JP2009173997A - プラズマ処理容器の陽極酸化処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 大型で、かつ開口部を有するプラズマ処理容器に対して、安全かつ確実に陽極酸化処理を行う。
【解決手段】 側壁１０１ｂ_２の窓用開口１６４を外側から蓋部材２４１により封止した状態で陽極酸化処理を行う。蓋部材２４１の内側は、窓用開口１６４を介して処理容器１０１内部と連通しており、電解液Ｅが流入する電解液流入部２４３を形成している。蓋部材２４１の枠状壁２４１ｂは、Ｏリング配設用溝３０１を外側から囲むように、その外周側に当接されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板などの被処理体にプラズマ処理を行う際に用いるプラズマ処理容器に対して、陽極酸化処理（アルマイト処理）を行うプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法に関する。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に代表されるＦＰＤの製造過程においては、真空下でガラス基板等の被処理体に、エッチング、成膜等の各種処理が施される。プラズマを利用して前記処理を行うために、真空引き可能な処理容器を備えたプラズマ処理装置が使用される。プラズマ処理容器の材質としては、通常アルミニウムが用いられる。

プラズマ処理の際には、プラズマや腐食性ガスの作用によってプラズマ処理容器の主に内面が損傷を受ける可能性がある。このため、アルミニウム製のプラズマ処理容器の表面に陽極酸化処理を施して耐食性を向上させている。陽極酸化処理は、通常、処理を受ける部材を硫酸や蓚酸を含む電解液に浸漬することによって行われる。

ところで、近年、ＦＰＤ用の基板に対する大型化の要求が強まっており、それに対応してプラズマ処理容器も大型化する傾向にある。そして、大型のプラズマ処理容器に陽極酸化処理を施すためには、さらに大型の電解液槽を用意する必要がある。最近では一辺が２ｍを超える巨大な基板を処理対象とするプラズマ処理容器も製造されており、従来の浸漬方式による陽極酸化処理は限界に達しつつある。

大型の処理対象に陽極酸化処理を行う技術として、例えば特許文献１では、陽極酸化処理すべき筒状体（内燃機関のシリンダブロックに挿入されるスリーブ）の内面に沿って棒状の電極を挿入し、筒状体を陽極とし、棒状の電極を陰極として筒状体の内部に電解液を流して陽極酸化処理を行う方法が提案されている。

特開２０００−２６９９９号（図２など）

上記特許文献１の技術では、陽極酸化処理の処理対象である筒状体の内部で電解液を循環させるため、筒状体の全体を電解液に浸漬する必要はない。このため、大型の電解液槽を用いずに、大型の筒状体の内面に陽極酸化処理を行うことが可能である。

しかし、特許文献１の処理対象は、シリンダブロックに装着された縦長の筒状体の内面であり、その形状から、内部に電解液を充満させて循環させることが比較的容易な構造である。一方、ＦＰＤ用基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理容器は、上部が開放された箱形をなしており、側壁や底壁には、基板の搬入出口、観察用の窓、排気や給電のための開口部が形成されている。電解液は硫酸などの有害成分を含むことから、プラズマ処理容器自体を電解液槽として陽極酸化処理を行うためには、電解液を外部へ漏出させることなく、プラズマ処理容器内部で電解液を循環させて陽極酸化処理を施す必要がある。そのためには、前記開口部を確実に封止しておかなければならない。

ところで、プラズマ処理は、通常プラズマ処理容器内部を真空状態にして行われる。このため、プラズマ処理容器の外壁面の前記開口部の周囲に、Ｏリングなどのシール部材が配備されて処理容器内の気密性が維持されている。プラズマ処理中、プラズマや腐食性ガスは、上記開口部を介して外壁面の当該シール部材の配設位置まで廻り込むことがある。従って、プラズマ処理容器に陽極酸化処理を施す場合には、該容器の内壁面にとどまらず、上記開口部の周囲では外側（外壁面）にまで酸化被膜を形成しておく必要がある。

先に述べたように、陽極酸化処理を安全に行うためには、開口部を確実に封止する必要があるが、開口部の周囲の外壁面にも酸化被膜を形成するためには、当該部位まで電解液に浸漬する必要がある。これらの二つの必要性を両立させることは困難であったため、プラズマ処理容器自体を電解液槽として陽極酸化処理を行うことは行われていなかった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、大型で、かつ開口部を有するプラズマ処理容器に対して、安全かつ確実に陽極酸化処理を行うことであり、その第２の目的は、プラズマ処理容器の貫通開口部の周囲の外壁面にもプラズマ処理容器の内壁面と同様に陽極酸化処理を行うことである。

