WO2007077765A1 - ステージ装置及びプラズマ処理装置 - Google Patents

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WO2007077765A1
WO2007077765A1 PCT/JP2006/325627 JP2006325627W WO2007077765A1 WO 2007077765 A1 WO2007077765 A1 WO 2007077765A1 JP 2006325627 W JP2006325627 W JP 2006325627W WO 2007077765 A1 WO2007077765 A1 WO 2007077765A1
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Tamaki Wakasaki
Takashi Satoh
Keiichi Tanaka
Setsuo Nakajima
Satoshi Mayumi
Yoshinori Nakano
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Sharp Kabushiki Kaisha
Sekisui Chemical Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a plasma processing apparatus that performs plasma processing in a pressure environment near atmospheric pressure, and a stage apparatus that mounts a substrate to be processed that can be suitably used in a processing apparatus such as the plasma processing apparatus. It is.
  • such a plasma processing apparatus includes an electrode stage 102 that holds a substrate to be processed 104 and a counter electrode 103 that is disposed to face the electrode stage 102.
  • a plurality of gas supply holes (not shown) through which the processing gas flows are formed in the counter electrode 103, and a power supply unit 110 for applying a voltage is connected to the counter electrode 103.
  • the electrode stage 102 includes a lift pin mechanism 120 that pushes up and supports the substrate 104 to be processed, and a substrate 104 to be processed.
  • An adsorption groove 106 for adsorbing to the surface of the electrode stage 102 is provided and is grounded.
  • the suction groove 106 has a gap 108 between the substrate 104 to be processed and the electrode stage 102. Since the inside of the gap 108 has a low pressure, plasma is easily generated. Therefore, the voltage drop in the suction groove 106 is relatively small.
  • FIG. 25 which is an equivalent circuit, in the vicinity of the suction groove 106, a resistor 131, a capacitor 132, and a resistor 130 are connected in series between the power supply unit 110 and the ground unit 112.
  • a circuit configuration can be considered.
  • the resistor 131 indicates a voltage drop due to plasma generated between the counter electrode 103 and the substrate to be processed 104.
  • the capacitor 132 is an electric capacity in the substrate 104 to be processed.
  • Resistance 130 indicates a voltage drop in the suction groove 106. Although the voltage drop across capacitor 132 is relatively large, the voltage drop across resistors 132 and 130 is relatively small. As described above, since the voltage drop in the gap 108 of the suction groove 106 is small, the processing unevenness on the substrate to be processed 104 does not substantially occur.
  • Patent Document 2 is not limited to a plasma processing apparatus, but the height at the time of ascent of a plurality of elevating pins that buoyantly place a wafer placed on a placing table is independent. Techniques for controlling are disclosed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication “JP 7-118857 A (published on May 9, 1995)”
  • Patent Document 2 Japanese Published Patent Publication “JP 2002-64132 Publication (published on February 28, 2002)”
  • the position of the upper end 120a of the pin (lift pin) when the lift pin mechanism 120 is lowered should be the same height as the suction surface 102a of the electrode stage 102. Even if set to, it does not follow the setting. That is, as shown in FIG. 24, it is in a state of sinking below the suction surface 102a, or on the contrary, it is in a state of projecting from the suction surface 102a as shown in FIG.
  • the pressure in the gaps 109 ⁇ 111 due to these steps is atmospheric pressure, so that no plasma is generated even when a voltage is applied. As a result, the voltage drop in the gaps 109 and 111 becomes large.
  • FIG. 27 which is an equivalent circuit, in the vicinity of the lift pin mechanism 120, a resistor 131, a capacitor 132, and a capacitor 133 are connected in series between the power supply unit 110 and the ground unit 112.
  • the circuit configuration connected to can be considered.
  • the capacitor 133 is the electric capacity of the gaps 109 and 111 due to the step between the pin and the suction surface 102a generated in the vicinity of the lift pin mechanism 120. In this way, in the gaps 109 and 111 due to the steps, since plasma is not generated, it is inevitable that the voltage drop becomes relatively large. As a result, unevenness of processing or!
  • the present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a pin of a lift pin mechanism in a state where a substrate to be processed is placed on a stage placement surface.
  • the present invention provides a stage apparatus that does not cause a step between the upper end and the mounting surface, and a plasma processing apparatus that can suppress the occurrence of processing unevenness by mounting such a stage apparatus. .
  • the stage apparatus of the present invention includes a stage having a mounting surface on which a substrate to be processed that achieves the object is mounted, and a first pin that is provided on the stage and can be projected and retracted from the mounting surface. And a lift pin mechanism for releasing the above-mentioned placement force from the above-mentioned substrate when the first pin protrudes, and the lift pin mechanism is immersed in the stage. And a contact adjusting means for bringing the substrate to be processed into contact with the substrate to be processed on the mounting surface without raising the mounting surface force.
  • the plasma processing apparatus of the present invention generates plasma between the electrode stage and the counter electrode in a pressure environment near atmospheric pressure, so that a substrate to be processed placed on the electrode stage is applied to the substrate to be processed.
  • a plasma processing apparatus that performs plasma processing includes the above-described stage device of the present invention as the electrode stage.
  • the contact adjustment means provided in the lift pin mechanism force the upper end of the first pin immersed in the stage, the substrate to be processed on the mounting surface (corresponding to the suction surface) ), The upper surface of the first pin and the mounting surface can be made the same height using the processing substrate.
  • a stage device without a step between the upper end of the first pin and the placement surface is used using the substrate to be treated. Realize.
  • the stage apparatus of the present invention since the stage apparatus of the present invention is used in the electrode stage, the substrate to be processed and the first surface are located near the first pin. It comes in contact with both pins.
  • the above-described gap between the lift pin (first pin) and the mounting surface is a gap, and no plasma is generated and the voltage drop is large, and the substrate to be processed and the lift pin (first pin) Or a gap between the substrate to be processed and the mounting surface is not formed, so that processing unevenness and processing omission that occur on the substrate to be processed can be reduced.
  • the display panel substrate of the present invention is a display panel substrate used for manufacturing a display panel, and the plasma of the present invention capable of effectively reducing the occurrence of processing unevenness. Since a surface treatment is performed using a processing device, a display device having excellent display quality without display unevenness can be obtained by manufacturing a display panel using such a display panel substrate. Can be provided.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a plan view showing an appearance of an electrode stage mounted on the plasma processing apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 2 showing a state.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 2, showing a state where the lift pins are in the storage position and the substrate to be processed is placed on the electrode stage.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 2 showing a state where the lift pins are in the storage position and the substrate to be processed placed on the electrode stage is adsorbed.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 2 showing a state in which the lift pin is in the protruding position and the substrate to be processed is detached from the electrode stage.
  • FIG. 8 (a) is a schematic cross-sectional view of an essential part in the vicinity of a lift pin in the plasma processing apparatus of FIG. 1, and (b) is a circuit diagram showing an equivalent circuit thereof.
  • FIG. 9 is a drawing for explaining problems that may occur when panel type lift pins are arranged on the outer periphery of the electrode stage.
  • FIG. 10 Explains abnormal discharge that occurs when the electrode surface is exposed on the outer periphery of the electrode stage.
  • A is a schematic cross-sectional view of the main part of the plasma processing apparatus with the electrode surface exposed.
  • FIG. 11 Explains that an abnormal discharge does not occur due to an insulating part provided on the outer periphery of the electrode stage.
  • A is a schematic cross-sectional view of the main part of the plasma processing apparatus of FIG. b) is a circuit diagram showing the equivalent circuit.
  • FIG. 12 is a plan view showing the appearance of another electrode stage that can be mounted on the plasma processing apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 13 (a) to (e) are configurations of an electrode stage mounted on a plasma processing apparatus according to another embodiment of the present invention, in which an insulating part disposed on the outer periphery of the electrode stage is operated.
  • FIG. 13 (a) to (e) are configurations of an electrode stage mounted on a plasma processing apparatus according to another embodiment of the present invention, in which an insulating part disposed on the outer periphery of the electrode stage is operated.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of an essential part in the vicinity of a lift pin in a modification of the plasma processing apparatus of FIG.
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of the relevant part in the vicinity of the lift pins in the modification of the plasma processing apparatus of FIG.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a configuration of an electrode stage mounted on a plasma processing apparatus according to another embodiment of the present invention, in which the lifting procedure of the panel type lift pins is different.
  • FIG. 17, showing another embodiment of the present invention is a plan view showing the appearance of an electrode stage mounted on the plasma processing apparatus of the second embodiment.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 17 showing a state where the lift pins are in the storage position and the substrate to be processed placed on the electrode stage is adsorbed.
  • FIG. 19 is a plan view showing the appearance of an electrode stage mounted on the plasma processing apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 19, showing a state where the lift pins are in the storage position and the substrate to be processed placed on the electrode stage is adsorbed.
  • FIG. 21 (a) to (d) are cross-sectional views showing a procedure of one manufacturing process of a liquid crystal panel in which a color filter is formed on a substrate using the plasma processing apparatus of FIG. 1 or FIG.
  • FIG. 22 (a) and (b) both show an example of the shape of the black matrix used in forming the color filter, and are plan views.
  • FIG. 23 is a plan view showing a state after ink ejection shown in FIG. 21 (b).
  • FIG. 24 is an enlarged sectional view showing a conventional plasma processing apparatus.
  • FIG. 25 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of an adsorption groove in a conventional plasma processing apparatus.
  • FIG. 26 is an enlarged sectional view showing another conventional plasma processing apparatus.
  • FIG. 27 is a circuit diagram showing an equivalent circuit in the vicinity of lift pins in a conventional plasma processing apparatus.
  • the plasma processing apparatus S includes an electrode stage apparatus (stage apparatus) 35 and a counter electrode 3 inside the processing container 1 as shown in FIG. Then, plasma processing is performed on the substrate to be processed 4 such as a glass substrate held on the electrode stage 2 in the electrode stage device 35 under a pressure environment near atmospheric pressure.
  • the counter electrode 3 is made of a conductive member, and is disposed to face the electrode stage 2.
  • a power supply unit 10 is connected to the counter electrode 3, and the counter electrode 3 can be discharged between the electrode stage 2.
  • the counter electrode 3 is installed in the upper direction inside the processing container 1 and introduces a gas for introducing a processing gas into the counter electrode 3 on the surface opposite to the surface facing the electrode stage 2.
  • One end of tube 9 is connected.
  • a plurality of gas introduction holes 8 are formed in the counter electrode 3, and the processing gas supplied from the gas introduction pipe 9 to the counter electrode 3 is passed through each gas introduction hole 8 to the substrate 4 side to be processed. To come to supply.
  • the configuration of the counter electrode 3 is not limited to the above configuration, and any mechanism may be used as long as gas is uniformly introduced between the counter electrode 3 and the electrode stage 2.
  • the other end side of the gas introduction pipe 9 extends outside the processing container 1 and is connected to a gas supply source.
  • An exhaust pipe 5 for discharging exhaust gas inside the processing container 1 is connected to the bottom of the processing container 1.
  • the electrode stage device 35 includes an electrode stage 2, a suction mechanism 6 and a lift pin mechanism 7 provided on the electrode stage 2.
  • the electrode stage 2 mounts the substrate 4 to be processed, and includes an electrode portion 2a made of a plate-like conductive member and an insulating portion made of an insulator disposed around the electrode portion 2a. With 2b.
  • the upper surface force of the electrode part 2a and the insulating part 2b is a mounting surface 11 on which the substrate 4 to be processed is mounted.
  • the electrode part 2a is grounded.
  • the region on the mounting surface 11 includes a processing effective region 18a for performing plasma processing, and plasma processing is not performed! (Or even if it is performed, it does not exhibit a predetermined quality) It is divided into a process invalid area 18b.
  • FIG. 2 the region on the mounting surface 11 includes a processing effective region 18a for performing plasma processing, and plasma processing is not performed! (Or even if it is performed, it does not exhibit a predetermined quality) It is divided into a process invalid area 18b.
  • the inner region force treatment effective region 18a surrounded by the one-dot chain line is the outer region force treatment invalid region 18b from the one-dot chain line including the insulating portion 2b.
  • the processing invalid area 18b is set so that the pixel invalid area in the substrate 4 to be processed placed on the placement surface 11 is located.
