JP2002184757A - プラズマプロセス装置 - Google Patents
プラズマプロセス装置Info
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/30—Plasma torches using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
- B23K10/003—Scarfing, desurfacing or deburring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
- B23K2101/40—Semiconductor devices
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマプロセス処理の均一性が高く、かつ
プラズマ着火性の良好なプラズマプロセス装置を提供す
る。 【解決手段】 マイクロ波導入窓４の大気側には、スロ
ット１１ａを有するスロット板１１と、共振部３とが配
置されている。このスロット板１１と共振部３とは一体
で、リニアガイド１２および１３により処理室６に対し
て揺動可能に配置されている。
プラズマ着火性の良好なプラズマプロセス装置を提供す
る。 【解決手段】 マイクロ波導入窓４の大気側には、スロ
ット１１ａを有するスロット板１１と、共振部３とが配
置されている。このスロット板１１と共振部３とは一体
で、リニアガイド１２および１３により処理室６に対し
て揺動可能に配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマプロセス
装置に関し、たとえば半導体や液晶表示素子の製造など
に使用されるエッチング装置、成膜装置、アッシング装
置などのプラズマプロセス装置に関するものである。
装置に関し、たとえば半導体や液晶表示素子の製造など
に使用されるエッチング装置、成膜装置、アッシング装
置などのプラズマプロセス装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子やＴＦＴ（thin film transi
stor）液晶表示素子における低温プラズマプロセスにお
いては、マイクロ波を用いたプラズマプロセスが注目さ
れている。そして、基板に対し均一にプラズマプロセス
を行なうことが重要である。また、０．１３３Ｐａ以下
の低いガス圧では放電の着火が困難になる傾向が見ら
れ、特に電離電圧の高いガスを使用した場合にこの傾向
が強い。
stor）液晶表示素子における低温プラズマプロセスにお
いては、マイクロ波を用いたプラズマプロセスが注目さ
れている。そして、基板に対し均一にプラズマプロセス
を行なうことが重要である。また、０．１３３Ｐａ以下
の低いガス圧では放電の着火が困難になる傾向が見ら
れ、特に電離電圧の高いガスを使用した場合にこの傾向
が強い。
【０００３】これらの問題を解決するため、プラズマを
均一化させる方法として、特開平５−３６６４１号公
報、特開２０００−９１０９７号公報、プラズマ着火性
を改善する方法として、特開平９−２３２０９９号公報
に記載された技術がある。
均一化させる方法として、特開平５−３６６４１号公
報、特開２０００−９１０９７号公報、プラズマ着火性
を改善する方法として、特開平９−２３２０９９号公報
に記載された技術がある。
【０００４】まず、特開平５−３６６４１号公報につい
て説明する。図１３は、特開平５−３６６４１号公報に
開示されたプラズマプロセス装置の構成を概略的に示す
断面図である。図１３を参照して、チャンバ本体１０１
と誘電体板１０３とは、図示しないＯリングでシールさ
れ、処理室１００は大気から隔離される。処理室１００
内を排気装置（図示せず）により所定の真空圧力まで排
気した後、ガス導入口１０９からプロセスガスが処理室
１００内に導入される。この後、マイクロ波発振器（図
示せず）で生成したマイクロ波が導波管１０６でマイク
ロ波攪拌室１０２に導かれる。駆動モータ１０７により
攪拌羽根１０８を回転させることにより、マイクロ波は
マイクロ波攪拌室１０２内で四方八方に攪拌される。そ
して、攪拌されたマイクロ波は誘電体板１０３を通って
処理室１００内に導入される。これにより、プロセスガ
スが励起され、プラズマが生成する。このプラズマによ
って基板ホルダ１０４上に保持された基板１０５に対し
てプラズマ処理が行なわれる。
て説明する。図１３は、特開平５−３６６４１号公報に
開示されたプラズマプロセス装置の構成を概略的に示す
断面図である。図１３を参照して、チャンバ本体１０１
と誘電体板１０３とは、図示しないＯリングでシールさ
れ、処理室１００は大気から隔離される。処理室１００
内を排気装置（図示せず）により所定の真空圧力まで排
気した後、ガス導入口１０９からプロセスガスが処理室
１００内に導入される。この後、マイクロ波発振器（図
示せず）で生成したマイクロ波が導波管１０６でマイク
ロ波攪拌室１０２に導かれる。駆動モータ１０７により
攪拌羽根１０８を回転させることにより、マイクロ波は
マイクロ波攪拌室１０２内で四方八方に攪拌される。そ
して、攪拌されたマイクロ波は誘電体板１０３を通って
処理室１００内に導入される。これにより、プロセスガ
スが励起され、プラズマが生成する。このプラズマによ
って基板ホルダ１０４上に保持された基板１０５に対し
てプラズマ処理が行なわれる。
【０００５】次に特開２０００−９１０９７号公報に開
示された技術について説明する。図１４および図１５
は、特開２０００−９１０９７号公報に開示されたプラ
ズマプロセス装置の構成を概略的に示す断面図および平
面図である。図１４および図１５を参照して、処理室１
００は排気装置（図示せず）により所定の真空圧力まで
排気された後、ガス導入口１０９からプロセスガスを導
入される。マイクロ波発振器１２２で生成したマイクロ
波が導波管１１４を介して誘電体線路１１５を経て処理
室１００上部へ導かれる。誘電体線路１１５から放射さ
れたマイクロ波は３枚の平板を重ねたマイクロ波分散板
１２０と、マイクロ波導入窓１１６とを介して処理室１
００内へ導かれ、プロセスガスをプラズマ化させる。そ
して、基板ホルダ１０４上に保持された基板１０５に対
してプラズマ処理が行なわれる。
示された技術について説明する。図１４および図１５
は、特開２０００−９１０９７号公報に開示されたプラ
ズマプロセス装置の構成を概略的に示す断面図および平
面図である。図１４および図１５を参照して、処理室１
００は排気装置（図示せず）により所定の真空圧力まで
排気された後、ガス導入口１０９からプロセスガスを導
入される。マイクロ波発振器１２２で生成したマイクロ
波が導波管１１４を介して誘電体線路１１５を経て処理
室１００上部へ導かれる。誘電体線路１１５から放射さ
れたマイクロ波は３枚の平板を重ねたマイクロ波分散板
１２０と、マイクロ波導入窓１１６とを介して処理室１
００内へ導かれ、プロセスガスをプラズマ化させる。そ
して、基板ホルダ１０４上に保持された基板１０５に対
してプラズマ処理が行なわれる。
【０００６】ここで、マイクロ波分散板１２０は一定の
間隔で複数の薄いアルミシート１１８を並列に並べ、２
枚の誘電体の板１１７および１１９で挟み込んだもので
あり、マイクロ波を拡散させる働きを有する。
間隔で複数の薄いアルミシート１１８を並列に並べ、２
枚の誘電体の板１１７および１１９で挟み込んだもので
あり、マイクロ波を拡散させる働きを有する。
【０００７】最後に特開平９−２３２０９９号公報に開
示された技術について説明する。図１６は、特開平９−
２３２０９９号公報に開示されたプラズマプロセス装置
の構成を概略的に示す断面図である。図１６を参照し
て、処理室１００は排気装置（図示せず）により所定の
真空圧力まで排気された後、ガス導入口１０９からプロ
セスガスが導入される。マイクロ波発振器１２３で生成
したマイクロ波は、途中、整合器１２５を介して導波管
１２４でマイクロ波導入窓１２６上部へ導かれ、誘電体
からなるマイクロ波導入窓１２６を通って処理室１００
内へ放射される。マイクロ波導入窓１２６の処理室１０
０側には凹部１２６ａが設けられている。ガス導入口１
１０から処理室１００内に導入されたプロセスガスは、
マイクロ波導入窓１２６から放射されるマイクロ波によ
