KR20110040808A

KR20110040808A - 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR20110040808A
Application number: KR1020110025725A
Authority: KR
Inventors: 다케시 이토; 요시투구 다나카; 다카시 오모리
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2011-04-20
Also published as: KR20090106997A; JP5351317B2; JP5113016B2; TW201003816A; JP2009272602A; CN101556911A; CN101556911B; TWI467682B; JP2012238911A; KR101063127B1

Abstract

본 발명은 기판의 주위를 정류 부재로 둘러싼 상태에서 플라즈마 처리를 실행하는 기판 처리 장치에 있어서, 기판의 반입출시에 파티클 등에 의한 기판의 오염을 발생하기 어렵게 하는 것에 관한 것이다.
챔버(2)의 탑재대(3) 상에 기판(G)을 탑재하고, 그 기판(G)을 정류 부재(9)로 둘러싼 상태에서 챔버(2) 내에 처리 가스의 플라즈마를 형성해서 기판(G)에 플라즈마 처리를 실행하는 기판 처리 장치(1)에 있어서, 정류 부재(9)는 적어도 기판 반입출구(31)에 대응하는 위치에 존재하는 가동 부재로서의 기판(9a)이 탑재대(3)에 대한 기판(G)의 반입출이 가능하도록 퇴피 위치로 이동 가능하게 마련되어 있다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 액정 표시 장치(LCD) 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD) 제조용의 유리 기판 등의 기판에 대해 드라이 에칭 등의 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

액정 모니터(LCD)로 대표되는 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 과정에 있어서는, 진공 하에서 유리 기판에 형성된 소정의 막의 플라즈마 에칭 처리가 존재한다.

이러한 유리 기판에 대해 플라즈마 에칭 처리를 실행하는 기판 처리 장치로서는, 진공으로 보지 가능한 챔버 내에 하부 전극으로서 기능하는 기판 탑재대 및 이 탑재대에 대향해서 상부 전극으로서 기능하는 가스 도입용의 샤워 헤드를 배치하고, 하부 전극에 고주파 전력을 인가하는 고주파 전원을 접속하고, 챔버 내를 진공 배기하며, 챔버 내에 샤워 헤드를 거쳐서 처리 가스를 도입하는 동시에 탑재대에 고주파 전력을 인가하고, 그것에 의해서 형성된 처리 가스의 플라즈마에 의해 유리 기판상의 소정의 막을 에칭하는 것이 알려져 있다.

그런데, LCD에 있어서는 알루미늄(Al)막을 에칭하는 공정이 존재하고, 이러한 Al막의 에칭에 있어서는 처리 가스로서 염소(Cl₂)를 함유하는 것이 이용되지만, 처리 가스의 공급량과 에칭량이 비례하기 때문에 로딩 효과에 의해 기판의 외주부의 에칭율이 중앙부의 에칭율보다도 극단적으로 빨라져 버린다는 현상이 발생한다. 즉, 플라즈마 중의 에칭종인 Cl 라디칼로부터 보면, 기판의 최외주 영역에서는 단위량의 Cl 라디칼이 에칭해야 할 기판 면적은 중앙 영역의 약 반이고, 중앙 영역에 공급되는 유량과 같은 유량으로 최외주 영역에 처리 가스가 공급되면, 최외주 영역의 에칭율은 중앙 영역의 에칭율의 약 2배가 되어버린다.

이 때문에, 탑재대 상의 기판의 주위를 둘러싸도록 정류 부재를 마련하고, 그것에 의해 유리 기판의 외주 영역 근방으로부터 기판 외주로 향하는 처리 가스의 흐름을 막는 것에 의해, 기판의 최외주 영역에 공급되는 Cl 라디칼량을 감소시키고, 기판면 내에 있어서의 에칭율의 균일성을 높이는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 1).

이 기술을 실시하는데 있어서는 정류 부재가 유리 기판의 반입출의 방해가 되기 때문에, 유리 기판의 반입출시에 정류 부재를 반입출의 방해가 되지 않는 위치까지 퇴피시킬 필요가 있다. 그리고, 스페이스 등의 관계로부터, 정류 부재를 상방으로 퇴피시키는 것이 실행되고 있었다.

그러나, 정류 부재를 기판보다도 상방으로 퇴피시킨 상태에서 기판의 반입출을 실행하면, 정류 부재에 부착된 파티클 등이 유리 기판에 낙하해서 유리 기판을 오염시켜 버린다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제 2000-315676 호 공보

본 발명은 이러한 사정에 비추어 보아서 이루어진 것이며, 기판의 주위를 정류 부재로 둘러싼 상태에서 플라즈마 처리를 실행하는 기판 처리 장치에 있어서, 기판의 반입출시에 파티클 등에 의한 기판의 오염이 발생하기 어려운 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 기판을 수용하는 처리 용기와, 상기 처리 용기의 측벽에 형성된 기판을 반입출하는 기판 반입출부와, 상기 처리 용기 내에서 기판을 탑재하는 탑재대와, 상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 기구와, 상기 처리 용기 내에 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 기구와, 상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 기구와, 상기 탑재대 상에 상기 탑재대 상의 기판을 둘러싸도록 마련되고, 기판의 외주부의 처리 가스의 유속을 억제하는 정류 부재를 구비하며, 상기 탑재대 상의 기판에 대해 플라즈마 처리를 실행하는 기판 처리 장치이며, 상기 정류 부재는 적어도 상기 기판 반입출부에 대응하는 위치에 상기 탑재대에 대한 기판의 반입출이 가능하도록 퇴피 위치로 이동 가능하게 마련된 가동 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 정류 부재는 4개의 측판으로 이루어지는 각기둥 형상을 하고, 이들 측판 중 상기 기판 반입출부에 대응하는 위치에 있는 측판이 상기 탑재대에 대한 기판의 반입출이 가능하도록 퇴피 위치로 이동 가능한 가동 부재로서 기능하도록 구성할 수 있다. 이 경우에, 상기 기판 반입출부에 대응하는 위치에 있는 측판과 대향하는 측판도 퇴피 가능한 가동 부재로서 기능하도록 구성할 수 있다.

