(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧またはその近傍の圧力でプラズマを発生させ、基板に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、
基板を支持する基板支持部材と、
前記基板支持部材の上方に前記基板支持部材に支持された基板に近接して設けられ、大気圧またはその近傍の圧力でプラズマを発生させるプラズマ発生部と、
前記プラズマ発生部に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
前記プラズマ発生部の下面に設けられ、前記プラズマ発生部においてプラズマ化された処理ガスを前記基板支持部材に支持された基板に向けて吐出する吐出口と、
前記プラズマ発生部の下面の前記吐出口から適長離隔した位置に設けられた排気口と、
前記排気口を介して処理後の廃ガスを排気する排気手段と、
前記プラズマ発生部の下面の前記吐出口および排気口の外周に設けられたラビリンスシール部と、
前記ラビリンスシール部と前記基板支持部材に支持された基板との間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記基板支持部材と前記プラズマ発生部との間に相対移動を生じさせる駆動手段と
を具備し、
前記ラビリンスシール部は、前記プラズマ発生部の下面の前記吐出口および排気口の外周に同心状に設けられた２以上の溝部を有し、前記不活性ガス供給手段は、前記２以上の溝部のうち最外周以外の溝部の上部から不活性ガスを供給することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記基板支持部材にイオン引き込み用のバイアスを印加するバイアス印加手段をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記プラズマ発生部は、
その上部からその中を鉛直方向下方に延び、前記吐出口へ繋がり、前記処理ガス供給手段からの処理ガスが通過する処理ガス通過孔と、
この処理ガス通過孔を挟んで略平行に配置され、高周波電力が供給される一対の電極と、
これら一対の電極をそれぞれ絶縁する絶縁部材と、
前記排気口からのガスを前記排気手段に導く排気通路と
を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
大気圧またはその近傍の圧力でプラズマを発生させ、矩形基板に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、
基板を支持する基板支持部材と、
前記基板支持部材の上方に前記基板支持部材に支持された矩形基板に近接して、かつその長手方向を前記矩形基板の一辺の方向に対応させて設けられ、大気圧またはその近傍の圧力でプラズマを発生させるプラズマ発生部と、
前記プラズマ発生部に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
前記プラズマ発生部の下面に前記プラズマ発生部の長手方向に沿って設けられ、前記プラズマ発生部においてプラズマ化された処理ガスを前記基板支持部材に支持された基板に向けて吐出する吐出口と、
前記プラズマ発生部の下面の前記吐出口から適長離隔した位置に前記吐出口と略平行に設けられた排気口と、
前記排気口を介して処理後の廃ガスを排気する排気手段と、
前記プラズマ発生部の下面の前記吐出口および排気口の外周に設けられたラビリンスシール部と、
前記ラビリンスシール部と前記基板支持部材に支持された矩形基板との間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記基板支持部材にイオン引き込み用のバイアスを印加するバイアス印加手段と、
前記基板支持部材と前記プラズマ発生部との間に前記プラズマ発生部の長手方向と直交する方向に沿った相対移動を生じさせる駆動手段と、
を具備し、
前記ラビリンスシール部は、前記プラズマ発生部の下面の前記吐出口および排気口の外周に同心状に設けられた２以上の溝部を有し、前記不活性ガス供給手段は、前記２以上の溝部のうち最外周以外の溝部の上部から不活性ガスを供給することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記吐出口および排気口は、矩形基板の一辺の長さと略等しいことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記プラズマ発生部は、
