JPH08130207A - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置

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JPH08130207A
JPH08130207A JP6267189A JP26718994A JPH08130207A JP H08130207 A JPH08130207 A JP H08130207A JP 6267189 A JP6267189 A JP 6267189A JP 26718994 A JP26718994 A JP 26718994A JP H08130207 A JPH08130207 A JP H08130207A
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electrode
helium
plasma treatment
treatment equipment
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JP6267189A
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Masaki Suzuki
正樹 鈴木
Shigeyuki Yamamoto
重之 山本
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体、ＬＣＤ基板の製造に用いられるドラ
イエッチング装置などのプラズマ処理装置において、大
型基板のヘリウム冷却を可能とし、スループットが大
で、基板温度安定性の良いプラズマ処理装置を提供す
る。 【構成】 被処理基板を載置するヘリウム供給口を有す
る凹状電極と、被処理基板の端面を基板の面に沿って押
圧する端面加圧子と、基板平面を凹状に整形する板面加
圧子を有し、被処理基板を電極の凹面に沿って押圧し、
基板と電極の間にヘリウムを充満し、基板の円筒面に外
面よりヘリウムの外圧をかけて有効に基板の冷却を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体や液晶表示素子
（ＬＣＤ）製造に用いられる、ドライエッチング装置や
スパッタ装置やＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年半導体製造におけるシリコン基板の
ドライエッチングにおいてはしばしば基板の冷却手段と
して、基板裏面と電極との間にヘリウムを充満させる方
法が用いられる。
【０００３】以下に従来のドライエッチング装置につい
て説明する。図２では従来のドライエッチング装置を示
すものである。図２において、１は真空容器、２は真空
排気ポンプ、３は下面にガス吹出口を有する上部電極
で、上部にガス供給口４を有し、５にてアースされてい
る。６はシリコンウエハー、７は直径１５０ｍｍにつき
１ｍｍ弱の凸球面を有する下部電極であり、絶縁板８に
載置されており、端子９を通じてコンデンサ１０、高周
波電源１１につながっている。電極７の中心には穴があ
りパルプ１３で外部の底圧ヘリウム供給手段（図示せ
ず）につながっている。電極７の周囲にはシーリング１
４があり電極７の上面には中心穴１２につながった浅い
くぼみ１５が分布している。電極７の内部には冷却水路
１６があり冷却水が循環している。電極７の周囲上方に
はクランプリング１７があり、支持棒１８で支持されて
いる。支持棒１８はベローズ１９により真空シールされ
て、外部の昇降装置Ａ（図示せず）により上下動する。
【０００４】以上のように構成されたドライエッチング
装置について、以下その動作について説明する。まずシ
リコンウエハー６を下部電極７の上に載せクランプリン
グ１７を下降させて下部電極７の凸球面に沿わせて押し
つける。次いで真空ポンプ２で真空容器１中の空気を排
気し、ガス供給口４から微量のエッチングガスを導入し
つつ、高周波電源１１により高周波を印加して下部電極
７と上部電極３の間にプラズマを作り、シリコンウエハ
ー６をエッチングする。この間パイプ１３より０．５パ
スカル前後の圧力のヘリウムを流すと、ヘリウムは中心
穴１２から吹き出し、電極上面のくぼみ１５に充満す
