(57)【要約】【課題】機構の複雑さをもたらさず被処理基板へのパーティクルの影響を抑制することができるガス処理装置およびガス処理方法を提供すること。【解決手段】基板Ｇの搬送を行う搬送領域５および基板Ｇに所定のガス処理を行う処理領域６とを有するチャンバー１と、チャンバー１内で基板Ｇを保持する基板保持台１１と、基板保持台１１を、チャンバー１内の搬入領域５において基板Ｇを被処理面を上面として水平状態で受け渡す受け渡し位置と、チャンバー１内の処理領域６において基板Ｇの被処理面を上面以外の方向に向けた状態の処理位置との間で移動させる移動機構２０と、チャンバー１の処理領域６に処理ガスを供給する処理ガス供給機構３４，３１と、処理領域６において基板Ｇに処理ガスによる所定のガス処理を施す処理機構３６，４０とを具備する。【選択図】      図１
2004158781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板の搬送を行う搬送領域および被処理基板に所定のガス処理を行う処理領域とを有するチャンバーと、
前記チャンバー内で被処理基板を保持する基板保持台と、
前記基板保持台を、前記チャンバー内の搬入領域において被処理基板を被処理面を上面として水平状態で受け渡す受け渡し位置と、前記チャンバー内の処理領域において被処理基板の被処理面を上面以外の方向に向けた状態の処理位置との間で移動させる移動機構と、
少なくともガス処理の際に前記搬送領域と前記処理領域とを仕切る仕切と、
前記チャンバーの処理領域に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と
を具備することを特徴とするガス処理装置。
【請求項２】
前記チャンバーは、被処理基板の搬送時には前記搬送領域と前記処理領域とが連通しており、処理時には前記搬送領域と前記処理領域とが実質的に分離していることを特徴とする請求項１に記載のガス処理装置。
【請求項３】
処理位置にある前記基板保持台の周囲に仕切部材が設けられ、これら基板保持台および仕切部材により、前記搬送領域と前記処理領域とを仕切る仕切を構成することを特徴とする請求項２に記載のガス処理装置。
【請求項４】
前記チャンバーに隣接して設けられた真空予備室をさらに具備し、この真空予備室と前記チャンバーの搬送領域との間で基板を水平に搬送することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガス処理装置。
【請求項５】
前記排気装置は、前記チャンバーに設けられた排気口を有し、前記排気口の位置が、前記受け渡し位置よりも前記処理位置の近くにあることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガス処理装置。
【請求項６】
被処理基板の搬送を行う搬送領域および被処理基板に所定のガス処理を行う処理領域とを有するチャンバーと、
前記チャンバー内で被処理基板を保持する基板保持台と、
前記基板保持台を、前記チャンバー内の搬送領域において被処理基板を被処理面を上面として水平状態で受け渡す受け渡し位置と前記チャンバー内の処理領域において被処理基板の被処理面を上面以外の方向に向けた状態の処理位置との間で回動軸を中心として鉛直に回動させる回動機構と、
前記処理位置にある前記基板保持台に保持された被処理基板に対向するように設けられたガス供給口を有し、前記チャンバーの処理領域に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と
を具備することを特徴とするガス処理装置。
【請求項７】
前記搬送領域と前記処理領域とは水平に隣接して設けられ、前記回動機構は、被処理基板の被処理面を略鉛直にした状態が処理位置となるように前記基板保持台を回動させることを特徴とする請求項６に記載のガス処理装置。
【請求項８】
前記搬送領域と前記処理領域とは垂直に隣接して設けられ、前記回動機構は、被処理基板の被処理面を下に向けた状態が処理位置となるように前記基板保持台を回動させることを特徴とする請求項６に記載のガス処理装置。
【請求項９】
前記排気装置は、前記チャンバーに設けられた排気口を有し、前記排気口の位置が、前記ガス供給口と基板保持台の前記ガス供給口から最遠部との間であることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載のガス処理装置。
【請求項１０】
前記回動軸は前記基板保持台を水平に貫通するように設けられていることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１項に記載のガス処理装置。
【請求項１１】
前記回動軸の中に給電線が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載のガス処理装置。
【請求項１２】
前記チャンバーは、前記基板保持台を前記回動軸に沿って移動させてチャンバー外に搬出可能な出入り口を有することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のガス処理装置。
【請求項１３】
前記基板保持台には、被処理基板を静電吸着する静電チャックが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のガス処理装置。
【請求項１４】
被処理基板の搬送を行う搬送領域および被処理基板に所定のガス処理を行う処理領域を有するチャンバーと、
前記チャンバー内で被処理基板を保持する基板保持台と、
前記基板保持台に設けられ、被処理基板を静電吸着する静電チャックと、
前記基板保持台を、前記チャンバー内の搬送領域において被処理基板を被処理面を上面として水平状態で受け渡す受け渡し位置と前記チャンバー内の処理領域において被処理基板の被処理面を略鉛直にした状態または被処理面を下側に向けた状態の処理位置との間で回動軸を中心として鉛直に回動させる回動機構と、
少なくともガス処理の際に前記搬送領域と前記処理領域とを仕切る仕切と、
