JPH098001A - ドライエッチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エッチングの面内均一性の向上とエッチング
速度の増大を図ることができ、また、エッチング速度の
制御性を向上させることができ、さらに、エッチング処
理工程の所要時間を大幅に短縮させることができるドラ
イエッチング装置を提供する。 【構成】 真空下において被処理物を加熱する加熱室
と、この加熱室の内部で被処理物を加熱する加熱手段
と、この加熱手段によって加熱された被処理物を真空下
においてエッチング処理するエッチング室とを設ける。
さらに、真空状態の加熱室と真空状態のエッチング室と
を連通し、被処理物を加熱室からエッチング室へ真空下
において搬送可能とする連通手段を設け、この連通手段
に加熱室とエッチング室とを隔離可能とする隔離手段を
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はドライエッチング装置に
係わり、特に、エッチング速度の制御性に優れ、また、
処理時間の短縮を図ることのできるドライエッチング装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶ディスプレイ用ガラス基板
（以下、「ＬＣＤ基板」と呼ぶ。）や半導体製造用シリ
コンウエハ等の表面をエッチングするために、ドライエ
ッチング装置が広く用いられている。ドライエッチング
装置には、プラズマエッチング装置、反応性イオンエッ
チング（ＲＩＥ）装置等があり、これらの装置は、ウェ
ットプロセスによる装置に比して極めて高い制御性を備
えている。ここで、ドライエッチングプロセスによるエ
ッチング速度は、被処理物の温度に依存するものもあ
り、その様な特性の被処理膜は、通常、被処理物の温度
の上昇と共にエッチング速度が増加する。そこで、従来
のドライエッチング装置においては、被処理物を載置す
るエッチングテーブルを加熱することによって被処理物
を加熱し、エッチング速度の増加を図っている。

【０００３】図３に従来のドライエッチング装置の一つ
であるケミカルドライエッチング装置（以下、「ＣＤＥ
装置」と呼ぶ。）の概要を示す。図３において符号１は
真空容器を示し、この真空容器１の内部にエッチング室
２が形成されている。また、真空容器１の内部にはエッ
チングテーブル３が設けられており、このエッチングテ
ーブル３の上には被処理物であるＬＣＤ基板Ｓが載置さ
れている。真空容器１の底板４には排気口５が穿設され
ており、この排気口５には、一端が真空ポンプ（図示を
省略）に接続された排気管６が取り付けられている。真
空容器１の天板７にはガス導入口８が穿設されており、
このガス導入口８にはテフロン材料で形成された連絡配
管９が取り付けられている。この連絡配管９には石英管
１０の一端が接続されており、この石英管１０の他端に
はガス流路を備えた封止部材１１が取り付けられてい
る。石英管１０の途中には導波管１２を備えたプラズマ
発生装置１３が石英管１０を取り囲むようにして設けら
れており、このプラズマ発生装置１３によって取り囲ま
れた石英管１０の内部にプラズマ発生室１４が形成され
ている。

【０００４】そして、真空容器１の内部に設けられたエ
ッチングテーブル３の内部には加熱手段１５が埋設され
ており、この加熱手段１５から発生した熱でエッチング
テーブル３を加熱するようになっている。

【０００５】このような構成を備えたＣＤＥ装置におい
て、まず、排気管６及び排気口５を介して真空容器１の
内部を真空ポンプによって真空状態にする。次に、加熱
手段１５から熱を発生させてエッチングテーブル３の加
熱を開始する。エッチングテーブル３が加熱されるとそ
の上面に載置されたＬＣＤ基板Ｓも加熱される。ここ
で、エッチングテーブル３とＬＣＤ基板Ｓとの間の熱伝
達は、両者の接触部分を介した熱伝導及びエッチングテ
ーブル３の表面からの熱輻射によるものが大部分であ
る。つまり、真空中での熱伝達であるため、気体を媒体
とした熱伝達はほとんど寄与しない。

