JP2006351678A - Plasma processing apparatus - Google Patents

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Kanki Wakasaki
環樹 若崎
Keiichi Tanaka
恵一 田中
Hiroto Yoshioka
宏人 吉岡
Takeaki Miyasako
毅明 宮迫
Atsuto Murai
淳人 村井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce uneven treatment by suppressing the drop of voltage in a lift pin mechanism 10. <P>SOLUTION: The plasma processing apparatus S is provided with an electrode stage 2 to suck and hold a substrate 4 to be processed by a suction surface 6, a lift pin mechanism 10 to release the substrate 4 to be processed from the suction surface 6 by allowing a pin 12 to be projected from the suction surface 6, and a counterelectrode 3 enabling electric discharging between the electrode stage 2 and itself. The apparatus generates a plasma between the counterelectrode 3 and the electrode stage 2 in an atmosphere. The lift pin mechanism 10 is provided with a gap 13 that is formed between the pin 12 and the substrate 4 sucked to the suction surface 6 while pin 12 is being embedded in the electrode stage 2 and a voltage drop prevention means 20 to suppress the drop of voltage in the gap 13 during plasma processing of the substrate 4. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラズマ処理装置に関し、特に、大気圧近傍の圧力環境下でプラズマ処理を行うものに関する。   The present invention relates to a plasma processing apparatus, and more particularly to an apparatus that performs plasma processing in a pressure environment near atmospheric pressure.

例えばガラスやプラスチック等の基板に対し、0.1〜10Torr程度の低圧のグロー放電プラズマによって表面処理を行うことが広く知られており、産業的にも応用されている。処理環境をこのような真空レベルの低圧にすると、放電からアーク放電への移行を防止できるため、基板が耐熱性の低いプラスチック等であっても、表面処理を行うことが可能となる。   For example, it is widely known that surface treatment is performed on a substrate such as glass or plastic by low-pressure glow discharge plasma of about 0.1 to 10 Torr, and it is also applied industrially. When the processing environment is set to such a low pressure of a vacuum level, the transition from discharge to arc discharge can be prevented, so that surface treatment can be performed even if the substrate is a plastic having low heat resistance.

ところが、低圧のグロー放電プラズマによる表面処理を行う場合には、処理容器として高価な真空チャンバや、真空排気装置が必要となってしまう。また、いわゆる液晶テレビ等の大画面化に代表されるように、基板の大型化が進められている分野もあり、この場合には、より大きな真空チャンバや真空排気装置が必要となる。その結果、装置コストが高くなり、装置のフットプリントが大きくなることも避けられない。また、吸水率の高い基板に表面処理を行う場合には、真空チャンバの内部を真空にするのに長時間を要し、処理コスト自体が高くなってしまうという問題もある。   However, when performing surface treatment with low-pressure glow discharge plasma, an expensive vacuum chamber or vacuum exhaust device is required as a processing container. In addition, there is a field in which the size of a substrate is being increased as represented by an increase in the screen size of a so-called liquid crystal television or the like. In this case, a larger vacuum chamber or a vacuum exhaust device is required. As a result, it is inevitable that the device cost increases and the footprint of the device increases. In addition, when a surface treatment is performed on a substrate having a high water absorption rate, it takes a long time to evacuate the inside of the vacuum chamber, resulting in a problem that the processing cost itself is increased.

そこで、上記の種々の問題を克服するために、大気圧下でグロー放電プラズマを生じさせて基板の表面処理を行う装置が提案されている(例えば、特許文献1等参照)。   Therefore, in order to overcome the above-mentioned various problems, an apparatus has been proposed in which glow discharge plasma is generated under atmospheric pressure to perform substrate surface treatment (see, for example, Patent Document 1).

このようなプラズマ処理装置は、図8に示すように、被処理基板107を保持する電極ステージ103と、電極ステージ103に対向して配置された対向電極102とを備えている。対向電極102には、処理ガスが流出するガス供給孔(図示省略)が複数形成され、電圧を印加するための電源101が接続されている。一方、電極ステージ103は、被処理基板107を突き上げて支持するリフトピン機構105と、被処理基板107を電極ステージ103の表面に吸着させる吸着溝104とを備え、接地されている。   As shown in FIG. 8, such a plasma processing apparatus includes an electrode stage 103 that holds a substrate 107 to be processed, and a counter electrode 102 that is disposed to face the electrode stage 103. A plurality of gas supply holes (not shown) through which the processing gas flows are formed in the counter electrode 102, and a power source 101 for applying a voltage is connected. On the other hand, the electrode stage 103 includes a lift pin mechanism 105 that pushes up and supports the substrate 107 to be processed and an adsorption groove 104 that adsorbs the substrate 107 to be processed to the surface of the electrode stage 103 and is grounded.

吸着溝104は、被処理基板107と電極ステージ103との間に空隙部108を有するが、その空隙部108には内部が低圧であるためにプラズマが容易に生じる。したがって、吸着溝104における電圧降下は比較的小さい。   The suction groove 104 has a gap portion 108 between the substrate 107 to be processed and the electrode stage 103, but plasma is easily generated in the gap portion 108 because the inside has a low pressure. Therefore, the voltage drop in the suction groove 104 is relatively small.