って励起されプラズマ化される。そして基板ホルダ１０
４上の基板１０５に対してプラズマ処理がなされる。
示された技術について説明する。図１６は、特開平９−
２３２０９９号公報に開示されたプラズマプロセス装置
の構成を概略的に示す断面図である。図１６を参照し
て、処理室１００は排気装置（図示せず）により所定の
真空圧力まで排気された後、ガス導入口１０９からプロ
セスガスが導入される。マイクロ波発振器１２３で生成
したマイクロ波は、途中、整合器１２５を介して導波管
１２４でマイクロ波導入窓１２６上部へ導かれ、誘電体
からなるマイクロ波導入窓１２６を通って処理室１００
内へ放射される。マイクロ波導入窓１２６の処理室１０
０側には凹部１２６ａが設けられている。ガス導入口１
１０から処理室１００内に導入されたプロセスガスは、
マイクロ波導入窓１２６から放射されるマイクロ波によ
って励起されプラズマ化される。そして基板ホルダ１０
４上の基板１０５に対してプラズマ処理がなされる。
【０００８】ここで、マイクロ波導入窓１２６の凹部１
２６ａでは、形状の変化によりプラズマを集中させるこ
とができ、それにより着火性の改善を図ることができ
る。
２６ａでは、形状の変化によりプラズマを集中させるこ
とができ、それにより着火性の改善を図ることができ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＴＦＴ
液晶表示装置の場合、その基板は５００ｍｍ角から１ｍ
角というようなサイズであり、上記の方法によるプロセ
スの均一化は不十分であり、それぞれ以下のような課題
がある。
液晶表示装置の場合、その基板は５００ｍｍ角から１ｍ
角というようなサイズであり、上記の方法によるプロセ
スの均一化は不十分であり、それぞれ以下のような課題
がある。
【００１０】まず、特開平５−３６６４１号公報の装置
では、図１３に示すように攪拌羽根１０８によりマイク
ロ波は攪拌されて処理室１００内へ導入されている。よ
って、回転型の攪拌羽根１０８では円形基板１０５に対
しては一定の効果を持つが、矩形基板に対しての均一性
は不十分である。また、攪拌羽根１０８を用いる構成
は、小面積基板に対してマイクロ波をほぼ均一に導入す
る場合には有効であるが、上記のような大面積矩形基板
に対して適用するのは困難である。つまり、大面積矩形
基板に対して均一な処理を行なうため、マイクロ波を処
理室１００内へ均一に導入するための攪拌室１０２およ
び攪拌羽根１０８の設計は非常に困難である。
では、図１３に示すように攪拌羽根１０８によりマイク
ロ波は攪拌されて処理室１００内へ導入されている。よ
って、回転型の攪拌羽根１０８では円形基板１０５に対
しては一定の効果を持つが、矩形基板に対しての均一性
は不十分である。また、攪拌羽根１０８を用いる構成
は、小面積基板に対してマイクロ波をほぼ均一に導入す
る場合には有効であるが、上記のような大面積矩形基板
に対して適用するのは困難である。つまり、大面積矩形
基板に対して均一な処理を行なうため、マイクロ波を処
理室１００内へ均一に導入するための攪拌室１０２およ
び攪拌羽根１０８の設計は非常に困難である。
【００１１】また、攪拌室１０２と攪拌羽根１０８とを
複数設けることも考えられるが、その場合には攪拌羽根
１０８などの制御や、メンテナンス性に問題がある。
複数設けることも考えられるが、その場合には攪拌羽根
１０８などの制御や、メンテナンス性に問題がある。
【００１２】次に、特開２０００−９１０９７号公報の
装置では、マイクロ波分散板１２０により、マイクロ波
が拡散されている。マイクロ波分散板１２０の性能は２
枚の誘電体の板１１７および１１９で挟み込んだアルミ
シート１１８の厚さおよび配置で決まる。しかし、マイ
クロ波を分散させ均一に導入するためにそのアルミシー
ト１１８の厚さおよび配置を最適化するのは困難であ
る。また、大面積基板に対応するマイクロ波分散板１２
０の製作も困難である。
装置では、マイクロ波分散板１２０により、マイクロ波
が拡散されている。マイクロ波分散板１２０の性能は２
枚の誘電体の板１１７および１１９で挟み込んだアルミ
シート１１８の厚さおよび配置で決まる。しかし、マイ
クロ波を分散させ均一に導入するためにそのアルミシー
ト１１８の厚さおよび配置を最適化するのは困難であ
る。また、大面積基板に対応するマイクロ波分散板１２
０の製作も困難である。
【００１３】さらに、このプラズマプロセス装置では、
マイクロ波の導入部に誘電体線路１１５が用いられてい
る。誘電体線路１１５は発振器１２２で生成したマイク
ロ波をチャンバ上部まで導き、基板１０５より一回り大
きい放射平面から処理室１００側にマイクロ波を放射し
ている。この誘電体線路１１５はテフロン（登録商標）
などの誘電体からなり、そのテーパ部Ｔで発振器１２２
の出力口の幅からマイクロ波放射部の幅まで広げてい
る。マイクロ波を伝搬モードを変えずに伝えるために
は、誘電体線路１１５のテーパ部Ｔのテーパを緩やかに
変化させる必要がある。よって、大面積基板に対応する
ためには誘電体線路１１５のテーパ部Ｔが非常に長いも
のとなる。よって、装置として設置面積が大きくなり、
大型基板１０５を扱う場合には問題となる。
マイクロ波の導入部に誘電体線路１１５が用いられてい
る。誘電体線路１１５は発振器１２２で生成したマイク
ロ波をチャンバ上部まで導き、基板１０５より一回り大
きい放射平面から処理室１００側にマイクロ波を放射し
ている。この誘電体線路１１５はテフロン（登録商標）
などの誘電体からなり、そのテーパ部Ｔで発振器１２２
の出力口の幅からマイクロ波放射部の幅まで広げてい
る。マイクロ波を伝搬モードを変えずに伝えるために
は、誘電体線路１１５のテーパ部Ｔのテーパを緩やかに
変化させる必要がある。よって、大面積基板に対応する
ためには誘電体線路１１５のテーパ部Ｔが非常に長いも
のとなる。よって、装置として設置面積が大きくなり、
大型基板１０５を扱う場合には問題となる。
【００１４】最後に、特開平９−２３２０９９号公報の
装置では、図１６に示すようにプラズマ着火性の改善の
ため、マイクロ波導入窓１２６の処理室１００側に凹部
１２６ａが設けられている。この凹部１２６ａにより、
マイクロ波を導入したとき、処理室１００内の凹部１２
６ａ近傍に電界強度の強い部分が発生し、プラズマの着
火が容易になっている。
装置では、図１６に示すようにプラズマ着火性の改善の
ため、マイクロ波導入窓１２６の処理室１００側に凹部
１２６ａが設けられている。この凹部１２６ａにより、
マイクロ波を導入したとき、処理室１００内の凹部１２
６ａ近傍に電界強度の強い部分が発生し、プラズマの着
火が容易になっている。
【００１５】しかし、この装置構成では、電界強度の強
い部分が存在することにより、プラズマ着火性は改善さ
れるものの、プラズマ着火後も凹部１２６ａ近傍で電界
強度の強い部分が存在し続ける。このため、その部分で
のプラズマ密度が高くなり、プラズマとして均一な分布
にならず、基板１０５に対するプラズマ処理を均一にす
ることができない。
い部分が存在することにより、プラズマ着火性は改善さ
れるものの、プラズマ着火後も凹部１２６ａ近傍で電界
強度の強い部分が存在し続ける。このため、その部分で
のプラズマ密度が高くなり、プラズマとして均一な分布
にならず、基板１０５に対するプラズマ処理を均一にす
ることができない。
【００１６】それゆえ本発明の一の目的は、プラズマプ
ロセス処理の均一性が高いプラズマプロセス装置を提供
することである。
ロセス処理の均一性が高いプラズマプロセス装置を提供
することである。
【００１７】また本発明の他の目的は、一の目的に加え
てさらにプラズマ着火性を改善できるプラズマプロセス
装置を提供することである。
てさらにプラズマ着火性を改善できるプラズマプロセス
装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の一の局面に従う
プラズマプロセス装置は、処理室と、マイクロ波導入手
段と、スロット板と、揺動手段とを備えている。処理室
はプラズマを用いた処理を行なう。マイクロ波導入手段
は、マイクロ波を共振させる共振部を有し、かつ共振さ
れたマイクロ波を処理室内に導入する。スロット板は、
共振部と処理室との間に配置され、かつ共振されたマイ
クロ波を処理室側へ通すための開口部を有している。揺
