(57)【要約】【課題】パーティクルを発生させることなく、収容室内空間においてプラズマを均一に分布させることができる基板処理システムを提供する。【解決手段】基板処理システム１０は、３つのプラズマ処理装置１３と、各プラズマ処理装置１３へガラス基板Ｇを搬出入する搬送室１１とを備え、各プラズマ処理装置１３は基板Ｇを収容する直方体状のチャンバ１８を有し、チャンバ１８は側壁１８ａのみが搬送室１１と接し、側壁１８ａには搬送室１１と連通する搬送口３１が開口し、側壁１８ａと対向する側壁１８ｂには開口部３２が開口し、搬送口３１の開口形状と、開口部３２の開口形状とが同じである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板処理装置と、各前記基板処理装置へ矩形の基板を搬出入する搬送室とを備え、少なくとも１つの前記基板処理装置は前記基板を収容する立方体状又は直方体状の収容室を有し、且つ前記基板にプラズマ処理を施し、前記収容室は一側壁のみが前記搬送室と接し、前記一側壁には前記搬送室と連通する第１の開口部が開口する基板処理システムにおいて、
前記一側壁と対向する他側壁には第２の開口部が開口することを特徴とする基板処理システム。
【請求項２】
前記第１の開口部の開口形状と、前記第２の開口部の開口形状とが同じであることを特徴とする請求項１記載の基板処理システム。
【請求項３】
前記第２の開口部は前記収容室の外側に設けられた板状部材によって覆われることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理システム。
【請求項４】
前記板状部材は透明であることを特徴とする請求項３記載の基板処理システム。
【請求項５】
前記複数の基板処理装置は前記搬送室の周りにおいてクラスタ状に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項６】
前記複数の基板処理装置は互いに平行に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項７】
矩形の基板を収容する立方体状又は直方体状の収容室を有し、且つ前記基板にプラズマ処理を施し、前記収容室は一側壁のみが前記基板を搬出入する搬送室と接し、前記一側壁には前記搬送室と連通する第１の開口部が開口する基板処理装置において、
前記一側壁と対向する他側壁には第２の開口部が開口することを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理システム及び基板処理装置に関し、特に、液晶ディスプレイ用の基板にプラズマ処理を施す基板処理装置を備える基板処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＤ（Flat Panel Display）用のガラス基板にエッチング処理を施すプラズマ処理装置６０（基板処理装置）は、図６に示すように、ガラス基板（以下、単に「基板」という。）Ｇを収容するチャンバ６１（収容室）と、該基板Ｇを載置し且つ高周波電源に接続された下部電極６２と、該下部電極６２と対向する上部電極を兼ねるシャワーヘッド６３とを備える。このプラズマ処理装置６０では、チャンバ６１内空間に供給された処理ガスを高周波電界によって励起してプラズマを発生させ、該プラズマによって基板Ｇにエッチング処理を施す。このプラズマ処理装置６０では、エッチング処理の際、高周波電源→下部電極６２→チャンバ６１内空間のプラズマ→シャワーヘッド６３→チャンバ６１側壁→高周波電源→接地の経路で高周波電流が流れる。
【０００３】
通常、基板処理システム（図示しない）は、クラスタ状に配置された複数のプラズマ処理装置６０と、各プラズマ処理装置６０へ基板Ｇを搬出入する搬送室とを備えるが、最近のＦＰＤ用基板は非常に大きいため、プラズマ処理装置６０におけるチャンバ６１も大きくなり、その結果、基板処理システムが工場において占める専有面積が大きくなっている。
【０００４】
一方、工場において基板処理システムを効率良く配置することが求められているため、基板処理システムの専有面積は小さい方が好ましく、さらには、プラズマ処理装置６０のチャンバ６１も可能な限り小型化するのが好ましい。したがって、チャンバ６１の形状は矩形の板部材である基板Ｇの形状に合わせて直方体状となる。
【０００５】
ところで、チャンバ６１の一側壁には基板Ｇを搬出入するための搬出入口６４が開口するが、該搬出入口６４が対向する側壁には開口部が設けられていないため、チャンバ６１内空間は非対称形状となる。ここで、プラズマは等方拡散しやすいため、チャンバ６１内空間が非対称形状である場合、チャンバ６１内空間においてプラズマは均一に分布しにくい。チャンバ６１内空間においてプラズマが均一に分布しないと、基板Ｇに均一なエッチング処理を施すことが困難である。
