等离子体处理装置和其使用的处理气体供给装置.pdf

上传人:1*** 文档编号:490699 上传时间:2018-02-19 格式:PDF 页数:33 大小:1.40MB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN200910143025.6

申请日:

2009.05.22

公开号:

CN101587814A

公开日:

2009.11.25

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

H01J37/32; F17D1/04; F17D3/01

主分类号:

H01J37/32

申请人:

东京毅力科创株式会社

发明人:

田中诚治

地址:

日本东京都

优先权:

2008.5.22 JP 2008-134678

专利代理机构:

北京尚诚知识产权代理有限公司

代理人:

龙 淳

PDF下载: PDF下载
内容摘要

一种处理气体供给装置。该处理气体供给装置下游的管道内的气压保持在大气压以下,对应于FPD基板处理供给最适宜的处理气体。供给装置(400)向上部电极(300)供给处理气体,上部电极内的缓冲室(330)将中央室和周边室分开;处理气体供给装置具有将来自气箱(410)的处理气体2路分流的各分支管(404、406),和调整流过这些分支管的流量的流量调整单元(420、430),和将各分支管的处理气体分别导入中央室和周边室的管道;各流量调整单元具有各分支管上安装的开关阀(422、432)和固定节流阀(424、434),连接中央室的分支管的流量调整单元设有与开关阀和固定节流阀并列的旁通管(404A),同时旁通管安装有开关阀(422A)。

权利要求书

1、  一种等离子体处理装置,其处理室内相对配置有第1电极和第2电极,在所述第2电极支承的平板显示器用基板上导入处理气体,并且向上述电极中的1个或2个供给高频电压,生成等离子体,对所述平板显示器用基板施行指定的等离子体处理,其特征在于:
具有向所述第1电极供给处理气体的处理气体供给装置,
所述第1电极,具有与所述第2电极相对,形成有将所述处理气体向所述处理室内喷出的多个气体喷射孔的电极板,和支承所述电极板的支承体,和形成在所述支承体和所述电极板之间,导入所述处理气体的中空部,和将所述中空部分成中央室和周边室的环状分隔壁,
所述处理气体供给装置,具有处理气体供给单元,和将来自所述处理气体供给单元的处理气体2路分流的各分支管,和调整流过这些分支管的流量的流量调整单元,和将来自所述各分支管的处理气体分别导入所述中央室和所述周边室的管道,
所述各流量调整单元,具有所述各分支管上安装的开关阀和固定节流阀,
连接所述中央室的分支管的流量调整单元,具有与所述开关阀和所述固定节流阀并列的旁通管,并且所述旁通管上安装有开关阀。

2、
  如权利要求1所述的等离子体处理装置,其特征在于:
连接所述周边室的分支管的流量调整单元中,所述开关阀和所述固定节流阀之间连接有惰性气体供给管,该惰性气体供给管上设有开关阀。

3、
  如权利要求1或2所述的等离子体处理装置,其特征在于:
所述各流量调整单元分别具有与所述开关阀和所述固定节流阀并列的多个旁通管,并且所述各旁通管分别具有开关阀和固定节流阀,所述各流量调整单元的固定节流阀各自调整开度,形成不同的导流功能比。

4、
  如权利要求1或2所述的等离子体处理装置,其特征在于:
从所述各分支管向所述中央室和所述周边室导入处理气体的气体导入孔的向所述中空部开口的排出口上设置有整流部件,以将排出到所述中空部的气体的流向改变成水平方向。

5、
  如权利要求1或2所述的等离子体处理装置,其特征在于:
所述固定节流阀是针型阀。

6、
  一种处理气体供给装置,在等离子体处理装置中向所述第1电极提供处理气体,该等离子体处理装置,其处理室内相对配置有第1电极和第2电极,在所述第2电极支承的平板显示器用基板上导入处理气体,并且向上述电极中的1个或2个供给高频电压,生成等离子体,对所述平板显示器用基板施行指定的等离子体处理,其特征在于:
所述第1电极,具有与所述第2电极相对,形成有将所述处理气体向所述处理室内喷出的多个气体喷射孔的电极板,和支承所述电极板的支承体,和形成在所述支承体和所述电极板之间,导入所述处理气体的中空部,和将所述中空部分成中央室和周边室的环状分隔壁,
具有处理气体供给单元,和将来自所述处理气体供给单元的处理气体2路分流的各分支管,和调整流过这些分支管的流量的流量调整单元,和将来自所述各分支管的处理气体分别导入中央室和周边室的管道,
所述各流量调整单元,具有所述各分支管上安装的开关阀和固定节流阀,
连接所述中央室的分支管的流量调整单元,具有与所述开关阀和所述固定节流阀并列的旁通管,并且所述旁通管上安装有开关阀。

7、
  如权利要求6所述的处理气体供给装置,其特征在于:
从所述各分支管向所述中央室和所述周边室导入处理气体的气体导入孔的向所述中空部开口的排出口上设置有整流部件,以将排出到所述中空部的气体的流向改变成水平方向。