動手段は、共振部とスロット板とを一体で処理室に対し
て揺動させる。
プラズマプロセス装置は、処理室と、マイクロ波導入手
段と、スロット板と、揺動手段とを備えている。処理室
はプラズマを用いた処理を行なう。マイクロ波導入手段
は、マイクロ波を共振させる共振部を有し、かつ共振さ
れたマイクロ波を処理室内に導入する。スロット板は、
共振部と処理室との間に配置され、かつ共振されたマイ
クロ波を処理室側へ通すための開口部を有している。揺
動手段は、共振部とスロット板とを一体で処理室に対し
て揺動させる。
【００１９】本発明の一の局面に従うプラズマプロセス
装置によれば、共振部とスロット板とを一体で揺動させ
ることにより、均一なプラズマ処理を施すことができ
る。
装置によれば、共振部とスロット板とを一体で揺動させ
ることにより、均一なプラズマ処理を施すことができ
る。
【００２０】本発明の他の局面に従うプラズマプロセス
装置は、処理室と、マイクロ波導入手段と、第１のスロ
ット板と、第２のスロット板と、スロット板駆動手段
と、揺動手段とを備えている。処理室は、プラズマを用
いた処理を行なう。マイクロ波導入手段は、マイクロ波
を共振させる共振部を有し、かつ共振されたマイクロ波
を処理室内に導入する。第１のスロット板は、共振部と
処理室との間に配置され、かつ共振されたマイクロ波を
処理室側へ通すための複数の第１の開口部を有してい
る。第２のスロット板は、複数の第１の開口部の各々に
対応した位置にそれぞれが設けられた複数の第２の開口
部を有している。スロット板駆動手段は、処理室内のプ
ラズマ状態に応じて、第２のスロット板を第１のスロッ
ト板に対してスライドさせる。揺動手段は、共振部と第
１のスロット板とを一体で処理室に対して揺動させる。
装置は、処理室と、マイクロ波導入手段と、第１のスロ
ット板と、第２のスロット板と、スロット板駆動手段
と、揺動手段とを備えている。処理室は、プラズマを用
いた処理を行なう。マイクロ波導入手段は、マイクロ波
を共振させる共振部を有し、かつ共振されたマイクロ波
を処理室内に導入する。第１のスロット板は、共振部と
処理室との間に配置され、かつ共振されたマイクロ波を
処理室側へ通すための複数の第１の開口部を有してい
る。第２のスロット板は、複数の第１の開口部の各々に
対応した位置にそれぞれが設けられた複数の第２の開口
部を有している。スロット板駆動手段は、処理室内のプ
ラズマ状態に応じて、第２のスロット板を第１のスロッ
ト板に対してスライドさせる。揺動手段は、共振部と第
１のスロット板とを一体で処理室に対して揺動させる。
【００２１】本発明の他の局面に従うプラズマプロセス
装置によれば、共振部と第１のスロット板とを一体で揺
動させることにより、均一なプラズマ処理を施すことが
できる。さらに、第１のスロット板に対してスライド可
能な第２のスロット板を備えることにより、プラズマ着
火時に、開口しているスロットの数を減らすことがで
き、それにより容易に着火することができる。
装置によれば、共振部と第１のスロット板とを一体で揺
動させることにより、均一なプラズマ処理を施すことが
できる。さらに、第１のスロット板に対してスライド可
能な第２のスロット板を備えることにより、プラズマ着
火時に、開口しているスロットの数を減らすことがで
き、それにより容易に着火することができる。
【００２２】上記他の局面において好ましくは、複数の
第２の開口部には、スライド方向に大きな開口寸法を有
する大寸法開口部と小さな開口寸法を有する小寸法開口
部とが含まれている。プラズマ着火時には、大寸法開口
部が複数の第１の開口部のいずれかと重なり、かつ小寸
法開口部が複数の第１の開口部のいずれとも重ならない
位置に第２のスロット板が配置され、プラズマ着火認識
後には、大寸法開口部と小寸法開口部との各々が複数の
第１の開口部の各々と重なる位置に第２のスロット板が
配置される。
第２の開口部には、スライド方向に大きな開口寸法を有
する大寸法開口部と小さな開口寸法を有する小寸法開口
部とが含まれている。プラズマ着火時には、大寸法開口
部が複数の第１の開口部のいずれかと重なり、かつ小寸
法開口部が複数の第１の開口部のいずれとも重ならない
位置に第２のスロット板が配置され、プラズマ着火認識
後には、大寸法開口部と小寸法開口部との各々が複数の
第１の開口部の各々と重なる位置に第２のスロット板が
配置される。
【００２３】この場合、プラズマの着火時は少ない開口
部で、パワーを集中させ、プラズマの着火を確実に行な
うことができる。さらに、プラズマの着火後にはプラズ
マを維持しながら開口部を増やし、均一にパワーを投入
するため、基板に対して均一なプラズマ処理が実現でき
る。
部で、パワーを集中させ、プラズマの着火を確実に行な
うことができる。さらに、プラズマの着火後にはプラズ
マを維持しながら開口部を増やし、均一にパワーを投入
するため、基板に対して均一なプラズマ処理が実現でき
る。
【００２４】上記一および他の局面において好ましく
は、処理室内のプラズマ状態を検出するプラズマ状態検
出手段がさらに備えられ、プラズマ状態検出手段からの
プラズマ状態の情報に基づいて揺動手段による共振部の
揺動速度を変化できる構成が用いられている。
は、処理室内のプラズマ状態を検出するプラズマ状態検
出手段がさらに備えられ、プラズマ状態検出手段からの
プラズマ状態の情報に基づいて揺動手段による共振部の
揺動速度を変化できる構成が用いられている。
【００２５】これにより、プラズマ状態によって共振部
の揺動速度を調整し、基板に対するプラズマ処理を均一
化することができる。
の揺動速度を調整し、基板に対するプラズマ処理を均一
化することができる。
【００２６】上記一および他の局面において好ましく
は、プラズマ状態検出手段からのプラズマ状態の情報に
基づいて、マイクロ波導入手段により処理室内に導入さ
れるマイクロ波の強度が調整される。
は、プラズマ状態検出手段からのプラズマ状態の情報に
基づいて、マイクロ波導入手段により処理室内に導入さ
れるマイクロ波の強度が調整される。
【００２７】これにより、プラズマ状態によって投入す
るマイクロ波の強度を調整することで、基板に対するプ
ラズマ処理を均一化することができる。
るマイクロ波の強度を調整することで、基板に対するプ
ラズマ処理を均一化することができる。
【００２８】上記一および他の局面において好ましく
は、プラズマ状態検出手段はプラズマ発光強度を測定す
る装置である。
は、プラズマ状態検出手段はプラズマ発光強度を測定す
る装置である。
【００２９】これにより、プラズマ状態をプラズマ発光
強度によって容易に検出することができる。
強度によって容易に検出することができる。
【００３０】上記一の局面において好ましくは、揺動手
段による共振部およびスロット板の揺動幅は、複数の開
口部のピッチよりも小さくなるように設定されている。
段による共振部およびスロット板の揺動幅は、複数の開
口部のピッチよりも小さくなるように設定されている。
【００３１】このように揺動幅を開口部のピッチよりも
小さくすることで、基板に対するプラズマ処理を均一化
することができる。
小さくすることで、基板に対するプラズマ処理を均一化
することができる。
【００３２】上記他の局面において好ましくは、記揺動
手段による共振部および第１のスロット板の揺動幅が、
複数の第１の開口部のピッチよりも小さく設定されてい
る。
手段による共振部および第１のスロット板の揺動幅が、
複数の第１の開口部のピッチよりも小さく設定されてい
る。
【００３３】このように揺動幅を第１の開口部のピッチ
よりも小さくすることで、基板に対するプラズマ処理を
均一化することができる。
よりも小さくすることで、基板に対するプラズマ処理を
均一化することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて説明する。
て図に基づいて説明する。
【００３５】（実施の形態１）図１および図２は、本発
明の実施の形態１におけるプラズマプロセス装置の構成
を概略的に示す部分断面斜視図および断面図である。ま
た図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う概略断面図で
ある。
明の実施の形態１におけるプラズマプロセス装置の構成