その長手方向に沿って設けられ、その上部からその中を鉛直方向下方に延び、前記吐出口へ繋がり、前記処理ガス供給手段からの処理ガスが通過する処理ガス通過孔と、
この処理ガス通過孔を挟んで略平行に配置され、高周波電力が供給される一対の電極と
これら一対の電極をそれぞれ絶縁する絶縁部材と、
その長手方向に沿って設けられ、前記排気口からのガスを前記排気手段に導く排気通路と
を有することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記排気口は、前記吐出口の両側に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記不活性ガスが供給される溝部の内側にも溝部を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気圧またはその近傍の圧力でプラズマを発生させ、液晶表示装置（ＬＣＤ）用ガラス基板等の基板に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や半導体デバイスの製造プロセスにおいては、基板に対してエッチング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を行うプラズマ処理装置としては、従来、処理室の内部を真空排気しつつ、その中に処理ガスを導入して低圧力の処理ガス雰囲気とし、処理室内に高周波電界を形成することにより処理ガスをプラズマ化し、その中のラジカルおよびイオンを被処理基板に作用させるものが一般的に用いられている。
【０００４】
しかしながら、このようなプラズマ処理装置は、処理容器や、真空ポンプ、ロードロック室、ゲートバルブ等の真空設備が必須であり、装置が大がかりなものとならざるを得ず、また、ランニングコストも高いものとなる。特に、ＬＣＤガラス基板は益々大型化の傾向にあり、それにともなって装置が大型化しており、真空ポンプの排気容量の増大、処理エリアの増加に伴う均一性の悪化、高周波電源の高出力化等により装置が極めて高価なものとなるという問題がある。
【０００５】
一方、大気圧にてプラズマを発生させてプラズマ処理を行う装置も提案されている。このようなプラズマ処理装置として、一対の電極の間に形成される放電部に所定の処理ガスを略大気圧下で導入し通過させるとともに、上記一対の電極間に高周波電圧を印加することにより上記放電部にプラズマを発生させ、プラズマ化されたガス流を上記放電部の下部に設けられた吹き出し部から被処理物に噴出するＡＤＰ（Atmospheric Downstream Plasma）処理装置が知られている（例えば、特許第２９３４８５２号公報参照）。このような装置は、真空チャンバー、真空ポンプ、ロードロック室、ゲートバルブ等の真空設備が不要となるため、装置コストおよびフットプリントの低減が可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなＡＤＰ処理装置は、略大気圧下でプラズマ化した処理ガスを基板上で反応させた後、その廃ガスを大気放出する構造であり、したがって、大気に流しても問題のないガスを用いた処理に限られ、被処理基板への処理に合わせたガス種の選択、例えばエッチングの場合にはエッチングしようとする膜に合わせたガス種の選択や、処理膜の材質の変化に対する対応等が事実上不可能である。また、このような構造は環境汚染の点からも好ましくない。さらに、ＡＤＰ処理装置は単にプラズマ化した処理ガスを基板に吐出する構造であるから、処理速度等が構造的に制限され処理効率が必ずしも高くはなく、また、大型基板に対する適用も困難である。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、大気へのガスの放出を抑制しつつ、大気圧にてプラズマを発生させて基板に対する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。