前記処理位置にある前記基板保持台に保持された被処理基板に対向するように設けられたガス供給口を有し、前記チャンバーの処理領域に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と
を具備することを特徴とするガス処理装置。
【請求項１５】
処理位置にある前記基板保持台の周囲に仕切部材が設けられ、これら基板保持台および仕切部材により、前記搬送領域と前記処理領域とを仕切る仕切を構成し、前記排気機構は、前記処理位置にある前記基板保持台の周囲位置に設けられた排気口を有することを特徴とする請求項１４に記載のガス処理装置。
【請求項１６】
前記チャンバーに隣接して設けられた真空予備室をさらに具備し、この真空予備室と前記チャンバーの搬送領域との間で基板を水平に搬送することを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載のガス処理装置。
【請求項１７】
前記基板保持台の処理位置が、被処理基板の被処理面が略鉛直にされた状態であり、前記搬送領域と前記処理領域とが水平に隣接して設けられていることを特徴とする請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載のガス処理装置。
【請求項１８】
前記基板保持台の処理位置が、被処理基板の被処理面を下側に向けた状態であり、前記搬送領域と前記処理領域とが垂直に隣接して設けられていることを特徴とする請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載のガス処理装置。
【請求項１９】
前記回動軸は前記基板保持台を水平に貫通するように設けられていることを特徴とする請求項１４から請求項１８のいずれか１項に記載のガス処理装置。
【請求項２０】
前記回動軸の中に給電線が設けられていることを特徴とする請求項１９に記載のガス処理装置。
【請求項２１】
前記チャンバーは、前記基板保持台を前記回動軸に沿って移動させてチャンバー外に搬出可能な出入り口を有することを特徴とする請求項１９または請求項２０に記載のガス処理装置。
【請求項２２】
前記基板保持台は角柱状をなし、前記被処理基板は矩形状をなすことを特徴とする請求項１から請求項２１のいずれか１項に記載のガス処理装置。
【請求項２３】
前記ガス供給機構は、処理ガスをシャワー状に吐出するシャワーヘッドを有することを特徴とする請求項１から請求項２２のいずれか１項に記載のガス処理装置。
【請求項２４】
さらに、前記処理領域に供給された処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成機構を有することを特徴とする請求項１から請求項２３のいずれか１項に記載のガス処理装置。
【請求項２５】
矩形状をなす被処理基板に処理ガスのプラズマによりガス処理を施すガス処理装置であって、
被処理基板の搬送を行う搬送領域および被処理基板に所定のガス処理を行う処理領域を有し、これらが水平に隣接して設けられたチャンバーと
前記チャンバー内で被処理基板を保持する角柱状をなす基板保持台と、
前記基板保持台に設けられ、被処理基板を静電吸着する静電チャックと、
前記基板保持台を、前記チャンバー内の搬送領域において被処理基板を被処理面を上面として水平状態で受け渡す受け渡し位置と前記チャンバー内の処理領域において被処理基板の被処理面を略鉛直にしかつ前記搬送領域および前記処理領域を実質的に分離した状態となる処理位置との間で前記保持台の端部近傍に設けられた回動軸を中心として鉛直に回動させる回動機構と、
前記処理領域において、前記処理位置にある前記基板保持台と対向する位置に設けられた、処理ガスをシャワー状に吐出するシャワーヘッドと、
前記処理位置にある前記基板保持台の周囲位置に設けられた排気口を有し、前記チャンバー内を排気する排気機構と、
前記処理領域において被処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成機構と
を具備することを特徴とするガス処理装置。
【請求項２６】
被処理基板の搬送を行う搬送領域および処理領域を有するチャンバーを用いて被処理体に所定のガス処理を行うガス処理方法であって、
前記チャンバーの搬送領域に被処理基板を搬入し、被処理基板を被処理面を上にした水平状態で受け渡し位置にある基板保持台の上に保持させる工程と、
被処理体を保持した状態の前記基板保持台を前記チャンバーの処理領域における、被処理基板の被処理面が上面以外の方向に向けた状態の処理位置へ移動させる工程と、
前記処理領域において被処理基板に所定のガス処理を施す工程と
を具備することを特徴とするガス処理方法。
【請求項２７】
被処理基板の搬送を行う搬送領域および処理領域を有するチャンバーを用いて被処理体に所定のガス処理を行うガス処理方法であって、
前記チャンバーの搬送領域に被処理基板を搬入し、被処理基板を被処理面を上にした水平状態で受け渡し位置にある基板保持台の上に保持させる工程と、
被処理体を保持した状態の前記基板保持台を鉛直に回動させて前記チャンバーの処理領域における、被処理基板の被処理面が上面以外の方向に向けた状態の処理位置へ位置させる工程と、
前記処理領域において被処理基板に所定のガス処理を施す工程と
を具備することを特徴とするガス処理方法。
【請求項２８】
被処理基板の搬送を行う搬送領域および処理領域を有するチャンバーを用いて被処理体に所定のガス処理を行うガス処理方法であって、
前記チャンバーの搬入領域に被処理基板を搬入し、被処理面を上にした水平状態で受け渡し位置にある基板保持台の上に設けられた静電チャックに被処理基板を吸着させる工程と、
被処理体を前記静電チャックで吸着した状態で、前記基板保持台を鉛直方向に回動させて、前記基板保持台を前記チャンバーの処理領域における、被処理基板の被処理面を略鉛直にした状態または被処理面を下側に向けた状態の処理位置へ位置させる工程と、
前記処理領域において被処理基板に所定のガス処理を施す工程と
