JPH1032192A

JPH1032192A - プラズマ処理装置

Info

Publication number: JPH1032192A
Application number: JP9084337A
Authority: JP
Inventors: Shimao Yoneyama; 詩麻夫米山
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1997-03-17
Publication date: 1998-02-03
Anticipated expiration: 2015-12-04
Also published as: JP3113836B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電極と処理室内壁のエッジ部との間に生じる
異常放電を防止することが可能なプラズマ処理装置を提
供する。【解決手段】プラズマ処理を行う処理室（１）の内壁
に形成された開口（２）のエッジ部に，例えばセラミッ
クスなどの低誘電率の絶縁性材料から成る絶縁体（２
０）を，略リング状に取り付ける。開口（２）のエッジ
部を絶縁体（２０）で覆うようにして取り付けたので，
処理時において，上部電極（１１）と開口（２）のエッ
ジ部との間で異常放電が生じることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，プラズマ処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】文字・数字・図形・画像等を電気的手段
を利用して表示する表示装置として，軽量小型，低消費
電力，長寿命化等の見地から，例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕ
ｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ：液晶表示）装置
が実用されている。

【０００３】上記ＬＣＤの製造には，半導体ウエハ製造
技術が用いられ，蒸着した透明導電膜を選択的にエッチ
ングすることにより電極パターンが形成される。上記エ
ッチングにおいては，品質の安定性・生産性・経済性の
面で優れているウエットエッチングが行なわれている。
しかし，セグメント表示するＬＣＤの場合，上記電極パ
ターンの精度は３００〜５００μｍ程度であるが，ＴＶ
画像などをマトリクス表示するＬＣＤの場合は電極パタ
ーンの精度を１０〜２０μｍに設定する場合がある。更
に，近年上記電極パターンの微細化が進み，上記ウェッ
トエッチングでは上記電極パターンの微細化に対応する
ことが困難となって来ており，上記ウエットエッチング
に代わりドライエッチングが注目されている。このドラ
イエッチングは，減圧処理室内に対向配置された電極の
一方に上記ＬＣＤ用ガラス基板を設置し，上記電極間に
電力を印加することにより，導入したエッチングカスを
プラズマ化し，このプラズマ化したエッチングガスによ
り電極パターンを形成するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記エッチングガスを
プラズマ化するためには，当然上記電極間に放電を発生
させるが，この放電は上記電極間に限らず，一方の高圧
電極と上記処理室内壁のエッジ部や凸部との間にも放電
が発生する。この高圧電極と処理室内壁のエッジ部や凸
部との間の放電は，アーク放電となり，このアーク放電
はエネルギーが強いため，薄い絶縁膜程度のものは破壊
して放電が発生する。通常，上記処理室内壁には，耐腐
食対策のためアルマイト処理により絶縁膜が形成されて
いる。しかし，この絶縁膜が上記放電により破壊されて
剥離し，これが塵となって上記ＬＣＤ基板を汚染してし
まう他，上記放電により絶縁膜が破壊されると，その部
分がエッチングガス等により腐食され，これも汚染の原
因となる。又，エッチングに寄与する放電が不安定にな
ったり，不均一になってエッチング特性に悪影響をおよ
ぼす。

【０００５】本発明は上記点に対処してなされたもの
で，処理室内壁のエッジ部への放電の発生を抑止するこ
とにより，被処理体の歩留りの低下を防ぐことを可能と
したプラズマ処理装置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め，請求項１に記載の発明によれば，処理室内に配置さ
れた被処理体をプラズマ処理する装置において，処理室
内壁に形成されるエッジ部を絶縁体により被覆すること
を特徴としている。また，請求項２に記載の発明によれ
ば，エッジ部は，処理室に備えられた被処理体を搬入或
いは搬出する開口部，または処理室内の圧力をモニタす
るための圧力計の接続ポートに形成されることを特徴と
している。さらに，請求項３に記載の発明によれば，絶
縁体は，略リング形状であることを特徴としている。さ
らにまた，請求項４に記載に発明によれば，絶縁体は，
セラミックスであることを特徴としている。

