JP4916220B2 - プラズマ処理装置及びそれに用いられる電極 - Google Patents
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Description
本発明は，液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display）やエレクトロルミネセンスディスプレイ（Electro-Luminescence Display）などのフラットパネルディスプレイ（Flat Panel Display）用基板に対して，所定の処理を施すプラズマ処理装置及びそれに用いられる電極に関する。
例えばフラットパネルディスプレイ用基板（以下，ＦＰＤ用基板」とも称する）の表面にパターンを形成するプロセスにおいては，エッチングやスパッタリング，ＣＶＤ（化学気相成長）等のプラズマ処理が施される。このようなプラズマ処理を行うためのプラズマ処理装置としては例えば平行平板プラズマ処理装置が挙げられる。
この種のプラズマ処理装置は，処理室内に下部電極を有する載置台と，処理ガス導入部を兼ねる上部電極とを平行に配置し，上部電極を介して処理ガスを処理室内に導入するとともに，電極の少なくとも一方に高周波を印加して電極間に高周波電界を形成し，この高周波電界により処理ガスのプラズマを形成してＦＰＤ用基板に対してプラズマ処理を施すようになっている。
ところで，ＦＰＤ用基板は半導体ウエハと異なり処理面積が大きいので，上部電極から処理ガスをＦＰＤ用基板の全面に均一に分散させて供給するために，種々の提案がなされている。例えば特許文献１，２に示すように，上部電極を中空部を設け，中空部内に多数の小孔が形成された２枚のバッフルを設けるものが提案されている。特許文献１，２では，さらにこれらバッフルを通る処理ガスを，中央部とその外側の周辺部に設けられる複数のガス供給口から供給する。これによれば，基板の中央部と周辺部に供給される処理ガスが均一になるようにすることができる。
しかしながら，近年ではＦＰＤ用基板のさらなる大型化，処理の多様化に伴い，ＦＰＤ用基板の種類，基板に施す処理の種類，処理条件などによっては，基板の中央部と周辺部とで均一になるような最適な処理ガスの供給を行なえない場合があるという問題があった。例えばＦＰＤ用基板に施す処理の種類や処理条件によっては基板の中央部と周辺部とでは処理すべき領域の面積が異なる場合や，中央部と周辺部とでは処理すべき領域の形状が異なる場合もあり，処理ガスの供給分布の制御は益々難しくなっている。
この点，例えば特許文献１の技術では，１つのガス供給口の下方に複数の第２ガス供給口が形成されるガス供給板を設け，このガス供給板を異なる位置に第２ガス供給口が形成されるガス供給板と交換できるものの，このような構成では中央部と周辺部の第２ガス供給口から供給される流量を独立して制御できない。
また，特許文献２は，上部電極の中空部の一部（バッフルの上部）のみを仕切板で区画し，各区画に供給される流量を調整できるものの，仕切板は上部電極の上壁内面とバッフルとに連結されているため，例えば形状の異なる仕切板に容易に交換することはできない。このため，流量を制御できる範囲が限られてくるため，処理ガスの供給分布の調整精度を上げるのには限界がある。
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，フラットパネルディスプレイ用基板のプラズマ処理の種類や処理条件に応じて最適な処理ガスの供給を行うことができるプラズマ処理装置及びそれに用いられる電極を提供することにある。
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，処理室内に第１電極と第２電極を対向して配設し，前記第２電極に支持されたフラットパネルディスプレイ用基板上に処理ガスを導入しつつ前記電極の一方又は両方に高周波電力を供給してプラズマを生成することにより，前記フラットパネルディスプレイ用基板に所定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置の前記第１電極として用いられる電極であって，前記第２電極に対向し，前記処理ガスを前記処理室内へ向けて噴出するための複数のガス噴出孔が形成される電極板と，前記電極板を支持する支持体と，前記支持体において前記電極板との間に形成され，前記処理ガスが導入される中空部と，前記中空部を複数の室に区画するためのループ状の区画壁とを備え，前記区画壁は，前記支持体と前記電極板との間に挟み込んで保持されることを特徴とする電極が提供される。
このような本発明によれば，区画壁を支持体と電極板との間に挟み込んで保持するので，容易に異なるループ形状の区画壁と交換することができる。これにより，例えばプラズマ処理の種類や処理条件に応じて処理ガスの供給分布を調整することができるので，フラットパネルディスプレイ用基板上の処理分布を制御することができる。
また，上記電極板は，前記支持体の中空部内に設けられる複数の吊持部材により前記支持体に吊持されることが好ましい。これによれば，大型の電極板でも，自重による撓みや変形が生じないように電極支持体に取り付けることができる。さらに，第１電極の中空部内に配置される区画壁が支持体と電極板との間でより強固に保持される。
また，上記区画壁により区画された各室にはそれぞれ別個に，前記処理ガスが流量調整自在に導入されることが好ましい。これにより，区画壁によって区画された各室を介して処理室内へ流量が調整された処理ガスが導入されることにより，処理ガスの分布を所望の分布に制御することができる。
