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発明の名称 ドライエッチング装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−97117
公開日 平成6年(1994)4月8日
出願番号 特願平4−248097
出願日 平成4年(1992)9月17日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】武 顕次郎
発明者 香西 甲矢夫
要約 目的
被加工物への塵埃やエッチング物の付着をなくすと共に、真空容器の内壁や対向電極への上記塵埃やエッチング物の付着を回避する。

構成
真空槽1の中に対向配置した上電極2および下電極3を有し、被加工物4を上電極2に載置すると共に、被加工物4の加工面を下電極3と対向させ、上電極2と下電極3との間にシールドボックス5とシャワー板6を設置した。
特許請求の範囲
【請求項1】真空槽と、この真空槽の中に対向配置した上電極および下電極を有し、上記真空槽に所定のガスを導入すると共に上記上電極と下電極間の間に電界を印加してプラズマ放電を発生させることにより、上記上電極と下電極との間に配置した被加工物を加工するドライエッチング装置において、前記被加工物を前記上電極に載置すると共に、この被加工物の加工面を前記下電極と対向させて配置してなることを特徴とするドライエッチング装置。
【請求項2】真空槽と、この真空槽の中に対向配置した上電極および下電極を有し、上記真空槽に所定のガスを導入すると共に上記上電極と下電極間の間に電界を印加してプラズマ放電を発生させることにより、上記上電極と下電極との間に配置した被加工物を加工するドライエッチング装置において、前記被加工物を前記上電極に載置すると共に、この被加工物の加工面を前記下電極と対向させて配置してなり、前記被加工物から遊離したエッチング物が前記真空槽の内壁に付着するのを防止するシールドボックスを前記上電極と下電極の間に設けたことを特徴とするドライエッチング装置。
【請求項3】真空槽と、この真空槽の中に対向配置した上電極および下電極を有し、上記真空槽に所定のガスを導入すると共に上記上電極と下電極間の間に電界を印加してプラズマ放電を発生させることにより、上記上電極と下電極との間に配置した被加工物を加工するドライエッチング装置において、前記被加工物を前記上電極に載置すると共に、この被加工物の加工面を前記下電極と対向させて配置してなり、前記被加工物から遊離したエッチング物が前記真空槽の内壁に付着するのを防止するシールドボックスを前記上電極と下電極の間に設け、前記下電極を覆って、前記被加工物から遊離したエッチング物が前記下電極に付着するのを防止し、かつ前記被加工物に対して均一にガスを分布させるための多数のガス穴を有するシャワー板を設置したことを特徴とするドライエッチング装置。
【請求項4】請求項3において、前記シールドボックスと前記シャワー板とを一体化してなることを特徴とするドライエッチング装置。
【請求項5】真空槽1と、この真空槽の中に対向配置した上電極および下電極を有し、上記真空槽に所定のガスを導入すると共に上記上電極と下電極間の間に電界を印加してプラズマ放電を発生させることにより、上記上電極と下電極との間に配置した被加工物を加工するドライエッチング装置において、前記被加工物を載置してこの被加工物の加工面を前記下電極と対向配置する前記上電極と、前記上電極と下電極の間に設けられて前記被加工物から遊離したエッチング物が前記真空槽の内壁に付着するのを防止するシールドボックスと、前記下電極を覆って、前記被加工物から遊離したエッチング物が前記下電極に付着するのを防止し、かつ前記被加工物に対して均一にガスを分布させるための多数のガス穴を有するシャワー板とを、前記真空槽に対して着脱可能としたことを特徴とするドライエッチング装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶被装置や半導体装置の製造における薄膜加工プロセスに用いて好適なドライエッチング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】TFT液晶被装置や半導体装置のを構成する液晶基板、あるいは半導体ウェハ上に微細な回路パターン等を形成するために、当該基板あるいはウェハ上に成膜した薄膜に各種のパターニングを施す処理が行われる。特に、真空槽の中でプラズマ放電を起こして薄膜をエッチングする所謂ドライエッチング装置は、真空槽の中に平行に隔離して設置した平板電極の一方にエッチング基板あるいは半導体ウェハ(以下、被加工物という)を載置し、ガスを導入しながら上記平板電極の間に電界をかけてプラズマ放電を起こさせることにより、被加工物に成膜された薄膜を所定のパターンに加工するものである。