【０００７】即ち，本発明は，処理室内壁に形成される
エッジ部を絶縁体によって被覆することにより，電極と
処理室内壁のエッジ部との間の放電を抑制すると共に，
被処理体のプラズマ処理に寄与する放電の効率低下を防
止して，この放電の安定化を図ることができる。また，
かかる構成により，電極と処理室内壁のエッジ部との間
の放電に伴う塵の発生がなく，被処理体及び処理室内の
汚染を防止することができる。従って，被処理体に対し
て，所望のプラズマ処理を施すことができる。

【０００８】〔発明の詳細な説明〕以下に，添付図面を参照しなが
ら，本発明にかかるプラズマ処理装置をエッチング装置
に適用した実施の形態について詳細に説明する。まず，
かかる装置構成について説明する。エッチング処理が行
なわれる処理室（１）は，材質例えばアルミニウム製
で，耐腐食対策例えば表面にアルミナの被膜が形成され
ている。この処理室（１）は，立方体形状で，メンテナ
ンスを容易にする等の理由から上記処理室（１）上面が
開閉可能とされている。更に，上記処理室（１）の側壁
には開口（２）が設けられており，この開口（２）を開
閉可能とする開閉機構（３）が，上記処理室（１）側壁
の外面に設けられている。この開閉機構（３）が上記開
口（２）を閉じることにより，上記処理室（１）内を気
密に設定可能としている。また，上記処理室（１）内の
下方には，昇降機機（４）に連設した下部電極（５）が
昇降自在に設けられ，この昇降に対応して材質例えばス
テンレススチール製のべロース（６）により気密が保た
れている。上記下部電極（５）は，例えばアルミニウム
製で表面にアルマイト処理を施してある平板状に形成さ
れている。この下部電極（５）の上面には，被処理体例
えばＬＣＤ基板（７）を設置可能となっており，このＬ
ＣＤ基板（７）の設置を容易とするために，上記下部電
極（５）表面に出没自在なリフターピン（図示せず）が
設けられている。また，上記ＬＣＤ基板（７）をプラズ
マ処理例えばプラスマエッチングする際に発生させる放
電即ちグロ一放電を，上記ＬＣＤ基板表面に集中させる
ため，上記下部電極（５）の上面周縁部には，上記ＬＣ
Ｄ基板（７）の外周形状とほぼ同形状の開口を有する絶
縁材質からなるフォーカス体（８）が設けられている。
更に，上記下部電極（５）下面も絶縁体（９）で覆わ
れ，この下部電極（５）はアース（１０）されている。

【０００９】また，上記処理室（１）内の上方即ち上記
下部電極（５）の対向位置には，導電性機質例えばグラ
ファイト製の上部電極（１１）が設けられている。この
上部電極（１１）は上記ＬＣＤ基板（７）表面と同形状
を露出させ，それ以外の部分に絶縁体（１２）を覆設し
て，上記上部電極（１１）の露出下面と上記下部電極
（５）上面のみにグロー放電が発生する如く構成されて
いる。上記絶縁体（１２）は，上記上部電極（１１）を
支持し，上記処理室（１）側壁上端に固定可能となって
いる。また，上記上部電極（１１）には電源（１３）が
接続しており，上記上部電極（１１）及び下部電極
（５）間で放電可能とされている。この場合，下部電極
（５）側が接地され，この下部電極（５）に上記ＬＣＤ
基板（７）を載置するため，ラジカルによりエッチング
されるプラズマエッチングモードに設定されているが，
イオンによりエッチングされるＲＩＥ（リアクティブ・
イオン・エッチング）モードにも対応する如く，下部電
極（５）に電源（１３）を接続し，上部電極（１１）を
接地することもできる。また，上記上部電極（１１）に
は，所定の口径の孔（図示せず）が複数個形成されてお
り，この孔からプラズマ処理用反応ガス例えばエッチン
グガスを流通可能としている。このエッチングガスは，
上記上部電極（１１）上部に設けられた空間（１４）に
接続したガス供給管（１５）から供給される如く構成さ
れている。このガス供給管（１５）は，図示しないガス
供給源に連設し，上記空間（１４）内へ所定の処理ガス
を所定量で供給可能とされている。上記空間（１４）内
に供給された処理ガスを上記ＬＣＤ基板（７）表面に均
一に供給するために，上記空間（１４）内には複数枚の
バッフル（１６）が設けられている。このバッフル（１
６）には，複数個の開孔が形成されており，上記処理ガ
スが上記開孔を有するバッフル（１６）を複数枚通過す
ることにより広面積に均一に拡散されるようになってい
る。