说明书

等离子体处理装置和其使用的处理气体供给装置
技术领域
本发明涉及一种对液晶显示器(Liquid Crystal Display)和场致发光显示器(Electro-Luminescence Display)等平板显示器(Flat PanelDisplay)施行指定处理的等离子体处理装置和其使用的处理气体供给装置。
背景技术
例如,在平板显示器用基板(以下称为“FPD用基板”)的表面形成图案的工序中,施加蚀刻或溅涂、CVD(化学气象沉积)等等离子体处理。施加这样的等离子体处理的等离子体处理装置,可以列举出例如平行平板等离子体处理装置。
这种等离子体处理装置,将处理室内具有下部电极的载置台和兼处理气体导入部的上部电极平行配置,经由上部电极把处理气体导入处理室内,并且向至少一个电极施加高频电压,在电极间形成高频电场,由该高频电场形成处理气体的等离子体,对FPD用基板施加等离子体处理。
FPD用基板与半导体晶片不同,处理面积较大,所以为了从上部电极将处理气体平均分散而供给到FPD用基板的整个表面,提出了多种方案。例如,如专利文件1记载,将上部电极的中空部内分隔成中央室和周边室的分隔壁,该中央室向基板的中央区域喷射处理气体,该周边室向基板的周边区域喷射处理气体;例如,处理气体供给单元由具有气体供给源的气箱等构成,使来自该处理气体供给单元的处理气体分流并分别提供给中央室和周边室的分支管被连接,为了调整流经各分支管的处理气体的流量,设有质量流控制器等流量调整单元。由此,通过调整各分支管的流量调整单元,能够使提供给基板的中央区域和周边区域的处理气体平均化。
专利文献:日本特开2007-324331号公报
由于对FPD用基板施加等离子体处理的上部电极是大型的,所以在一般情况下,连接到中央室的分支管的长度,比连接到周边室的分支管短。所以,连接中央室的分支管比连接周边室的分支管的导流功能(易流程度)强,存在各分支管的管内压力不平均的问题。所以,必须调整流量调整单元,使连接中央室的分支管的导流功能低于连接周边室的分支管的导流功能,从而达到各分支管的管内压力平均化。在这一点上,可以考虑用质量流控制器构成上述各分支管的流量调整单元,调整流经分支管的处理气体的流量。
但是,如果用质量流控制器构成上述各分支管的流量调整单元,在一般情况下构成处理气体供给单元的气箱也设有质量流控制器,所以气箱的下游(也是质量流控制器的下游)的气压超过大气压。所以,如果气箱下游的管道有损伤,可能会从管道内向空气中泄漏气体。因此,为了防止这个问题,必须对管道结构加工,例如将各管道制成双重结构等等。
在这一点上,通过利用例如针型阀等固定节流阀构成各分支管的流量调整单元,能够使气箱下游的管道内的气压降到大气压以下,所以管道即便有损伤也不会向空气中泄漏气体。
但是,用固定节流阀构成各分支管的流量调整单元的情况下,如上所述,为了使连接中央室的分支管的导流功能低于连接周边室的分支管的导流功能,必须减小并固定连接中央室的分支管的固定节流阀的开度。因此,例如需要仅从上部电极的中央区域供给大流量的处理气体而进行FPD基板处理时,存在无法保持充分的导流功能等无法对FPD基板处理提供最适宜的处理气体的问题。
发明内容
本发明鉴于此类问题,目的为例如提供一种等离子体处理装置等,能够在分流来自气箱等处理气体供给单元的处理气体,并将该气体独立地提供给FPD基板的中央区域和周边区域的情况下,将处理气体供给单元的下游的管道内的气压保持在大气压以下,对FPD基板处理提供最适宜的处理气体。
为了解决上述问题,根据本发明的观点,提供一种等离子体处理装置,该装置在处理室内相对设置第1电极和第2电极,向上述第2电极支承的平板显示器用基板的上方导入处理气体,并且向上述电极中的一个或双方施加高频电压生成等离子体,对上述平板显示器用基板施加设定的等离子体处理。该等离子体处理装置具有向上述第1电极提供处理气体的处理气体供给装置,上述第1电极,具有与上述第2电极相对,形成有将上述处理气体向上述处理室内喷出的多个气体喷射孔的电极板,和支承上述电极板的支承体,和形成在上述支承体和上述电极板之间,导入上述处理气体的中空部,和将上述中空部分成中央室和周边室的环状分隔壁;上述处理气体供给装置,具有处理气体供给单元,和将处理气体供给单元的处理气体2路分流的各分支管,和调整流过这些分支管的流量的流量调整单元,和将各分支管的处理气体分别导入中央室和周边室的管道;上述各流量调整单元,具有上述各分支管上安装的开关阀和固定节流阀(例如针型阀);连接上述中央室的分支管的流量调整单元,具有与上述开关阀和上述固定节流阀并列的旁通管,同时旁通管上安装有开关阀。
为了解决上述问题,根据本发明的其他观点,本发明提供一种处理气体供给装置,其处理室内相对配置有第1电极和第2电极,在所述第2电极支承的平板显示器用基板上导入处理气体,同时向上述2个电极中的1个或2个供给高频电压,生成等离子体体,对所述平板显示器用基板施行指定的等离子体处理,其特征在于:具有向所述第1电极供给处理气体的处理气体供给装置;所述第1电极,具有与所述第2电极相对,形成有将所述处理气体向所述处理室内喷出的多个气体喷射孔的电极板,和支承所述电极板的支承体,和形成在所述支承体和所述电极板之间,导入所述处理气体的中空部,和将所述中空部分成中央室和周边室的环状分隔壁;所述处理气体供给装置,具有处理气体供给单元,和将处理气体供给单元的处理气体2路分流的各分支管,和调整流过这些分支管的流量的流量调整单元,和将各分支管的处理气体分别导入中央室和周边室的管道;所述各流量调整单元,具有所述各分支管上安装的开关阀和固定节流阀(例如针型阀);连接所述中央室的分支管的流量调整单元,具有与所述开关阀和所述固定节流阀并列的旁通管,同时旁通管上安装有开关阀。