を概略的に示す部分断面斜視図および断面図である。ま
た図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う概略断面図で
ある。
【００３６】図１〜図３を参照して、本実施の形態のプ
ラズマプロセス装置は、チャンバ上蓋１と、チャンバ本
体２と、共振部３と、マイクロ波導入窓４と、基板ホル
ダ７と、スロット板１１と、リニアガイド１２、１３
と、導波管１４と、誘電体板１６と、誘電体板保持部材
１８とを主に有している。
ラズマプロセス装置は、チャンバ上蓋１と、チャンバ本
体２と、共振部３と、マイクロ波導入窓４と、基板ホル
ダ７と、スロット板１１と、リニアガイド１２、１３
と、導波管１４と、誘電体板１６と、誘電体板保持部材
１８とを主に有している。
【００３７】チャンバ上蓋１は、チャンバ本体２の上端
に配置されており、チャンバ上蓋１とチャンバ本体２と
の間はＯリング９によりシールされている。このチャン
バ上蓋１にはスリット状の開口部１ａが形成されてい
る。その開口部１ａには、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ
などの誘電体からなり、かつ逆凸形状の断面を有するマ
イクロ波導入窓４が嵌め込まれている。チャンバ上蓋１
とマイクロ波導入窓４との間はＯリング１０によりシー
ルされており、Ｏリング１０はＯリング９とともに反応
室６内部の気密を保持している。
に配置されており、チャンバ上蓋１とチャンバ本体２と
の間はＯリング９によりシールされている。このチャン
バ上蓋１にはスリット状の開口部１ａが形成されてい
る。その開口部１ａには、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ
などの誘電体からなり、かつ逆凸形状の断面を有するマ
イクロ波導入窓４が嵌め込まれている。チャンバ上蓋１
とマイクロ波導入窓４との間はＯリング１０によりシー
ルされており、Ｏリング１０はＯリング９とともに反応
室６内部の気密を保持している。
【００３８】チャンバ上蓋１の真空側には、ＳｉＯ2、
Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮなどの誘電体からなる誘電体板１６が
設置されている。この誘電体板１６の外周部には、誘電
体板１６をチャンバ上蓋１に支持するための金属板より
なる誘電体板保持部材１８がチャンバ上蓋１に固定され
ている。
Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮなどの誘電体からなる誘電体板１６が
設置されている。この誘電体板１６の外周部には、誘電
体板１６をチャンバ上蓋１に支持するための金属板より
なる誘電体板保持部材１８がチャンバ上蓋１に固定され
ている。
【００３９】チャンバ上蓋１の大気側には、マイクロ波
導入窓４の上部表面を覆うようにスロット板１１が配置
されている。このスロット板１１には、マイクロ波導入
窓４の一部表面を露出する複数のスロット１１ａが設け
られている。このスロット板１１を覆うように共振部３
がチャンバ上蓋１の上部に配設されている。スロット板
１１はこの共振部３に固定されており、共振部３はリニ
アガイド１３を介してチャンバ上蓋１に移動可能に取付
けられている。
導入窓４の上部表面を覆うようにスロット板１１が配置
されている。このスロット板１１には、マイクロ波導入
窓４の一部表面を露出する複数のスロット１１ａが設け
られている。このスロット板１１を覆うように共振部３
がチャンバ上蓋１の上部に配設されている。スロット板
１１はこの共振部３に固定されており、共振部３はリニ
アガイド１３を介してチャンバ上蓋１に移動可能に取付
けられている。
【００４０】この共振部３の上部には、導波管１４がリ
ニアガイド１２を介して接続されている。共振部３とチ
ャンバ上蓋１および導波管１４の接続部には、マイクロ
波が漏れることがないよう十分な金属接触が確保されて
いる。
ニアガイド１２を介して接続されている。共振部３とチ
ャンバ上蓋１および導波管１４の接続部には、マイクロ
波が漏れることがないよう十分な金属接触が確保されて
いる。
【００４１】これにより、共振部３はスロット板１１と
ともにチャンバ上蓋１や導波管１４に対して自由に矢印
Ａ方向にスライドでき、かつマイクロ波は漏れることな
く導波管１４から共振部３へ導かれる。
ともにチャンバ上蓋１や導波管１４に対して自由に矢印
Ａ方向にスライドでき、かつマイクロ波は漏れることな
く導波管１４から共振部３へ導かれる。
【００４２】なお、共振部３は、図示しない駆動部によ
り駆動されるため、チャンバ上蓋１に対する共振部３の
位置を自由に設定することができる。
り駆動されるため、チャンバ上蓋１に対する共振部３の
位置を自由に設定することができる。
【００４３】チャンバ本体２にはガス供給管５が設けら
れており、このガス供給管５から処理室６内に反応ガス
が供給され、真空ポンプ（図示せず）により処理室６内
は所望のガス圧力に設定可能となっている。
れており、このガス供給管５から処理室６内に反応ガス
が供給され、真空ポンプ（図示せず）により処理室６内
は所望のガス圧力に設定可能となっている。
【００４４】導波管１４は、マイクロ波発振源（図示せ
ず）と接続されており、マイクロ波発振源により生成さ
れたマイクロ波を共振部３に導く。
ず）と接続されており、マイクロ波発振源により生成さ
れたマイクロ波を共振部３に導く。
【００４５】なお、チャンバ本体２内には、基板８を保
持するための基板ホルダ７がチャンバ上蓋１の真空側に
対向して設置されている。
持するための基板ホルダ７がチャンバ上蓋１の真空側に
対向して設置されている。
【００４６】なお、スロット板１１にスロット１１ａを
設けない場合、共振部３内ではマイクロ波の定在波が発
生する。その定在波の腹（定在波の電界振幅が極大にな
る部分）直下位置にスロット１１ａが設けられている。
マイクロ波は、共振器３からスロット１１ａを通りマイ
クロ波導入窓４および誘電体板１６を介して処理室６内
に放射される。そして、処理室６内に導入された反応ガ
スがプラズマ化される。
設けない場合、共振部３内ではマイクロ波の定在波が発
生する。その定在波の腹（定在波の電界振幅が極大にな
る部分）直下位置にスロット１１ａが設けられている。
マイクロ波は、共振器３からスロット１１ａを通りマイ
クロ波導入窓４および誘電体板１６を介して処理室６内
に放射される。そして、処理室６内に導入された反応ガ
スがプラズマ化される。
【００４７】次に、本実施の形態のプラズマプロセス装
置の制御系の構成について説明する。
置の制御系の構成について説明する。
【００４８】図４は、本発明の実施の形態１におけるプ
ラズマプロセス装置の制御系の構成を示す図である。図
４を参照して、チャンバ本体２の壁面には、処理室６内
のプラズマ状態を検出する手段として、プラズマ発光強
度検出器２５が設けられている。このプラズマ発光強度
検出器２５によりプラズマの発光強度を検出することが
できる。
ラズマプロセス装置の制御系の構成を示す図である。図
４を参照して、チャンバ本体２の壁面には、処理室６内
のプラズマ状態を検出する手段として、プラズマ発光強
度検出器２５が設けられている。このプラズマ発光強度
検出器２５によりプラズマの発光強度を検出することが
できる。
【００４９】プラズマ発光強度検出器２５の情報は制御
回路２８へ送られ、制御回路２８はその情報をもとに、
投入するマイクロ波の強度およびスロット１１ａの位置
調整を行なう。そして制御回路２８は、マイクロ波の強
度およびスロット１１ａの位置の制御信号のそれぞれを
マイクロ波発振器２９とスロット位置制御回路３０とへ
送る。マイクロ波発振器２９は、制御回路２８からの制
御信号に従ってマイクロ波を発生する。また、スロット
位置制御回路３０は、制御回路２８からの制御信号に従
って共振器駆動モータドライバ３１を介して駆動モータ
２６を駆動させる。これによりスロット板１１および共
振器３が矢印Ａ方向にスライドされる。
回路２８へ送られ、制御回路２８はその情報をもとに、
投入するマイクロ波の強度およびスロット１１ａの位置
調整を行なう。そして制御回路２８は、マイクロ波の強
度およびスロット１１ａの位置の制御信号のそれぞれを
マイクロ波発振器２９とスロット位置制御回路３０とへ