  • the width of the insulating portion 2b is preferably 5 to 10 mm, more preferably 5 mm or more.
  • the insulating portion 2b has a function of preventing abnormal discharge.
  • the substrate to be processed 4 and the electrode stage 2 are the same size and the electrode portion 2a is exposed on the side end surface of the electrode stage 2, the substrate 4 is treated at the location A shown in FIG. Without passing through the capacitor, discharge between the electrode strips of the electrode stage 2 and the counter electrode 3 and abnormal discharge occur.
  • FIG. 10B is an equivalent circuit of FIG. 10A, and the resistor 33 shows a voltage drop due to direct discharge between the counter electrode 3 and the electrode stage 2.
  • the suction mechanism 6 is for sucking the substrate 4 to be placed on the mounting surface 11 of the electrode stage 2.
  • the suction mechanism 6 is composed of a plurality of suction ports 6a, which are formed by vertical holes having a circular cross section that opens to the placement surface 11.
  • each suction port 6 a is connected to the vacuum pump 50 via the exhaust passage 19.
  • the interior of each exhaust passage 19 is depressurized when the vacuum pump 50 is driven, and a vacuum force (negative pressure) is generated at each suction port 6a. That is, by driving the vacuum pump 50 with the substrate 4 to be processed placed on the placement surface 11, a vacuum force is generated inside each suction port 6a, and the substrate 4 to be treated is placed on the placement surface 4. 11 can be adsorbed and held.
  • each suction port 6a is uniformly placed on the mounting surface 11 of the electrode stage 2. It is arranged in a ricks shape. By forming the suction ports 6a on the placement surface 11 in a distributed manner, the substrate 4 to be processed can be uniformly sucked and held over the entire placement surface 11.
  • FIG. 3 a plurality of suction ports 6a are collectively connected to one exhaust passage 19, so that the exhaust passage 19 is connected to each suction port 6a.
  • the structure can be simplified.
  • the suction port 6a has a gap between the substrate 4 to be processed and the electrode stage 2. As described above, the suction port 6a is evacuated to a low pressure. However, the voltage drop is relatively small and the problem of uneven processing is small. However, when the diameter of the suction port 6a is large, processing unevenness may occur even if the gap portion has a negative pressure. Therefore, the diameter of each suction port 6a is desirably 0.5 mm or less.
  • the pitch between the suction ports 6a is 100 mm or less, complicated processing is required in the electrode stage 2 and the insulating portion 2b, which increases costs.
  • the pitch between the suction ports 6a is preferably in the range of 100 to 200 mm.
  • the suction mechanism 6 includes a plurality of suction grooves formed in a rectangular ring shape (square frame shape) on the electrode stage 2 in a plan view and arranged concentrically. It may be configured. In that case, it may be connected to a vacuum pump or the like through an exhaust passage formed at the bottom of each suction groove. Also in this case, it is desirable that the width of the suction groove is 0.5 mm or less.
  • the lift pin mechanism 7 uses a lift pin configured to be able to protrude and retract from the mounting surface 11 of the electrode stage 2, and the substrate 4 to be processed is placed on the electrode stage 2, and the substrate 2 is processed from the electrode stage 2. The substrate 4 is detached.
  • the upper end of the lift pin immersed in the electrode stage 2 is lifted to the substrate to be processed 4 on the mounting surface 11 and the substrate to be processed 4 is lifted from the mounting surface 11 in this embodiment.
  • Contact adjustment means for making contact without any problem is provided, and this makes it possible to reduce the above-described processing unevenness during plasma processing.
  • the counter electrode 3 and the electrode stage 2 are With a processing gas supplied between them, a voltage of, for example, 1 to several tens of kV is applied between the counter electrode 3 and the electrode stage 2 from the power supply unit 10, thereby It is designed to generate plasma. Then, the substrate to be processed 4 is plasma-processed by this plasma.
  • CF4 and He when etching a thin film (a thin film having chemical, mechanical, optical, or electrical properties) formed on the substrate 4 to be processed, CF4 and He or It is preferable to apply a mixed gas with Ar.
  • fluorine-containing gases such as CF4, C2F6, and SF6 can be applied as the processing gas. is there.
  • a metal hydride gas, a metal halide gas it is also possible to apply a gas or water vapor of a metal organic compound such as a metal alcoholate.
  • FIGS. 4 to 7 are cross-sectional views taken along line AA ′ in FIG.
  • the lift pin mechanism 7 includes the lift pins configured to be able to protrude and retract from the mounting surface 11 of the electrode stage 2.
  • a panel-type lift pin (first pin) 20 provided with a coil spring (elastic body) 23 having elasticity in the pin moving direction and a fixed lift pin (second pin) 28 not provided with the spring 23
  • the panel type lift pin 20 is arranged on the electrode part 2a at the center of the electrode stage 2
  • the fixed type lift pin 28 is arranged on the outer peripheral part of the electrode stage 2, here the insulating part 2b. .
  • Both the panel type lift pin 20 and the fixed type lift pin 28 are disposed in each cylinder 26 formed on the electrode stage 2 as shown in FIG.
  • the cylinder 26 is composed of a cylindrical hole opened in the mounting surface 11.
  • the panel type lift pin 20 and the fixed type lift pin 28 are configured to be movable in the length direction (that is, the vertical direction) of the cylinder 26, and move between the storage position shown in FIG. 4 and the protruding position shown in FIG. To do.
  • the storage position is a position where the panel-type lift pin 20 and the fixed lift pin 28 have their upper ends 20a ′ 28a positioned in the vicinity of the placement surface 11.
  • the protruding position refers to the no lift pin 20
  • the fixed lift pin 28 is at a position where its upper end 20a '28a protrudes upward from the mounting surface 11, and the substrate 4 to be processed on the mounting surface 11 can be detached from the mounting surface 11. it can.
  • These panel type lift pins 20 and fixed type lift pins 28 are electrically grounded in the same manner as the electrode stage 2.
  • the panel-type lift pin 20 includes a piston portion 21 formed in a cylindrical shape along the inner wall of the cylinder 26, a bolt-shaped pin upper portion 22 formed on a flat upper surface, and a force coil spring (an elastic body). Connected at 23.
  • the coil spring 23 is contact adjusting means for bringing the upper end 20a into contact with the substrate 4 to be processed on the mounting surface 11 without lifting the substrate 4 from the mounting surface 11, and the panel type lift pin 20 It is also an elastic function imparting means for imparting a function having elasticity in the moving direction.
  • the panel-type lift pin 20 is given elasticity by the coil spring 23, so that it has elasticity in the pin moving direction which is also the length direction.
  • the panel type lift pin 20 can be accurately stopped at a position where the position of the upper end 20a is the same as the placement surface 11a.
  • the upper end 20a of the panel-type lift pin 20 immersed in the electrode stage 2 is applied to the substrate 4 to be processed on the mounting surface 11 by using the elasticity of the panel-type lift pin 20 even if it cannot be applied.
  • the substrate 4 can be brought into contact without being lifted from the placement surface 11.
  • the panel type lift pin 20 is located at the storage position, and the substrate 4 is not mounted on the mounting surface 11, and the panel lift pin 20 In the state where any load is applied! /, The upper end 20a of the panel type lift pin 20 protrudes slightly upward from the mounting surface 11. When the load is not applied, the upper end 20a of the panel lift pin 20 protrudes from the mounting surface 11.
  • the amount can be pushed down to the same height as the mounting surface 11 and may be set as appropriate. For example, it can be set to 0.3 to 0.8 mm.
  • the panel-type lift pin 20 is configured such that the substrate to be processed 4 is mounted on the mounting surface 11 and the substrate to be processed 4 is sucked by the action of the suction mechanism 6. It is completely pushed into 26.
  • the panel-type lift pin 20 that has been pushed into the cylinder 26 is subject to treatment of the pin upper end 20a with the force of returning to the original state of the coil spring 23. Since the substrate 4 is pressed against the substrate 4, the substrate to be processed 4 comes into contact with both the placement surface 11 and the lift pins even in the vicinity of the lift pins.
  • the substrate to be processed 4 can be surely processed even if its own weight is small. 4 can be brought into contact with the mounting surface 1 1.
  • the panel force of the coil spring 23 can be set based on the load applied to the pin upper part 22 with the substrate 4 to be processed being adsorbed. Since it can be stronger than the panel force, the design of the coil spring 23 is facilitated, and the life of the coil spring 23 can be extended.
  • the cylindrical member 24 and the locking piece 25 regulate the contraction of the coil spring 23. That is, when the pin upper part 22 is pressed, the pin upper part 22 moves downward and the coil spring 23 contracts, but when the locking piece 25 abuts on the cylindrical member 24, the coil spring 23 is No more contraction.
  • the shortest dimension of the panel-type lift pin 20 is defined, and the deterioration of the coil spring 23 without excessive pressure being applied to the coil spring 23 is suppressed. it can.
  • the partial force cylindrical member 24 and the locking piece 25 of the coil spring 23 function like a columnar member. During the operation of removing the processing substrate 4, it functions in the same way as the fixed lift pin 28, and the processing substrate 4 can be stably detached.
  • the fixed lift pin 28 is formed in a cylindrical shape along the inner wall of the cylinder 26, and on the back side (lower side in FIG. 4) of the electrode stage 2, on the placement surface 11 side (FIG. 4).
  • the upper diameter is larger than the upper diameter.
  • the fixed lift pin 28 is moved to the lower storage position, and its upper end is disposed below the mounting surface 11, and as shown in FIG. In this state, the height position of the upper end 28a is designed to be aligned with the upper end 20a of the panel type lift pin 20 that lifts the substrate 4 to be processed.
  • the lift pin mechanism 7 moves the panel-type lift pin 20 and the fixed lift pin 28 to the storage position and moves the substrate 4 to be processed to the electrode stage. Place on 2.
  • the substrate 4 to be processed is placed at the center of the electrode stage 2 and the electrode Slightly floating with respect to stage 2
  • the vacuum pump 50 is driven to depressurize the plurality of suction ports 6a, and the substrate 4 to be processed is sucked and held on the mounting surface 11 as shown in FIG.
  • the upper end 20a of the panel type lift pin 20 is completely pushed into the cylinder 26, whereby the substrate 4 to be processed comes into contact with the electrode stage 2. Further, the upper end 20a comes into contact with the substrate 4 to be processed by the panel force of the panel type lift pin 20.
  • a processing gas is introduced into the counter electrode 3, and the processing gas is passed between the gas introduction holes 8 of the counter electrode 3 between the counter electrode 3 and the electrode stage 2. Supply evenly to the space.
  • a predetermined voltage is applied from the power supply unit 10 to the counter electrode 3, and plasma is generated between the counter electrode 3 and the substrate 4 on the electrode stage 2 in a pressure environment near atmospheric pressure.
  • plasma processing such as etching is performed on the substrate 4 by this plasma.
  • the exhaust gas inside the processing container 1 is exhausted through the exhaust pipe 5.
  • the substrate removal step after the plasma treatment is performed, the voltage application from the power supply unit 10 and the gas supply from the gas introduction pipe 9 are stopped. Thereafter, the drive of the vacuum pump 50 is stopped, and the panel lift pins 20 and the fixed lift pins 28 in the lift pin mechanism 7 are raised from the storage positions and moved to the protruding positions. As a result, the substrate 4 to be processed is detached from the mounting surface 11 and carried out.
  • Plasma processing of the substrate 4 to be processed by the plasma processing apparatus S is performed through such a series of steps.
  • the mounting surface 11 of the electrode stage 2 and the upper end 20a of the panel-type lift pin 20 in the lift pin mechanism 7 can be set to the same height.
  • the substrate 4 to be processed is brought into contact with both the electrode stage 2 and the panel type lift pin 20. It is a configuration that can be. Therefore, in the vicinity of the panel-type lift pin 20, there is no gap formed between the substrate to be processed 4 and the electrode stage 2, or between the substrate to be processed 4 and the upper end 20 a of the panel-type lift pin 20. appear. As a result, it is possible to suppress the voltage drop due to the air gap and perform uniform plasma processing over the entire surface of the substrate to be processed 4 without causing unevenness in plasma processing in a pressure environment near atmospheric pressure and removal of processing. Can be reduced.
  • FIG. 8A shows a schematic cross-sectional view of the main part of the plasma processing apparatus S
  • FIG. 8B shows an equivalent circuit thereof.