を具備することを特徴とするガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理基板に対してエッチングやＣＶＤ等のガス処理を施すガス処理装置およびガス処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体や液晶表示装置の製造工程においては、半導体ウエハやガラス基板といった被処理基板にエッチング処理やＣＶＤ等のガス処理を施すために、プラズマエッチング装置やプラズマＣＶＤ装置等のガス処理装置が用いられる。
【０００３】
この種の装置においては、通常、チャンバー内に搬入された被処理基板を被処理面を上方に向けた状態で水平に基板保持台上に載置し、基板保持台に対向して設けられたシャワーヘッドから処理ガスを供給して所定のガス処理を行う。
【０００４】
ところで、このようなガス処理装置では、基板保持台上の被処理基板の上方にはチャンバー壁が存在するとともに、電極、誘電体等の上部構造物が必ず存在するため、これら上部構造物や周辺の壁からパーティクルが落下し、水平に置かれている被処理基板の被処理面にこのようなパーティクルが付着する。被処理基板にこのようなパーティクルが付着すると、均一な処理を行えなくなってしまう。例えば、プラズマエッチングの場合には、エッチ残りが発生する。
【０００５】
このようなことを防止するためには、被処理基板の被処理面が上方に向いていない状態で処理を行うことが有効であると考えられる。
【０００６】
このような装置としては、特許文献１に開示されたようなものがある。この文献に開示された装置は、処理時において、被処理基板を水平状態から垂直状態に移動させ、かつチャンバーを移動させて被処理基板をチャンバー内に収容する。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−８２５９３号公報（図１、図２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献１では基板搬入の際に、被処理基板を支持している支持台とチャンバーの両方を移動させる必要があり、機構的に複雑なものとなってしまう。また、実際の処理空間は小さくすることができるものの、基板搬入時にはチャンバーを退避させておかなければならずその分必要スペースが大きくなってしまう。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、機構の複雑さをもたらさず被処理基板へのパーティクルの影響を抑制することができるガス処理装置およびガス処理方法を提供することを目的とする。また、機構の複雑さをもたらさず、かつ省スペース化を図りつつ、被処理基板へのパーティクルの影響を抑制することができるガス処理装置およびガス処理方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、被処理基板の搬送を行う搬送領域および被処理基板に所定のガス処理を行う処理領域とを有するチャンバーと、前記チャンバー内で被処理基板を保持する基板保持台と、前記基板保持台を、前記チャンバー内の搬入領域において被処理基板を被処理面を上面として水平状態で受け渡す受け渡し位置と、前記チャンバー内の処理領域において被処理基板の被処理面を上面以外の方向に向けた状態の処理位置との間で移動させる移動機構と、少なくともガス処理の際に前記搬送領域と前記処理領域とを仕切る仕切と、前記チャンバーの処理領域に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、前記チャンバー内を真空排気する排気機構とを具備することを特徴とするガス処理装置を提供する。
【００１１】
また、本発明の第２の観点では、被処理基板の搬送を行う搬送領域および被処理基板に所定のガス処理を行う処理領域とを有するチャンバーと、前記チャンバー内で被処理基板を保持する基板保持台と、前記基板保持台を、前記チャンバー内の搬送領域において被処理基板を被処理面を上面として水平状態で受け渡す受け渡し位置と前記チャンバー内の処理領域において被処理基板の被処理面を上面以外の方向に向けた状態の処理位置との間で回動軸を中心として鉛直に回動させる回動機構と、前記処理位置にある前記基板保持台に保持された被処理基板に対向するように設けられたガス供給口を有し、前記チャンバーの処理領域に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、前記チャンバー内を真空排気する排気機構とを具備することを特徴とするガス処理装置を提供する。
【００１２】
本発明の第３の観点では、被処理基板の搬送を行う搬送領域および被処理基板に所定のガス処理を行う処理領域を有するチャンバーと、前記チャンバー内で被処理基板を保持する基板保持台と、前記基板保持台に設けられ、被処理基板を静電吸着する静電チャックと、前記基板保持台を、前記チャンバー内の搬送領域において被処理基板を被処理面を上面として水平状態で受け渡す受け渡し位置と前記チャンバー内の処理領域において被処理基板の被処理面を略鉛直にした状態または被処理面を下側に向けた状態の処理位置との間で回動軸を中心として鉛直に回動させる回動機構と、少なくともガス処理の際に前記搬送領域と前記処理領域とを仕切る仕切と、前記処理位置にある前記基板保持台に保持された被処理基板に対向するように設けられたガス供給口を有し、前記チャンバーの処理領域に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、前記チャンバー内を真空排気する排気機構とを具備することを特徴とするガス処理装置を提供する。
【００１３】
