(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置用ガラス基板を収容する処理室と、
前記処理室内に設けられ、液晶表示装置用ガラス基板が載置される載置台と、
前記処理室の外側に設けられ、前記処理室内に誘導電磁界を形成するアンテナと、
前記アンテナと前記処理室との間に設けられた誘電体壁と、
前記アンテナに高周波電力を印加して誘導電磁界を形成させる高周波電源と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
前記処理室外に設けられ、前記誘電体壁に熱線を照射するランプと、
前記誘電体壁の前記処理室側の面に形成され、前記処理室内に露出するように設けられた熱線吸収性を有する熱線吸収層と
を具備することを特徴とする誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記熱線吸収層は、溶射膜であることを特徴とする請求項１に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項３】
前記熱線吸収層は、前記誘電体壁の前記処理室側の面を覆うカバー部材であることを特徴とする請求項１に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項４】
前記カバー部材の前記誘電体壁側の面には、熱線吸収性膜が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項５】
前記熱線吸収層は、セラミックスからな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項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項６】
前記誘電体壁の上方に設けられ、前記アンテナを収容するアンテナ室をさらに具備し、前記ランプは前記アンテナ室の外方から熱線を照射することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項７】
前記アンテナ室を減圧する減圧手段をさらに具備することを特徴とする請求項６に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項８】
前記アンテナは、前記ランプからの熱線を反射する反射皮膜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項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項９】
前記誘電体壁は、熱線透過性を有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【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誘導結合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ＬＣＤガラス基板に対して、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を行うためのプラズマ処理装置としては、種々のものが用いられているが、その中で、高密度プラズマを発生することができるものとして誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）処理装置が知られている。
【０００４】
誘導結合プラズマ処理装置としては、真空に保持可能なプラズマ処理を行うための処理室の天井が誘電体壁で構成され、その上に高周波（ＲＦ）アンテナが配設された構造のものが知られている。そして、この高周波アンテナに高周波電力が供給されることにより、処理室内に誘導電磁界が形成され、この誘導電磁界により処理室に導入された処理ガスがプラズマ化し、このようにして形成された処理ガスのプラズマによりエッチング等のプラズマ処理が施される。
【０００５】
ところが、このような誘導結合プラズマ処理装置においては、処理に伴って処理室内で生成される反応生成物が上記誘電体壁へ付着し、この付着した反応生成物が剥離してコンタミネーションの原因となることがある。
【０００６】
このような問題に関して、特開２０００−２３５９７２号公報には、その内部でヘリコン波プラズマを発生させるソースチャンバーと、その内部に前記ヘリコン波プラズマを導入して被処理体にプラズマ処理を施す拡散チャンバーとを有するヘリコン波プラズマ処理装置において、ソースチャンバーの誘電体壁のチャンバー外側に光吸収層を設け、この光吸収層に外部から熱線を照射することにより加熱してソースチャンバー内面に付着物が付着することを防止する技術が示されている。
【０００７】