送る。マイクロ波発振器２９は、制御回路２８からの制
御信号に従ってマイクロ波を発生する。また、スロット
位置制御回路３０は、制御回路２８からの制御信号に従
って共振器駆動モータドライバ３１を介して駆動モータ
２６を駆動させる。これによりスロット板１１および共
振器３が矢印Ａ方向にスライドされる。
【００５０】プラズマ発光強度検出器２５によって検出
された発光強度により、マイクロ波発振器２９で生成す
るマイクロ波の強度が調整される。たとえば、発光強度
が弱い場合には共振器３の駆動速度を遅くするよう、ま
た発光強度が強い場合には共振器３の駆動速度を速める
ように共振器３の駆動速度が調整される。以上によっ
て、基板８に対する処理が均一となるように制御回路２
８はマイクロ波発振器２９とスロット位置制御回路３０
とを制御する。
された発光強度により、マイクロ波発振器２９で生成す
るマイクロ波の強度が調整される。たとえば、発光強度
が弱い場合には共振器３の駆動速度を遅くするよう、ま
た発光強度が強い場合には共振器３の駆動速度を速める
ように共振器３の駆動速度が調整される。以上によっ
て、基板８に対する処理が均一となるように制御回路２
８はマイクロ波発振器２９とスロット位置制御回路３０
とを制御する。
【００５１】次に、共振器３とスロット板１１とをスラ
イドさせる駆動機構について具体的に説明する。
イドさせる駆動機構について具体的に説明する。
【００５２】図５は、本発明の実施の形態１におけるプ
ラズマプロセス装置の具体的な駆動機構を示す概略斜視
図である。図５を参照して、共振部３は、リニアガイド
１２および１３により図中矢印Ａ方向に自由に動けるよ
うになっている。共振部３の端部にはラック３ａが設け
られており、そのラック３ａに、駆動モータ２６に接続
されたピニオン２７が噛み合っている。これにより、共
振部３はモータ２６の駆動力により駆動される。また、
所定の速度および所定の時間間隔でモータ２６の回転方
向を反転させることにより、共振部３およびスロット板
１１が揺動し、それにより処理室６内のプラズマ密度が
高い部分も揺動することになる。
ラズマプロセス装置の具体的な駆動機構を示す概略斜視
図である。図５を参照して、共振部３は、リニアガイド
１２および１３により図中矢印Ａ方向に自由に動けるよ
うになっている。共振部３の端部にはラック３ａが設け
られており、そのラック３ａに、駆動モータ２６に接続
されたピニオン２７が噛み合っている。これにより、共
振部３はモータ２６の駆動力により駆動される。また、
所定の速度および所定の時間間隔でモータ２６の回転方
向を反転させることにより、共振部３およびスロット板
１１が揺動し、それにより処理室６内のプラズマ密度が
高い部分も揺動することになる。
【００５３】次に、共振部３およびスロット板１１を揺
動させることによって基板８に対するプラズマ処理を均
一化できることについて説明する。
動させることによって基板８に対するプラズマ処理を均
一化できることについて説明する。
【００５４】図６〜図８は、本発明の実施の形態１にお
けるプラズマプロセス装置をエッチングプロセスに用い
た場合のエッチング進行状態を工程順に示す概略断面図
である。なお、説明の便宜上、図６〜図８においては、
誘電体板１６および誘電体板保持部材１８の図示は省略
されている。
けるプラズマプロセス装置をエッチングプロセスに用い
た場合のエッチング進行状態を工程順に示す概略断面図
である。なお、説明の便宜上、図６〜図８においては、
誘電体板１６および誘電体板保持部材１８の図示は省略
されている。
【００５５】まず図６を参照して、この状態では、スロ
ット板１１は図中左方向にスライドした状態にある。こ
の状態で、処理室６内にプロセスガスを導入した後にマ
イクロ波を導入すると、マイクロ波はスロット１１ａか
らマイクロ波導入窓４を通って処理室６内に放射され、
プロセスガスをプラズマ化する。プラズマ化されたガス
によって基板８表面の処理対象膜８ｂのエッチングが行
なわれる。このエッチングの面内分布は、発生したプラ
ズマの密度分布に従うため、スロット１１ａの直下を中
心にその周辺部がエッチングされる。このエッチング途
中の膜のプロファイルは図に示すプロファイル２０ａと
なる。
ット板１１は図中左方向にスライドした状態にある。こ
の状態で、処理室６内にプロセスガスを導入した後にマ
イクロ波を導入すると、マイクロ波はスロット１１ａか
らマイクロ波導入窓４を通って処理室６内に放射され、
プロセスガスをプラズマ化する。プラズマ化されたガス
によって基板８表面の処理対象膜８ｂのエッチングが行
なわれる。このエッチングの面内分布は、発生したプラ
ズマの密度分布に従うため、スロット１１ａの直下を中
心にその周辺部がエッチングされる。このエッチング途
中の膜のプロファイルは図に示すプロファイル２０ａと
なる。
【００５６】次に図７を参照して、共振部３とスロット
板１１を図中右側へ揺動させる。これにより、スロット
１１ａの位置が図中右側へ移動し、それによりマイクロ
波の放射位置も右側へ移動する。このため、スロット１
１ａの移動とともにプラズマ密度分布も移動する。よっ
て、エッチング途中の膜のプロファイルは図に示すプロ
ファイル２０ｂとなる。
板１１を図中右側へ揺動させる。これにより、スロット
１１ａの位置が図中右側へ移動し、それによりマイクロ
波の放射位置も右側へ移動する。このため、スロット１
１ａの移動とともにプラズマ密度分布も移動する。よっ
て、エッチング途中の膜のプロファイルは図に示すプロ
ファイル２０ｂとなる。
【００５７】次に図８を参照して、さらにスロット１１
ａが図中右側へ移動することにより、エッチング途中の
膜のプロファイルは図に示すプロファイル２０ｃとな
り、ほぼ均一にエッチング処理が施されることがわか
る。
ａが図中右側へ移動することにより、エッチング途中の
膜のプロファイルは図に示すプロファイル２０ｃとな
り、ほぼ均一にエッチング処理が施されることがわか
る。
【００５８】ここで、スロット１１ａのピッチをｄｓと
し（図６）、処理対象膜８ｂのエッチングされる領域の
幅をＷｐとし（図６）、図６から図８までのスロット１
１ａの揺動幅をＷｓとした場合、Ｗｓ＝ｄｓ−Ｗｐの関
係とすることにより、処理対象膜２０を均一にエッチン
グすることができる。
し（図６）、処理対象膜８ｂのエッチングされる領域の
幅をＷｐとし（図６）、図６から図８までのスロット１
１ａの揺動幅をＷｓとした場合、Ｗｓ＝ｄｓ−Ｗｐの関
係とすることにより、処理対象膜２０を均一にエッチン
グすることができる。
【００５９】次に、本実施の形態のプラズマプロセス装
置をエッチング装置として用いた場合の動作について説
明する。
置をエッチング装置として用いた場合の動作について説
明する。
【００６０】図４を参照して、処理室６内は真空ポンプ
（図示せず）により真空状態に保持されている。マイク
ロ波発振器（図示せず）により発せられたマイクロ波が
導波管１４を通って、共振部３へ導かれ、スロット板１
１のスロット１１ａを通過する。アルミニウムなどの誘
電体からなるマイクロ波導入窓４と誘電体板１６はマイ
クロ波を通すため、スロット１１ａを通過したマイクロ
波はマイクロ波導入窓４、誘電体板１６を通って処理室
６内に導かれる。
（図示せず）により真空状態に保持されている。マイク
ロ波発振器（図示せず）により発せられたマイクロ波が
導波管１４を通って、共振部３へ導かれ、スロット板１
１のスロット１１ａを通過する。アルミニウムなどの誘
電体からなるマイクロ波導入窓４と誘電体板１６はマイ
クロ波を通すため、スロット１１ａを通過したマイクロ
波はマイクロ波導入窓４、誘電体板１６を通って処理室
６内に導かれる。
【００６１】マイクロ波を処理室６内に導く前に、所要
のプロセスガスが反応ガス導入口５より処理室６内へ供
給され、処理室６内は所定のガス圧とされる。この状態
で、マイクロ波が処理室６内に導かれると、処理室６内
においてプラズマが生成される。発生するプラズマはス
ロット１１ａから処理室６内に放射させるマイクロ波の
電界強度に応じた密度となるため、スロット１１ａ直下
に密度が濃いプラズマが発生する。
のプロセスガスが反応ガス導入口５より処理室６内へ供
給され、処理室６内は所定のガス圧とされる。この状態
で、マイクロ波が処理室６内に導かれると、処理室６内