また、これに加えて大気圧プラズマ処理でありながら処理効率が高くかつ大型基板に対する処理にも適用可能なプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、大気圧またはその近傍の圧力でプラズマを発生させ、基板に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、基板を支持する基板支持部材と、前記基板支持部材の上方に前記基板支持部材に支持された基板に近接して設けられ、大気圧またはその近傍の圧力でプラズマを発生させるプラズマ発生部と、前記プラズマ発生部に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、前記プラズマ発生部の下面に設けられ、前記プラズマ発生部においてプラズマ化された処理ガスを前記基板支持部材に支持された基板に向けて吐出する吐出口と、前記プラズマ発生部の下面の前記吐出口から適長離隔した位置に設けられた排気口と、前記排気口を介して処理後の廃ガスを排気する排気手段と、前記プラズマ発生部の下面の前記吐出口および排気口の外周に設けられたラビリンスシール部と、前記ラビリンスシール部と前記基板支持部材に支持された基板との間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記基板支持部材と前記プラズマ発生部との間に相対移動を生じさせる駆動手段とを具備し、前記ラビリンスシール部は、前記プラズマ発生部の下面の前記吐出口および排気口の外周に同心状に設けられた２以上の溝部を有し、前記不活性ガス供給手段は、前記２以上の溝部のうち最外周以外の溝部の上部から不活性ガスを供給することを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【０００９】
本発明の第２の観点では、大気圧またはその近傍の圧力でプラズマを発生させ、矩形基板に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、基板を支持する基板支持部材と、前記基板支持部材の上方に前記基板支持部材に支持された矩形基板に近接して、かつその長手方向を前記矩形基板の一辺の方向に対応させて設けられ、大気圧またはその近傍の圧力でプラズマを発生させるプラズマ発生部と、前記プラズマ発生部に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、前記プラズマ発生部の下面に前記プラズマ発生部の長手方向に沿って設けられ、前記プラズマ発生部においてプラズマ化された処理ガスを前記基板支持部材に支持された基板に向けて吐出する吐出口と、前記プラズマ発生部の下面の前記吐出口から適長離隔した位置に前記吐出口と略平行に設けられた排気口と、前記排気口を介して処理後の廃ガスを排気する排気手段と、前記プラズマ発生部の下面の前記吐出口および排気口の外周に設けられたラビリンスシール部と、前記ラビリンスシール部と前記基板支持部材に支持された矩形基板との間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記基板支持部材にイオン引き込み用のバイアスを印加するバイアス印加手段と、前記基板支持部材と前記プラズマ発生部との間に前記プラズマ発生部の長手方向と直交する方向に沿った相対移動を生じさせる駆動手段と、を具備し、前記ラビリンスシール部は、前記プラズマ発生部の下面の前記吐出口および排気口の外周に同心状に設けられた２以上の溝部を有し、前記不活性ガス供給手段は、前記２以上の溝部のうち最外周以外の溝部の上部から不活性ガスを供給することを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【００１０】
本発明においては、プラズマ発生部でプラズマ化された処理ガスをその下面に設けられた吐出口から下方の基板に供給して基板に対してプラズマ処理を行うにあたり、プラズマ発生部の下面に吐出口から適長離隔して排出口を設け、かつプラズマ発生部の下面の吐出口および排気口の外周にラビリンスシール部を設け、不活性ガス供給手段からラビリンスシール部と基板支持部材に支持された基板との間に不活性ガスを供給するようにしたので、基板面で処理に供された後の廃ガスは、ラビリンスシール部と基板との間に供給された不活性ガスにより大気側へ漏出することが阻止されつつ、排気口から速やかに排気され、大気へのガスの放出を抑制しつつ、大気圧にてプラズマを発生させて基板に対するプラズマ処理を行うことができる。したがって、従来のようにガス放出を前提として処理ガスを選定する必要がなく、被処理基板への処理に合わせたガス種の選択が可能となり、また、放出ガスによる環境汚染をも抑制することができる。また、基板支持部材と前記プラズマ発生部との間に相対移動を生じさせる駆動手段を具備するので、大型基板に対しても基板全体にプラズマを供給することができる。したがって、大気圧プラズマ処理でありながら大型基板に対する処理にも十分に対応可能になる。また、ラビリンスシールは非接触のシール機構であるから、基板支持部材と前記プラズマ発生部との間の相対移動の妨げとはならない。
【００１１】