  • a circuit configuration in which a resistor 31 and a capacitor 32 are connected in series between the power supply unit 10 and the ground unit 12 can be considered.
  • the resistor 31 indicates a voltage drop due to the plasma 14 generated between the counter electrode 3 and the substrate 4 to be processed.
  • the capacitor 32 is obtained from the substrate 4 to be processed.
  • the fixed lift pin 28 is disposed on the outer peripheral portion of the electrode stage 2, and the upper end 28 a of the fixed lift pin 28 at the storage position is located above the mounting surface 11. It is of course possible to use a panel-type lift pin 20 for all lift pins including the outer periphery of the electrode stage 2.
  • the panel-type lift pins 20 arranged at the center of the placement surface 11 have a large load due to their own weight of the substrate 4 to be processed, but are lowered to a desired location.
  • the load to be processed due to the weight of the substrate 4 to be processed is weak, and the substrate 4 to be processed does not come into contact with the electrode stage 2.
  • the suction force generated by the suction mechanism 6 can be improved to some extent.
  • the panel lift pin 20 has a large panel force, the substrate 4 can be moved to the electrode stage 2 even if the suction force is used. It may not be possible to make contact.
  • the lift pins arranged on the outer periphery of the electrode stage 2 are fixed lift pins. 28 is preferable.
  • the outer periphery of the electrode stage 2 is usually a process invalid area 18b, and a pixel invalid area outside the display area on the substrate 4 to be processed is placed. Therefore, even if process irregularities occur in the vicinity of the lift pins. It ’s not too much of a problem.
  • the force provided to the insulating portion 2b in the processing invalid region 18b as shown in FIG. 12, as shown in FIG. 12, the electrode portion in the processing invalid region 18b A configuration provided in 2a may be employed.
  • the fixed lift pins 16 may be in the process invalid area 18b, and all the lift pins in the process effective area 18a may be the panel lift pins 20.
  • the fixed lift pin 28 is disposed on the insulating portion 2b in the electrode stage 2, and the cylinder 26 is formed on the insulating portion 2b.
  • the insulating part 2b is used as the insulating part 39 as shown in FIGS. 13 (a) to 13 (e).
  • a mechanism for separating the insulating portion 39 may be provided separately.
  • the fixed lift pin 28 is provided below the insulating portion 39, and when the fixed lift pin 28 is raised, the insulating portion 39 is retracted from above the fixed lift pin 28, so that the substrate 4 to be processed is removed. Delivery is to be done.
  • the cylinder 30 in which the fixed lift pin 28 moves is formed separately.
  • reference numeral 14 indicates plasma generated between the counter electrode 3 and the substrate 4 to be processed.
  • the panel type lift pin 20 is placed in the storage position in a state of being immersed in the placement surface 11, and the substrate 4 to be processed is placed on the placement surface 11. In this state, the upper end 20a is protruded from the mounting surface 11, and the apparatus waits in this state.
  • the standby position at the storage position of the panel type lift pin 20 is not limited to the state in which the upper end 20a protrudes from the mounting surface 11 as shown in FIG. 16 (a).
  • the position 20a may be located below the placement surface 11.
  • the panel-type lift pins 20 may lift the substrate 4 to be lifted from the placement surface. It will rise to a position that does not exist.
  • the force with which eight panel-type lift pins 20 are arranged at the center of the mounting surface 11 The number of panel-type lift pins 20 and the arrangement interval are as follows: Set it so that it does not interfere with the removal of the board 4. The same applies to the fixed lift bin 28 arranged on the outer periphery of the electrode stage 2.
  • the force exemplified by the coil spring 23 that forms part of the panel-type lift pin 20 as the elastic function providing means gives the lift pin a function having elasticity in its moving direction.
  • the lift pin is supported by a coil spring, a plate panel, or a rubber member that is provided separately from the lift pin.
  • a function having elasticity in the moving direction it is possible to provide a function having elasticity in the moving direction.
  • Embodiment 2 of the present invention show Embodiment 2 of the present invention.
  • members having the same functions as those used in Embodiment 1 are assigned the same reference numerals and explanations thereof are omitted.
  • the electrode stay in plasma processing apparatus S
  • the arrangement of the plurality of suction ports 6 &.. Constituting the suction mechanism 6 formed on the mounting surface 11 of the die 2 is different from the apparatus of the first embodiment shown in FIG.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along the line DD ′ in FIG.
  • the suction force increases by reducing the pitch of the suction ports 6a, and it is possible to avoid losing the panel force of the coil spring 23 in the panel type lift pin 20. This is inevitable.
  • the suction ports 6a are 20 to: in the area where the panel type lift pins 20 are arranged, except for the area where the panel type lift pins 20 that LOOmm wants are arranged.
  • the range can be set.
  • the pitch between the suction ports 6a is designed to be 100mm in the dense part and 200mm in the other parts!
  • the electrode stage 2 By configuring the electrode stage 2 as described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
  • the substrate to be processed 4 can be reliably attracted to the electrode stage 2 side and attracted, and the substrate to be processed 4 and the electrode stage 2 can be brought into contact with each other. That is, by changing the pitch of the suction ports 6a in accordance with the type of lift pins in the lift pin mechanism 7 on the mounting surface 11, a plasma processing apparatus that can suppress processing costs and improve processing unevenness can be obtained.
  • 18 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ in FIG.
  • no gap is formed between the substrate to be processed 4 and the electrode stage 2 and between the substrate to be processed 4 and the upper end of the lift pin. If the substrate to be processed 4 has a structure in contact with both the electrode stage 2 and the lift pin in the vicinity of the lift pin where the panel type lift pin 20 having elasticity in the moving direction is arranged, Not limited to this, other structures may be used.
  • the substrate surface is plasma-processed to form a color filter on the substrate.
  • the procedure for one manufacturing process will be explained.
  • the black matrix 41 is formed on the substrate 40, and the recesses 42 are formed.
  • the substrate 40 a glass substrate or a plastic substrate is preferably used, but is not particularly limited as long as it has necessary characteristics such as transparency and mechanical strength as a color filter.
  • the pattern shape of the black matrix 41 includes a matrix shape shown in FIG. 22 (a), a stripe shape shown in FIG. 22 (b), and the like, but is not particularly limited. Here, description will be made by taking the matrix shape of FIG. 22 (a) as an example.
  • the black matrix 41 functions as a partition (partition) for forming a recess 42 for receiving ink and preventing mixing of different color inks between the adjacent recesses 42.
  • the formation method of the black matrix 41 is not particularly limited, and a known method may be used.
  • the black matrix 41 can be formed by patterning black resin using a photolithography method or the like. Black matrix, 0. 5 to 3. 0 m thick formed on it is good preferred, especially from 1.0 to 2.0 111 thick mosquito terminal Mashii 0
  • the substrate 40 on which the black matrix 41 is thus formed is mounted on the electrode stage 2 of the plasma processing apparatus S of the first and second embodiments, and the black matrix 41 is subjected to water repellent treatment ( Water repellent process).
  • the processing gas it is preferable to apply a fluorine-containing gas such as CF4, C2F6, and SF6.
  • a fluorine-containing gas such as CF4, C2F6, and SF6.
  • the processing gas is not limited to the above, and any gas may be used as long as it can have water repellency that can prevent the color mixing of the black matrix 41.
  • a UV treatment or a plasma treatment using Ar, He, 02 as a treatment gas may be added before the above water-repellent treatment.
  • Ryosuke hydrophilic process
  • the ink 44 is discharged from the nozzles 43 using an ink jet apparatus (ink discharge process).
  • the ejection of the ink 44 is selectively performed only on the recesses 42 between the black matrices 41 while overcoming the black matrix 41.
  • a thermosetting ink in which a pigment is dispersed is preferably used as the ejected ink 44.
  • the ink 44 can be ejected using a known method.
  • FIG. 23 is a plan view of the color filter in a state where the ink 44 is ejected as viewed from above the substrate 40.
  • inks 44, 45, and 46 are inks in which red, blue, and green pigments are dispersed, respectively. Since FIG. 21 is a cross-sectional view, it is assumed that only one red color of ink 44 is visible.
  • the ink 44 is dried to form the colored layer 48.
  • the colored layer 48 can be formed by evaporating the solvent, followed by baking and thermal polymerization of the ink 44.
  • the ink solvent evaporation method and the firing method may be appropriately used according to the state of the ink 44, the substrate 40, and the like.
  • the color filter manufactured by the above manufacturing method can improve the unevenness in the vicinity of the lift pins of the plasma processing apparatus, and can produce a color filter with a good display quality with less unevenness on the entire surface.
  • a liquid crystal display device having a color filter manufactured in this way can perform a high-performance and high-quality display and can apply a comfortable viewing environment to the user.
  • a black matrix 41 was formed on a substrate 40, and a concave portion 42 having a concave shape was formed.
  • a glass substrate of 0.7 mm was used as the substrate 40 mm.
  • the black matrix 41 was made of resin black and formed to a thickness of 1.5 / zm by spin coating or photo process.
  • the hydrophilic treatment of the concave portion 42 was performed by UV treatment.
  • plasma treatment was performed using the plasma treatment apparatus S of the first and second embodiments described above using a fluorine-containing gas, and black Water repellent treatment on the matrix 41 was performed.
  • the contact angle of the hydrophilized concave portion 42 with respect to pure water was about 10 °
  • the contact angle with respect to pure water on the black matrix 41 was about 90 °: LO 0 °.
  • the ink 44 was ejected from the nozzles 43.
  • the ink 44 was ejected selectively only in the recesses 42 between the black matrices 41 while overcoming the black matrix 41.
  • the ink was ejected at the same time in three colors (R), (G), and (B) at 5 pl per ink drop in an environment of 25 ° C. using an inkjet apparatus.
  • the state of the ink 44 after ejection (the same applies to the ink 45 and the ink 46) was a shape bulging in a convex shape at the concave portion 42 as shown in FIG. 21 (c).
  • the ink 44 was thermally polymerized by evaporating the solvent at 100 ° C. for 10 minutes using a hot plate and baking it at 220 ° C. for 30 minutes in an oven.
  • the colored layer 48 was formed as shown in FIG. 21 (d).
  • the stage apparatus of the present invention includes a stage having a mounting surface on which a substrate to be processed is mounted, and a first pin that is provided on the stage and that can be projected and retracted from the mounting surface. And a lift pin mechanism that separates the placement surface force of the substrate to be processed when the first pin protrudes, and the lift pin mechanism is immersed in the stage. And a contact adjusting means for bringing the substrate to be processed into contact with the substrate to be processed on the mounting surface without raising the mounting surface force.
  • the plasma processing apparatus of the present invention generates plasma between the electrode stage and the counter electrode in a pressure environment near atmospheric pressure, so that a substrate to be processed placed on the electrode stage is applied to the substrate to be processed.
  • a plasma processing apparatus that performs plasma processing includes the above-described stage device of the present invention as the electrode stage.
  • the contact adjusting means provided in the lift pin mechanism force the upper end of the first pin immersed in the stage, the substrate to be processed on the mounting surface (corresponding to the suction surface) ),
  • the upper surface of the first pin and the mounting surface can be made the same height using the processing substrate.
  • a stage device without a step between the upper end of the first pin and the placement surface is used using the substrate to be treated. Realize. [0108]
  • the stage apparatus of the present invention since the stage apparatus of the present invention is used in the electrode stage, the substrate to be processed and the first surface are also located near the first pin. It comes in contact with both pins.
  • the above-described gap between the lift pin (first pin) and the mounting surface is a gap, and no plasma is generated and the voltage drop is large and the substrate to be processed and the lift pin (first pin) Or a gap between the substrate to be processed and the mounting surface is not formed, so that processing unevenness and processing omission that occur on the substrate to be processed can be reduced.
  • the contact adjusting means comprises an elastic function providing means for imparting a function having elasticity in the moving direction to the first pin
  • the first pin can be configured such that the upper end of the first pin is brought into contact with the substrate to be processed by the elasticity provided by the elastic function providing means.
  • the contact adjusting means is composed of an elastic function imparting means for imparting a function having elasticity in the moving direction to the first pin, and the first pin is imparted from the elastic function imparting means.
  • the upper end of the first pin is brought into contact with the substrate to be processed by elasticity.