根据本发明,从处理气体供给单元分出的各分支管上设置的流量调整单元使用固定节流阀,所以即使处理气体供给单元使用质量流控制器,处理气体供给单元的下游的管道也能保持在大气压以下。所以,即使处理气体供给单元的下游的管道受到损伤,也能够防止气体从该管道泄漏到大气中。
而且,各分支管的流量调整单元安装有开关阀和固定节流阀,所以能够与各分支管的长度相对应,调整固定节流阀的打开程度,从而调整导流功能。所以,例如长度短于连接第1电极的周边室的分支管的长度、且连接中央室的分支管,通过减小该连接中央室的分支管的固定节流阀的开度,能够使各分支管的管内压力平均化,因此从第1电极的中央室及周边室能够平均地提供处理气体。
而且,与第1电极的中央室连接的分支管的流量调整单元装有旁通管,所以能够通过控制开关阀切换分支管的处理气体流,使该处理气体流在不通过固定节流阀的情况下通过旁通管,供给到中央室。所以,即使仅从中央室供给处理气体,也能够确保充分的导流功能。这样,根据本发明,能够将处理气体供给单元的下游的管道保持在大气压以下,并且对于FPD用基板的处理提供最适宜的处理气体。
另外,在这种情况下,在连接所述周边室的分支管的流量调整单元中,所述开关阀和所述固定节流阀通过惰性气体供给管道连接,该惰性气体供给管道可以装有开关阀。因此,能够从第1电极的中央室只提供处理气体,从周边室只提供惰性气体,所以能够进一步提高FPD用基板的处理的平均性。
另外,上述各流量调整单元可以分别与上述开关阀和上述固定节流阀并列配置多个旁通管,同时上述各旁通管分别安装有开关阀和固定节流阀,上述各流量调整单元的固定节流阀可以分别调整开度,形成不同的导流功能比。因此,能够通过对各流量调整单元的开关阀的控制,使用处理气体通过的指定管道构成的指定管道组合,从各分支管向第1电极的中央室、周边室提供指定流量的处理气体。因此,能够使处理气体供给单元的下游的管道保持在大气压以下,并且与FPD用基板的处理相对应,控制供给到FPD用基板的中央区域和周边区域的处理气体流量的平均性。
另外,从上述各分支管向上述中央室和上述周边室导入处理气体的气体导入孔的向上述中空部开口的排出口上,可以安装有水平地改变排出到所述中空部的气流方向的整流器件。因此,能够在中空部内的更大范围内平均地扩散。因此,能够从各气体喷出孔更平均地喷出处理气体。
根据本发明,处理气体供给单元的下游的管道内能够保持在大气压以下,对于FPD基板的处理提供最适宜的处理气体。
附图说明
图1是本发明的实施方式相关的等离子体处理装置的外观立体图。
图2是相同的实施方式中的处理室的截面图。
图3是为了说明处理气体供给装置的管道结构例的图。
图4是表示图3所示的处理气体供给装置的外观的概略立体图。
图5是表示图3所示的管道结构的简图。
图6是为了说明具有其他分隔壁的上部电极适用的处理气体供给装置的管道结构例的图。
图7是表示在相同实施方式中设有旁通管的流量调整单元的具体例的简图。
图8是表示在相同实施方式中设有旁通管的流量调整单元的其他具体例的简图。
图9是进一步表示在相同实施方式中设有旁通管的流量调整单元的其他具体例的简图。
图10A是表示上部电极的各气体导入孔上安装的整流部件的具体例的纵向截面图。
图10B是图10A所示的A-A截面图。
图11A是表示上部电极的各气体导入孔上安装的整流部件的其他具体例的纵向截面图。
图11B是图11A所示的B-B截面图。
符号说明
100    等离子体处理装置
102  闸阀
104  闸阀
106  闸阀
110  搬送室
120  负载锁定室
130  基板搬出搬入机构
140  分度器
142  箱盒
200  处理室
202  处理容器
204  开口部
206  匹配器
208  高频电源
210  载置台
212  下部电极
213  导电线路
214  绝缘材料
216  支承部
218  保护管
220  支承板
222  风箱体
230  螺栓
232  绝缘体
240  排气管
242  真空排气单元
250  搬出搬入口
300  上部电极
302  框体
310  电极板
312  气体喷出孔
320  电极支承体
326 气体导入孔
327 排出口
328 整流部件
329 吊挂部件
330 缓冲室
332 第1室(中央室)
334 第2室(周边室)
350 分隔壁
360 吊挂部件
364 缔结部件
400 处理气体供给装置
402 处理气体供给管道
404,406 分支管
404A,404B 旁通管
406a~406d 分支管
406A,406B 旁通管
408 惰性气体供给管道
409 开关阀
410 气箱
420,430 流量调整单元
422,422A,422B 开关阀
424,424A,424B 流量调整器(固定节流阀)
430 流量调整单元
432,432A,432B 开关阀
434,434A,434B 流量调整器(固定节流阀)
510A~510D 气体供给管
