JP3815580B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置に係る。より詳細には、基体処理室におけるプラズマ処理後に基体上に発生した静電気を、短時間で除電できるプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラズマ処理後に基体上に発生した静電気を除電する技術としては、特開平５−２１６００１号公報に記載された技術が挙げられる。
【０００３】
同公報には、真空容器内におけるＬＣＤ基板のエッチング終了後、真空容器の外部に設けたイオン発生器により発生したイオンを、イオン導入管、バルブを通して真空容器内に導入しＬＣＤ基板に吹きつける技術が開示されている。また、かかる吹き付けによって、ＬＣＤ基板が大気中にさらされ、静電気が大気中に放電される前にイオンにより中和、除電を行い、帯電によるトランジスタ素子の静電破壊及び異物の静電吸着による配線短絡・断線不良を防ぐことも開示されている。
【０００４】
しかしながら、上記技術では、真空容器の外部に設けたイオン発生器で発生したイオンを真空容器の中に導入しているため、除電に作用するイオンの利用効率が低く、かつ、真空容器内にある基板に対してイオンが均一に作用しないため、静電気の除電にかかる時間が長く、また３６０ｍｍ×４６０ｍｍ各型基板のような大面積の基板に対して除電状態にむらが生じやすいという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、大面積な基体に対して、短時間で、均一な除電処理が可能なプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラズマ処理装置は、減圧の基体処理室と減圧の電離気体発生室との間に、開閉部を前記基体処理室にて処理されるべき基体に臨ませて設け、前記基体処理室は、基体の搬入・搬出用の前記開閉部を介して前記電離気体発生室（搬送室）と接続されており、前記開閉部を通して前記電離気体発生室から前記基体処理室へ電離気体として陽イオンと電子とを供給できるようにすることによって、基体処理室を減圧状態に保ったまま基体の除電をするようにしたことを特徴とする。
また、本発明のプラズマ処理装置は、前記電離気体は、前記電離気体発生室（搬送室）で発生させ、前記電離気体発生室（搬送室）の周囲に複数の前記基体処理室が配置されていることを特徴とする。
【０００７】
すなわち、本発明では、基体処理室と電離気体発生室との間に、開閉部を基体処理室にて処理されるべき基体に臨ませて設け、開閉部を通して電離気体発生室から基体処理室へ電離気体発生室で発生した陽イオンと電子とからなる電離気体を供給できるようにしたため、開閉部を開けることで、プラズマ処理後に帯電している基体がある基体処理室の中に、基体処理室に隣接した電離気体発生室の中で発生させた大量の電離気体を、少なくとも基体が通過可能な大きさの開閉部を通して、帯電した基体表面上に拡散・ドリフトすることができる。その結果、短時間で除電処理が可能となる。
【０００８】
また、本発明のプラズマ処理装置では、前記基体処理室に対して前記電離気体発生室が、水平方向に隣接して設けられていると、大面積の基体に対して、均一な除電が可能となる。
【０００９】
この除電処理を行うとき、基体処理室の内圧を電離気体発生室の内圧より低くすることで電離気体の拡散・ドリフトをさらに促すことができる。
【００１０】
【実施例】
（実施例）
以下では、本発明の実施例に係るプラズマ処理装置について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、クラスターツール型のプラズマ処理装置の模式的な平面図である。図１において、基体の搬入・搬出を行うロード室１０１、アンロード室１０２、及び、各種プラズマ処理を行う基体処理室１０３〜１０６は、開閉部１１１〜１１６を介して電離気体発生室１０７と接続されている。
【００１２】
このように、図１に示したプラズマ処理装置では、電離気体発生室１０７が装置中心にあり、各開閉部１１１〜１１６を介して各基体処理室１０３〜１０６に電離気体発生室で発生した電離気体を供給できる。この点が図６に示した従来のプラズマ処理装置とは異なる。
【００１３】
本例では、図１に示したプラズマ処理装置を用いて、基体上にアルミニウム膜を形成した後の基体の表面帯電電位を調べた。
【００１４】
以下では、工程に従って説明する。
【００１５】
まず、所定のウェット洗浄を終えた、寸法３６０ｍｍ×４６０ｍｍのガラス（コーニング社製、＃７０５９）からなる基体１２０をロード室１０１に搬入し、ロード室１０１内を所定圧まで排気した後、開閉部１１１を開け、基体搬送手段１２１を用いて基体１２０をロード室１０１から所定圧まで排気してある電離気体発生室１０７に移し、開閉部１１１を閉じた（図２）。
【００１６】
次に、開閉部１１４を開け、基体搬送手段１２１を用いて基体１２０を電離気体発生室１０７から所定圧まで排気してある基体処理室１０４に移し、基体処理室内にある基体処理台１２２の上に基体１２０を置いた（図３）。このとき、開閉部１１４を通して電離気体発生室１０７から基体処理室内にある基体１２０を臨むことができるようにした（図３）。
【００１７】
開閉部１１４を閉じた後、電離気体発生室１０７の中にガス配管１２３からＡｒガスを導入しながら、ＵＶランプ１２４から１５０Ｗの紫外線を照射し、電離気体としてＡｒイオン（正電荷）及び電子（負電荷）１２５を発生させた（図４）。
【００１８】