【０００６】そして、ＬＣＤ基板Ｓの加熱を継続しなが
ら、ガス流路を備えた封止部材１１を介してエッチング
ガスを石英管１０の一端から導入し、プラズマ発生装置
１３の導波管１２を介してプラズマ発生室１４にマイク
ロ波を照射する。すると、プラズマ発生室１４の内部に
グロー放電が生じてプラズマＰが発生し、エッチングガ
スが励起されて活性種が生成される。この活性種を石英
管１０及び連絡配管９を介してガス導入口８からエッチ
ング室２の内部に供給する。エッチング室２の内部に供
給された活性種は、エッチングテーブル３の上に載置さ
れたＬＣＤ基板Ｓの処理面（被エッチング面）に到達し
てＬＣＤ基板Ｓの処理面をエッチングする。ここで、Ｌ
ＣＤ基板Ｓはエッチングテーブル３を介して加熱手段１
５からの熱で加熱されているので、ある程度高速でエッ
チングが行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のドラ
イエッチング装置は、エッチング室内において真空下で
被処理物を加熱するものであるため、被処理物がエッチ
ングに適した温度まで上昇するのに長時間を要し、この
ため、エッチング処理工程が終了するまでの所要時間が
長くなるという問題があった。また、処理時間を短縮す
るために、被処理物の温度が十分に上昇する前にエッチ
ングを開始し、被処理物を加熱しながらエッチング処理
を行った場合、エッチング処理中の被処理物の温度の制
御が難しく、このため、エッチング速度の制御も困難と
なってエッチング終了点の判定が難しくなるという問題
もあった。さらに、被処理物の温度が上昇すると被処理
物が熱変形して反りを生じ、エッチングテーブルの載置
面と被処理物の裏面との接触が局所的に悪くなり、この
ため、被処理物の加熱が十分に行われないばかりでな
く、被処理物全体として加熱が不均一となってエッチン
グの面内均一性も悪くなるという問題もあった。

【０００８】そこで、本発明の目的は、エッチングの面
内均一性の向上とエッチング速度の増大を図ることがで
き、また、エッチング速度の制御性を向上させることが
でき、さらに、エッチング処理工程の所要時間を短縮さ
せることができるドライエッチング装置を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
るドライエッチング装置は、真空下において被処理物を
加熱する加熱室と、この加熱室の内部で前記被処理物を
加熱する加熱手段と、この加熱手段によって加熱された
前記被処理物を真空下においてエッチング処理するエッ
チング室と、真空状態の前記加熱室と真空状態の前記エ
ッチング室とを連通し、前記被処理物を前記加熱室から
前記エッチング室へ真空下において搬送可能とする連通
手段と、この連通手段に設けられ前記加熱室と前記エッ
チング室とを隔離可能とする隔離手段とを備えているこ
とを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明によるドライエッチン
グ装置は、前記加熱室の内部に設けられ前記被処理物を
載置する載置台と、この載置台を加熱する第１加熱手段
と、前記載置台に載置された前記被処理物の処理面の周
縁部に押圧される凸部を有する加熱プレートと、この加
熱プレートを加熱する第２加熱手段とを備え、前記加熱
プレートと前記載置台とによって前記被処理物を両面か
ら挟み込んで前記被処理物を両面から加熱し得るように
したことを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明によるドライエッチン
グ装置は、不活性ガスを前記加熱室の内部に供給する不
活性ガス供給手段を有することを特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明によるドライエッチング装
置においては、まず、隔離手段によって加熱室とエッチ
ング室とを隔離した状態において、真空状態にある加熱
室の内部で、加熱手段によって被処理物をエッチングに
適した所定の温度まで加熱する。次に、隔離手段による
隔離を解除し、加熱済みの被処理物を、連通手段を介し
て、真空状態の加熱室から真空状態のエッチング室へ真
空下において搬送する。このように、加熱済みの被処理
物は真空下において搬送されるので、被処理物からの放
熱は殆どなく、被処理物は所定の温度を維持したままエ
ッチング室に搬送される。そして、エッチング室におい
て被処理物をエッチング処理する際には、隔離手段によ
って再び加熱室とエッチング室とを隔離し、真空状態の
エッチング室の内部で、エッチングに適した所定温度の
被処理物に対して高速でエッチング処理を行う。このよ
うに、被処理物の搬送時以外において加熱室とエッチン
グ室とを隔離状態とすることによって、加熱室における
加熱処理とエッチング室におけるエッチング処理とを同
時並行で行うことができる。