520A~520D 气体供给源
522A~522D 手动阀门
530A~530D 第1截断阀
540A~540C 质量流控制器
550A~550D 第2截断阀
560A~560C  截断阀
S 基板(FPD用基板)
具体实施方式
以下列举实施方式,以附图为参照进一步对本发明进行详细说明。并且,在本说明书和附图中,对于实质相同的功能结构的结构要素,标注同一符号,省略重复说明。
首先,对于本发明的实施形态相关的等离子体处理装置,参照附图进行说明。图1是多腔型等离子体处理装置的外观立体图。同一附图所示的等离子体处理装置100具有对于平板显示器用基板(FPD用基板)S施加等离子体处理的多个(例如3个)处理室200。
处理室200内设有例如放置FPD用基板S的载置台,在该载置台的上方设有导入处理气体(例如工艺气体)的喷淋头兼上部电极。在各处理室200可以进行同一处理(例如蚀刻处理等),也可以进行相互不同的处理(例如蚀刻处理和灰化(アツシング)处理等)。下面叙述处理室200内的具体结构示例。
各处理室200分别在截面为多角形(例如横截面为矩形)的搬送室110的侧面,经由闸阀102相连接。搬送室110进一步与负载锁定室120经由闸阀104相连接。基板搬出搬入机构130经由闸阀106与负载锁定室120相邻设置。
基板搬出搬入机构130分别相邻设置有两个分度器140。分度器140上载置有收容FPD用基板S的箱盒142。箱盒142可以收容多个(例如25个)FPD用基板S。
使用这样的等离子体处理装置对FPD用基板S施行等离子体处理时,首先基板搬出搬入机构130将箱盒142内的FPD用基板S搬入负载锁定室120。此时,负载锁定室120内如果有完成处理的FPD用基板S,将该完成处理的FPD用基板S搬出负载锁定室120,与未处理的FPD用基板S置换。负载锁定室120内搬入FPD用基板S时,关闭闸阀106。
接着,负载锁定室120内减压至指定真空程度后,打开搬送室110和负载锁定室120之间的闸阀104。搬送室110内的搬送机构(无图示)将负载锁定室120内的FPD用基板S搬入搬送室110后,关闭闸阀104。
搬送室110进一步减压至真空度高于负载锁定室120之后,打开闸阀102。未处理的FPD用基板S搬入到处理室200内的载置台兼下部电极。此时,如果有完成处理的FPD用基板S,将该完成处理的FPD用基板S搬出,与未处理的FPD用基板S置换。
在处理室200内,下部电极和上部电极之间产生等离子体体,处理气体经由上部电极导入处理室内,对FPD用基板S施行指定的等离子体处理。
(处理室的构成例)
然后,对于处理室200的具体结构例参照附图进行说明。在此说明本发明的等离子体处理装置用于对例如液晶显示器用的玻璃基板(以下只称作基板)等FPD用基板蚀刻时处理室的结构示例。图2是表示处理室200的概略结构的截面图。
图2所示的处理室200,具有例如表面进行了阳极氧化处理(铝阳极化处理)的铝构成的大致角筒形的处理容器202。处理容器202在上端附近分开成为上下两部分,处理容器202的上部能够开合,使内部维护简单易行。并且,处理容器202接地。
处理容器202内的底部配置有载置台210,载置台210具有作为第2电极的一个示例的下部电极212。上部电极300在载置台210的上方与载置台210隔着缝隙相对配置,上部电极300是气体导入部兼第1电极的一个示例。上部电极300经由匹配器206连接高频电源208。高频电源208向上部电极300施加例如13.56MHz的高频电压。
处理容器202的外侧设有处理气体供给装置400,气体供给装置400供给处理气体,该处理气体用于对基板S施加成膜或蚀刻等指定处理。气体供给装置400从构成处理气体供给单元的气箱410向处理室200提供处理气体。气箱410具有处理气体供给源,处理气体供给源的管道设有开关阀、质量流控制器。处理气体供给源提供的处理气体的流量由质量流控制器调整,从气箱410提供。并且,气箱410可以设有多个处理气体供给源。在这种情况下,也可以在各处理气体供给源的管道分别设置开关阀、质量流控制器,将这些管道的下游侧合流,从气箱410提供混合的处理气体。下面说明气箱410的具体结构的示例。
处理容器202的侧壁上连接有排气管240,排气管240连接真空排气单元242。另外,处理容器202的侧壁上设有与上述搬送室110之间进行基板S的搬出搬入的搬出搬入口250。上述闸阀102开闭搬出搬入口250。
在这样的处理室200中,气体供给装置400向处理室200内提供处理气体的同时,由于向上部电极300施加高频电压,所以在下部电极212和上部电极300之间产生处理气体的等离子体,能够对放置在载置台210上的基板S进行蚀刻、灰化、成膜等等离子体处理。
支承部216通过绝缘材料214支承上述下部电极212。支承部216的底面的中央部分设有保护管218,保护管218穿过形成在处理容器202的底壁上的开口部204向下方伸出。
支承板220支承保护管218的底面,支承板220的直径大于保护管218的直径且具有导电性。支承板220安装在保护管218上,堵塞保护管218。在支承板220的周围固定有导电性的风箱体222的下端。风箱体222的上端固定在处理容器202的开口部204的开口边缘。