상기 가동 부재로서 기능하는 측판은 회전축을 회전시키는 것에 의해, 처리시의 처리 위치와 상기 퇴피 위치 사이에서 회동하도록 구성할 수 있고, 이 경우에 상기 가동 부재로서 기능하는 측판은 수평 방향으로 연장하는 회전축을 회전시키는 것에 의해, 수직 방향으로 회동 가능한 구성으로 할 수 있다.

상기 가동 부재로서 기능하는 측판은 상기 처리 위치에 있어서 인접하는 측판에 밀착하도록 구성할 수 있다. 또한, 상기 가동 부재로서 기능하는 측판은 상기 처리 위치에 있어서 상기 다른 측판과의 사이에 간극이 형성되고, 처리 가스가 상기 간극을 통과하는 경로는 미로 구조를 취하도록 구성할 수 있다.

상기 가동 부재로서 기능하는 측판은 상기 처리 위치에 있어서 상기 탑재대와 밀착하고 있는 구성으로 할 수 있다. 또한, 상기 가동 부재로서 기능하는 측판은 상기 처리 위치에 있어서 상기 탑재대와의 사이에 간극이 형성되고, 상기 탑재대에 있어서의 상기 가동 부재로서 기능하는 측판의 근방 위치에 그 측판의 폭방향에 따라 기판의 반입출을 방해하지 않는 높이의 저항 부재가 마련되어 있는 구성으로 할 수 있다.

상기 가동 부재로서 기능하는 측판은 상하 방향으로 복수로 분할되고, 이들이 꺽어접음 가능하게 연결되며, 퇴피 위치로 회동될 때에 꺽어 접히도록 구성할 수 있다. 또한, 상기 가동 부재로서 기능하는 측판은 상하 방향으로 복수로 분할되며, 이들이 슬라이드 가능하게 연결되어, 퇴피 위치로 회동될 때에 분할편이 슬라이딩해서 겹쳐지도록 구성할 수 있다.

상기 가동 부재로서 기능하는 측판은 상기 퇴피 위치로부터 상기 처리 위치로 회동될 때에 상기 다른 측판과의 사이에 간극이 형성되는 상태까지 구동 장치에 의해 구동시키고, 그 후 자중에 의해 상기 다른 측판과의 사이가 밀착되도록 구성할 수 있다.

상기 회전축은 시일 부재를 거쳐서 상기 처리 용기의 외측으로 연장하고, 상기 처리 용기의 외측에 마련된 회전 모터에 의해 회전되는 것으로 할 수 있다. 이 경우에, 상기 시일 부재로서는 0링 시일 또는 스프링 하중식 시일을 이용할 수 있다. 또한, 상기 회전축은 상기 처리 용기의 외측에 벨로우즈를 거쳐서 마련된 실린더 기구의 구동에 의해, 랙 앤 피니언(rack and pinion) 기구를 거쳐서 회전되는 것으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 기판 반입출부는 상기 처리 용기에 마련된 기판 반입출구와 해당 기판 반입구를 개폐하는 게이트 밸브를 갖는 것으로 하고, 상기 게이트 밸브의 개방과, 상기 가동 부재의 퇴피 위치로의 이동을 동기해서 실행시키는 제어부를 더 구비하도록 구성할 수 있다.

본 발명에 의하면, 정류 부재는 적어도 기판 반입출부에 대응하는 위치에 상기 탑재대에 대한 기판의 반입출이 가능하도록 퇴피 위치로 이동 가능하게 마련된 가동 부재를 가지므로, 기판을 반입출할 때에 가동 부재를 퇴피 위치로 이동시키는 것에 의해, 정류 부재를 기판의 높이보다도 높은 위치로 상승시키지 않고 기판의 반입출이 가능하게 된다. 이 때문에, 정류 부재로부터 기판에 파티클이 낙하하는 것을 회피할 수 있어서 기판의 오염을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 기판 처리 장치를 도시하는 수직 단면도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 수평 단면도,
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 정류 부재의 요점부를 도시하는 측면도,
도 4는 도 1의 기판 처리 장치의 정류 부재의 요점부를 도시하는 사면도,
도 5는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 동작을 설명하기 위한 개략도,
도 6은 정류 부재의 변형예를 설명하기 위한 모식도,
도 7은 정류 부재의 다른 변형예를 도시하는 모식도,
도 8은 정류 부재의 또 다른 변형예를 도시하는 모식도,
도 9는 정류 부재의 또 다른 변형예의 움직임을 도시하는 모식도,
도 10은 정류 부재의 측판을 회동시키기 위한 구동계의 다른 예를 도시하는 도면,
도 11은 정류 부재의 측판을 회동시키기 위한 구동계의 또 다른 예를 도시하는 도면,
도 12는 정류 부재의 또 다른 변형예를 설명하기 위한 모식도,
도 13은 정류 부재의 더욱 또 다른 변형예를 설명하기 위한 모식도,
도 14는 정류 부재의 다른 변형예를 설명하기 위한 모식도.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 기판 처리 장치를 도시하는 수직 단면도, 도 2는 그 수평 단면도이다. 이 플라즈마 처리 장치(1)는 FPD용 유리 기판(G)의 소정의 처리를 실행하는 장치의 단면도이며, 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치로서 구성되어 있다. 여기에서, FPD로서는 액정 디스플레이(LCD), 일렉트로 루미네센스(Electro Luminescence : EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다.