本発明に係るプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法は、上部が開口した箱形をなすとともに壁面に貫通開口部を有するプラズマ処理容器の表面を陽極酸化処理するプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法であって、
前記プラズマ処理容器の前記貫通開口部に蓋部材を装着した状態で前記プラズマ処理容器内に電解液を充填し、
前記プラズマ処理容器の内部に陰極としての電極を配備するとともに、前記プラズマ処理容器を陽極として陽極酸化処理を行うことを特徴とする。

本発明に係るプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法において、前記貫通開口部の周囲の壁面には、前記プラズマ処理容器の内部を真空状態に維持するために配設される第１のシール部材の配設予定部位が設けられており、該配設予定部位を前記電解液に浸した状態で陽極酸化処理を行ってもよい。この場合、少なくとも一つの前記貫通開口部を囲むように、前記電解液の漏洩を防ぐ第２のシール部材を前記プラズマ処理容器の外壁面に当接させ、該第２のシール部材を介して前記蓋部材を前記プラズマ処理容器の外側に装着してもよい。さらに、前記第１のシール部材の配設予定部位は、前記貫通開口部の周囲の外壁面に設けられており、前記第１のシール部材の配設予定部位の周りを前記第２のシール部材で囲むように前記蓋部材を装着してもよい。

また、本発明に係るプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法において、少なくとも一つの前記貫通開口部を囲むように、前記電解液の漏洩を防ぐ第２のシール部材を前記プラズマ処理容器の内壁面に当接させ、該第２のシール部材を介して前記蓋部材を前記プラズマ処理容器の内部に装着してもよい。この場合、前記貫通開口部と前記第１のシール部材の配設予定部位との間に、前記第２のシール部材を当接させてもよい。

また、本発明に係るプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法は、少なくとも一つの前記貫通開口部において、前記蓋部材が外側から装着されることにより、前記プラズマ処理容器の外部に、内部と連通する電解液流入部が形成され、該電解液流入部に前記電解液を流入させることにより、前記プラズマ処理容器の前記貫通開口部の周囲の外壁面を前記電解液に浸した状態で陽極酸化処理を行うものであってもよい。この場合、前記蓋部材は、断面コの字形をなしているものであってもよい。

また、本発明に係るプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法において、前記プラズマ処理容器の上部の前記開口を囲むように前記プラズマ処理容器の上端部に補助壁を配設し、前記電解液の水位が該補助壁に達するまで前記電解液を充填して陽極酸化処理を行ってもよい。

この場合、前記プラズマ処理容器の上端部には、前記プラズマ処理容器の内部を真空状態に維持するために配設される第３のシール部材の配設予定部位が設けられており、前記補助壁は、前記第３のシール部材の配設予定部位を囲むように外側に配設されていてもよい。

また、本発明に係るプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法において、前記電極は複数の平板状の電極によって形成されており、該平板状の電極を前記プラズマ処理容器の側壁および底壁の内面に対してそれぞれ平行に配置してもよい。この場合、陰極として、前記プラズマ処理容器の貫通開口部から前記電解液流入部に挿入される補助電極を配備して陽極酸化処理を行ってもよい。さらに、前記補助電極は、前記プラズマ処理容器の外壁面に平行に形成された対向部を有していてもよい。

本発明のプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法では、プラズマ処理容器の貫通開口部に蓋部材を装着した状態で、プラズマ処理容器内に電解液を充填して陽極酸化処理を行う構成とした。このため、電解液槽を使用する必要がなくなるほか、貫通開口部からの電解液の漏出を確実に防止しながら陽極酸化処理を実施できる。従って、大型のプラズマ処理容器に対しても、安全かつ容易に陽極酸化処理を行うことができる、という効果を奏する。また、電解液槽を用いる場合に比べて、使用する電解液の量や電解液槽に関する設備費用を大幅に節減できる、という効果を奏する。

また、本発明のプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法では、前記貫通開口部の周囲の外壁面を電解液に浸した状態で陽極酸化処理を行うことができるので、プラズマ処理を行う場合に、各貫通開口部を介してプラズマや腐食性ガスが廻り込みやすい外壁部分についても、陽極酸化処理を施すことができる、という効果を奏する。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１を参照しながら、本発明の陽極酸化処理方法の処理対象となるプラズマ処理容器を備えたプラズマエッチング装置の概略構成について説明する。図１に示したように、プラズマエッチング装置２００は、例えばＦＰＤ用のガラス基板（以下、単に「基板」と記す）Ｓに対してエッチングを行なう容量結合型の平行平板プラズマエッチング装置として構成されている。なお、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）等が例示される。

このプラズマエッチング装置２００は、表面が陽極酸化処理（アルマイト処理）されたアルミニウムからなる角筒形状に成形された処理容器１０１を有している。処理容器１０１の本体（容器本体）は、底壁１０１ａ、４つの側壁１０１ｂ（側壁１０１ｂ_１，１０１ｂ_２の２つのみ図示）により構成されている。また、処理容器１０１の本体の上部には、蓋体１０１ｃが接合されている。