风箱体222密闭地分隔开设有保护管218的内部空间和外部大气空间。另外,支承板220上设有没有被图示的升降机构。由于该升降机构升降支承板220,所以能够升降载置台210。下部电极212通过导电线路213与支承板220连接。因此,下部电极212通过导电线路213、支承板220、风箱体222与处理容器202电连接并且接地。
并且,载置台210的下部电极212和处理容器202可以经由阻抗调整部电连接。具体情况例如在下部电极212和支承板220之间,用导线连接阻抗调整部。因此,阻抗调整部的一端连接下部电极,同时另一端通过支承板220及风箱体222与处理容器202的底部电连接。由于该阻抗调整部调整阻抗值,所以可以抑制在高压电源连接的上部电极300和处理容器202的侧壁之间的等离子体的产生。
上部电极300经由框体302安装在处理容器202的上部内侧面,框体302由绝缘性材料构成。同时,上部电极300被例如多个螺栓230吊挂在处理容器202的顶面。具体而言,在处理容器202的顶面形成的孔中安装绝缘体232,在该绝缘体232内插入螺栓230,用以固定上部电极300。另外,可以使用表面经过绝缘加工的螺栓。
并且,上部电极300兼有向放置在载置台210的FPD用基板S的表面喷出指定气体的气体导入部的功能,形成喷淋头。如图2所示,上部电极300中,形成由矩形的中空部构成的用于气体扩散的缓冲室330。上部电极300的底面(与下部电极相对的面)的整个面上平均地分散设置有多个气体喷出孔312,该气体喷出孔312向处理室200的整个内部以下降气流的方式提供处理气体。
具体而言,上部电极300具有电极板310和电极支承体320,电极板310为矩形且形成有上述气体喷出孔312,电极支承体320与电极板310的形状几乎相同,且装卸自由地支承电极板310的顶面。电极板310和电极支承体320例如由表面被阳极氧化处理的铝构成。并且,气体喷出孔312的数量和配置不仅限于图2所示。
电极支承体320形成构成上述缓冲室330的矩形空间部。该空间部在电极支承体320的边缘(底面)开口,在电极支承体320的底面安装电极板310,因此上述空间部被封闭。
另外,在形成电极支承体320的缓冲室330的空间内,在形成该空间的电极支承体320的顶面内面上通过多个吊挂部件360悬挂。吊挂部件360例如由表面被阳极氧化处理的铝或SUS(Stainless Used Steel)构成。吊挂部件360由螺栓等缔结部件364固定在电极支承体320的顶面。
另外,可以使用上述缔结部件364将吊挂部件360固定在电极板310上,也可以在吊挂部件360上设置凸缘部,使用比缔结部件364还小的螺栓等缔结部件将该凸缘部和电极板另行固定。
因此,电极板310不仅安装在电极支承体320的边缘(底面),也由吊挂部件360悬挂在电极支承体320的缓冲室330内。所以,即便大型电极板310也能够安装在电极支承体320上,防止由自重引起的曲度和变形。
电极支承体320的缓冲室330由环状(框状)的分隔壁350分隔成多个室(例如中央部的第1室332和周边部的第2室334)。并且,电极支承体320的顶面设有多个气体导入孔326,这些气体导入孔326分别与处理气体供给装置400的分支管连接,对各室332、334逐个控制流量并导入处理气体供给装置400提供的处理气体。
如图2所示,气箱410提供的处理气体,通过从气箱410分成两路的其中一路的分支管404,经由流量调整单元420导入第1室332。通过另一路的分支管406的处理气体,经由流量调整单元430导入第2室334。提供给各室332、334的处理气体,分别由流量调整单元420、430控制流量。
这样,由于单个控制从各室332、334向基板S导入的处理气体的流量,即便增大基板S的面积,也能够使基板S整个区域的气体流量平均化,从而能够使等离子体处理平均化。
(处理气体供给装置的管道结构例)
在此,参照附图对这样的处理气体供给装置400的管道结构示例进行说明。图3是取出电极板310时从下方看电极支承体320的附图。图4是表示处理气体供给装置400的外观的概略图。图5是用框图表示处理气体供给装置400的管道结构的附图。并且,在图3、图5中,用线图概念性地表示处理气体供给装置400的管道结构。
在此,说明电极支承体320形成有5个气体导入孔326时的情况。具体而言,在电极支承体320的中央设置有1个气体导入孔326,在4个角附近分别设置有1个气体导入孔326。这5个气体导入孔326分别沿长度方向、宽度方向对称配置。
图3所示的分隔壁350,是形成为与缓冲室330相类似的框形时的具体示例。该分隔壁350的顶面和底面,沿分隔壁350的框部设置有例如没被图示的○环等密封材料。缓冲室330被这样的分隔壁350分隔成中央部的第1室332和围绕第1室332外侧的周边部的第2室334。
这样的分隔壁350被夹在电极支承体320的顶面内面和电极板310之间,所以从电极支承体320取下电极板310时,能够容易地与不同的环形的分隔壁350交换。图3所示的分隔壁350形成为环形,第1室332的面积约为缓冲室330的整体面积的25%。这样的分隔壁350进行分隔时,第1室332由中央的气体导入孔326导入处理气体,第2室334从靠近4个角的气体导入孔326分别导入处理气体。