  • the upper end of the first pin that lifts the treated substrate from the mounting surface can be insect-caught on the treated substrate.
  • the elastic function providing means can be constituted by, for example, an elastic body having elasticity in the moving direction of the first pin provided in the first pin.
  • the substrate to be processed is placed on the placement surface at the storage position where the first pin is immersed in the stage.
  • the upper end of the first pin protrudes from the mounting surface in a state where the substrate is not mounted, and the upper end of the first pin is loaded by the load of the substrate to be processed while the substrate to be processed is mounted on the mounting surface. It can be set as the structure which becomes the same height as the above-mentioned mounting surface.
  • the substrate to be processed is placed on the placement surface at the storage position where the first pin is immersed in the stage.
  • the upper end of the first pin is located below the mounting surface, and After the substrate to be processed is mounted on the mounting surface, the first pin can be raised and the upper end of the first pin can be in contact with the substrate to be processed.
  • the stage is provided with a suction mechanism that sucks and holds the substrate to be processed on the mounting surface.
  • the substrate to be processed is sucked and held on the mounting surface, and the substrate to be processed can be firmly fixed as compared with a single mounting. Since the load applied to the first pin is stronger than that due to the weight of the substrate to be processed alone, a function having elasticity in the movement direction of the first pin is added to place the substrate to be processed. When the upper end of the first pin is brought into contact with the substrate to be processed without raising the surface force, it becomes easy to perform the stubborn.
  • the suction force in the suction mechanism is stronger than other regions in the vicinity of the first pin to which the function having elasticity is given.
  • the lift pin mechanism can protrude from the placement surface on the outer peripheral portion of the stage and is elastic in the moving direction of the second pin.
  • a second pin that does not have the second pin, and the second pin is positioned so that the upper end of the second pin is positioned below the placement surface when immersed in the stage. It can be.
  • a second pin that can protrude from the placement surface and does not have elasticity in the moving direction of the second pin is arranged on the outer periphery of the stage.
  • the upper end of the second pin is positioned below the placement surface, so that the second pin is covered on the outer peripheral side of the stage. It is possible to prevent the processing substrate from being lifted.
  • the display panel substrate of the present invention is a display panel substrate used for manufacturing a display panel, and the plasma processing described above of the present invention capable of effectively reducing the occurrence of processing unevenness. Since the surface treatment is performed using the equipment, the display panel is manufactured using such a display panel substrate, so that there is no display unevenness! ⁇ A display device with excellent display quality can be provided.
  • a display panel substrate or the like can be applied to manufacturing.

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Abstract

　ステージの載置面に被処理基板が載置された状態において、リフトピンの上端と載置面との間に段差が生じないステージ装置を提供し、また、該ステージ装置を電極ステージとして利用して、処理ムラの発生を抑制し得るプラズマ処理装置を提供する。 電極ステージ（２）の中央部には、ピン移動方向に弾性を持つバネ式リフトピン（２０）が配されている。バネ式リフトピン（２０）は、収納位置において、ピン上端（２０ａ）が電極ステージ（２）の載置面（１１）よりも上方に突出しており、載置面（１１）に被処理基板（４）が載置されて吸着されることで、被処理基板（４）より受ける荷重にて載置面（１１）と同じ高さにまで押し下げられる。

Description

明 細 書
ステージ装置及びプラズマ処理装置
技術分野
[0001] 本発明は、大気圧近傍の圧力環境下でプラズマ処理を行うプラズマ処理装置、及 び、該プラズマ処理装置等の処理装置に好適に利用できる被処理基板を載置する ステージ装置に関するものである。
背景技術
[0002] 従来から、例えばガラスやプラスチック等の基板に対し、 0. 1〜： LOTorr程度の低 圧のグロ一放電プラズマによって表面処理を行うことが広く知られており、産業的にも 応用されている。処理環境をこのような真空レベルの低圧にすると、放電からアーク 放電への移行を防止できるため、基板が耐熱性の低いプラスチック等であっても、表 面処理を行うことが可能となる。
[0003] ところが、低圧のグロ一放電プラズマによる表面処理を行う場合には、処理容器とし て高価な真空チャンバや、真空排気装置が必要となってしまう。また、いわゆる液晶 テレビ等の大画面化に代表されるように、基板の大型化が進められている分野もあり 、この場合には、より大きな真空チャンバや真空排気装置が必要となる。その結果、 装置コストが高くなり、装置のフットプリントが大きくなることも避けられない。また、吸 水率の高い基板に表面処理を行う場合には、真空チャンバの内部を真空にするのに 長時間を要し、処理コスト自体が高くなつてしまうという問題もある。
[0004] そこで、上記の種々の問題を克服するために、大気圧下でグロ一放電プラズマを 生じさせて基板の表面処理を行う装置が提案されている（例えば、特許文献 1参照）
[0005] このようなプラズマ処理装置は、図 24に示すように、被処理基板 104を保持する電 極ステージ 102と、電極ステージ 102に対向して配置された対向電極 103とを備えて いる。対向電極 103には、処理ガスが流出するガス供給孔（図示省略）が複数形成さ れ、電圧を印加するための電源部 110が接続されている。一方、電極ステージ 102 は、被処理基板 104を突き上げて支持するリフトピン機構 120と、被処理基板 104を 電極ステージ 102の表面に吸着させる吸着溝 106とを備え、接地されている。
[0006] 吸着溝 106は、被処理基板 104と電極ステージ 102との間に空隙部 108を有する 力 その空隙部 108には内部が低圧であるためにプラズマが容易に生じる。したがつ て、吸着溝 106における電圧降下は比較的小さい。
[0007] 等価回路である図 25に示すように、吸着溝 106の近傍では、電源部 110と接地部 112との間において、抵抗 131と、コンデンサ 132と、抵抗 130とが直列に接続され た回路構成を考えることができる。抵抗 131は、対向電極 103と被処理基板 104との 間に発生したプラズマによる電圧降下を示している。コンデンサ 132は、被処理基板 104における電気容量である。また、抵抗 130は、吸着溝 106における電圧降下を 示している。コンデンサ 132における電圧降下は比較的大きいが、抵抗 132, 130に おける電圧降下は比較的小さい。このように、吸着溝 106の空隙部 108における電 圧降下は小さいため、被処理基板 104に対する処理ムラは実質的に発生しない。
[0008] また、特許文献 2には、プラズマ処理装置に限るものではないが、載置台上に載置 されたウェハを載置面力 浮力せる複数の昇降ピンの上昇時の高さを独立に制御す る技術が開示されている。
特許文献 1：日本国公開特許公報「特開平 7— 118857号公報（1995年 5月 9日公 開)」
特許文献 2 :日本国公開特許公報「特開 2002— 64132号公報（2002年 2月 28日公 開)」
発明の開示
[0009] ところで、リフトピン機構 120の機械的精度には限界があるため、リフトピン機構 120 の降下時におけるピン（リフトピン）の上端 120aの位置を、電極ステージ 102の吸着 面 102aと同じ高さとなるように設定したとしても、設定通りにはならない。つまり、図 2 4に示すように、吸着面 102aよりも下方に沈んだ状態となったり、図 26に示すように、 逆に吸着面 102aよりも突出した状態となったりする。
[0010] ピンの上端 120aが、電極ステージ 102の吸着面 102aよりも低くなると、図 24に示 すように、ピンの上端 120aと被処理基板 104との間に段差による空隙部 109が生じ る。また、ピンの上端 120aが、電極ステージ 102の吸着面 102aよりも高くなると、図 2 6に示すように、吸着面 102aと被処理基板 104との間に、段差による空隙部 111が 生じる。
[0011] し力しながら、吸着溝 106の場合とは異なり、これら段差による空隙部 109 · 111の 圧力は大気圧であるので、電圧印加時においてもプラズマが生じない。その結果、 空隙部 109 · 111における電圧降下は大きくなつてしまう。