処理容器１０１の側壁１０１ｂや蓋体１０１ｃの外壁には、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）などの材質の薄板１０２が着脱可能に装着されている。薄板１０２は外部からの衝撃や損傷から処理容器１０１を保護する。この薄板１０２が損傷を受けた場合には、薄板１０２のみを交換すればよいため、処理容器１０１の寿命を長期化できる。

蓋体１０１ｃは、図示しない開閉機構により開閉可能に構成されている。蓋体１０１ｃを閉じた状態で蓋体１０１ｃと各側壁１０１ｂとの接合部分は、第３のシール部材としてのＯリング１０３によってシールされ、処理容器１０１内の気密性が保たれている。

処理容器１０１内の底部には、枠形状の絶縁部材１０４が配置されている。絶縁部材１０４の上には、基板Ｓを載置可能な載置台であるサセプタ１０５が設けられている。下部電極でもあるサセプタ１０５は、基材１０７を備えている。基材１０７は、例えばアルミニウムやステンレス鋼（ＳＵＳ）などの導電性材料で形成されている。基材１０７は、絶縁部材１０４の上に配置され、両部材の接合部分にはＯリングなどのシール部材１１３が配備されて気密性が維持されている。絶縁部材１０４と処理容器１０１の底壁１０１ａとの間も、Ｏリングなどのシール部材１１４により気密性が維持されている。基材１０７の側部外周は、絶縁部材１１７により囲まれている。これによって、サセプタ１０５の側面の絶縁性が確保され、プラズマ処理の際の異常放電が防止されている。

サセプタ１０５の上方には、このサセプタ１０５と平行に、かつ対向して上部電極として機能するシャワーヘッド１３１が設けられている。シャワーヘッド１３１は処理容器１０１の上部の蓋体１０１ｃに支持されている。シャワーヘッド１３１は中空状をなし、その内部には、ガス拡散空間１３３が設けられている。また、シャワーヘッド１３１の下面（サセプタ１０５との対向面）には、処理ガスを吐出する複数のガス吐出孔１３５が形成されている。このシャワーヘッド１３１は接地されており、サセプタ１０５とともに一対の平行平板電極を構成している。

シャワーヘッド１３１の上部中央付近には、ガス導入口１３７が設けられている。このガス導入口１３７には、処理ガス供給管１３９が接続されている。この処理ガス供給管１３９には、２つのバルブ１４１，１４１およびマスフローコントローラ１４３を介して、エッチングのための処理ガスを供給するガス供給源１４５が接続されている。処理ガスとしては、例えばハロゲン系ガスやＯ_２ガスのほか、Ａｒガス等の希ガスなどを用いることができる。

前記処理容器１０１内の４隅に近い位置には、底壁１０１ａに貫通開口部としての排気用開口１５１が４箇所形成されている。各排気用開口１５１には、排気管１５３が接続されている。排気管１５３は、その端部にフランジ部１５３ａを有しており、このフランジ部１５３ａと底壁１０１ａとの間にＯリング（図示省略）を介在させた状態で固定されている。排気管１５３は、排気装置１５５に接続されている。排気装置１５５は、例えばターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、これにより処理容器１０１内を所定の減圧雰囲気まで真空引きすることが可能に構成されている。

また、処理容器１０１の側壁１０１ｂ_１には、貫通開口部としての基板搬送用開口１６１が設けられている。この基板搬送用開口１６１は、ゲートバルブ１６２によって開閉され、基板Ｓを隣接する搬送室（図示省略）との間で搬送できるようになっている。ゲートバルブ１６２は、側壁１０１ｂ_１との間に第１のシール部材であるＯリング１６３を介在させた状態で、螺子等の固定手段を用いて側壁１０１ｂ_１に固定されている。

また、処理容器１０１の側壁１０１ｂ_２には、貫通開口部としての窓用開口１６４が設けられている。窓用開口１６４には、窓枠１６５に嵌め込まれた透明な石英板１６６が装着されている。窓枠１６５は、側壁１０１ｂ_２との間に第１のシール部材であるＯリング１６７を介在させた状態で、螺子等の固定手段を用いて側壁１０１ｂ_２に固定されている。

サセプタ１０５の基材１０７には、給電線１７１が接続されている。この給電線１７１には、マッチングボックス（Ｍ．Ｂ．）１７３を介して高周波電源１７５が接続されている。これにより、高周波電源１７５から例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が、下部電極としてのサセプタ１０５に供給される。なお、給電線１７１は、底壁１０１ａに形成された貫通開口部としての給電用開口１７７を介して処理容器１０１内に導入されている。