上記本発明の第１の観点において、前記基板支持部材にイオン引き込み用のバイアスを印加するバイアス印加手段を設けることが好ましい。これにより、プラズマ発生部で発生したイオンを効率良く基板に供給することができる。したがって、大気圧プラズマ処理でありながら処理効率が高い。
【００１２】
そして、上記本発明の第２の観点に示す構成により、ＬＣＤ基板のような矩形の大型基板に対して、大気へガスを放出することなく、かつ高処理効率で処理可能なプラズマ処理装置が実現される。
【００１３】
上記第１の観点において、前記プラズマ発生部は、その上部からその中を鉛直方向下方に延び、前記吐出口へ繋がり、前記処理ガス供給手段からの処理ガスが通過する処理ガス通過孔と、この処理ガス通過孔を挟んで略平行に配置され、高周波電力が供給される一対の電極と、これら一対の電極をそれぞれ絶縁する絶縁部材と、前記排気口からのガスを前記排気手段に導く排気通路とを有する構成とすることができる。
【００１４】
また、上記第２の観点において、前記プラズマ発生部は、その長手方向に沿って設けられ、その上部からその中を鉛直方向下方に延び、前記吐出口へ繋がり、前記処理ガス供給手段からの処理ガスが通過する処理ガス通過孔と、このガス通過孔を挟んで略平行に配置され、高周波電力が供給される一対の電極と、これら一対の電極をそれぞれ絶縁する絶縁部材と、その長手方向に沿って設けられ、前記排気口からのガスを前記排気手段に導く排気通路とを有する構成とすることができる。
【００１５】
さらに、本発明において、前記排気口は、前記吐出口の両側に設けられていることが好ましい。さらにまた、前記不活性ガスが供給される溝部の内側にも溝部を有することが好ましい。
【００１６】
【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は本発明のプラズマ処理装置の一実施形態に係るＬＣＤガラス基板用プラズマエッチング装置を示す斜視図、図２はその断面図である。
【００１７】
図１に示すように、このプラズマエッチング装置１は、ＬＣＤガラス基板Ｇを支持する矩形状のステージ（基板支持部材）２と、その上方に設けられ、基板Ｇをエッチングするための処理ガスのプラズマを形成するためのプラズマ発生部３とを備えている。ステージ２はその底部の四隅に脚部２ａを有しており、この脚部２ａが一対のガイドレール４上を移動可能となっている。一方、一対のガイドレール４の間には、これらに平行にボールネジ５が設けられており、このボールネジ５はステージ２の底部に固定されたガイド２ｂに螺合されている。また、ガイドレール４の一方の端部側にはこれらが取り付けられたフレーム６の外側にボールネジ５を回転させるモータ７が固定されている。そして、モータ７によりボールネジ５が回転されることにより、ステージ２がガイドレール４上を矢印Ａに沿って移動可能となっている。また、一対のガイドレール４の外側にはそれぞれ垂直フレーム８が立設されており、これらの上端部を連結するように矢印Ａ方向に直交する方向に沿って水平フレーム９が取り付けられていて、上記プラズマ発生部３はこの水平フレーム９の下側に取り付けられている。したがって、プラズマ発生部３は、矢印Ａ方向に直交する方向に延在している。また、プラズマ発生部３は、基板Ｇの矢印Ａ方向に直交する方向の幅に対応して設けられている。
【００１８】
また、このプラズマエッチング装置１は、図２に示すように、プラズマ発生部３に処理ガスを供給する処理ガス供給機構１０と、プラズマ発生部３の下面に設けられ、プラズマ発生部３においてプラズマ化された処理ガスをステージ２に支持された基板Ｇに向けて吐出する吐出口１１と、プラズマ発生部３の下面の吐出口１１から適長離隔した位置に設けられた排気口１２と、排気口１２を介して処理後の廃ガスを排気する排気機構１３と、プラズマ発生部３の下面の吐出口１１および排気口１２の外周に設けられたラビリンスシール部１４と、ラビリンスシール部１４とステージ２に支持された基板Ｇとの間にＡｒガスを供給するＡｒガス供給機構１５とをさらに備えている。
【００１９】