在向这样的气体导入孔326导入处理气体时,处理气体供给装置400的结构如图3、图4所示。即,图3所示的处理气体供给管道402分成两个分支管,分别是向第1室332的气体导入孔326导入处理气体的分支管404,和向第2室334的气体导入孔326导入处理气体的分支管406。各分支管404、406安装有流量调整单元420、430。
上述分支管404经由流量调整单元420连接中央的气体导入孔326。另外,上述分支管406在流量调整单元430的下游分成4路,这些分支管406a~406d分别连接4个角附近的4个气体导入孔326。具体而言,如图4所示,分支管406在开关阀432、流量调整器434的下游进一步分成两路,一路的管道分成分支管406a、406b,另一路的管道分成分支管406c、406d。但并不仅限于这样的管道结构,分支管406在开关阀432、流量调整器434的下游也可以放射状地分成4路。
上述流量调整单元420、430分别由例如设置在上游的开关阀422、432和设置在下游的流量调整器424、434构成。这些流量调整单元420、430能够分别控制从第1室332、第2室334向处理室200内导入处理气体的流量。
气箱410的结构如图5所示。在此,例示4种气体(第1气体、第2气体、第3气体、惰性气体)能够经由气体供给管510A~510D供给的情况。在这些气体中,第1气体、第2气体、第3气体是例如作为蚀刻气体的碳氟化合物类的氟化合物,CF4、C4F6、C4F8、C5F8等CXFY气体。另外,这些气体可以含有例如O2气体,作为控制CF类的反应生成物的沉积物的气体。而且,惰性气体可以是例如作为载体气体的稀有气体(例如Ar气体),也可以是例如作为清洗气体使用的N2气体等。气体供给源的数量不仅限于图5的示例,可以是例如1个、2个,也可以是4个以上。
这样,作为蚀刻气体使用的第1气体、第2气体、第3气体的气体供给管510A~510C是相同结构。即,各气体供给管510A~510C分别具有第1气体、第2气体、第3气体的气体供给源520A~520C,各气体供给源520A~520C分别经由气体供给管510A~510C连接处理气体供给管道402,并与处理气体供给管道402合流。
各气体供给管510A~510C的气体供给管510A~510C安装有调整从气体供给源520A~520C提供的气体的流量的流量控制器,该流量控制器例如为质量流控制器(MFC)540A~540C。该质量流控制器(MFC)540A~540C各自的容量可以不同。
各质量流控制器(MFC)540A~540C的上游和下游分别设有第1截断阀(上游截断阀)530A~530C,第2截断阀(下游截断阀)550A~550C。关闭第1截断阀530A~530C和第2截断阀550A~550C,能够截断各质量流控制器(MFC)540A~540C中的气流。因此,例如可以将实际通过各质量流控制器(MFC)540A~540C的气体流量调整为0。
并且,如图5所示,气体供给源520A~520C和第1截断阀(上游截断阀)530A~530C之间,设有手动阀门522A~522C。并且,手动阀门522A~522C和第1截断阀(上游截断阀)530A~530C之间虽然没有图示,但可以进一步安装减压阀(调压阀)、压力计(PT)。
另外,惰性气体(例如N2气体)的气体供给管510D具有惰性气体的气体供给源520D。能够将该气体供给源520D提供的惰性气体供给至其他的各气体供给管510A~510C的质量流控制器(MFC)540A~540C,并能够经由第2截断阀550A~550C供给至处理室200。因此,由于对于N2气体能够使用质量流控制器(MFC)540A~540C,所以不必个别设置质量流控制器(MFC)。而且,能够不经由各气体供给管510A~510C,通过处理气体供给管道402供给至处理室200。
具体而言,惰性气体的气体供给源520D使用气体供给管510D通过第2截断阀550D连接处理气体供给管道402,同时分别通过截断阀560A~560C连接在各气体供给管510A~510C的第1截断阀530A~530C和质量流控制器(MFC)540A~540C之间。
另外,与其他的气体供给管510A~510C相同,气体供给管510D连接手动阀门522D和第1截断阀(上游截断阀)530D。并且,在质量流控制器(MFC)540A~540C控制惰性气体的流量的情况下,可以将上述截断阀560A~560C作为设置在质量流控制器(MFC)上游的第1截断阀(上游截断阀)而进行控制。
在这种结构的处理气体供给装置400中,通过对气箱410内的各阀和MFC的控制,经由处理气体供给管道402向处理室200提供在指定流量下混合的处理气体。在这种情况下,流量调整单元420、430能够单独控制从第1室332、第2室334向处理室200导入的处理气体的流量。
例如为了从上部电极300向FPD基板S平均地供给气体,必须把中央的气体导入孔326连接的分支管404,和接近4个角的4个气体导入孔326连接的分支管406的管内压力平均化。但是,由于对FPD用基板S进行等离子体处理的上部电极300是大型的,所以中央部的第1室332连接的分支管404的长度,短于周边部的第2室334连接的分支管406,所以导流功能(易流程度)强。因此,必须调整流量调整器424、434,使通过分支管404的处理气体的流量少于通过分支管406的处理气体的流量,使各分支管404、406的管内压力平均化。