次に、以上のように構成されるプラズマエッチング装置２００における処理動作について説明する。まず、ゲートバルブ１６２が開放された状態で、被処理体である基板Ｓが、図示しない搬送装置のフォークによって基板搬送用開口１６１を介して処理容器１０１内へと搬入され、サセプタ１０５へ受渡される。その後、ゲートバルブ１６２が閉じられ、排気装置１５５によって、処理容器１０１内が所定の真空度まで真空引きされる。

次に、バルブ１４１を開放して、処理ガスをガス供給源１４５から処理ガス供給管１３９、ガス導入口１３７を介してシャワーヘッド１３１のガス拡散空間１３３へ導入する。この際、マスフローコントローラ１４３によって処理ガスの流量制御が行われる。ガス拡散空間１３３に導入された処理ガスは、さらに複数の吐出孔１３５を介してサセプタ１０５上に載置された基板Ｓに対して均一に吐出され、処理容器１０１内の圧力が所定の値に維持される。

この状態で高周波電源１７５から高周波電力がマッチングボックス１７３を介してサセプタ１０５に印加される。これにより、下部電極としてのサセプタ１０５と上部電極としてのシャワーヘッド１３１との間に高周波電界が生じ、処理ガスが解離してプラズマ化する。このプラズマにより、基板Ｓにエッチング処理が施される。

エッチング処理を施した後、高周波電源１７５からの高周波電力の印加を停止し、ガス導入を停止した後、処理容器１０１内を所定の圧力まで減圧する。次に、ゲートバルブ１６２を開放し、サセプタ１０５から図示しない搬送装置のフォークに基板Ｓを受け渡し、処理容器１０１の基板搬送用開口１６１から基板Ｓを搬出する。以上の操作により、基板Ｓに対するプラズマエッチング処理が終了する。

プラズマエッチング装置２００内で行われるプラズマエッチング処理では、処理容器１０１内で生成されるプラズマや、ガス供給源１４５から供給されるハロゲン系の腐食性ガスから処理容器１０１の内面を保護する必要がある。このため、プラズマエッチング装置２００を組み立てる前の処理容器１０１に対して陽極酸化処理が施され、処理容器１０１の内面に酸化被膜が形成されている。処理容器１０１は、大型のＦＰＤ用の基板Ｓを処理するための大型容器であり、その全体を電解液に浸漬して陽極酸化処理を行うためには、さらに大型の電解液槽を用いなければならないという問題があった。

上記問題は、処理容器１０１内に電解液を注入して、処理容器１０１自体を電解液槽として利用することによって解決できる。しかし、処理容器１０１は、上記のように複数の貫通開口部（排気用開口１５１、基板搬送用開口１６１、窓用開口１６４、給電用開口１７７）を有しているため、陽極酸化処理に使用する電解液が外部に漏れ出さないように、これらの貫通開口部を封止して陽極酸化処理を行う必要がある。このため、本実施の形態では、以下に説明する方法で陽極酸化処理を行う。

図２は、底壁１０１ａと４方の側壁１０１ｂ（側壁１０１ｂ_１および１０１ｂ_２の二つのみ図示）により構成された処理容器１０１内に、直接電解液Ｅを入れて陽極酸化処理を行っている状態を模式的に説明する図面である。前記のとおり、底壁１０１ａの中央には給電用開口１７７が形成され、さらにその周囲に４つの排気用開口１５１（２つのみ図示）が形成されている。また、片方の側壁１０１ｂ_１には、基板搬送用開口１６１が形成されている。側壁１０１ｂ_１に対向して設けられた他方の側壁１０１ｂ_２には、処理容器１０１内を観察するための窓用開口１６４が形成されている。そして、各貫通開口部には、それぞれ蓋部材が装着されて封止されている。すなわち、給電用開口１７７には、蓋部材２１１が装着されている。４つの排気用開口１５１には、それぞれ蓋部材２２１が装着されている。また、基板搬送用開口１６１には、蓋部材２３１が装着されている。さらに、窓用開口１６４には、蓋部材２４１が装着されている。また、側壁１０１ｂの上端には、補助壁２５１が設けられている。

処理容器１０１内には、４つの側壁１０１ｂの内壁面と略平行になるように、陰極プレート４０１が配備されている（３つのみ図示）。また、処理容器１０１の底壁１０１ａの近傍には、その底壁１０１ａの内壁面と平行になるように、陰極プレート４０３が配備されている。各陰極プレート４０１，４０３には、それぞれ給電線４０５が接続されている。給電線４０５の他端側は、電源４０７を介して陽極としての処理容器１０１の本体に接続されている。