また，上記区画壁は，前記フラットパネルディスプレイ用基板の種類，前記基板に施す処理の種類，処理条件のうちの１つ又は２つ以上が変わった場合に，これらに応じて異なるループ形状の区画壁に交換されることが好ましい。これにより，例えばプラズマ処理の種類や処理条件に応じて処理ガスの供給分布を調整することができ，処理ガスの分布を所望の分布に制御することができる。
なお，上記中空部には，例えば複数の区画壁が配置されるようにしてもよく，複数の枠体を有する区画壁が配置されるようにしてもよい。複数の区画壁や複数の枠部を有する区画壁を配置することにより，第１電極の中空部をより細かく区画することができるので，処理ガスの分布をより細かく制御することができる。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，処理室内に第１電極と第２電極を対向して配設し，前記第２電極に支持されたフラットパネルディスプレイ用基板上に処理ガスを導入しつつ前記電極の一方又は両方に高周波電力を供給してプラズマを生成することにより，前記フラットパネルディスプレイ用基板に所定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって，前記第１電極は，前記第２電極に対向し，前記処理ガスを前記処理室内へ向けて噴出するための複数のガス噴出孔が形成される電極板と，前記電極板を支持する支持体と，前記支持体において前記電極板との間に形成され，前記処理ガスが導入される中空部と，前記中空部を複数の室に区画するためのループ状の区画壁とを備え，前記区画壁は，前記支持体と前記電極板との間に挟み込んで保持されることを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。
この場合，さらに上記第１電極へ処理ガスを供給する処理ガス供給装置を設け，前記処理ガス供給装置は，例えば処理ガス供給手段と，この処理ガス供給手段からの処理ガスを複数分岐する各分岐配管と，これら各分岐配管を通る流量を調整する流量調整手段と，前記各分岐配管からの処理ガスを前記区画壁によって区画された各室へそれぞれ導入する配管とを備える。
これによれば，容易に異なるループ形状の区画壁と交換することができ，また各分岐配管の流量調整手段によって，区画壁によって区画された各室を介して処理室内へ導入される処理ガスの流量を調整することができる。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，処理室内に第１電極と第２電極を対向して配設し，前記第２電極に支持されたフラットパネルディスプレイ用基板上に処理ガスを導入しつつ前記電極の一方又は両方に高周波電力を供給してプラズマを生成することにより，前記フラットパネルディスプレイ用基板に所定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって，前記第１電極は，前記第２電極に対向し，前記処理ガスを前記処理室内へ向けて噴出するための複数のガス噴出孔が形成される電極板と，前記電極板を支持する支持体と，前記支持体において前記電極板との間に形成され，前記処理ガスが導入される中空部と，前記中空部を中央部室と周辺部室に区画するためのループ状の区画壁とを備え，前記区画壁は，前記支持体と前記電極板との間に挟み込んで保持されることを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。
この場合，さらに上記第１電極へ処理ガスを供給する処理ガス供給装置を設け，前記処理ガス供給装置は，例えば処理ガス供給手段と，この処理ガス供給手段からの処理ガスを２分岐する各分岐配管と，これら各分岐配管を通る流量を調整する流量調整手段と，前記各分岐配管からの処理ガスを前記中央部室と前記周辺部室とへそれぞれ導入する配管とを備える。
これによれば，容易に異なるループ形状の区画壁と交換することができ，各分岐配管の流量調整手段によって，区画壁によって区画された中央部室と周辺部室を介して処理室内へ導入される処理ガスの流量を調整することができる。
本発明によれば，区画壁を支持体と電極板との間に挟み込んで保持するので，容易に異なるループ形状の区画壁と交換することができる。これにより，フラットパネルディスプレイ用基板の種類，基板に施すプラズマ処理の種類や処理条件に応じて最適な処理ガスの供給を行うことができる。
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
（プラズマ処理装置の構成例）
先ず，本発明の実施形態にかかるプラズマ処理装置について図面を参照しながら説明する。図１は，マルチチャンバータイプのプラズマ処理装置の外観斜視図である。同図に示すプラズマ処理装置１００は，フラットパネルディスプレイ用基板（ＦＰＤ用基板）Ｓに対してプラズマ処理を施すための複数（例えば３つ）の処理室２００を備える。
先ず，本発明の実施形態にかかるプラズマ処理装置について図面を参照しながら説明する。図１は，マルチチャンバータイプのプラズマ処理装置の外観斜視図である。同図に示すプラズマ処理装置１００は，フラットパネルディスプレイ用基板（ＦＰＤ用基板）Ｓに対してプラズマ処理を施すための複数（例えば３つ）の処理室２００を備える。
処理室２００内には，例えばＦＰＤ用基板Ｓを載置する載置台が設けられており，この載置台の上方に処理ガス（例えばプロセスガス）を導入するためのシャワーヘッドを兼ねる上部電極が設けられている。各処理室２００では同一の処理（例えばエッチング処理等）を行っても良いし，互いに異なった処理（例えばエッチング処理とアッシング処理等）を行うようにしても良い。なお，処理室２００内の具体的構成例については後述する。