等価回路である図9に示すように、吸着溝104の近傍では、電源101と接地部115との間において、抵抗111と、コンデンサ112と、抵抗113とが直列に接続された回路構成を考えることができる。抵抗111は、対向電極102と被処理基板107との間の電圧降下を示している。コンデンサ112は、被処理基板107における電気容量である。また、抵抗113は、吸着溝104における電圧降下を示している。コンデンサ112における電圧降下は比較的大きいが、抵抗111,113における電圧降下は比較的小さい。このように、吸着溝104の空隙部108における電圧降下は小さいため、被処理基板107に対する処理ムラは実質的に発生しない。
特開平7−118857号公報
As shown in FIG. 9, which is an equivalent circuit, a circuit configuration in which a resistor 111, a capacitor 112, and a resistor 113 are connected in series between the power supply 101 and the ground unit 115 in the vicinity of the suction groove 104 is considered. be able to. The resistor 111 indicates a voltage drop between the counter electrode 102 and the substrate 107 to be processed. The capacitor 112 is an electric capacity in the substrate 107 to be processed. The resistor 113 indicates a voltage drop in the suction groove 104. Although the voltage drop in the capacitor 112 is relatively large, the voltage drop in the resistors 111 and 113 is relatively small. As described above, since the voltage drop in the gap 108 of the suction groove 104 is small, the processing unevenness on the substrate 107 to be processed does not substantially occur.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-118857

ところで、図8に示すように、リフトピン機構105の機械的精度には限界があるため、リフトピン機構105と電極ステージ103との間に空隙が生じるだけでなく、リフトピン機構105と被処理基板107との間にも空隙部109が生じる。しかし、その空隙部109の圧力は大気圧であるので、電圧印加時においてもプラズマが生じない。その結果、空隙部109における電圧降下は大きくなってしまう。   Incidentally, as shown in FIG. 8, since the mechanical accuracy of the lift pin mechanism 105 is limited, not only a gap is generated between the lift pin mechanism 105 and the electrode stage 103, but the lift pin mechanism 105 and the substrate 107 to be processed A gap 109 is also formed between them. However, since the pressure in the gap 109 is atmospheric pressure, no plasma is generated even when a voltage is applied. As a result, the voltage drop in the gap 109 becomes large.

すなわち、等価回路である図10に示すように、リフトピン機構105の近傍では、電源101と接地部115との間において、抵抗111と、コンデンサ112と、コンデンサ114とが直列に接続された回路構成を考えることができる。コンデンサ114は、リフトピン機構105の空隙部109における電気容量である。このように、リフトピン機構105の空隙部109では、プラズマが生じないので電圧降下が比較的大きくなることが避けられない。その結果、被処理基板107に処理ムラやいわゆる処理抜けが生じてしまう。   That is, as shown in FIG. 10, which is an equivalent circuit, in the vicinity of the lift pin mechanism 105, a circuit configuration in which a resistor 111, a capacitor 112, and a capacitor 114 are connected in series between a power source 101 and a grounding portion 115. Can think. The capacitor 114 has an electric capacity in the gap portion 109 of the lift pin mechanism 105. Thus, since no plasma is generated in the gap 109 of the lift pin mechanism 105, it is inevitable that the voltage drop becomes relatively large. As a result, processing unevenness or so-called processing omission occurs on the substrate 107 to be processed.

本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、リフトピン機構の空隙部における処理ムラを低減しようとすることにある。   The present invention has been made in view of such various points, and an object thereof is to reduce processing unevenness in a gap portion of a lift pin mechanism.

上記の目的を達成するために、この発明では、プラズマ処理時にリフトピン機構の空隙部における電圧降下を抑制する電圧降下抑制手段を設けるようにした。   In order to achieve the above object, in the present invention, a voltage drop suppressing means for suppressing a voltage drop in the gap portion of the lift pin mechanism during plasma processing is provided.

具体的に、本発明に係るプラズマ処理装置は、被処理基板を吸着面で吸着保持する電極ステージと、上記電極ステージに設けられると共に上記電極ステージの吸着面から出没可能なピンを有し、上記ピンが突出することによって上記被処理基板を上記吸着面から離脱させるリフトピン機構と、上記電極ステージに対向して配置され、上記電極ステージとの間で放電可能な対向電極とを備え、大気圧の雰囲気で上記電極ステージ及び対向電極の間にプラズマを生じさせることにより上記被処理基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、上記リフトピン機構は、上記ピンが上記電極ステージに没入した状態で上記ピンと上記吸着面に吸着された上記被処理基板との間に形成される空隙部と、上記被処理基板のプラズマ処理時に上記空隙部における電圧降下を抑制する電圧降下抑制手段とを備えている。   Specifically, a plasma processing apparatus according to the present invention includes an electrode stage that holds a substrate to be processed by suction and holds a pin, and a pin that is provided on the electrode stage and that can be projected and retracted from the suction surface of the electrode stage. A lift pin mechanism that separates the substrate to be processed from the suction surface by a pin protruding; and a counter electrode that is disposed opposite to the electrode stage and is capable of discharging between the electrode stage and having an atmospheric pressure. A plasma processing apparatus that plasma-processes the substrate to be processed by generating plasma between the electrode stage and the counter electrode in an atmosphere, wherein the lift pin mechanism is configured so that the pin and the pin are immersed in the electrode stage. A gap formed between the substrate to be processed adsorbed on the adsorption surface and the gap during plasma processing of the substrate to be processed And a suppressing voltage drop suppression means the voltage drop across.

上記電圧降下抑制手段は、上記被処理基板のプラズマ処理時に上記空隙部にプラズマを発生させるプラズマ発生手段であることが好ましい。   The voltage drop suppressing means is preferably plasma generating means for generating plasma in the gap during plasma processing of the substrate to be processed.