プラズマ発生部３は、処理ガス供給機構１０からの処理ガスを導入するガス導入口２１と、ガス導入口２１から鉛直方向下方に延び、上記吐出口１１へ繋がる処理ガス通過孔２２と、この処理ガス通過孔２２を挟んで平行に配置された一対の平板状の電極２３，２４とを有している。これら一対の電極２３，２４は絶縁部材２５に埋設されており、したがって、これら電極２３，２４は絶縁部材２５により絶縁され、大気圧またはその近傍の雰囲気において電極間に異常放電が生じることが防止される。電極２３には整合器２６を介して高周波電源２７が接続されており、電極２４は接地されている。したがって、これら電極間には絶縁部材２５を介して高周波電界が形成され、この高周波電界により処理ガス通過孔２２にグロー放電が生じる。そして、このグロー放電により処理ガス通過孔２２を通過する処理ガスがプラズマ化される。また、プラズマ発生部３は、排気口１２から鉛直方向上方に延びる排気通路２８を有しており、この排気通路２８は排気機構１３に接続されている。なお、プラズマ発生部３の底部の上記吐出口１１および排気口１２が設けられている部分と基板Ｇとの間には処理ガスのプラズマが供給される空間Ｓが形成されるようになっている。
【００２０】
ステージ２は、上記脚部２ａが取り付けられ、内側に凹部を有するベース部材３１と、ベース部材３１の凹部に設けられ、内部に凹部を有するセラミックヒータ３２と、セラミックスヒータ３２の凹部に設けられ、ウエハ載置部を有する導電性部材３３とを有する。セラミックスヒータ３２は絶縁部材３２ａに発熱体３２ｂが埋設されており、発熱体３２ｂにはヒータ電源３４から給電される。導電性部材３３には整合器３５を介してイオン引き込みのための高周波電源３６が接続されている。
【００２１】
上記処理ガス供給機構１０は、処理ガス源であるＣＦ４ガス源４１と、Ｏ２ガス源４２とを有しており、これらＣＦ４ガス源４１と、Ｏ２ガス源４２には、それぞれＣＦ４ガスライン４３およびＯ２ガスライン４４が接続されており、これらガスライン４３，４４がガスライン４５に接続され上述のガス導入口２１に至る。ガスライン４３，４４には、開閉バルブ４６およびマスフローコントローラ４７が設けられている。
【００２２】
上記排気機構１３は、排気通路２８の上部から延びる排気管４８と、大気圧との差圧を制御する差圧制御機構４９と、排気ポンプ５０とを有しており、この排気機構１３により基板Ｇに供給された処理ガスを速やかに排気するようになっている。
【００２３】
上記Ａｒガス供給機構１５は、Ａｒガス源５１と、このＡｒガス源５１からプラズマ発生部３の上端に至るＡｒガスライン５２と、プラズマ発生部３の外周部分を構成する外周部材３０に設けられ、Ａｒガスライン５２に接続された鉛直方向に延びる複数のＡｒガス流路５３とを有し、Ａｒガス流路５３からラビリンスシール部１４を介して基板Ｇとの間にＡｒガスを供給するようになっている。また、Ａｒガス流路５３には圧力計５６が接続されている。圧力計５６の圧力値に応じてマスフローコントローラ４７を制御することにより、Ａｒガスの流量、ひいては圧力を適正な値に保っている。なお、ラビリンスシール部１４は上記外周部材３０の底面に設けられている。また、図２では、便宜上、Ａｒガスライン５２はＡｒガス流路５３の一つに接続され、圧力計５６が他のＡｒガス流路に接続されているように描かれているが、実際はＡｒガスライン５２が途中で分岐して複数のＡｒガス流路５３のそれぞれにＡｒガスを供給するようになっており、圧力計５６はＡｒガスライン５２の分岐した部分のいずれかに設けられている。
【００２４】
図３はプラズマ発生部３を示す底面図、図４はラビリンスシール部１４を拡大して示す断面図である。図３に示すように、プラズマ発生部３の底部に設けられた吐出口１１と排気口１２とは、プラズマ発生部３の底部の長さ方向に沿って延びている。また、処理ガス通過孔２２は吐出口１１よりも広い幅で吐出口１１に連続して設けられ、排気通路２８は排気口１２と同一の幅で排気口１２に連続して設けられている。また、上記一対の電極２３，２４もプラズマ発生部３の底部の長さ方向に沿って延びている。
【００２５】
ラビリンスシール部１４は、図３および図４に示すように、プラズマ発生部３の外周部材３０の底部に３つの額縁状の溝６１ａ，６１ｂ，６１ｃが内側から順に三重に形成されており、上記Ａｒガス流路５３は中央の溝６１ｂの上部に接続されている。そして、ラビリンスシール部１４の溝のない部分と基板Ｇとの距離Ｄ１が例えば２００μｍ程度、溝６１ａ，６１ｂ，６１ｃの上端と基板Ｇとの距離Ｄ２が例えば１ｍｍ程度になるようにプラズマ発生部３の高さを調整し、これら溝の幅Ｄ３を１ｍｍ程度に調整すると、Ａｒガス流路５３を介して溝６１ｂに供給されたＡｒガスは、溝６１ｂに隣接する距離Ｄ１の狭い部分でその流速が上昇し、距離Ｄ２と広い溝６１ａ，６１ｃ内で乱流となる。したがって、乱流の生じた溝６１ａ、６１ｃにおいて圧力が上昇する。すなわち、溝６１ｃ内部の圧力が外側の大気圧よりも高くなって大気の流入が防止され、乱流が生じることによりＡｒガスの大気側への流出が抑制される。