CN104681388A

CN104681388A - 等离子体处理容器和等离子体处理装置

Info

Publication number: CN104681388A
Application number: CN201510062189.1A
Authority: CN
Inventors: 出口新悟
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2008-04-09
Filing date: 2009-04-09
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2029-04-09
Also published as: CN104681388B; JP2009253161A; TWI442502B; JP5271586B2; CN101556913A; TW201003817A

Abstract

本发明提供一种等离子体处理容器和具有该等离子体处理容器的等离子体处理装置。能够极力减轻等离子体处理容器的阳极氧化处理所需的操作时间和成本。在等离子体处理容器中，衬垫(102)***侧壁(1b)和顶板(1c)的接合部位，其前端到达内侧O型环(111)。等离子体和腐蚀性气体在内侧O型环(111)的位置被遮断，所以等离子体和腐蚀性气体不会到达侧壁(1b)和顶板(1c)所直接抵接的位置，不需要顶板(1c)的阳极氧化处理。

Description

等离子体处理容器和等离子体处理装置

本申请是申请日为2009年4月9日、申请号为200910134905.7、发明名称为“等离子体处理容器和等离子体处理装置”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种对例如平板显示器(FPD)用的玻璃基板等被处理体进行等离子体处理时收纳被处理体的等离子体处理容器和具有该等离子体处理容器的等离子体处理装置。

背景技术

在以液晶显示器(LCD)为代表的FPD制造过程中，在真空下对玻璃基板等被处理体实施蚀刻、成膜等各种处理。为了利用等离子体进行所述处理，而使用具有能够真空抽吸的等离子体处理容器的等离子体处理装置。

在等离子体处理装置中，由于等离子体或腐蚀性气体的作用会使金属制的等离子体处理容器的内面受损。为此，要对例如铝制的等离子体处理容器的主体实施阳极氧化处理(阳极氧化处理)而提高耐蚀性。阳极氧化处理通常通过将接受处理的等离子体处理容器或其构成部件浸渍在含有硫酸或草酸的电解液中。

另外，为了防止等离子体处理容器的损伤，也在等离子体处理容器的内壁面配设保护部件(衬垫：liner)。例如在专利文献1中，沿着形成在等离子体处理容器的运送口的内壁面配设能够拆装的衬垫。在衬垫的表面形成利用了阳极氧化处理的氧化皮膜或具有耐等离子体腐蚀性的喷镀膜，提高对等离子体或腐蚀性气体的耐久性。但是，等离子体或腐蚀性气体会从安装在等离子体处理容器的内面的衬垫的端部绕进其背侧(其与等离子体处理容器的间隙)中，所以即使配置有衬垫的情况下，对于等离子体处理容器来说，也不能省略阳极氧化处理。

专利文献1：国际公开WO2002/29877号

近年来，对FPD用的基板的大型化要求加大，与此对应地，等离子体处理容器也有大型化的倾向。现在也制造以一边超过2m的巨大基板为处理对象的等离子体处理容器，在这样的大型的等离子体处理容器上难以进行阳极氧化处理。另外，用于在大型的等离子体处理容器上实施阳极氧化处理的作业时间和成本也成为较大负担。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于极力减轻等离子体处理容器的阳极氧化处理所要的操作时间和成本。

本发明的等离子体处理容器，其形成收纳被处理体而进行等离子体处理的处理室，其特征在于，具有：

接合多个容器构成部件而成的容器主体；

配设在所述容器构成部件间的接合部分的第一密封部件；

安装在所述容器主体的内面并保护所述容器主体的保护部件，

在所述容器构成部件间的接合部分设有通过将所述保护部件从所述处理室内部***直至到达所述第一密封部件的位置而使所述第一密封部件和所述保护部件抵接的第一密封部。

本发明的等离子体处理容器，其优选以包围所述第一密封部件的方式在该第一密封部件的外侧设有在所述容器构成部件间直接介入所述第二密封部件的第二密封部。这种情况下，优选通过所述第一密封部遮断等离子体以及/或者腐蚀性气体，通过所述第二密封部维持所述容器主体的气密性。另外，优选所述第一密封部件和所述第二密封部件的材质不同，所述第一密封部件由对等离子体以及/或者腐蚀性气体具有耐性的材质构成。