各処理室２００はそれぞれ，断面多角形状（例えば断面矩形状）の搬送室１１０の側面にゲートバルブ１０２を介して連結されている。搬送室１１０にはさらに，ロードロック室１２０がゲートバルブ１０４を介して連結されている。ロードロック室１２０には，基板搬出入機構１３０がゲートバルブ１０６を介して隣設されている。
基板搬出入機構１３０にそれぞれ２つのインデクサ１４０が隣設されている。インデクサ１４０には，ＦＰＤ用基板Ｓを収納するカセット１４２が載置される。カセット１４２は複数枚（例えば２５枚）のＦＰＤ用基板Ｓが収納可能に構成されている。
このようなプラズマ処理装置によってＦＰＤ用基板Ｓに対してプラズマ処理を行う際には，先ず基板搬出入機構１３０によりカセット１４２内のＦＰＤ用基板Ｓをロードロック室１２０内へ搬入する。このとき，ロードロック室１２０内に処理済みのＦＰＤ用基板Ｓがあれば，その処理済みのＦＰＤ用基板Ｓをロードロック室１２０内から搬出し，未処理のＦＰＤ用基板Ｓと置換える。ロードロック室１２０内へＦＰＤ用基板Ｓが搬入されると，ゲートバルブ１０６を閉じる。
次いで，ロードロック室１２０内を所定の真空度まで減圧した後，搬送室１１０とロードロック室１２０間のゲートバルブ１０４を開く。そして，ロードロック室１２０内のＦＰＤ用基板Ｓを搬送室１１０内の搬送機構（図示せず）により搬送室１１０内へ搬入した後，ゲートバルブ１０４を閉じる。
搬送室１１０内ではさらに減圧してロードロック室１２０内よりも高い真空度まで減圧した後，ゲートバルブ１０２を開く。そして，処理室２００内の載置台を兼ねる下部電極に未処理のＦＰＤ用基板Ｓを搬入する。このとき，処理済みのＦＰＤ用基板Ｓがあれば，その処理済みのＦＰＤ用基板Ｓを搬出し，未処理のＦＰＤ用基板Ｓと置換える。
処理室２００内では，下部電極と上部電極間にプラズマを発生させ，処理ガスを上部電極を介して処理室内に導入することによって，ＦＰＤ用基板Ｓに対して所定のプラズマ処理を行う。
（処理室の構成例）
次に，処理室２００の具体的構成例について図面を参照しながら説明する。ここでは，本発明のプラズマ処理装置を，液晶ディスプレイ用のガラス基板（以下，単に「基板」とも称する）をエッチングする装置に適用した場合の処理室の構成例について説明する。図２は，処理室２００の概略構成を示す断面図である。
図１に示す処理室２００は，例えば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略角筒形状の処理容器２０２を備える。処理容器２０２は上端近傍で上下に二分割されて処理容器２０２の上部が開閉可能になっており，内部のメンテナンスを行い易いようにしてある。なお，処理容器２０２は接地されている。
処理容器２０２内にはその底部に，第２電極の１例としての下部電極２１２を有する載置台２１０が配設されている。この載置台２１０の上方には隙間を介してガス導入部を兼ねる第１電極の１例としての上部電極３００が対向配置されている。上部電極３００は整合器２０６を介して高周波電源２０８に接続されている。この高周波電源２０８からの例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が上部電極３００に印加される。
処理容器２０２の外側には，基板Ｓに対して成膜やエッチングなどの所定の処理を施すための処理ガスを供給する処理ガス供給手段４１０を有するガス供給装置４００が配設されている。このガス供給装置４００は処理ガス供給手段４１０からの処理ガスを処理室２００内に供給する。処理ガス供給手段４１０は例えば処理ガス供給源を備え，処理ガス供給源の配管には開閉バルブ，マスフローコントローラが設けられている。処理ガス供給源からの処理ガスがマスフローコントローラにより流量が調整され，処理ガス供給手段４１０から供給される。なお，処理ガス供給手段４１０は複数の処理ガス供給源を備えるようにしてもよい。この場合には各処理ガス供給源の配管にそれぞれ開閉バルブ，マスフローコントローラが設け，これらの配管の下流側を合流させて混合した処理ガスを処理ガス供給手段４１０から供給するようにしてもよい。
このような処理室２００では，処理ガス供給装置４００から処理室２００内へ処理ガスを供給するとともに，上部電極３００に高周波電力を印加することにより，下部電極２１２と上部電極３００間で処理ガスのプラズマを発生させ，載置台２１０上に載置されたＦＰＤ用基板Ｓに対してエッチング，アッシング，成膜等のプラズマ処理を行うことができる。
上記下部電極２１２は，絶縁材２１４を介して支持部２１６に支持されている。支持部２１６の下面中央部には，処理容器２０２の底壁に形成された開口部２０４を貫通して下方に延出する保護管２１８が設けられている。
保護管２１８の下面は，この保護管２１８よりも大径の導電性の支持板２２０により支持されている。支持板２２０は保護管２１８の管内を塞ぐように保護管２１８に取付けられている。支持板２２０の周辺には導電性のベローズ体２２２の下端が固定されている。ベローズ体２２２の上端は処理容器２０２の開口部２０４の開口縁に固定されている。
ベローズ体２２２は保護管２１８が配置されている内部空間と大気側空間とを気密に区画する。また，支持板２２０には図示しない昇降機構が設けられている。この昇降機構により支持板２２０を昇降させることによって，載置台２１０を昇降させることができる。下部電極２１２は導電路２１３を介して支持板２２０に接続されている。これにより，下部電極２１２は導電路２１３，支持板２２０，ベローズ体２２２を介して処理容器２０２に電気的に接続され，接地される。