【0003】この種のドライエッチング装置においては、例えば、産業図書発行、菅野卓雄著「半導体プラズマプロセス技術」(第102頁)、あるいは電気書院発行、岡本幸雄訳「プラズマプロセシングの基礎」(第307頁)に開示されたように、真空槽中に上下に平行平板を設置し、その下側電極上に被加工物を載置してエッチング処理するのが一般的である。
【0004】図7は従来技術によるドライエッチング装置の概略構成を説明する模式図であって、1は真空槽、2は上電極、3は下電極、4は被加工物、12はガス導入口、13はガス排出口、14は高周波電源である。同図において、真空槽1中に平行平板電極からなる上電極2とその直下に配置された下電極3とが配置され、上記下電極3上に被加工物4が載置される。
【0005】この真空槽1にガス導入口12からガスが導入され、高周波電源14により上電極2と下電極3との間に高電界が形成されて、プラズマが発生する。これによって、下電極3上に載置された被加工物4がプラズマエッチングされる。なお、処理後のガスはガス排出口13から排出される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術においては、真空槽中に上下に上電極と下電極を配置し、その下電極の上に被加工物を載置してエッチング処理を行うものであるため、上記下電極上に被加工物をセットする際、ドライエッチング処理中、あるいは真空容器から被加工物の取り出しを行う際に、当該被加工物の表面に塵埃、あるいはエッチング物等が落下付着し、清浄度保持が不可欠な被加工物表面を汚染し、製品の歩留りを低下させてしまうという問題があった。
【0007】また、エッチング処理で被加工物から遊離したエッチング物が真空槽の内壁、あるいは対向電極である上電極に付着し、これがエッチング処理中に剥離して被加工物に付着して上記の問題を招くと共に、真空槽や対向電極を頻繁に清掃する必要が生じ、装置の稼働率を減殺させるという問題もあった。本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、被加工物への塵埃やエッチング物の付着をなくすと共に、真空容器の内壁や対向電極への上記塵埃やエッチング物の付着を回避した構造を備えたドライエッチング装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、真空槽1と、この真空槽1の中に対向配置した上電極2および下電極3を有し、上記真空槽1に所定のガスを導入すると共に上記上電極2と下電極間3との間に電界を印加してプラズマ放電を発生させることにより、上記上電極2と下電極3との間に配置した被加工物4を加工するドライエッチング装置において、前記被加工物4を前記上電極2に載置すると共に、この被加工物4の加工面を前記下電極3と対向させて配置してなることを特徴とする。
【0009】また、本発明は、真空槽1と、この真空槽1の中に対向配置した上電極2および下電極3を有し、上記真空槽1に所定のガスを導入すると共に上記上電極2と下電極3との間に電界を印加してプラズマ放電を発生させることにより、上記上電極2と下電極3との間に配置した被加工物4を加工するドライエッチング装置において、前記被加工物4を前記上電極2に載置すると共に、この被加工物4の加工面を前記下電極3と対向させて配置してなり、前記被加工物4から遊離したエッチング物が前記真空槽1の内壁に付着するのを防止するシールドボックス5を前記上電極2と下電極3の間に設けたことを特徴とする。
【0010】さらに、本発明は、真空槽1と、この真空槽1の中に対向配置した上電極2および下電極3を有し、上記真空槽1に所定のガスを導入すると共に上記上電極2と下電極3との間に電界を印加してプラズマ放電を発生させることにより、上記上電極2と下電極3との間に配置した被加工物4を加工するドライエッチング装置において、前記被加工物4を前記上電極2に載置すると共に、この被加工物4の加工面を前記下電極3と対向させて配置してなり、前記被加工物4から遊離したエッチング物が前記真空槽1の内壁に付着するのを防止するシールドボックス5を前記上電極2と下電極3の間に設け、前記下電極3を覆って、前記被加工物4から遊離したエッチング物が前記下電極3に付着するのを防止し、かつ前記被加工物4に対して均一にガスを分布させるための多数のガス穴を有するシャワー板6を設置したことを特徴とする。
