(57)【要約】【課題】処理室の内部の汚染を抑制して、エッチングの均一性を可及的に高める。【解決手段】被エッチング材２が設けられた被処理基板３を収容するための処理室３０と、処理室３０の内部に設けられ、被処理基板３を表面に保持するための基板保持部１０ａとを備え、処理室３０の内部のプラズマＰから生成したエッチング種Ｅにより被エッチング材２をエッチングするドライエッチング装置５０ａであって、基板保持部１０ａの被処理基板３を保持する領域の周囲に、被エッチング材２と同材質により構成され、エッチング種Ｅを消費するための周囲部材９ａが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被エッチング材が設けられた被処理基板を収容するための処理室と、
上記処理室の内部に設けられ、上記被処理基板を表面に保持するための基板保持部とを備え、
上記処理室の内部のプラズマから生成したエッチング種により上記被エッチング材をエッチングするドライエッチング装置であって、
上記基板保持部の上記被処理基板を保持する領域の周囲に、上記被エッチング材と同材質により構成され、上記エッチング種を消費するための周囲部材が設けられていることを特徴とするドライエッチング装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたドライエッチング装置において、
上記周囲部材は、上記基板保持部の表面に形成された凹部を埋めるように設けられていることを特徴とするドライエッチング装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたドライエッチング装置において、
上記周囲部材は、上記基板保持部の被処理基板を保持する領域の内周部にも設けられていることを特徴とするドライエッチング装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載されたドライエッチング装置において、
上記周囲部材は、枠状に且つ上記基板保持部の被処理基板を保持する領域の周方向に沿って複数に分割可能に設けられていることを特徴とするドライエッチング装置。
【請求項５】
請求項１に記載されたドライエッチング装置において、
上記周囲部材は、上記基板保持部の表面に立設されていることを特徴とするドライエッチング装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１つに記載されたドライエッチング装置において、
上記周囲部材は、シリコン基板であることを特徴とするドライエッチング装置。
【請求項７】
請求項１乃至５の何れか１つに記載されたドライエッチング装置において、
上記周囲部材は、セラミックの表面に設けられたシリコンの溶射膜であることを特徴とするドライエッチング装置。
【請求項８】
請求項１乃至５の何れか１つに記載されたドライエッチング装置において、
上記周囲部材は、石英基板であることを特徴とするドライエッチング装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１つに記載されたドライエッチング装置において、
上記基板保持部は、第１電極であり、
上記処理室の内部には、上記第１電極に対向するように第２電極が設けられ、
上記プラズマを上記第１電極及び第２電極の間で発生させるように構成されていることを特徴とするドライエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライエッチング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルなどの電子機器の製造では、例えば、微細な素子パターンを形成する手段として、ドライエッチングが広く利用されている。
【０００３】
また、近年、液晶表示パネルの製造では、生産効率を向上させるために、使用するマザーガラスが大きくなる傾向にあるので、ドライエッチング装置では、基板面内におけるエッチングの均一性が重要になっている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、表面にフォトレジスト膜よりなるマスクを有する被処理基板を支持板上に載置し、その被処理基板に反応性ドライエッチングを施すに際し、被処理基板の周りに樹脂材料を露呈させておくドライエッチング方法が開示されている。そして、特許文献１には、このドライエッチング方法によれば、被処理基板上の全域にわたってラジカル濃度は著しく均一化され、被エッチレートも中心部と周辺部との差が著しく減少する、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−５６３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に開示されたドライエッチング方法では、処理室内のラジカルが、被処理基板上において消費されるだけでなく、被処理基板の周囲に露呈された樹脂材料とも反応して消費されるので、基板面内におけるエッチングの均一性を向上させることができるものの、樹脂材料とラジカルとの反応で発生するカーボン系の不純物がエッチングガスのプラズマに混入し易いので、処理室の内部が汚染するおそれがある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、処理室の内部の汚染を抑制して、エッチングの均一性を可及的に高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、基板保持部の被処理基板を保持する領域の周囲に、被エッチング材と同材質により構成され、エッチング種を消費するための周囲部材を設けるようにしたものである。