なお，載置台２１０の下部電極２１２と処理容器２０２とをインピーダンス調整部を介して電気的に接続するようにしてもよい。具体的には例えばインピーダンス調整部を下部電極２１２と支持板２２０との間に導線で接続する。これにより，インピーダンス調整部の一端は下部電極に接続されるとともに，他端は支持板２２０及びベローズ体２２２を介して処理容器２０２の底部に電気的に接続されることになる。このインピーダンス調整部によりインピーダンス値を調整することによって，高周波電源が接続される上部電極３００と処理容器２０２の側壁との間でプラズマが発生することを抑えることができる。
一方，上部電極３００は，処理容器２０２の上部内側面に絶縁性部材からなる枠体３０２を介して装着されるとともに，処理容器２０２の上壁に例えば複数のボルト２３０を介して吊持されている。具体的には，処理容器２０２の上壁に形成した孔に絶縁体２３２を取り付け，その絶縁体２３２内にボルト２３０を挿入して上部電極３００を固定する。また，表面が絶縁加工されたボルトを使用してもよい。
処理容器２０２の側壁には，排気路２４０が接続され，この排気路２４０には真空排気手段２４２が接続されている。また，処理容器２０２の側壁には，上記搬送室１１０との間で基板Ｓの搬出入を行うための搬出入口２５０が設けられており，この搬出入口２５０は上記ゲートバルブ１０２により開閉されるようになっている。
（上部電極の構成例）
ここで，上部電極３００の構成について図２，図３を参照しながらより詳細に説明する。図３は，図２に示すＡ部の概略構成を示す拡大図である。上部電極３００は，載置台２１０に載置されたＦＰＤ用基板Ｓの表面上に向けて所定のガスを噴出するガス導入部としての機能も兼ね備え，いわゆるシャワーヘッドを構成する。上部電極３００には，図２に示すように矩形の中空部からなるガス拡散用のバッファ室３３０が形成される。上部電極３００の下面（下部電極と対向する面）全面には多数のガス噴出孔３１２が均等に分散配置され，このガス噴出孔３１２から処理室２００内全体へ処理ガスを下降流で供給する。
ここで，上部電極３００の構成について図２，図３を参照しながらより詳細に説明する。図３は，図２に示すＡ部の概略構成を示す拡大図である。上部電極３００は，載置台２１０に載置されたＦＰＤ用基板Ｓの表面上に向けて所定のガスを噴出するガス導入部としての機能も兼ね備え，いわゆるシャワーヘッドを構成する。上部電極３００には，図２に示すように矩形の中空部からなるガス拡散用のバッファ室３３０が形成される。上部電極３００の下面（下部電極と対向する面）全面には多数のガス噴出孔３１２が均等に分散配置され，このガス噴出孔３１２から処理室２００内全体へ処理ガスを下降流で供給する。
具体的には上部電極３００は，上記ガス噴出孔３１２が形成される矩形状の電極板３１０と，この電極板３１０とほぼ同じ形状に形成され，電極板３１０の上面側を着脱自在に支持する電極支持体３２０とを備える。電極板３１０と電極支持体３２０は例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムで構成される。
電極支持体３２０には上記バッファ室３３０を構成する矩形の空間部が形成されている。この空間部は電極支持体３２０の底面に開口するように形成されており，電極支持体３２０の周辺部に電極板３１０を取り付けることにより，上記空間部が閉塞されるようになっている。
また，電極支持体３２０のバッファ室３３０が形成される空間内では，その空間を形成する電極支持体３２０の上壁内面に複数の吊持部材３６０を介して吊持されている。吊持部材３６０は例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウム又ＳＵＳ(Stainless Used Steel)で構成する。吊持部材３６０は図３にも示すように，電極支持体３２０の上壁にボルトなどの締結部材３６４で固定する。
また，上記締結部材３６４で吊持部材３６０を電極板３１０に固定するようにしてもよく，図３に示すように吊持部材３６０にフランジ部を設け，そのフランジ部と電極板とを締結部材３６４よりも小さいボルトなどの締結部材３６６で別途固定するようにしてもよい。
このように，電極板３１０を電極支持体３２０の周辺部に取り付けるのみならず，電極支持体３２０のバッファ室３３０内においても吊持部材３６０によって吊持することによって，大型の電極板３１０でも，自重による撓みや変形が生じないように電極支持体３２０に取り付けることができる。
電極支持体３２０のバッファ室３３０は，ループ状（枠状）の区画壁３５０によって複数の室（例えば中央部の第１室３３２とその周辺部の第２室３３４）に区画されている。また，電極支持体３２０の上壁には複数のガス導入孔３２６が設けられている。これらガス導入孔３２６にはそれぞれ処理ガス供給装置４００の分岐配管が接続しており，処理ガス供給装置４００からの処理ガスが各室３３２，３３４ごとに流量制御されて導入されるようになっている。
例えば図２に示すように処理ガス供給手段４１０からの処理ガスは，処理ガス供給配管４０２から２つに分岐した一方の分岐配管４０４を通って流量調整手段４２０を介して第１室３３２へ導入される。他方の分岐配管４０６を通る処理ガスは，流量調整手段４３０を介して第２室３３４へ導入される。各室３３２，３３４に供給される処理ガスはそれぞれ，流量調整手段４２０，４３０によって流量制御される。これにより，各室３３２，３３４から基板Ｓに向けて導入される処理ガスの流量を個別に制御することにより，ＦＰＤ用基板Ｓが大面積化してもＦＰＤ用基板Ｓ全領域でのガス流量を均等化することができ，ひいてはプラズマ処理を均一化することができる。
