JPH0544065A - 電極のエツチング状態検出方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的はにエッチング
状態を直接的に検出し、エッチング終点をリアルタイム
に検知することである。 【構成】 基板(1)上に形成された電極
(4)をドライエッチングする方法において、基板(1)の一
面に赤外線又はレーザー光線を照射しつつエッチングを
行い、エッチング部分を通過して基板(1)の他方の露光
面に現れ且つエッチングの進行に伴って漸増する赤外線
又はレーザー光線を基板(1)の露光側にて検出し、赤外
線又はレーザー光線の露光最大値を検出してエッチング
終了点とする事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば液晶などの電極
のエッチング状態を的確に検出するための方法とその装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電極のエッチングはオーバーエッチング
を防止するために従来から各種の方法が採られてきた。
例えば、液晶のように透明基板に透明電極を形成する場
合、基板並びに電極とも透明であるためにドライエッチ
ングの進行状態が目視では認識出来ず、オーバーエッチ
ング防止のために重要なエッチング終点を目視で確認す
るというよう事は極めて困難であった。

【０００３】そこで、考えられたのがチャンバに接続し
た質量分析装置によりエッチング中の特定ガス成分を連
続的に監視する方法であるが、これは質量分析装置が非
常に高価なために装置コストが高くなりすぎるという問
題点があり、又、ガス分析という間接手段によるため検
出速度が遅いという欠点がある。

【０００４】又、エッチングは基板全体が同時に均一に
進行する事が望ましいが、場合によってはエッチングの
進行が部分的にムラとなり、前記ガス分析による方法で
は、全体のエッチング状態しか知る事ができず、エッチ
ングムラを検出する事が出来ないという問題点もあっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の解決課題は、
第１にエッチング状態を直接的に検出し、エッチング終
点をリアルタイムに検知することであり、第２にエッチ
ング状態を基板の各部分毎に正確に検出する事である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる電極のエ
ッチング状態検出方法の第１はエッチング終了点をリア
ルタイムに的確に検出する方法で、請求項１に示すよう
に『基板(1)上に形成された電極(4)をドライエッチング
する方法において、基板(1)の一面に赤外線又はレーザ
ー光線を照射しつつエッチングを行い、エッチング部分
を通過して基板(1)の他方の露光面に現れ且つエッチン
グの進行に伴って漸増する赤外線又はレーザー光線を基
板(1)の露光側にて検出し、赤外線又はレーザー光線の
露光最大値を検出してエッチング終了点とする』もので
ある。

【０００７】本発明にかかる電極のエッチング状態検出
方法の第２は基板各部のエッチング状態を的確に検出す
る方法で、請求項２に示すように『基板(1)に対する赤
外線又はレーザー光線の照射場所を複数箇所設定すると
共に各照射場所を照射する赤外線又はレーザー光線に特
定のモジュレート信号を重畳し、前記モジュレート信号
を重畳した赤外線又はレーザー光線を選択的に通過させ
る複数のバンドパスフィルタ(Fa)を介してエッチング部
分を通過して基板(1)の他方の面に現れる赤外線又はレ
ーザー光線の露光量を検出する』ものである。

【０００８】又、請求項１の検出方法を実現するための
電極のエッチング状態検出装置は、請求項３に記載した
ように『上面に電極(4)が形成された基板(1)を搭載する
と共に前記基板(1)にて赤外線又はレーザー光線を照射
する赤外線発光器(19)又はレーザー照射器が埋設された
下部電極(2)と、プラズマ発生用の上部電極(3)と、ドラ
イエッチング中に基板(1)のエッチング部分から露光す
る赤外線又はレーザー光線を検出する露光検出装置
(F)』とで構成されている。

【０００９】更に、前記請求項３に示す構成を１歩進め
て基板各部のエッチング状態もリアルタイムに知る事が
出来るようにしたのが、請求項４に記載した構成で、
『下部電極(2)に埋設される赤外線発光器(19)又はレー
ザー照射器の埋設箇所を複数箇所とすると共に赤外線発
光器(19)又はレーザー照射器から照射される赤外線又は
レーザー光線は特定のモジュレート信号が重畳されたも
のとし、基板(1)からの露光量を検出する露光検出装置
(F)には前記モジュレート信号を重畳した赤外線又はレ
ーザー光線を選択的に通過させるバンドパスフィルタ(F
a)が設置されている』事を特徴とするものである。