另外，在本发明的等离子体处理容器中，优选所述保护部件嵌入在形成于所接合的两个部件中的任一部件上的凹部中，使所述部件间的接合面和所述保护部件的表面形成同一面。

另外，在本发明的等离子体处理容器，优选所述保护部件的表面由利用阳极氧化处理形成的氧化覆膜或具有耐等离子体腐蚀性的陶瓷喷镀膜覆盖。

本发明的等离子体处理装置特征在于，具有上述等离子体处理容器。

〔发明效果〕

根据本发明的等离子体处理容器，形成具有这样的第一密封部的结构，其为在两个容器构成部件间的接合部分，配设第一密封部件，将保护部件***到达该第一密封部件的位置，使第一密封部件抵接保护部件。根据该密封结构，等离子体或腐蚀性气体由第一密封部遮断。因此，等离子体和腐蚀性气体不会到达两个容器构成部件直接抵接的接合面。因此，关于所接合的容器构成部件中至少一方，不需要阳极氧化处理，能够抑制阳极氧化处理所需的时间和成本。因此，能够起到降低以往成为大的负担的、等离子体处理容器的阳极氧化处理所需的操作时间和成本的效果。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的等离子体蚀刻装置的概略结构的剖面图。

图2是放大表示图1的A部分的要部剖面图。

图3是表示本发明的第二实施方式的等离子体蚀刻装置的概略结构的剖面图。

图4是本发明的第三实施方式的等离子体蚀刻装置的要部剖面图。

附图标记说明

1 处理容器

1a 底壁

1b 侧壁

1c 顶板

2 下部容器

3 绝缘部件

5 承载体

7 基材

51 排气口

61 基板运送用开口

100 等离子体蚀刻装置

101 衬垫

102 衬垫

111 内侧O型环

112 外侧O型环

113 O型环配设用槽

114 凹部

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。参照图1和图2，关于本实施方式的等离子体处理容器、以及具有该等离子体处理容器的等离子体蚀刻装置100进行说明。图1是表示等离子体蚀刻装置100的概略结构的剖面图。等离子体蚀刻装置100构成为例如对FPD用的玻璃基板(以下简称作“基板”)S进行等离子体蚀刻处理的装置。另外，作为FPD例示液晶显示器(LCD)、场致发光(Electro Luminescence：EL)显示器、等离子体显示面板(PDP)等。

如图1所示，等离子体蚀刻装置100构成为对形成为矩形的基板S进行蚀刻的电容耦合型的平行平板等离子体蚀刻装置。该等离子体蚀刻装置100具有由例如表面被阳极氧化处理的铝构成的成形为方筒形的处理容器(容器主体)1。为真空容器的处理容器1作为容器构成部件由具有底壁1a以及四方的侧壁1b的下部容器2、和顶板1c构成。具有底壁1a和侧壁1b的下部容器2例如通过切削加工等一体成型为箱型，对表面实施阳极氧化处理。在侧壁1b的内面，为了保护侧壁1b不受等离子体和腐蚀性气体的影响，配设有作为构成板状的保护部件的衬垫101。

顶板1c相对于下部容器2能够通过未图示的开闭机构开闭。在顶板1c的内面(下面)，为了保护顶板1c不受等离子体或腐蚀性气体的影响，而配设有作为构成板状的保护部件的衬垫102。在关闭顶板1c的状态下，在顶板1c和侧壁1b的接合部分，在靠近处理容器1的内部的位置上配设作为第一密封部件的内侧O型环111，以包围该内侧O型环111的方式配设作为第二密封部件的外侧O型环112。即，通过使内侧O型环111和外侧O型环112双重配设，从而形成顶板1c和侧壁1b的接合部分的密封结构。关于该部分的密封结构后述。另外，在本实施方式中，由于下部容器2(底壁1a和侧壁1b)一体形成，所以，通过密封顶板1c和侧壁1b的接合部分的内侧O型环111以及外侧O型环112，在关闭顶板1c的状态下保持作为真空容器的处理容器1的气密性。

