(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置用ガラス基板が収容されるチャンバーと、
前記チャンバー内で前記液晶表示装置用ガラス基板を載置する基板載置台と、
前記基板載置台に載置された前記液晶表示装置用ガラス基板の周囲部分を機械的にクランプするクランプ機構と、
前記クランプ機構によりクランプされた前記液晶表示装置用ガラス基板を前記載置台から浮き上がらせるように前記液晶表示装置用ガラス基板の裏面側からガスを供給する浮上ガス供給手段と、
前記チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
前記チャンバー内に処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成手段と
を具備し、
前記液晶表示装置用ガラス基板と前記載置台との間の距離が基板中央部で１〜１５ｍｍであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
液晶表示装置用ガラス基板が収容されるチャンバーと、
前記チャンバー内に相対向するように設けられた上部電極および前記液晶表示装置用ガラス基板が載置される下部電極と、
前記上部電極および前記下部電極の少なくとも一方に高周波電力を供給する高周波電源と、
前記液晶表示装置用ガラス基板を前記下部電極から浮き上がらせるように前記液晶表示装置用ガラス基板の裏面側からガスを供給する浮上ガス供給手段と、
前記チャンバー内に処理ガスを導入する処理ガス導入手段と
を具備し、
前記液晶表示装置用ガラス基板と前記載置台との間の距離を基板中央部で１〜１５ｍｍとし、前記高周波電力により処理ガスをプラズマ化して、前記液晶表示装置用ガラス基板に対しプラズマ処理を行うことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
液晶表示装置用ガラス基板が収容されるチャンバーと、
前記チャンバー内で前記液晶表示装置用ガラス基板を載置する基板載置台と、
前記液晶表示装置用ガラス基板を前記載置台から浮き上がらせるように前記液晶表示装置用ガラス基板の裏面側からガスを供給する浮上ガス供給手段と、
前記チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
前記チャンバー内に処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成手段と
を具備し、
前記液晶表示装置用ガラス基板と前記載置台との間の距離が基板中央部で１〜１５ｍｍであるすることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記浮上ガス供給手段からのガスが、前記基板載置台の内部形成されたガス流路および前記基板載置台の表面近傍で分岐した分岐路を通って前記基板載置台の表面と前記液晶表示装置用ガラス基板との間に供給されることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記浮上ガス供給手段からのガスが、前記下部電極の内部形成されたガス流路および前記下部電極の表面近傍で分岐した分岐路を通って前記基板載置台の表面と前記液晶表示装置用ガラス基板との間に供給されることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記浮上ガス供給手段からのガスの圧力が２０〜３５０Ｐａであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
液晶表示装置用ガラス基板が収容されるチャンバーと、
前記チャンバー内で前記液晶表示装置用ガラス基板を載置する基板載置台と、
前記液晶表示装置用ガラス基板を前記載置台から浮き上がらせるように前記液晶表示装置用ガラス基板の裏面側からガスを供給する浮上ガス供給手段と、
前記チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
前記チャンバー内に処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成手段と
を具備し、
前記基板載置台の表面に、前記液晶表示装置用ガラス基板を落とし込む落とし込み部が形成され、前記液晶表示装置用ガラス基板を前記落とし込み部内で浮上させることを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）用のガラス基板等の被処理基板に対してドライエッチング等のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＬＣＤ製造プロセスにおいては、被処理基板であるガラス製のＬＣＤ基板に対して、ドライエッチングやスパッタリング、ＣＶＤ（化学気相成長）等のプラズマ処理が多用されている。
【０００３】