【０００６】
そこで、チャンバ内に搬出入口を閉塞自在な可動絶縁板（シールドリング）を設け、該可動絶縁板で搬出入口を塞いでチャンバ内空間を対称形状にするプラズマ処理装置が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平８−２０８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、チャンバ内空間におけるプラズマの分布はチャンバの側壁を流れる高周波リターン電流の経路分布（以下、単に「電流経路分布」という。）によっても影響を受ける。したがって、チャンバ内空間においてプラズマを均一に分布させるためには、チャンバ内空間を対称形状にするだけでなく、チャンバの側壁を流れる電流経路分布も均一にする、少なくとも対向する２つの側壁の電流経路分布を対称にする必要がある。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に係るプラズマ処理装置では、可動絶縁板を用いるため、可動絶縁板及びチャンバ６１の側壁は電気的に安定して接触せず、可動絶縁板に流れる高周波リターン電流は不安定である。その結果、搬出入口６４を有する側壁の電流経路分布と、該側壁に対向する側壁の電流経路分布とが対称とならない。したがって、依然としてチャンバ内空間においてプラズマが均一に分布しないという問題がある。
【０００９】
また、可動絶縁板が移動する際、移動の衝撃によって側壁の付着物が剥がれ、パーティクルが発生するという問題もある。
【００１０】
本発明の目的は、パーティクルを発生させることなく、収容室内空間においてプラズマを均一に分布させることができる基板処理システム及び基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１記載の基板処理システムは、複数の基板処理装置と、各前記基板処理装置へ矩形の基板を搬出入する搬送室とを備え、少なくとも１つの前記基板処理装置は前記基板を収容する立方体状又は直方体状の収容室を有し、且つ前記基板にプラズマ処理を施し、前記収容室は一側壁のみが前記搬送室と接し、前記一側壁には前記搬送室と連通する第１の開口部が開口する基板処理システムにおいて、前記一側壁と対向する他側壁には第２の開口部が開口することを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の基板処理システムは、請求項１記載の基板処理システムにおいて、前記第１の開口部の開口形状と、前記第２の開口部の開口形状とが同じであることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の基板処理システムは、請求項１又は２記載の基板処理システムにおいて、前記第２の開口部は前記収容室の外側に設けられた板状部材によって覆われることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の基板処理システムは、請求項３記載の基板処理システムにおいて、前記板状部材は透明であることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の基板処理システムは、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理システムにおいて、前記複数の基板処理装置は前記搬送室の周りにおいてクラスタ状に配置されることを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の基板処理システムは、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理システムにおいて、前記複数の基板処理装置は互いに平行に配置されることを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項７記載の基板処理装置は、矩形の基板を収容する立方体状又は直方体状の収容室を有し、且つ前記基板にプラズマ処理を施し、前記収容室は一側壁のみが前記基板を搬出入する搬送室と接し、前記一側壁には前記搬送室と連通する第１の開口部が開口する基板処理装置において、前記一側壁と対向する他側壁には第２の開口部が開口することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の基板処理システム及び請求項７記載の基板処理装置によれば、立方体状又は直方体状の収容室において、第１の開口部が開口する一側壁と対向する他側壁には第２の開口部が開口するので、収容室内空間を対称形状にすることができると共に、互いに対向する一側壁及び他側壁を流れる高周波リターン電流の経路分布を対称にすることができる。また、可動絶縁板を用いる必要もない。したがって、パーティクルを発生させることなく、収容室内空間においてプラズマを均一に分布させることができる。