においてプラズマが生成される。発生するプラズマはス
ロット１１ａから処理室６内に放射させるマイクロ波の
電界強度に応じた密度となるため、スロット１１ａ直下
に密度が濃いプラズマが発生する。
【００６２】そして、プラズマ発光強度検出器２５によ
りプラズマ生成を認識した後、共振器３とスロット板１
１とが一体で揺動される。これによって、密度分布があ
るプラズマも揺動することとなり、基板８に対するプロ
セス処理を均一化することができる。
りプラズマ生成を認識した後、共振器３とスロット板１
１とが一体で揺動される。これによって、密度分布があ
るプラズマも揺動することとなり、基板８に対するプロ
セス処理を均一化することができる。
【００６３】また、プラズマ発光強度検出器２５が検出
するプラズマの状態により、共振器３の揺動速度および
マイクロ波発振器で発生させるマイクロ波のパワーを調
整することによって、処理をさらに均一化することがで
きる。つまり、プラズマ発光強度が弱い場合には、マイ
クロ波発振器で発生させるマイクロ波のパワーを上げる
とともに共振器３の揺動速度を遅くするような調整が行
なわれる。逆に、プラズマ発光強度が強い場合には、マ
イクロ波発振器で発生させるマイクロ波のパワーを下げ
るとともに共振器３の揺動速度を遅くするような調整が
行なわれる。あるいは、マイクロ波発振器で発生させる
マイクロ波のパワーを調整した後に共振器３の揺動速度
を調整する、もしくは共振器３の揺動速度を調整した後
にマイクロ波のパワーが調整されてもよい。これによ
り、基板８に対するプラズマ処理をさらに均一化するこ
とができる。
するプラズマの状態により、共振器３の揺動速度および
マイクロ波発振器で発生させるマイクロ波のパワーを調
整することによって、処理をさらに均一化することがで
きる。つまり、プラズマ発光強度が弱い場合には、マイ
クロ波発振器で発生させるマイクロ波のパワーを上げる
とともに共振器３の揺動速度を遅くするような調整が行
なわれる。逆に、プラズマ発光強度が強い場合には、マ
イクロ波発振器で発生させるマイクロ波のパワーを下げ
るとともに共振器３の揺動速度を遅くするような調整が
行なわれる。あるいは、マイクロ波発振器で発生させる
マイクロ波のパワーを調整した後に共振器３の揺動速度
を調整する、もしくは共振器３の揺動速度を調整した後
にマイクロ波のパワーが調整されてもよい。これによ
り、基板８に対するプラズマ処理をさらに均一化するこ
とができる。
【００６４】以上により、本実施の形態のプラズマプロ
セス装置では均一なプラズマ処理（たとえばエッチン
グ）を実現することができる。
セス装置では均一なプラズマ処理（たとえばエッチン
グ）を実現することができる。
【００６５】（実施の形態２）図９は、本発明の実施の
形態２におけるプラズマプロセス装置の構成を概略的に
示した断面図である。図９を参照して、本実施の形態
は、実施の形態１の構成に、第２のスロット板３２を追
加した点において実施の形態１と異なる。第２のスロッ
ト板３２は、第１のスロット板１１の上側に配設され、
かつスロット板スライド機構３４により第１のスロット
板１１に対してスライド可能とされている。この第２の
スロット板３２には、図中横方向の開口寸法が異なる２
種類のスロット３２ａおよび３２ｂが設けられている。
形態２におけるプラズマプロセス装置の構成を概略的に
示した断面図である。図９を参照して、本実施の形態
は、実施の形態１の構成に、第２のスロット板３２を追
加した点において実施の形態１と異なる。第２のスロッ
ト板３２は、第１のスロット板１１の上側に配設され、
かつスロット板スライド機構３４により第１のスロット
板１１に対してスライド可能とされている。この第２の
スロット板３２には、図中横方向の開口寸法が異なる２
種類のスロット３２ａおよび３２ｂが設けられている。
【００６６】スロット３２ａは、スロット１１ａに比
べ、第２のスロット板３２のスライド方向に長い形状を
有しており、第２のスロット板３２がスライドしても常
にスロット３２ａとスロット１１ａが重なって開口する
ように設定されている。
べ、第２のスロット板３２のスライド方向に長い形状を
有しており、第２のスロット板３２がスライドしても常
にスロット３２ａとスロット１１ａが重なって開口する
ように設定されている。
【００６７】スロット３２ｂは、スロット１１ａとは同
一形状もしくはスロット１１ａよりわずかに大きく、第
２のスロット板３２が図中右側もしくは左側に一方にス
ライドしたときにのみスロット３２ｂとスロット１１ａ
とが重なって開口するように設定されている。
一形状もしくはスロット１１ａよりわずかに大きく、第
２のスロット板３２が図中右側もしくは左側に一方にス
ライドしたときにのみスロット３２ｂとスロット１１ａ
とが重なって開口するように設定されている。
【００６８】なお、これ以外の構成については、上述し
た実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部
材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
た実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部
材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６９】本実施の形態では、プラズマ着火時に、図
９に示すようにスロット３２ａがスロット１１ａと重な
り、かつスロット３２ｂはスロット１１ａと重ならない
状態とされる。またプラズマ着火の確認後には、図１０
に示すようにスロット３２ａおよび３２ｂの各々が、ス
ロット１１ａの各々と重なる状態とされる。
９に示すようにスロット３２ａがスロット１１ａと重な
り、かつスロット３２ｂはスロット１１ａと重ならない
状態とされる。またプラズマ着火の確認後には、図１０
に示すようにスロット３２ａおよび３２ｂの各々が、ス
ロット１１ａの各々と重なる状態とされる。
【００７０】本実施の形態では、プラズマ着火時には、
図９に示すように第２のスロット板３２のスロット３２
ａとスロット１１ａのみが重なり、かつスロット３２ｂ
とスロット１１ａとは重ならない位置に第２のスロット
板３２が設定される。この状態で、マイクロ波が共振器
３に導入される。この状態では、共振空間に開口するマ
イクロ波導入窓４の開口部が少ないため、処理室６内に
放射される電界強度が大きくなり、プラズマが着火しや
すい。
図９に示すように第２のスロット板３２のスロット３２
ａとスロット１１ａのみが重なり、かつスロット３２ｂ
とスロット１１ａとは重ならない位置に第２のスロット
板３２が設定される。この状態で、マイクロ波が共振器
３に導入される。この状態では、共振空間に開口するマ
イクロ波導入窓４の開口部が少ないため、処理室６内に
放射される電界強度が大きくなり、プラズマが着火しや
すい。
【００７１】そして、プラズマの着火がプラズマ発光強
度検出器２５によって検出されると、制御回路３５はプ
ラズマ発光強度検出器２５からの検出信号に従ってスロ
ット板スライド機構３４へ第２のスロット板３２をスラ
イドさせる指令を出す。これにより第２のスロット板３
２は図中右方向へスライドして図１０に示す状態とな
る。
度検出器２５によって検出されると、制御回路３５はプ
ラズマ発光強度検出器２５からの検出信号に従ってスロ
ット板スライド機構３４へ第２のスロット板３２をスラ
イドさせる指令を出す。これにより第２のスロット板３
２は図中右方向へスライドして図１０に示す状態とな
る。
【００７２】図１０を参照して、この状態では、第２の
スロット板３２のスロット３２ａおよび３２ｂの各々
が、スロット１１ａと重なっている。このため、共振空
間に開口する誘電体４の開口部を図９の状態より増やす
ことができるとともに、大面積の基板８に対して均等に
開口部が配置されることとなる。この状態で共振器３と
第１および第２のスロット板１１、３２が一体で基板８
に対して揺動される。これにより、実施の形態１で説明
したように基板８の処理対象物に対して均一なプラズマ
処理を施すことができる。
スロット板３２のスロット３２ａおよび３２ｂの各々
が、スロット１１ａと重なっている。このため、共振空
間に開口する誘電体４の開口部を図９の状態より増やす
ことができるとともに、大面積の基板８に対して均等に
