JP2010118366A - プラズマ処理装置のワーク保持治具 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマ処理装置において、簡易な構造で確実にワークと金属製マスクを固定できるワーク保持治具を提供する。
【解決手段】処理チャンバと、プラズマ生成部と、ステージと、ワーク保持治具とで少なくとも構成され、プラズマ生成ガスを吸引しプラズマを処理基板上にダウンフローさせて基板を処理するプラズマ処理装置において、ワーク保持治具が、処理基板６０を所定の位置に保持すると共に磁気を生じさせるワーク保持台５０と、ワーク保持台に保持された処理基板上に載置固定される磁性体からなるメタルマスク８０とによって構成され、ワーク保持台が、ワーク保持台から延出する少なくとも一対の位置決めロッドを具備すると共に、処理基板及びメタルマスクには、所定の位置に位置決め用孔が形成され、処理基板及びメタルマスクを、位置決めロッドがそれぞれの位置決め用孔に貫通するようにワーク保持台に載置することにある。
【選択図】図２

Description

この発明は、金属製マスクを用い、銅箔付き樹脂基板又は樹脂基板等のワークにプラズマを用いてエッチングを施すプラズマ処理装置のワーク保持治具に関する。

特許文献１は、処理室を形成する蓋部材の内側に着脱自在に取り付けられ密着した状態で電極上のワークに当接して押さえつけるワーク押さえを備えたプラズマ処理装置において、ワーク押さえを蓋部材の内側に装着する際に用いられる取付治具を透明な板状部材で構成し、この板状部材にワーク押さえを蓋部材の内側へ取り付ける際の取付位置の目印となる基準線やタップ穴を設けたことにより、処理対象ワークを押さえつける適切な押さえ位置を正確に蓋部材に移し替えることができ、ワーク切換時にワーク押さえの位置を調節する段取り替え作業を容易にかつ正確に行うことができることを開示する。

特許文献２は、機能液を基板上に所定のパターンで配置することにより薄膜パターンを形成する際用いられるマスクであって、基板上の機能液が配置されるパターンと同じ形状、大きさの開口パターンを有する薄膜パターン形成部と、アライメントマークを形成するマーク形成部とが具備されると共に、前記マーク形成部は、少なくとも折曲部を有するアライメントマーク形成部及び該アライメントマーク形成部に連続するインク受け形成部からなり、前記インク受け形成部は前記アライメントマーク形成部より大きい薄膜パターン形成用マスクを開示し、この薄膜パターン形成用マスクが金属製マスクであり、且つ親液パターン形成工程において、O₂プラズマ処理を用いることが開示されている。
特開２００１−１１０８７５号公報 特開２００５−９３２２４号公報

特許文献１に開示されるように、従来の押さえ機構では、押さえ部材が実際にワークを電極に対して押さえつけている状態を確認することが困難であるため、押さえ部材の位置調整には試行錯誤的な作業が必要とされ、正しい位置を押さえつけていない場合には処理対象部位を誤って押さえ部材で覆ってしまうなどの不具合が発生しやすく、プラズマ処理の不良を発生させるという問題があった。また、特許文献２には、開口部を介して直接金属製マスクの下方の基板を処理できることから、薄膜形成用マスクとして金属製マスクを用いることが開示される。

以上のように、プラズマ処理装置において、ワークを所定の位置に固定すると共に、ワーク上にエッチング範囲が開口する金属製マスクを所定の位置にしっかりと固定することが要求されている。

このため、この発明では、プラズマ処理装置において、簡易な構造で確実にワークと金属製マスクを固定できるワーク保持治具を提供することにある。

したがって、この発明は、処理チャンバと、処理チャンバ上方に設けられたプラズマ生成部と、該プラズマ生成部と対する位置に配されたステージと、該ステージ上に載置され、処理基板を保持するワーク保持治具とによってとによって少なくとも構成され、プラズマ生成ガスを吸引してプラズマを前記処理基板上にダウンフローさせて基板を処理するプラズマ処理装置において、前記ワーク保持治具が、処理基板を所定の位置に保持すると共に磁気を生じさせるワーク保持台と、該ワーク保持台に保持された処理基板上に載置固定される磁性体からなるメタルマスクとによって構成され、前記ワーク保持台が、該ワーク保持台から延出する少なくとも一対の位置決めロッドを具備すると共に、前記処理基板及び前記メタルマスクには、所定の位置に位置決め用孔が形成され、前記処理基板及び前記メタルマスクを、前記位置決めロッドがそれぞれの位置決め用孔に貫通するようにワーク保持台に載置することにある。