【００１０】また，上記処理室（１）の下方周縁部に
は，上記処理室（１）内のガスが均一に排気される如
く，各点で異なる所定の開孔率に設定した整流体（１
７）が，取付台（１８）に着脱自在に設けられている。
このような整流体（１７）を介して上記処理室（１）内
のガスを排気する如く排気管（１９）が接続し，この排
気管（１９）は図示しない排気機構例えばロータリーポ
ンプやターボ分子ポンプ等に連設している。

【００１１】また，上記上部電極（１１）及び下部電極
（５）間に放電を発生させる場合，高圧電極である上部
電極（１１）と接地電極である下部電極（５）との間の
みらなず，上記上部電極（１１）と上記処理室（１）内
壁のエッジ部や凸部との間にも放電が発生してしまう。
そのため，上記処理室（１）内壁のエッジ部や凸部例え
は処理室（１）側壁に形成された開口（２）のエッヂ部
に着脱自在な絶縁体（２０）が取着され，上記エッヂ部
を被覆している。この絶縁体（２０）は，図２に示すよ
うに，上記開口（２）のエッヂ部を覆うように断面Ｌ字
型の角型リング形状で，低誘電率の絶縁材質例えばテフ
ロン或いはセラミックスで形成されており，この絶縁体
（２０）のＬ字型突出部を上記開口（２）に嵌合可能と
なっている。このようにしてエッチング装置が構成され
ている。

【００１２】次に，上述したエッチング装置の動作作用
を説明する。まず，処理室（１）内を所定の減圧状態に
設定し，処理室（１）側壁に形成されている開口（２）
を開閉機構（３）の動作により開け，図示しない搬送機
構例えばハンドリングアームにより，被処理体例えばＬ
ＣＤ基板（７）を上記処理室（１）内へ搬入する。上記
開閉機構（３）により上記開口（２）を開けても，上記
処理室（１）の圧力を保持可能とするように，上記開口
（２）の外部空間をロードロック室としておく。そし
て，上記ＬＣＤ基板（７）を下部電極（５）表面の予め
定められた位置に設置する。この時，上記ＬＣＤ基板
（７）の設置を容易に行なえるように，リフターピン
（図示せず）により中継している。そして，上記ハンド
リングアームを処理室（１）内から搬出した後，上記開
口（２）を閉じ，処理室（１）内部を気密に設定する。
そして，上記下部電極（５）を昇降機機（４）により上
昇させ，上記ＬＣＤ基板（７）表面と上部電極（１１）
表面との間隔を所定の間隔に設定する。この後，上記上
部電極（１１）及び下部電極（５）間に電源（１３）に
より電力を印加し，グロ一放電を発生させる。これと同
時に，ガス供給源（図示せず）から所定の処理ガス即ち
エッチングガスをガス供給管（１５）を介して空間（１
４）に流入する。そして，この空間（１４）内に流入さ
れたガスは，上記空間（１４）内に設けられているバッ
フル（１６）により広範囲に拡散され，上記上部電極
（１１）に形成されている複数の開孔から上記ＬＣＤ基
板（７）表面に供給する。ここで，この供給されたエッ
チングガスが上記グロー放電によりプラズマ化され，こ
れにより発生したラジカルにより，上記ＬＣＤ基板
（７）表面に被着している例えば，α−Ｓｉ膜，ＳｉＮ
ｘ膜，Ａｌ膜等を選択的に除去する。この時，上記放電
により上部電極（１１）及び下部電極（５）が加熱され
てしまうため，上記上部電極（１１）及び下部電極
（５）は夫々冷却されている。これは，上部電極（１
１）が加熱されると，電極やその他の電極部構成部品が
破損してしまうことや，熱輻射によりレジストにダメー
ジを与えること等がある。また，上記上部電極（５）が
加熱されると，この下部電極（５）表面に設定されたＬ
ＣＤ基板（７）が加熱され，特に，このＬＣＤ基板
（７）表面に被着されたレジストが１８０℃付近で変異
し，必要以上にキュアリングしたり，選択比が悪くなる
等の問題があるため，夫々冷却を必要としている。そし
て，エッチング排ガス等は，上記処理室（１）内下方縁
部に設けられた整流体（１７）を介して排気管（１９）
より排気される。