開口部が配置されることとなる。この状態で共振器３と
第１および第２のスロット板１１、３２が一体で基板８
に対して揺動される。これにより、実施の形態１で説明
したように基板８の処理対象物に対して均一なプラズマ
処理を施すことができる。
【００７３】以上より、本実施の形態のプラズマプロセ
ス装置では、プラズマ着火を確実に行なうことができ、
かつ均一なプラズマ処理を実現することができる。
ス装置では、プラズマ着火を確実に行なうことができ、
かつ均一なプラズマ処理を実現することができる。
【００７４】（実施の形態３）図１１は、本発明の実施
の形態３におけるプラズマプロセス装置の構成を概略的
に示す断面図である。図１１を参照して、本実施の形態
は、マイクロ波導入窓部の形状において実施の形態１と
異なる。チャンバ上蓋１には、矩形状の孔１ｄが設けら
れており、その孔１ｄにＡｌ2Ｏ3などの誘電体からなる
誘電体板３７が嵌め込まれ、Ｏリング１０によってシー
ルされている。またこのマイクロ波導入窓３７の真空側
には誘電体板およびその誘電体板を支持するための誘電
体板保持部材は設けられていない。
の形態３におけるプラズマプロセス装置の構成を概略的
に示す断面図である。図１１を参照して、本実施の形態
は、マイクロ波導入窓部の形状において実施の形態１と
異なる。チャンバ上蓋１には、矩形状の孔１ｄが設けら
れており、その孔１ｄにＡｌ2Ｏ3などの誘電体からなる
誘電体板３７が嵌め込まれ、Ｏリング１０によってシー
ルされている。またこのマイクロ波導入窓３７の真空側
には誘電体板およびその誘電体板を支持するための誘電
体板保持部材は設けられていない。
【００７５】なお、これ以外の構成については、上述し
た実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部
材については同一の符号を付し、その説明は省略する。
た実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部
材については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００７６】本実施の形態では、Ｏリング９および１０
によって処理室６内は真空に保たれ、マイクロ波が共振
器３に導入される。そして、スロット板１１のスロット
１１ａから放射されるマイクロ波は誘電体板３７内で拡
散されて処理室６内に放射される。これにより、ガス導
入口５から処理室６内に導入されたプロセスガスが励起
され、プラズマが生成される。プラズマ生成後、共振器
３とスロット板１１とは一体で揺動される。これによ
り、基板に対して均一にプラズマ処理を行なうことがで
きる。
によって処理室６内は真空に保たれ、マイクロ波が共振
器３に導入される。そして、スロット板１１のスロット
１１ａから放射されるマイクロ波は誘電体板３７内で拡
散されて処理室６内に放射される。これにより、ガス導
入口５から処理室６内に導入されたプロセスガスが励起
され、プラズマが生成される。プラズマ生成後、共振器
３とスロット板１１とは一体で揺動される。これによ
り、基板に対して均一にプラズマ処理を行なうことがで
きる。
【００７７】（実施の形態４）図１２は、本発明の実施
の形態４におけるプラズマプロセス装置の構成を概略的
に示す断面図である。図１２を参照して、本実施の形態
は、誘電体板１６にガス流路１６ａを設けてシャワープ
レートとした点において実施の形態１の構成と異なる。
の形態４におけるプラズマプロセス装置の構成を概略的
に示す断面図である。図１２を参照して、本実施の形態
は、誘電体板１６にガス流路１６ａを設けてシャワープ
レートとした点において実施の形態１の構成と異なる。
【００７８】このシャワープレート１６は、マイクロ波
導入窓４に接触するように誘電体板保持部材１８により
固設されている。このシャワープレート１６は、Ａｌ2
Ｏ3などの誘電体からなり、プロセスガスを噴出するた
めのガス噴出口１６ａを多数有している。この多数のガ
ス噴出口１６ａの各々は、チャンバ上蓋１に設けられた
ガス流路１ｂに連通している。
導入窓４に接触するように誘電体板保持部材１８により
固設されている。このシャワープレート１６は、Ａｌ2
Ｏ3などの誘電体からなり、プロセスガスを噴出するた
めのガス噴出口１６ａを多数有している。この多数のガ
ス噴出口１６ａの各々は、チャンバ上蓋１に設けられた
ガス流路１ｂに連通している。
【００７９】なお、これ以外の構成については、上述し
た実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部
材については同一の符号を付し、その説明は省略する。
た実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部
材については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００８０】本実施の形態においては、プロセスガスが
大面積の基板８に対しても均一に導入することが可能と
なり、均一なプラズマ処理を実現することができる。特
に、ガスの導入が均一に行なわれる必要があるＣＶＤ
（chemical vapor deposition）などのプロセスを行な
う場合に有効である。
大面積の基板８に対しても均一に導入することが可能と
なり、均一なプラズマ処理を実現することができる。特
に、ガスの導入が均一に行なわれる必要があるＣＶＤ
（chemical vapor deposition）などのプロセスを行な
う場合に有効である。
【００８１】以上により、本実施の形態のプラズマプロ
セス装置では、基板に対し均一なプラズマプロセスを実
現することができる。
セス装置では、基板に対し均一なプラズマプロセスを実
現することができる。
【００８２】上記実施の形態１〜４においては、プラズ
マプロセス装置をエッチング装置に適用した構成につい
て説明したが、何らこれに限定されるものではなく、た
とえばＣＶＤ装置として適用し得ることは言うまでもな
い。
マプロセス装置をエッチング装置に適用した構成につい
て説明したが、何らこれに限定されるものではなく、た
とえばＣＶＤ装置として適用し得ることは言うまでもな
い。
【００８３】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【００８４】
【発明の効果】以上説明したように本発明のプラズマプ
ロセス装置によれば、共振部とスロット板とを一体で揺
動させることにより、均一なプラズマ処理を施すことが
できる。
ロセス装置によれば、共振部とスロット板とを一体で揺
動させることにより、均一なプラズマ処理を施すことが
できる。
【００８５】また、プラズマの状態により、マイクロ波
の投入パワーや、共振器の揺動速度を調整することによ
り、さらに均一なプラズマ処理が実現できる。
の投入パワーや、共振器の揺動速度を調整することによ
り、さらに均一なプラズマ処理が実現できる。
【００８６】さらに、プラズマ着火時とプラズマ維持時
で開口しているスロットの数を変えることができ、確実
にプラズマを着火させることができる。
で開口しているスロットの数を変えることができ、確実
にプラズマを着火させることができる。
【００８７】以上のことから、本発明のプラズマプロセ
ス装置では、プラズマ着火を確実に行なうことができ、
かつ基板に対し均一なプラズマプロセスを実現すること
ができる。
ス装置では、プラズマ着火を確実に行なうことができ、
かつ基板に対し均一なプラズマプロセスを実現すること
ができる。
【図１】 本発明の実施の形態１におけるプラズマプロ
セス装置の構成を概略的に示す部分断面斜視図である。
セス装置の構成を概略的に示す部分断面斜視図である。
【図２】 本発明の実施の形態１におけるプラズマプロ
セス装置の構成を概略的に示す断面図である。
セス装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図３】 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う概略断面図で
ある。
ある。
【図４】 本発明の実施の形態１におけるプラズマプロ
セス装置をその制御系とともに示す概略断面図である。