上記プラズマ発生手段は、上記空隙部を低圧状態で封止する封止構造であってもよい。   The plasma generating means may have a sealing structure that seals the gap in a low pressure state.

上記封止構造は、上記電極ステージの吸着面に開口されて上記ピンが設けられたシリンダ部と、上記ピンに嵌挿して設けられ、上記空隙部を含む上記シリンダ部の一部を上記被処理基板との間で封止するシール部材とを有していることが好ましい。   The sealing structure includes a cylinder portion that is opened in the suction surface of the electrode stage and provided with the pin, and is fitted into the pin, and a part of the cylinder portion including the gap portion is processed. It is preferable to have a sealing member for sealing with the substrate.

−作用−
次に、本発明の作用について説明する。
-Action-
Next, the operation of the present invention will be described.

被処理基板は、リフトピン機構のピンが電極ステージに没入した状態で、電極ステージの吸着面に吸着保持される。電極ステージと対向電極との間で放電を行うことにより、その電極ステージと対向電極との間には、大気圧の雰囲気でプラズマが生じる。その結果、被処理基板はプラズマ処理される。プラズマ処理された被処理基板は、リフトピン機構のピンが電極ステージの吸着面から突出することによって、電極ステージから離脱される。   The substrate to be processed is sucked and held on the suction surface of the electrode stage in a state where the pins of the lift pin mechanism are immersed in the electrode stage. By performing discharge between the electrode stage and the counter electrode, plasma is generated between the electrode stage and the counter electrode in an atmosphere of atmospheric pressure. As a result, the substrate to be processed is subjected to plasma processing. The plasma-treated substrate is detached from the electrode stage when the pins of the lift pin mechanism protrude from the suction surface of the electrode stage.

リフトピン機構には、電極ステージに被処理基板が吸着保持された状態で、被処理基板とピンとの間に空隙部が形成される。空隙部には電圧降下抑制手段が設けられているので、被処理基板のプラズマ処理時に、その空隙部における電圧降下が抑制される。その結果、被処理基板における局部的な電圧降下が抑制されるため、被処理基板に対するプラズマ処理の処理ムラが低減される。   In the lift pin mechanism, a gap is formed between the substrate to be processed and the pin in a state where the substrate to be processed is sucked and held on the electrode stage. Since the voltage drop suppression means is provided in the gap, the voltage drop in the gap is suppressed during the plasma processing of the substrate to be processed. As a result, the local voltage drop in the substrate to be processed is suppressed, so that the processing unevenness of the plasma processing on the substrate to be processed is reduced.

電圧降下抑制手段は、プラズマ発生手段により構成することが可能である。プラズマ発生手段は、被処理基板のプラズマ処理時に空隙部においてプラズマを発生させる。すなわち、被処理基板とピンとの間にプラズマが生じることから、空隙部における電圧降下は抑制される。   The voltage drop suppression means can be constituted by plasma generation means. The plasma generating means generates plasma in the gap during plasma processing of the substrate to be processed. That is, since plasma is generated between the substrate to be processed and the pins, the voltage drop in the gap is suppressed.

さらに、プラズマ発生手段は、空隙部を低圧状態で封止する封止構造により構成することが可能である。空隙部が低圧状態であれば、被処理基板のプラズマ処理時に電極ステージと対向電極との間に印加される電圧によって、空隙部にもプラズマが生じる。その結果、空隙部における電圧降下が抑制されて処理ムラが低減される。   Furthermore, the plasma generating means can be configured by a sealing structure that seals the gap in a low pressure state. If the gap is in a low pressure state, plasma is also generated in the gap due to the voltage applied between the electrode stage and the counter electrode during plasma processing of the substrate to be processed. As a result, the voltage drop in the gap is suppressed and processing unevenness is reduced.

本発明によれば、プラズマ処理時にリフトピン機構の空隙部における電圧降下を抑制する電圧抑制手段を設けるようにしたので、対向電極と電極ステージとの間にプラズマを均一に発生させることができる。その結果、大気圧の雰囲気でプラズマ処理される被処理基板に対し、そのプラズマ処理の処理ムラを低減することができる。   According to the present invention, since the voltage suppressing means for suppressing the voltage drop in the gap portion of the lift pin mechanism during the plasma processing is provided, plasma can be generated uniformly between the counter electrode and the electrode stage. As a result, the processing unevenness of the plasma processing can be reduced with respect to the substrate to be processed that is subjected to the plasma processing in an atmospheric pressure atmosphere.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiment.

《発明の実施形態1》
図1〜図5は、本発明の実施形態1を示している。本実施形態のプラズマ処理装置Sは、断面図である図1に示すように、処理容器1の内部に収容された電極ステージ2と、対向電極3とを備えている。そして、電極ステージ2の上に保持されたガラス基板等の被処理基板4に対し、大気圧の雰囲気でプラズマ処理を施すようになっている。
Embodiment 1 of the Invention
1 to 5 show Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1 which is a cross-sectional view, the plasma processing apparatus S of the present embodiment includes an electrode stage 2 accommodated in the processing container 1 and a counter electrode 3. The substrate 4 to be processed such as a glass substrate held on the electrode stage 2 is subjected to plasma processing in an atmospheric pressure atmosphere.

処理容器1の底部には、処理容器1の内部の排気ガスを排出するための排気管5が接続されている。排気管5の一端は大気開放されている。   An exhaust pipe 5 for exhausting exhaust gas inside the processing container 1 is connected to the bottom of the processing container 1. One end of the exhaust pipe 5 is open to the atmosphere.