本発明の第４の観点では、矩形状をなす被処理基板に処理ガスのプラズマによりガス処理を施すガス処理装置であって、被処理基板の搬送を行う搬送領域および被処理基板に所定のガス処理を行う処理領域を有し、これらが水平に隣接して設けられたチャンバーと前記チャンバー内で被処理基板を保持する角柱状をなす基板保持台と、前記基板保持台に設けられ、被処理基板を静電吸着する静電チャックと、前記基板保持台を、前記チャンバー内の搬送領域において被処理基板を被処理面を上面として水平状態で受け渡す受け渡し位置と前記チャンバー内の処理領域において被処理基板の被処理面を略鉛直にしかつ前記搬送領域および前記処理領域を実質的に分離した状態となる処理位置との間で前記保持台の端部近傍に設けられた回動軸を中心として鉛直に回動させる回動機構と、前記処理領域において、前記処理位置にある前記基板保持台と対向する位置に設けられた、処理ガスをシャワー状に吐出するシャワーヘッドと、前記処理位置にある前記基板保持台の周囲位置に設けられた排気口を有し、前記チャンバー内を排気する排気機構と、前記処理領域において被処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成機構とを具備することを特徴とするガス処理装置を提供する。
【００１４】
本発明の第５の観点では、被処理基板の搬送を行う搬送領域および処理領域を有するチャンバーを用いて被処理体に所定のガス処理を行うガス処理方法であって、前記チャンバーの搬送領域に被処理基板を搬入し、被処理基板を被処理面を上にした水平状態で受け渡し位置にある基板保持台の上に保持させる工程と、被処理体を保持した状態の前記基板保持台を前記チャンバーの処理領域における、被処理基板の被処理面が上面以外の方向に向けた状態の処理位置へ移動させる工程と、前記処理領域において被処理基板に所定のガス処理を施す工程とを具備することを特徴とするガス処理方法を提供する。
【００１５】
本発明の第６の観点では、被処理基板の搬送を行う搬送領域および処理領域を有するチャンバーを用いて被処理体に所定のガス処理を行うガス処理方法であって、前記チャンバーの搬送領域に被処理基板を搬入し、被処理基板を被処理面を上にした水平状態で受け渡し位置にある基板保持台の上に保持させる工程と、被処理体を保持した状態の前記基板保持台を鉛直に回動させて前記チャンバーの処理領域における、被処理基板の被処理面が上面以外の方向に向けた状態の処理位置へ位置させる工程と、前記処理領域において被処理基板に所定のガス処理を施す工程とを具備することを特徴とするガス処理方法を提供する。
【００１６】
本発明の第７の観点では、被処理基板の搬送を行う搬送領域および処理領域を有するチャンバーを用いて被処理体に所定のガス処理を行うガス処理方法であって、前記チャンバーの搬入領域に被処理基板を搬入し、被処理面を上にした水平状態で受け渡し位置にある基板保持台の上に設けられた静電チャックに被処理基板を吸着させる工程と、被処理体を前記静電チャックで吸着した状態で、前記基板保持台を鉛直方向に回動させて、前記基板保持台を前記チャンバーの処理領域における、被処理基板の被処理面を略鉛直にした状態または被処理面を下側に向けた状態の処理位置へ位置させる工程と、前記処理領域において被処理基板に所定のガス処理を施す工程とを具備することを特徴とするガス処理方法を提供する。
【００１７】
本発明では、被処理基板の受け渡しを行う受け渡し領域および被処理基板に所定のガス処理を行う処理領域を有するチャンバー内で、移動機構により、基板保持台を、チャンバー内の受け渡し領域において被処理基板を被処理面を上面として水平状態で受け渡す受け渡し位置と、チャンバー内の処理領域において被処理基板の被処理面を上面以外の方向に向けた状態の処理位置との間で移動させる構成としたが、この構成によれば、外部からの被処理基板の受け渡しは従来と同様に水平状態で行うことができ、かつ処理に際しては、処理領域における基板保持台の処理位置を、被処理基板の被処理面を上面以外の方向に向けた状態とするので、処理中に被処理基板へパーティクルを付着し難くすることができる。また、処理領域を搬送領域とを仕切により仕切るので、搬送領域へパーティクルが侵入して被処理基板に付着することを生じ難くすることができる。さらに、被処理基板の受け渡し状態から処理状態にするのに、基板保持台のみを移動させるだけでよいので、機構の複雑さをもたらすことがない。
【００１８】
また、特に、上記のような基板保持台の受け渡し位置から処理位置への移動を鉛直方向の回動にて行うことにより、機構が簡便であるとともに、チャンバーは基板保持台が回動可能なスペースがあればよいから、省スペース化を図ることができる。このように基板保持台を鉛直に回動させる場合に、処理位置にある基板保持台が被処理基板の被処理面を略鉛直にした状態または被処理面を下側に向けた状態となることが好ましい。この中でも特に、被処理基板の被処理面を略鉛直にした状態が回動距離が小さく好ましい。基板保持台を鉛直に回動させる場合に、処理位置にある基板保持台が被処理基板の被処理面を略鉛直にした状態では、搬送領域と処理領域とは水平に隣接して設けられ、被処理基板の被処理面を下に向けた状態では、搬送領域と処理領域とは鉛直に隣接して設けられる。また、基板保持台を鉛直に回動させる際の回動軸は前記基板保持台を水平に貫通するように設けられていることが好ましい。このような構成により、プラズマを形成したり、静電吸着を用いる際の給電を、回動軸を介して容易に行うことができる。そして、このような回動軸を用いた場合には、前記回動軸の中に給電線を設けることができる。また、このように回動軸を基板保持台を水平に貫通して設けた場合には、前記チャンバーに、前記基板保持台を前記回動軸に沿って移動させてチャンバー外に搬出可能な出入り口を設けることにより、メンテナンスの際に前記基板保持台を回動軸に沿って出入口から容易に出し入れすることができるので、メンテナンスを極めて容易にすることができる。
【００１９】
また、基板保持台に静電チャックを用いて基板を吸着させることにより、機械的なクランプ機構が不要となり、クランプ機構を基板保持台とともに移動させる必要がないため構造がシンプルとなり、かつ被処理基板近傍のパーティクル源をなくすことができる。また、このように静電チャックを用いることにより被処理基板中心部の密着性を高めることができる。
【００２０】