【０００９】
具体的に本発明に係るドライエッチング装置は、被エッチング材が設けられた被処理基板を収容するための処理室と、上記処理室の内部に設けられ、上記被処理基板を表面に保持するための基板保持部とを備え、上記処理室の内部のプラズマから生成したエッチング種により上記被エッチング材をエッチングするドライエッチング装置であって、上記基板保持部の上記被処理基板を保持する領域の周囲に、上記被エッチング材と同材質により構成され、上記エッチング種を消費するための周囲部材が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、処理室の内部において、基板保持部の被処理基板を保持する領域の周囲に、被エッチング材と同材質の（エッチング種を消費するための）周囲部材が設けられているので、被処理基板の被エッチング材を処理室の内部のプラズマから生成したエッチング種によりエッチングする際には、プラズマから生成したエッチング種が、被処理基板の被エッチング材に対してだけでなく、周囲部材に対しても、反応して消費される。そのため、被処理基板の周囲におけるエッチング種の増加が抑制されるので、被処理基板の全域において、エッチング種の濃度のばらつきが小さくなり、エッチングの均一性が高くなる。また、周囲部材が被エッチング材と同材質であるので、エッチング種と周囲部材との反応により生成する生成物が、エッチング種と被処理基板の被エッチング材との反応により生成する生成物と同じになり、処理室の内部の汚染が抑制される。したがって、処理室の内部の汚染を抑制して、エッチングの均一性を可及的に高めることが可能になる。
【００１１】
上記周囲部材は、上記基板保持部の表面に形成された凹部を埋めるように設けられていてもよい。
【００１２】
上記の構成によれば、周囲部材が基板保持部の表面の凹部を埋めるように設けられているので、基板保持部の表面がフラットになる。そのため、基板保持部の表面におけるパーティクルの残留が抑制される。また、基板保持部の表面がフラットになるので、エッチング種の気流が速くなり、エッチングレートが高くなる。さらに、基板保持部の表面がフラットになるので、基板保持部の表面に対する被処理基板の設置が容易になる。
【００１３】
上記周囲部材は、上記基板保持部の被処理基板を保持する領域の内周部にも設けられていてもよい。
【００１４】
上記の構成によれば、周囲部材が基板保持部の被処理基板を保持する領域の内周部にも設けられているので、基板保持部の表面において、被処理基板の位置が少しずれても、被処理基板の周囲に、エッチング種を消費するための周囲部材を配置させることが可能になる。
【００１５】
上記周囲部材は、枠状に且つ上記基板保持部の被処理基板を保持する領域の周方向に沿って複数に分割可能に設けられていてもよい。
【００１６】
上記の構成によれば、周囲部材が枠状に且つその周方向に沿って複数に分割可能に設けられているので、周囲部材のメンテナンス及び交換が容易になる。
【００１７】
上記周囲部材は、上記基板保持部の表面に立設されていてもよい。
【００１８】
上記の構成によれば、周囲部材が基板保持部の表面に立設されているので、エッチング種の気流が遅くなり、エッチングの均一性がより高くなる。
【００１９】
上記周囲部材は、シリコン基板であってもよい。
【００２０】
上記の構成によれば、周囲部材がシリコン基板であるので、被エッチング材が、例えば、アモルファスシリコンやポリシリコンなどのシリコン系の材料である場合、本発明の作用効果が具体的に奏される。
【００２１】
上記周囲部材は、セラミックの表面に設けられたシリコンの溶射膜であってもよい。
【００２２】
上記の構成によれば、周囲部材がセラミックの表面に設けられたシリコンの溶射膜であるので、シリコン基板からなる周囲部材を使用する場合よりも、装置の低コスト化が可能になる。
【００２３】
上記周囲部材は、石英基板であってもよい。
【００２４】
上記の構成によれば、周囲部材が石英基板であるので、被エッチング材が、例えば、シリコン酸化膜などの酸化膜系の材料である場合、本発明の作用効果が具体的に奏される。
【００２５】
上記基板保持部は、第１電極であり、上記処理室の内部には、上記第１電極に対向するように第２電極が設けられ、上記プラズマを上記第１電極及び第２電極の間で発生させるように構成されていてもよい。
【００２６】
上記の構成によれば、上記処理室の内部にプラズマを発生させるために、互いに対向して配置された第１電極及び第２電極を有しているので、平行平板型のドライエッチング装置が具体的に構成される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、基板保持部の被処理基板を保持する領域の周囲に、被エッチング材と同材質により構成され、エッチング種を消費するための周囲部材が設けられているので、処理室の内部の汚染を抑制して、エッチングの均一性を可及的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態１に係るドライエッチング装置５０ａの装置概略図である。