電極ステージ2は、板状の導電性部材により構成され、被処理基板4を吸着保持する吸着面6を有している。吸着面6には、平面図である図2に示すように、吸着部である複数の吸着溝7が平面視で矩形リング状に形成され、同心状に並んで配置されている。各吸着溝7は、断面矩形状の溝に形成されており、図1のIII−III線断面図である図3に示すように、吸着溝7の底部に形成された排気通路8を介して減圧手段である真空ポンプ(図示省略)等により接続されている。そして、吸着面6に被処理基板4を載置した状態で、真空ポンプを駆動させることにより、吸着溝7の内部に真空力を発生させて、上記被処理基板4を吸着保持するようになっている。また、電極ステージ2は、電気的に接地されている。   The electrode stage 2 is composed of a plate-like conductive member, and has a suction surface 6 that sucks and holds the substrate 4 to be processed. As shown in FIG. 2 which is a plan view, a plurality of suction grooves 7 as suction portions are formed in a rectangular ring shape on the suction surface 6 in a plan view and are arranged concentrically. Each adsorption groove 7 is formed in a groove having a rectangular cross section, and as shown in FIG. 3, which is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 1, via an exhaust passage 8 formed at the bottom of the adsorption groove 7. They are connected by a vacuum pump (not shown) as decompression means. Then, by driving the vacuum pump while the substrate 4 to be processed is placed on the suction surface 6, a vacuum force is generated inside the suction groove 7 to suck and hold the substrate 4 to be processed. ing. The electrode stage 2 is electrically grounded.

電極ステージ2には、被処理基板4を吸着面6から離脱させるリフトピン機構10が設けられている。リフトピン機構10は、電極ステージ2に形成されたシリンダ部11と、シリンダ部11に設けられたピン12とを備えている。   The electrode stage 2 is provided with a lift pin mechanism 10 for detaching the substrate 4 to be processed from the suction surface 6. The lift pin mechanism 10 includes a cylinder part 11 formed on the electrode stage 2 and a pin 12 provided on the cylinder part 11.

シリンダ部11は、拡大断面図である図4に示すように、電極ステージ2の吸着面6に開口された、例えば円筒状の穴部により構成されている。シリンダ部11の内壁面は、電極ステージ2の吸着面6側(図4で上側)の内径が、電極ステージ2の背面側(図4で下側)よりも大きい段差状に形成されている。つまり、シリンダ部11は、吸着面6側の内径が比較的大きい第1部分11aと、背面側の内径が比較的小さい第2部分11bとにより構成されている。   As shown in FIG. 4 which is an enlarged cross-sectional view, the cylinder portion 11 is configured by, for example, a cylindrical hole portion opened in the suction surface 6 of the electrode stage 2. The inner wall surface of the cylinder portion 11 is formed in a stepped shape in which the inner diameter of the electrode stage 2 on the suction surface 6 side (upper side in FIG. 4) is larger than the rear side of the electrode stage 2 (lower side in FIG. 4). That is, the cylinder part 11 is comprised by the 1st part 11a with a comparatively large internal diameter by the side of adsorption | suction surface 6, and the 2nd part 11b with a comparatively small internal diameter by the back side.

上記ピン12は、円柱状に形成され、シリンダ部11の長さ方向(つまり上下方向)に移動可能に構成されている。ピン12は、下方の収納位置に移動した状態で、その上端が吸着面6よりも下方に配置される。すなわち、リフトピン機構10は、ピン12が電極ステージ2に没入した状態でピン12と吸着面6に吸着された被処理基板4との間に形成される空隙部13を有している。一方、ピン12は、上方の突出位置に移動した状態で、その上端が吸着面6よりも上方に突出して配置される。つまり、ピン12は、電極ステージ2の吸着面6から出没可能に構成されている。   The pin 12 is formed in a columnar shape and is configured to be movable in the length direction (that is, the vertical direction) of the cylinder portion 11. The upper end of the pin 12 is disposed below the suction surface 6 in a state where the pin 12 is moved to the lower storage position. In other words, the lift pin mechanism 10 has a gap portion 13 formed between the pin 12 and the substrate 4 to be processed adsorbed on the adsorption surface 6 with the pin 12 immersed in the electrode stage 2. On the other hand, the upper end of the pin 12 is disposed so as to protrude above the suction surface 6 in a state where the pin 12 has moved to the upper protruding position. That is, the pin 12 is configured to be able to protrude and retract from the suction surface 6 of the electrode stage 2.

こうして、ピン12は、吸着面6から突出して突出位置へ移動することにより、被処理基板4を押し上げて吸着面6から離脱させるようになっている。   In this way, the pin 12 protrudes from the suction surface 6 and moves to the protruding position, thereby pushing up the substrate 4 to be detached from the suction surface 6.

上記対向電極3は、導電性部材により構成され、電極ステージ2に対向して配置されている。対向電極3は、処理容器1内部の上方位置に設置され、内部が中空板状に形成されている。対向電極3の上部には、対向電極3の内部に処理ガスを導入するためのガス導入管14の一端が接続されている。ガス導入管14の他端側は、処理容器1の外部へ延出されている。そして、対向電極3には、ガス導入管を介して電源部15が接続されている。このことにより、対向電極3は、電極ステージ2との間で放電可能になっている。   The counter electrode 3 is made of a conductive member, and is disposed to face the electrode stage 2. The counter electrode 3 is installed at an upper position inside the processing container 1, and the inside is formed in a hollow plate shape. One end of a gas introduction pipe 14 for introducing a processing gas into the counter electrode 3 is connected to the upper portion of the counter electrode 3. The other end side of the gas introduction pipe 14 extends to the outside of the processing container 1. And the power supply part 15 is connected to the counter electrode 3 through the gas introduction pipe | tube. Thus, the counter electrode 3 can be discharged between the electrode stage 2.