さらに、チャンバーは、被処理基板の搬送時には搬送領域と処理領域とが連通しており、処理時には搬送領域と処理領域とが実質的に分離しているように構成することにより、搬送領域へのパーティクルの侵入を抑制することができ、被処理基板へのパーティクルの付着をより一層抑制することができる。この場合に、処理位置にある基板保持台の周囲に仕切部材が設けられ、これら基板保持台および仕切部材により搬送領域と処理領域との仕切を構成することにより、基板保持台が処理位置に移動した時点で搬送領域と処理領域とが仕切られ、簡便である。
【００２１】
さらにまた、本発明のガス処理装置は、排気機構によりチャンバー内を真空排気して処理が行われるが、この場合に、排気機構は、チャンバーに設けられた排気口を有し、排気口の位置が、前記受け渡し位置よりも前記処理位置の近くにあるように構成することが好ましい。また、処理位置にある基板保持台に保持された被処理基板と対向してガス供給口が形成されている場合には、排気装置が、チャンバーに設けられた排気口を有し、排気口の位置が、ガス供給口と基板保持台の前記ガス供給口から最遠部との間であることが好ましい。これらの構成により処理領域を有効に排気することができ、パーティクルの搬送領域への侵入をより有効に阻止することができる。さらに、上述のように、処理位置にある基板保持台の周囲に仕切部材を設け、これら基板保持台および仕切部材により搬送領域と処理領域との仕切を構成した際におけるこれらの境界付近である基板保持台の周囲位置に排気口を設けることにより、処理中において処理領域に存在するパーティクルが、搬送領域に侵入することを抑制することができる。また、チャンバーに隣接して真空予備室が設けられていてもよく、真空予備室からチャンバーへの被処理基板の搬送は、従来の装置と同様に水平状態で行うことができる。
【００２２】
さらにまた、本発明のガス処理装置は、基板保持台は角柱状をなし、被処理基板は矩形状をなす場合により好適である。処理領域において、処理位置にある基板保持台と対向するように設けられた、処理ガスをシャワー状に吐出するシャワーヘッドをガス供給機構として用いることができる。本発明のガス処理装置としては、処理領域に供給された処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成機構を有するものを典型例として挙げることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１および図２は本発明のガス処理装置の一実施形態に係るＬＣＤガラス基板用のプラズマエッチング装置を模式的に示す断面図であり、図１は基板保持台が受け渡し位置にある状態を示し、図２は基板保持台が処理位置にある状態を示す。この装置は、例えばＬＣＤの製造においてＬＣＤガラス基板上に薄膜トランジスターを形成する際に、メタル膜、ＩＴＯ膜、酸化膜等をエッチングするために用いられるものであり、誘導結合型プラズマエッチング装置として構成されている。
【００２４】
このプラズマエッチング装置１００は、導電性材料、例えば、内壁面が陽極酸化処理されたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる角筒形状の気密なチャンバー１を有する。チャンバー１は分解可能に組み立てられており、接地線１ａにより接地されている。
【００２５】
チャンバー１の側壁の一方側に真空予備室２が接続され、その反対側にはアンテナ室３が設けられている。チャンバー１とアンテナ室３とは誘電体壁４により区画されている。したがって、誘電体壁４はチャンバー１とアンテナ室３の共通の側壁を構成している。誘電体壁４は、Ａｌ２Ｏ３等のセラミックス、石英等で構成されている。
【００２６】
チャンバー１は、真空予備室２との間で矩形状のＬＣＤガラス基板（以下単に基板と記す）Ｇの搬送が行われる、真空予備室２側の搬送領域５と、基板Ｇに処理ガスのプラズマによりプラズマエッチングが行われる、アンテナ室３側の処理領域６とを有している。したがって、搬送領域５と処理領域６とは水平に隣接している。チャンバー１内には基板Ｇを保持するための基板保持台１１が回動可能に設けられている。
【００２７】
基板保持台１１は、基板保持部１２と基板保持部１２を支持する支持部１３とを有している。基板保持部１２は、アルミニウム等の金属からなり電極としても機能する本体１４と、本体１４の上面に設けられ誘電性部材中に電極１６が埋め込まれて構成された静電チャック１５と、本体１４の側面および上面周縁部を覆うように設けられた絶縁部材１７とを有している。基板保持台１１には静電チャック１５の表面に対して突没自在に設けられた複数本のリフトピン１８が設けられており、このリフトピン１８を突出した状態で基板Ｇの受け渡しが行われる。
【００２８】
この基板保持台１１の支持部１３の端部近傍には、回動軸１９が水平に貫通するように設けられており、この回動軸１９は、回動機構２０により回転され、これにより基板保持台１１が回動軸１９とともに、図１に示す受け渡し位置と図２に示す処理位置との間で鉛直に回動するようになっている。
【００２９】
基板保持台１１は、図１の受け渡し位置においては、搬送領域５にその基板保持面を水平にして配置され、基板Ｇの被処理面を上面として水平状態で真空予備室２との間で基板Ｇの受け渡しを行う。また、図２の処理位置においては、処理領域６にその基板保持面を鉛直にして配置され、基板Ｇの被処理面を鉛直にした状態で基板Ｇを保持して基板Ｇのエッチングを行う。
【００３０】
静電チャック１５の電極１６には回動軸１９を介して給電線２２により直流電源２１が接続されており、この直流電源２１から電極１６に電圧が印加されることにより、基板Ｇがクーロン力やジョンセン・ラーベック力等の静電力によって吸着される。そして、基板保持台１１の回動は、基板Ｇを静電チャック１５により吸着した状態で行われる。
【００３１】
本体１４には、回動軸１９を介して給電線２５により整合器２３および高周波電源２４が接続されている。この高周波電源２４は、処理領域６におけるプラズマエッチング中に、バイアス用の高周波電力、例えば周波数が３．２ＭＨｚの高周波電力を本体１４に印加する。このバイアス用の高周波電力により、処理領域６に生成されたプラズマ中のイオンが効果的に基板Ｇに引き込まれる。