また、処理容器１０１には、電解液Ｅを吸入する吸入部５０１と、電解液Ｅを噴出する噴出部５０３と、ポンプ５０５とを有する液循環機構５０７が配備されている。この液循環機構５０７のポンプ５０５を作動させることによって、電解液Ｅを循環させて処理容器１０１内で攪拌できるように構成されている。

陽極酸化処理は、陰極プレート４０１，４０３を配置した処理容器１０１内に電解液Ｅを入れ、液循環機構５０７で電解液Ｅを循環させながら直流電源４０７によって陰極プレート４０１，４０３と陽極としての処理容器１０１との間に所定の電流密度で電流を流すことにより行うことができる。なお、陽極酸化処理における電解液Ｅの種類、処理温度、電流密度などの条件は、適宜設定することが可能である。

次に、側壁１０１ｂ_２に装着された蓋部材２４１を例に挙げて、蓋部材の構成と作用について詳細に説明する。図３は窓用開口１６４と蓋部材２４１の接合部分の拡大図を示したものである。側壁１０１ｂ_２の窓用開口１６４は、処理容器１０１の外側から蓋部材２４１により封止されている。蓋部材２４１は、例えばアルミニウム、チタン等の材質で構成され、図示しない螺子等の固定手段で側壁１０１ｂ_２に固定されている。

蓋部材２４１は、本体２４１ａと、この本体２４１ａに対して垂直に設けられた枠状壁２４１ｂとを備えた浅い箱形をしており、その断面はコの字形をなしている。蓋部材２４１の枠状壁２４１ｂの端部は、窓用開口１６４の形状に合わせて矩形をなしており、かつ窓用開口１６４よりも大きく形成されている。蓋部材２４１は、本体２４１ａと枠状壁２４１ｂとによって窓用開口１６４の面積より大きな開口面積を持つ凹部を有している。この凹部は、窓用開口１６４を介して処理容器１０１の内部と連通しており、蓋部材２４１を側壁１０１ｂ_２に装着した状態で電解液Ｅを流入させる電解液流入部２４３を形成している。

蓋部材２４１の枠状壁２４１ｂは、第２のシール部材としてのＯリング２０３を介して側壁１０１ｂ_２に当接されている。従って、蓋部材２４１と側壁１０１ｂ_２との当接部位は、電解液流入部２４３に電解液Ｅが充満した状態でも電解液Ｅの漏出が生じないようにシールされている。なお、第２のシール部材としては、Ｏリングに限らず、例えばシールテープ等を用いることも可能である（他の蓋部材２１１，２２１，２３１についても同様である）。

側壁１０１ｂ_２の窓用開口１６４の周囲には、窓用開口１６４に窓枠１６５（図１参照）を装着する際に気密性を維持する目的でＯリング１６７を配設するためのＯリング配設用溝３０１が形成されている。蓋部材２４１の枠状壁２４１ｂは、このＯリング配設用溝３０１を外側から囲むように、その外周側に当接されている。

図４は、側壁１０１ｂ_２の窓用開口１６４と、Ｏリング配設用溝３０１と、蓋部材２４１の枠状壁２４１ｂがＯリング２０３を介して側壁１０１ｂ_２に当接する当接部位２０３ａと、の位置関係を示している。図４中、網掛けで示す領域Ｒは、処理容器１０１の外壁面でありながら、窓用開口１６４を介して外壁面側に廻り込んだプラズマや腐食性ガスに曝される領域である。

図４に示したように、本実施の形態では、蓋部材２４１の枠状壁２４１ｂの当接部位２０３ａを、第１のシール部材の配設予定位置であるＯリング配設用溝３０１よりも外側に形成している。これにより、側壁１０１ｂ_２の外壁において、Ｏリング配設用溝３０１の位置よりも外側まで電解液Ｅを到達させることが可能になる。従って、網掛けで示す領域Ｒは確実に電解液Ｅで浸すことができる。従って、網掛けで示す領域Ｒを含めてＯリング配設用溝３０１の位置まで確実に陽極酸化処理を施すことができる。なお、図２から図４では、側壁１０１ｂ_２にＯリング配設用溝３０１が形成されている場合を例に挙げたが、窓枠１６５（図１参照）の側にＯリング配設用の溝を形成しておくこともできる。その場合にも、枠状壁２４１ｂがＯリング１６７の当接予定位置の外側に配置されるようにすればよい。

また、図２から図４では、側壁１０１ｂ_２に装着した蓋部材２４１を例に挙げて説明したが、底壁１０１ａの給電用開口１７７や排気用開口１５１、側壁１０１ｂ_１の基板搬送用開口１６１をそれぞれ封止する蓋部材２１１，２２１，２３１の取付構造およびその作用についても上記と同様である。