【図２】ドライエッチング装置５０ａを構成する周囲部材９ａの平面図である。
【図３】実施形態２に係るドライエッチング装置５０ｂの装置概略図である。
【図４】実施形態３に係るドライエッチング装置５０ｃの装置概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。
【００３０】
《発明の実施形態１》
図１及び図２は、本発明に係るドライエッチング装置の実施形態１を示している。具体的に図１は、本実施形態のドライエッチング装置５０ａを模式的に示す装置概略図であり、図２は、ドライエッチング装置５０ａを構成する周囲部材９ａの平面図である。
【００３１】
ドライエッチング装置５０ａは、図１に示すように、被処理基板３を収容するための処理室３０と、処理室３０の内部に基板保持部として設けられた第１電極１０ａと、処理室３０の内部に第１電極１０ａに対向するように設けられた第２電極２０と、第１電極１０ａに接続された高周波電源４０と、処理室３０の内部にエッチングガスなどを導入するためのガス導入系（不図示）と、処理室３０の内部圧力を一定に保持するための排気系（不図示）とを備え、第１電極１０ａ及び第２電極２０の間でガス導入系から供給されたエッチングガスのプラズマＰを発生させ、そのプラズマＰから生成したエッチング種Ｅにより、被処理基板３をエッチングするように構成されている。なお、第２電極２０、処理室３０及び高周波電源４０は、接地されている。
【００３２】
第１電極１０ａ、第２電極２０及び処理室３０は、例えば、耐腐食性の高いステンレス鋼により構成されている。
【００３３】
第１電極１０ａの表面には、図１に示すように、凹部Ｃが枠状に設けられている。そして、第１電極１０ａの凹部Ｃには、周囲部材９ａが嵌め込まれている。ここで、第１電極１０ａは、その表面に被処理基板３を静電チャックなどによって保持するように構成されている。また、第１電極１０ａは、水冷式チラーなどの冷却装置（不図示）に接続され、温度制御が可能に構成されている。
【００３４】
周囲部材９ａは、図２に示すように、全体として枠状に設けられ、例えば、各角部で切り離すことにより、周方向に沿って４つに分割可能に設けられている。ここで、周囲部材９ａは、図１及び図２に示すように、被処理基板３を保持したときに、その表面の外周部分が被処理基板３から露出するように設計されている。また、周囲部材９ａは、活性ラジカルや活性イオンのエッチング種Ｅを消費するために、後述する被処理基板３の被エッチング材２に合うように、例えば、厚さ５ｍｍ〜１０ｍｍ程度のシリコン基板や石英基板などにより構成されている。具体的には、被エッチング材２がアモルファスシリコンやポリシリコンなどのシリコン系材料である場合、周囲部材９ａがシリコン基板により構成され、また、被エッチング材２がシリコン酸化膜などの酸化膜系材料である場合、周囲部材９ａが石英基板により構成されている。
【００３５】
次に、上記構成のドライエッチング装置５０ａを用いたドライエッチング方法について説明する。ここで、被処理基板３は、図１に示すように、例えば、縦２８００ｍｍ×横３１００ｍｍのガラス基板などの絶縁基板１と、絶縁基板１上に成膜されたポリシリコン膜やシリコン酸化膜などの被エッチング材２と、被エッチング材２上に設けられたレジストパターン（不図示）とを備えている。なお、被エッチング材２及び周囲部材９ａは、互いに同じ材質であることが好ましいが、互いに似通った材質であってもよい。以下に、被エッチング材２としてポリシリコン膜、周囲部材９ａとしてシリコン基板をそれぞれ用いた場合のエッチング方法を例示する。
【００３６】
まず、処理室３０の内部に被処理基板３を搬入した後に、第１電極１０ａ上に被処理基板３を保持する。
【００３７】
続いて、第１電極１０ａに高周波電源４０からの高周波電力を供給すると共に、処理室３０の内部に、例えば、ＣＦ４ガスなどのエッチングガスを供給することにより、第１電極１０ａ及び第２電極２０の間にＣＦ４プラズマＰを発生させて、ＣＦ４プラズマＰから活性イオンや活性ラジカルなどのエッチング種Ｅを生成させる。このとき、被処理基板３上の被エッチング材２の表面のシリコン原子と、被エッチング材２の表面に入射したエッチング種Ｅとが反応することにより、被処理基板３上の被エッチング材２のエッチングが進行する。同時に、第１電極１０ａ上の被処理基板３の周囲では、周囲部材９ａの表面のシリコン原子と、周囲部材９ａの表面に入射したエッチング種Ｅとが反応することにより、エッチング種Ｅが消費される。
【００３８】
以上のようにして、被処理基板３上のレジストパターンから露出する被エッチング材２をエッチングすることができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態のドライエッチング装置５０ａによれば、処理室の３０内部において、第１電極１０ａの被処理基板３を保持する領域の周囲に、被エッチング材２と同材質の周囲部材９ａが設けられているので、被処理基板３の被エッチング材２を処理室３０の内部のプラズマＰから生成したエッチング種Ｅによりエッチングする際には、プラズマＰから生成したエッチング種Ｅが、被処理基板３の被エッチング材２に対してだけでなく、周囲部材９ａに対しても、反応して消費される。そのため、被処理基板３の周囲におけるエッチング種Ｅの増加を抑制することができるので、被処理基板３の全域において、エッチング種Ｅの濃度のばらつきが小さくなり、エッチングの均一性を高めることができる。また、周囲部材９ａが被エッチング材２と同材質であるので、エッチング種Ｅと周囲部材９ａとの反応により生成する生成物が、エッチング種Ｅと被処理基板３の被エッチング材２との反応により生成する生成物と同じになり、処理室３０の内部の汚染を抑制することができる。したがって、処理室３０の内部の汚染を抑制して、エッチングの均一性を可及的に高めることができる。