本実施形態にかかる区画壁３５０は，容易に交換可能に設けられている。すなわち，区画壁３５０は，図３に示すように電極支持体３２０の上壁内面と電極板３１０との間に挟み込んで保持されている。区画壁３５０の上面及び下面にはＯリングなどのシール部材３５２が取り付けられており，このシール部材３５２によって電極支持体３２０との間及び電極板３１０との間はシールされる。
このように，本実施形態にかかる区画壁３５０は電極支持体３２０の上壁内面と電極板３１０との間に挟み込んで保持されるので，電極支持体３２０から電極板３１０を取り外せば容易に異なるループ形状の区画壁３５０と交換することができる。なお，区画壁３５０は位置決めのために，電極支持体３２０の上壁に複数のボルトやねじで止めるようにしてもよい。
特に，ＦＰＤ用基板Ｓにプラズマ処理を行うための上部電極３００は，上述したように電極板３１０も大型になるため，図２に示すように電極板３１０はバッファ室３３０内においても複数の吊持部材３６０により電極支持体３２０に吊持される。これにより，バッファ室３３０内に配置される区画壁３５０は，電極支持体３２０と電極板３１０との間でより強固に保持される。
このような吊持部材３６０は，電極板３１０がその全面でより均等な力で吊持されるように，電極支持体３２０の縦方向，横方向（例えば電極支持体３２０においてバッファ室３３０を構成する上壁内面の縦方向，横方向）に対称に，配置することが好ましい。また，区画壁３５０は少なくともその内側に吊持部材３６０が配置されるようなループ形状にすることが好ましく，また区画壁３５０の内側と外側の両方に吊持部材３６０が配置されるようなループ形状にすることがより好ましい。これにより，区画壁３５０がより均等に電極支持体３２０と電極板３１０との間に保持されるとともに，その保持力も向上する。また，吊持部材３６０の数や配置は，各処理室２００で交換して使用される複数の区画壁３５０に応じて決定するようにしてもよい。
なお，上記バッファ室３３０の各室３３２，３３４に連通するガス導入孔３２６の数は，ガス導入孔３２６の配置位置と区画壁３５０の数やループ形状によって変わる。例えば中央部の第１室３３２など面積が比較的小さい部分についてはガス導入孔が１つであり，周辺部の第２室３３４など面積が大きい部分についてはガス導入孔３２６が複数であるようなループ形状の区画壁３５０を設けるようにしてもよい。また，ガス導入孔３２６が各室３３２，３３４に１つずつになるように複数の区画壁３５０を設けるようにしてもよい。このようなガス導入孔と区画壁の配置例は後述する。
（ガス導入孔と区画壁の配置例）
ここで，ガス導入孔と区画壁の配置例について図面を参照しながら説明する。図４は，電極板３１０を外した際の電極支持体３２０を下から見た図である。また，図４では，ガス供給装置４００の配管構成を観念的に線図で表している。ここでは，電極支持体３２０に５つのガス導入孔３２６を形成した場合について説明する。具体的には電極支持体３２０の中央に１つのガス導入孔３２６が，四つ角寄りにそれぞれ１つずつガス導入孔３２６が配置されている。これら５つのガス導入孔３２６はそれぞれ縦方向，横方向に対称に配置されている。
ここで，ガス導入孔と区画壁の配置例について図面を参照しながら説明する。図４は，電極板３１０を外した際の電極支持体３２０を下から見た図である。また，図４では，ガス供給装置４００の配管構成を観念的に線図で表している。ここでは，電極支持体３２０に５つのガス導入孔３２６を形成した場合について説明する。具体的には電極支持体３２０の中央に１つのガス導入孔３２６が，四つ角寄りにそれぞれ１つずつガス導入孔３２６が配置されている。これら５つのガス導入孔３２６はそれぞれ縦方向，横方向に対称に配置されている。
図４に示す区画壁３５０は，バッファ室３３０と相似形の枠状に形成した場合の具体例である。この区画壁３５０の上面及び下面には，区画壁３５０の枠部に沿って図３に示すようなＯリングなどのシール部材（図４では省略）が設けられている。このような区画壁３５０によれば，バッファ室３３０は中央部の第１室３３２と第１室３３２の外側を囲む周辺部の第２室３３４とに区画される。図４に示す区画壁３５０は，第１室３３２の面積がバッファ室３３０全体の面積の略２５％になるようなループ形状に形成したものである。このような区画壁３５０によって区画される場合には，第１室３３２は中央のガス導入孔３２６から処理ガスが導入され，第２室３３４は四つ角寄りの４つのガス導入孔３２６からそれぞれ処理ガスが導入される。
このように配置されるガス導入孔３２６へ処理ガスを導入する場合，処理ガス供給装置４００は図４に示すように構成される。すなわち，図４に示す処理ガス供給配管４０２は第１室３３２のガス導入孔３２６へ処理ガスを導入する分岐配管４０４と，第２室３３４のガス導入孔３２６へ処理ガスを導入する分岐配管４０６の２つに分岐される。各分岐配管４０４，４０６には流量調整手段４２０，４３０が設けられる。
上記分岐配管４０４は流量調整手段４２０を介して中央のガス導入孔３２６に接続する。また，上記分岐配管４０６は流量調整手段４３０の下流側で４つに分岐し，これら各分岐配管４０６ａ〜４０６ｄがそれぞれ四つ角寄りの４つガス導入孔３２６に接続する。