対向電極3は、電極ステージ2の吸着面6に対向する対向面16を有している。対向面16には、図4に示すように、複数のガス導入孔17が形成され、ガス導入管14から対向電極3の内部に供給された処理ガスを各ガス導入孔17を介して被処理基板4側へ供給するようになっている。   The counter electrode 3 has a counter surface 16 that faces the suction surface 6 of the electrode stage 2. As shown in FIG. 4, a plurality of gas introduction holes 17 are formed in the opposing surface 16, and the processing gas supplied from the gas introduction pipe 14 to the inside of the opposing electrode 3 is processed through each gas introduction hole 17. It supplies to the board | substrate 4 side.

こうして、プラズマ処理装置Sは、対向電極3と電極ステージ2との間に処理ガスが供給された状態で、電源部15から対向電極3と電極ステージ2との間に例えば1〜数十kVの電圧を印加することにより、対向電極3と電極ステージ2との間にプラズマを生じさせるようになっている。このプラズマによって、被処理基板4はプラズマ処理される。   In this way, the plasma processing apparatus S is, for example, 1 to several tens kV between the counter electrode 3 and the electrode stage 2 from the power supply unit 15 in a state where the processing gas is supplied between the counter electrode 3 and the electrode stage 2. By applying a voltage, plasma is generated between the counter electrode 3 and the electrode stage 2. The substrate to be processed 4 is plasma-processed by this plasma.

例えば、被処理基板4上に形成されている薄膜(化学的、機械的、光学的又は電気的な特性を有する薄膜)をエッチングする場合には、処理ガスとしてCF4と、He又はArとの混合ガスを適用することが好ましい。また、被処理基板4の表面に撥水性を付与するような処理を行う場合には、処理ガスとして、CF4、C26、及びSF6等のフッ素含有ガスを適用することが可能である。また、被処理基板4の表面にSiO2、TiO2、SnO2等の金属酸化膜の薄膜を形成して、被処理基板4に親水性を付与する場合には、水素化金属ガス、ハロゲン化金属ガス、及び金属アルコラート等の金属有機化合物のガス又は水蒸気を適用することが可能である。 For example, when etching a thin film (thin film having chemical, mechanical, optical, or electrical properties) formed on the substrate 4 to be processed, CF 4 and He or Ar are used as processing gases. It is preferable to apply a mixed gas. Further, in the case of performing a treatment that imparts water repellency to the surface of the substrate 4 to be treated, it is possible to apply a fluorine-containing gas such as CF 4 , C 2 F 6 , and SF 6 as the treatment gas. is there. Further, when a thin film of a metal oxide film such as SiO 2 , TiO 2 or SnO 2 is formed on the surface of the substrate to be processed 4 to impart hydrophilicity to the substrate to be processed 4, a metal hydride gas or halogenated gas is used. It is possible to apply a metal gas and a gas of a metal organic compound such as a metal alcoholate or water vapor.

そして、本発明の特徴として、リフトピン機構10は、被処理基板4のプラズマ処理時に空隙部13における電圧降下を抑制する電圧降下抑制手段20を備えている。電圧降下抑制手段20は、対向電極3と電極ステージ2との間でプラズマが生じているときに、被処理基板4とピン12との間を通電可能な状態にすることにより、空隙部13における電圧降下を抑制するようになっている。   As a feature of the present invention, the lift pin mechanism 10 includes voltage drop suppression means 20 that suppresses a voltage drop in the gap portion 13 during plasma processing of the substrate 4 to be processed. The voltage drop suppression means 20 is configured to enable energization between the substrate to be processed 4 and the pin 12 when plasma is generated between the counter electrode 3 and the electrode stage 2, thereby enabling The voltage drop is suppressed.

例えば、電圧降下抑制手段20は、被処理基板4のプラズマ処理時に空隙部13にプラズマを発生させるプラズマ発生手段20とすることが可能である。好ましくは、プラズマ発生手段20は、空隙部13を低圧状態で封止する封止構造20により構成される。   For example, the voltage drop suppression unit 20 can be a plasma generation unit 20 that generates plasma in the gap portion 13 during plasma processing of the substrate 4 to be processed. Preferably, the plasma generating means 20 is constituted by a sealing structure 20 that seals the gap 13 in a low pressure state.

封止構造20は、上記シリンダ部11と、ピン12に嵌挿して設けられ、空隙部13を含むシリンダ部11の一部を被処理基板4との間で封止するシール部材21とを有している。図4に示すように、シリンダ部11の第1部分11aと第2部分11bとの間の段差部分にはオーリング等のシール部材21が固定して設けられている。このシール部材21によって、第1部分11aと第2部分11bとは、気密状に分離されている。   The sealing structure 20 includes the cylinder portion 11 and a seal member 21 that is provided by being inserted into the pin 12 and seals a part of the cylinder portion 11 including the gap portion 13 with the substrate 4 to be processed. is doing. As shown in FIG. 4, a seal member 21 such as an O-ring is fixedly provided at a step portion between the first portion 11 a and the second portion 11 b of the cylinder portion 11. By this seal member 21, the first portion 11a and the second portion 11b are separated in an airtight manner.