しかしながら、近時における基板や装置の大型化にともない誘電体壁が大型化し、かつ厚くなっているため、上記公報に記載されているように誘電体壁の処理室と反対側の面に設けられた光吸収層に熱線を照射しても、誘電体壁の処理室側の全面を十分に高温化することは困難となっており、この技術では誘電体壁への反応生成物の付着を十分に防止することはできない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、誘電体壁に反応生成物が付着することを有効に防止することができる誘導結合プラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、液晶表示装置用ガラス基板を収容する処理室と、前記処理室内に設けられ、液晶表示装置用ガラス基板が載置される載置台と、前記処理室の外側に設けられ、前記処理室内に誘導電磁界を形成するアンテナと、前記アンテナと前記処理室との間に設けられた誘電体壁と、前記アンテナに高周波電力を印加して誘導電磁界を形成させる高周波電源と、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、前記処理室外に設けられ、前記誘電体壁に熱線を照射するランプと、前記誘電体壁の前記処理室側の面に形成され、前記処理室内に露出するように設けられた熱線吸収性を有する熱線吸収層とを具備することを特徴とする誘導結合プラズマ処理装置を提供する。
【００１０】
上記構成によれば、前記アンテナと前記処理室との間に設けられた誘電体壁と、前記アンテナに高周波電力を印加して誘導電磁界を形成させる高周波電源と、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、前記処理室外に設けられ、前記誘電体壁に熱線を照射するランプと、前記誘電体壁の前記処理室側の面に形成され、前記処理室内に露出するように設けられた熱線吸収性を有する熱線吸収層とを具備するので、前記ランプからの熱線により前記熱線吸収層を発熱させることによって、前記誘電体壁の処理室側の全面を直接的に効率よく加熱して高温化することができ、前記誘電体壁への反応生成物の付着を有効に防止することができる。
【００１１】
上記構成において、前記熱線吸収層は、溶射膜とすることができる。また、前記熱線吸収層は、前記誘電体壁の前記処理室側の面を覆うカバー部材とすることもでき、この場合には、前記カバー部材の前記誘電体壁側の面には、熱線吸収性膜を形成してもよい。いずれの場合も、前記熱線吸収層は例えばセラミックスで構成することができる。
【００１２】
また、前記誘電体壁の上方に設けられ、前記アンテナを収容するアンテナ室をさらに具備し、前記ランプは前記アンテナ室の外方から熱線を照射する構成とすることができ、この場合には前記アンテナ室を減圧する減圧手段をさらに具備することが好ましい。このようにすることで、前記アンテナ室を減圧手段で減圧しつつ前記ランプからの熱線を照射して、前記熱線吸収層をより効率よく加熱することが可能となる。
【００１３】
さらにまた、前記アンテナは、前記ランプからの熱線を反射する反射皮膜を有することが好ましい。これにより前記ランプからの熱線により前記アンテナが加熱されることを防止することができる。さらにまた、前記誘電体壁は、熱線透過性を有することが好ましい。
【００１４】
【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は本発明の第１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る。このプラズマエッチング装置１は、誘導結合プラズマエッチング装置として構成されている。
【００１５】
このプラズマエッチング装置１は、例えば、内壁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の気密な本体容器２を有している。この本体容器２は、断熱保持部材９によって保持された誘電体壁１１によって、その上方のアンテナ室２１およびその下方の処理室３０に気密に区画されている。誘電体壁１１は、熱線透過性を有し、後述するランプ１８からの熱線を透過する材料、例えば石英からなっており、その処理室３０側の面には熱線吸収性を有する材料からなる熱線吸収層１２が設けられている。すなわち、アンテナ室２１はその底面が誘電体壁１１によって構成されており、処理室３０はその天井が誘電体壁１１で構成されている。また、誘電体壁１１の処理室３０側は熱線吸収層１２によって覆われている。
【００１６】
熱線吸収層１２は、その材質は問わないが、誘電体であること、耐プラズマ性があること、および熱線吸収性があるという理由でセラミックスで構成することが好ましく、また、熱線吸収性をより高くする観点からは、暗色系のセラミックス、例えばＴｉＯ２を使用することが好ましい。このような熱線吸収層１２は、誘電体壁１１の下面に適宜の成膜技術により形成することができ、その中でも溶射によって形成された溶射膜であることが好ましい。また、図２に示すように誘電体壁１１の下面を熱線吸収性を有するカバー部材４０で覆い、これを熱線吸収層として用いてもよい。また、カバー部材４０がＡｌ２Ｏ３のように白色系のセラミックスである場合、図３に示すようにカバー部材４０の誘電体壁１１側の面に暗色系のポリベンゾイミダール（ＰＢＩ）等のポリイミド系樹脂からなる熱線吸収性膜４１を設けることにより、カバー部材４０を一層効率よく加熱することが可能になる。熱線吸収層１２の材質は、エッチングプロセスに応じて（例えば、酸化膜のエッチングやアルミのエッチング）、最適の材質を選択することが望ましい。