すなわち、図２に示したように、給電用開口１７７を封止する蓋部材２１１は、第２のシール部材としてのＯリング２０５を介して底壁１０１ａに装着され、電解液Ｅの漏出を防いでいる。なお、給電用開口１７７の周囲では、第１のシール部材としてのシール部材１１４（Ｏリング）により、絶縁部材１０４と処理容器１０１の底壁１０１ａの内壁面との間で気密性を確保できる構造になっており（図１参照）、給電用開口１７７の周囲の外壁面にはプラズマや腐食性ガスが廻り込むことがないため、第１のシール部材(Ｏリング)を配備するための溝は設けられていない。

また、排気用開口１５１を封止する蓋部材２２１は、第２のシール部材としてのＯリング２０７を介して底壁１０１ａに装着され、電解液Ｅの漏出を防いでいる。この場合、Ｏリング２０７は、排気管１５３のフランジ部１５３ａと底壁１０１ａとの間に介在させる第１のシール部材としてのＯリング（図示省略）を配設する予定位置であるＯリング配設用溝３０３よりも外側に配備されている。従って、Ｏリング配設用溝３０３の位置まで電解液Ｅを到達させて確実に陽極酸化処理を施すことができる。

また、基板搬送用開口１６１を封止する蓋部材２３１は、第２のシール部材としてのＯリング２０９を介して側壁１０１ｂ_１に装着され、電解液Ｅの漏出を防いでいる。この場合、Ｏリング２０９は、ゲートバルブ１６２と側壁１０１ｂ_１との間に介在させる第１のシール部材としてのＯリング（図示省略）を配設する予定位置であるＯリング配設用溝３０５よりも外側に配備されている。従って、Ｏリング配設用溝３０５の位置まで電解液Ｅを到達させて確実に陽極酸化処理を施すことができる。

次に、再び図２および図３を参照しながら、４つの側壁１０１ｂの上端に配設された補助壁２５１の構成と作用について説明する。補助壁２５１は、断面Ｌ字形の枠体として形成されている。補助壁２５１は、例えばアルミニウム、チタン等の材質により構成され、側壁１０１ｂの上端に図示しない螺子等の固定手段で固定されている。補助壁２５１は、Ｏリング２５３を介して側壁１０１ｂの上端に固定されている。従って、補助壁２５１と側壁１０１ｂとの当接部位は、電解液Ｅの漏出が生じないようにシールされている。

補助壁２５１は、処理容器１０１の側壁１０１ｂの上端を超えて電解液Ｅを貯留した場合に、電解液Ｅが流出しない程度の十分な高さＨをもって形成されている。補助壁２５１を設けることにより、電解液Ｅの液面が側壁１０１ｂの上端を超える高さ位置まで、処理容器１０１内に電解液Ｅを注入することができる。液面が補助壁２５１に達する高さまで電解液Ｅを注入して陽極酸化処理を行うことにより、側壁１０１ｂの頂部にも酸化被膜を形成できる。

側壁１０１ｂの上端には、第３のシール部材としてのＯリング１０３を配設するためのＯリング配設用溝３０７が形成されている。Ｏリング１０３は、前記のとおり蓋体１０１ｃを閉じた状態で蓋体１０１ｃと各側壁１０１ｂとの接合部分の気密性を維持するものである（図１参照）。蓋体１０１ｃと側壁１０１ｂとの接合境界には僅かな隙間が形成されるため、その隙間にＯリング１０３の配設位置までプラズマや腐食性ガスが進入して側壁１０１ｂの上端面が劣化する場合がある。本実施の形態においては、補助壁２５１は、このＯリング配設用溝３０７を囲むようにその外周側に設けられている。つまり、補助壁２５１をＯリング１０３の配設予定位置であるＯリング配設用溝３０７よりも外側に配置している。かかる配置により、Ｏリング配設用溝３０７の位置まで確実に電解液Ｅで浸すことが可能になり、Ｏリング配設用溝３０７の位置まで確実に陽極酸化処理を施すことができる。このようにして、蓋体１０１ｃと側壁１０１ｂとの接合境界におけるプラズマエロージョン耐性および耐食性を向上させることができる。

なお、図２および図３では、側壁１０１ｂの上端にＯリング配設用溝３０７が形成されている場合を例に挙げたが、蓋体１０１ｃの側にＯリング配設用の溝を形成しておくこともできる。その場合にも、補助壁２５１をＯリング１０３の当接予定位置の外側に配置するようにすればよい。

本実施の形態の陽極酸化処理方法では、処理容器１０１の貫通開口部（給電用開口１７７、排気用開口１５１、基板搬送用開口１６１、窓用開口１６４）を封止する蓋部材２１１，２２１，２３１，２４１を、貫通開口部の外側から装着した状態で、処理容器１０１内に電解液Ｅを充填して陽極酸化処理を行う構成とした。このため、電解液槽を使用する必要がなくなるほか、貫通開口部からの電解液の漏出を確実に防止しながら陽極酸化処理を実施できる。従って、大型の処理容器１０１に対しても、安全かつ容易に陽極酸化処理を行うことができる。また、電解液槽を用いる場合に比べて、使用する電解液の量や電解液槽に関する設備費用を大幅に節減できる。