【0011】そしてまた、本発明は上記シールドボックス5とシャワー板6とを一体化してなることを特徴とする。さらにまた、本発明は、真空槽1と、この真空槽1の中に対向配置した上電極2および下電極3を有し、上記真空槽1に所定のガスを導入すると共に上記上電極2と下電極3との間に電界を印加してプラズマ放電を発生させることにより、上記上電極2と下電極3との間に配置した被加工物4を加工するドライエッチング装置において、前記被加工物4を載置してこの被加工物の加工面を前記下電極3と対向配置する前記上電極2と、前記上電極2と下電極3の間に設けられて前記被加工物4から遊離したエッチング物が前記真空槽1の内壁に付着するのを防止するシールドボックス5と、前記下電極3を覆って前記被加工物4から遊離したエッチング物が前記下電極3に付着するのを防止し、かつ前記被加工物4に対して均一にガスを分布させるための多数のガス穴を有するシャワー板6とを前記真空槽1に対して着脱可能としたことを特徴とする。
【0012】
【作用】上記したように、被加工物4の加工面が下側の電極(下電極3)に向いて配置されていることにより、当該被加工物から遊離したエッチング物は被加工物4上に落下することがなく、被加工物をセットする際、ドライエッチング処理中、あるいは真空容器から被加工物の取り出しを行う際に、当該被加工物の表面に塵埃、あるいはエッチング物等が落下付着し、清浄度保持が不可欠な被加工物表面を汚染し、製品の歩留りを低下させてしまうという問題は回避される。
【0013】また、上電極2と下電極3との間に設置したシールドボックス5、あるいは下電極3上に設置したシャワー板6によって、被加工物から遊離したエッチング物が真空槽1の内壁や下電極3に付着することがなく、真空槽や下電極(対向電極)の頻繁な清掃の必要性、そのための装置の稼働率の減殺の問題が解決される。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明によるドライエッチング装置の1実施例の全体構成を説明する概略斜視図であって、100はエッチング室、200はシールドボックス収納室、300はシャワー板収納室、400はシールドボックスおよびシャワー板の取扱い用ロボット収納室、500は被加工物ローダ、600は被加工物アンローダ、700は被加工物取扱いロボット、800はカセットである。
【0015】この実施例では、ドライエッチングする薄膜としてAl,Cr等の金属、a−Si,SiN等の半導体関連物、ITO(インジウム−錫−オキサイド)等の透明導電膜、およびレジスト等の有機物の4種類とし、これらの薄膜がガラス基板に積層して成膜されているものとする。まず始めに、シャワー板収納室300に収納されているシャワー板がロボット収納室400に収納されているロボットによって取り出され、エッチング室100にセットされる。次に、シールドボックス収納室200からシールドボックスが同じくロボットによってエッチング室100にセットされる。
【0016】一方、上電極に載置されて基板ガラスカバーで覆われて一体物となった基板ガラス一体物がカセット800に収納されて被加工物ローダ500に搬入されており、このカセット800から被加工物取扱いロボット700により1つずつエッチング室100にセットされる。エッチング処理が終了した基板ガラス一体物は上記ロボット700によってエッチング室100から取り出され、被加工物アンローダ600に収納される。
【0017】以下、これを繰り返して所要のエッチング処理を施す。図2は本発明によるドライエッチング装置の1実施例のエッチング室の内部構造を説明する図1のA−A線に沿った断面図であって、1は真空槽、2は上電極、3は下電極、4は被加工物である基板ガラス、5はシールドボックス、6はシャワー板、7は基板ガラスカバー、8は絶縁板、9は支持棒、10はピン、11はフック、12はガス導入口、13はガス排気口、14は高周波電源である。
【0018】同図において、シャワー板6がロボットによって搬送され、真空槽1内の所定の位置においてピン10上に載置される。次に、シールドボックス5はロボットによって搬送され、所定位置でシャワー板6を囲うようにセットされる。最後に、上電極2,基板ガラス4,基板ガラスカバー7の3者が一体となった基板ガラス一体物がロボットにより搬入され、所定位置で支持棒9の上に載置される。