このようなプラズマ処理においては、例えば、チャンバー内に一対の平行平板電極（上部および下部電極）を配置し、下部電極として機能するサセプタ（載置台）に基板を載置し、処理ガスをチャンバー内に導入するとともに、電極の少なくとも一方に高周波を印加して電極間に高周波電界を形成し、この高周波電界により処理ガスのプラズマを形成して被処理基板に対してプラズマ処理を施す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近時、ＬＣＤ基板に対して一層の薄型化の要求が高まっており、０．７ｍｍという極めて薄い基板も製造されつつある。このように被処理基板が薄型化すると、基板が載置されているサセプタの表面状態がプラズマ処理に影響してしまう。例えば、サセプタの加工形状（表面の微細な凹凸）および汚れ等の経時的な変化がエッチング特性等の不均一をもたらす。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、薄型の被処理基板に対しても載置台の表面状態の影響を受けずに均一なプラズマ処理を行うことができるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、液晶表示装置用ガラス基板が収容されるチャンバーと、前記チャンバー内で前記液晶表示装置用ガラス基板を載置する基板載置台と、前記基板載置台に載置された前記液晶表示装置用ガラス基板の周囲部分を機械的にクランプするクランプ機構と、前記クランプ機構によりクランプされた前記液晶表示装置用ガラス基板を前記載置台から浮き上がらせるように前記液晶表示装置用ガラス基板の裏面側からガスを供給する浮上ガス供給手段と、前記チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、前記チャンバー内に処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成手段とを具備し、前記液晶表示装置用ガラス基板と前記載置台との間の距離が基板中央部で１〜１５ｍｍであることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【０００７】
また、本発明は、液晶表示装置用ガラス基板が収容されるチャンバーと、前記チャンバー内に相対向するように設けられた上部電極および前記液晶表示装置用ガラス基板が載置される下部電極と、前記上部電極および前記下部電極の少なくとも一方に高周波電力を供給する高周波電源と、前記液晶表示装置用ガラス基板を前記下部電極から浮き上がらせるように前記液晶表示装置用ガラス基板の裏面側からガスを供給する浮上ガス供給手段と、前記チャンバー内に処理ガスを導入する処理ガス導入手段とを具備し、前記液晶表示装置用ガラス基板と前記載置台との間の距離を基板中央部で１〜１５ｍｍとし、前記高周波電力により処理ガスをプラズマ化して、前記液晶表示装置用ガラス基板に対しプラズマ処理を行うことを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【０００８】
さらに、本発明は、液晶表示装置用ガラス基板が収容されるチャンバーと、前記チャンバー内で前記液晶表示装置用ガラス基板を載置する基板載置台と、前記液晶表示装置用ガラス基板を前記載置台から浮き上がらせるように前記液晶表示装置用ガラス基板の裏面側からガスを供給する浮上ガス供給手段と、前記チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、前記チャンバー内に処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成手段とを具備し、前記液晶表示装置用ガラス基板と前記載置台との間の距離が基板中央部で１〜１５ｍｍであるすることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【０００９】
本発明によれば、被処理基板を浮き上がらせるように被処理基板の裏面側からガスを供給する浮上ガス供給機構を設けたので、被処理基板が薄い場合でも従来のように載置台表面の影響を受けることなくプラズマ処理を行うことができる。
【００１０】
【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は本発明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る。このプラズマエッチング装置１は、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置として構成されている。
【００１１】
このプラズマエッチング装置１は、例えば表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムからなる角筒形状に成形されたチャンバー２を有しており、このチャンバー２は接地されている。前記チャンバー２内の底部には絶縁材からなる角柱状のサセプタ支持台３が設けられており、さらにこのサセプタ支持台３の上には、被処理基板であるＬＣＤガラス基板Ｇを載置するためのサセプタ５が設けられている。このサセプタ５はアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムからなり、下部電極として機能する。また、サセプタ５の外周および上面周縁には絶縁部材４が設けられている。