【００１０】又、本検出方法並びに検出装置が適用出来
る電極(4)は、請求項５に示すように『透明電極乃至ア
ルミニウム電極』である。

【００１１】

【実施例】以下、本発明をを図示実施例に従って説明す
る。図１は、本発明装置の全体フローを示す概略斜視図
で、(A)はローダ、(B)は基板供給待機スペース、(C)は
エッチング装置本体、(D)は基板排出待機スペース、(E)
はアンローダ、(F)は露光検出装置、(G)は給気系、(H)
は排気系である。

【００１２】基板(1)のフローの概略を説明すると、ロ
ーダ(A)にはカセット(図示せず)に収納されて基板(1)が
セットされる。ローダ(A)では、基板(1)が１枚づつ取り
出される毎に１ステップづつ上昇し、カセットが空にな
るとローダ(A)が下死点まで降下し、新しいカセットに
積み替えられる。

【００１３】ローダ(A)から搬出された１枚の基板(1)は
基板供給待機スペース(B)でエッチング装置本体(C)が空
くのを待機しており、前に送り込まれた基板(1)のエッ
チング終了を待機している。エッチングが完了して送り
出されてエッチング装置本体(C)が空くと待機していた
基板(1)が送り込まれる。

【００１４】基板(1)がエッチング装置本体(C)内に送り
込まれると、下部電極(2)上に固定された後、上部電極
(3)と下部電極(2)との間に電圧が印加され、上部電極
(3)と基板(1)との間ででアークが発生し、基板(1)の上
面に施された電極(4)をエッチングしていく。エッチン
グが完了すると次の基板搬出待機スペース(D)に送り出
される。このエッチング作業に付いては後程詳述する。

【００１５】基板搬出待機スペース(D)に搬出されたエ
ッチング完了基板(1')はアンローダ(E)にセットされた
カセットの空きスペースに挿入される。基板(1')の挿入
が完了するとアンローダ(E)は１ステップ降下し、次の
基板(1')の挿入を待つ。このようにしてカセットがエッ
チング完了基板(1')で一杯になると空のカセットと交換
され、アンローダ(E)は上昇して基板(1')の供給を待
つ。

【００１６】図３は本発明にかかるエッチング装置本体
(C)の詳細Ｘ−Ｘ断面である。真空チャンバ(5)の底部に
は下部電極(2)が装着されており、真空チャンバ(5)の天
井面を覆う天井板(3a)には上部電極(3)が装着されてい
る。天井板(3a)は上部電極(3)と共に必要に応じて開く
事ができ、チャンバ(5)内を解放できるようになってい
る。天井板(3a)には吸気系(F)が設置されたおり、エッ
チング作業に必要なガスが適宜供給されるようになって
いる。更に、天井板(3a)の上面にはマグネット(6)が装
着されており、ガイドレール(6a)に沿って天井板(3a)上
を往復するようになっている。

【００１７】真空チャンバ(5)の前面には観測窓(7)が設
けられており、窓ガラス(7a)を通じて内部を観測出来る
ようになっている。又、真空チャンバ(5)の両側面には
基板搬入口(8)、基板搬出口(9)が設けられており、ここ
から基板(1)の真空チャンバ(5)の出し入れが行なわれ
る。図３では基板搬入口(8)が描かれている。

【００１８】真空チャンバ(5)の底部の下部電極(2)の中
央部分には、下部電極(2)に垂設されたガイドバー(10)
にガイドされた基板クランプ装置(11)が設置されてお
り、市販の昇降シリンダ(11a)にて昇降するようになっ
ている。

【００１９】(12)は昇降シリンダ(11a)に装着された昇
降プレートで、下部電極(2)の４隅に設けられた昇降バ
ー(13)がこの昇降プレート(12)に固定されている。昇降
バー(13)の上端部分は下部電極(2)から突出するように
なっており、２本の昇降バー(13)間にクランプ(14)が架
設されている。このクランプ(14)は基板(1)の側端部を
クランプするためのものである。

【００２０】下部電極(2)の四隅において、昇降バー(1
3)の内側には基板昇降ピン(15)が設置されており、ばね
(16)にて下向き没入方向に押圧付勢されている。この基
板昇降ピン(15)に一致して付きだしピン(17)が昇降プレ
ート(12)に設置されており、ばね(16)に抗して突き出し
ピン(17)を下部電極(2)から一定の高さに押し出すよう
になっている。

【００２１】下部電極(2)は二重構造となっていて内部
に冷却水通路(18)が形成されており、下部電極(2)の冷
却を行っている。

【００２２】下部電極(2)に一定間隔で複数の通孔が穿
設されており、赤外線又はレーザー光線を照射する赤外
線発光器(19)又はレーザー照射器が埋設されている。本
実施例では複数箇所に埋設されるようになっているが、
１箇所でもよい事は言うまでもない。赤外線発光器(19)
としては例えば赤外線発光ダイオードなどが使用され
る。

