜２３はこの末広がり状の曲線に沿ってアルマイト皮膜２０ｂとの間に段差が形成されないように滑らかに形成されているので、セラミックス溶射皮膜２３自体の損傷や剥がれが生じ難い。
【００４４】
なお、Ｆ系ガスを用いた場合のセラミックス溶射皮膜の変化を完全に防止するためには、セラミックス溶射皮膜２３としてフッ化イットリウム（ＹＦ３）を用いることが好ましいが、フッ化イットリウム（ＹＦ３）は高価であるため、コストとプロセス環境の変化の兼ね合いでいずれかを選択することが好ましい。
【００４５】
上記効果をより有効なものとするためには、セラミックス溶射皮膜２３の専有面積を小さくすることが好ましく、このような点からは図４に示すように、１個の孔毎にセラミックス溶射皮膜２３を形成することが好ましい。しかし、この場合には溶射の際に使用するマスクとして高精度のものが要求され、マスクが極めて高価なものとなってしまう。したがって、コストの点からは、図５に示すようにセラミックス溶射皮膜２３をライン状にすることが好ましい。
【００４６】
次に、上部電極の他の例について説明する。
上記実施形態では、上部電極２０は、箱状に形成されていたが、図７に示すように、図１における上部電極２０の内部空間２１よりも下の部分に対応する板状部分を上部電極５０としてもよい。この場合には、図１における上部電極２０の上部構造に対応する部分は、電極支持部材５１となり、上部電極５０は電極支持部材５１に対し着脱可能とされ、上部電極５０を電極支持部材５１に取り付けた状態でその内部に内部空間５２が形成される。電極支持部材５１の中央にはガスを内部空間５２へ導入するガス導入口５４が設けられている。また、上部電極５０には、上記ガス吐出孔２２と同じ構造のガス吐出口５３が形成されている。
【００４７】
このような板状の上部電極５０においても、上記実施形態と同様にガス吐出孔５３の開口部にセラミックス溶射皮膜が設けられ、上記実施例１と同様の効果が得られる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、下部電極にプラズマ生成用とイオン引き込み用の２周波数の高周波電力を印加した例について説明したが、これに限らず下部電極に１周波数の高周波電力を印加してもよいし、上部電極に高周波電力を印加するＰＥタイプであってもよいし、上部電極と下部電極の両方に高周波電力を印加するものであってもよい。
【００４９】
また、上記実施形態ではプラズマエッチング装置を例にとって説明したが、プラズマエッチング装置に限らず、アッシング、ＣＶＤ成膜等を行なう他の種類のプラズマ処理装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１；プラズ処理装置
２；処理チャンバ
３；載置台
５；下部電極
６；静電チャック
７；シールドリング
１４；第１の高周波電源
１７；第２の高周波電源
２０，５０；上部電極（プラズマ生成用電極）
２０ａ；基材
２０ｂ；アルマイト皮膜（陽極酸化皮膜）
２２；ガス吐出孔
２２ｃ；開口部
２３；セラミックス溶射皮膜
２８；処理ガス供給源
Ｇ；ガラス基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラットパネルディスプレイ用の基板をプラズマ処理する容量結合型のプラズマ処理装置の処理容器内にフラットパネルディスプレイ用の基板に対向して配置されるプラズマ生成用電極であって、
前記処理容器内に配置されたフラットパネルディスプレイ用の基板との対向面を有し、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材の表面に陽極酸化処理がされて構成され、少なくとも前記対向面が陽極酸化皮膜である本体と、
プラズマを生成するための処理ガスを前記処理容器内に導入するために、前記本体の前記対向面に開口した複数のガス吐出孔と、
前記対向面において、少なくとも前記ガス吐出孔の開口部に形成されたセラミックス溶射皮膜と
を有し、
前記対向面において前記セラミックス溶射皮膜の間の部分は、前記本体の前記対向面が露出していることを特徴とするプラズマ生成用電極。
【請求項２】
前記セラミックス溶射皮膜は、アルミナ、イットリア、およびフッ化イットリウムのいずれかの材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ生成用電極。
【請求項３】
前記ガス吐出孔の前記開口部は、前記ガス吐出孔の中心軸を含む断面において末広がり状の曲線を構成しており、前記セラミックス溶射皮膜は、前記末広がり状の曲線に沿って形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ生成用電極。
【請求項４】
前記セラミックス溶射皮膜は、１個のガス吐出孔毎に複数の箇所に形成されており、隣接するセラミックス溶射皮膜どうしは分離し、前記隣接するセラミックス溶射皮膜の間の部分は前記本体の前記対向面が露出していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプラズマ生成用電極。
【請求項５】
前記セラミックス溶射皮膜は、複数のガス吐出孔毎に複数形成されており、隣接するセラミックス溶射皮膜どうしは分離し、前記隣接するセラミックス溶射皮膜の間の部分は前記本体の前記対向面が露出していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプラズマ生成用電極。
【請求項６】
