JP2001049439A - 真空処理装置および真空処理方法 - Google Patents

真空処理装置および真空処理方法

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JP2001049439A
JP2001049439A JP11229530A JP22953099A JP2001049439A JP 2001049439 A JP2001049439 A JP 2001049439A JP 11229530 A JP11229530 A JP 11229530A JP 22953099 A JP22953099 A JP 22953099A JP 2001049439 A JP2001049439 A JP 2001049439A
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彰三 渡邉
Hideo Haraguchi
秀夫 原口
Shigeyuki Yamamoto
重之 山本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波電力が印加されるプラズマ発生機構と
反応ガスを供給する反応ガス供給手段とが真空容器の上
部に設けられ、真空容器内における前記反応ガス供給手
段のガス供給口の下方に被処理基板が設置される、ダウ
ンフロー方式の真空処理装置において、被処理基板のチ
ャージアップダメージを低減する。 【解決手段】 プラズマ発生真空容器4の内部に、ガス
供給口13より供給される反応ガスを拡散させる柱状多
孔質セラミック17を配設する。これにより、反応ガス
をプラズマ発生真空容器4内で拡散させることができる
ので、この反応ガスの流下によって運ばれるプラズマ中
のラジカル・イオンの被処理基板1への照射を緩和でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハや液
晶表示基板等の被処理基板にアッシングなどのプロセス
処理を行う真空処理装置および真空処理方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来の真空処理装置は、図7に示すよう
にプラズマ発生真空容器31と被処理基板32が設置さ
れるプロセス処理真空容器33とを有していて、真空ポ
ンプ34により真空排気が行われつつ、ガス供給口35
を通じて反応ガスが導入されることにより、両容器3
1,33内部に反応ガスが適当な圧力にて保持される。
そしてこの状態において、高周波電源36より高周波電
力が供給されることによってプラズマ発生真空容器31
内にプラズマ37が励起され、このプラズマ発生真空容
器31よりプロセス処理真空容器33内に流入するプラ
ズマ37によって、被処理基板32の表面がプロセス処
理される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図示し
たようにガス導入口35などのプラズマ発生部が被処理
基板32の上方に位置しているダウンフロー方式の装置
構成では、プラズマ中のラジカル・イオンがガス流れで
運搬されて被処理基板32に直接に照射されるため、被
処理基板32の中央部にチャージアップダメージが発生
し易いという問題点があった。
【0004】本発明は上記従来の問題点に鑑み、ダウン
フロー方式の真空処理装置において、被処理基板のチャ
ージアップダメージを低減できるようにすることを目的
とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1記載の真空処理装置は、高周波電
力が供給されるプラズマ発生機構と反応ガスを供給する
反応ガス供給手段とを真空容器の上部に有し、真空容器
内における前記反応ガス供給手段のガス供給口の下方に
被プロセス処理基板が設置される真空処理装置におい
て、真空容器の内部に、前記ガス供給口より供給される
反応ガスを拡散させる反応ガス拡散手段を配設したこと
を特徴とする。
【0006】この構成によれば、ガス供給口より供給さ
れた反応ガスは反応ガス拡散手段により拡散して被処理
基板側へ流下するので、この反応ガスによって運ばれる
プラズマ中のラジカル・イオンの被処理基板への照射を
緩和することができ、被処理基板のチャージアップダメ
ージを低減できる。本発明の請求項2記載の真空処理装
置は、請求項1記載の構成において、反応ガス拡散手段
が、ガス供給口を覆う多孔体であることを特徴とする。
【0007】この構成によれば、反応性ガスは多孔体の
各孔部より種々の方向に分割流出することで、拡散す
る。本発明の請求項3記載の真空処理装置は、請求項1
記載の構成において、反応ガス拡散手段が、ガス供給口
を覆う一側端部と側面とに開口を形成したケースに多孔
質材料を充填してなる連通孔性柱状体であることを特徴
とする。
【0008】この構成によれば、反応性ガスはケース内
で多孔質材料を通る際に種々の方向に分散し、側面開口
を通じて側方に流出することで、拡散する。本発明の請
求項4記載の真空処理装置は、請求項1記載の構成にお
いて、反応ガス拡散手段が、ガス供給口を覆う一側端部
と側面とに開口を形成した中空円錘体であることを特徴
とする。
【0009】この構成によれば、反応性ガスは側面開口
を通じて側方に流出することで、拡散する。本発明の請
求項5記載の真空処理装置は、請求項1記載の構成にお
いて、反応ガス拡散手段が、ガス供給口の下方に容器内
流路を覆って設けられる多孔板であることを特徴とす
る。
【0010】この構成によれば、ガス供給口より流出し
た反応性ガスはある程度拡散してからさらに多孔板の各