【００１３】このようにしてエッチング処理が行なわれ
るが，上記エッチングの際には放電が行なわれる。通
常，エッチング処理に寄与する放電は，上記上部電極
（１１）及び下部電極（５）間で均一に発生するグロ一
放電であるが，上記上部電極（１１）と上記処理室
（１）内壁のエッジ部や凸部との間にも放電が発生す
る。この放電はアーク放電であり，このアーク放電はエ
ネルギー密度が高く，薄い絶縁膜程度のものは破壊して
放電が発生してしまう。これは，上記処理室（１）内壁
も接地されていることから，この処理室（１）内壁と上
記下部電極（５）とが同電位となり，上記放電が発生し
てしまう。特に，上記放電は，電界集中を起こしやすい
尖塔的形状をした凸部やエッヂ部に発生する場合が多
い。この凸部やエッヂ部としては，例えば上記ＬＣＤ基
被（７）を上記処理室（１）内へ搬入出する開口（２）
や，上記処理室（１）内壁に形成された図示しない目視
窓のエッジ部や凸部，更に，図示はしないが上記処理室
（１）内の圧力をモニターするための圧力計用に上記処
理室（１）内壁に形成された貫通穴のエッジ部や凸部等
が考えられる。これらのエッジ部や凸部に，絶縁体を取
着することにより，上記アーク放電の発生を防止するこ
とができる。例えば，上記ＬＣＤ基板（７）を搬入出す
るための開口（２）のエッジ部や凸部に，角型の絶縁体
（２０）を取着することで，上記開ロ（２）のエッジ部
や凸部へのアーク放電を防止することができる。

【００１４】例えば，上記実施の形態では，ラジカルに
よりエッチングするプラズマエッチングモードで説明し
たが，ＲＩＥモードでも同様であり，このＲＩＥモード
の場合，接地電極が異なるため，当然上記処理室（１）
内壁のエッジ部や凸部と放電する電極も異なる。

【００１５】また，上記実施の形態では，被処理体とし
てＬＣＤ基板を例に挙げて説明したが，これに限定する
ものではなく，例えば半導体ウエハでも同様な効果が得
られる。更に，被処理体のプラズマ処理としてエッチン
グ処理について説明したが，これに限定するものではな
く，例えばＣＶＤ処理・アッシング処理・スパッタ処理
・クリーニング処理等に適用しても同様な効果が得られ
る。

【００１６】以上述べたように，この実施の形態によれ
ば，処理室内壁のエッジ部や凸部を絶縁体により被覆す
ることにより，電極と処理室内壁のエッジ部や凸部との
間のアーク放電を防止し，被処理体のプラズマ処理に寄
与する放電の効率低下を防止すること及び放電の安定性
の向上を図ることができる。そのため，上記電極と処理
室内壁のエッジ部や凸部との間の放電による塵の発生は
なく，上記被処理体及び処理室内の汚染を防止すること
ができ，歩留りの低下を抑止することが可能となる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば，電極と処理室内壁に形
成されたエッジ部との間のアーク放電の発生を防止する
ことができると共に，被処理体のプラズマ処理に寄与す
る放電の効率低下を防止し，その放電の安定性の向上を
図ることができる。その結果，上記電極と処理室内壁の
エッジ部との間の放電に伴う塵が発生しないため，上記
被処理体及び処理室内の汚染を防止することができ，歩
留りを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用可能なエッチング装置を示した概
略的な断面図である。

【図２】図１に示した絶縁体の概略的な説明図である。

【符号の説明】

１処理室２開口５下部電極１１上部電極２０絶縁体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理室内に配置された被処理体をプラズ
マ処理する装置において，前記処理室内壁に形成される
エッジ部を絶縁体により被覆することを特徴とする，プ
ラズマ処理装置。
【請求項２】前記エッジ部は，前記処理室に備えられ
た前記被処理体を搬入或いは搬出する開口部，または前
記処理室内の圧力をモニタするための圧力計の接続ポー
トに形成され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。
【請求項３】前記絶縁体は，略リング形状であること
を特徴とする，請求項１又は２に記載のプラズマ処理装
置。
【請求項４】前記絶縁体は，セラミックスであること
を特徴とする，請求項１，２又は３のいずれかに記載の
プラズマ処理装置。