また、シリンダ部11の第1部分11aの内部は、電極ステージ2に形成された連通路23を介して吸着溝7の内部に連通している。そのことにより、被処理基板4が吸着面6に吸着された状態で吸着溝7の内部が真空ポンプにより減圧されると、連通路23を介して上記第1部分11aの内部も減圧されるようになっている。   Further, the inside of the first portion 11 a of the cylinder portion 11 communicates with the inside of the suction groove 7 through a communication path 23 formed in the electrode stage 2. As a result, when the inside of the suction groove 7 is depressurized by the vacuum pump while the substrate to be processed 4 is attracted to the suction surface 6, the inside of the first portion 11 a is also decompressed via the communication path 23. It has become.

−プラズマ処理方法−
次に、上記プラズマ処理装置Sによる被処理基板4のプラズマ処理方法について説明する。
-Plasma treatment method-
Next, a plasma processing method for the substrate 4 to be processed by the plasma processing apparatus S will be described.

まず、基板吸着工程では、リフトピン機構10のピン12を収納位置へ移動させた状態で、被処理基板4を電極ステージ2の吸着面6に載置する。続いて、真空ポンプを駆動して吸着溝7の内部を減圧する。このとき、シリンダ部11の第1部分11aの内部も減圧されて真空状態となる。こうして、被処理基板4は、吸着溝7及び上記第1部分11a(空隙部13)に生じた真空力によって、吸着面6に吸着保持される。   First, in the substrate suction step, the substrate 4 to be processed is placed on the suction surface 6 of the electrode stage 2 with the pins 12 of the lift pin mechanism 10 moved to the storage position. Subsequently, the vacuum pump is driven to decompress the inside of the suction groove 7. At this time, the inside of the first portion 11a of the cylinder part 11 is also depressurized to be in a vacuum state. In this way, the substrate 4 to be processed is sucked and held on the suction surface 6 by the vacuum force generated in the suction groove 7 and the first portion 11a (gap portion 13).

次に、プラズマ発生工程では、対向電極3の内部に処理ガスを導入し、その処理ガスを、対向電極3の各ガス導入孔17から、対向電極3と電極ステージ2との間の空間に均一に供給する。その状態で、電源部15から対向電極3へ所定の電圧を印加して、対向電極3と電極ステージ2上の被処理基板4との間に、大気圧の雰囲気でプラズマを発生させる。このプラズマによって、例えばエッチング等のプラズマ処理を被処理基板4に施す。尚、処理容器1の内部の排気ガスは、排気管5を介して外部へ自然排気される。   Next, in the plasma generation step, a processing gas is introduced into the counter electrode 3, and the processing gas is uniformly introduced into the space between the counter electrode 3 and the electrode stage 2 from each gas introduction hole 17 of the counter electrode 3. To supply. In this state, a predetermined voltage is applied from the power supply unit 15 to the counter electrode 3 to generate plasma between the counter electrode 3 and the substrate to be processed 4 on the electrode stage 2 in an atmosphere of atmospheric pressure. A plasma treatment such as etching is performed on the substrate 4 by this plasma. The exhaust gas inside the processing container 1 is naturally exhausted to the outside through the exhaust pipe 5.

次に、基板離脱工程では、プラズマ処理が施された被処理基板4を吸着面6から離脱させる。すなわち、真空ポンプの駆動を停止すると共に、処理ガスの供給を停止する。続いて、リフトピン機構10の各ピン12を収納位置から上昇させて突出位置へ移動させる。このことにより、被処理基板4を電極ステージ2の吸着面6から離脱させて搬出する。   Next, in the substrate removal step, the substrate 4 to be processed that has been subjected to the plasma treatment is detached from the suction surface 6. That is, the driving of the vacuum pump is stopped and the supply of the processing gas is stopped. Subsequently, each pin 12 of the lift pin mechanism 10 is lifted from the storage position and moved to the protruding position. As a result, the substrate 4 to be processed is detached from the suction surface 6 of the electrode stage 2 and carried out.

以上の一連の工程によって、上記プラズマ処理装置Sによる被処理基板4のプラズマ処理が行われる。   The plasma processing of the substrate 4 to be processed by the plasma processing apparatus S is performed through the above series of steps.

−実施形態1の効果−
したがって、この実施形態1によると、大気圧の雰囲気でプラズマ処理を行うことが可能であるので、高価な真空容器が不要となって装置コストを低減できる。そのことに加え、リフトピン機構10に対し、シリンダ部11の空隙部13を封止する封止構造20を設けるようにしたので、空隙部13(すなわち、被処理基板4とピン12との間)にプラズマを発生させることが可能となる。そのことにより、被処理基板4とピン12との間をプラズマにより通電状態とすることができるので、空隙部13における電圧降下を抑制することが可能となる。
-Effect of Embodiment 1-
Therefore, according to the first embodiment, plasma processing can be performed in an atmosphere of atmospheric pressure, so that an expensive vacuum vessel is not required, and the apparatus cost can be reduced. In addition, since the lift pin mechanism 10 is provided with the sealing structure 20 that seals the gap portion 13 of the cylinder portion 11, the gap portion 13 (that is, between the substrate 4 to be processed and the pin 12). It is possible to generate plasma. As a result, the substrate 4 and the pin 12 can be energized by plasma, so that a voltage drop in the gap 13 can be suppressed.

