JP4242941B2

JP4242941B2 - ドライエッチング装置

Info

Publication number: JP4242941B2
Application number: JP07814298A
Authority: JP
Inventors: 裕嗣安倍
Original assignee: 東芝電子エンジニアリング株式会社; 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2018-03-25
Also published as: JPH11271809A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタ製造工程に於ける、ドライエッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器用の表示装置として液晶表示装置が多く用いられているようになってきている。この液晶表示装置は、マトリックス状に配置された画素部にスイッチング素子を配置し、このスイッチング素子に駆動素子を接続して構成されるものが多いが、これらの能動的な機能を果たすために薄膜トランジスタが多く用いられている。
【０００３】
薄膜トランジスタの形成工程において、Ｓｉ膜やゲート線のＭｏＷ膜の加工にはテーパー形状の制御性が優れている点や線幅の加工精度の点から、ドライエッチングプロセスが一般に行なわれている。ドライエッチングプロセスでは減圧された処理室において、原料ガスをプラズマにより励起させ、活性なラジカル成分やイオンにより被エッチング膜をエッチング加工するものである。
【０００４】
処理室内に残った未反応ガスや被エッチング膜との反応化合物は、真空ポンプにより処理室から排気される。このような排気ガスには環境に影響を及ぼす可能性が高いものがあるために、無害化処理された後に、工場内の排気ダクトに排出される。有害な排気ガスを無害化するための装置としては、中和反応や酸化反応を使用した排気ガス処理装置が一般的に使用されている。
【０００５】
図２に一般的な排気ガス処理装置を付加したドライエッチング装置の構成を示す。ドライエッチング部（以下、エッチャーと呼ぶ）１の処理室２にガス供給部３から原料ガスが供給されてエッチングが行なわれる。この処理室２内に残った未反応ガスや被エッチング膜との反応化合物などを含む排気ガスは、真空ポンプ４により排気ライン５に排気され、排気ライン５の途中に配置された排気ガス処理部６内の図示しないカラムに流入され、カラム内の薬剤と反応して無害化された後、工場内の排気ダクト７に排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、エッチャー１から排気された被エッチング膜との反応ガスの中には、蒸気圧が低い物質が含まれている場合がある。この排気ガスが排気ライン５の配管の中で室温に戻った場合、固形物として排気ライン５の配管内やカラム内で堆積してしまうことになる。配管内で詰まったときには、定期的な清掃を行なって詰まりを取り除くことができるが、カラム内で詰まったときには、清掃ができないため、無害化の処理能力がまだ残っているのにも関わらず、交換しなくてはならない。このカラム内の薬剤の交換詰め替えは、かなりの費用が発生してしまうため、ランニングコストの上昇を招いている。
【０００７】
そこで、このような問題点を解決するために、図３に示すように、エッチャー１の真空ポンプ４と排気ガス処理部６の間の排気ライン５に、固形物を収集するための固形物収集部８を設けることを考えた。真空ポンプ４から排気された排気ガスは固形物収集部８内に設置された図示しない収集カートリッジ内を通過させられる。この収集カートリッジ内は冷却されており、排気ガスに含まれる物質は強制的に固体状態となり収集カートリッジ内に堆積することとなる。そのため、排気ガス処理部６内のカラムの詰まりを防ぐことができる。さらに、収集カートリッジ内の固形物を取り出してやれば何度でも使用することが可能となり、ランニングコストを低く押えることができる。また、冷却のみでは収集が不十分な場合は、安価なフィルターを取り付ければよく、この場合でもランニングコストを低く抑えることができる。したがって、固形物収集部８により、カラムの詰まりを無くし、カラムの無害化の処理能力を最後まで使いきることが可能になる。