また、溝６１ａ内部の圧力が空間Ｓの圧力よりも高くなって処理ガスの流出が防止され、乱流が生じることによりＡｒガスの空間Ｓ側への流入が抑制される。なお、エッチングプロセス上、空間Ｓ側へのＡｒガスの漏出が問題にならない場合には、溝６１ａはなくてもよい。また、大気側へのＡｒガスの漏出をより確実に防止するためには、図５に示すように、溝６１ｃの外側へさらに溝６１ｄを設けたラビリンスシール部１４′とする。このようにシールを二重にすることにより大気側へのガスの漏出抑制効果を一層高めることができるからである。このような原理からは、Ａｒガスを供給した部分よりも外側の溝を増加させるほど、大気側へのＡｒガスの漏出防止効果が高まる。また、空間Ｓ側へのＡｒガス漏出防止効果を高める場合にも同様に内側へ溝を増やせばよい。また、幾分シール効果は低下するものの、図５に示すように、Ａｒガス流路５３を溝部でない部分に接続してもよい。
【００２６】
このようにＡｒガスは遮断ガスとしての機能を果たすが、この際の圧力（溝６１ｂに導入されたＡｒガスによる基板面圧力）Ｐ２が大気圧Ｐ１より高くなるように（Ｐ２＞Ｐ１）、また空間Ｓの圧力Ｐ３以上になるように（Ｐ２≧Ｐ３）、Ａｒ流量を調整する。
【００２７】
次に、このように構成されるプラズマエッチング装置１の動作について図６を参照しながら説明する。
先ず、図示しない基板搬入出部において基板Ｇをステージ２上に載置した後、モータ７を駆動させてボールネジ５を回転させることによりステージ２をエッチング処理位置に移動させる。つまり、図６の（ａ）に示すように、基板Ｇの一方の端部Ｅ１がプラズマ発生部３の吐出口１１の直下に位置するようにする。
【００２８】
この状態で、高周波電源２７から電極２３へ高周波電力を供給し、電極２３，２４間に高周波電界を生じさせて処理ガス通過孔２２内にグロー放電を生じさせる。この際に、電極２３，２４の周囲は絶縁部材２５で覆われているため、大気中であっても異常放電は生じない。次いで処理ガス供給機構１０から処理ガス通過孔２２内にエッチング処理ガスであるＣＦ４ガスおよびＯ２ガスを供給する。これらのガスは処理ガス通過孔２２内のグロー放電によりプラズマ化されて処理ガス通過孔２２の下方へ導かれ、プラズマ化された処理ガスが吐出口１１から基板Ｇに向けて供給される。そして、このプラズマ化された処理ガスにより基板Ｇ上の所定の膜がエッチングされる。この際に、高周波電源３６からステージ２の導電性部材３３に高周波電力が供給されるので、これによりイオンが引き込まれ、高効率で選択性の高いエッチングが実現される。また、セラミックスヒータ３２により基板Ｇが一定温度に維持され、安定したエッチング処理が実現される。
【００２９】
エッチングされた後の廃ガスは、吐出口１１から適長離隔して設けられた排気口１２から排気通路２８を通って排気機構１３により速やかに排気される。また、この際にラビリンスシール部１４にＡｒガス供給源１５からＡｒガスを供給することにより、上述したように外側の溝６１ｃ内の圧力が大気圧より高くなり、溝６１ｃ内で乱流が発生するので、Ａｒガスの大気への漏出が抑制される。すなわち、Ａｒが遮断ガスとしての機能を果たしつつ、処理後の廃ガスが排気口１２から速やかに排気されるので、大気へのガスの放出を抑制することができる。また、ラビリンスシール部１４の溝６１ａ内の圧力は空間Ｓよりも高くなり、溝６１ａ内で乱流が発生するので、Ａｒガスの空間Ｓへの侵入が抑制され、Ａｒガスがエッチング処理に影響を与えるおそれは小さい。
【００３０】
図２、図３に示す例では、プラズマ発生部３は、スリット状の吐出口１１の右側に、それと平行にスリット状の排気口１２を設けているが、図７に示すように、吐出口１１の両側（左右）に同様の排気口１２を設けたプラズマ発生部３′としてもよい。このようにすれば、Ａｒガスが空間Ｓ側に漏出しても左右の排気口１２から排気されるので、エッチング処理に対する悪影響が低減される。また、排気口１２が吐出口の両側にあるため、処理後の廃ガスがラビリンスシール部１４に向かうことが抑制され、Ａｒガス供給機構１５に異常が発生した場合でも廃ガスが大気に放出されるのをある程度防止することができる。なお、Ａｒガス供給機構１５に異常が発生したことを検知する手段（例えば、圧力計５６でＡｒガスの圧力低下を検知する）を設け、異常を検知した場合に、処理ガスの供給を停止するとともに排気ポンプ５０のパワーを上げて排気能力を高めるようにすることが望ましい。
【００３１】