在处理容器1内的底部配置有框形状的绝缘部件3。在绝缘部件3上设有作为能够载置基板S的载置台的承载体5。

也作为下部电极的承载体5具有基材7。基材7例如由铝或不锈钢(SUS)等导电性材料构成。基材7配置在绝缘部件3之上，在两部件的接合部分上配设O型环等密封部件13，维持气密性。绝缘部件3和处理容器1的底壁1a之间也由密封部件14维持气密性。基材7的侧部外周由绝缘部件17包围。由此，确保承载体5的侧面的绝缘性，防止等离子体处理时的异常放电。

在承载体5的上方与该承载体5平行地且相对地设有起到作为上部电极的作用的喷淋头31。喷淋头31支承于处理容器1的上部的顶板1c。喷淋头31构成中空状，在其内部设有气体扩散空间33。另外，在喷淋头31的下面(承载体5的相对面)形成喷出处理气体的多个气体喷出孔35。该喷淋头31接地，与承载体5一起构成一对平行平板电极。

在喷淋头31的上部中央附近设有气体导入口37。在该气体导入口37连接着处理气体供给管39。在该处理气体供给管39经由两个阀41、41以及质量流量控制器43连接着供给用于蚀刻的处理气体的气体供给源45。作为处理气体例如卤类气体和氧气外，还能够使用氩气Ar等稀有气体等。

在所述处理容器1的底部的四个角上形成四处排气口51。在排气口51上连接着排气管53，该排气管53与排气装置55连接。排气装置55具有例如涡轮分子泵等真空泵，由此能够将处理容器1内真空抽吸到规定的减压气氛。

另外，在处理容器1的一方的侧部1b上设有作为与该侧部1b贯通形成的开口部的基板运送用开口61。该基板运送用开口61由门阀(省略图示)开闭。并且，在该门阀打开的状态下经由基板运送用开口61运入运出基板S。另外，在处理容器1的其他侧部1b上设有作为贯通形成侧部1b的开口部的窗用开口63。在各窗用开口63安装有透明的石英板65。

在承载体5的基材7连接有供电线71。该供电线71经由匹配箱(M.B.)73连接有高频电源75。由此，从高频电源75向作为下部电极的承载体5供给例如13.56MHz的高频电力。另外，供电线71经由形成在底壁1a的开口77导入处理容器内。

另外，在承载体5的侧方设有作为控制处理容器1内的气流的整流板的挡板81。挡板81与平面四方形的承载体5的四边对应设置四张。各挡板81由从处理容器1的底壁1a直立设置的绝缘壁83以及绝缘壁85大致水平支承。从喷淋头31的气体喷出孔35朝向承载体5上的基板S供给的处理气体在基板S的表面向四方扩散，通过挡板81的整流作用，朝向设于处理容器1的底部四处的排气口51形成气流并同时排气。

接着，说明以上构成的等离子体蚀刻装置100的处理动作。首先，在开放未图示的门阀的状态下，作为被处理体的基板S由未图示的运送装置经由基板运送用开口61向处理容器1内运入，向承载体5交接。之后，关闭门阀，由排气装置55将处理容器1内真空抽吸为规定的真空度。

接着，开放阀41，从气体供给源45经由处理气体供给管39、气体导入口37向喷淋头31的气体扩散空间33导入处理气体。这时，通过质量流量控制器43进行处理气体的流量控制。导入气体扩散空间33的处理气体进一步经由多个喷出口35而向载置于承载体5上的基板S均匀喷出，处理容器1内的压力维持规定值。

该状态下从高频电源75经由匹配箱73对承载体5施加高频电力。由此，在作为下部电极的承载体5和作为上部电极的喷淋头31之间产生高频电场，处理气体离解而等离子体化。通过该等离子体对基板S实施蚀刻处理。