【００１７】
上述したように誘電体壁１１の上方に形成されるアンテナ室２１は、その天井壁２１ａに開口１８を有しており、この開口１８内には赤外線等の熱線を放射するハロゲンランプ１９が設けられている。この開口１８の下部は熱線を透過する材料からなる窓部２０で覆われており、ハロゲンランプ１９はアンテナ室２１から隔離されている。このように配置されたハロゲンランプ１９から熱線を下方の誘電体壁１１に向けて照射することにより、熱線は窓部２０および誘電体壁１１を透過して熱線吸収層１２に吸収され、そのエネルギーにより熱線吸収層１２が発熱するようになっている。この際、誘電体壁１１は断熱保持部材９で保持されれいるので、誘電体壁１１および熱線吸収層１２から他の部材へ熱が逃げにくくなっており、ハロゲンランプ１９からの熱線により熱線吸収層１２は容易に高温化する。
【００１８】
また、アンテナ室２１内の誘電体壁１１上には、誘電体壁１１と面するように、アンテナ１３が配設されている。アンテナ１３は、銅製のパイプで形成されており、その中空部をアンテナ１３を冷却するための冷媒が通流するようになっている（図示略）。アンテナ１３は略角形渦巻き状をなす平面型のコイルからなっており、その渦巻きの中心端部には給電線１５の一端が接続され、この給電線１５の他端は整合器１６を介して高周波電源１７に接続されている。一方、渦巻きの外側端部は接地されている。プラズマ処理中、高周波電源１７からは、誘導電磁界形成用の例えば周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電力がアンテナ１３へ供給される。このように高周波電力が供給されたアンテナ１３により、誘電体壁１１下方の処理室３０内に誘導電磁界が形成され、この誘導電磁界により処理ガスがプラズマ化される。また、アンテナ１３の表面には、前記ハロゲンランプ１９からの熱線を反射する反射皮膜１４が形成されており、これにより前記ハロゲンランプ１９からの熱線によりアンテナ１３が昇温されることを防止している。
【００１９】
さらに、アンテナ室２１の側壁には排気管２２を介して真空ポンプ等からなる排気装置２３（減圧手段）が接続されている。この排気装置２３で排気することにより、アンテナ室２１内は所定の減圧状態に維持することができ、このようにすることで熱の対流が減少し、ハロゲンランプ１９からの熱線で熱線吸収層１２を一層効率よく加熱することが可能になっている。さらにまた、このように構成されるアンテナ室２１の側壁および天井壁２１ａの内面、および、ハロゲンランプ１９が配置された部分の内面に、ハロゲンランプ１９からの熱線を反射する反射皮膜を設けてもよい。これにより、ハロゲンランプ１９からの熱線をむだなく誘電体壁１１に照射することが可能となる。
【００２０】
一方、上述した誘電体壁１１の下方に形成される処理室３０は、その底壁３０ａに絶縁材からなる角柱状の絶縁板３が設けられており、さらにこの絶縁板３の上に被処理基板であるＬＣＤガラス基板Ｇ（以下、基板Ｇという。）を載置するためのサセプタ（載置台）４が設けられている。サセプタ４は、例えばアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムで構成され、その外周に絶縁部材５が設けられている。また、サセプタ４には、高周波電力を供給するための給電線６が接続され、この給電線６には整合器７および高周波電源８が接続されている。この高周波電源８からは、プラズマ処理中に例えば６ＭＨｚの高周波電力がサセプタ４に供給され、所定のバイアス電圧をサセプタ４に印加するようになっている。
【００２１】
処理室３０の側壁には、処理室３０内に処理ガスを供給する処理ガス供給ノズル２４が設けられており、この処理ガス供給ノズル２４にはバルブ２５およびマスフローコントローラ２６を介して処理ガス供給源２７が接続されている。このような構成により、処理ガス供給源２７から供給されるハロゲン系のガス、Ｏ２ガス、Ａｒガス等のエッチングのための処理ガスが、マスフローコントローラ２６によってその流量を制御されつつ、バルブ２５を介して処理ガス供給ノズル２４から処理室３０内に供給される。
【００２２】
また、処理室３０の側壁には、排気管３１が接続されており、この排気管３１には排気装置３２が接続されている。排気装置３２はターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、これにより処理室３０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、処理室３０の側壁には基板搬入出口２８およびこの基板搬入出口２８を開閉するゲートバルブ２９も設けられており、このゲートバルブ２９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。