【００３２】
なお、回動軸１９が基板保持台１１に水平に貫通して設けられ、この回動軸１９に給電線２２，２５を通しているので、回動する基板保持台１１への給電が容易である。
【００３３】
チャンバー１の側面には、基板保持台１１の出入口（図示せず）が設けられており、メンテナンスの際に、受け渡し位置にある基板保持台１１を回動軸１９に沿って移動させることによりこの出入口からチャンバー１の外へ取り出すことができ、メンテナンスが容易である。この出入口は、基板保持台１１の出し入れの際のみ開かれ、その他の場合には閉じられている。
【００３４】
前記誘電体壁４のチャンバー１の内側部分には、処理ガス供給用のシャワーヘッド３１が嵌め込まれている。このシャワーヘッド３１は導電性材料、望ましくは金属、例えば汚染物が発生しないようにその内面が陽極酸化処理されたアルミニウムで構成されている。シャワーヘッド３１にはその面に沿って伸びるガス流路３２が形成されており、このガス流路３２には、チャンバー１の処理領域に向かって水平に延びる複数のガス吐出孔３２ａが連通している。一方、誘電体壁４の外側面中央には、このガス流路３２に連通するようにガス供給管３３が設けられている。ガス供給管３３は、アンテナ壁の外側壁からその外側へ貫通し、処理ガス供給源およびバルブシステム等を含む処理ガス供給系３４に接続されている。したがって、プラズマエッチングにおいては、処理ガス供給系３４から供給されたエッチングのための処理ガスがガス供給管３３を介してシャワーヘッド３１内に供給され、その下面のガス供給孔３２ａからチャンバー１の処理領域６へ吐出される。
【００３５】
チャンバー１の上壁および底壁には、それぞれ誘電体壁４を取り付けるための突出部４ａおよび４ｂが形成されており、誘電体壁４は、この突出部４ａ，４ｂにねじ止めされている。
【００３６】
アンテナ室３内には誘電体壁４に面するように高周波（ＲＦ）アンテナ３６が配設されている。この高周波アンテナ３６は複数のアンテナ部（２つのみ図示）に分かれており、各アンテナ部に棒状の給電部材３８が接続されている。各給電部材３８の上端は整合器３９に接続され、整合器３９には高周波電源４０が接続されている。エッチング処理中、高周波電源４０からは、誘導電界形成用の例えば周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電力が高周波アンテナ３６へ供給される。このように高周波電力が供給された高周波アンテナ３６により、チャンバー１の処理領域６に誘導電界が形成され、この誘導電界によりシャワーヘッド３１から供給されたエッチング用の処理ガスがプラズマ化される。この際の高周波電源４０の出力は、プラズマを発生させるのに十分な値になるように適宜設定される。
【００３７】
基板保持台１１が図２の処理位置にある場合のその周囲位置、具体的にはチャンバー１の搬送領域５と処理領域との間の部分の周囲位置には排気口４２が設けられている。したがって、排気口４２の位置は、基板保持台１１の受け渡し位置よりも処理位置の近くにある。具体的には、図３にも示すように、排気口４２は、チャンバー１の搬送領域５と処理領域との間の部分の四隅位置に４つ設けられており、各排気口４２は排気エリア４３に連通しており、これら４つの排気エリア４３は２つずつダクト４４で連通され、これら２つのダクトに真空ポンプ４５が接続されている。また、ダクト４４と真空ポンプ４５との間にはバルブ４６が設けられている。また、処理位置にある基板保持台１１の周囲位置には、仕切部材４７が設けられている。この仕切部材４７は、基板保持台１１が受け渡し位置から処理位置に移動した際に、基板保持台１１ともに搬送領域５と処理領域６との間の仕切を構成する。また、仕切部材４７は処理領域６の気流の搬送領域５への流入を遮蔽し、処理領域６の気流を排気口４２に案内する役割を有している。
【００３８】
真空予備室２は、チャンバー１内の真空を破ることなく基板Ｇの搬入出を行うためのものであり、真空状態のチャンバー１との間で基板Ｇの受け渡しを行う場合には、図示しない排気装置によりその内部が同程度の真空度まで真空排気される。予備真空室２のチャンバー１と反対側が大気雰囲気と接している場合には、基板の出し入れの際にその中が大気雰囲気にされる。チャンバー１の真空予備室２に連通する部分には、搬入出口７が設けられており、この搬入出口７に対応して予備真空室２にも搬入出口５４が設けられている。これらの間にはゲートバルブ５３が設けられており、このゲートバルブ５３により搬入出口７および５４が開閉される。真空予備室２内には多関節アーム型の搬送機構５０が設けられており、チャンバー１との間の基板Ｇの受け渡しの際には、この搬送機構５０が用いられ、その際に基板支持プレート５１に基板Ｇが水平に支持される。そして、基板支持プレート５１に水平に支持された基板は、チャンバー１の搬送領域５へ水平状態で搬送され、図１の搬送位置にある基板保持台１１から突出したリフトピン１８上に受け渡される。なお、真空予備室２のチャンバー１と反対側の側壁には搬入出口５５が設けられており、この搬入出口５５はゲートバルブ５６により開閉される。
【００３９】
なお、エッチング処理中に、処理位置にある基板保持台１１に保持された基板Ｇの上方で処理ガスがエッチングが均一になる流れになるように、基板Ｇの周囲に図４に示すような整流ウォール６１を配置してもよい。また、基板Ｇの周縁が確実に静電チャック１５の面に密着するように、基板Ｇの周縁を補助的にクランプする図５に示すようなクランプ機構６２を設けてもよい。これら整流ウォール６１またはクランプ機構６２を設ける場合には、基板保持台１１の回動の妨げとならないよう、チャンバー１の処理領域６の壁部に取り付けることが好ましい。
【００４０】
次に、このように構成されたプラズマエッチング装置１００の動作について図６を参照して説明する。