【００１３】請求項２記載の発明によるドライエッチン
グ装置においては、真空状態にある加熱室の内部に設け
られた載置台に被処理物を載置する。次に、載置台に載
置された被処理物の処理面の周縁部に加熱プレートの凸
部を押圧し、被処理物を加熱プレートと載置台とによっ
て挟み込む。そして、第１加熱手段及び第２加熱手段に
よって載置台及び加熱プレートを加熱し、或いは予め加
熱しておいて、被処理物をその処理面と裏面の両面から
加熱する。このように、被処理物を両面から加熱するの
で、真空下においてもエッチングに適した所定の温度ま
で迅速かつ十分に加熱することができる。また、被処理
物の処理面の周縁部に加熱プレートの凸部を押圧してい
るので、加熱された被処理物が熱変形によって反りを生
じるようなことがなく、載置台の載置面と被処理物の裏
面との接触が十分に維持され、十分な加熱効率で被処理
物全体が均一に加熱される。次に、加熱済みの被処理物
を、連通手段を介して、真空状態の加熱室から真空状態
のエッチング室に真空下において搬送する。このよう
に、加熱済みの被処理物は真空下において搬送されるの
で、被処理物からの放熱は殆どなく、被処理物は所定の
温度を維持したままエッチング室に搬送される。そし
て、真空状態のエッチング室の内部で、エッチングに適
した所定温度の被処理物に対して高速でエッチング処理
を行う。

【００１４】請求項３記載の発明によるドライエッチン
グ装置においては、真空状態にある加熱室を隔離手段に
よってエッチング室から隔離し、不活性ガス供給手段に
よって加熱室の内部に不活性ガスを導入する。そして、
不活性ガスの供給量を調節して加熱室の内部を大気圧よ
りも相当に低い所定の圧力に調整し、加熱手段によって
被処理物をエッチングに適した所定の温度まで加熱す
る。ここで、加熱室の内部には不活性ガスが存在するた
め、この不活性ガスが被処理物に対する熱伝達の媒体と
なり、このため、被処理物の加熱効率がさらに向上す
る。被処理物の加熱が終了したら、不活性ガスの供給を
停止し、加熱室の内部をエッチング室の内部と同様の真
空状態とする。ここで、不活性ガスの供給を停止した時
点での加熱室の内部圧力は、大気圧よりも相当に低い圧
力なので、極めて短時間でエッチング室と同様の真空状
態まで低下させることができる。加熱室とエッチング室
とが同様の真空状態となったら、隔離手段による隔離を
解除し、加熱済みの被処理物を連通手段を介して加熱室
からエッチング室へ搬送する。そして、隔離手段によっ
てエッチング室を加熱室から隔離し、エッチングに適し
た所定温度の被処理物に対してエッチング処理を行う。

【００１５】

【実施例】以下、本発明によるドライエッチング装置の
一実施例について図面を参照して説明する。図１におい
て符号２０は真空容器を示し、この真空容器２０の内部
は隔離壁２１によってエッチング室２２と加熱室２３と
に区分されている。隔離壁２１には連通口２４が形成さ
れており、この連通口２４はゲートバルブ２５によって
開放可能に閉鎖されている。

【００１６】エッチング室２２の内部にはエッチングテ
ーブル２６が設けられており、このエッチングテーブル
２６の下方の真空容器２０の底板２７には排気口２８が
穿設され、この排気口２８には一端が真空ポンプ（図示
を省略）に接続された排気管２９が取り付けられてい
る。また、エッチングテーブル２６の上方の真空容器２
０の天板３０にはエッチングガスを導入するためのガス
導入口３１が穿設されており、このガス導入口３１には
エッチングガスを輸送するためのガス輸送管３２が接続
されている。

【００１７】加熱室２３の内部には載置台３３が設けら
れており、この載置台３３の内部には第１加熱手段３４
が設けられている。載置台３３の下方の真空容器２０の
底板２７には排気口３５が穿設されており、この排気口
３５には一端が真空ポンプ（図示を省略）に接続された
排気管３６に取り付けられている。載置台３３には被処
理物であるＬＣＤ基板Ｓが載置されており、このＬＣＤ
基板Ｓの処理面には加熱プレート３７の凸部３７ａが押
圧されている。この加熱プレート３７の内部には第２加
熱手段３８が設けられている。加熱プレート３７の上方
の真空容器２０の天板３０には、不活性ガスを導入する
ための不活性ガス導入口３９が穿設されており、この不
活性ガス導入口３９には不活性ガスを輸送するための不
活性ガス輸送管４０が接続されている。

【００１８】図２は加熱プレート３７の斜視図であり、
この図から分かるように加熱プレート３７の下面には周
縁に凸部３７ａを形成するようにして凹部３７ｂが形成
されており、この凸部３７ａはＬＣＤ基板Ｓの周縁に対
応するように形成されている。