【００１２】
サセプタ５の上方には基板Ｇの周囲を上面から機械的にクランプするための額縁状をなすクランプ部材６が設けられている。このクランプ部材６は、シリンダ機構等で構成される昇降機構７により昇降される。なお、クランプ部材６は、基板Ｇの製品として使用しない部分をクランプするようになっている。例えば、基板Ｇの周縁３ｍｍまでの部分がクランプされる。
【００１３】
サセプタ５の内部には、クランプ部材６によりクランプされた基板Ｇを浮上させるための浮上ガスを供給する浮上ガス供給機構８から流量圧力制御機構９を介してガスが供給されるようになっており、浮上ガスは、ガスライン８ａを経てサセプタ５の内部に形成されたガス流路１０およびサセプタ５の表面近傍で分岐した分岐路１１を通ってサセプタ５の表面と基板Ｇの裏面との間に供給される。これにより、少なくとも基板Ｇのクランプされていない部分、つまり製品として使用される部分がサセプタ５から浮上するようになっている。浮上ガスとしては、処理に影響を及ぼさないガスであればよく、Ｈｅガス、Ｎ２ガス、Ａｒガス等が例示される。
【００１４】
サセプタ５には、高周波電力を供給するための給電線１２が接続されており、この給電線１２には整合器１３および高周波電源１４が接続されている。高周波電源１４からは例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力がサセプタ５に供給される。
【００１５】
前記サセプタ５の上方には、このサセプタ５と平行に対向して上部電極として機能するシャワーヘッド１５が設けられている。このシャワーヘッド１５は、絶縁部材１６を介してチャンバー２の上部に支持されており、内部に空間１７を有するとともに、サセプタ５との対向面に処理ガスを吐出する多数の吐出孔１８が形成されている。このシャワーヘッド１５は接地されており、サセプタ５とともに一対の平行平板電極を構成している。
【００１６】
シャワーヘッド１５の上面にはガス導入口１９が設けられ、このガス導入口１９には、ガス供給管２０が接続されており、このガス供給管２０には、バルブ２１、およびマスフローコントローラ２２を介して、処理ガス供給源２３が接続されている。処理ガス供給源２３から、エッチングのための処理ガスが供給される。処理ガスとしては、ハロゲン系のガス、Ｏ２ガス、Ａｒガス等、通常この分野で用いられるガスを用いることができる。
【００１７】
前記チャンバー２の側壁底部には排気管２４が接続されており、この排気管２４には排気装置２５が接続されている。排気装置２５はターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、これによりチャンバー２内を所定の減圧雰囲気まで真空引き可能なように構成されている。また、チャンバー２の側壁には基板搬入出口２６と、この基板搬入出口２６を開閉するゲートバルブ２７が設けられており、このゲートバルブ２７を開にした状態で基板Ｇが隣接するロードロック室（図示せず）との間で搬送されるようになっている。
【００１８】
次に、プラズマエッチング装置１における処理動作について説明する。
まず、被処理体である基板Ｇは、ゲートバルブ２７が開放された後、図示しないロードロック室から基板搬入出口２６を介してチャンバー２内へと搬入され、サセプタ５上に載置される。この場合に、基板Ｇの受け渡しはサセプタ５の内部を挿通しサセプタ５から突出可能に設けられたリフターピン（図示せず）によって行われる。次いで、基板Ｇはクランプ部材６によりサセプタ５にクランプされる。その後、ゲートバルブ２７が閉じられ、排気装置２５によって、チャンバー２内が所定の真空度まで真空引きされる。
【００１９】
その後、バルブ２１が開放されて、処理ガス供給源２３から処理ガスがマスフローコントローラ２２によってその流量が調整されつつ、処理ガス供給管２０、ガス導入口１９を通ってシャワーヘッド１５の内部空間１７へ導入され、さらに吐出孔１８を通って基板Ｇに対して均一に吐出され、チャンバー２内の圧力が所定の値に維持される。
【００２０】
そして、高周波電源１４から整合器１３を介して高周波電力がサセプタ５に印加され、これにより、下部電極としてのサセプタ５と上部電極としてのシャワーヘッド１５との間に高周波電界が生じ、処理ガスが解離してプラズマ化し、エッチング処理が施される。
【００２１】
この際に、浮上ガス供給機構８からの浮上ガスが、ガスライン８ａを経てサセプタ５の内部に形成されたガス流路１０およびサセプタ５の表面近傍で分岐した分岐路１１を通ってサセプタ５の表面と基板Ｇの裏面との間に供給される。これにより、図２に示すように、少なくとも基板Ｇのクランプされていない部分、つまり製品として使用される部分がサセプタ５から浮上する。
【００２２】