实施蚀刻处理后，停止从高频电源75施加高频电力，停止气体导入，之后，将处理容器1内减压到规定的压力。接着，开放门阀，从承载体5对未图示的运送装置交接基板S，从处理容器1的基板运送用开口61运出。通过以上的操作，结束对基板S的蚀刻处理。

图2是放大表示侧壁1b和顶板1c的接合部分即图1的A部分的剖面图。如前所述，侧壁1b和顶板1c的接合部分通过内侧的O型环111和外侧的O型环112双重密封。由橡胶或氟类树脂等弹性材料构成的内侧O型环111以及外侧O型环112分别以嵌入形成在侧壁1b的上端的O型环配设用槽113的状态安装在该O型环配设用槽113上、。

保护侧壁1b的内面的衬垫101能够拆装地安装在侧壁1b。保护顶板1c的内面的衬垫102能够拆装地安装在顶板1c。衬垫102嵌入有台阶差地形成在顶板1c的下面的凹部114中，衬垫102的表面和顶板1c的下面构成一个面。衬垫101、102安装在侧壁1b和顶板1c的方法不作特别限定，例如也能够以螺栓等固定方式进行安装。

安装在顶板1c的衬垫102与安装在侧壁1b的衬垫101的上端抵接，衬垫101和衬垫102剖面看构成T字型配置。作为衬垫101和衬垫102，能够通过对铝基材的表面实施阳极氧化处理(阳极氧化处理)而得到。另外，作为衬垫101和衬垫102，优选使用对铝等基材表面形成具有耐等离子体腐蚀性的陶瓷喷镀膜的结构。作为具有耐等离子体腐蚀性的陶瓷喷镀膜例如能够使用Y₂O₃喷镀膜、YF₃喷镀膜、AL₂O₃喷镀膜、B₄C喷镀膜等。这其中，更优选具有优秀的耐等离子体腐蚀性的Y₂O₃喷镀膜或YF₃喷镀膜。

在侧壁1b和顶板1c的接合部分，衬垫102从处理容器1的内侧***侧壁1b和顶板1c之间，其前端到达内侧O型环111。即，在侧壁1b和顶板1c的接合部分，内侧O型环111不抵接顶板1c，而抵接衬垫102，形成第一密封部。通过该第一密封部在该部位遮断等离子体或腐蚀性气体。这样，内侧O型环111主要具有防止等离子体或腐蚀性气体侵入侧壁1b和顶板1c的接合部分的间隙中的功能，即具有遮断等离子体或腐蚀性气体的功能。另一方面，外侧O型环112直接介于侧壁1b和顶板1c之间，确保两部件的接合部分的密封性，主要具有保持作为真空腔室的处理容器1的气密性的真空保持功能。

内侧O型环111和外侧O型环112也能够为相同材质。但是，作为以遮断等离子体和气体的功能为主要目的内侧O型环111的材质优先选择对等离子体和腐蚀性气体具有优良的耐性的材质例如硅橡胶、全氟醚橡胶(perfluoroelastomers)。另一方面，作为以真空保持功能为主要目的的外侧O型环112的材质，从气体透射率低且廉价的观点考虑，例如优选氟类橡胶。这样，根据双重配设的内侧O型环111和外侧O型环112的功能的不同，而通过选择最合适的材质，能够将内侧O型环111和外侧O型环112的作用发挥到最大限度，并且能够长期使用容易劣化的O型环。

在图1和图2所示的接合结构中，等离子体和腐蚀性气体在内侧O型环111的位置被遮断。因此，等离子体和腐蚀性气体不会到达侧壁1b和顶板1c直接抵接的接合界面、例如不会到达真空保持用的外侧O型环112的配设位置。因此，顶板1c不会暴露于等离子体或腐蚀性气体，完全不需要阳极氧化处理。因此，在本实施方式的等离子体蚀刻装置100中，能够抑制顶板1c的阳极氧化处理所需的时间和成本。