【００１９】なお、載置台３３及び加熱プレート３７の
それぞれの内部に設けられた第１加熱手段３４及び第２
加熱手段３８は、例えば電気ヒータとしたり、或いは高
温流体を循環させる構成とすることができる。

【００２０】次に、本実施例の作用について説明する。
まず、加熱室２３の内部を排気口３５及び排気管３６を
介して真空ポンプによって排気して真空状態とする。そ
して、不活性ガス輸送管４０及び不活性ガス導入口３９
を介して加熱室２３の内部に不活性ガスを導入し、不活
性ガスの供給量を調節して加熱室２３の内部を大気圧よ
りも相当に低い所定の圧力に調整する。次に、第１加熱
手段３４及び第２加熱手段３８によって載置台３３及び
加熱プレート３７を加熱する。すると、ＬＣＤ基板Ｓの
裏面と載置台３３の載置面との接触部分を介した熱伝導
及び載置面からの熱輻射によってＬＣＤ基板Ｓがその裏
面から加熱されると共に、加熱プレート３７の表面から
の熱輻射によってＬＣＤ基板Ｓがその処理面側から加熱
され、さらに、加熱室２３の内部に存在する不活性ガス
を熱伝達の媒体としてＬＣＤ基板Ｓが加熱される。この
ようにＬＣＤ基板Ｓを両面から加熱し、また、不活性ガ
スを熱伝達の媒体として加熱するので、真空下において
も迅速かつ十分にＬＣＤ基板Ｓをエッチングに適した所
定の温度まで加熱することできる。また、加熱プレート
３７の凸部３７ａによってＬＣＤ基板Ｓの周縁を押圧し
ているので、ＬＣＤ基板Ｓの熱変形による反りを防止す
ることができ、ＬＣＤ基板Ｓの裏面と載置台３３の載置
面との十分な接触状態が維持されて熱伝導効率が低下す
ることがなく、また、ＬＣＤ基板Ｓの全体が均一に加熱
される。

【００２１】このようにして加熱室２３においてＬＣＤ
基板Ｓをエッチングに適した温度まで加熱したら、加熱
プレート３７を上方に引き上げてＬＣＤ基板Ｓへの押圧
を解除すると共に、不活性ガスの供給を停止し、加熱室
２３の内部の圧力を所定の真空度までさらに低下させ
る。ここで、不活性ガスの供給を停止した時点での加熱
室２３の内部圧力は、大気圧よりも相当に低い圧力なの
で、極めて短時間で所定の真空度まで圧力を下げること
ができる。

【００２２】次に、エッチング室２２の内部を排気口２
８及び排気管２９を介して真空ポンプによって真空状態
とする。ここで、エッチング室２２の排気はＬＣＤ基板
Ｓの加熱処理と同時並行で行うこともでき、或いは、加
熱処理と同時並行で別のＬＣＤ基板をエッチング室２２
においてエッチング処理することも可能であり、エッチ
ング処理工程の所要時間の短縮という観点から、加熱処
理とエッチング処理とを同時並行で行う方法が最適であ
る。エッチング室２２の内部を真空状態としたら、ゲー
トバルブ２５を開放し、連通口２４を介してＬＣＤ基板
Ｓをエッチング室２２に搬入してエッチングテーブル２
６の上に載置する。なお、ＬＣＤ基板Ｓの搬入は、例え
ば、真空容器２０の内部に設けられたロボット（図示を
省略）によって行う。次に、ゲートバルブ２５を閉鎖
し、ガス輸送管３２及びガス導入口３１を介してエッチ
ング室２２の内部にエッチングガスを導入してエッチン
グ処理を行う。ここで、加熱室２３及びエッチング室２
２は共に真空状態であるため、加熱室２３において加熱
されたＬＣＤ基板Ｓの温度は低下しにくく、エッチング
のための最適温度においてエッチング処理を開始するこ
とできる。なお、エッチング処理の時間が長い場合に
は、エッチングテーブル２６にも加熱手段を設けてエッ
チング中のＬＣＤ基板Ｓを保温するようにすることもで
きる。