이 플라즈마 처리 장치(1)는, 예를 들면 표면이 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 각기둥 형상으로 성형된 챔버(2)를 갖고 있다. 이 챔버(2) 내의 바닥부에는 피처리 기판인 유리 기판(G)을 탑재하기 위한 탑재대(3)가 마련되어 있다.

탑재대(3)는 절연 부재(4)를 거쳐서 처리 챔버(2)의 바닥부에 지지되어 있고, 금속제의 볼록형의 기재(5)와, 기재(5)의 볼록부(5a) 상에 마련된 유리 기판(G)을 정전 흡착하는 정전척(6)과, 정전척(6) 및 기재(5)의 볼록부(5a)의 주위에 마련된 절연성 세라믹스, 예를 들면 알루미나로 이루어지는 액자 테두리 형상의 실드 링(7)과, 실드 링(7)의 아래에 기재(5)를 둘러싸도록 마련된 절연성 세라믹스, 예를 들면 알루미나로 이루어지는 링 형상의 절연 링(8)을 갖고 있다. 또한, 실드 링(7)의 위에는 유리 기판(G)을 둘러싸도록 각기둥 형상의 정류 부재(9)가 마련되어 있다.

챔버(2)의 바닥벽, 절연 부재(4) 및 탑재대(3)를 관통하도록 그 위로의 유리 기판(G)의 로딩 및 언로딩을 실행하기 위한 승강 핀(10)이 승강 가능하게 삽통되어 있다. 이 승강 핀(10)은 유리 기판(G)을 반송할 때에는 탑재대(3)의 상방의 반송 위치까지 상승되고, 그 이외의 때에는 탑재대(3) 내로 가라앉은 상태가 된다.

탑재대(3)의 기재(5)에는 고주파 전력을 공급하기 위한 급전선(12)이 접속되어 있고, 이 급전선(12)에는 정합기(13) 및 고주파 전원(14)이 접속되어 있다. 고주파 전원(14)으로부터는, 예를 들면 13.56㎒의 고주파 전력이 탑재대(3)의 기재(5)에 공급된다. 따라서, 탑재대(3)는 하부 전극으로서 기능한다.

상기 탑재대(3)의 상방에는 이 탑재대(3)와 평행으로 대향해서 상부 전극으로서 기능하는 처리 가스 도입용의 샤워 헤드(20)가 마련되어 있다. 샤워 헤드(20)는 처리 챔버(2)의 상부에 지지되어 있고, 내부에 공간(21)을 갖는 동시에 탑재대(3)와의 대향면에 처리 가스를 토출하는 복수의 토출 구멍(22)이 형성되어 있다. 이 샤워 헤드(20)는 접지되어 있고, 하부 전극으로서 기능하는 탑재대(3)와 함께 한쌍의 평행 평판 전극을 구성하고 있다.

샤워 헤드(20)의 상면에는 가스 도입구(24)가 마련되고, 이 가스 도입구(24)에는 처리 가스 공급관(25)이 접속되어 있으며, 이 처리 가스 공급관(25)은 처리 가스 공급원(28)에 접속되어 있다. 또한, 처리 가스 공급관(25)에는 개폐 밸브(26) 및 매스 플로우 컨트롤러(27)가 개재되어 있다. 처리 가스 공급원(28)으로부터는 플라즈마 처리, 예를 들면 플라즈마 에칭을 위한 처리 가스가 공급된다. 처리 가스로서는 Cl₂ 가스 등의 할로겐계의 가스, O₂ 가스, Ar 가스 등, 보통 이 분야에서 이용되는 가스를 이용할 수 있다.

처리 챔버(2)의 바닥부의 네 구석에는 배기관(29)이 형성되어 있고, 이 배기관(29)에는 배기 장치(30)가 접속되어 있다. 배기 장치(30)는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 구비하고 있으며, 이것에 의해 처리 챔버(2) 내를 소정의 진공 분위기까지 진공 흡인 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 처리 챔버(2)의 측벽에는 기판 반입출구(31)가 마련되어 있고, 이 기판 반입출구(31)가 게이트 밸브(32)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 그리고, 이 게이트 밸브(32)를 개방시킨 상태에서 반송 장치(도시하지 않음)에 의해 유리 기판(G)이 반입출되도록 되어 있다. 한편, 챔버(2)의 기판 반입출구(31)와 대향하는 측의 측벽에는 챔버(2)의 내부를 들여다보는 관찰창(33)이 형성되어 있다. 관찰창(33)은 내열성이 높은 투명 재료, 예를 들면 석영이나 사파이어로 이루어진다.