〔第二实施方式〕

接着，参照图3说明本发明的第二实施方式。图3为表示本发明的第二实施方式的等离子体蚀刻装置200的概略结构的剖面图。在第一实施方式的等离子体蚀刻装置100中，使用底壁1a和侧壁1b一体成型并对表面实施了阳极氧化处理的下部容器2，但是在本实施方式的等离子体蚀刻装置200中，分别由板状部件构成底壁1a，由方筒状部件构成侧壁1b。以下，以与第一实施方式(图1)的不同点为中心说明，对相同的结构使用相同的附图标记，省略其说明。另外，在图3中，省略挡板81、绝缘壁83和绝缘壁85的图示。

本实施方式中，如图3所示，在底壁1a上形成凹部121，在此嵌入衬垫122而配设，在底壁1a和侧壁1b的接合部分配设作为第一密封部件的内侧O型环131，进一步以包围内侧O型环131的方式配设作为第二密封部件的外侧O型环132。即，通过将内侧O型环131和外侧O型环132双重配设，从而形成底壁1a和侧壁1b的接合部分的密封结构。

衬垫122从处理容器1的内侧***底壁1a和侧壁1b的接合部位，其前端到达内侧的O型环131。即，在底壁1a和侧壁1b的接合部分中，衬垫122直接抵接内侧O型环131，形成第一密封部，在该部位遮断等离子体和腐蚀性气体。这样，内侧O型环131主要具有防止等离子体和腐蚀性气体侵入底壁1a和侧壁1b的接合部分的缝隙中的功能、即具有遮断等离子体和腐蚀性气体的功能。另一方面，外侧O型环132直接介于底壁1a和侧壁1b之间，形成第二密封部，确保两部件的接合部分的密封性，主要具有气密保持作为真空腔室的处理容器1的内部空间的真空保持功能。

本实施方式的侧壁1b和顶板1c的接合结构与第一实施方式相同。

在图3所示的底壁1a和侧壁1b的接合结构中，等离子体和腐蚀性气体在内侧O型环131的位置被遮断。因此，等离子体和腐蚀性气体不会到达底壁1a和侧壁1b直接抵接的接合界面、例如不多到达真空保持用的外侧O型环132的配设位置。因此，关于底壁1a的阳极氧化处理完全不需要，能够抑制底壁1a的阳极氧化处理所需的时间和成本。另外，本实施方式中，与第一实施方式同样地，也不需要顶板1c的阳极氧化处理。另外，在本实施方式中，通过方筒形部件形成侧壁1b，所以也能够得到对侧壁1b的内面也容易进行阳极氧化处理的次级效果。

本实施方式中的其他结构、作用和效果与第一实施方式相同。

〔第三实施方式〕

接着，参照图4说明本发明的第三实施方式。本实施方式为上述第一以及第二实施方式的变形例，除了改变了第二密封部件的配设位置外，能够原封不动地适用第一及第二实施方式的等离子体蚀刻装置100、200。以下，以与第一以及第二实施方式(图1和图2)的不同点为中心进行说明，对相同的结构适用相同的附图标记，省略说明。

图4是放大表示侧壁1b和顶板1c的接合部分的剖面图。在顶板1c的内面(下面)配设有作为构成板状的保护部件的衬垫102。在侧壁1b和顶板1c的接合部分，衬垫102从处理容器1的内侧***侧壁1b和顶板1c之间。在关闭顶板1c的状态下在顶板1c和侧壁1b的接合部分、靠近侧壁1b侧的处理容器1的内部的位置配设作为第一密封部件的O型环141。O型环141抵接衬垫102的下面而配设。O型环141主要具有防止等离子体或腐蚀性气体侵入侧壁1b和顶板1c的接合部分的间隙中的功能(遮断等离子体或腐蚀性气体的功能)，并且，确保衬垫102和侧壁1b之间的密封性，具有保持作为真空腔室的处理容器1的气密性的真空保持功能。