まず、ゲートバルブ５３を開放し、真空予備室２から搬送機構５０の基板支持アーム５１により搬入出口７を介して基板Ｇを水平状態でチャンバー１の搬送領域５へ搬入し、図１に示す搬送領域５の受け渡し位置にある基板保持台１１の水平な基板保持面（静電チャック１５の表面）から突出したリフトピン１８上に水平状態の基板Ｇを受け渡し（図６の（ａ））、基板支持アーム５１を真空予備室２内に戻し、ゲートバルブ５３を閉じる。次いで、リフトピン１８を降下させて、基板Ｇを基板保持面、すなわち静電チャック１５表面に載置する。
【００４１】
そして、真空ポンプ４５による排気を調節して、チャンバー１内を所定の真空度にし、静電チャック１５の電極１６に直流電源２１から直流電圧を印加し、基板Ｇをクーロン力やジョンセン・ラーベック力等の静電力により吸着する（図６の（ｂ））。このように静電チャック１５を用いることにより、機械的なクランプ機構が不要となり、クランプ機構を基板保持台１１とともに移動させる必要がないため構造がシンプルとなり、かつ基板Ｇ近傍のパーティクル源をなくすことができる。また、このように静電チャック１５を用いることにより、クランプ機構を用いた場合よりも基板Ｇ中心部の密着性を高めることができる。
【００４２】
次いで、静電チャック１５により基板Ｇを吸着させた状態で、回動機構２０により基板保持台１１を回動軸１９を回動中心として処理位置になるまで回動させる（図６の（ｃ））。処理位置においては、基板保持台１１は処理領域にその基板保持面を鉛直にして配置され、その基板保持面、すなわち静電チャック１５表面に基板をその被処理面を鉛直にした状態で吸着保持させる。そして、この際に、基板保持台１１と仕切部材４７とにより搬送領域５と処理領域６との間の仕切を構成する。
【００４３】
この状態で、以下のようにしてプラズマエッチング処理を行う。
まず、処理ガス供給系３４からエッチングのための処理ガスをシャワーヘッド３１のガス吐出孔３２ａから処理室４内に吐出させるとともに、真空ポンプ４５により排気口４２、排気エリア４３、ダクト４４を介してチャンバー１内を排気し、処理領域６の圧力を例えば１．３３Ｐａ程度の圧力雰囲気に維持する。
【００４４】
次いで、高周波電源４０から１３．５６ＭＨｚの高周波を高周波アンテナ３６に印加し、これにより誘電体壁４を介して処理領域６に均一な誘導電界を形成する。このようにして形成された誘導電界により、処理領域６で処理ガスがプラズマ化し、高密度の誘導結合プラズマが生成される。このようにして生成されたプラズマ中のイオンは、高周波電源２４から基板保持台１１における基板保持部１２の本体１４に対して印加される３．２ＭＨｚの高周波電力によって基板Ｇに効果的に引き込まれ、基板Ｇに対して均一なエッチング処理が施される。
【００４５】
以上のようにしてエッチング処理を施した後、高周波電源４０および２４からの高周波電力の印加を停止するとともに、処理ガスの供給を停止し、チャンバー１内の残留ガスをパージし、チャンバー１内圧力を所定の圧力にし、その後ゲートバルブ５３を開いて、真空予備室２の搬送機構５０の基板支持アーム５１により処理後の基板Ｇを搬出する。これにより、一枚の基板のエッチング処理の工程が終了し、次の基板のエッチング処理に移る。
【００４６】
本実施形態においては、このように基板Ｇの搬送を行う搬送領域５および基板Ｇにエッチング処理を行う処理領域６とを有するチャンバー１内で、基板保持台１１を、チャンバー１内の搬送領域５において基板Ｇを被処理面を上面として水平状態で受け渡す受け渡し位置と、チャンバー１内の処理領域６において被処理基板の被処理面を鉛直にした状態の処理位置との間で鉛直に回動させる構成としたが、この構成によれば、真空予備室２からの基板Ｇの受け渡しは従来と同様に水平状態で行うことができ、かつ処理に際しては、処理領域６における基板保持台１１の処理位置を、基板Ｇの被処理面を鉛直にして上面以外としたので、基板Ｇへパーティクルを付着し難くすることができる。また、基板保持台１１および仕切部材４７により構成される仕切により、搬送領域５と処理領域６とを仕切るので、処理の際に、処理領域６で発生したパーティクルが搬送領域へ侵入して基板Ｇに付着することを生じ難くすることができる。さらに、基板Ｇの受け渡し状態から処理状態にするのに、基板保持台１１のみを移動させるだけでよいので、機構の複雑さをもたらすことがない。
【００４７】
また、基板保持台１１の受け渡し位置から処理位置への移動を鉛直方向の回動のみで行うことにより、機構が簡便であるとともに、チャンバー１は基板保持台１１が回動可能なスペースがあればよいから、省スペース化を図ることができる。そして、基板保持台１１の処理位置を基板Ｇの被処理面を略鉛直にした状態で保持する位置としたので、回動距離が短くかつチャンバースペース等をより小さくすることができ、メンテナンスの煩雑さも生じない。さらに、回動軸１９が基板保持台１１の端部近傍に設けられていることにより、回動軸を基板保持台１１の中心近傍に設ける場合よりもチャンバースペースをより小さくすることができる。
【００４８】
さらに、チャンバー１は、基板保持台１１が搬送位置にある場合には、搬送領域５と処理領域６とが連通し、処理時には基板保持台１１により搬送領域５と処理領域６とが仕切により分離された状態となるので、基板Ｇを処理領域６へ搬送する際には円滑な搬送が行え、処理時には搬送領域５へのパーティクルの侵入を抑制することができる。また、基板保持台１１が処理位置に位置して仕切部材４７とともに搬送領域５と処理領域６との間の仕切を構成した際におけるこれらの境界付近である基板保持台１１の周囲位置に排気口４２が設けられているので、処理中において処理領域６に存在するパーティクルが搬送領域５に侵入することを一層抑制することができる。
【００４９】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
図７および図８は他の実施形態に係るＬＣＤガラス基板用のプラズマエッチング装置を模式的に示す断面図であり、図７は基板保持台が受け渡し位置にある状態を示し、図８は基板保持台が処理位置にある状態を示す。
【００５０】