【０００８】
通常、排気ガス処理部６においては、カラムや工場内の排気ダクト７が詰まった際に、排気ライン５の内圧が異常に高くなるのを防ぐために、排気ライン５をカラム系統とは別にバイパスライン９を設けておくことが一般的である。つまり、カラムの入口に圧力モニター10を設置しておき、設定以上の圧力になった場合、バイパスライン９に取り付けてあるバイパス開閉弁11を自動的に開けて、配管内が高圧になる前に排気ガスを逃がす機構が設けられる。
【０００９】
そのため、排気ガス処理部６のバイパス開閉弁11が開いた際には、エッチャー１からの排気ガスが排気ガス処理部６内のカラムを通過しないために、有害な排気ガスがバイパスライン９を通じて工場内の排気ダクト７内に流出することになる。そこで、排気ガス処理部６のバイパス開閉弁11が開いた際には、エッチャー１のガス供給部３からの原料ガスの供給を停止することにより、原料ガスが工場内の排気ダクト７内に流出することを防ぐことが可能となる。
【００１０】
しかしながら、前述の固形物収集部８を取り付けたドライエッチング装置では、排気ガス処理部６のバイパス開閉弁11が開いた際に、エッチャー１の原料ガスの供給を停止したとしても、固形物収集部８内に堆積した固形物からの有害な揮発成分が工場内の排気ダクト７により吸引されて流出するおそれがある。そのため、工場内の排気ダクト７側に設置される排気ガス処理装置に依存しなければならない。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、固形物収集部の付加により排気ガス処理部での排気ガス物質による詰まりを防ぎ、さらに、排気ガス処理部のバイパス開閉弁が開いた際に固形物収集部からの揮発成分の流出を防ぐことができるドライエッチング装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のドライエッチング装置は、ドライエッチング部と、このドライエッチング部に接続される排気ラインと、この排気ラインに配置される固形物収集部と、この固形物収集部と並列に排気ラインに接続される収集部バイパス開閉弁を有する収集部バイパスラインと、前記固形物収集部の出口と収集部バイパスラインの出口が排気ラインに合流する合流点との間に配置される出口側開閉弁と、前記排気ラインの固形物収集部より後流に配置される排気ガス処理部と、この排気ガス処理部と並列に排気ラインに接続される処理部バイパス開閉弁を有する処理部バイパスラインと、前記処理部バイパス開閉弁が開く際に、前記出口側開閉弁を閉止させる制御部とを具備しているもので、固形物収集部により、排気ガス処理部での排気ガス物質による詰まりを防ぎ、さらに、排気ガス処理部の処理部バイパス開閉弁が開いた際、固形物収集部の出口側開閉弁を閉止することで、固形物収集部からの揮発成分の流出を防げる。
【００１３】
さらに、固形物収集部の入口と収集部バイパスラインの入口が接続される排気ラインの分岐点との間に入口側開閉弁を具備し、制御部は、処理部バイパス開閉弁が開く際に、入口側開閉弁を閉止させるもので、固形物収集部からの揮発成分の流出をより確実に防げる。
【００１４】
さらに、制御部は、入口側開閉弁が閉じる際に、収集部バイパス開閉弁を開放させるもので、排気ラインを流通状態に保てる。
【００１５】
さらに、ドライエッチング部は、原料ガスを供給するとともに、処理部バイパス開閉弁が閉く際に原料ガスの供給を停止するガス供給部を有するもので、排気ラインからの原料ガスの流出を防げる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１を参照して説明する。
【００１７】
図１はドライエッチング装置の構成図である。
【００１８】
ドライエッチング装置は、ドライエッチング部（以下、エッチャーと呼ぶ）21を有し、このエッチャー21の排気ライン22に固形物収集部23および排気ガス処理部24が直列に配置され、さらに、排気ライン22の終端が工場内の排気ダクト25に接続されている。