并且,对于上部电极300的分隔壁350,并不仅限于图3所示内容。例如处理气体供给装置400也可以用于图6所示的设有分隔壁350的上部电极300。图6所示的分隔壁350与图3所示的分隔壁350相比,第1室332的面积更大,并呈环状。根据图6所示的分隔壁350,第1室332的面积是缓冲室330整体面积的约50%。
另外,图6所示的分隔壁350分隔的各室332、334的区域内的气体导入孔326的数量和图3所示情况相同,也呈环状,没有改变处理气体供给装置400的管道结构,只改变了缓冲室330的分隔面积。
上述流量调整器424、434也可以由质量流控制器构成。但是,在流量调整器424、434由质量流控制器构成的情况下,气箱410内也设有质量流控制器540A~540C,所以气箱410的下游(比质量流控制器540A~540C更靠近下游)的气压超过大气压。因此,如果气箱410的下游的管道损伤,管道内的气体有可能泄露到大气中去。为了防止这种情况,必须对管道结构进行加工,例如将管道做成双层结构。
在本实施形态中,流量调整器424、434由例如针型阀等固定节流阀构成,因此气箱410的下游的气压在大气压以下,即便管道损伤,气体也不会泄漏到大气中去。流量调整器424、434由固定节流阀构成时,如上所述,缩小固定节流阀的开度并固定,使通过分支管404的处理气体的流量小于通过分支管406的处理气体的流量。例如将关闭固定节流阀时的开度状态定为0,完全打开时的开度状态定为10时,对构成各流量调整器424、434的固定节流阀的开度进行调整,使分支管404和分支管406的导流功能比为3∶10。
但是,一旦将构成分支管404的流量调整器424的固定节流阀的开度缩小并固定,例如需要仅从上部电极300的中央区域供给大流量的处理气体而进行FPD基板S的处理时,存在无法保持充分的导流功能等无法对FPD基板S的处理提供最适宜的处理气体的问题。所以,优选将不通过流量调整器424的旁通管与流量调整器424并列设置,处理气体的气流能够被切换到旁通管中,因此通过旁通管能够提供大流量的处理气体的情况。
参照附图详细说明这种管道结构的具体示例。图7是表示具有旁通管的管道结构的具体示例的附图。这是旁通管404A与分支管404的流量调整器424并列设置的情况。旁通管404A上设置有开关阀422A,可以将通过分支管404的处理气体流过流量调整器424的状态和流过旁通管404A的状态相互切换。
在这种情况下,例如将关闭固定节流阀时的开度状态定为0,完全打开时的开度状态定为10时,对构成各流量调整器424、434的固定节流阀的开度进行调整并固定,使分支管404和分支管406的导流功能比为3∶10。并且,固定节流阀的开度不仅限于上述情况。优选事先求得导流功能比,该导流功能比可以与分支管404和分支管406的长度等相对应地使分支管404和分支管406的管内压力平均化,为达到该导流功能比而调整固定节流阀的开度。
根据具有上述管道结构的处理气体供给装置400,例如从上部电极300的中央区域和周边区域平均地提供处理气体时,在打开开关阀432的同时打开开关阀422、关闭开关阀422A,因此经由流量调整器434处理气体流向分支管406,同时经由流量调整器424处理气体流向分支管404。
对此,只希望从上部电极300的中央区域提供大流量的处理气体时,关闭开关阀432的同时关闭开关阀422,打开开关阀422A,因此处理气体不流经分支管406,从分支管404经由旁通管404A流走。
因此,即便将构成分支管404的流量调整器424的固定节流阀的开度缩小并固定,也能够经由旁通管404A,仅从上部电极300的中央区域供给大流量的处理气体。
并且,图7所示的管道结构中的分支管406,也可以连接例如图8所示的向开关阀432和流量调整器434之间供给惰性气体(例如Ar气体,He气体等)的惰性气体供给管道408。在这种情况下,惰性气体供给管道408设置有开关阀409,可以切换至从上部电极300的周边区域只供给惰性气体的状态。
即,由于关闭开关阀432的同时打开开关阀409,所以能够从上部电极300的周边区域只供给惰性气体。因此,由于从上部电极300的中央区域提供处理气体,从周边区域提供惰性气体,所以能够提高FPD基板的处理的平均性。
这样的惰性气体,可以从例如图5所示的气箱410内的惰性气体的气体供给管510D,向图7所示的惰性气体供给管道408直接供给,也可以在图5所示的气体供给管510A~510D以外的其他系统中设置气体供给管路,直接向惰性气体供给管道408供给。
另外,在图7、图8中,说明了仅在分支管404设置旁通管404A的情况,但未必仅限于这种情况。不仅是分支管404,分支管406也可以设置旁通管。
在这种情况下,例如如图9所示,在分支管404上,将多个(例如2个)旁通管404A、404B分别与流量调整器424并列设置,这些旁通管404A、404B上可以分别设置开关阀422A、422B、流量调整器424A、424B。另外,在分支管406上,将多个(例如2个)旁通管406A、406B分别与流量调整器434并列设置,这些旁通管406A、406B上可以分别设置开关阀432A、432B、流量调整器434A、434B。
流量调整器424、424A、424B的固定节流阀分别设定不同的开度,调节导流功能比,因此能够控制各开关阀422、422A、422B使气体流动的管道的组合,让分支管404可以通过多种流量。