このようにして、エッチングを開始した後、モータ７を駆動させてボールネジ５を回転させることにより、図６の（ｂ）に示すように、ステージ２を矢印Ａ方向に移動させつつ、エッチングを継続する。この場合に、ラビリンスシール部１４に供給されたＡｒガスの遮断効果により、プラズマ発生部３と基板Ｇとの間にこのように相対移動が生じてもガス放出抑制効果が維持される。また、プラズマ発生部３を複数配置することによって処理速度を高めることができる。
【００３２】
このようにしてエッチングを継続して図６（ｃ）に示すようにプラズマ発生部３の吐出口１１が基板Ｇの他端部Ｅ２まで達すると、基板Ｇの全体がエッチングされ、エッチングが終了する。その後、ステージ２を反対方向に移動させて基板搬入出部に戻し、基板Ｇを搬出する。
【００３３】
このように本実施形態によれば、大気中でプラズマを形成してエッチングを行うため、真空チャンバー、真空ポンプ、ロードロック室、ゲートバルブ等の真空設備が不要となり、装置コストおよびフットプリントの低減が可能となる。なお、排気機構１３は吐出口１１から吐出した処理ガスを排気するだけであるから、従来の真空排気用のものと比較して容量の小さい簡易なものでよい。
【００３４】
また、プラズマ発生部３の下面に吐出口１１から適長離隔して排出口１２を設け、かつプラズマ発生部３の下面の吐出口１１および排気口１２の外周にラビリンスシール部１４を設け、ラビリンスシール部１４に遮断ガスとしてのＡｒガスを供給するようにしたので、基板面で処理に供された後の廃ガスは、ラビリンスシール部１４に供給された遮断ガスとしてのＡｒにより大気側へ漏出することが阻止されつつ、排気口１２からすみやかに排気されるので、大気へのガスの放出を抑制しつつ、略大気圧でのプラズマにより基板Ｇに対してエッチング処理を行うことができる。したがって、従来のようにガス放出を前提として処理ガスを選定する必要がなく、エッチングしようとする膜に合わせたガス種の選択や、処理膜の材質の変化に対する対応等が可能となり、また、放出ガスによる環境汚染をも抑制することができる。
【００３５】
さらに、ステージ２にイオン引き込み用のバイアスを印加する高周波電源３６を設け、かつ基板Ｇとプラズマ発生部３との間に相対移動を生じさせようにしたので、プラズマ発生部３で発生したイオンを効率良く基板に供給することができるとともに、大型基板であっても基板全体にプラズマを供給してエッチング処理を行うことができる。したがって、大気圧プラズマ処理でありながら処理効率が高くかつ大型基板に対する処理にも十分に対応可能となる。また、ラビリンスシールは非接触のシール機構であるから、基板Ｇとプラズマ発生部３との間の相対移動の妨げとならずに、ガス漏出抑制効果を発揮することができる。また、このように基板Ｇとプラズマ発生部３とに相対移動を生じさせることを前提とした場合には、プラズマ発生部３の処理エリアは小さいものでよく、高周波電源２７は小型のものでよいため、省電力化も期待できる。
【００３６】
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、上記実施の形態では、プラズマ発生部に平行平板電極を配置して容量結合プラズマを形成したが、これに限らず、アンテナを配置して誘導結合プラズマを形成してもよい。また、上記実施形態ではラビリンスシール部に供給する遮断ガスとしてＡｒガスを用いたが、これに限らず、他の不活性ガスや窒素ガスを用いることもできる。さらに、エッチングの処理ガスとしてＣＦ４ガスおよびＯ２を用いたが、これに限らず他の処理ガスを用いることもできる。
【００３７】
また、上記実施形態では、エッチング装置に本発明を適用した場合について示したが、これに限らずアッシング等の他のプラズマ処理にも適用することができる。この場合に、本発明ではロードロックが不要のため、エッチングとアッシングをインラインで連続して行うことが可能となる。その例を図８に示す。図８は、本発明を適用したエッチング・アッシングシステムを示す模式図である。このエッチング・アッシングシステム１００は基板搬入出部１０１、エッチング処理部１０２、アッシング処理部１０３がこの順で配列されており、基板Ｇが載置されたステージ１１０が駆動機構１１２によりレール１１１に沿って、基板搬入出部１０１、エッチング処理部１０２およびアッシング処理部１０３の配列方向Ｂに沿って移動するようになっている。エッチング処理部１０２には、エッチング用の処理ガスのプラズマを発生するエッチングプラズマ発生部１１３が配置され、アッシング処理部１０３にはアッシング用の処理ガスのプラズマを発生するアッシングプラズマ発生部１１４が配置されている。このようなエッチング・アッシングシステム１００においては、まず、基板搬入出部１０１でステージ１１０に基板Ｇを載置し、次いで駆動機構１１２によってステージ１１０を矢印Ｂ方向に沿って移動させる。そして、基板Ｇがエッチング処理部１０２に達すると、エッチングプラズマ発生部１１３からのエッチング用処理ガスのプラズマにより基板Ｇが順次エッチングされ、基板Ｇの全面がエッチングされる。その後、基板Ｇはさらに矢印Ｂ方向に沿って移動してアッシング処理部１０３に達すると、アッシングプラズマ発生部１１４からのアッシング用処理ガスのプラズマにより基板Ｇに順次アッシング処理が施される。基板Ｇの端部までアッシングが終了したら、ステージ１１０を基板搬入出部１０１に移動し、基板Ｇを搬出する。