【００２３】以上述べたように本実施例によれば、エッ
チング処理を開始する前に加熱室２３において予めＬＣ
Ｄ基板Ｓを所定温度まで加熱するようにしたので、エッ
チングのための最適温度においてエッチング処理を開始
することができ、このため、エッチング速度が増加する
ばかりでなく、エッチングの制御性が格段に向上する。
また、加熱プレート３７と載置台３３とによってＬＣＤ
基板Ｓを両面から加熱すると共に、加熱室２３の内部に
不活性ガスを導入し、さらに、加熱プレート３７の凸部
３７ａでＬＣＤ基板Ｓの反りを防止するようにしたの
で、ＬＣＤ基板Ｓを所定温度まで迅速に加熱することが
でき、エッチング処理工程の所要時間を短縮することが
できると共に、ＬＣＤ基板Ｓの全体を均一に加熱してエ
ッチングの面内均一性を向上させることができる。さら
に、加熱室２３における加熱処理と同時並行でエッチン
グ室２２においてエッチング処理を行うことができるの
で、エッチング処理工程の所要時間を全体としてさらに
短縮することができる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によるドライエッチ
ング装置によれば、エッチング処理を開始する前に、加
熱室において、被処理物をエッチングに適した所定温度
まで加熱手段によって加熱し、加熱済みの被処理物を連
通手段を介して真空下でエッチング室に搬送してエッチ
ング処理を行うようにしたので、エッチングのための最
適温度においてエッチング処理を開始することができ、
このため、エッチング速度が増加するばかりでなく、エ
ッチングの制御性が格段に向上し、また、被処理物の搬
送時以外において加熱室とエッチング室とを隔離状態と
することによって、加熱室における加熱処理とエッチン
グ室におけるエッチング処理とを同時並行で行うことが
できるので、エッチング処理工程の所要時間を全体とし
て大幅に短縮することができる。

【００２５】請求項２記載の発明によるドライエッチン
グ装置によれば、加熱プレートと載置台とによって被処
理物を両面から加熱すると共に、加熱プレートの凸部で
被処理物の反りを防止するようにしたので、被処理物を
所定温度まで迅速かつ十分に加熱することができ、エッ
チング処理工程の所要時間を全体としてさらに短縮する
ことができると共に、被処理物全体を均一に加熱できる
ので、エッチングの面内均一性を大幅に向上させること
ができる。

【００２６】請求項３記載の発明によるドライエッチン
グ装置によれば、不活性ガスを加熱室の内部に供給する
不活性ガス供給手段を設けたので、加熱室の内部で被処
理物を迅速かつ十分に加熱することが可能であり、エッ
チング処理工程の所要時間を全体としてさらに短縮する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるドライエッチング装置の一実施例
を示した縦断面図。

【図２】同実施例の加熱プレートを示した斜視図。

【図３】従来のドライエッチング装置の一例を示した縦
断面図。

【符号の説明】

２０ 真空容器 ２１ 隔離壁 ２２ エッチング室 ２３ 加熱室 ２４ 連通口 ２５ ゲートバルブ ２６ エッチングテーブル ２８、３５ 排気口 ２９、３６ 排気管 ３１ ガス導入口 ３２ ガス輸送管 ３３ 載置台 ３４ 第１加熱手段 ３７ 加熱プレート ３７ａ 凸部 ３８ 第２加熱手段 ３９ 不活性ガス導入口 ４０ 不活性ガス輸送管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空下において被処理物を加熱する加熱室
   と、この加熱室の内部で前記被処理物を加熱する加熱手
   段と、この加熱手段によって加熱された前記被処理物を
   真空下においてエッチング処理するエッチング室と、真
   空状態の前記加熱室と真空状態の前記エッチング室とを
   連通し、前記被処理物を前記加熱室から前記エッチング
   室へ真空下において搬送可能とする連通手段と、この連
   通手段に設けられ前記加熱室と前記エッチング室とを隔
   離可能とする隔離手段とを備えていることを特徴とする
   ドライエッチング装置。
2. 【請求項２】前記加熱室の内部に設けられ前記被処理物
   を載置する載置台と、この載置台を加熱する第１加熱手
   段と、前記載置台に載置された前記被処理物の処理面の
   周縁部に押圧される凸部を有する加熱プレートと、この
   加熱プレートを加熱する第２加熱手段とを備え、前記加
   熱プレートと前記載置台とによって前記被処理物を両面
   から挟み込んで前記被処理物を両面から加熱し得るよう
   にしたことを特徴とする請求項１に記載のドライエッチ
   ング装置。
3. 【請求項３】不活性ガスを前記加熱室の内部に供給する
   不活性ガス供給手段を有することを特徴とする請求項１
   又は２に記載のドライエッチング装置。