上記流量調整手段４２０，４３０はそれぞれ，例えば上流側に設けられる開閉バルブ４２２，４３２と下流側に設けられるマスフローコントローラやニードルバルブなどの流量調整器４２４，４３４により構成される。これらの流量調整手段４２０，４３０により，第１室３３２，第２室３３４から処理室２００内へ導入される処理ガスの流量を別個に制御することができる。
このような処理ガス供給装置４００の配管構成例の外観を図５に示す。図５に示す分岐配管４０６は開閉バルブ４３２，流量調整器４３４の下流側でさらに２つに分岐し，一方の配管を分岐配管４０６ａ，４０６ｃに分岐し，他方の配管を分岐配管４０６ｂ，４０６ｄに分岐している。このような配管構成に限定されるものではなく，分岐配管４０６は開閉バルブ４３２，流量調整器４３４の下流側で放射状に４つに分岐するようにしてもよい。
なお，上記流量調整手段４２０，４３０はそれぞれ，例えば図６に示すように構成してもよい。上流側に設けられる開閉バルブ４２２，４３２にそれぞれ並列にマスフローメータ（ＭＦＭ）４４４，４５４を設けてもよい。この場合，マスフローメータ４４４，４５４の上流側にそれぞれ開閉バルブ４４３，４５３を設けるとともに，下流側にそれぞれ開閉バルブ４４５，４５５を設ける。このようなマスフローメータ（ＭＦＭ）４４４，４５４を利用して各分岐配管４０４，４０６の流量を調整するようにしてもよい。
具体的には例えば分岐配管４０４の流量を調整する場合には，開閉バルブ４２２を閉じて開閉バルブ４４３，４４５を開き，例えば分岐配管４０４に処理ガスの代わりに流量測定用のＮ２ガスを流す。そして，流量調整器４２４を調整することにより，所望の流量に調整する。そして，基板Ｓをプラズマ処理する際には，開閉バルブ４４３，４４５を閉じた状態で開閉バルブ４２２を開き，分岐配管４０４の方へ処理ガスを導入する。これにより，分岐配管４０４に所望の流量の処理ガスを導入することができる。
このように，本実施形態にかかる上部電極３００は，バッファ室３３０を区画するための区画壁３５０を電極支持体３２０の上壁内面と電極板３１０との間に挟み込んで保持されるので，電極支持体３２０から電極板３１０を取り外せば容易に異なるループ形状の区画壁３５０と交換することができる。
例えば図４に示すような区画壁３５０を図７に示す区画壁３５０に容易に交換することができる。図７に示す区画壁３５０は，図４に示す区画壁３５０よりも第１室３３２の面積が広くなるようなループ形状にしたものである。図７に示す区画壁３５０によれば，第１室３３２の面積がバッファ室３３０全体の面積の略５０％になる。こうして，区画壁３５０を交換するだけで，容易にバッファ室３３０の区画面積を変えることができる。
また，図７に示す区画壁３５０のように，区画される各室２２３，３３４の領域内に含まれるガス導入孔３２６の数が図４に示す場合と同じになるようなループ形状にすることにより，ガス供給装置４００の配管構成を変えることなく，バッファ室３３０の区画面積だけを変えることができる。
このような構成の上部電極３００によれば，例えばＦＰＤ用基板Ｓの種類（例えば半導体膜，絶縁膜，金属膜など），ＦＰＤ用基板Ｓに施すプラズマ処理の種類（例えばエッチング，アッシング，成膜など），処理条件（例えば処理ガスの種類や流量，処理室内圧力，高周波電力，温度などの処理レシピ）などに応じて異なるループ形状の区画壁３５０に交換することができる。
従って，例えばＦＰＤ用基板Ｓの種類，プラズマ処理の種類，処理条件などのうちの１つ又は２つ以上が変わった場合に，これらに応じて処理ガスの供給分布（区画壁で区画される領域）を調整することができるので，基板Ｓ上の処理分布を制御することができる。これにより，プラズマ処理に応じた最適な処理ガスの供給を行うことができる。
また，区画壁３５０で区画された各室への処理ガス供給量の割合は，ＦＰＤ用基板Ｓの種類やプラズマ処理の種類，処理条件などに応じて任意に変更することができる。また，上記処理ガス供給量の割合は，プラズマ処理前のみならず，プラズマ処理の途中に変更してもよい。
（ガス導入孔と区画壁の他の配置例）
次に，ガス導入孔と区画壁の他の配置例について図面を参照しながら説明する。図８は，電極板３１０を外した際の電極支持体３２０を下から見た図である。また，図８では，処理ガス供給装置４００の配管構成を観念的に線図で表している。ここでは，電極支持体３２０に９つのガス導入孔３２６を形成した場合について説明する。具体的には電極支持体３２０の中央に１つのガス導入孔３２６が配置されおり，四つ角寄りにそれぞれ１つずつガス導入孔３２６が配置されている。さらに四つ角寄りの各ガス導入孔３２６の間に１つずつガス導入孔３２６が配置されている。これら９つのガス導入孔３２６はそれぞれ縦方向，横方向に対称に配置されている。
次に，ガス導入孔と区画壁の他の配置例について図面を参照しながら説明する。図８は，電極板３１０を外した際の電極支持体３２０を下から見た図である。また，図８では，処理ガス供給装置４００の配管構成を観念的に線図で表している。ここでは，電極支持体３２０に９つのガス導入孔３２６を形成した場合について説明する。具体的には電極支持体３２０の中央に１つのガス導入孔３２６が配置されおり，四つ角寄りにそれぞれ１つずつガス導入孔３２６が配置されている。さらに四つ角寄りの各ガス導入孔３２６の間に１つずつガス導入孔３２６が配置されている。これら９つのガス導入孔３２６はそれぞれ縦方向，横方向に対称に配置されている。