[0012] すなわち、等価回路である図 27に示すように、リフトピン機構 120の近傍では、電 源部 110と接地部 112との間において、抵抗 131と、コンデンサ 132と、コンデンサ 1 33とが直列に接続された回路構成を考えることができる。コンデンサ 133は、リフトピ ン機構 120の近傍で生じた、ピンと吸着面 102aとの段差による空隙部 109 · 111の 電気容量である。このように、段差による空隙部 109 · 111では、プラズマが生じない ので電圧降下が比較的大きくなることが避けられない。その結果、被処理基板 104に 処理ムラや!、わゆる処理抜けが生じてしまう。
[0013] 本発明は、斯カる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ステ 一ジの載置面に被処理基板が載置された状態において、リフトピン機構のピンの上 端と載置面との間に段差が生じないステージ装置を提供し、また、このようなステージ 装置を搭載することで処理ムラの発生を抑制し得るプラズマ処理装置を提供すること にある。
[0014] 本発明のステージ装置は、目的を達成すベぐ被処理基板が載置される載置面を 有するステージと、上記ステージに設けられると共に上記載置面から出没可能な第 1 のピンを有し、上記第 1のピンが突出することによって上記被処理基板を上記載置面 力も離脱させるリフトピン機構とを備え、上記リフトピン機構は、上記ステージに没入し た状態の上記第 1のピンの上端を、上記載置面上の被処理基板に、該被処理基板 を載置面力 持ち上げることなく接触させる接触調整手段を備えることを特徴として いる。
[0015] また、本発明のプラズマ処理装置は、大気圧近傍の圧力環境下で、電極ステージ と対向電極との間にプラズマを生じさせることにより、上記電極ステージに載置された 被処理基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置にぉ 、て、上記電極ステ ージとして、上記した本発明のステージ装置を備えることを特徴として 、る。 [0016] 本発明のステージ装置の構成によれば、リフトピン機構に備えられた接触調整手段 力 ステージに没入した状態の第 1のピンの上端を、被処理基板を載置面（吸着面に 相当）から持ち上げることなぐ載置面上の被処理基板に接触させるので、第 1のピン の上端と載置面とを、被処理基板を利用して同じ高さとすることができる。
[0017] つまり、載置面に被処理基板が載置された状態においては、該被処理基板を利用 して、第 1のピンの上端と載置面との間に段差のないステージ装置が実現する。
[0018] そして、本発明のプラズマ処理装置では、このような本発明のステージ装置を電極 ステージにおいて用いているので、第 1のピン近傍においても、被処理基板は、載置 面と第 1のピンとの両方と接触するようになる。
[0019] これにより、前述したリフトピン (第 1のピン）と載置面との段差による空隙部であって 、プラズマが生じず電圧降下の大きい、被処理基板とリフトピン (第 1のピン）との間、 或いは被処理基板と載置面との間の空隙部、が形成されないので、被処理基板に生 じる処理ムラや処理抜けを低減することができる。
[0020] それゆえ、載置面に被処理基板が載置された状態において第 1のピンの上端と載 置面との間に段差が生じないステージ装置、及びプラズマ処理装置を提供できると いう効果を奏する。
[0021] また、本発明の表示パネル用基板は、表示パネルの製造に用いられる表示パネル 用基板であって、処理ムラの発生を効果的に低減することが可能な本発明の上記し たプラズマ処理装置を用いて表面処理が施されたことを特徴として 、るので、このよう な表示パネル用基板を用いて表示パネルを製造することで、表示ムラのな 、表示品 位の優れた表示装置を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0022] [図 1]本発明の実施の形態を示すものであり、実施の形態 1のプラズマ処理装置の概 略構成を示す断面図である。
[図 2]図 1のプラズマ処理装置に搭載された電極ステージの外観を示す平面図である [図 3]図 2における B—B'線断面図である。
[図 4]リフトピンが収納位置にあり、電極ステージに被処理基板が載置されていない 状態を示す図 2における A— A'線断面図である。
[図 5]リフトピンが収納位置にあり、電極ステージに被処理基板が載置された状態を 示す図 2における A—A'線断面図である。
[図 6]リフトピンが収納位置にあり、電極ステージに載置された被処理基板が吸着され た状態を示す図 2における A—A'線断面図である。
圆 7]リフトピンが突出位置にあり、被処理基板を電極ステージより離脱させた状態を 示す図 2における A—A'線断面図である。
[図 8] (a)は図 1のプラズマ処理装置におけるリフトピン近傍の要部断面模式図であり 、（b)はその等価回路を示す回路図である。
[図 9]電極ステージの外周部にパネ式リフトピンを配置した場合に生じ得る不具合を 説明する図面である。
[図 10]電極ステージの外周に電極面が露出していた場合に生じる異常放電を説明 するもので、 （a)は電極面が露出したプラズマ処理装置の要部断面模式図であり、 (b )はその等価回路を示す回路図である。
[図 11]電極ステージの外周部に絶縁部が配されことで異常放電が生じないことを説 明するもので、 （a)は図 1のプラズマ処理装置の要部断面模式図であり、（b)はその 等価回路を示す回路図である。
[図 12]図 1のプラズマ処理装置に搭載することのできる他の電極ステージの外観を示 す平面図である。
[図 13] (a)〜（e)共に、電極ステージの外周部に配された絶縁部を稼動式とした、本 発明のその他の実施の形態のプラズマ処理装置に搭載された電極ステージの構成 を示す断面図である。
圆 14]図 1のプラズマ処理装置の変形例におけるリフトピン近傍の要部断面模式図 である。
圆 15]図 1のプラズマ処理装置の変形例におけるリフトピン近傍の要部断面模式図 である。
[図 16]パネ式リフトピンの昇降手順が異なる、本発明のその他の実施の形態のプラズ マ処理装置に搭載された電極ステージの構成を示す断面図である。 [図 17]本発明の他の実施の形態を示すものであり、実施の形態 2のプラズマ処理装 置に搭載された電極ステージの外観を示す平面図である。
[図 18]リフトピンが収納位置にあり、電極ステージに載置された被処理基板が吸着さ れた状態を示す図 17における C C，線断面図である。
[図 19]図 1のプラズマ処理装置に搭載された電極ステージの外観を示す平面図であ る。
[図 20]リフトピンが収納位置にあり、電極ステージに載置された被処理基板が吸着さ れた状態を示す図 19における D— D，線断面図である。
[図 21] (a)〜（d)は共に、図 1又は図 17のプラズマ処理装置を用いて基板上にカラ 一フィルタを形成する液晶パネルの一製造工程の手順を示す断面図である。
[図 22] (a) (b) 共に、カラーフィルタの形成で使用するブラックマトリクスの形状の一 例を示すものであって平面図である。
[図 23]図 21 (b)にて示すインク吐出後の状態を示す平面図である。
圆 24]従来のプラズマ処理装置を拡大して示す断面図である。
圆 25]従来のプラズマ処理装置における吸着溝の等価回路を示す回路図である。
[図 26]従来の他のプラズマ処理装置を拡大して示す断面図である。
圆 27]従来のプラズマ処理装置におけるリフトピン近傍における等価回路を示す回 路図である。
符号の説明
S プラズマ処理装置
2 電極ステージ
3 対向電極
4 被処理基板
6 吸着機構
oa 吸着口
7 リフトピン機構
11 吸着面
18a 処理有効領域 18b 処理無効領域
20 パネ式リフトピン（第 1のピン）
28 固定式リフトピン（第 2のピン）
発明を実施するための最良の形態
[0024] 〔発明の実施の形態 1〕
図 1〜図 11は、本発明の実施の形態 1を示している。本実施の形態のプラズマ処 理装置 Sは、断面図である図 1に示すように、処理容器 1の内部に、電極ステージ装 置 (ステージ装置） 35と対向電極 3とを備えている。そして、電極ステージ装置 35に おける電極ステージ 2上に保持されたガラス基板等の被処理基板 4に対し、大気圧 近傍の圧力環境下でプラズマ処理を施すようになって!/、る。
[0025] 対向電極 3は、導電性部材により構成され、電極ステージ 2に対向して配置されて いる。対向電極 3には、電源部 10が接続されており、対向電極 3は、電極ステージ 2と の間で放電可能になっている。また、対向電極 3は、上記処理容器 1内部の上方位 置に設置され、電極ステージ 2との対向面とは反対側の面に、対向電極 3の内部に 処理ガスを導入するためのガス導入管 9の一端が接続されている。そして、対向電極 3には、複数のガス導入孔 8· · ·が形成され、ガス導入管 9から対向電極 3に供給され た処理ガスを、各ガス導入孔 8を介して被処理基板 4側へ供給するようになって ヽる。
[0026] なお、対向電極 3の構成については、上記の構成で限定されるものではなぐ対向 電極 3と電極ステージ 2の間に均一にガスが導入される機構であれば良い。
[0027] 上記ガス導入管 9の他端側は、処理容器 1の外部へ延出され、ガス供給源に接続 されている。該処理容器 1の底部には、処理容器 1の内部の排気ガスを排出するた めの排気管 5が接続されている。
[0028] 電極ステージ装置 35は、電極ステージ 2と、該電極ステージ 2に設けられた吸着機 構 6及びリフトピン機構 7とを有して 、る。
[0029] 電極ステージ 2は、被処理基板 4を載置するものであり、板状をなす導電性部材より なる電極部 2aと、該電極部 2aの周囲に配された絶縁体よりなる絶縁部 2bとを有する 。電極部 2a及び絶縁部 2bの上面力 被処理基板 4を載置する載置面 11となってい る。電極部 2aは接地されている。 [0030] 図 2に示すように、載置面 11上の領域は、プラズマ処理を行う処理有効領域 18aと 、プラズマ処理を行わな!/、（或いは行っても所定の品質を呈さな 、）処理無効領域 18 bとに分けられる。図 2において、一点鎖線にて囲う内側の領域力 処理有効領域 18 aであり、上記絶縁部 2bを含む一点鎖線より外周側の領域力 処理無効領域 18bで ある。該処理無効領域 18bは、載置面 11に載置された被処理基板 4における画素無 効領域が位置するように設定されている。被処理基板 4における画素無効領域の寸 法から考慮して、上記絶縁部 2bの幅は、 5mm以上が好ましぐより好ましくは 5〜10 mmである。
[0031] 上記絶縁部 2bは、異常放電防止の機能を有するものである。つまり、被処理基板 4 と電極ステージ 2とが同じサイズであり、電極ステージ 2の側端面に電極部 2aが露出 していると、図 10 (a)に示す箇所 Aにおいて、被処理基板 4によるコンデンサを介す ることなく、電極ステージ 2と対向電極 3との電極剥き出し同士の放電、異常放電が起 こる。図 10 (b)は、図 10 (a)の等価回路であり、抵抗 33は対向電極 3と電極ステージ 2との間での直接の放電による電圧降下を示している。
[0032] これに対し、本実施の形態のように、絶縁部 2bを電極ステージ 2の周囲に配するこ とで、図 11 (a)、及びその等価回路である同図 (b)に示すように、異常放電は起こら ず、被処理基板 4によるコンデンサ 32を介した放電 (正常放電)となる。なお、抵抗 31 は、対向電極 3と被処理基板 4との間の電圧降下を示している。
[0033] 吸着機構 6は、図 1に示すように、被処理基板 4を電極ステージ 2における載置面 1 1に吸着させるものである。本実施の形態では、吸着機構 6は、載置面 11に開口する 断面円状の縦孔よりなる、複数の吸着口 6a…より構成されている。
[0034] 図 3に示すように、電極ステージ 2の背面側には、複数の排気通路 19が設けられて いる。各吸着口 6aは、排気通路 19を介して真空ポンプ 50へ接続されている。各排 気通路 19は、真空ポンプ 50が駆動されることにより内部が減圧され、各吸着口 6aに 真空力 (負圧)を発生させる。つまり、載置面 11に被処理基板 4を載置した状態で真 空ポンプ 50を駆動させることで、各吸着口 6aの内部に真空力を発生させて、上記被 処理基板 4を載置面 11に吸着保持することができる。
[0035] また、各吸着口 6aは、図 2に示すように、電極ステージ 2の載置面 11に、均等にマト リクス状に配置されている。吸着口 6aを載置面 11に分散して形成することで、被処理 基板 4を載置面 11の全体に亘つて均一に吸着保持することができる。
[0036] さらに、ここでは、図 3に示すように、吸着口 6aを複数個ずつまとめて 1つの排気通 路 19に接続しているので、各吸着口 6aそれぞれに排気通路 19を接続する構成より も、構造の簡素化を図ることができる。
[0037] なお、吸着口 6aは、被処理基板 4と電極ステージ 2との間に空隙部を有する力 前 述したように、吸着口 6a内部は真空引きされることで低圧であるため、プラズマが容 易に生じ、電圧降下は比較的小さぐ処理ムラの問題は少ない。し力しながら、吸着 口 6aの径が大きい場合、たとえ空隙部が負圧であっても、処理ムラが生じる惧がある 。したがって、各吸着口 6aの直径は 0. 5mm以下であることが望ましい。