孔部より分割流出することで、拡散する。本発明の請求
項6記載の真空処理方法は、真空容器の上部において反
応ガスを拡散させつつ、高周波電力を供給してプラズマ
を発生させ、被処理基板をプロセス処理することを特徴
とする。
【0011】この構成によれば、拡散した反応ガスが被
処理基板側へ流れるので、この反応ガスによって運ばれ
るプラズマ中のラジカル・イオンの被処理基板への照射
が緩和され、被処理基板のチャージアップダメージは生
じにくい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1に示すように、本発明の第1
実施形態における真空処理装置は、図7を用いて説明し
た従来のものとほぼ同様の構成を有しており、被処理基
板1を収容してプロセス処理を行うプロセス処理真空容
器2と、このプロセス処理真空容器2の上部に連通開口
3において連通し、プラズマを発生させてプロセス処理
真空容器2に供給するプラズマ発生真空容器4とを備え
ている。
【0013】プロセス処理真空容器2には、真空ポンプ
5に接続する排気部6が側方に形成されるとともに、被
処理基板1を保持するサセプタ7が連通開口3の下方に
設置されアースされている。8は、水平方向に移動して
被処理基板1を搬送する搬送アーム9のためのゲートで
あり、10は、昇降機構11により上下方向に移動して
搬送アーム9とサセプタ7との間で被処理基板1を受け
渡しする昇降ピンである。
【0014】プラズマ発生真空容器4は上下方向の筒状
をなしており、この容器上部のガス導入口12にガス供
給口13が対向するように反応ガス供給手段14が設け
られてフランジ12a,13aにおいて結合され、容器
内外のプラズマ発生機構15に高周波電力を供給する電
源装置16が容器外部に設けられている。ここで、この
実施形態における真空処理装置が従来のものと異なるの
は、プラズマ発生真空容器4のガス導入口12に、反応
ガス拡散手段としての柱状多孔質セラミック17の一端
が挿入されていて、反応ガス供給手段14のガス供給口
13を覆っている点である。
【0015】上記構成における作用を説明する。処理に
先立って、水平方向に移動する搬送アーム9により被処
理基板3がゲート8を通じてプロセス処理真空容器2内
に運ばれ、搬送アーム9上の被処理基板3が昇降機構1
1による昇降ピン10の昇降動作によってサセプタ7に
設置される。
【0016】そして、搬送アーム9、昇降ピン10が待
機位置に戻り、ゲート8が閉じられた後に、真空ポンプ
5により真空排気されるとともに、反応ガス供給手段1
4によりガス供給口13,ガス導入口12を通じて反応
ガスが供給され、両容器2,4内部に反応ガスが適当な
圧力にて保持される。そしてこの状態において、電源装
置16よりプラズマ発生機構15に高周波電力が印可さ
れてプラズマ発生真空容器4内にプラズマが励起され、
プラズマ中に存在するラジカル・イオンが反応ガスの流
れにより連通開口3を通じてプロセス処理真空容器2内
へ運ばれ、被処理基板1の表面に照射されて、被処理基
板1がエッチングされる。
【0017】その際に、ガス供給口13が多孔質セラミ
ック17で覆われているため、反応ガスは多孔質セラミ
ック17の各孔部より種々の方向を向いて分割流出する
ことになり、プラズマ発生真空容器4内で拡散する。そ
してその後に、連通開口3を通じてプロセス処理真空容
器2内へ流入するため、この反応ガスによって運ばれる
プラズマ中のラジカル・イオンの被処理基板1への照射
は緩和され、被処理基板1は全面にわたってほぼ均等に
ラジカル・イオンと接触することになり、被処理基板1
のチャージアップダメージはほとんど生じない。
【0018】本発明の第2実施形態における真空処理装
置は、上記第1実施形態のものとほぼ同様の構成を有し
ているが、図2、図3に示すように、ガス供給口13を
覆う反応ガス拡散手段として、連通孔性柱状体18がガ
ス導入口12内に遊嵌され、フランジ18aにおいてフ
ランジ結合されている点が異なっている。連通孔性柱状
体18は、一端が閉じた円筒状の石英ケース19の側面
に、複数個の開口20をケース周方向および軸心方向に
沿って間隔をおいて形成し、短寸の石英細管21をケー
ス軸心に沿う方向に緻密に充填したものである。
【0019】この構成によれば、反応性ガスは石英ケー
ス19の内部で石英細管21の内外を通る際に分割さ
れ、開口20を通じて側方に流出することで拡散する。
よって、第1実施形態記載のものと同様の効果が得られ
る。本発明の第3実施形態における真空処理装置は、上
記第2実施形態のものとほぼ同様の構成を有している
が、反応ガス供給手段のガス供給口5を覆う反応ガス拡
散手段13として、図4に示すような連通孔性柱状体2
2が設けられている。この連通孔性柱状体22では、側
面に開口23が形成された石英ケース24の内部に、柱
状の多孔質セラミック(粒状でもよい)25が充填され
ている。
【0020】この構成によれば、反応性ガスは石英ケー
ス24の内部で多孔質セラミック25の各孔部より分割
流出し、開口23を通じて側方に流出することで拡散す
る。よって、第2実施形態記載のものと同様の効果が得
られる。本発明の第4実施形態における真空処理装置
は、上記第1実施形態のものとほぼ同様の構成を有して
いるが、反応ガス拡散手段として、図5に示すような、
ガス供給口5を覆う底部が開口し、側面に複数の開口2
6を形成した石英製の中空円錘体27が設けられている
点が異なっている。
【0021】この構成によれば、反応性ガスは開口26
を通じて側方に流出することで拡散する。よって、第1