一方、基体処理室１０４の中にガス配管１２６からプロセスガスとしてＡｒガスを導入し基体処理室内を所定圧に保持しながら、不図示の高周波電源から電力密度１．５Ｗ／ｃｍ²、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を、Ａｌターゲット１２７が配置されたカソード電極１２８に供給し、プラズマ１２９を発生させ、加熱された基体（１５０℃）１２０上に厚さ２００ｎｍのアルミニウム膜を形成した（図４）。
【００１９】
アルミニウム膜の形成を終了しプロセスガスの供給を止め、基体処理室１０４内を所定圧まで排気した後、開閉部１１４を開けて、電離気体発生室１０７に発生した陽イオンであるＡｒイオンと電子１２５とを、基体処理室１０４内に一気に流し込み、基体１２０にＡｒイオン及び電子１２５を拡散・ドリフトさせることにより、成膜によりアルミニウム膜の表面及び基体側面などに帯電した静電気を、中和、除電した。
【００２０】
その結果、電離気体であるイオン及び電子の照射開始から３秒以内に、基体の表面帯電電位が±１Ｖ以内になることが分かった。
【００２１】
（比較例）
本例では、図６に示すプラズマ処理装置を用い、実施例と同様に基体処理室６０４で基体６３０上にアルミニウム膜を形成した。このプラズマ処理後、バルブ６４０を開け、プラズマ処理装置の外部にあるイオン発生器６４１により発生した酸素イオン、窒素イオン等の陰イオンを、プロセスガス導入に用いた配管（直径１／４インチ）６２６に接続したイオン導入管６４２により基体処理室６０４内に導入し、成膜によりアルミニウム膜の表面及び基体側面などに帯電した静電気を、中和、除電した点が実施例と異なる。その結果、基体の表面帯電電位が±１Ｖ以内になるには、イオンの照射開始から３０秒以上要することが分かった。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、短時間で除電処理が可能なプラズマ処理装置がえられる。
【００２３】
なお、この除電処理を行うとき、基体処理室の内圧を電離気体発生室の内圧より低くすることで、上記除電効果はさらに高まる。
【００２４】
また、電離気体発生室を気体処理室に対して水平方向に隣接して設けると大面積の基体に対しても均一な除電が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の模式的な平面図である。
【図２】図１の２−２部分の模式的な断面図であり、電離気体発生室１０７に設置した基体搬送手段が、ロード室１０１から取り出した基体を基体処理室１０４に移動させる状態を示している。
【図３】図１の２−２部分の模式的な断面図であり、電離気体発生室１０７と基体処理室１０４の間にある開閉部１１４が開き、基体搬送手段が基体処理室内にある基体処理台の上に基体を置いた状態を示している。
【図４】図１の２−２部分の模式的な断面図であり、開閉部１１４が閉じた後、電離気体発生室１０７内で電離気体が発生している状態と、基体処理室１０４内で基体がプラズマ処理されている状態とを示している。
【図５】図１の２−２部分の模式的な断面図であり、開閉部１１４が開き、電離気体発生室１０７内で発生した電離気体が、プラズマ処理後の帯電した基体に拡散・ドリフトされている状態を示している。
【図６】従来例に係るプラズマ処理装置の模式的な断面図である。
【符号の説明】
１０１ ロード室、
１０２ アンロード室、
１０３〜１０６ 基体処理室、
１０７ 電離気体発生室、
１１１〜１１６ 開閉部、
１１７〜１１９ 排気手段、
１２０、１３０ 基体、
１２１ 基体搬送手段、
１２２ 基体処理台、
１２３ ガス配管、
１２４ ＵＶランプ、
１２５ 電離気体であるＡｒイオン（正電荷）及び電子（負電荷）、
１２６ ガス配管、
１２７ Ａｌターゲット、
１２８ カソード電極、
１２９ プラズマ、
６０１ ロード室、
６０４ 基体処理室、
６０７ 基体搬送室、
６１１、６１４ 開閉部、
６１７〜６１９ 排気手段、
６２１ 基体搬送手段、
６２２ 基体処理台、
６２６ ガス配管、
６２７ Ａｌターゲット、
６２８ カソード電極、
６３０ 基体、
６４０ バルブ、
６４１ イオン発生器、
６４２ イオン導入管。

Claims (5)

1. 減圧の基体処理室と減圧の電離気体発生室との間に、開閉部を前記基体処理室にて処理されるべき基体に臨ませて設け、前記基体処理室は、基体の搬入・搬出用の前記開閉部を介して前記電離気体発生室（搬送室）と接続されており、前記開閉部を通して前記電離気体発生室から前記基体処理室へ電離気体として陽イオンと電子とを供給できるようにすることによって、基体処理室を減圧状態に保ったまま基体の除電をするようにしたことを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 前記電離気体は、前記電離気体発生室（搬送室）で発生させ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. 前記電離気体発生室（搬送室）の周囲に複数の前記基体処理室が配置され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装置。
4. 前記基体処理室に対して前記電離気体発生室が、水平方向に隣接して設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
5. 前記基体処理室の内圧を前記電離気体発生室の内圧に対して低くすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。

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