これによって、磁性体のメタルマスクが、位置決めロッドによってワークと共に位置決めされると共に、磁石の吸引力によってワークを固定すると共にワークに密着するため、プラズマによる効率の良いエッチング作業を行うことができるものである。

また、前記ワーク保持台が、前記テーブル上に固定される断熱プレートと、該断熱プレート上に固定される亜鉛プレートと、該亜鉛プレート上に配される複数の磁石からなる磁石プレートと、該磁石上に固定される下敷きプレートと、該下敷きプレート上に配され、所定の位置に所定の大きさの頭部保持開口部が形成されるツールピン頭部固定用保持プレートと、該ツールピン固定用頭部保持プレートの頭部保持開口部に噛合する頭部及び該頭部から所定の長さ延出する位置決め用ロッドを有するツールピンと、前記ツールピン頭部固定用保持プレート上に載置されると共に、前記ツールピンのロッド部が貫通する保持孔を有するツールピンロッド固定用保持プレートとを具備することが望ましい。

以上の構成により、ツールピン頭部固定用保持プレート及びルールピンロッド固定用保持プレートを種々選択することによって、ツールピンの位置を、ワーク及びメタルマスクの形状、エッチング箇所等の合わせて容易に変化させることができるため、汎用性を持たせることができると共に、取り替え作業を簡略化することができるものである。

さらに、前記メタルマスクは、積層された複数のメタルマスクプレートによって構成されることが望ましい。

メタルマスクの厚さが厚いと基板表面の凹凸にメタルマスクが追従できず、隙間ができるという不具合があり、メタルマスクの厚さが薄いと磁力を受ける力が小さく、処理基板の保持力が低下するという不具合が生じる。このため、薄いメタルマスクプレートを積層してメタルマスクを構成することによって、上述した不具合を解消することができる。

さらにまた、前記磁石プレートは、所定の大きさの方形の磁石が縦横に並べられて所定の面積に構成されることが望ましい。小さい磁石を並べることによって、磁石プレート表面上の磁束密度を均等にできるので、メタルマスクによる処理基板の保持力を安定させることができるものである。

以上のように、本願発明によれば、ツールピン頭部固定用保持プレート及びルールピンロッド固定用保持プレートを種々選択することによって、ツールピンの位置を、ワーク及びメタルマスクの形状、エッチング箇所等の合わせて容易に変化させることができると共に、薄いメタルマスクプレートを積層してメタルマスクを構成することによって、処理基板の凹凸に対応することができ且つ処理基板を保持固定することができ、さらに、小磁石を並べることによって磁石プレート表面上の磁束密度を均等にできるので、メタルマスクによる処理基板の保持力を安定させることができる。

以下、この発明の実施例について図面により説明する。

本願発明に実施例に係るプラズマ処理装置１は、例えば図１に示すもので、処理チャンバ２と、処理チャンバ２上方に設けられたプラズマ生成部３と、このプラズマ生成部３と対する位置に配されたステージ４と、このステージ４上に載置され、下記する処理基板６０を保持するワーク保持治具５と、前記プラズマ生成部３と処理チャンバ２によって画成されるプラズマ空間６と間に配された石英板７と、前記プラズマ空間６とワーク保持治具５との間に配され、複数のプラズマ通過孔８が形成されたフィルタ９とによって構成され、プラズマ生成ガスを排気口１０から吸引してプラズマを前記ワーク保持治具５上にダウンフローさせてプラズマ処理（エッチング等）を行うものである。尚、プラズマ生成に用いるガスは、酸素ガス、及び添加ガスとしてアルゴンガスなどの希ガス、窒素ガス、ＣＦ４ガス、ＣＯＦ２ガス、ＣＨＦ３ガスがある。