実施形態記載のものと同様の効果が得られる。本発明の
第5実施形態における真空処理装置は、上記第1実施形
態のものとほぼ同様の構成を有しているが、反応ガス拡
散手段として、図6に示すように、ガス供給口5の下方
に容器内流路を覆う石英製の多孔板28が設けられてい
る点が異なっている。
【0022】この構成によれば、ガス供給口5より流出
した反応性ガスはある程度拡散してから、さらに多孔板
28の各孔部29より分割流出することで拡散する。よ
って、第1実施形態記載のものと同様の効果が得られ
る。なお、上記においてはプラズマ発生真空容器とプロ
セス処理真空容器とを備えた真空処理装置について説明
したが、ダウンフロー方式の真空処理装置であれば、同
様にしてガス拡散手段を配設することで、プラズマ中の
ラジカル・イオンの被処理基板への照射を緩和すること
ができる。
【0023】また、石英や多孔質セラミックとしたもの
を、上記処理において損傷しない同等の材料に代えても
よい。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ダウンフ
ロー方式の真空処理装置の真空容器の内部に、ガス供給
口より供給される反応ガスを拡散させる反応ガス拡散手
段を配設することにより、反応ガスを拡散させて被プロ
セス処理基板側へ導入するようにしたので、ガス流れに
依存するプラズマ中のラジカル・イオンの基板への照射
を緩和することができ、基板のチャージアップダメージ
を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態におけるダウンフロー方
式の真空処理装置であって、ガス供給口を覆う柱状多孔
質セラミックを設けた装置の概略全体構成を示す説明図
【図2】本発明の第2実施形態におけるダウンフロー方
式の真空処理装置であって、ガス供給口を覆う連通孔性
柱状体を設けた装置の一部を示す構成図
【図3】図2に示した連通孔性柱状体の縦断面および横
断面を示す構成図
【図4】本発明の第3実施形態におけるダウンフロー方
式の真空処理装置に設けられる連通孔性柱状体の縦断面
および横断面を示す構成図
【図5】本発明の第4実施形態におけるダウンフロー方
式の真空処理装置に設けられる中空円錘体の縦断面を示
す構成図
【図6】本発明の第5実施形態におけるダウンフロー方
式の真空処理装置であって、ガス供給口の下方に多孔板
を設けた装置の一部を示す構成図
【図7】従来のダウンフロー方式の真空処理装置の概略
全体構成を示す説明図
【符号の説明】
1 被処理基板 2 プロセス処理真空容器 3 連通開口 4 プラズマ発生真空容器 13 ガス供給口 14 反応ガス供給手段 17 柱状多孔質セラミック P プラズマ 18 連通孔性柱状体 19 石英ケース 20 開口 21 石英細管 22 連通孔性柱状体 23 開口 24 石英ケース 25 多孔質セラミック 26 開口 27 中空円錘体 28 多孔板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 重之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 4K030 EA04 EA05 FA01 KA30 LA11 5F004 AA06 BA20 BB13 BB28 BC03 BD01 CA02 CA03

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波電力が供給されるプラズマ発生機
    構と反応ガスを供給する反応ガス供給手段とを真空容器
    の上部に有し、真空容器内における前記反応ガス供給手
    段のガス供給口の下方に被プロセス処理基板が設置され
    る真空処理装置において、 真空容器の内部に、前記ガス供給口より供給される反応
    ガスを拡散させる反応ガス拡散手段を配設したことを特
    徴とする真空処理装置。
  2. 【請求項2】 反応ガス拡散手段が、ガス供給口を覆う
    多孔体であることを特徴とする請求項1記載の真空処理
    装置。
  3. 【請求項3】 反応ガス拡散手段が、ガス供給口を覆う
    一側端部と側面とに開口を形成したケースに多孔質材料
    を充填してなる連通孔性柱状体であることを特徴とする
    請求項1記載の真空処理装置。
  4. 【請求項4】 反応ガス拡散手段が、ガス供給口を覆う
    一側端部と側面とに開口を形成した中空円錘体であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の真空処理装置。
  5. 【請求項5】 反応ガス拡散手段が、ガス供給口の下方
    に容器内流路を覆って設けられる多孔板であることを特
    徴とする請求項1記載の真空処理装置。
  6. 【請求項6】 真空容器の上部において反応ガスを拡散
    させつつ、高周波電力を供給してプラズマを発生させ、
    被処理基板をプロセス処理することを特徴とする真空処
    理方法。
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JP2014072453A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および積層体の製造方法
CN114430621A (zh) * 2021-12-01 2022-05-03 珠海安普特科技有限公司 Pcb等离子体处理设备及其控制方法

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