상기 정전척(6)은 표면에 세라믹스 용사 피막(41)을 갖고, 내부에 전극(42)이 매설되어 있다. 전극(42)은 유리 기판(G)보다도 약간 작은 직사각형 형상을 하고 있으며, 예를 들면 용사로 형성되어 있다. 전극(42)에는 급전선(43)이 접속되어 있고, 급전선(43)에는 직류 전원(44)이 접속되어 있어서, 전극(42)에 직류 전원(44)으로부터의 직류 전압이 인가됨으로써, 쿨롱력 등의 정전 흡착력에 의해 유리 기판(G)이 흡착된다.

상기 정류 부재(9)는 알루미나 등의 세라믹스로 형성되고, 유리 기판(G)의 주위를 둘러싸서 유리 기판(G)의 외주 영역 근방으로부터 기판의 외주를 향하는 처리 가스의 흐름을 차단함으로써, 기판의 최외주 영역에 공급되는 Cl 라디칼량을 감소시켜서 유리 기판(G)의 면내에 있어서의 에칭율의 균일성을 높이기 위한 것이며, 그 기능을 발휘하는 관점으로부터 예를 들면 100 내지 150㎜ 정도의 높이가 필요하다. 이 정류 부재(9)는 기판 반입출구(31)측 및 그것과 대향하는 측의 한쌍의 측판(9a)이 수평 방향으로 연장하는 회전축에 대해 외측으로 회동 가능한 가동 부재로서 기능하고, 유리 기판(G)의 반입출시에 측판(9a)이 외측으로 퇴피하도록 되어 있다. 나머지 측벽(9b)은 고정 브래킷(도시하지 않음)에 의해 탑재대(3)에 고정되어 있다.

기판 반입출구(31)측의 측판(9a)이 외측으로 회동해서 퇴피함으로써, 유리 기판(G)의 반입출시에 정류 부재(9)가 방해가 되는 일이 회피된다. 또한, 이 때 기판 반입출구(31)와 대향하는 측의 측판(9a)도 외측으로 회동시킴으로써, 상기 관찰창(33)으로부터 유리 기판(G)의 반송 상태 및 탑재 상태를 볼 수 있다.

도 3의 측면도 및 도 4의 사시도에 도시하는 바와 같이, 이 측판(9a)의 외측에는 수평 방향으로 연장하는 세라믹스제의 덧댐판(46)을 거쳐서 한쌍의 연결 부재(45)가 그 양단부에 볼트(45a)에 의해 고정되어 있다. 또한, 측판(9a)은 도 4에 도시하는 바와 같이 세로로 2분할되어 있고, 덧댐판(46)에 의해 보강되어 있다.

한쌍의 연결 부재(45)의 하부에는 측판(9a)의 길이 방향에 따라 수평으로 연장하는 회전축(47)이 부착되어 있다. 회전축(47)은 챔버(2)의 외부까지 연장해서 회전 모터(48)에 연결되어 있다. 그리고, 회전 모터(48)에 의해 회전축(47)을 회전시키는 것에 의해, 연결 부재(45) 및 덧댐판(46)을 거쳐서 측판(9a)이 도 3의 실선으로 도시하는 유리 기판(G)을 둘러싸는 처리 위치와, 파선으로 도시하는 유리 기판(G)의 반입출이 가능해지는 퇴피 위치 사이에서 수직 방향으로 회동 가능하게 되어 있다. 회전축(47)의 챔버(2)의 벽부에 삽통하는 부분에는 시일 부재(49)가 부착되어 있다. 시일 부재(49)로서는 O링 시일이나 스프링 하중식 시일, 전형적으로는 스프링 하중식 테프론(등록상표) 시일[옴니시일(상품명)]을 이용할 수 있다.

제어부(50)는 기판 처리 장치(1)의 각 구성요소의 제어를 실행하도록 되어 있다. 예를 들면 밸브(26)의 제어, 게이트 밸브(32)의 제어, 고주파 전원(14)의 제어, 직류 전원(44)의 제어, 배기 장치(30)의 제어, 측판(9a)의 제어, 승강 핀(10)의 승강 제어 등을 실행한다. 제어부(50)는 프로세스 레시피를 기억한 기억부나 입력 수단 및 디스플레이 등을 구비하고 있고, 선택된 레시피에 따라 기판 처리 장치(1)를 제어하도록 되어 있다.

다음에, 이렇게 구성되는 기판 처리 장치(1)에 있어서의 처리 동작에 대해서 도 5를 참조하면서 설명한다.

우선, 게이트 밸브(32)를 개방하고, 모터(48)(도 4)에 의해 정류 부재(9)의 측판(9a)을 외측으로 회동시켜서 퇴피 위치까지 이동시키고, 에칭 대상막으로서, 예를 들면 Al막이 형성된 유리 기판(G)을 반송 아암(81)에 의해 기판 반입출구(31)를 거쳐서 챔버(2) 내로 반입한다[도 5의 (a)].

이어서, 승강 핀(10)을 상방으로 돌출시켜서 지지 위치에 위치시키고, 반송 아암상의 유리 기판(G)을 승강 핀(10) 상에 수수하고, 승강 핀(10)을 하강시켜서 유리 기판(G)을 탑재대(3)의 정전 챔버(6)(도 1 참조) 상에 탑재한다[도 5의 (b)].

그 후, 게이트 밸브(32)를 폐쇄하고, 정류 부재(9)의 측판(9a)을 유리 기판(G)을 둘러싸는 처리 위치까지 회동시킨다[도 5의 (c)].