前記ワーク保持治具５は、図２及び図３に示すように、処理基板６０を所定の位置に保持すると共に磁気を生じさせるワーク保持台５０と、このワーク保持台５０に保持された処理基板６０上に載置固定される磁性体からなるメタルマスク８０とによって構成される。

前記ワーク保持台５０は、図３に示すように、ワーク保持台５０から延出する少なくとも一対、この実施例では４つの位置決めロッド７２を具備すると共に、前記処理基板６０及び前記メタルマスク８０には、所定の位置に位置決め用孔６０ａ，８２が形成され、前記処理基板６０及び前記メタルマスク８０を、前記位置決めロッド７２がそれぞれの位置決め用孔６０ａ，８２に貫通するようにワーク保持台５０に載置することによって、メタルマスク８０によって処理基板６０がワーク保持台５０に固定されるものである。

また、前記ワーク保持台５０は、図２に示すように、前記テーブル４上に固定されるガラスエポキシ板からなる断熱プレート５１と、この断熱プレート５１上に固定される亜鉛プレート５２と、この亜鉛プレート５２上に配される複数の磁石５３ａからなる磁石プレート５３と、この磁石プレート５３上に固定される両面銅張ガラスエポキシ板からなる下敷きプレート５４と、この下敷きプレート５４上に配され、所定の位置に所定の大きさの頭部保持開口部５５ａが形成される両面銅張ガラスエポキシ板からなるツールピン頭部固定用保持プレート５５と、このツールピン頭部固定用保持プレート５５の頭部保持開口部５５ａに噛合する頭部７１及びこの頭部７１から所定の長さ延出する位置決め用ロッド７２を有するツールピン７０と、前記ツールピン頭部固定用保持プレート５５上に載置され、前記ツールピン７０の位置決め用ロッド部７２が貫通する保持孔５６ａを有する両面銅張ガラスエポキシ板からなるツールピンロッド固定用保持プレートと５６とによって構成される。

また、前記メタルマスク８０は、図３に示すように積層された複数のメタルマスクプレート８１によって構成される。このメタルマスクプレート８１は、前記位置決め用ロッド７２が貫通して位置が固定される保持孔８２を有する。また、このメタルマスクプレート８１には、前記処理基板６０上の所定の箇所だけにプラズマ処理をするために、処理用開口部８３が形成されているものである。尚、この実施例では、４枚のメタルマスクプレート８１を積層することによってメタルマスク８０を構成している。これによって、それぞれが所定の薄さであることから処理基板６０の凹凸に追従することができると共に、複数積層することによって、下記する磁石プレートの磁力を十分に受けることができるため、処理基板６０を効率的に固定することができるものである。

前記ツールピン７０は、図４で示すように、下敷プレート５４上に載置されるツールピン頭部固定用保持プレート５５の頭部保持開口部５５ａに嵌め込まれる頭部７１を、その上部に配されるツールピンロッド固定用保持プレート５６によって押さえて固定し、ツールピン７０の位置決め用ロッド７２を、保持孔５６ａを貫通させて延出させるようにしたものである。これによって、ツールピン頭部固定用保持プレート５５の頭部保持開口部５５ａの位置と保持孔５６ａの位置を変更することによって、位置決め用ロッド７２の位置を変化させることができるため、ワーク保持台５０に汎用性を持たせることができるものである。

また、前記処理基板６０にも、前記位置決め用ロッド７２が貫通する保持孔６０ａが形成される。

さらに、前記磁石プレート５３は、所定の大きさの方形の磁石５３ａが縦横に所定数並べられて、前記処理基板６０に対応して所定の面積に構成されるものである。この磁石５３ａの大きさとしては、１０×１０ｍｍから２０×２０ｍｍの範囲内の方形であることが望ましい。この場合、正方形でも、長方形でも特にその形状は限定されるものでなく、場合によっては六角形にし、ハニカム形状に配置することも可能である。尚、前記磁石８３ａとしては、永久磁石であっても、電磁石であっても良いものである。