【００１９】
エッチャー21は、エッチング処理を行なう処理室31を有し、この処理室31には、原料ガスを供給するガス供給部32が接続されているとともに、処理室31内に残った未反応ガスや被エッチング膜との反応化合物などの排気ガスを排気ライン22に吸引排気する真空ポンプ33が接続されている。なお、ガス供給部32は、排気ガス処理部24の後述する制御部56からの信号を受けて原料ガスの供給を停止する機能を有している。
【００２０】
また、排気ライン22は、エッチャー21、固形物収集部23、排気ガス処理部24、排気ダクト25とを結ぶ配管などによって構成されている。
【００２１】
また、固形物収集部23は、交換可能とする図示しない収集カートリッジを有し、この収集カートリッジの内部は冷却水などにて冷却されており、排気ライン22を通じて流入した排気ガスは冷却、凝固して収集カートリッジの底部に堆積するようになっている。さらに、収集カートリッジの出口付近に図示しないフィルタを取り付けることで、収集カートリッジの後段に固形物が流出することを防いでいる。
【００２２】
固形物収集部23の入口側および出口側の排気ライン22の配管に、信号を受けて自動的に開閉する例えばソレノイドバルブなどの電動弁にて構成される入口側開閉弁41および出口側開閉弁42がそれぞれ配設されている。すなわち、入口側開閉弁41は、固形物収集部23の入口と後述する収集部バイパスライン44の入口が接続される排気ライン22の分岐点との間に配置される。出口側開閉弁42は、固形物収集部23の出口と収集部バイパスライン44の出口が排気ライン22に合流する合流点との間に配置される。
【００２３】
入口側開閉弁41の上流の排気ライン22の配管には、固形物収集部23および排気ライン22の配管内の圧力を検知する圧力検知部43が配設されている。
【００２４】
圧力検知部43、入口側開閉弁41、固形物収集部23および出口側開閉弁42と並列に、収集部バイパスライン44が接続されている。この収集部バイパスライン44には、信号を受けて自動的に開閉する例えばソレノイドバルブなどの電動弁にて構成される収集部バイパス開閉弁45が配設されている。
【００２５】
固形物収集部23における入口側開閉弁41、出口側開閉弁42、収集部バイパス開閉弁45、および圧力検知部43は制御部46に接続されている。この制御部46は、圧力検知部43の検知により、収集カートリッジ内部での目詰まり、収集カートリッジの後段での排気ライン22の詰まりによる収集カートリッジおよび配管内の圧力が設定値以上に高まったときに、収集部バイパス開閉弁45を自動的に開ける機能を有し、さらに、排気ガス処理部24の後述する制御部56から信号を受けて入口側開閉弁41および出口側開閉弁42を自動的に閉じる機能を有している。
【００２６】
なお、電源オフ時には、入口側開閉弁41および出口側開閉弁42は閉じ、収集部バイパス開閉弁45は開くように構成されている。
【００２７】
また、排気ガス処理部24は、交換可能とする図示しないカラムを有し、このカラムには排気ガスと反応させ無害化するための薬剤が収容されている。
【００２８】
排気ガス処理部24の入口側および出口側の排気ライン22の配管に、信号を受けて自動的に開閉する例えばソレノイドバルブなどの電動弁または手動弁にて構成される入口側開閉弁51および出口側開閉弁52がそれぞれ配設されている。入口側開閉弁51の上流の排気ライン22の配管には、排気ガス処理部24および排気ライン22の配管内の圧力を検知する圧力検知部53が配設されている。
【００２９】
圧力検知部53、入口側開閉弁51、排気ガス処理部24および出口側開閉弁52と並列に、処理部バイパスライン54が接続されている。この処理部バイパスライン54には、信号を受けて自動的に開閉する例えばソレノイドバルブなどの電動弁にて構成される処理部バイパス開閉弁55が配設されている。
【００３０】