이 상태에서, 배기 장치(30)에 의해 챔버(2) 내를 소정의 진공도까지 진공 흡인하고, 직류 전원(44)으로부터 정전 챔버(6)의 전극(42)에 전압을 인가하는 것에 의해, 유리 기판(G)을 정전 흡착하고, 밸브(26)를 개방해서 처리 가스 공급원(28)으로부터, 예를 들면 Cl₂ 가스 등의 처리 가스를 매스 플로우 컨트롤러(27)에 의해 그 유량을 조정하면서 처리 가스 공급관(25), 가스 도입구(24)를 통해서 샤워 헤드(20)의 내부 공간(21)에 도입하고, 또한 토출 구멍(22)을 통해서 기판(G)에 대해 균일하게 토출하고, 배기량을 조절하면서 챔버(2) 내를 소정 압력으로 제어한다. 그리고, 이 상태에서 고주파 전원(14)으로부터 정합기(13)를 거쳐서 플라즈마 생성용의 고주파 전력을 탑재대(3)의 기재(5)에 공급하고, 하부 전극으로서의 탑재대(3)와 상부 전극으로서의 샤워 헤드(20) 사이에 고주파 전계를 발생시켜서 처리 가스의 플라즈마를 생성하고, 이 플라즈마에 의해 유리 기판(G)의 피에칭 대상막인 Al막에 플라즈마 에칭 처리를 실시한다[도 5의 (d)].

이 경우에, 정류 부재(9)에 의해 유리 기판(G)의 외주 영역 근방으로부터 기판의 외주를 향하는 처리 가스의 흐름이 차단되고, 기판의 최외주 영역에 공급되는 Cl 라디칼량이 감소하기 때문에, 유리 기판의 외주 영역의 에칭율은 저하하고, 유리 기판(G)의 Al막에 대해 균일성이 높은 플라즈마 에칭을 실시할 수 있다.

이렇게 하여 플라즈마 에칭 처리를 실행한 후, 처리 가스의 공급을 정지하고, 유리 기판(G)의 반출에 대비해서 챔버(2) 내의 압력을 조정하고, 게이트 밸브(32)를 개방하는 동시에 정류 부재(9)의 측판(9a)을 외측으로 회동시켜서 퇴피 위치까지 이동시켜 승강 핀(10)에 의해 유리 기판(G)을 들어 올린다[도 5의 (e)].

이어서, 챔버(2) 내에 반송 아암(81)을 삽입하고, 반송 아암(81)이 에칭 처리 후의 유리 기판(G)을 수취해서 챔버(2)로부터 반출한다[도 5의 (f)].

이상의 처리 동작에 있어서, 유리 기판(G)의 반입출시에는 게이트 밸브(32)의 개방과 정류 부재(9)의 측판(9a)의 퇴피 위치로의 회동이 동일한 시기에 실행되고, 게이트 밸브(32)의 폐색과 측판(9a)의 처리 위치로의 회동이 동일한 시기에 실행되기 때문에, 제어부(50)로부터 게이트 밸브(32)를 개방하는 신호와 측판(9a)이 퇴피 위치로 회동하는 신호를 동기해서 출력하고, 게이트 밸브(32)를 폐색하는 신호와 측판(9a)이 처리 위치로 회동하는 신호를 동기해서 출력하는 것이 바람직하다. 이로써, 이들의 동작을 연속적으로 실행하는 것보다도 동작 시간을 단축할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는 정류 부재(9)의 반입출구(31)측의 측판(9a)이 회동해서 외측으로 회동 가능하게 되어 있고, 유리 기판(G)의 반입출시에 측판(9a)이 외측으로 퇴피할 수 있으므로, 정류 부재(9)를 유리 기판(G)의 높이보다도 높은 위치로 상승시키지 않고 유리 기판(G)의 반입출이 가능하게 된다. 이 때문에, 정류 부재(9)로부터 유리 기판(G)에 파티클이 낙하하는 것을 피할 수 있어서 유리 기판(G)의 오염을 억제할 수 있다.

또한, 기판 반입출구(31)측의 측판(9a)이 외측으로 회동해서 퇴피함과 동시에 그것과 대향하는 측판(9a)도 외측으로 회동해서 퇴피하므로, 유리 기판(G)의 반송 상태 및 유리 기판(G)의 탑재 상태를 챔버(2) 측벽의 관찰창(33)으로부터 볼 수 있어서 유리 기판(G)의 반입출시에 이상이 있는 경우에 신속하게 대응할 수 있다. 물론, 정류 부재(9)를 상승시키지 않고 유리 기판(G)의 반입출을 가능하게 하는 관점으로부터는 기판 반입출(31)측의 측판(9a)만을 회동할 수 있게 되어 있으면 좋다.

그런데, 정류 부재(9)는 유리 기판의 외주 영역 근방으로부터 기판 외주를 향하는 처리 가스의 흐름을 차단함과 동시에 유리 기판 외주 영역에 있어서의 처리 가스의 흐름을 억제하는 구조인 것이 바람직하다. 그러한 관점으로부터, 측판(9a)과 측판(9b) 사이는 밀착되어 있는 것이 바람직하다. 그러나, 측판(9a)과 측판(9b) 사이를 밀착시키는 경우에는 측판(9a)을 외측으로 회동시켜서 퇴피시킨 후, 밀착 상태의 처리 위치로 복귀시킬 때에 측판(9a)이 측판(9b)에 닿아서 파티클이 발생할 우려가 있다.