【００２３】
次に、上記構成の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、ゲートバルブ２９を開にした状態で、図示しないロードロック室から基板搬入出口２８を介して基板Ｇを処理室３０内へ搬入し、サセプタ４上に載置する。この際、基板Ｇの受け渡しはサセプタ４の内部に挿通され、サセプタ４から突没可能に設けられたリフターピン（図示せず）を介して行われる。その後、ゲートバルブ２９を閉じ、排気装置３２によって処理室３０内を所定の真空度まで真空引きする。
【００２４】
その後、アンテナ室２１を排気装置２３により所定の減圧雰囲気としつつ、ハロゲンランプ１９から熱線を放射して熱線吸収層１２を加熱して高温度化するとともに、バルブ２５を開放し、処理ガス供給源２７からの処理ガスをマスフローコントローラ２６によって流量を調整しながら供給し、処理室３０内の圧力を所定の値に維持する。
【００２５】
この状態で高周波電源１７から整合器１６を介して高周波電力をアンテナ１３に印加することにより、アンテナ１３下方の処理室３０内に誘電体壁１１を介して誘導電磁界が形成される。この誘導電磁界により、処理室３０内の処理ガスがプラズマ化され、高密度の誘導結合プラズマが生成される。このようにしてプラズマを生成しつつ、サセプタ４に高周波電源８から整合器７を介して高周波電力を供給して所定のバイアス電圧を印加することにより、基板Ｇに処理ガスのプラズマを利用したエッチング処理が施される。
【００２６】
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８および１７からの高周波電力の印加を停止し、処理室３０内の圧力を所定の圧力まで昇圧してゲートバルブ２９を開いた状態とし、基板搬入出口２８を介して処理室３０内から図示しないロードロック室に基板Ｇを搬出することにより、基板Ｇのエッチング処理は終了する。
【００２７】
このようなプロセスにおいては、処理室３０内で高密度の誘導結合プラズマにより基板Ｇのエッチング処理が行われるが、本実施形態に係るプラズマエッチング装置１においては、ハロゲンランプ１９からの熱線で熱線吸収層１２を加熱することによって、誘電体壁１１の処理室３０側の面を直接的に加熱することができるので、誘電体壁１１の処理室３０側の面を容易にかつ効率的に高温化することができ、これにより誘電体壁１１の処理室３０側の面にエッチング処理による反応生成物等が付着してコンタミネーションの原因となることを十分に防止することができる。
【００２８】
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。また、上記の実施形態においては誘電体壁１１が処理室３０の天井壁を構成する場合について示したが、これに限られるものではない。さらに、本発明はＣＶＤ成膜等の他の誘導結合プラズマ処理装置に適用することもできる。さらにまた、被処理体はＬＣＤガラス基板に限られず、半導体ウエハであってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、前記アンテナと前記処理室との間に設けられた熱線透過性を有する誘電体壁と、前記アンテナに高周波電力を印加して誘導電磁界を形成させる高周波電源と、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、前記処理室外に設けられ、前記誘電体壁に熱線を照射するランプと、前記誘電体壁の前記処理室側の面に設けられた熱線吸収性を有する熱線吸収層とを具備するので、前記ランプからの熱線により前記熱線吸収層を発熱させることによって、前記誘電体壁の処理室側の全面を直接的に効率よく加熱して高温化することができる。このように前記誘電体壁の処理室側の全面を高温化することにより、コンタミネーションの原因となる反応生成物の付着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るプラズマエッチング装置の断面図。
【図２】本発明の変形例に係るプラズマエッチング装置の要部を示す部分断面図。
【図３】本発明の他の変形例に係るプラズマエッチング装置の要部を示す部分断面図。
【符号の説明】
１；プラズマエッチング装置
２；本体容器
４；サセプタ
８；高周波電源
９；断熱保持部材
１１；誘電体壁
１２；熱線吸収層
１３；アンテナ
１７；高周波電源
１９；ハロゲンランプ
２１；アンテナ室
２１ａ；天井壁
２４；処理ガス供給ノズル
３０；処理室
３０ａ；底壁
４０；カバー部材
４１；熱線吸収性膜
Ｇ；ガラス基板
【図１】
0004554097.tif 000002
【図２】
0004554097.tif 000003
【図３】
0004554097.tif 000004