[0038] また、吸着口 6a同士のピッチであるが、 100mm以下となると、電極ステージ 2及び 絶縁部 2bにおいて複雑な加工が必要となり、コスト高となる。一方、ピッチが広すぎる と、被処理基板 4を載置面 11に吸着させる能力に影響をきたし、負圧を強める必要 がある。そこで、吸着口 6a同士のピッチは、 100〜200mmの範囲であることが好まし い。
[0039] なお、吸着機構 6としては、上記以外に、電極ステージ 2上に平面視で矩形リング 状 (方形の枠状)に形成され、同心状に並んで配置された複数の吸着溝よりなる構成 としてもよい。その場合は、各吸着溝の底部に形成された排気通路を介して真空ボン プ等に接続すればよい。この場合も吸着溝の溝幅は、 0. 5mm以下であることが望ま しい。
[0040] リフトピン機構 7は、電極ステージ 2の載置面 11より出没可能に構成されたリフトピン を用いて、電極ステージ 2上に被処理基板 4を設置し、また、電極ステージ 2より被処 理基板 4を離脱させるものである。詳細については後述する力 本実施の形態では、 電極ステージ 2に没入した状態のリフトピンの上端を、載置面 11上の被処理基板 4に 、該被処理基板 4を載置面 11から持ち上げることなく接触させる接触調整手段を備 えており、これにより、プラズマ処理時における前述した処理ムラを低減し得るように なっている。
[0041] このような構成のプラズマ処理装置 Sにおいては、対向電極 3と電極ステージ 2との 間に処理ガスが供給された状態で、電源部 10から対向電極 3と電極ステージ 2との 間に例えば 1〜数十 kVの電圧を印加することにより、対向電極 3と電極ステージ 2と の間にプラズマを生じさせるようになつている。そして、このプラズマによって、被処理 基板 4がプラズマ処理される。
[0042] 例えば、被処理基板 4上に形成されている薄膜 (化学的、機械的、光学的又は電 気的な特性を有する薄膜)をエッチングする場合には、処理ガスとして CF4と、 He又 は Arとの混合ガスを適用することが好ましい。また、被処理基板 4の表面に撥水性（ 発液性)を付与するような処理を行う場合には、処理ガスとして、 CF4、 C2F6、及び SF6等のフッ素含有ガスを適用することが可能である。また、被処理基板 4の表面に Si02、 Ti02、 Sn02等の金属酸化膜の薄膜を形成して、被処理基板 4に親水性を 付与する場合には、水素化金属ガス、ハロゲン化金属ガス、及び金属アルコラート等 の金属有機化合物のガス又は水蒸気を適用することが可能である。
[0043] 次に、プラズマ処理装置 Sの電極ステージ装置 35に搭載されているリフトピン機構 7について、図 4〜図 7を用いて、詳細に説明する。図 4〜図 7は、図 2における A— A '線断面図である。
[0044] 上述したように、リフトピン機構 7は、電極ステージ 2の載置面 11より出没可能に構 成されたリフトピンを備えている。ここでは、ピン移動方向に弾性を有するコイルスプリ ング (弾性体） 23を備えたパネ式リフトピン (第 1のピン） 20と、該バネ 23を具備しない 固定式リフトピン (第 2のピン） 28との 2種類を備えている。図 2に示すように、パネ式リ フトピン 20は電極ステージ 2の中央部の電極部 2aに配され、固定式リフトピン 28は電 極ステージ 2の外周部、ここでは絶縁部 2bに配されている。
[0045] パネ式リフトピン 20及び固定式リフトピン 28は共に、図 4に示すように、電極ステー ジ 2に形成された、各シリンダ 26内に配設されている。シリンダ 26は、載置面 11に開 口された円筒状の穴部より構成されている。パネ式リフトピン 20及び固定式リフトピン 28は、シリンダ 26の長さ方向（つまり上下方向）に移動可能に構成されており、図 4 に示す収納位置と、図 7に示す突出位置との間を移動する。
[0046] 収納位置とは、パネ式リフトピン 20及び固定式リフトピン 28が、その上端 20a' 28a を載置面 11近傍に位置させた位置である。また、突出位置とは、ノ ネ式リフトピン 20 及び固定式リフトピン 28が、その上端 20a ' 28aを載置面 11よりも上方に突出させた 位置であり、載置面 11上にある被処理基板 4を、載置面 11より離脱させることができ る。これらパネ式リフトピン 20及び固定式リフトピン 28は、電極ステージ 2と同様に電 気的に接地されている。
[0047] パネ式リフトピン 20は、シリンダ 26の内壁に沿う形状の円柱状に形成されたピストン 部 21と、上面が平坦に形成されたボルト状のピン上部 22と力 コイルスプリング（弹 性体） 23にて連結されている。コイルスプリング 23は、上端 20aを載置面 11上の被 処理基板 4に、該被処理基板 4を載置面 11から持ち上げることなく接触させる接触調 整手段であって、また、パネ式リフトピン 20に対してその移動方向に弾性を持つ機能 を付与する弾性機能付与手段でもある。パネ式リフトピン 20は、該コイルスプリング 2 3によて弾性を持つ機能が付与されることで、長さ方向でもあるピン移動方向に弾性 を有するものとなっている。
[0048] つまり、パネ式リフトピン 20をピン移動方向に弾性をもつ構成とすることで、たとえバ ネ式リフトピン 20を、上端 20aの位置が載置面 11aと同じとなる位置で正確に停止さ せることができなくとも、パネ式リフトピン 20の弾性を利用して、電極ステージ 2に没入 した状態のパネ式リフトピン 20の上端 20aを、載置面 11上の被処理基板 4に、該被 処理基板 4を載置面 11から持ち上げることなく接触させることができる。
[0049] 本実施の形態において、パネ式リフトピン 20は、図 4に示すように、収納位置にあつ て、載置面 11に被処理基板 4が搭載されておらず、ピン上部 22に対して何ら荷重の かかって!/、な 、状態では、パネ式リフトピン 20の上端 20aが載置面 11よりも若干量、 上方に突出している。荷重の力かっていない状態で、パネ式リフトピン 20の上端 20a が載置面 11より突出している突出量は、被処理基板 4の自重がパネ式リフトピン 20 のパネ力に打ち勝って、その上端 20aを、載置面 11と同じ高さにまで押し込むことが できる量であり、適宜設定すればよいが、例えば 0. 3〜0. 8mmとすることができる。
[0050] そして、図 6に示すように、パネ式リフトピン 20は、載置面 11に被処理基板 4が載置 され、吸着機構 6の作用で被処理基板 4が吸着されることで、シリンダ 26内に完全に 押し込まれるようになつている。シリンダ 26内に押し込まれた状態のパネ式リフトピン 20は、コイルスプリング 23の元の状態に戻ろうとする力にて、ピン上端 20aを被処理 基板 4に押し当てているため、被処理基板 4は、リフトピン近傍においても、載置面 11 とリフトピンの両方に接触するようになる。
[0051] これにより、本実施の形態のプラズマ処理装置 Sでは、プラズマ処理時において、 パネ式リフトピン 20の上端 20aと載置面 11の高さの違いによる前述した空隙部が生 じず、処理ムラを低減することができる。
[0052] ところで、吸着機構 6にて吸着された被処理基板 4がピン上部 22に加える力（荷重） にて、パネ式リフトピン 20をシリンダ 26内に完全に押し込むには、被処理基板 4がピ ン上部 22にカ卩える力（荷重）とコイルスプリング 23の元の状態に戻ろうとする力とが釣 り合った状態での上端 20aの位置が、載置面 11よりも下方にある必要がある。吸着機 構 6による吸着作用を利用する場合、被処理基板より受ける荷重を大きくできるので、 このような設計が容易である。
[0053] し力しながら、もちろん、吸着機構 6による吸着作用を考慮することなぐ被処理基 板 4の自重にて力かる荷重のみを基に設計することもできる。但し、 1つのパネ式リフ トビン 20にかかる荷重は、被処理基板 4の重さやパネ式リフトピン 20の配置数、その 他、基板の反り等によっても変化する。そのため、被処理基板 4による荷重とコイルス プリング 23の元の状態に戻ろうとする力とが釣り合った状態での上端 20aの位置は、 コイルスプリング 23のパネ力を同じとした場合、被処理基板 4力もの荷重にて変化し てしまい、荷重が小さい載置面 11の外周部においては、載置面 11よりも上にくる惧 れがある。釣り合った状態での上端 20aが、載置面 11よりも上にくると、載置面 11に 被処理基板 4を載置しても、パネ式リフトピン 20の上端 20aが載置面 11よりも突出し たままとなる。
[0054] これに対し、本実施の形態のように、被処理基板 4が載置面 11に吸着保持される 構成とすることで、被処理基板 4の自重が小さくとも、確実に被処理基板 4を載置面 1 1に接触させることができる。また、被処理基板 4が吸着された状態でピン上部 22に 力かる荷重を基にコイルスプリング 23のパネ力を設定することができるので、被処理 基板 4の自重による荷重のみに基づく場合よりもパネ力よりも強くできるので、コイル スプリング 23の設計が容易になり、また、コイルスプリング 23の寿命も長くできる。
[0055] また、パネ式リフトピン 20においては、ピストン部 21とピン上部 22との間には、コィ ルスプリング 23を囲うように、円筒部材 24が設けられている。該円筒部材 24の下端 はピストン部 21に固定され、上端は開放されている。また、ピン上部 22の軸部には、 該円筒部材 24と当接する、鍔状の係止片 25が設けられている。
[0056] 円筒部材 24と係止片 25とは、コイルスプリング 23の収縮を規制するものである。つ まり、ピン上部 22が押圧されることでピン上部 22は下方に移動し、コイルスプリング 2 3は収縮するが、係止片 25が円筒部材 24に当接することで、コイルスプリング 23は、 これ以上収縮することはな 、。
[0057] コイルスプリング 23の収縮がこのようにして規制されることで、パネ式リフトピン 20の 最短寸法が規定され、コイルスプリング 23に必要以上の圧力が加わることなぐコィ ルスプリング 23の劣化を抑制できる。また、被処理基板 4の電極ステージ 2からの離 脱工程時において、コイルスプリング 23の部分力 円筒部材 24と係止片 25とによつ て、円柱状の部材のように機能するので、被処理基板 4を離脱させる動作時、固定式 リフトピン 28と同等に機能し、被処理基板 4を安定して離脱させることが可能となる。
[0058] 但し、コイルスプリング 23は、パネ式リフトピン 20の上端 20aが載置面 11と同一の 高さまで収縮する必要があるので、円筒部材 24と係止片 25との離間距離、つまり、 係止片 25が円筒部材 24に当接するまでに移動する距離は、収納位置で上端 20a が載置面 11より突出している量よりも長く設定しておく必要がある。
[0059] 一方、固定式リフトピン 28は、シリンダ 26の内壁に沿う形状の円柱状に形成されて おり、電極ステージ 2の背面側（図 4で下側）で、載置面 11側（図 4で上側）の径よりも 大きく形成されている。そして、固定式リフトピン 28は、図 4〜図 6に示すように、下方 の収納位置に移動した状態で、その上端が載置面 11よりも下方に配置され、図 7に 示すように、突出位置にある状態で、その上端 28aの高さ位置が、被処理基板 4を持 ち上げたパネ式リフトピン 20の上端 20aと揃うように設計されている。
[0060] なお、固定式リフトピン 28の上端を載置面 11よりも下方に配置することで、固定式リ フトピン 28の上端 28aと被処理基板 104との間に空隙部 49を有することとなり、電圧 降下を生じる。し力しながら、固定式リフトピン 28が配置されている領域は、処理無効 領域 18bであるので、被処理基板 4に対して処理品質の問題はな 、。
[0061] 次に、上記プラズマ処理装置 Sによる被処理基板 4のプラズマ処理方法について説 明する。
[0062] まず、基板吸着工程では、図 4のように、リフトピン機構 7は、パネ式リフトピン 20及 び固定式リフトピン 28をそれぞれ、収納位置へ移動させた状態で、被処理基板 4を 電極ステージ 2に載置する。載置した状態では、図 5に示すように、パネ式リフトピン 2 0の上端 20aが載置面 11よりも突出しているため、被処理基板 4は電極ステージ 2の 中央部にぉ 、て、電極ステージ 2に対して若干浮 、た状態となって 、る。
[0063] 続いて、真空ポンプ 50を駆動して複数の吸着口 6a…を減圧し、図 6に示すように、 被処理基板 4を載置面 11に吸着保持する。このとき、パネ式リフトピン 20の上端 20a はシリンダ 26内に完全に押し込まれ、これにより、被処理基板 4が電極ステージ 2と接 触する。また、パネ式リフトピン 20のパネ力にて、上端 20aが被処理基板 4と接触する
[0064] 次に、プラズマ発生工程では、対向電極 3の内部に処理ガスを導入し、その処理ガ スを、対向電極 3の各ガス導入孔 8から、対向電極 3と電極ステージ 2との間の空間に 均一に供給する。その状態で、電源部 10から対向電極 3へ所定の電圧を印加して、 対向電極 3と電極ステージ 2上の被処理基板 4との間に、大気圧近傍の圧力環境下 でプラズマを発生させる。このプラズマによって、例えばエッチング等のプラズマ処理 を被処理基板 4に施す。尚、処理容器 1の内部の排気ガスは、排気管 5を介して排気 される。
[0065] 次に、基板離脱工程では、プラズマ処理が施された後、電源部 10からの電圧印加 およびガス導入管 9からのガス供給を停止させる。その後、真空ポンプ 50の駆動を停 止させ、リフトピン機構 7におけるパネ式リフトピン 20、及び固定式リフトピン 28をそれ ぞれ収納位置から上昇させて突出位置へ移動させる。これにより、被処理基板 4を載 置面 11力 離脱させて搬出する。