る。ヘリウムは流動性が良いので、シリコンウエハー６
から良く熱を奪い、冷却水路１６中の冷却水により冷却
された下部電極７に熱を伝えて、シリコンウエハー６が
プラズマの熱で過熱し、レジストが変質してエッチング
不良になるのを防止する。またシリコンウエハ６の温度
を一定に保ってエッチングのコントロールを良好にす
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、例えば３７０ｍｍ×４７０ｍｍ×１．１
ｍｍの長方形のＬＣＤ用ガラス基板に対して適用する場
合、４辺を球面に沿って押圧することは構成上難かしい
のと、ガラスに大きな引張応力がかかり割れやすい。押
圧構造の構成の容易な凸円筒面に沿って、４７０ｍｍの
２つの長辺のみ上方から押しつける方法では、内圧によ
りガラスがたわむので０．５パスカルのヘリウムでさえ
凸の量は２０ｍｍ以上の値としなければならず、エッチ
ングの均一性を確保し難い。またさらにガラスが薄い場
合にはガラスはさらにたわみ易くなるので、大きな四角
ガラスの周囲を凸面を押しつける方法は実用し難い。
【０００６】この理由で従来ＬＣＤ用大型基板のドライ
エッチングにおいては、ガラス基板にヘリウム冷却を適
用できないので、大きなＲＦパワーを印加できず、プラ
ズマ処理に時間がかかり装置のスループが低いという問
題点を有していた。
【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、大きなＬＣＤ基板に対しても、ヘリウム冷却を適用
でき、スループットが大きく、エッチング等の温度コン
トロール性の良いプラズマ処理装置を提供するものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のプラズマ処理装置は、被処理基板を載置し、
ヘリウムの供給を有する凹状の電極と基板の端面を基板
の面に沿って押圧する端面加圧子とを有し、補助的に基
板平面を凹状に整形する板面加圧子を有する。
【０００９】
【作用】この構成によって、大きな長方形ガラス基板は
凹円筒状電極上に２辺を板面加圧子によって上から押さ
えつけられ凹円筒状に整形され、次いで残る２辺の端面
を端面加圧子によって板面に沿って加圧され、凹円筒状
電極表面に押しつけられる。ヘリウムガスはガラス裏面
と電極表面の間の浅いくぼみに充満され、ガラスには円
筒外面よりヘリウムの圧力がかかる。ガラスは圧縮に強
いので、端面を強い力で押すことができ、ヘリウムの圧
力によって電極面からガラスが浮き上がることもなく十
分な冷却作用が行われる。これによって、エッチングに
おいて大きなＲＦパワーを印加できスループットの高い
ドライエッチング装置を提供することができる。またエ
ッチング中の温度も安定化する。
【００１０】
【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。
【００１１】図１において、２１は真空容器、２２は真
空排気ポンプ、２３は下面にガス吹出口を有する上部電
極で、上部２４にガス供給口を有し、２５にてアースさ
れている。２６はＬＣＤ用ガラス基板（寸法３７０×４
７０×１．１ｍｍ）である。２７は下部電極であり、そ
の上面はくぼみ量１０ｍｍの円筒面に加工されている
（図１の断面図は短辺の断面を見ている）。２８は絶縁
板であり、電極２７は端子２９を通じて、コンデンサ３
０、高周波電源３１につながっている。電極２７の中心
には穴３２があり、パイプ３３で低圧ヘリウム供給手段
（図示せず）につながっている。電極２７の周囲にはシ
ール３４があり、電極２７の上面凹円筒面上には、中心
穴３２につながった溝と深さ０．１ｍｍ以下の浅いくぼ
み３５が分布している。電極２７の内部には冷却水路３
６があり、冷却水が循環している。電極２７の二つの長
辺側面近くには、絶縁材料でできた端面加圧子のレバー
３７があり、支点３８を中心に揺動可能で端面加圧子３
７には加圧バネ３９と、駆動リンク４０が取りつけられ
駆動リンク４０の下端はベローズ４１でシールされ真空
容器２１の下部から上下駆動手段Ｂ（図示せず）により
上下動される。電極２７の二つの短辺の上方には、絶縁
材料でできている下面を電極２７の上面の円筒面（半径
約１７２０ｍｍ）に合わせた凹面に整形した二つの板面
加圧子４２があり、板面加圧子は各２本の支持棒４３と