排気ガス処理部24における処理部バイパス開閉弁55および圧力検知部53、さらに電動弁の場合の入口側開閉弁51および出口側開閉弁52は制御部56に接続されている。この制御部56は、圧力検知部53の検知により、カラム内部での目詰まり、カラムの後段での排気ライン22の詰まりによるカラムおよび配管内の圧力が設定値以上に高まったときに、処理部バイパス開閉弁55を自動的に開ける機能を有している。
【００３１】
なお、電源オフ時には、処理部バイパス開閉弁55は開くように構成されている。
【００３２】
そして、通常のドライエッチング処理時には、収集部バイパス開閉弁45および処理部バイパス開閉弁55が閉じられ、入口側開閉弁41，51および出口側開閉弁42，52が開かれる。
【００３３】
そのため、真空ポンプ33の作動により、処理室31内に残った未反応ガスや被エッチング膜との反応化合物などの排気ガスが、排気ライン22に吸引排気され、固形物収集部23および排気ガス処理部24を通じて工場内の排気ダクト25に排気される。排気ガスが固形物収集部23を通過する際、排気ガスに含まれる物質が冷却されて強制的に固体状態となり、収集カートリッジ内に堆積される。排気ガスが排気ガス処理部24を通過する際、カラム内の薬剤と反応して無害化される。
【００３４】
また、処理部バイパス開閉弁55は、通常のドライエッチング処理時には閉じているが、次の動作の際には自動的に開かれる。つまり、圧力検知部53によって排気ガス処理部24のカラムの入力圧力の上昇がみられたとき、排気ガス処理部24の電源がオフされたとき、排気ガス処理部24のカラムの交換時である。
【００３５】
排気ガス処理部24のカラムの入力圧力の上昇について説明する。入力圧力上昇の原因となるのは、カラム内が目詰まりした場合、カラムが接続された工場内の排気ダクト25の排気能力が極端に低下した場合、カラムに流入する排気ガス流量が異常に上昇した場合、カラム出口の出口側開閉弁52を人為的なミスによって閉じられた場合などがある。これらの場合、いずれもカラムあるいは排気ライン22の配管内の圧力が上昇するので、圧力検知部53で検知される値が設定値以上になった場合、制御部56の制御により処理部バイパス開閉弁55が自動的に開けられる。
【００３６】
排気ガス処理部24の電源がオフされた場合について説明する。電源がオフされるのは、停電などによる供給電源の停止、人為的な操作ミスなどがある。圧力検知部53による圧力監視は排気ガス処理部24の電源がオフされた場合、働かなくなるため、電源がオフされた場合には処理部バイパス開閉弁55自体の構造によって自動的に開かれる。
【００３７】
排気ガス処理部24のカラムの交換について説明する。カラム内の薬剤の能力が低下して排気ガス中の有害物質の無害化ができなくなった場合には、薬剤の交換が必要となる。そのためには、現在使用中のカラムの取り外しを行ない、新品と交換することになる。カラムの交換作業時には、エッチング処理はできないが、部の稼働率の点から排気用の真空ポンプ33などは稼働させたままにすることが望ましい。したがって、エッチャー21から排気された空気や真空ポンプ33に常時流入させておく希釈用の窒素などを排気できる排気ライン22が必要となるため、処理部バイパス開閉弁55が開かれる。なお、カラムの交換時には、入口側開閉弁51および出口側開閉弁52が閉じられる。
【００３８】
そして、排気ガス処理部24の処理部バイパス開閉弁55が開いた際には、排気ガス処理部24の制御部56からエッチャー21のガス供給部32および固形物収集部23の制御部46に信号が発信され、次の各動作が自動的に行なわれる。つまり、エッチャー21の処理室31へガス供給部32から供給している原料ガスを自動的に停止し、固形物収集部23の収集部バイパス開閉弁45を自動的に開けるとともに入口側開閉弁41および出口側開閉弁42を自動的に閉める。
【００３９】
これにより、エッチャー21から工場内の排気ダクト25に通じる排気ライン22が収集部バイパスライン44および処理部バイパスライン54などを通じて確保した上で、エッチャー21からの原料ガスや、固形物収集部23内に堆積した固形物からの有害揮発性成分が、工場内の排気ダクト25に流出することを自動的に防ぐことができる。