[0066] このような一連の工程によって、上記プラズマ処理装置 Sによる被処理基板 4のプラ ズマ処理が行われる。
[0067] このように、本実施の形態によると、プラズマ処理時、電極ステージ 2の載置面 11と 、リフトピン機構 7におけるパネ式リフトピン 20の上端 20aとを同じ高さとすることがで き、被処理基板 4を、電極ステージ 2とパネ式リフトピン 20との両方ともに接触させるこ とができる構成である。したがって、パネ式リフトピン 20の近傍において、被処理基板 4と電極ステージ 2との間、或いは被処理基板 4とパネ式リフトピン 20の上端 20aとの 間に空隙部が形成されることはなぐプラズマが発生する。その結果、空隙部による 電圧降下を抑制して、被処理基板 4全面にムラなぐ均一なプラズマ処理を施すこと が可能となり、大気圧近傍の圧力環境下におけるプラズマ処理の処理ムラや処理抜 けを低減することができる。
[0068] 図 8 (a)は、上記プラズマ処理装置 Sにおける要部断面模式図、及び同図（b)は、 その等価回路を示している。図 8 (b)において、パネ式リフトピン 20の近傍では、電源 部 10と接地部 12との間において、抵抗 31と、コンデンサ 32とが直列に接続された回 路構成を考えることができる。抵抗 31は、対向電極 3と被処理基板 4との間に発生し たプラズマ 14による電圧降下を示している。コンデンサ 32は、被処理基板 4における 亀気容盧で ¾>る。
[0069] 該図 8 (b)と、課題の項で既に説明した、図 25に示す、従来の構成のプラズマ処理 装置における等価回路とを比較すると明らかなように、本実施の形態 1の構成では、 リフトピン機構のリフトピンと載置面 11との段差による空隙部の電気容量が存在せず 、これによる電圧降下を抑制できる。
[0070] また、本実施の形態では、電極ステージ 2の外周部には、固定式リフトピン 28を配 置し、かつ、収納位置での固定式リフトピン 28の上端 28aを、載置面 11よりも下方と なる構成とした力 電極ステージ 2の外周部を含め、全てのリフトピンをパネ式リフトピ ン 20とする構成も、もちろん可能である。
[0071] 但し、図 9に示すように、載置面 11の中央部に配されたパネ式リフトピン 20では、被 処理基板 4の自重による荷重が大きいため、所望の箇所まで下降するものの、載置 面 11の外周部に配されたパネ式リフトピン 20の場合、被処理基板 4の自重による荷 重が弱ぐ被処理基板 4が電極ステージ 2に接しな 、と 、つた事態を招来する惧がぁ る。吸着機構 6による吸引力を利用することで、ある程度改善されると考えられるが、 パネ式リフトピン 20のもつパネ力が大きい場合、吸引力を利用しても、被処理基板 4 を電極ステージ 2に接触させることができないこともあり得る。したがって、本実施の形 態で採用したように、電極ステージ 2の外周部に配置するリフトピンは、固定式リフトピ ン 28とすることが好ましい。電極ステージ 2の外周部は、通常、処理無効領域 18bで あり、被処理基板 4における表示領域外の画素無効領域が載置されるので、リフトピ ン近傍にぉ 、て処理ムラが発生しても、あまり問題とはならな 、。
[0072] また、本実施の形態では、図 2に示すように、固定式リフトピン 28を処理無効領域 1 8bにおける絶縁部 2bに設けた力 図 12に示すように、処理無効領域 18bにおける 電極部 2aに設けた構成としてもよい。要は、固定式リフトピン 16が処理無効領域 18b にあり、処理有効領域 18aにあるリフトピンが全てパネ式リフトピン 20であればよい。
[0073] また、本実施の形態では、電極ステージ 2における絶縁部 2bに固定式リフトピン 28 を配置し、また、絶縁部 2bにシリンダ 26を形成した。し力しながら、絶縁部 2bにシリン ダ 26となる穴加工等が困難な場合には、図 13 (a)〜（e)に示すように、絶縁部 2bを 絶縁部 39として、電極ステージ 2に対して絶縁部 39を離脱させる機構を別途設ける 構成としてもよい。これにおいては、固定式リフトピン 28は、絶縁部 39の下方に設け られており、固定式リフトピン 28の上昇時には、絶縁部 39が固定式リフトピン 28の上 方より退避して、被処理基板 4の受け渡しを行うようになっている。この場合、固定式リ フトピン 28がその内側を移動するシリンダ 30は、別途形成される。
[0074] また、本実施の形態では、図 8 (a)に要部断面模式図を示すように、処理有効領域 18aにあるパネ式リフトピン 20の近傍にお!、ては、パネ式リフトピン 20の上端 20aと 載置面 11との段差による、被処理基板 4と電極ステージ 2、及び被処理基板 4とパネ 式リフトピン 20との間に生じる空隙部を無くすることが可能となる。し力しながら、電極 ステージ 2に形成されたシリンダ 26とパネ式リフトピン 20との間には、僅かな空隙部 1 5が残る。
[0075] そこで、この僅かな空隙部 15によるムラがプラズマ処理後に検出されるような場合 には、図 14に示すように、パネ式リフトピン 20の上端 20aに、或いは、図 15に示すよ うに、パネ式リフトピン 20近傍の電極ステージ 2の表面に、誘電率の異なる膜 34を形 成する構成とすることがより好ましい。これにより、パネ式リフトピン 20の配置位置に応 じたムラの視認性を悪くして、目立たなくすることができる。なお、図 14, 15において 、参照符号 14で示すものは、対向電極 3と被処理基板 4との間に生じているプラズマ である。 [0076] また、本実施の形態では、パネ式リフトピン 20は、載置面 11に没入した状態である 収納位置にぉ 、て、被処理基板 4が載置面 11に載置されて ヽな 、状態で上端 20a を載置面 11よりも突出させており、この状態で待機していた。
[0077] しかしながら、パネ式リフトピン 20における収納位置での待機位置は、このような載 置面 11よりも上端 20aを突出させた状態にかぎるものではなぐ図 16 (a)に示すよう に、上端 20aが載置面 11よりも下方にくる位置であってもよい。この場合は、図 16 (b )に示すように、被処理基板 4が載置面 11に載置された後に、パネ式リフトピン 20が 、被処理基板 4を載置面よりも浮き上がらせることのない位置にまで上昇することとな る。
[0078] このような構成においても、パネ式リフトピン 20に付与されたピン移動方向の弾性を 利用することで、リフトピンの停止位置のばらつきを補って、被処理基板 4の全面に均 一なプラズマ処理を施すことができ、大気圧近傍の圧力環境下におけるプラズマ処 理の処理ムラや 、わゆる処理抜けを低減することができる。
[0079] なお、図 2に示す構成では、載置面 11の中央部に、 8個のパネ式リフトピン 20を配 置している力 パネ式リフトピン 20の配置数、及び配置間隔は、被処理基板 4の離脱 に支障がな 、ように設定すればょ 、。電極ステージ 2の外周部に配置した固定式リフ トビン 28につ!/ヽても同様である。
[0080] また、本実施の形態では、弾性機能付与手段として、パネ式リフトピン 20の一部を なすコイルスプリング 23を例示した力 要は、リフトピンに対してその移動方向に弾性 を持つ機能を付与するものであればよぐ例えば、固定式リフトピン 28のような移動方 向に弾性を持たな 、リフトピンを、リフトピンとは別体に設けられたコイルスプリングや 、板パネ、或いはゴム部材にて支持して、移動方向に弾性を持つ機能を付与するこ とちでさる。
[0081] 〔発明の実施の形態 2〕
図 17〜図 20は、本発明の実施の形態 2を示している。尚、以降の各実施の形態で は、説明の便宜上、実施の形態 1で用いた部材と同じ機能を有する部材には同じ符 号を付して説明を省略する。
[0082] 本実施の形態 2では、図 17に示すように、プラズマ処理装置 Sにおける電極ステー ジ 2の載置面 11に形成された吸着機構 6を構成する複数の吸着口 6&· · ·の配置が、 図 2に示した実施の形態 1の装置とは異なつて 、る。
[0083] つまり、図 19に示すように、各吸着口 6aが電極ステージ 2の載置面 11に、均等に 配置されている構成では、図 20に示すように、パネ式リフトピン 20におけるコイルス プリング 23のパネ力によっては、吸着機構 6の吸引力を利用しても被処理基板 4を電 極ステージ 2へと引き寄せて吸着させることができない可能性がある。なお、図 20は、 図 19における D— D'線断面図である。また、均等に配する場合においても、吸着口 6aのピッチを小さくさせることで、吸着力は増加し、パネ式リフトピン 20におけるコィ ルスプリング 23のパネ力に負けることは回避できる力 コスト高となることは避けられ ない。
[0084] そこで、本実施の形態 2の装置では、図 17に示したように、載置面 11の中央部であ つて、リフトピン機構 7におけるパネ式リフトピン 20が配置されている領域において、 他の領域よりも吸着口 6aが密集するように配置して 、る。吸着口 6a同士のピッチは、 パネ式リフトピン 20が配置されている領域において、 20〜： LOOmmが望ましぐパネ 式リフトピン 20が配置される領域以外にぉ 、ては、吸着力に支障のな 、範囲で設定 すればよい。ここでは、吸着口 6a同士のピッチを、密集部分では 100mmに、その他 の部分では 200mmに設計して!/、る。
[0085] 電極ステージ 2をこのような構成とすることで、上記実施の形態 1と同様の効果を得 ることができることに加え、図 18に示すように、パネ式リフトピン 20におけるコイルスプ リング 23のパネ力が強くとも、被処理基板 4を電極ステージ 2側へと確実に引き寄せ て吸着させ、被処理基板 4と電極ステージ 2とを接触させることができる。すなわち、 吸着口 6aのピッチを載置面 11におけるリフトピン機構 7におけるリフトピンの種類に 応じて変えることで、コストアップを抑えて、処理ムラを改善し得るプラズマ処理装置と なる。図 18は、図 17における C C'線断面図である。
[0086] なお、実施の形態 1, 2では、リフトピン近傍において、被処理基板 4と電極ステージ 2と間、及び被処理基板 4とリフトピンの上端との間に、空隙部を生じさせない構成と して、移動方向に弾性を有するパネ式リフトピン 20を配置した力 リフトピン近傍にお いて、被処理基板 4が電極ステージ 2とリフトピンとの両方に接する構造にあれば、こ れに限らず、他の構造でも良い。
[0087] 次に、図 21〜図 23を用いて、実施の形態 1, 2で説明した本発明のプラズマ処理 装置を用いて、基板表面をプラズマ処理してカラーフィルタを基板に形成する液晶パ ネルの一製造工程の手順にっ 、て説明する。
[0088] まず、図 21 (a)に示すように、基板 40にブラックマトリクス 41を形成し、凹部 42を形 成する。
[0089] 基板 40としては、ガラス基板やプラスチック基板が好適に用いられるが、カラーフィ ルタとしての透明性、機械的強度等の必要特性を有するものであれば、特に限定さ れない。また、一般的に、ブラックマトリクス 41のパターン形状は、図 22 (a)に示す、 マトリクス形状と、同図 (b)に示すストライプ形状等が挙げられるが、特に限定されるも のではない。ここでは、図 22 (a)のマトリクス形状を例にとって説明する。
[0090] ブラックマトリクス 41は、インクを受けるための凹部 42を形成し、また、隣接する凹部 42間で異なる色のインクの混合を防止するための、隔壁 (仕切り）として機能する。こ こで、ブラックマトリクス 41の形成方法は特に限定されず、公知の方法を用いればよく 、例えば、黒色の榭脂をフォトリソグラフィ法等を用いてパターユングすることで形成 することができる。ブラックマトリクスは、 0. 5〜3. 0 mの厚さに形成されることが好 ましく、特に 1. 0〜2. 0 111の厚さカ 子ましぃ0
[0091] 次に、このようにブラックマトリクス 41を形成した基板 40を、上記した実施の形態 1、 2のプラズマ処理装置 Sの電極ステージ 2に搭載し、ブラックマトリクス 41に撥水処理 を施す (撥水性工程)。
[0092] 処理ガスとしては、 CF4、 C2F6、及び SF6等のフッ素含有ガスを適用することが好 ましい。しかし、処理ガスは上記に限定されるものではなぐブラックマトリクス 41にィ ンクの混色が防止できる撥水性を有することができるガスであれば良い。
[0093] また、凹部 42の親水性を向上させる必要がある場合には、 UV処理や Ar、 He、 02 を処理ガスに用いたプラズマ処理を上記の撥水処理を施す前に追加しても良 ヽ (親 水性工程)。
[0094] 次に、図 21 (b)に示すように、インクジェット装置を用いてノズル 43からインク 44の 吐出を行う（インク吐出工程)。 [0095] インク 44の吐出は、ブラックマトリクス 41を乗り越えながら、ブラックマトリクス 41間の 凹部 42のみに選択的に行う。吐出するインク 44は、顔料を分散させた熱硬化型のィ ンクが好適に用いられる。なお、インク 44の吐出は公知の方法を利用することができ る。
[0096] インク 44を吐出させた状態のカラーフィルタを基板 40上方から見た平面図を図 23 に示す。図 23において、インク 44、 45、 46は、それぞれ、赤、青、緑の顔料が分散さ れたインクであるとする。なお、図 21は断面図であるため、インク 44は、赤 1色のみが 見えているものとしている。