정류 부재(9)의 기능을 극력 유지한 채 이러한 파티클을 방지하는 관점으로부터는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 측판(9a)이 처리 위치에 있는 경우에 측판(9a)과 측판(9b) 사이에 0.5㎜ 정도의 미소한 간극이 형성되도록 하고, 측판(9a)으로부터 측판(9b)을 끼우는 것과 같이 돌출하도록 판재(9c)를 측판(9a)에 설치하고, 처리 가스가 통과하는 측판(9a)과 측판(9b) 사이의 경로를 굴곡한 미로 구조로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 처리 가스가 통과하는 측판(9a)과 측판(9b) 사이의 경로의 컨덕턴스를 충분히 작게 할 수 있어서 처리 가스가 측판(9a)과 측판(9b) 사이를 빠져 나가는 것이 억제되어서 정류 부재(9)의 기능을 유지할 수 있다. 이 경우에, 판재(9c)와 측판(9b)의 오버랩 길이(도 6에 있어서 D로 도시하는 부분의 길이)는 20 내지 30㎜ 정도로 할 수 있다.

또한, 마찬가지로 측판(9a)과 실드 링(7) 사이도 밀착하고 있는 것이 바람직하지만, 측판(9a)을 퇴피 위치로부터 처리 위치로 복귀시킬 때에 밀착 상태로 하려고 하면, 측판(9a)과 실드 링(7) 사이에 마모가 발생해서 역시 파티클이 발생할 우려가 있다.

이 때문에, 도 7에 도시하는 바와 같이 측판(9a)이 처리 위치에 있는 경우에 측판(9a)과 실드 링(7) 사이에 0.5㎜ 정도의 미소한 간극이 형성되도록 하고, 측판(9a)에 근접한 위치에 측판(9a)의 폭방향을 따라서, 유리 기판(G)의 반입출을 방해하지 않는 높이의 저항 부재(61)를 마련하고, 처리 가스가 측판(9a) 아래를 통과하는 경로를 굴곡한 미로 구조가 되도록 해서, 이 경로의 컨덕턴스를 충분히 작게 하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 저항 부재(61)의 높이는 10㎜ 이상으로 할 수 있다.

도 8은 정류 부재의 또 다른 변형예를 도시하는 모식도, 도 9는 도 8에 도시하는 정류 부재의 움직임을 도시하는 모식도이다.

도 7에 도시한 것 이외의 변형예에 따른 정류 부재(9a)는 실드 링(7) 상에 저항 부재(61)를 마련하고, 측판(9a)의 아래를 통과하는 처리 가스의 경로를 굴곡한 미로 구조가 되도록 했다.

이것에 대해, 도 8에 도시하는 또 다른 변형예에 따른 정류 부재(9a)는 실드 링(7) 상에 유리 기판(G)의 반입출을 방해하지 않는 높이의 저항 부재(62)를 마련하고, 도 9에 도시하는 바와 같이 측판(9a)이 실드 링(7)측으로 회동해 올 때에 측판(9a)의 하부가 저항 부재(62)의 상부에 실리도록 하고 있다.

이와 같이, 측판(9a)이 회동할 때에 측판(9a)의 하부를 저항 부재(62)의 상부에 싣게 함으로써, 측판(9a)의 아래를 처리 가스가 통과하지 않도록 할 수도 있다.

또한, 도 8에 도시하는 변형예에 있어서는, 측판(9a)의 하부에 저항 부재(62)에 합치하는 것과 같은 절결부(63)를 마련하고, 이 절결부(63)의 상면(64)이 저항 부재(62)의 상면에 실리도록 구성되어 있다. 또한, 절결부(63)의 측면(65) 및 측판(9a)의 최하면(66)에 대해서는 저항 부재(62)의 측면 및 실드 링(7)의 상면 사이에 간극(67)이 설정되는 것과 같은 치수로 설정되고, 측면(65) 및 최하면(66)이 저항 부재(62)의 측면 및 실드 링(7)의 상면과 접촉하지 않도록 구성되어 있다. 이에 의해, 측판(9a)과 저항 부재(62)의 접촉을 최소 한도로 억제하고, 필요 없는 파티클이 발생하지 않도록 하고 있다.

또한, 회전축(47)을 회전시키는 회전 모터(48)(도 4 참조)에는 백래쉬가 있는 것이 보통이다. 측판(9a)의 하부를 저항 부재(62)의 상부에 접촉시킬 때에 이 백래쉬를 이용해서 접촉시키도록 하면, 다이렉트하게 접촉시키는 경우에 비해서 측판(9a)의 하부를 저항 부재(62)의 상부에 천천히 소프트하게 접촉시킬 수 있다.

이와 같이, 측판(9a)의 하부와 저항 부재(62)가 접촉하는 것으로 발생하는 파티클에 대해서는 측판(9a)의 하부를 저항 부재(62)의 상부에 접촉시킬 때에 회전 모터(48)의 백래쉬를 이용함으로써, 처리에 영향이 없는 양까지 줄이는 것이 가능하다.