このように、浮上ガスを供給することにより基板Ｇがサセプタ５から浮上するので、サセプタの加工形状および汚れ等の経時的な変化が基板Ｇの表面に影響を与えることがなく、これらによるエッチングの不均一が生じずに、均一なエッチングを行うことができる。これは、浮上ガスにより、サセプタ５表面と被処理基板Ｇ裏面との間に絶縁性の空間（隙間）つまり絶縁層が形成され、この絶縁層が、サセプタ表面状態がエッチング処理に与える悪影響をキャンセルするためと考えられる。
【００２３】
特に、基板Ｇの厚さが１．１ｍｍ以下、例えば０．７ｍｍの場合に、エッチング特性がサセプタ表面状態の影響を受けやすかったが、上記構成によりこのような薄い基板であってもサセプタ表面の状態の影響を受けずに均一なエッチングを実現することが可能となった。したがって、本発明は基板Ｇの厚さが１．１ｍｍ以下、さらには０．７ｍｍ以下の時に特に有効である。
【００２４】
この場合に、クランプ部材６が基板Ｇをクランプする距離ａは例えば約３ｍｍ（図２参照）であり、基板Ｇのそれよりも内側の部分が主に浮上する。基板Ｇにおける使用領域は、通常、基板周縁より１０ｍｍ程度内側部分までであるから、クランプ部材６で基板Ｇをクランプしても基板Ｇの使用領域の全域を浮上させることができ、エッチングの不均一を回避することができる。
【００２５】
ここで、基板Ｇの中央における浮上高さｂ（サセプタ５表面と基板Ｇ裏面との距離（図２参照））は、１ｍｍ以上であることが望ましい。サセプタ５の付着物（デポ）の高さは最大１００μｍ程度であるから、中央における浮上高さが１ｍｍ以上あれば基板Ｇの使用領域全体においてサセプタ表面状態の影響を有効に排除することができる。一方、浮上高さが１５ｍｍを超えると、エッチングに悪影響を与えるおそれがあるため１５ｍｍ以下であることが望ましい。浮上高さｂのより好ましい範囲は１〜３ｍｍである。
【００２６】
前記浮上ガス供給機構８からのガスの圧力は、基板Ｇの大きさや強度等の物理的特性にもよるが、２０Ｐａ（１５０ｍＴｏｒｒ）〜３５０Ｐａ（２．６Ｔｏｒｒ）であることが好ましい。例えば、基板Ｇの大きさが５５０×６５０ｍｍで厚さが０．７ｍｍであり、チャンバー２内の圧力が１．３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）である場合、ガスの圧力が１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）で浮上高さｂを約６ｍｍとすることができる。この浮上ガスの圧力は流量圧力制御機構９により適宜される。
【００２７】
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、基板をクランプ部材によりサセプタにクランプさせたが、クランプ部材は必ずしも必要はない。例えば、図３に示すように、表面に基板Ｇ用の落とし込み部３０を形成したサセプタ５′を用い、浮上ガス供給機構８から浮上ガスを供給して、基板Ｇを落とし込み部３０内で浮上させるようにしてもよい。この実施形態では、基板Ｇは均一に浮上するので、基板Ｇの中央における浮上高さｂは１００μｍ以上、好ましくは２００μｍ以上であればよい。この実施形態でもサセプタ５′の外周および上面周縁には絶縁部材４′が設けられている。
【００２８】
また、上記実施形態ではサセプタに基板の温度を調節する機構を特別設けていないが、例えば冷媒流路等の温度調節機構を設けてもよい。ただし、冷却機構等が存在する場合には、この浮上ガスが冷却効率等に影響を及ぼす場合もある。
【００２９】
さらに、上記実施形態では下部電極に高周波電力を印加するＲＩＥタイプの容量結合型平行平板プラズマエッチング装置を示したが、エッチング装置に限らず、スパッタリングや、ＣＶＤ成膜等の他のプラズマ処理装置に適用することができるし、上部電極に高周波電力を供給するタイプであっても、また容量結合型に限らず誘導結合型であってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被処理基板を浮き上がらせるように被処理基板の裏面側からガスを供給する浮上ガス供給機構を設けたので、被処理基板が薄い場合でも従来のように載置台表面の影響を受けることなくプラズマ処理を行うことができ、均一なプラズマ処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明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
【図２】図１のプラズマエッチング装置において、サセプタと基板との間に浮上ガスを供給した状態を示す断面図。
【図３】本発明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の要部を示す断面図。
【符号の説明】
１；プラズマエッチング装置
２；チャンバー
５，５′；サセプタ（基板載置台）
６；クランプ部材（クランプ機構）
８；浮上ガス供給機構（浮上ガス供給手段）
９；流量圧力制御機構
１０；ガス流路
１１；分岐路
１４；高周波電源
１５；シャワーヘッド
２３；処理ガス供給源
３０；落とし込み部
Ｇ；ＬＣＤガラス基板（被処理基板）
【図１】
0004684403.tif 000002
【図２】
0004684403.tif 000003
【図３】
0004684403.tif 000004