另外，在衬垫102和顶板1c之间配设有O型环142。O型环142抵接衬垫102的上面而配设。O型环142确保衬垫102的背面侧(即衬垫102和顶板1c之间)的密封性，具有保持作为真空腔室的处理容器1的气密性的真空保持功能。

在图4所示的侧壁1b和顶板1c的接合结构中，等离子体和腐蚀性气体在O型环141的位置被遮断。因此，等离子体和腐蚀性气体不会到达侧壁1b和顶板1c直接抵接的接合界面。因此，关于顶板1c的阳极氧化处理完全不需要，能够抑制顶板1c的阳极氧化处理所需的时间和成本。

本实施方式的其他结构、作用和效果与第一实施方式相同。另外，图4所示的侧壁1b和顶板1c的接合结构也能够适用于第二实施方式的等离子体蚀刻装置200的底壁1a和方筒形的侧壁1b的接合结构。

以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明不限于上述实施方式，能够进行种种变形。例如，在上述实施方式中，例示说明了对下部电极(基材7)施加高频电力的RIE式电容耦合型平行平板等离子体蚀刻装置，但是也可以是对上部电极供给高频电力的类型，另外不限于电容耦合型，也可以是感应耦合型。

另外，本发明的等离子体处理容器不限于以FPD用基板为处理对象的等离子体蚀刻装置，例如也可以以半导体晶片为对象，另外不限于等离子体蚀刻装置，例如也能够适合于等离子体灰化装置、等离子体CVD装置等其他等离子体处理装置。

Claims

1.一种等离子体处理容器，其形成收纳被处理体而进行等离子体处理的处理室，其特征在于，具有：

接合多个容器构成部件而形成的容器主体；

配设在所述容器构成部件间的接合部分的第一密封部件；

安装在所述容器主体的内面而保护所述容器主体的保护部件，

在所述容器构成部件间的接合部分设有通过将所述保护部件从所述处理室内部***直至到达所述第一密封部件的位置、由此遮断等离子体或腐蚀性气体或者其两者、并使所述第一密封部件和所述保护部件在整个圆周抵接而进行密封的第一密封部。

2.如权利要求1所述的等离子体处理容器，其特征在于，

以包围所述第一密封部件和所述保护部件的方式在该第一密封部件和所述保护部件的外侧设有在所述容器构成部件间直接介入第二密封部件的第二密封部。

3.如权利要求2所述的等离子体处理容器，其特征在于，

通过所述第一密封部遮断等离子体以及/或者腐蚀性气体，通过所述第二密封部维持所述容器主体的气密性。

4.如权利要求2或3所述的等离子体处理容器，其特征在于，

所述保护部件嵌入在形成于所接合的两个部件中的一个部件的凹部中，使所述部件间的接合面和所述保护部件的表面形成为同一面，所述第一密封部件和所述第二密封部件嵌入在分别设置于所述所接合的两个部件中的另一个部件的槽部。

5.一种等离子体处理容器，其形成收纳被处理体而进行等离子体处理的处理室，其特征在于，具有：

接合多个容器构成部件而形成的容器主体；

配设在所述容器构成部件间的接合部分的第一密封部件；

在所述容器构成部件间的接合部分，以包围所述第一密封部件的方式在该第一密封部件的外侧配设的第二密封部件；

所述第一密封部件和所述第二密封部件嵌入在分别设置于所接合的两个部件中的一个部件的槽部，

在所述容器构成部件间的接合部分设有：通过将所述保护部件从所述处理室内部***直至到达所述第一密封部件的位置、由此遮断等离子体或腐蚀性气体或者其两者、并使所述第一密封部件和所述保护部件抵接而进行密封的第一密封部；和在所述容器构成部件间直接介入所述第二密封部件的第二密封部。

6.如权利要求5所述的等离子体处理容器，其特征在于，

所述保护部件嵌入在形成于所述所接合的两个部件中的另一个部件的凹部中，使所述部件间的接合面和所述保护部件的表面形成为同一面。

7.一种等离子体处理装置，其特征在于，具有权利要求1～6中任一项所述的等离子体处理容器。