このプラズマエッチング装置１００′は、基板保持台１１の処理位置が、基板Ｇの被処理面を下に向けた状態で基板Ｇを保持するように、基板保持面が下向き水平となった状態である以外は、基本的に従前の実施形態と同様である。つまり、従前の実施形態の装置とは異なり、アンテナ室３および真空排気機構が底部に設けられたチャンバー１′を有し、チャンバー１′内が搬送領域５′と搬送領域５′の下側に位置する処理領域６′とを有している。アンテナ室３および真空排気機構は取り付け位置が変わっただけで、構成部材は全く同じであるから同じ符号を付して説明を省略する。基板保持台１１も基本構造は同じであるから同じ符号を付して説明を省略する。なお、回動機構２０、直流電源２１、整合器２３、高周波電源２４は図示を省略する。
【００５１】
このようなプラズマエッチング装置においても、図７に示すように、搬送領域５′において、基板保持台１１は、水平状態で基板Ｇを受け渡し可能な受け渡し位置にあり、従来と同様に真空予備室２から水平状態で基板Ｇの受け渡しを行う。静電チャック１５により基板Ｇを保持した後、回動軸１９を回動中心として基板保持部材１１を、図８に示すように基板Ｇの被処理面が下に向く状態で保持する処理位置までほぼ１８０°回動させる。この状態では基板Ｇの被処理面が下に向いているため、処理中のパーティクルの付着は一層低減されるが、従前の実施形態のように処理位置において基板Ｇの処理面が鉛直の場合よりも、基板保持台１１の回動距離が長くなり、かつスペースが若干多く必要となり、メンテナンス性も従前の実施形態よりも多少劣る。
【００５２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、基板保持台の処理位置において、基板の被処理面を略鉛直にした状態または被処理面を下向き水平状態としたが、これに限るものではなく他の上向き以外の向き、すなわち、鉛直と下向き水平との間の位置であってもよい。また、上記実施形態では、基板保持台を回動させるのみで受け渡し位置から処理位置へ移動するようにしたが、水平移動と回動とを組み合わせてもよい。ただし、回動のみの場合のほうが機構が簡便であり、かつスペースも小さくてすむことから回動のみのほうが有利である。さらに、上記実施形態では、誘導結合型のプラズマエッチング装置に本発明を適用したが、これに限らず容量結合型のプラズマエッチングにも適用することができるし、エッチングの他のプラズマ処理に適用することもできるし、熱ＣＶＤ等のプラズマを用いない他のガス処理にも適用することができる。さらにまた、上記実施形態では、角柱状の基板保持台および矩形状の基板を用いた場合について説明したが、基板保持台が円柱状等他の形状であっても、基板が円盤状等の他の形状であってもよい。ただし、角柱状の基板保持台のほうが偏心した回動軸によって回動させやすいため、角柱状の基板保持台および矩形状の基板を用いた場合に有効である。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被処理基板の受け渡しを行う受け渡し領域および被処理基板に所定のガス処理を行う処理領域を有するチャンバー内で、移動機構により、基板保持台を、チャンバー内の受け渡し領域において被処理基板を被処理面を上面として水平状態で受け渡す受け渡し位置と、チャンバー内の処理領域において被処理基板の被処理面を上面以外の方向に向けた状態の処理位置との間で移動させる構成としたので、以下のような効果を得ることができる。すなわち、外部からの被処理基板の受け渡しは従来と同様に水平状態で行うことができ、かつ処理に際しては、処理領域における基板保持台の処理位置を、被処理基板の被処理面を上面以外の方向に向けた状態とするので、被処理基板へパーティクルを付着し難くすることができる。また、処理領域を搬送領域とを仕切により仕切るので、搬送領域へパーティクルが侵入して被処理基板に付着することを生じ難くすることができる。さらに、被処理基板の受け渡し状態から処理状態にするのに、基板保持台のみを移動させるだけでよいので、機構の複雑さをもたらすことがない。特に、上記のような基板保持台の受け渡し位置から処理位置への移動を鉛直方向の回動にて行うことにより、機構が簡便であるとともに、チャンバーは基板保持台が回動可能なスペースがあればよいから、省スペース化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス処理装置の一実施形態に係るＬＣＤガラス基板用のプラズマエッチング装置を模式的に示す断面図であって、基板保持台が受け渡し位置にある状態を示す図。
【図２】本発明のガス処理装置の一実施形態に係るＬＣＤガラス基板用のプラズマエッチング装置を模式的に示す断面図であって、基板保持台が処理位置にある状態を示す図。
【図３】排気機構を概略的に示す断面図。
【図４】処理位置にある基板保持台の基板の周囲に整流ウォールを設けた状態を示す図。
【図５】処理位置にある基板保持台の基板を補助的なクランプ機構でクランプした状態を示す図。
【図６】本発明の一実施形態の実施手順を説明する図。
【図７】本発明のガス処理装置の他の実施形態に係るＬＣＤガラス基板用のプラズマエッチング装置を模式的に示す断面図であって、基板保持台が受け渡し位置にある状態を示す図。
【図８】本発明のガス処理装置の他の実施形態に係るＬＣＤガラス基板用のプラズマエッチング装置を模式的に示す断面図であって、基板保持台が処理位置にある状態を示す図。
【符号の説明】
１，１′；チャンバー
２；真空予備室
３；アンテナ室
４；誘電体壁
５，５′；搬送領域
６，６′；処理領域
１１；基板保持台
１５；静電チャック
１９；回動軸
２０；回動機構
３１；シャワーヘッド
３４；処理ガス供給系
３６；高周波アンテナ
４０；高周波電源
１００，１００′；プラズマエッチング装置
Ｇ；ＬＣＤガラス基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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