【００４０】
また、本実施形態のドライエッチング装置５０ａによれば、周囲部材９ａが第１電極１０ａの表面の凹部Ｃを埋めるように設けられているので、第１電極１０ａの表面がフラットになる。そのため、第１電極１０ａの表面におけるパーティクルの残留を抑制することができる。また、第１電極１０ａの表面がフラットになるので、エッチング種の気流が速くなり、エッチングレートを高くすることができる。さらに、第１電極１０ａの表面がフラットになるので、第１電極１０ａの表面に対する被処理基板３の設置を容易にすることができる。
【００４１】
また、本実施形態のドライエッチング装置５０ａによれば、周囲部材９ａが第１電極１０ａの被処理基板３を保持する領域の内周部にも設けられているので、第１電極１０ａの表面において、被処理基板３の位置が少しずれても、被処理基板３の周囲に、エッチング種Ｅを消費するための周囲部材９ａを配置させることができる。
【００４２】
また、本実施形態のドライエッチング装置５０ａによれば、周囲部材９ａが枠状に且つその周方向に沿って複数に分割可能に設けられているので、周囲部材９ａのメンテナンス及び交換を容易にすることができる。
【００４３】
《発明の実施形態２》
図３は、本実施形態のドライエッチング装置５０ｂを模式的に示す装置概略図である。なお、以下の各実施形態において、図１及び図２と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４４】
上記実施形態１のドライエッチング装置５０ａでは、周囲部材９ａがシリコン基板や石英基板であったが、本実施形態のドライエッチング装置５０ｂでは、周囲部材９ｂが、厚さ５ｍｍ〜１０ｍｍ程度のセラミック基板８の表面に設けられた膜厚４００μｍ〜５００μｍ程度のシリコンの溶射膜であり、それ以外の構成は上記実施形態１と実質的に同じである。
【００４５】
本実施形態のドライエッチング装置５０ｂによれば、上記実施形態１と同様に、処理室３０の内部の汚染を抑制して、エッチングの均一性を可及的に高めることができると共に、周囲部材９ｂがセラミック基板８の表面に設けられたシリコンの溶射膜であるので、例えば、シリコン基板からなる周囲部材を使用する場合よりも、装置の低コスト化を実現することができる。
【００４６】
《発明の実施形態３》
図４は、本実施形態のドライエッチング装置５０ｃを模式的に示す装置概略図である。
【００４７】
上記実施形態１のドライエッチング装置５０ａ及び実施形態２のドライエッチング装置５０ｂでは、周囲部材９ａ及び９ｂが第１電極１０ａの凹部Ｃを埋めるようにそれぞれ設けられていたが、本実施形態のドライエッチング装置５０ｃでは、周囲部材９ｃが第１電極１０ｃの表面に直立するように設けられ、それ以外の構成は上記実施形態１と実質的に同じである。ここで、周囲部材９ｃは、活性ラジカルや活性イオンのエッチング種Ｅを消費するために、被処理基板３の被エッチング材２に合うように、例えば、厚さ１０ｍｍ程度のシリコン基板や石英基板などにより枠状に設けられている。また、第１電極１０ｃは、表面に凹部が形成されていない点以外、上記実施形態１の第１電極１０ａと実質的に同じである。
【００４８】
本実施形態のドライエッチング装置５０ｃによれば、上記実施形態１と同様に、処理室３０の内部の汚染を抑制して、エッチングの均一性を可及的に高めることができると共に、周囲部材９ｃが第１電極１０ｃの表面に立設されているので、エッチング種Ｅの気流が遅くなり、エッチングの均一性をより高めることができる。
【００４９】
上記各実施形態では、平行平板型のドライエッチング装置を例示したが、本発明は、例えば、マイクロ波プラズマエッチング装置などの他の形式のドライエッチング装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上説明したように、本発明は、基板面内におけるエッチングの均一性を高めることができるので、大面積のマザーガラスを用いて、液晶表示パネルを製造するためのドライエッチング装置について有用である。
【符号の説明】
【００５１】
Ｃ      凹部
Ｅ      エッチング種
Ｐ      プラズマ
２      被エッチング材
３      被処理基板
８      セラミック基板
９ａ，９ｂ        周囲部材
９ｃ    周囲部材（溶射膜）
１０ａ，１０ｃ    第１電極（基板保持部）
２０    第２電極
３０    処理室
５０ａ〜５０ｃ    ドライエッチング装置
【図１】
2011029252.tif 000003
【図２】
2011029252.tif 000004
【図３】
2011029252.tif 000005
【図４】
2011029252.tif 000006