ベローズ４４を介して真空容器２１の下部にて上下駆動
装置Ｃ（図示せず）により駆動される。
【００１２】以上のように構成されたドライエッチング
装置について、図１を用いてその動作を説明する。ま
ず、ＬＣＤ用ガラス基板２６を凹電極２７の上にのせ、
上昇していた支持棒４３を下降させて二つの板面加圧子
４２により、ガラス基板２６の短辺の上を押さえてガラ
ス基板２６を凹状に整形する。次いで下方に引かれてい
た２つの駆動リンク４０を上方に戻し、端面加圧子レバ
ー３７がバネの力３９によりガラス基板２６の二つの長
辺を互いに板面に沿った方向に押し合う。この圧縮力に
よりガラス基板２６は凹電極２７の円筒面に押しつけら
れる。この時の端面加圧子３７の長辺の押付力は外圧を
受ける薄肉円筒の応力として計算され０．５パスカルの
ヘリウム圧力に対し必要とされる力は約５４kgf以上で
ある。
【００１３】次いで真空ポンプ２２で真空容器２１中の
空気を排気し、２４から微量のエッチングガスを導入し
つつ、高周波電源３１により高周波を印加して、下部電
極２７と上部電極２３の間にプラズマを作り、ガラス基
板２６をエッチングする。この間パイプ３３より０．５
パスカルの圧力のヘリウムを流すと、ヘリウムは中心穴
３２から吹き出し電極２７の上面の溝とくぼみ３５に充
満する。ヘリウムは流動性が良いので、ガラス基板２６
から熱を奪い、冷却水路３６により冷却された電極２７
に熱を伝えて、ガラス基板２６を良く冷却する。またプ
ラズマ処理中の基板温度を良く一定に保つ。
【００１４】エッチングが終了すれば２つの駆動リンク
４０を下降させて、端面加圧子を側方に外し、次いで支
持棒４３を上昇させて二つの板面加圧子４２を板面から
離れるまで上昇させて、ガラス基板２６を取り出す。な
お板面加圧子４２では、ガラス板２６が十分大きく、両
端で支持した時中央部が大きく下垂するような板に対し
ては省略することができる。
【００１５】なお、外圧を受ける薄肉円筒の挙動で心配
されるガラス基板２６の座屈変形は、ガラス基板２６が
円筒のごく小さな一部分であること、凹電極２７にガラ
ス基板が押しつけられていること、板面加圧子４２によ
り凹状に整形されることにより通常座屈は生じない。ま
たこの装置はドライエッチング装置のみならず、スパッ
タ装置やＣＶＤ装置における基板の冷却、さらには熱伝
達性の良いことから、加熱にも適用できるものである。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明は、真空容器と真空
排気手段と、反応ガス供給手段と、最小一対の電極と、
電極への高周波電力供給手段と、被処理基板と電極との
間に不活性ガスを充満させるガス供給手段を有するプラ
ズマ処理装置において、被処理基板を載置する凹状の電
極と、基板の端面を基板の面に沿って押圧する端面加圧
子とを有し、さらに補助的には基板平面を凹状に整形す
る板面加圧子をも有するものであるので、被処理基板を
プラズマ処理中にも十分冷却することができ、高いＲＦ
パワーを引火することができ大きなスループットとま
た、良好な温度安定性により良質のエッチング特性を有
するプラズマ処理装置を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のプラズマ処理装置の縦断面図
【図２】本発明のプラズマ処理装置の一実施例の縦断面
図
【符号の説明】
２１ 真空容器 ２３ 上部電極 ２６ ＬＣＤ用ガラス基板 ２７ 電極 ３７ 端面加圧子 ４２ 板面加圧子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 真空容器と、真空排気手段と、反応ガス
    供給手段と、最小一対の電極と、電極への高周波電力供
    給手段と、被処理基板と電極との間に不活性ガスを充満
    させるガス供給手段とを有するプラズマ処理装置におい
    て、被処理基板を載置する凹状の電極と、基板の端面を
    基板の面に沿って押圧する端面加圧子とを有するプラズ
    マ処理装置。
  2. 【請求項２】 基板平面を凹状に整形する板面加圧子を
    有する、請求項１記載のプラズマ処理装置。
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