【0019】なお、下電極3は真空槽1内の底部に絶縁板8を介してセットされており、上電極2は押えピン(図示せず)によってアースに落とされる。この状態で、ガス排気口13から真空槽1内の空気を排気し、ガス導入口12からエッチング物に応じたガスが導入されると共に、高周波電源14から高周波電力が印加されることにより、上電極2と下電極3との間の空間にプラズマ放電を形成し、ドライエッチングが実行される。
【0020】なお、上記実施例では、シャワー板6とシールドボックス5とが別個の構成物としてそれぞれをロボットで真空槽1内にセットするものとしているが、これに代えてシャワー板6とシールドボックス5とを一体化したシャワー板付きシールドボックスを構成してもよい。図3は本発明によるドライエッチング装置の1実施例のエッチング室にセットされる上電極の(a)平面図(b)側面図である。
【0021】上電極2は枠状を呈し、その窓部の内縁にい板ガラスを位置付けするフランジ21を有している。この窓部に基板ガラスを保持すると共に、基板ガラスを覆って基板ガラスカバーを載置して基板ガラス一体物として前記ローダ500のカセット800に収納され、搬入されてくる。図4は本発明によるドライエッチング装置の1実施例のエッチング室にセットされるシールドボックスの(a)平面図(b)側面図である。
【0022】図示したように、シールドボックス5は高さを有する枠状をなし、その一対の側壁にフック11を取り付けてある。このフック11は真空槽1への挿入/取り出し時にロボットのアームにより持ち上げするための手段である。なお、シャワー板6はセラミックス等の耐熱絶縁板に多数のガス穴を設けたもので、上記ガス穴の径を中心部で小さく、周辺部に行くに従って漸次大きくしておくことにより、導入されたガスが基板ガラスに均一に分布するようになされている。なお、このシャワー板は下記図5のシャワー板と同様のものであるので特には図示しない。
【0023】図5は本発明によるドライエッチング装置の1実施例のエッチング室にセットされるシャワー板付きシールドボックスの(a)平面図(b)側面図である。図示したように、このシャワー板付きシールドボックス15は前記したそれぞれ別個に用意したシャワー板とシールドボックスに代えて用いるものであり、フック17を備えた枠16に固定され、全面にガス穴18を備えている。ガス穴18の径は中央部が小さく、周辺部に行くに従って大きくされており、導入されたガスが基板ガラス4の全面にわたって均一に分布されるようになっている。
【0024】図6は本発明によるドライエッチング装置の1実施例のエッチング室にセットされる基板ガラス一体化物あるいはシールドボックスとシャワー板を搬送するロボットのアームを説明する平面図であって、アーム18の先端にブランチアーム19,19’が形成されており、このブランチアーム19,19’上に上記基板ガラス一体化物,シールドボックス,シャワー板を載置して搬送するものである。
【0025】上記実施例によれば、被加工物である基板ガラス上にエッチング物等の塵埃が落下することがなく、また真空槽の内壁や下電極にもエッチング物等の塵埃が付着することが防止されるので、エッチング処理した基板ガラスの歩留りを向上できると共に、真空槽の清掃作業頻度を著しく少なくすることができるため、装置の稼働率を大幅に高めることができる。
【0026】なお、上記実施例は液晶表示装置用のガラス基板のエッチング処理について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、半導体ウェハ、その他の薄膜のパターニング処理に適用できるものであることは言うまでもない。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるドライエッチング装置によれば、シールドボックス,シャワー板、あるいはシャワー板付きシールドボックスをエッチング処理対象薄膜ごとに用意して置き、これらを適宜交換して所要のエッチング処理することで、単一の処理ステージで複数の薄膜のドライエッチングが可能となる。
【0028】また、ドライエッチング装置の清掃は、上記シールドボックス,シャワー板、あるいはシャワー板付きシールドボックスを取り外して行うこと、すなわち外段取りが可能であることで真空槽の清掃作業を要せず、したがって装置の稼働率は著しく向上する。




 

 


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