또한, 정류 부재(9)의 측판(9a)을 회동할 때의 구동계측의 진공 시일을 보다 확실하게 하는 관점으로부터는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 챔버(2)의 회전축(47)에 대응하는 부분에 박스(70)를 마련하고, 거기에 랙 앤 피니언 기구(71)를 마련하고, 실린더(73)의 피스톤(74)을 벨로우즈(72)를 거쳐 박스(70)에 삽입해서 실린더(73)에 의해 피스톤(74)을 직진시킴으로써, 랙 앤 피니언 기구(71)를 거쳐서 회전축(47)을 회전시키도록 하는 것이 바람직하다. 랙 앤 피니언 기구(71)는 피스톤(74)의 선단에 부착된 랙(75)과 회전축(47)에 부착되고, 랙(75)에 맞물리는 피니언(76)과 랙(75)의 배면측을 누르는 평판 베어링(77)을 갖는다. 또한, 참조 부호(78)는 커플링, 참조부호(79)는 베어링이다. 이렇게, 랙 앤 피니언 기구(71)를 이용함으로써, 구동계측의 진공 시일을 벨로우즈(72)에서 실행할 수 있으므로, 보다 확실하게 진공 시일을 실행할 수 있다.

도 11은 정류 부재의 측판을 회동시키기 위한 구동계의 다른 예를 도시하는 도면이다.

측판(2a)을 회동할 때의 구동계측의 진공 시일을 보다 확실하게 하는 관점으로부터는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 회전 벨로우즈 기구(80)를 이용하는 것도 가능하다.

회전 벨로우즈 기구(80)에 있어서는 회전축(47)이, 예를 들면 챔버(2)의 외측(대기측)에 있어서, 소정의 각도(θ)로 구부러져 있다. 회전축(47)의 챔버(2)의 내측(진공측)으로부터 외측(대기측)으로 외벽을 거쳐서 통과하는 직선부는 챔버(2)의 외측(대기측)에 마련되고, 회전축(47)을 베어링(81)에 의해 회전 가능하게 유지하는 플랜지 부재(82)에 의해 보지되어 있다.

또한, 회전축(47)의 챔버의 외측(대기측)의 선단은 베어링(83)에 의해 회전 가능하게 보지하는 회전축 보지 부재(84)에 의해 보지되어 있다. 또한, 회전축(47)의 각도(θ)로 구부러진 굴곡부(85)는 플랜지 부재(82)와 회전축 보지 부재(84)에 각각 접속된 벨로우즈(86)에 의해 둘러싸여져 있다. 벨로우즈(86)는 회전축(47)의 구부러짐에 맞춰서 휜다.

플랜지 부재(82)에는 보지 부재(84) 및 벨로우즈(86)를 수용하는, 예를 들면 통형상의 케이싱 부재(87)가 부착되어 있다. 또한, 케이싱 부재(87)는 회전 모터(48)의 회전축(88)을 베어링(89)에 의해 회전 가능하게 보지한다. 회전축(88)의 회전 중심은 회전축(47)의 직선부에 있어서의 회전 중심과 합치한다. 회전축(88)의 케이싱 부재(87)의 내부에 있어서의 선단에는 핸들 부재(90)가 마련되어 있다. 핸들 부재(90)는 회전축 보지 부재(84)를 회전축(88)의 회전 중심으로부터 편심한 위치에 상기 각도(θ) 경사진 상태에서, 또한 베어링(91)에 의해 회동 가능하게 보지한다.

회전 모터(48)는 회전축(88)을 회전시킨다. 회전축(88)이 회전하면, 핸들 부재(90)는 회전축(88)의 회전 중심으로부터 편심한 위치에 보지되어 있는 회전축 보지 부재(84)를 진동 회전시킨다. 회전축(47)의 선단은 회전축 보지 부재(84)에 각도(θ) 경사되어 보지되어 있으므로, 회전축(47)은 회전축 보지 부재(84)의 진동 회전에 맞춰서 회전한다. 벨로우즈(86)는 보지 부재(84)의 진동 회전에 맞춰서 휘어져 있는 부분을 회전축(47)의 직선부에 있어서의 회전 중심을 중심으로 하여 이동시킨다.

이렇게 해서, 회전 모터(48)는 회전축(47)을 회전시킨다.

이러한 회전 벨로우즈 기구(80)를 이용해도 챔버(2)의 내측(진공측)과 외측(대기측)의 진공 시일을 벨로우즈(86)를 이용해서 실행하는 것이 가능하기 때문에 도 10에 도시한 락 앤 피니온 기구(71)와 마찬가지로 보다 정확하게 진공 시일을 실행할 수 있다.

또한, 정류 부재(9)의 측판(9a)은 챔버(2)의 벽부측으로 회동하기 때문에, 정류 부재(9)의 높이는 정류 부재(9)의 측판(9a)과 챔버(2)의 측벽의 거리에 의해 제한된다. 즉, 측판(9a)과 챔버(2)의 측벽의 거리가 작은 경우에는 정류 부재(9)의 높이를 충분히 취하는 것이 불가능하다.

이러한 경우에는 도 12의 (a)에 도시하는 바와 같이, 측판(9a)을 상부 부재(9d) 및 하부 부재(9e)로 상하로 2분할하고, 이들을 꺽어접음 가능하게 연결하고, 측판(9a)을 외측의 퇴피 위치로 회동시킬 때에, 도 12의 (b)에 도시하는 바와 같이, 상부 부재(9d)를 하부 부재(9e)에 대해 회동해서 꺽어 접음으로써, 측판(9a)의 회피 위치에서의 챔버 벽부 방향의 길이를 작게 할 수 있다. 또한, 측판(9a)을 3 이상으로 분할해서 꺽어접음 가능하게 해도 좋다.