図８は，バッファ室３３０と相似形の枠状に形成した９つの区画壁３５０をバッファ室３３０内の縦方向及び横方向に３つずつ並べて配置した場合の具体例である。この区画壁３５０の上面及び下面には，各区画壁３５０の枠部に沿って図３に示すようなＯリングなどのシール部材（図８では省略）が設けられている。このような区画壁３５０によれば，バッファ室３３０は中央部の第１室３３２と，第１室３３２の外側を囲む周辺部のうちの４つ角の第２室３３４ａ〜第５室３３４ｄと，残りの第６室３３４ｅ〜第９室ｈに区画される。このような区画壁３５０によって区画される場合には，第１室３３２は中央のガス導入孔３２６から処理ガスが導入され，第２室３３４ａ〜第５室３３４ｄは四つ角寄りの４つのガス導入孔３２６からそれぞれ処理ガスが導入される。また，第２室３３４ｅ〜第５室３３４ｈは残りの４つのガス導入孔３２６からそれぞれ処理ガスが導入される。すなわち，各室３３２，３３４ａ〜３３４ｈのガス導入孔３２６はそれぞれ１つずつである。
このように配置されるガス導入孔３２６へ処理ガスを導入する場合，処理ガス供給装置４００は図８に示すように構成される。すなわち，図８に示す処理ガス供給配管４０２は第１室３３２のガス導入孔３２６へ処理ガスを導入する分岐配管４０４と，第２室３３４ａ〜第５室３３４ｄのガス導入孔３２６へ処理ガスを導入する分岐配管４０６と，第６室３３４ｅ〜第９室３３４ｈのガス導入孔３２６へ処理ガスを導入する分岐配管４０５との３つに分岐される。各分岐配管４０４，４０５，４０６には流量調整手段４２０，４５０，４３０が設けられる。
上記分岐配管４０４は流量調整手段４２０を介して中央のガス導入孔３２６に接続する。また，上記分岐配管４０６は流量調整手段４３０の下流側で４つに分岐し，これら各分岐配管４０６ａ〜４０６ｄがそれぞれ四つ角寄りの４つガス導入孔３２６に接続する。さらに，上記分岐配管４０５は流量調整手段４５０の下流側で４つに分岐し，これら各分岐配管４０６ｅ〜４０６ｈがそれぞれ残りの４つガス導入孔３２６に接続する。
上記流量調整手段４２０，４３０，４５０はそれぞれ，例えば上流側に設けられる開閉バルブ４２２，４３２，４５２と下流側に設けられるマスフローコントローラやニードルバルブなどの流量調整器４２４，４３４，４５４により構成される。これらの流量調整手段４２０，４３０，４５０により，第１室３３２，第２室３３４ａ〜第９室３３４ｈから処理室２００内へ導入される処理ガスの流量を別個に制御することができる。なお，上記流量調整手段４２０，４３０，４５０はそれぞれ，例えば図６に示すものと同様にマスフローメータ（ＭＦＭ）を設けるようにしてもよい。
なお，図８では複数（例えば９つ）の矩形の区画壁３５０を並列して配置した場合について説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，複数（例えば９つ）の矩形の枠部を一体にした図９に示すような区画壁３５０であってもよい。この区画壁３５０の上面及び下面には，各枠部に沿って図３に示すようなＯリングなどのシール部材（図９では省略）が設けられている。また，この場合には９つの枠部ごとにシール部材を設けるとともに，さらに９つすべての枠部を含む区画壁３５０の外枠に沿ってシール部材を設けるようにしてもよい。なお，区画壁３５０の数や区画壁３５０の枠部の数，区画壁３５０のループ形状や枠部のループ形状は，上記実施形態で説明したものに限定されるものではない。
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば本実施形態では，本発明を下部電極を接地し，上部電極のみに高周波電力を印加するタイプのプラズマ処理装置に適用した場合について説明したが，必ずしもこれに限定されるものではない。例えば上部電極と下部電極の両方に高周波電力を印加するタイプのプラズマ処理装置に適用してもよく，また下部電極のみに例えば高周波の異なる２種類の高周波電力を印加するタイプのプラズマ処理装置に適用してもよい。
本発明は，フラットパネルディスプレイ用基板に対して所定の処理を施すプラズマ処理装置及びそれに用いられる電極に適用可能である。
１００ プラズマ処理装置
１０２，１０４，１０６ ゲートバルブ
１１０ 搬送室
１２０ ロードロック室
１３０ 基板搬出入機構
１４０ インデクサ
１４２ カセット
２００ 処理室
２０２ 処理容器
２０４ 開口部
２０６ 整合器
２０８ 高周波電源
２１０ 載置台
２１２ 下部電極
２１４ 絶縁材
２１６ 支持部
２１８ 保護管
２２０ 支持板
２２２ ベローズ体
２３０ ボルト
２３２ 絶縁体
２４０ 排気路
２４２ 真空排気手段
２５０ 搬出入口
３００ 上部電極
３０２ 枠体
３１０ 電極板
３１２ ガス噴出孔
３２０ 電極支持体
３２６ ガス導入孔
３３０ バッファ室
３３２ 中央部室
３３４ 周辺部室
３３４ａ〜３３４ｈ 周辺部室
３５０ 区画壁
３５２ シール部材
３６０ 吊持部材
３６４ 締結部材
３６６ 締結部材
４００ 処理ガス供給装置
４０２ 処理ガス供給配管
４０４ 分岐配管
４０５ 分岐配管
４０６（４０６ａ〜４０６ｈ） 分岐配管
４１０ 処理ガス供給手段
４２０，４３０，４５０ 流量調整手段
４２２，４３２，４５２ 開閉バルブ
４２４，４３４，４５４ 流量調整器
４４３，４５３ 上流側下流側開閉バルブ
４４４，４５４ マスフローメータ
４４５，４５５ 下流側開閉バルブ
Ｓ ＦＰＤ用基板
１０２，１０４，１０６ ゲートバルブ
１１０ 搬送室
１２０ ロードロック室
１３０ 基板搬出入機構
１４０ インデクサ
１４２ カセット
２００ 処理室
２０２ 処理容器
２０４ 開口部
２０６ 整合器
２０８ 高周波電源
２１０ 載置台
２１２ 下部電極
２１４ 絶縁材
２１６ 支持部
２１８ 保護管
２２０ 支持板
２２２ ベローズ体
２３０ ボルト
２３２ 絶縁体