【００１９】
請求項２記載の基板処理システムによれば、第１の開口部の開口形状と、第２の開口部の開口形状とが同じであるので、収容室内空間を確実に対称形状にすることができ、互いに対向する一側壁及び他側壁を流れる高周波リターン電流の経路分布を確実に対称にすることができる。
【００２０】
請求項３記載の基板処理システムによれば、第２の開口部は収容室の外側に設けられた板状部材によって覆われるので、収容室内を外部から簡便且つ確実に遮断することができる。
【００２１】
請求項４記載の基板処理システムによれば、第２の開口部を覆う板状部材は透明であるので、該板状部材を介して収容室内の状況を観測することができる。
【００２２】
請求項５記載の基板処理システムによれば、複数の基板処理装置は搬送室の周りにおいてクラスタ状に配置されるので、基板を各基板処理装置に効率良く搬送することができ、もって、基板のプラズマ処理の効率を向上することができる。
【００２３】
請求項６記載の基板処理システムによれば、複数の基板処理装置は互いに平行に配置されるので、基板処理装置を容易に増設することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
まず、本発明の実施の形態に係る基板処理システムについて説明する。
【００２６】
図１は、本実施の形態に係る基板処理システムの構成を概略的に示す平面図である。この基板処理システムは、ＦＰＤ用のガラス基板にエッチング処理を施すためのマルチチャンバータイプの基板処理システムである。
【００２７】
図１において、基板処理システム１０は、中央に配された搬送室１１と、該搬送室１１に接続されたロードロック室１２と、搬送室１１の周りにクラスタ状に配置された３つのプラズマ処理装置１３（基板処理装置）と、搬送室１１とは反対側においてロードロック室１２に接続されたアーム支持台１４と、該アーム支持台１４の両脇に接続された２つのカセット１５とを備える。
【００２８】
一方のカセット１５は複数の未処理のガラス基板（以下、単に「基板」という。）Ｇを収容し、他方のカセット１５は複数の処理済みの基板Ｇを収容する。アーム支持台１４には搬送アーム１６が配置され、該搬送アーム１６は一方のカセット１５から未処理の基板Ｇを取り出してロードロック室１２に搬入すると共に、ロードロック室１２から処理済みの基板Ｇを取り出して他方のカセット１５へ搬入する。
【００２９】
各プラズマ処理装置１３は基板Ｇにエッチング処理を施し、搬送室１１は内蔵する搬送アーム（図示しない）によって各プラズマ処理装置１３への基板Ｇの搬出入を行う。ロードロック室１２は基板Ｇを一時的に載置するバッファ（図示しない）を有し、搬送アーム１６及び搬送室１１の搬送アームが、基板Ｇをバッファに載置、又はバッファから基板Ｇを取り出すことによって基板Ｇの入れ換えを行う。搬送室１１及びロードロック室１２はいずれも内部が減圧可能である。
【００３０】
また、搬送室１１及び各プラズマ処理装置１３の間、搬送室１１及びロードロック室１２の間、並びにロードロック室１２及びその外側の大気雰囲気の間には、これらの連通路を仕切るゲートバルブ１７が設けられている。各ゲートバルブ１７は開閉自在であり、且つ各連通路を気密に密封することができる。
【００３１】
図２は、図１におけるプラズマ処理装置の構成を概略的に示す縦断面図であり、図３は、図１におけるプラズマ処理装置の構成を概略的に示す水平断面図である。
【００３２】
図２及び図３において、プラズマ処理装置１３は、基板Ｇを収容する直方体状のチャンバ１８（収容室）を有する。該チャンバ１８はアルミニウムからなり、チャンバ１８の内壁はアルマイトによって被覆されている。
【００３３】