【００２３】赤外線発光器(19)又はレーザー照射器が複
数箇所の場合、各赤外線発光器(19)などに特定のモジュ
レート信号が重畳するようにしてもよい。(20)は前記モ
ジュレート信号を個々の赤外線発光器(19)又はレーザー
照射器の赤外線又はレーザー光線に重畳するためのモジ
ュレート重畳装置である。これにより、特定の波長の赤
外線やレーザー光線を、バンドパスフィルタを介して検
出する事により、基板(1)のエッチング状態が部分的に
把握出来る。埋設箇所が１箇所の場合は勿論、複数箇所
の場合でも特定のモジュレート信号を重畳せずに照射す
るようにしても良い。

【００２４】露光検出装置(F)は、検出部(21)と測定部
(23)及び照射光がモジュレートされている場合、バンド
パスフィルタ(Fa)並びにその増幅器(22)とで構成されて
いる。本実施例の場合、検出部(21)が観測窓(5a)に臨む
ように設置されており、基板(1)のエッチングが進行
し、エッチング部分から露光し、真空チャンバ(5)内に
あふれた赤外線やレーザー光線の強さを観測している。
露光量はエッチングの進行と共に増加し、エッチングが
終了した処で図５に示すように露光量が一定となる。露
光量が一定となった処を検出する事により、エッチング
の終点が判明する。尚、露光検出装置(F)の検出部(21)
は上部電極(3)に設置する事も出来るが、観測窓(5a)を
通して観測した方が赤外線やレーザー光線の増加を顕著
に捕らえる事ができた。

【００２５】赤外線やレーザー光線に特定のモジュレー
ト信号が重畳されている場合、露光検出装置(F)にはバ
ンドパスフィルタ(Fa)が当該モジュレート信号に対応す
る数量だけ設置されており、選択的に検出している。

【００２６】基板(1)は例えば液晶に使用されるような
ガラス板や透明石英板で、その上面全面にに電極(4)が
均一形成されており、その電極(4)上に適宜なパターン
を描いたマスキング層(4a)が形成されている。電極(4)
は、エッチングされない状態では赤外線やレーザー光線
を通過させず、エッチングの進行と共に赤外線やレーザ
ー光線を通過させることができるようなものならばどの
ようにものでもよく、本実施例では、液晶用の場合は1,
000オングストロームに成長したＩＴＯ膜による透明電
極が使用される。又、これに限られず、アルミ電極など
でもよい。

【００２７】しかして、エッチング装置本体(C)からエ
ッチング済みの基板(1')を搬出すると共に未エッチング
基板(1)を基板搬入口(8)から真空チャンバ(5)内に搬入
する。この時、基板クランプ装置(11)は上死点に位置
し、クランプ(14)は仮想線で示す上方位置に待機してお
り、基板昇降ピン(15)は下部電極(2)の上面から突出し
て基板(1)の搬入を待機している。この状態で基板(1)が
搬入され、基板昇降ピン(15)上に静置されると昇降シリ
ンダ(11a)が作動してクランプ(14)と基板昇降ピン(15)
とを降下させる。基板昇降ピン(15)は先に下部電極(2)
内に没入し、下部電極(2)上に基板(1)を静置する。この
状態でクランプ(14)は下がり続け、最後に基板(1)の側
端部をクランプする。この時突き出しピン(17)は基板昇
降ピン(15)の下端から離間している。これが図３の状態
である。真空チャンバ(5)内はドライエッチングに必要
なガスが給気系(G)から供給されており、消費された排
ガスは排気系(H)から排出される。

【００２８】この状態で、マグネット(6)を基板(1)上に
移動させ、且つ、上下電極(2)(3)間に電圧を印加して基
板(1)と上部電極(3)との間にプラズマを発生させ、電極
(4)のマスキングから露出している部分をドライエッチ
ングする。この間、下部電極(2)の赤外線発光器(19)か
らは赤外線（又はレーザー放射器からはレーザー光線）
が基板(1)の下面に放射されている。ドライエッチング
が進行して行くと赤外線（又はレーザー光線）がエッチ
ング箇所から基板(1)の上面側に少しづつ露光して行
き、真空チャンバ(5)内に漏れる。これを観測窓(5a)を
通して露光検出装置(F)にて検出する。

【００２９】エッチングの進行と共に露光量が増加し、
エッチングの完了と共に露光量の増加は停止し、最大値
を維持する。この最大値を示した点がエッチング終点で
あり、赤外線（又はレーザー光線）の増加量を検出して
いる事により、エッチング終点をリアルタイムに的確に
知る事が出来る。