[0097] その後、インク 44を乾燥させて、着色層 48を形成する。例えば、溶媒を蒸発させ、 その後、焼成を行い、インク 44の熱重合を行うことで、着色層 48を形成することがで きる。なお、上記インクの溶媒の蒸発の方法、焼成の方法は、公知の方法をインク 44 や基板 40等の状態に合わせて適宜利用すればょ ヽ。
[0098] 上記の製造方法により製造されたカラーフィルタは、プラズマ処理装置のリフトピン 付近のムラを改善した、全面ムラなぐ表示品位の良好なカラーフィルタを製造するこ とができる。そして、このようにして製造されたカラーフィルタを有する液晶表示装置 は、高性能、高品質の表示を行い、ユーザに快適な観賞環境を適用することができ る。
[0099] ここで、実施の形態 1, 2で説明した本発明のプラズマ処理装置を用いて、基板表 面をプラズマ処理してカラーフィルタを基板に形成する液晶パネルの一製造工程の 手順を、実施例を挙げてより具体的に説明する。本実施例についても図 21を参照し て説明する。
[0100] 初めに、図 21 (a)に示すように、基板 40にブラックマトリクス 41を形成し、凹形状の 凹部 42を形成した。本実施例では、基板 40〖こは 0. 7mmのガラス基板を用いた。ま た、ブラックマトリクス 41は、榭脂ブラックを用い、スピンコート、フォトプロセスを用い て 1. 5 /z mの厚さに形成した。
[0101] 次に、ブラックマトリクス 41を形成した基板 40上に、本実施例では、 UV処理により 、凹部 42の親水処理を施した。次に、本実施例では、フッ素含有ガスを用いて、上記 した実施の形態 1、 2のプラズマ処理装置 Sを用いて、プラズマ処理を行い、ブラック マトリクス 41上の撥水処理を施した。本実施例では、親水化された凹部 42の純水に 対する接触角は 10° 程度、ブラックマトリクス 41上の純水に対する接触角は 90〜： LO 0° 程度となった。
[0102] 次に、図 21 (b)に示すように、ノズル 43からインク 44の吐出を行った。インク 44の 吐出は、図 23のように、ブラックマトリクス 41を乗り越えながら、ブラックマトリクス 41間 の凹部 42のみに選択的に行った。本実施例では、インク吐出は、インクジェット装置 を用いて、 25°Cの環境下で、インク一滴あたり 5plで、（R)、（G)、（B)の 3色を同時 に行った。吐出後のインク 44 (インク 45、インク 46も同様）の状態は、図 21 (c)に示す ように凹部 42で凸状に盛り上がった形状となって 、た。
[0103] 次に、ホットプレートを用い、 100°C、 10分間で溶媒を蒸発させ、オーブンで 220°C 、 30分間焼成を行うことで、インク 44の熱重合を行った。以上により、図 21 (d)に示 すように、着色層 48を形成することができた。
[0104] 以上のように、本発明のステージ装置は、被処理基板が載置される載置面を有する ステージと、上記ステージに設けられると共に上記載置面から出没可能な第 1のピン を有し、上記第 1のピンが突出することによって上記被処理基板を上記載置面力 離 脱させるリフトピン機構とを備え、上記リフトピン機構は、上記ステージに没入した状 態の上記第 1のピンの上端を、上記載置面上の被処理基板に、該被処理基板を載 置面力も持ち上げることなく接触させる接触調整手段を備えることを特徴としている。
[0105] また、本発明のプラズマ処理装置は、大気圧近傍の圧力環境下で、電極ステージ と対向電極との間にプラズマを生じさせることにより、上記電極ステージに載置された 被処理基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置にぉ 、て、上記電極ステ ージとして、上記した本発明のステージ装置を備えることを特徴として 、る。
[0106] 本発明のステージ装置の構成によれば、リフトピン機構に備えられた接触調整手段 力 ステージに没入した状態の第 1のピンの上端を、被処理基板を載置面（吸着面に 相当）から持ち上げることなぐ載置面上の被処理基板に接触させるので、第 1のピン の上端と載置面とを、被処理基板を利用して同じ高さとすることができる。
[0107] つまり、載置面に被処理基板が載置された状態においては、該被処理基板を利用 して、第 1のピンの上端と載置面との間に段差のないステージ装置が実現する。 [0108] そして、本発明のプラズマ処理装置では、このような本発明のステージ装置を電極 ステージにおいて用いているので、第 1のピン近傍においても、被処理基板は、載置 面と第 1のピンとの両方と接触するようになる。
[0109] これにより、前述したリフトピン (第 1のピン）と載置面との段差による空隙部であって 、プラズマが生じず電圧降下の大きい、被処理基板とリフトピン (第 1のピン）との間、 或いは被処理基板と載置面との間の空隙部、が形成されないので、被処理基板に生 じる処理ムラや処理抜けを低減することができる。
[0110] 本発明のステージ装置、本発明のプラズマ処理装置において、上記接触調整手段 は、上記第 1のピンに対してその移動方向に弾性を持つ機能を付与する弾性機能付 与手段よりなり、上記第 1のピンは上記弾性機能付与手段より付与される弾性にて当 該第 1のピンの上端を被処理基板に接触させる構成とすることができる。
[0111] これによれば、接触調整手段は、第 1のピンに対してその移動方向に弾性を持つ 機能を付与する弾性機能付与手段よりなり、第 1のピンは弾性機能付与手段より付与 される弾性にて当該第 1のピンの上端を被処理基板に接触させるようになつている。 つまり、リフトピン機構の機械的精度の限界ゆえに、第 1のピンをその上端が載置面と 同じ高さとなる位置で停止させられなくとも、弾性を利用する簡単な構成にてこれを 補い、被処理基板を載置面より浮き上がらせることなぐ第 1のピンの上端を被処理基 板〖こ接虫させることができる。
[0112] 上記弾性機能付与手段は、例えば、上記第 1のピンに備えられた第 1のピンの移動 方向に弾性を有する弾性体にて構成することができる。
[0113] また、本発明のステージ装置及びプラズマ処理装置において、上記第 1のピンが上 記ステージに没入された収納位置にお!、て、上記載置面に上記被処理基板が載置 されていない状態で上記第 1のピンの上端は上記載置面より突出し、上記載置面に 上記被処理基板が載置された状態で上記第 1のピンの上端は該被処理基板の荷重 により上記載置面と同じ高さとなる構成とすることができる。
[0114] また、本発明のステージ装置及びプラズマ処理装置において、上記第 1のピンが上 記ステージに没入された収納位置にお!、て、上記載置面に上記被処理基板が載置 されていない状態で上記第 1のピンの上端は上記載置面よりも下方に位置し、上記 載置面に上記被処理基板が載置された後に上記第 1のピンが上昇してその上端が 上記被処理基板に接触する構成とすることもできる。
[0115] また、本発明のステージ装置及びプラズマ処理装置においては、上記ステージに、 被処理基板を載置面に吸着保持する吸着機構が設けられている構成とすることが好 ましい。
[0116] 吸着機構を設けることで、被処理基板が載置面に吸着保持されるようになり、単な る載置に比して、被処理基板をしつ力りと固定できる。し力も、第 1のピンにかかる荷 重は、被処理基板の自重のみによる場合よりも強くなるので、第 1のピンの移動方向 の弾性をもつ機能を付与して、被処理基板を載置面力も持ち上げることなく第 1のピ ンの上端を被処理基板に接触させると ヽつたことが、容易に行えるようになる。
[0117] つまり、第 1のピンのもつ弾性を利用して載置面より被処理基板を浮き上がらせるこ となく第 1のピンの上端を被処理基板に接触させるには、載置された被処理基板力 受ける荷重と該荷重にて生じた変形が元の状態に戻ろうとする力とが釣り合った状態 での第 1のピンの上端の位置を、載置面よりも下方にする必要がある。
[0118] このような構成とすることで、被処理基板力も受ける荷重と戻ろうとする力とが釣り合 つた状態での第 1のピンの上端の位置を載置面よりも下方にするといつた設計が容 易に行える。
[0119] そして、この場合、吸着機構における吸着力は、上記弾性を持つ機能が付与され た上記第 1のピンの近傍において他の領域よりも強くすることが好ましい。これにより、 吸着力を利用したことによる上記作用を、より一層効果的に得ることができる。
[0120] さらに、本発明のステージ装置及びプラズマ処理装置において、上記リフトピン機 構は、ステージの外周部に、上記載置面から出没可能であって、当該第 2のピンの 移動方向に弾性を持たない第 2のピンを有しており、該第 2のピンは、上記ステージ に没入した状態において、当該第 2のピンの上端を上記載置面よりも下方に位置さ せて ヽる構成とすることができる。
[0121] 上述したように、第 1のピンのもつ弾性を利用して載置面より被処理基板を浮き上が らせることなく第 1のピンの上端を被処理基板に接触させるには、被処理基板力 受 ける荷重と戻ろうとする力とが釣り合った状態での第 1のピンの上端の位置を、載置 面よりも下方にする必要がある。し力しながら、ステージの外周部では、被処理基板 力もの荷重が小さいため、両方の力が釣り合った状態での第 1のピンの上端の位置 が載置面よりも上になり、被処理基板が浮き上がってしまう惧がある。
[0122] これに対し、上記構成のように、ステージの外周部には、載置面から出没可能であ つて、当該第 2のピンの移動方向に弾性を持たない第 2のピンを配置し、該第 2のピ ンは、上記ステージに没入した状態において、当該第 2のピンの上端を上記載置面 よりも下方に位置させておくことで、このようなステージの外周側での被処理基板の浮 き上がりを防止することができる。
[0123] 本発明の表示パネル用基板は、表示パネルの製造に用いられる表示パネル用基 板であって、処理ムラの発生を効果的に低減することが可能な本発明の上記したプ ラズマ処理装置を用いて表面処理が施されたことを特徴として 、るので、このような表 示パネル用基板を用いて表示パネルを製造することで、表示ムラのな！ヽ表示品位の 優れた表示装置を提供することができる。
産業上の利用の可能性
[0124] 例えば、表示パネル用基板等を製造に適用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 被処理基板が載置される載置面を有するステージと、
上記ステージに設けられると共に上記載置面から出没可能な第 1のピンを有し、上 記第 1のピンが突出することによって上記被処理基板を上記載置面力 離脱させるリ フトピン機構とを備え、
上記リフトピン機構は、上記ステージに没入した状態の上記第 1のピンの上端を、 上記載置面上の被処理基板に、該被処理基板を載置面から持ち上げることなく接触 させる接触調整手段を備えることを特徴とするステージ装置。
[2] 上記接触調整手段は、上記第 1のピンに対してその移動方向に弾性を持つ機能を 付与する弾性機能付与手段よりなり、上記第 1のピンは上記弾性機能付与手段より 付与される弾性にて当該第 1のピンの上端を被処理基板に接触させることを特徴と する請求項 1に記載のステージ装置。
[3] 上記弾性機能付与手段は、上記第 1のピンに備えられた当該第 1のピンの移動方 向に弾性を有する弾性体であることを特徴とする請求項 2に記載のステージ装置。
[4] 上記第 1のピンが上記ステージに没入された収納位置において、上記載置面に上 記被処理基板が載置されていない状態で上記第 1のピンの上端は上記載置面より突 出し、上記載置面に上記被処理基板が載置された状態で上記第 1のピンの上端は 該被処理基板の荷重により上記載置面と同じ高さとなることを特徴とする請求項 2〖こ 記載のステージ装置。
[5] 上記第 1のピンが上記ステージに没入された収納位置において、上記載置面に上 記被処理基板が載置されていない状態で上記第 1のピンの上端は上記載置面よりも 下方に位置し、上記載置面に上記被処理基板が載置された後に上記第 1のピンが 上昇してその上端が上記被処理基板に接触することを特徴とする請求項 2に記載の ステージ装置。
[6] 上記ステージに、被処理基板を載置面に吸着保持する吸着機構が設けられて!/ヽる ことを特徴とする請求項 1〜5の何れ力 1項に記載のステージ装置。
[7] 上記吸着機構における吸着力は、上記弾性を持つ機能が付与された上記第 1のピ ンの近傍において他の領域よりも強いことを特徴とする請求項 6に記載のステージ装 置。
[8] 上記リフトピン機構は、ステージの外周部に、上記載置面から出没可能であって、 当該第 2のピンの移動方向に弾性を持たない第 2のピンを有しており、該第 2のピン は、上記ステージに没入した状態において、当該第 2のピンの上端を上記載置面より も下方に位置させて 、ることを特徴とする請求項 2に記載のステージ装置。
[9] 大気圧近傍の圧力環境下で、電極ステージと対向電極との間にプラズマを生じさ せることにより、上記電極ステージに載置された被処理基板に対してプラズマ処理を 行うプラズマ処理装置にぉ ヽて、
上記電極ステージとして、請求項 1〜8の何れか 1項に記載のステージ装置を備え ることを特徴とするプラズマ処理装置。
[10] 表示パネルの製造に用いられる表示パネル用基板であって、
請求項 9に記載のプラズマ処理装置を用いて表面処理が施されたことを特徴とする 表示パネル用基板。
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