また、本実施の形態の陽極酸化処理方法では、各貫通開口部の周囲の外壁面まで電解液Ｅで浸すことができるように蓋部材２１１，２２１，２３１，２４１を装着した。そのため、プラズマエッチング装置２００でプラズマエッチング処理を行う場合に、各貫通開口部を介してプラズマや腐食性ガスが廻り込みやすい外壁部分についても、陽極酸化処理を施すことができる。また、蓋部材２２１，２３１，２４１の大きさを調節することにより、第１のシール部材の配設予定部位（Ｏリング配設用溝３０３，３０５，３０１）の位置まで、確実に陽極酸化処理を行うことができる。

また、本実施の形態の陽極酸化処理方法では、処理容器１０１の側壁１０１ｂの上端に補助壁２５１を配備し、該補助壁２５１の高さ位置まで電解液Ｅを注入して陽極酸化処理を行うようにした。これにより側壁１０１ｂの上端の高さ位置を超えて電解液Ｅを注入することが可能であり、側壁１０１ｂの上端面まで確実に陽極酸化処理を行うことができる。また、補助壁２５１は、側壁１０１ｂの上端面におけるＯリング配設用溝３０７を囲むようにその外側に配備した。従って、プラズマや腐食性ガスに曝される可能性がある側壁１０１ｂの上端面におけるＯリング配設用溝３０７の位置まで確実に陽極酸化処理を施すことができる。

なお、処理容器１０１の上部に接合される蓋体１０１ｃについても、以上で説明した方法と同様にして陽極酸化処理を施すことができる。

［第２の実施の形態］
次に、図５を参照しながら、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は、窓用開口１６４付近の陰極の配設例を示す図面である。本実施の形態では、陰極としての陰極プレート４０１，４０３に加えて、窓用開口１６４の内部に挿入される小型の補助電極４０９を配設した。陰極である補助電極４０９は、窓用開口１６４を貫通して電解液流入部２４３まで挿入されている。図５では、上下１対の補助電極４０９を図示したが、左右（図５の紙面の手前側および奥側）にも同様に補助電極４０９を配置できる。

補助電極４０９の形状は、例えば板状、棒状など適宜の形状とすることができるが、本実施の形態では、図５に示したように、長尺部分４０９ａと、そこから略直角に折曲して側壁１０１ｂ_２の外壁面に対して平行な壁面対向部分４０９ｂとを有する断面Ｌ字形の板状とした。

このように、側壁１０１ｂに装着された蓋部材２４１によって形成された電解液流入部２４３に、陰極としての補助電極４０９を挿入・配置したことで、窓用開口１６４の内周部分１６４ａを含めて、窓用開口１６４の周囲に酸化皮膜を形成することができる。特に、外壁面に対して平行な壁面対向部分４０９ｂを有する補助電極４０９を用いることで、窓用開口１６４の周囲の外壁面に対しても確実に陽極酸化処理を施すことができる。

なお、図示および説明は省略するが、補助電極４０９は、窓用開口１６４だけでなく、処理容器１０１における他の貫通開口部（排気用開口１５１、基板搬送用開口１６１、給電用開口１７７）にも配設することが可能であり、その場合も上記と同様の効果が得られる。

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

以上、本発明の実施形態を述べたが、本発明は上記実施形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明の陽極酸化処理方法は、ＦＰＤ用基板を処理対象とする処理容器に限らず、例えば半導体ウエハを処理対象とする処理容器にも適用できる。また、プラズマエッチング装置の処理容器に限らず、例えばプラズマアッシング処理、プラズマＣＶＤ処理等の他のプラズマ処理を行う処理容器にも適用することができる。

また、上記実施の形態では、処理容器１０１の貫通開口部を封止する蓋部材２１１，２２１，２３１，２４１をすべての貫通開口部において外側から装着する構成とした。しかし、蓋部材を貫通開口部の内側から装着してもよい場合もある。例えば、図６に示したように、給電用開口１７７を封止するための蓋部材として、蓋部材２１１ａを処理容器１０１の内側に装着することも可能である。なお、この場合の蓋部材２１１ａは、図示の如く平板状であってもよい。給電用開口１７７の周囲では、第１のシール部材としてのシール部材１１４（Ｏリング）により絶縁部材１０４と処理容器１０１の底壁１０１ａの内壁面との間で気密性を確保できる構造になっている（図１参照）。このため、シール部材１１４を配備するためのＯリング配設用溝３０９の内側（つまり、給電用開口１７７とＯリング配設用溝３０９との間）に、第２のシール部材としてのＯリング２１０を介して蓋部材２１１ａを配備することにより、Ｏリング配設用溝３０９に確実に陽極酸化処理を施すことができる。