前記セラミックス溶射皮膜は、直線状に配列された複数のガス吐出孔毎にライン状に複数形成されていることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ生成用電極。
【請求項７】
前記本体は、箱状部材であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプラズマ生成用電極。
【請求項８】
前記本体は、板状部材であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプラズマ生成用電極。
【請求項９】
フラットパネルディスプレイ用の基板をプラズマ処理する容量結合型のプラズマ処理装置であって、
フラットパネルディスプレイ用の基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、フラットパネルディスプレイ用の基板を載置し、下部電極を有する載置台と、
前記請求項１から請求項８のいずれかのプラズマ生成用電極からなる上部電極と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、
前記上部電極と前記下部電極の少なくとも一方に高周波電力を供給して前記処理容器内に前記処理ガスのプラズマを形成するための高周波電力供給機構と
を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１】
フラットパネルディスプレイ用の基板をプラズマ処理する容量結合型のプラズマ処理装置の処理容器内にフラットパネルディスプレイ用の基板に対向して配置されるプラズマ生成用電極であって、
前記処理容器内に配置されたフラットパネルディスプレイ用の基板との対向面を有し、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材の表面に陽極酸化処理がされて構成され、少なくとも前記対向面が陽極酸化皮膜である本体と、
プラズマを生成するための処理ガスを前記処理容器内に導入するために、前記本体の前記対向面に開口した複数のガス吐出孔と、
前記対向面において、少なくとも前記ガス吐出孔の開口部に形成されたセラミックス溶射皮膜と
を有し、
前記対向面において前記セラミックス溶射皮膜の間の部分は、前記本体の前記対向面が露出していることを特徴とするプラズマ生成用電極。
【請求項２】
前記セラミックス溶射皮膜は、アルミナ、イットリア、およびフッ化イットリウムのいずれかの材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ生成用電極。
【請求項３】
前記ガス吐出孔の前記開口部は、前記ガス吐出孔の中心軸を含む断面において末広がり状の曲線を構成しており、前記セラミックス溶射皮膜は、前記末広がり状の曲線に沿って形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ生成用電極。
【請求項４】
前記セラミックス溶射皮膜は、１個のガス吐出孔毎に複数の箇所に形成されており、隣接するセラミックス溶射皮膜どうしは分離し、前記隣接するセラミックス溶射皮膜の間の部分は前記本体の前記対向面が露出していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプラズマ生成用電極。
【請求項５】
前記セラミックス溶射皮膜は、複数のガス吐出孔毎に複数形成されており、隣接するセラミックス溶射皮膜どうしは分離し、前記隣接するセラミックス溶射皮膜の間の部分は前記本体の前記対向面が露出していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプラズマ生成用電極。
【請求項６】
前記セラミックス溶射皮膜は、直線状に配列された複数のガス吐出孔毎にライン状に複数形成されていることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ生成用電極。
【請求項７】
前記本体は、箱状部材であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプラズマ生成用電極。
【請求項８】
前記本体は、板状部材であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプラズマ生成用電極。
【請求項９】
フラットパネルディスプレイ用の基板をプラズマ処理する容量結合型のプラズマ処理装置であって、
フラットパネルディスプレイ用の基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、フラットパネルディスプレイ用の基板を載置し、下部電極を有する載置台と、
前記請求項１から請求項８のいずれかのプラズマ生成用電極からなる上部電極と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、
前記上部電極と前記下部電極の少なくとも一方に高周波電力を供給して前記処理容器内に前記処理ガスのプラズマを形成するための高周波電力供給機構と
を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２３８６５６（Ｐ２０１２−２３８６５６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０５４０６（Ｐ２０１１−１０５４０６）
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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