セス装置をその制御系とともに示す概略断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態１におけるプラズマプロ
セス装置の共振器駆動部の構成を示す概略斜視図であ
る。
セス装置の共振器駆動部の構成を示す概略斜視図であ
る。
【図６】 本発明の実施の形態１におけるプラズマプロ
セス装置のプラズマプロセスの第１工程を示す図であ
る。
セス装置のプラズマプロセスの第１工程を示す図であ
る。
【図７】 本発明の実施の形態１におけるプラズマプロ
セス装置のプラズマプロセスの第２工程を示す図であ
る。
セス装置のプラズマプロセスの第２工程を示す図であ
る。
【図８】 本発明の実施の形態１におけるプラズマプロ
セス装置のプラズマプロセスの第３工程を示す図であ
る。
セス装置のプラズマプロセスの第３工程を示す図であ
る。
【図９】 本発明の実施の形態２におけるプラズマプロ
セス装置のプラズマ着火時における概略断面図である。
セス装置のプラズマ着火時における概略断面図である。
【図１０】 本発明の実施の形態２におけるプラズマプ
ロセス装置のプラズマ着火確認後の概略断面図である。
ロセス装置のプラズマ着火確認後の概略断面図である。
【図１１】 本発明の実施の形態３におけるプラズマプ
ロセス装置の構成を概略的に示す断面図である。
ロセス装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図１２】 本発明の実施の形態４におけるプラズマプ
ロセス装置の構成を概略的に示す断面図である。
ロセス装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図１３】 特開平５−３６６４１号公報に開示された
プラズマプロセス装置の構成を概略的に示す断面図であ
る。
プラズマプロセス装置の構成を概略的に示す断面図であ
る。
【図１４】 特開２０００−９１０９７号公報に開示さ
れたプラズマプロセス装置の構成を概略的に示す断面図
である。
れたプラズマプロセス装置の構成を概略的に示す断面図
である。
【図１５】 特開２０００−９１０９７号公報に開示さ
れたプラズマプロセス装置の構成を概略的に示す平面図
である。
れたプラズマプロセス装置の構成を概略的に示す平面図
である。
【図１６】 特開平９−２３２０９９号公報に開示され
たプラズマプロセス装置の構成を概略的に示す断面図で
ある。
たプラズマプロセス装置の構成を概略的に示す断面図で
ある。
１ チャンバ上蓋、２ チャンバ本体、３ 共振部、３
ａ ラック部、４，３７ マイクロ波導入窓、５ ガス
導入口、６ 処理室、７ 基板ホルダ、８ 基板、９，
１０ Ｏリング、１１ スロット板、１１ａ スロッ
ト、１２，１３リニアガイド、１４ 導波管、１６，３
１ 誘電体板、１８ 誘電体板保持部材、２０ 処理対
象膜、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ エッチングプロファイ
ル、２６駆動モータ、２７ ピニオン、３２ 第２のス
ロット板、３４ スロット板スライド機構、３５ 制御
回路。
ａ ラック部、４，３７ マイクロ波導入窓、５ ガス
導入口、６ 処理室、７ 基板ホルダ、８ 基板、９，
１０ Ｏリング、１１ スロット板、１１ａ スロッ
ト、１２，１３リニアガイド、１４ 導波管、１６，３
１ 誘電体板、１８ 誘電体板保持部材、２０ 処理対
象膜、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ エッチングプロファイ
ル、２６駆動モータ、２７ ピニオン、３２ 第２のス
ロット板、３４ スロット板スライド機構、３５ 制御
回路。
フロントページの続き (72)発明者 山本 達志 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 平山 昌樹 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉05 東北大 学大学院工学研究科内 (72)発明者 大見 忠弘 宮城県仙台市青葉区米ヶ袋２−１−17− 301 Ｆターム(参考） 4K030 CA04 FA01 KA30 KA39 KA41 LA15 5F004 AA01 BA20 BB18 BC08 BD04 5F045 AA09 BB02 DP03 EH02 EH07
Claims (8)
- 【請求項１】 プラズマを用いた処理を行なう処理室
と、 マイクロ波を共振させる共振部を有し、かつ共振された
マイクロ波を前記処理室内に導入するマイクロ波導入手
段と、 前記共振部と前記処理室との間に配置され、かつ共振さ
れたマイクロ波を前記処理室側へ通すための開口部を有
するスロット板と、 前記共振部と前記スロット板とを一体で前記処理室に対
して揺動させる揺動手段とを備えた、プラズマプロセス
装置。 - 【請求項２】 プラズマを用いた処理を行なう処理室
と、 マイクロ波を共振させる共振部を有し、かつ共振された
マイクロ波を前記処理室内に導入するマイクロ波導入手
段と、 前記共振部と前記処理室との間に配置され、かつ共振さ
れたマイクロ波を前記処理室側へ通すための複数の第１
の開口部を有する第１のスロット板と、 複数の前記第１の開口部の各々に対応した位置にそれぞ
れが設けられた複数の第２の開口部を有する第２のスロ
ット板と、 前記処理室内のプラズマ状態に応じて、前記第２のスロ
ット板を第１のスロット板に対してスライドさせるスロ
ット板駆動手段と、 前記共振部と前記第１のスロット板とを一体で前記処理
室に対して揺動させる揺動手段とを備えた、プラズマプ
ロセス装置。 - 【請求項３】 複数の前記第２の開口部には、スライド
方向に大きな開口寸法を有する大寸法開口部と小さな開
口寸法を有する小寸法開口部とが含まれており、 プラズマ着火時には、前記大寸法開口部が複数の前記第
１の開口部のいずれかと重なり、かつ前記小寸法開口部
が複数の前記第１の開口部のいずれとも重ならない位置
に前記第２のスロット板が配置され、 プラズマ着火認識後には、前記大寸法開口部と前記小寸
法開口部との各々が複数の前記第１の開口部の各々と重
なる位置に前記第２のスロット板が配置されることを特
徴とする、請求項２に記載のプラズマプロセス装置。 - 【請求項４】 前記処理室内のプラズマ状態を検出する
プラズマ状態検出手段をさらに備え、 前記プラズマ状態検出手段からのプラズマ状態の情報に
基づいて、前記揺動手段による前記共振部の揺動速度を
変化できる構成を有していることを特徴とする、請求項
１〜３のいずれかに記載のプラズマプロセス装置。 - 【請求項５】 前記プラズマ状態検出手段からのプラズ
マ状態の情報に基づいて、前記マイクロ波導入手段によ
り前記処理室内に導入されるマイクロ波の強度を調整す
ることを特徴とする、請求項４に記載のプラズマプロセ
ス装置。 - 【請求項６】 前記プラズマ状態検出手段はプラズマ発
光強度を測定する装置であることを特徴とする、請求項
４または５に記載のプラズマプロセス装置。 - 【請求項７】 前記揺動手段による前記共振部および前
記スロット板の揺動幅を、複数の前記開口部のピッチよ
りも小さくしたことを特徴とする、請求項１に記載のプ
ラズマプロセス装置。 - 【請求項８】 前記揺動手段による前記共振部および前
記第１のスロット板の揺動幅を、複数の前記第１の開口
部のピッチよりも小さくしたことを特徴とする、請求項
２に記載のプラズマプロセス装置。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
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| KR20080024581A (ko) * | 2006-09-14 | 2008-03-19 | (주)에스티아이 | 플라즈마 처리장치 |
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| US6998565B2 (en) | 2003-01-30 | 2006-02-14 | Rohm Co., Ltd. | Plasma processing apparatus |
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