以上説明したように、本願発明によれば、ツールピン頭部固定用保持プレート５５及びルールピンロッド固定用保持プレート５６を種々選択することによって、ツールピン７１の位置を、処理基板６０及びメタルマスク８０の形状、エッチング箇所等の合わせて容易に変化させることができると共に、薄いメタルマスクプレート８１を積層してメタルマスク８０を構成したことによって、処理基板６０の凹凸に対応することができ且つ処理基板６０を効率的に保持固定することができ、さらに、磁石８３ａを並べることによって磁石プレート８３表面上の磁束密度を均等にできるので、メタルマスク８０による処理基板６０の保持力を安定させることができる。

本願発明に係るプラズマ処理装置の概略構成図である。 ワーク保持治具の分解構成図である。 ワーク保持治具の分解構成図である。 ツールピンの固定状態を示した説明断面図である。

符号の説明

１ プラズマ処理装置
２ 処理チャンバ
３ プラズマ生成部
４ ステージ
５ ワーク保持治具
６ プラズマ空間
７ 石英板
８ プラズマ通過孔
９ フィルタ
１０ 排気口
５０ ワーク保持台
５１ 断熱プレート
５２ 亜鉛プレート
５３ 磁石プレート
５３ａ 磁石
５４ 下敷きプレート
５５ ツールピン頭部固定用保持プレート
５５ａ 頭部保持開口部
５６ ツールピンロッド固定用保持プレート
５６ａ 保持孔
６０ 処理基板
６０ａ 保持孔
７０ ツールピン
７１ 頭部
７２ 位置決め用ロッド部
８０ メタルマスク
８１ メタルマスクプレート
８２ 保持孔
８３ 処理用開口部

Claims (4)

1. 処理チャンバと、処理チャンバ上方に設けられたプラズマ生成部と、該プラズマ生成部と対する位置に配されたステージと、該ステージ上に載置され、処理基板を保持するワーク保持治具とによってとによって少なくとも構成され、プラズマ生成ガスを吸引してプラズマを前記処理基板上にダウンフローさせて基板を処理するプラズマ処理装置において、
   前記ワーク保持治具が、処理基板を所定の位置に保持すると共に磁気を生じさせるワーク保持台と、該ワーク保持台に保持された処理基板上に載置固定される磁性体からなるメタルマスクとによって構成され、
   前記ワーク保持台が、該ワーク保持台から延出する少なくとも一対の位置決めロッドを具備すると共に、前記処理基板及び前記メタルマスクには、所定の位置に位置決め用孔が形成され、
   前記処理基板及び前記メタルマスクを、前記位置決めロッドがそれぞれの位置決め用孔に貫通するようにワーク保持台に載置することを特徴とするプラズマ処理装置のワーク保持治具。
2. 前記ワーク保持台が、
   前記テーブル上に固定される断熱プレートと、
   該断熱プレート上に固定される亜鉛プレートと、
   該亜鉛プレート上に配される複数の磁石からなる磁石プレートと、
   該磁石上に固定される下敷きプレートと、
   該下敷きプレート上に配され、所定の位置に所定の大きさの頭部保持開口部が形成されるツールピン頭部固定用保持プレートと、
   該ツールピン頭部固定用保持プレートの頭部保持開口部に噛合する頭部及び該頭部から所定の長さ延出する位置決め用ロッドを有するツールピンと、
   前記ツールピン頭部固定用保持プレート上に載置され、前記ツールピンのロッド部が貫通する保持孔を有するツールピンロッド固定用保持プレートとを具備することを特徴とする請求項1記載のプラズマ処理装置のワーク保持治具。
3. 前記メタルマスクは、積層された複数のメタルマスクプレートによって構成されることを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置のワーク保持治具。
4. 前記磁石プレートは、所定の大きさの方形の磁石が縦横に並べられて所定の面積に構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載にプラズマ処理装置のワーク保持治具。
   

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