또한, 도 13의 (a)에 도시하는 바와 같이, 측판(9a)을 하측의 기초부(9g)와 기초부(9g)에 대해 슬라이드 가능하게 마련된 상측의 슬라이드부(9f)로 분할하고, 측판(9a)을 외측의 회피 위치로 회동할 때에, 도 13의 (b)에 도시하는 바와 같이, 슬라이드부(9f)를 기초부(9g)에 대해 슬라이드시킴으로써, 측판(9a)의 퇴피 위치에서의 챔버 벽부 방향의 길이를 작게 하는 것이 가능하다. 또한, 측판(9a)을 3 이상으로 분할해서 꺽어접음 가능하게 해도 좋다.

또한, 도 14에 도시하는 바와 같이, 측판(9b)의 측판(9a)이 밀착하는 단면(9h)을 경사면으로 하고, 단면(9h)의 하부에 유도 경사면(9i)을 형성하고, 측판(9a)의 내측면(9j)의 하부에 유도 경사면(9i)에 대응하는 절결면(9k)을 마련하고, 측판(9a)을 퇴피 위치로부터 처리 위치로 복귀시킬 때에, 도 14의 (a)에 도시하는 바와 같이, 구동 기구에 의해, 측판(9a)을 그 절결면(9k)이 유도 경사면(9i)에 따른 위치까지 회동시키고, 측판(9b)의 단면(9h)과 측판(9a)의 내면(9j) 사이에 간극이 있는 상태에서 구동 기구의 전달을 끊고, 도 14의 (b)에 도시하는 바와 같이, 측판(9a)의 절결면(9k)이 유도 경사면(9i)에 가이드되어서 측판(9a)이 자중으로 측판(9b)에 밀착하도록 해도 좋다. 이것에 의해, 파티클의 발생을 억제하면서 측판(9b)과 측판(9b)을 밀착시키는 것이 가능하다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 일은 없고, 여러가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는 정류 부재(9)의 측판(9a)의 회동은 게이트 밸브(32)의 구동 기구와 별도의 구동 기구에 의해 실행했지만, 게이트 밸브(32)의 구동 기구의 동력을 기계적 전달 기구를 거쳐서 이용하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명을 에칭 장치에 적용했지만, 에칭 처리에 한정되지 않고, 성막 등의 다른 플라즈마 처리에 적용 가능하다. 또한, 상기 실시형태에서는 정류 부재의 기판 반입출구측의 측판으로 퇴피시키는 구성으로 했지만, 이것에 한정되지 않고 하측으로 퇴피시키는 등, 다른 퇴피 구조라도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는 정류 부재를 4개의 측판으로 구성하고, 기판 반입출구측의 측판을 가동 부재로서 기능시켰지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 실시형태에서는 기판으로서 FPD용 유리 기판을 이용한 예를 게시했지만, 이것에 한정되지 않고 반도체 웨이퍼 등의 다른 기판이어도 좋다.

부호의 설명

1 : 기판 처리 장치 2 : 챔버

3 : 탑재대 5 : 기재

6 : 정전척 7 : 실드 링

9 : 정류 부재 9a : 측벽

14 : 고주파 전원 20 : 샤워 헤드

28 : 처리 가스 공급원 30 : 배기 장치

33 : 관찰창 41 : 세라믹스 용사 피막

42 : 전극 44 : 직류 전원

45 : 연결 부재 47 : 회전축

48 : 회전 모터 50 : 제어부

G : 유리 기판 62 : 저항 부재

63 : 절결부 67 : 간극

80 : 회전 벨로우즈 기구 82 : 플랜지 부재

84 : 회전축 보지 부재 85 : 회전축(47)의 굴곡부

86 : 벨로우즈 88 : 회전축

90 : 핸들 부재

Claims

기판을 수용하는 처리 용기와,
상기 처리 용기의 측벽에 형성된 기판을 반입출하는 기판 반입출부와,
상기 처리 용기 내에서 기판을 탑재하는 탑재대와,
상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 기구와,
상기 처리 용기 내에서 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 기구와,
상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 기구와,
상기 탑재대 상에 상기 탑재대 상의 기판을 둘러싸도록 마련된 정류 부재를 구비하며,
상기 탑재대 상의 기판에 대하여 플라즈마 처리를 실행하는 기판 처리 장치에 있어서,
상기 정류 부재는 적어도 상기 기판 반입출부에 대응하는 위치에 상기 탑재대에 대한 기판의 반입출이 가능하도록 퇴피 위치로 이동 가능하게 마련된 가동 부재를 갖고,
상기 정류 부재는 4개의 측판으로 이루어지는 각기둥 형상을 이루고 있으며, 이들 측판 중 상기 기판 반입출부에 대응하는 위치에 있는 측판이 상기 탑재대에 대한 기판의 반입출이 가능하도록 퇴피 위치로 이동 가능한 가동 부재로서 기능하는
것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 기판 반입출부에 대응하는 위치에 있는 측판과 대향하는 측판도 퇴피 가능한 가동 부재로서 기능하는 것을 특징으로 하는
기판 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 기판 반입출부는 상기 처리 용기에 마련된 기판 반입출구와 상기 기판 반입구를 개폐하는 게이트 밸브를 가지며,
상기 게이트 밸브의 개방과 상기 가동 부재의 퇴피 위치로의 이동이 동일한 시기에 이루어지도록, 상기 게이트 밸브를 개방하는 신호와 상기 가동 부재를 퇴피 위치로 이동시키는 신호를 동기해서 출력하는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는
기판 처리 장치.