チャンバ１８の天井部には矩形平板状のシャワーヘッド１９が配置され、シャワーヘッド１９の内部にはバッファ室２０が設けられ、このバッファ室２０には処理ガス導入管２１が接続されている。また、シャワーヘッド１９はバッファ室２０内及びチャンバ１８内を連通する多数のガス穴２２を有する。処理ガス導入管２１は処理ガス供給装置２３に接続され、該処理ガス供給装置２３は処理ガス導入管２１を介してバッファ室２０へ処理ガスを導入する。シャワーヘッド１９は、バッファ室２０へ導入された処理ガスをガス穴２２を介してシャワーヘッド１９及び後述の下部電極２５の間の空間（以下、「処理空間Ｓ」という。）へ供給する。また、シャワーヘッド１９は周辺絶縁部材２４によってチャンバ１８の天井部に係合されると共に、導電板４０によってチャンバ１８の天井部と電気的に接続する。これにより、シャワーヘッド１９は上部電極として機能する。なお、処理ガスとしては、例えばハロゲンを含むガス、具体的には、ハロゲン化合物からなるガス、酸素ガス及びアルゴンガス等が用いられる。
【００３４】
チャンバ１８の底部には基板Ｇを載置する載置台を兼ねる矩形の下部電極２５が配置されている。該下部電極２５は、シャワーヘッド１９と対向するとともに、下部絶縁部材２６によって支持されている。チャンバ１８の壁内や下部電極２５内にはチラー流路（図示しない）が設けられ、該チラー流路を流れる冷媒によってこれらは所定の温度に保たれる。
【００３５】
下部電極２５には整合回路２７及び導電路２８を介して高周波電源２９が接続されている。高周波電源２９は所定の高周波電力、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力を下部電極２５に供給する。そして、本実施の形態では、シャワーヘッド１９及び下部電極２５が夫々アノード電極及びカソード電極に相当する。  
【００３６】
チャンバ１８の底部には排気路３０が接続され、該排気路３０には図示しない排気装置、例えば、ターボ分子ポンプやドライポンプが接続されている。排気装置は排気路３０を介してチャンバ１８内を排気して減圧する。
【００３７】
プラズマ処理装置１３では、処理空間Ｓに下部電極２５から高周波電力を供給して高周波電界を発生させることにより、該処理空間Ｓにおいてシャワーヘッド１９から供給された処理ガスを励起して高密度のプラズマを発生させ、該プラズマによって基板Ｇにエッチング処理を施す。このとき、高周波電源２９→整合回路２７→下部電極２５→処理空間Ｓのプラズマ→シャワーヘッド１９→チャンバ１８の側壁→高周波電源２９→接地の経路で高周波リターン電流が流れる。
【００３８】
なお、プラズマ処理装置１３の各構成部品の動作は、プラズマ処理装置１３が備える制御部（図示しない）のＣＰＵがエッチング処理に対応するプログラムに応じて制御する。
【００３９】
プラズマ処理装置１３では、チャンバ１８の、ゲートバルブ１７を介して搬送室１１と接続されている側の側壁１８ａに、該側壁１８ａを貫通して搬送室１１と連通する搬送口３１（第１の開口部）が開口している。搬送口３１の大きさは、搬送アームに載置されて搬送室１１から搬入される基板Ｇが接触しないように設定されており、具体的には、幅が、例えば、約２．０ｍであって、高さが約０．１ｍである。
【００４０】
また、側壁１８ａと対向する側壁１８ｂには、搬送口３１と開口形状が同じである開口部３２（第２の開口部）が開口しており、該開口部３２は側壁１８ｂを貫通している。これにより、チャンバ１８内の空間が対称形状を呈する。開口部３２はチャンバ１８の外側に設けられた、例えば、ゲートバルブ１７を構成する金属部材からなる板状の閉塞板３３によって覆われている。
【００４１】
図４は、図２におけるチャンバの搬送室と接続されている側の側壁及び該側壁に対向する側壁における高周波リターン電流の経路分布を示す図である。
【００４２】
上述したように、基板Ｇにエッチング処理を施す際、チャンバ１８の側壁には高周波リターン電流が流れるが、搬送室１１と接続されている側の側壁１８ａでは、搬送口３１に高周波リターン電流が流れないため、高周波リターン電流の経路（矢印で示す）は搬送口３１を避けるように分布する。また、側壁１８ａと対向する側壁１８ｂでは開口部３２に高周波リターン電流が流れないため、高周波リターン電流の経路（矢印で示す）は開口部３２を避けるように分布する。ここで、開口部３２の開口形状は搬送口３１の開口形状と同じであるため、側壁１８ｂにおける高周波リターン電流の経路分布は、側壁１８ａにおける高周波リターン電流の経路分布と対称になる。
【００４３】
本実施の形態に係る基板処理システム１０によれば、プラズマ処理装置１３が備える直方体状のチャンバ１８において、搬送口３１が開口する側壁１８ａと対向する側壁１８ｂには開口部３２が開口し、開口部３２の開口形状は搬送口３１の開口形状と同じであるので、チャンバ１８内の空間を対称形状にすることができると共に、互いに対向する側壁１８ａ及び側壁１８ｂを流れる高周波リターン電流の経路分布を対称にすることができる。また、チャンバ１８内の空間を対称形状にするために、搬送口３１を閉塞するための可動絶縁板を用いる必要もない。したがって、パーティクルを発生させることなく、チャンバ１８内の空間においてプラズマを均一に分布させることができる。