【００３０】又、赤外線発光器(19)が複数個設置されて
いて基板(1)の部分々々を個別に照射する赤外線又はレ
ーザー光線に特定のモジュレート信号を重畳し、前記モ
ジュレート信号を重畳した赤外線又はレーザー光線を選
択的に通過させる複数のバンドパスフィルタを介してエ
ッチング部分を通過して真空チャンバ(5)内に現れる赤
外線又はレーザー光線の露光量を検出する場合には、検
出した波長の赤外線又はレーザー光線の強度を知る事に
より基板(1)の各部のエッチング状態をリアルタイム且
つ的確に知る事ができ、総ての波長の赤外線又はレーザ
ー光線の強度が最大値を示した事を確認する事により基
板(1)全面のエッチングが完了した事を確認する事が出
来てエッチングむらをなくす事が出来るものである。

【００３１】このようにして、エッチングが終了すると
上下電極(2)(3)間の電圧印加を止めてプラズマの生成を
停止させ、続いてマグネット(6)を移動させる。

【００３２】続いて昇降シリンダ(11a)が作動して、ま
ずクランプ(14)を押しあげて基板(1)を解除し、続いて
突き出しピン(17)が基板昇降ピン(15)に当接してこれを
押しあげ、エッチング完了基板(1')を浮かす。この状態
で基板(1')を真空チャンバ(5)から搬出する。尚、上記
実施例ではプラズマによるドライエッチングを主として
説明したがこれに限られず、ＲＩＥ、ＥＣＲその他の方
法にてドライエッチングを行う場合も含まれる事は言う
までもない。

【００３３】

【発明の効果】叙述のように本発明は、請求項１に示す
ような構成であるので、たとえ透明電極のように目視不
可能なものでもエッチングの終点をリアルタイム且つ的
確に検出する事ができ、又、請求項２に示すような構成
であれば、基板全面を部分に別けてエッチングの進行情
況を検出する事ができ、総ての波長の赤外線又はレーザ
ー光線を検出することでエッチングむらを防ぐ事が出来
るという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板の概略フロー図

【図２】本発明の測定系のブロック図

【図３】本発明の真空チャンバのＸ−Ｘ断面図

【図４】本発明の基板のエッチング状態を示す拡大断面
図

【図５】本発明における赤外線検出グラフ

【符号の説明】

(1)…基板 (2)…下部電極 (3)…上部電極 (4)…電極 (19)…赤外線発光器 (F)…露光検出装置 (Fa)…バンドパスフィルタ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に形成された電極をドライ
   マエッチングする方法において、基板の一面に赤外線又
   はレーザー光線を照射しつつエッチングを行い、エッチ
   ング部分を通過して基板の他方の露光面に現れ且つエッ
   チングの進行に伴って漸増する赤外線又はレーザー光線
   を基板の露光側にて検出し、赤外線又はレーザー光線の
   露光最大値を検出してエッチング終了点とする事を特徴
   とする電極のエッチング状態検出方法。
2. 【請求項２】 基板に対する赤外線又はレーザー
   光線の照射場所を複数箇所設定すると共に各照射場所を
   照射する赤外線又はレーザー光線に特定のモジュレート
   信号を重畳し、前記モジュレート信号を重畳した赤外線
   又はレーザー光線を選択的に通過させる複数のバンドパ
   スフィルタを介してエッチング部分を通過して基板の他
   方の面に現れる赤外線又はレーザー光線の露光量を検出
   する事を特徴とする電極のエッチング状態検出方法。
3. 【請求項３】 上面に電極が形成された基板を搭
   載すると共に前記基板にて赤外線又はレーザー光線を照
   射する赤外線発光器又はレーザー照射器が埋設された下
   部電極と、プラズマ発生用の上部電極と、ドライエッチ
   ング中に基板のエッチング部分から露光する赤外線又は
   レーザー光線を検出する露光検出装置とで構成された事
   を特徴とする電極のエッチング状態検出装置。
4. 【請求項４】 下部電極に埋設される赤外線発光
   器又はレーザー照射器の埋設箇所を複数箇所とすると共
   に赤外線発光器又はレーザー照射器から照射される赤外
   線又はレーザー光線は特定のモジュレート信号が重畳さ
   れたものとし、基板からの露光量を検出する露光検出装
   置には前記モジュレート信号を重畳した赤外線又はレー
   ザー光線を選択的に通過させるバンドパスフィルタが設
   置されている事を特徴とする請求項３に記載の電極のエ
   ッチング状態検出装置。
5. 【請求項５】 電極を透明電極乃至アルミニウム
   電極とした事を特徴とする請求項１又は２又は３又は４
   に記載の電極のエッチング状態検出方法とその装置。