【００３８】
さらに、上記実施形態では、ステージをボールネジ機構で駆動することにより基板とプラズマ発生部との間で相対移動を生じさせたが、駆動機構はボールネジ機構に限るものではなく、また、プラズマ発生部を駆動させてもよい。さらにまた、上記実施形態では基板を水平にして処理を行う装置について示したが、基板を鉛直に配置して基板とプラズマ発生部との間に鉛直方向に沿った相対移動を生じさせるようにしてもよい。この場合には一層のフットプリント削減を実現することができる。さらにまた、上記実施形態では処理対象である基板としてＬＣＤガラス基板を用いた場合について示したが、半導体ウエハ等の他の基板であってもよい。
【００３９】
以上説明したように、本発明の第１の観点によれば、プラズマ発生部の下面に吐出口から適長離隔して排出口を設け、かつプラズマ発生部の下面の吐出口および排気口の外周にラビリンスシール部を設け、不活性ガス供給手段からラビリンスシール部と基板支持部材に支持された基板との間に不活性ガスを供給するようにしたので、基板面で処理に供された後の廃ガスは、ラビリンスシール部と基板との間に供給された不活性ガスにより大気側へ漏出することが阻止されつつ、排気口から速やかに排気され、大気へのガスの放出を抑制しつつ、大気圧にてプラズマを発生させて基板に対するプラズマ処理を行うことができる。したがって、従来のようにガス放出を前提として処理ガスを選定する必要がなく、被処理基板への処理に合わせたガス種の選択が可能となり、また、放出ガスによる環境汚染をも抑制することができる。また、ラビリンスシールは非接触のシール機構であるため、基板支持部材と前記プラズマ発生部との間に相対移動を生じさせることが可能であり、このような相対移動させる駆動手段を設けることにより、大型基板に対しても基板全体にプラズマを供給することができる。したがって、大気圧プラズマ処理でありながら大型基板に対する処理にも十分に対応可能になる。
【００４０】
また、本発明の第２の観点によれば、前記基板支持部材にイオン引き込み用のバイアスを印加するバイアス印加手段と、上記駆動手段とを具備することにより、プラズマ発生部で発生したイオンを効率良く基板に供給することができるとともに、大型基板に対しても基板全体にプラズマを供給することができる。したがって、大気圧プラズマ処理でありながら処理効率が高くかつ大型基板に対する処理にも十分対応可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマ処理装置の一実施形態に係るＬＣＤガラス基板用プラズマエッチング装置を示す斜視図。
【図２】本発明のプラズマ処理装置の一実施形態に係るＬＣＤガラス基板用プラズマエッチング装置を示す断面図。
【図３】図１および図２のプラズマエッチング装置のプラズマ発生部を示す底面図。
【図４】図１および図２のプラズマエッチング装置のラビリンスシール部を拡大して示す断面図。
【図５】ラビリンスシール部の他の例を示す断面図。
【図６】図１および図２のプラズマエッチング装置の処理動作を説明するための模式図。
【図７】プラズマ発生部の変形例を示す断面図。
【図８】本発明が適用されたエッチング・アッシングシステムの一例を概略的に示す側面図。
【符号の説明】
１；プラズマエッチング装置
２；ステージ
３；プラズマ発生部
４；ガイドレール（駆動手段）
５；ボールネジ（駆動手段）
７；モータ（駆動手段）
１０；処理ガス供給機構
１１；吐出口
１２；排気口
１３；排気機構（排気手段）
１４；ラビリンスシール部
１５；Ａｒガス供給機構（不活性ガス供給手段）
２２；処理ガス通過孔
２３，２４；電極
２５；絶縁部材
２７，３６；高周波電源
２８；排気通路
３２；セラミックスヒータ（加熱手段）
Ｇ；ＬＣＤガラス基板（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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