プラズマエッチング装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る陽極酸化処理方法について説明する図面である。 側壁における蓋部材および補助壁の装着例を示す要部断面図である。 窓用開口の周囲を拡大して示す図面である。 本発明の第２の実施の形態に係る陽極酸化処理方法における補助電極の配置例を説明する図面である。 第１の実施の形態に係る陽極酸化処理方法の変形例の説明に供する図面である。

符号の説明

１０１…処理容器、１０１ａ…底壁、１０１ｂ(１０１ｂ_１，１０１ｂ_２）…側壁、１０１ｃ…蓋体、１０５…サセプタ、１５１…排気用開口、１６１…基板搬送用開口、１６４…窓用開口、１７７…給電用開口、２０３，２０５，２０７，２０９，２１０…Ｏリング、２１１，２１１ａ，２２１，２３１，２４１…蓋部材、２５１…補助壁、３０１，３０３，３０５，３０７，３０９…Ｏリング配設用溝、４０１，４０３…陰極プレート、５０１…吸入部、５０３…噴出部、５０５…ポンプ、５０７…液循環機構

Claims (13)

1. 上部が開口した箱形をなすとともに壁面に貫通開口部を有するプラズマ処理容器の表面を陽極酸化処理するプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法であって、
   前記プラズマ処理容器の前記貫通開口部に蓋部材を装着した状態で前記プラズマ処理容器内に電解液を充填し、
   前記プラズマ処理容器の内部に陰極としての電極を配備するとともに、前記プラズマ処理容器を陽極として陽極酸化処理を行うことを特徴とするプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法。
2. 前記貫通開口部の周囲の壁面には、前記プラズマ処理容器の内部を真空状態に維持するために配設される第１のシール部材の配設予定部位が設けられており、該配設予定部位を前記電解液に浸した状態で陽極酸化処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法。
3. 少なくとも一つの前記貫通開口部を囲むように、前記電解液の漏洩を防ぐ第２のシール部材を前記プラズマ処理容器の外壁面に当接させ、該第２のシール部材を介して前記蓋部材を前記プラズマ処理容器の外側に装着していることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法。
4. 前記第１のシール部材の配設予定部位は、前記貫通開口部の周囲の外壁面に設けられており、前記第１のシール部材の配設予定部位の周りを前記第２のシール部材で囲むように前記蓋部材を装着していることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法。
5. 少なくとも一つの前記貫通開口部を囲むように、前記電解液の漏洩を防ぐ第２のシール部材を前記プラズマ処理容器の内壁面に当接させ、該第２のシール部材を介して前記蓋部材を前記プラズマ処理容器の内部に装着していることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法。
6. 前記貫通開口部と前記第１のシール部材の配設予定部位との間に、前記第２のシール部材を当接させることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法。
7. 少なくとも一つの前記貫通開口部において、前記蓋部材が外側から装着されることにより、該蓋部材によって前記プラズマ処理容器の外部に、内部と連通する電解液流入部が形成され、該電解液流入部に前記電解液を流入させることにより、前記プラズマ処理容器の前記貫通開口部の周囲の外壁面を前記電解液に浸した状態で陽極酸化処理を行う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処理容器の陽極酸化処理方法。
8. 前記蓋部材は、断面コの字形をなしていることを特徴とする請求項７に記載のプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法。
9. 前記プラズマ処理容器の上部の前記開口を囲むように前記プラズマ処理容器の上端部に補助壁を配設し、前記電解液の水位が該補助壁に達するまで前記電解液を充填して陽極酸化処理を行うことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法。
10. 前記プラズマ処理容器の上端部には、前記プラズマ処理容器の内部を真空状態に維持するために配設される第３のシール部材の配設予定部位が設けられており、前記補助壁は、前記第３のシール部材の配設予定部位を囲むように外側に配設されていることを特徴とする請求項９に記載のプラズマ処理装置の陽極酸化処理方法。
11. 前記電極は複数の平板状の電極によって形成されており、該平板状の電極を前記プラズマ処理容器の側壁および底壁の内面に対してそれぞれ平行に配置したことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法。
12. さらに、陰極として、前記プラズマ処理容器の貫通開口部から前記電解液流入部に挿入される補助電極を配備して陽極酸化処理を行うことを特徴とする請求項１１に記載のプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法。
13. 前記補助電極は、前記プラズマ処理容器の外壁面に平行に形成された対向部を有していることを特徴とする請求項１２に記載のプラズマ処理容器の陽極酸化処理方法。

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