【００４０】
すなわち、従来のドライエッチング装置のように、排気ガス処理部24の処理部バイパス開閉弁55が開かれると、エッチャー21からの原料ガスや、固形物収集部23に堆積した固形物からの有害な揮発成分が、処理部バイパスライン54を通じて、工場内の排気ダクト25に流出するのを防止できる。
【００４１】
以上のように、エッチャー21と排気ガス処理部24との間に固形物収集部23を配置することで、排気ガス処理部24での排気ガス物質による詰まりを防ぐことができ、さらに、排気ガス処理部24の処理部バイパス開閉弁55が開いた際、固形物収集部23の少なくとも出口側開閉弁42を閉止することで、固形物収集部23からの揮発成分の流出を防ぐことができる。
【００４２】
さらに、排気ガス処理部24の処理部バイパス開閉弁55が開いた際、固形物収集部23の入口側開閉弁41も同時に閉止することで、固形物収集部23からの揮発成分の流出をより確実に防ぐことができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明のドライエッチング装置によれば、ドライエッチング部と排気ガス処理部との間に固形物収集部を配置することで、排気ガス処理部での排気ガス物質による詰まりを防ぐことができ、しかも、排気ガス処理部の処理部バイパス開閉弁が開いた際、固形物収集部の出口側開閉弁を閉止することで、固形物収集部からの揮発成分の流出を防ぐことができる。
【００４４】
さらに、排気ガス処理部の処理部バイパス開閉弁が開いた際、固形物収集部の入口側開閉弁も閉止することで、固形物収集部からの揮発成分の流出をより確実に防ぐことができる。
【００４５】
さらに、入口側開閉弁が閉じる際に、収集部バイパス開閉弁を開放させることで、排気ラインを流通状態に保つことができる。
【００４６】
さらに、排気ガス処理部の処理部バイパス開閉弁が閉く際に、ガス供給部からの原料ガスの供給を停止させることで、排気ラインからの原料ガスの流出を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すドライエッチング装置の構成図である。
【図２】従来のドライエッチング装置の構成図である。
【図３】別の従来のドライエッチング装置の構成図である。
【符号の説明】
21 ドライエッチング部
22 排気ライン
23 固形物収集部
24 排気ガス処理部
32 ガス供給部
41 入口側開閉弁
42 出口側開閉弁
44 収集部バイパスライン
45 収集部バイパス開閉弁
46 制御部
54 処理部バイパスライン
55 処理部バイパス開閉弁
56 制御部

Claims

ドライエッチング部と、
このドライエッチング部に接続される排気ラインと、
この排気ラインに配置される固形物収集部と、
この固形物収集部と並列に排気ラインに接続される収集部バイパス開閉弁を有する収集部バイパスラインと、
前記固形物収集部の出口と収集部バイパスラインの出口が排気ラインに合流する合流点との間に配置される出口側開閉弁と、
前記排気ラインの固形物収集部より後流に配置される排気ガス処理部と、
この排気ガス処理部と並列に排気ラインに接続される処理部バイパス開閉弁を有する処理部バイパスラインと、
前記処理部バイパス開閉弁が開く際に、前記出口側開閉弁を閉止させる制御部と
を具備していることを特徴とするドライエッチング装置。
固形物収集部の入口と収集部バイパスラインの入口が接続される排気ラインの分岐点との間に配置される入口側開閉弁を具備し、
制御部は、処理部バイパス開閉弁が開く際に、入口側開閉弁を閉止させる
ことを特徴とする請求項１記載のドライエッチング装置。
制御部は、入口側開閉弁が閉じる際に、収集部バイパス開閉弁を開放させる
ことを特徴とする請求項１または２記載のドライエッチング装置。
ドライエッチング部は、原料ガスを供給するとともに、処理部バイパス開閉弁が閉く際に原料ガスの供給を停止するガス供給部を有する
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載のドライエッチング装置。