図5は、プラズマ処理装置Sの等価回路を示している。対向電極3と被処理基板4との間には、プラズマが生じているので抵抗31が設けられていると考えることができる。また、被処理基板4には、コンデンサ32が設けられていると考えることができる。そして、空隙部13には、プラズマが生じているので抵抗33が設けられていると考えることができる。すなわち、空隙部13を、電圧降下が大きいコンデンサではなくて、電圧降下が小さい抵抗33に相当する構成とすることができる。   FIG. 5 shows an equivalent circuit of the plasma processing apparatus S. Since plasma is generated between the counter electrode 3 and the substrate 4 to be processed, it can be considered that a resistor 31 is provided. Further, it can be considered that the substrate 32 is provided with the capacitor 32. It can be considered that a resistor 33 is provided in the gap 13 because plasma is generated. That is, the gap portion 13 can be configured to correspond to the resistor 33 having a small voltage drop, not a capacitor having a large voltage drop.

このように、本実施形態では、空隙部13における局部的な電圧降下が抑制できるために、プラズマを対向電極3と電極ステージ2との間で均一な状態で発生させることができる。その結果、被処理基板4の全面に亘って均一なプラズマ処理を施すことができるため、大気圧の雰囲気におけるプラズマ処理の処理ムラやいわゆる処理抜けを低減することができる。   Thus, in this embodiment, since the local voltage drop in the space | gap part 13 can be suppressed, a plasma can be generated in the uniform state between the counter electrode 3 and the electrode stage 2. FIG. As a result, since uniform plasma processing can be performed over the entire surface of the substrate to be processed 4, it is possible to reduce plasma processing unevenness and so-called processing loss in an atmosphere of atmospheric pressure.

また、近年、液晶表示装置に代表されるように、被処理基板4が大型化する分野もあるが、本実施形態のプラズマ処理装置Sによれば、そのように被処理基板4が大型化しても、装置のフットプリントの増大を抑制しつつ処理ムラの低減を図ることができる。   In recent years, as represented by a liquid crystal display device, there is a field in which the substrate to be processed 4 is increased in size. However, according to the plasma processing apparatus S of this embodiment, the substrate to be processed 4 is increased in size. However, it is possible to reduce processing unevenness while suppressing an increase in the footprint of the apparatus.

《発明の実施形態2》
図6〜図7は、本発明の実施形態2を示している。尚、以降の各実施形態では、図1〜図5と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
6 to 7 show Embodiment 2 of the present invention. In the following embodiments, the same portions as those in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態は、電極ステージ2の吸着部を、吸着溝7ではなく複数の吸着口27により構成したものである。各吸着口27は、電極ステージ2の吸着面6に均等にマトリクス状に配置され、吸着面6に開口する断面円状の縦孔により形成されている。電極ステージ2には、背面側に複数のチャンバ部28が形成されている。各チャンバ部28には、複数の吸着口27が連通する一方、真空ポンプ(図示省略)に接続されている。こうして、真空ポンプを駆動することにより、各チャンバ部28の内部を減圧して、各吸着口27に真空力を発生させるようになっている。また、上記実施形態1と同様のリフトピン機構10が吸着口27の間に配置されている。   In the present embodiment, the suction portion of the electrode stage 2 is configured by a plurality of suction ports 27 instead of the suction grooves 7. The suction ports 27 are equally arranged on the suction surface 6 of the electrode stage 2 in the form of a matrix, and are formed by vertical holes having a circular cross section that opens to the suction surface 6. The electrode stage 2 has a plurality of chamber portions 28 formed on the back side. Each chamber part 28 is connected to a vacuum pump (not shown) while communicating with a plurality of suction ports 27. Thus, by driving the vacuum pump, the inside of each chamber 28 is decompressed, and a vacuum force is generated at each suction port 27. Further, the lift pin mechanism 10 similar to that of the first embodiment is disposed between the suction ports 27.

電極ステージ2をこのような構成としても、上記実施形態1と同様の効果を得ることができる。そのことに加え、被処理基板4をその全体に亘って均一に吸着保持できる点で好ましい。   Even if the electrode stage 2 has such a configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In addition, it is preferable in that the substrate to be processed 4 can be uniformly adsorbed and held throughout.

《その他の実施形態》
電圧降下抑制手段20として、封止構造20を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、被処理基板4とピン12との間を通電状態とする他の構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
Although the sealing structure 20 has been described as an example of the voltage drop suppressing unit 20, the present invention is not limited to this, and other configurations in which a current is applied between the substrate 4 to be processed and the pins 12 may be employed.

また、処理ガスを供給する構成としては、対向電極3の内部から供給する以外に、対向電極3と電極ステージ2との間の空間の側方に処理ガスを供給する供給管を別個独立に設けるようにしてもよい。このようにして処理ガスを供給するようにしても、対向電極3と電極ステージ2との間にプラズマを適切に発生させることが可能となる。   In addition to supplying the processing gas from the inside of the counter electrode 3, a supply pipe for supplying the processing gas to the side of the space between the counter electrode 3 and the electrode stage 2 is provided separately. You may do it. Even if the processing gas is supplied in this manner, it is possible to appropriately generate plasma between the counter electrode 3 and the electrode stage 2.

以上説明したように、本発明は、大気圧近傍の圧力環境下でプラズマ処理を行うプラズマ処理装置について有用であり、特に、リフトピン機構における電圧降下を抑制して、処理ムラの低減を図る場合に適している。   As described above, the present invention is useful for a plasma processing apparatus that performs plasma processing under a pressure environment near atmospheric pressure, and particularly, when voltage drop in a lift pin mechanism is suppressed to reduce processing unevenness. Is suitable.