与此相同,流量调整器434、434A、434B的固定节流阀分别设定为不同的开度,调节导流功能比,因此能够控制各开关阀432、432A、432B使气体流动的管道的组合,让分支管406可以通过多种流量。
具体而言,将关闭固定节流阀时的开度状态定为0,完全打开时的开度状态定为10时,流量调整器424、424A、424B的固定节流阀的开度设定为例如10∶5∶2.5。另外,流量调整器434、434A、434B的固定节流阀的开度也设定为例如10∶5∶2.5。因此,可以使流经分支管404和分支管406的处理气体的导流功能比的组合更多。
例如在分支管404中进行控制,关闭开关阀422、422B,打开开关阀422A,使处理气体只通过流量调整器424A,同时,在分支管406中进行控制,关闭开关阀432A、432B,打开开关阀432,使处理气体只通过流量调整器434。在这种情况下,分支管404和分支管406的导流功能比可以定为5∶10。这时,由于在分支管404中进行控制,关闭开关阀422,打开开关阀422A、422B,使处理气体只通过流量调整器424A、424B,因此分支管404和分支管406的导流功能比可以定为7.5∶10。
因此,利用控制各开关阀,使处理气体通过指定管道而构成的指定管道组合,从各分支管向中央部的第1室332、周边部的第2室334提供指定流量的处理气体。所以,能够对应于基板S的处理而控制供给到基板S的中央区域和周边区域的处理气体流量的平均性。
另外,上部电极300的各气体导入孔326上,向缓冲室330开口的排出口327可以安装将排出气体的气流方向变为水平方向的整流部件。例如图10A、图10B所示,圆板状的整流部件328由安装在排出口327周围的多个(例如4个)吊挂部件329吊挂。并且,如图11A、图11B所示,圆板状的整流部件328可以安装在各气体导入孔326的排出口327,整流部件328形成有从中央向水平方向延伸的多个孔。并且,在图10A、图11A所示的电极板310中省略气体喷出孔312。
因此,从各气体导入孔326导入的处理气体由于整流部件328的作用沿水平方向供给,所以在缓冲室330内能够在更大范围里平均地扩散。所以,从电极板310的气体喷出孔312能够更平均地喷出处理气体。
尤其是,本实施形态的整流部件328是能够设置在每个气体导入孔326的排出口327上的小型装置,即使是用分隔壁350将缓冲室330内分隔成多个室332、334时也能够无负面影响地安装。因此,能够在各气体导入孔326的排出口327安装整流部件328,这与分隔壁350的形状(例如图3、图6等)无关。并且,在本实施形态中,缓冲室330被分隔壁350分隔成的各室332、334内,分别能够将各气体导入孔326导入的处理气体扩散到更大范围。这样的整流部件328的形状和大小不仅限于上述情况。例如整流部件328的形状和大小,可以根据各气体导入孔326的配置或气体喷出孔312的配置、分隔壁350的形状等决定。
并且,本实施形态说明了分隔壁350设置为能够容易交换的情况,但并不仅限于此,分隔壁350可以用多个螺栓或螺丝钉固定在电极支承体320的上壁。
以上根据附图说明了本发明适宜的实施形态,但本发明不仅限于相关示例。本领域技术人员在权利要求书的记载范围内,显然能够想到各种变更例和修改例,这些示例也理所当然地属于本发明的技术范围。
例如在本实施形态中,说明了本发明适用于下部电极接地、仅对上部电极施加高频电压的等离子体处理装置的情况,但未必仅限于此。例如也适用于向上部电极和下部电极双方施加高频电压的等离子体处理装置,也适用于仅向下部电极施加例如不同高频的2种高频电压的等离子体处理装置。
本发明能够用于对FPD用基板施加指定处理的等离子体处理装置和用于该装置的处理气体供给装置。

等离子体处理装置和其使用的处理气体供给装置.pdf_第1页
第1页 / 共33页
等离子体处理装置和其使用的处理气体供给装置.pdf_第2页
第2页 / 共33页
等离子体处理装置和其使用的处理气体供给装置.pdf_第3页
第3页 / 共33页
点击查看更多>>
资源描述

《等离子体处理装置和其使用的处理气体供给装置.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《等离子体处理装置和其使用的处理气体供给装置.pdf(33页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

一种处理气体供给装置。该处理气体供给装置下游的管道内的气压保持在大气压以下,对应于FPD基板处理供给最适宜的处理气体。供给装置(400)向上部电极(300)供给处理气体,上部电极内的缓冲室(330)将中央室和周边室分开;处理气体供给装置具有将来自气箱(410)的处理气体2路分流的各分支管(404、406),和调整流过这些分支管的流量的流量调整单元(420、430),和将各分支管的处理气体分别导入中。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 电学 > 基本电气元件


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1