【００４４】
上述した基板処理システム１０では、開口部３２はチャンバ１８の外側に設けられた金属部材からなる閉塞板３３によって覆われるが、例えば、閉塞板３３を耐プラズマ性の透明部材によって構成することにより、該閉塞板３３を介してチャンバ１８内の状況、例えば、プラズマの発光状況を観測することができる。
【００４５】
また、上述した基板処理システム１０では、３つのプラズマ処理装置１３は搬送室１１の周りにおいてクラスタ状に配置されるので、基板Ｇを各プラズマ処理装置１３に効率良く搬送することができ、もって、基板Ｇのエッチング処理の効率を向上することができる。
【００４６】
上述した実施の形態では、プラズマ処理装置１３のチャンバ１８において、搬送室１１に接続されている側の側壁１８ａ及び該側壁１８ａと対向する側壁１８ｂのみに開口部（搬送口３１，開口部３２）を設けたが、側壁１８ａ及び側壁１８ｂに挟まれた２つの側壁１８ｃ，１８ｄ（図３参照。）のそれぞれに開口部を設けてもよい。この場合、側壁１８ｃ，１８ｄに設けられた開口部は互いに開口形状が同じであるのが好ましい。さらに、側壁１８ｃ（側壁１８ｄ）の幅に対する開口部の幅の比が、側壁１８ａ（側壁１８ｂ）の幅に対する搬送口３１（開口部３２）の幅の比と同じであるのがより好ましい。これにより、チャンバ１８内の空間の形状をより対称にすることができる。
【００４７】
また、上述した実施の形態における基板処理システム１０では、複数のプラズマ処理装置１３が搬送室１１の周りにクラスタ状に配置されたが、本発明を適用可能な基板処理システムはこれに限られず、プラズマ処理装置におけるチャンバが一側壁のみで搬送室で接する基板処理システムであればよい。例えば、図５に示すように、カセット３４が接続されたローダー室３５に対して直列に接続されたロードロック室３６，搬送室３７及びプラズマ処理装置３８からなる複数の組が互いに平行に配置される基板処理システム３９であってもよい。なお、基板処理システム３９では、ロードロック室３６，搬送室３７及びプラズマ処理装置３８からなる組を増設してローダー室３５に接続することにより、プラズマ処理装置３９を容易に増設することができる。
【００４８】
上述したプラズマ処理装置１３では、下部電極２５のみに高周波電力が供給されたが、本発明を適用可能なプラズマ処理装置はこれに限られず、例えば、下部電極の代わりにチャンバの天井部に配置された上部電極を兼ねるシャワーヘッドのみに高周波電力が供給されるプラズマ処理装置であってもよく、下部電極及び上部電極兼ねるシャワーヘッドを備え、下部電極及びシャワーヘッドのいずれにも高周波電力が供給されるプラズマ処理装置であってもよい。
【００４９】
また、上述したプラズマ処理装置１３では、閉塞板３３はゲートバルブ１７を構成する金属部材又は耐プラズマ性を有する透明部材によって構成されたが、閉塞板３３を構成する部材はこれに限られず、開口部３２を密封可能な板状部材であればよい。
【００５０】
上述したプラズマ処理装置１３では、チャンバ１８が直方体状であったが、基板Ｇが正方形である場合には、基板Ｇの形状に合わせて立方体状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板処理システムの構成を概略的に示す平面図である。
【図２】図１におけるプラズマ処理装置の構成を概略的に示す縦断面図である。
【図３】図１におけるプラズマ処理装置の構成を概略的に示す水平断面図である。
【図４】図２におけるチャンバの搬送室と接続されている側の側壁及び該側壁に対向する側壁における高周波リターン電流の経路分布を示す図である。
【図５】本発明を適用可能な基板処理システムの構成を概略的に示す平面図である。
【図６】従来のプラズマ処理装置の構成を概略的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
Ｇ  ガラス基板
１０  基板処理システム
１１  搬送室
１３  プラズマ処理装置
１８  チャンバ
１８ａ，１８ｂ  側壁
３１  搬送口
３２  観測口
３３  閉塞板
【図１】
2008300410.tif 000003
【図２】
2008300410.tif 000004
【図３】
2008300410.tif 000005
【図４】
2008300410.tif 000006
【図５】
2008300410.tif 000007
【図６】
2008300410.tif 000008