実施形態1のプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the plasma processing apparatus of Embodiment 1. FIG. 電極ステージの外観を示す平面図である。It is a top view which shows the external appearance of an electrode stage. 図2におけるIII−III線断面図である。It is the III-III sectional view taken on the line in FIG. 図2におけるIV−IV線断面図である。It is the IV-IV sectional view taken on the line in FIG. プラズマ処理装置の等価回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the equivalent circuit of a plasma processing apparatus. 実施形態2の電極ステージ2を示す平面図である。5 is a plan view showing an electrode stage 2 of Embodiment 2. FIG. 図6におけるVI−VI線断面図である。It is the VI-VI sectional view taken on the line in FIG. 従来のプラズマ処理装置を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the conventional plasma processing apparatus. 従来の吸着溝における等価回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the equivalent circuit in the conventional adsorption | suction groove | channel. 従来の空隙部における等価回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the equivalent circuit in the conventional space | gap part.

符号の説明Explanation of symbols

S プラズマ処理装置
2 電極ステージ
3 対向電極
4 被処理基板
6 吸着面
10 リフトピン機構
11 シリンダ部
11a 第1部分
11b 第2部分
12 ピン
13 空隙部
20 電圧降下抑制手段(プラズマ発生手段、封止構造)
21 シール部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS S Plasma processing apparatus 2 Electrode stage 3 Counter electrode 4 Substrate 6 Substrate 6 Suction surface 10 Lift pin mechanism 11 Cylinder part 11a 1st part 11b 2nd part 12 Pin 13 Air gap part 20 Voltage drop suppression means (plasma generation means, sealing structure)
21 Seal member

Claims (4)

被処理基板を吸着面で吸着保持する電極ステージと、
上記電極ステージに設けられると共に上記電極ステージの吸着面から出没可能なピンを有し、上記ピンが突出することによって上記被処理基板を上記吸着面から離脱させるリフトピン機構と、
上記電極ステージに対向して配置され、上記電極ステージとの間で放電可能な対向電極とを備え、大気圧の雰囲気で上記電極ステージ及び対向電極の間にプラズマを生じさせることにより上記被処理基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
上記リフトピン機構は、上記ピンが上記電極ステージに没入した状態で上記ピンと上記吸着面に吸着された上記被処理基板との間に形成される空隙部と、上記被処理基板のプラズマ処理時に上記空隙部における電圧降下を抑制する電圧降下抑制手段とを備えている
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
An electrode stage that holds and holds the substrate to be processed on the suction surface;
A lift pin mechanism that is provided on the electrode stage and has a pin that can be projected and retracted from the suction surface of the electrode stage, and causes the substrate to be detached from the suction surface when the pin protrudes;
A counter electrode disposed opposite to the electrode stage and capable of discharging between the electrode stage and generating a plasma between the electrode stage and the counter electrode in an atmosphere of atmospheric pressure; A plasma processing apparatus for plasma processing,
The lift pin mechanism includes a gap formed between the pin and the substrate to be processed adsorbed on the adsorption surface in a state where the pin is immersed in the electrode stage, and the gap when the substrate to be processed is subjected to plasma processing. And a voltage drop suppressing means for suppressing a voltage drop in the section.
請求項1において、
上記電圧降下抑制手段は、上記被処理基板のプラズマ処理時に上記空隙部にプラズマを発生させるプラズマ発生手段である
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
In claim 1,
The plasma processing apparatus, wherein the voltage drop suppressing means is a plasma generating means for generating plasma in the gap during plasma processing of the substrate to be processed.
請求項2において、
上記プラズマ発生手段は、上記空隙部を低圧状態で封止する封止構造である
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
In claim 2,
The plasma processing apparatus, wherein the plasma generating means has a sealing structure that seals the gap in a low pressure state.
請求項3において、
上記封止構造は、上記電極ステージの吸着面に開口されて上記ピンが設けられたシリンダ部と、上記ピンに嵌挿して設けられ、上記空隙部を含む上記シリンダ部の一部を上記被処理基板との間で封止するシール部材とを有している
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
In claim 3,
The sealing structure includes a cylinder portion that is opened in the suction surface of the electrode stage and provided with the pin, and is fitted into the pin, and a part of the cylinder portion including the gap portion is processed. A plasma processing apparatus, comprising: a sealing member that seals between the substrate and the substrate.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010084164A (en) * 2008-09-29 2010-04-15 Epson Toyocom Corp Plasma treatment apparatus
US20100212832A1 (en) * 2005-12-28 2010-08-26 Sharp Kabushiki Kaisha Stage device and plasma treatment apparatus
JPWO2022180723A1 (en) * 2021-02-25 2022-09-01

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100212832A1 (en) * 2005-12-28 2010-08-26 Sharp Kabushiki Kaisha Stage device and plasma treatment apparatus
JP2010084164A (en) * 2008-09-29 2010-04-15 Epson Toyocom Corp Plasma treatment apparatus
JPWO2022180723A1 (en) * 2021-02-25 2022-09-01
WO2022180723A1 (en) * 2021-02-25 2022-09-01 株式会社日立ハイテク Plasma treatment device
JP7350995B2 (en) 2021-02-25 2023-09-26 株式会社日立ハイテク plasma processing equipment
TWI830156B (en) * 2021-02-25 2024-01-21 日商日立全球先端科技股份有限公司 Plasma treatment device

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