２４０ 排気路
２４２ 真空排気手段
２５０ 搬出入口
３００ 上部電極
３０２ 枠体
３１０ 電極板
３１２ ガス噴出孔
３２０ 電極支持体
３２６ ガス導入孔
３３０ バッファ室
３３２ 中央部室
３３４ 周辺部室
３３４ａ〜３３４ｈ 周辺部室
３５０ 区画壁
３５２ シール部材
３６０ 吊持部材
３６４ 締結部材
３６６ 締結部材
４００ 処理ガス供給装置
４０２ 処理ガス供給配管
４０４ 分岐配管
４０５ 分岐配管
４０６（４０６ａ〜４０６ｈ） 分岐配管
４１０ 処理ガス供給手段
４２０，４３０，４５０ 流量調整手段
４２２，４３２，４５２ 開閉バルブ
４２４，４３４，４５４ 流量調整器
４４３，４５３ 上流側下流側開閉バルブ
４４４，４５４ マスフローメータ
４４５，４５５ 下流側開閉バルブ
Ｓ ＦＰＤ用基板
Claims (9)
- 処理室内に第１電極と第２電極を対向して配設し，前記第２電極に支持されたフラットパネルディスプレイ用基板上に処理ガスを導入しつつ前記電極の一方又は両方に高周波電力を供給してプラズマを生成することにより，前記フラットパネルディスプレイ用基板に所定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置の前記第１電極として用いられる電極であって，
前記第２電極に対向し，前記処理ガスを前記処理室内へ向けて噴出するための複数のガス噴出孔が形成される電極板と，
前記電極板を支持する支持体と，
前記支持体において前記電極板との間に形成され，前記処理ガスが導入される中空部と，
前記中空部を複数の室に区画するためのループ状の区画壁とを備え，
前記区画壁は，前記支持体と前記電極板との間に挟み込んで保持され，前記電極板は，前記中空部内に設けられる複数の吊持部材により前記支持体に吊持されることを特徴とする電極。 - 前記区画壁により区画された各室にはそれぞれ別個に，前記処理ガスが流量調整自在に導入されることを特徴とする請求項１に記載の電極。
- 前記区画壁は，前記フラットパネルディスプレイ用基板の種類，前記基板に施す処理の種類，処理条件のうちの１つ又は２つ以上が変わった場合に，これらに応じて異なるループ形状の区画壁に交換されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電極。
- 前記中空部には，複数の区画壁が配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電極。
- 前記中空部には，複数の枠部を有する区画壁が配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電極。
- 処理室内に第１電極と第２電極を対向して配設し，前記第２電極に支持されたフラットパネルディスプレイ用基板上に処理ガスを導入しつつ前記電極の一方又は両方に高周波電力を供給してプラズマを生成することにより，前記フラットパネルディスプレイ用基板に所定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって，
前記第１電極は，前記第２電極に対向し，前記処理ガスを前記処理室内へ向けて噴出するための複数のガス噴出孔が形成される電極板と，前記電極板を支持する支持体と，前記支持体において前記電極板との間に形成され，前記処理ガスが導入される中空部と，前記中空部を複数の室に区画するためのループ状の区画壁とを備え，
前記区画壁は，前記支持体と前記電極板との間に挟み込んで保持され，前記電極板は，前記中空部内に設けられる複数の吊持部材により前記支持体に吊持されることを特徴とするプラズマ処理装置。 - さらに，前記第１電極へ処理ガスを供給する処理ガス供給装置を設け，
前記処理ガス供給装置は，処理ガス供給手段と，この処理ガス供給手段からの処理ガスを複数分岐する各分岐配管と，これら各分岐配管を通る流量を調整する流量調整手段と，前記各分岐配管からの処理ガスを前記区画壁によって区画された各室へそれぞれ導入する配管とを備えたことを特徴とする請求項６に記載のプラズマ処理装置。 - 処理室内に第１電極と第２電極を対向して配設し，前記第２電極に支持されたフラットパネルディスプレイ用基板上に処理ガスを導入しつつ前記電極の一方又は両方に高周波電力を供給してプラズマを生成することにより，前記フラットパネルディスプレイ用基板に所定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって，
前記第１電極は，前記第２電極に対向し，前記処理ガスを前記処理室内へ向けて噴出するための複数のガス噴出孔が形成される電極板と，前記電極板を支持する支持体と，前記支持体において前記電極板との間に形成され，前記処理ガスが導入される中空部と，前記中空部を中央部室と周辺部室に区画するためのループ状の区画壁とを備え，
前記区画壁は，前記支持体と前記電極板との間に挟み込んで保持され，前記電極板は，前記中空部内に設けられる複数の吊持部材により前記支持体に吊持されることを特徴とするプラズマ処理装置。 - さらに，前記第１電極へ処理ガスを供給する処理ガス供給装置を設け，
前記処理ガス供給装置は，処理ガス供給手段と，この処理ガス供給手段からの処理ガスを２分岐する各分岐配管と，これら各分岐配管を通る流量を調整する流量調整手段と，前記各分岐配管からの処理ガスを前記中央部室と前記周辺部室とへそれぞれ導入する配管とを備えたことを特徴とする請求項８に記載のプラズマ処理装置。
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