JP2002367969A - プラズマ処理方法及び装置 - Google Patents
プラズマ処理方法及び装置Info
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- JP2002367969A JP2002367969A JP2001176442A JP2001176442A JP2002367969A JP 2002367969 A JP2002367969 A JP 2002367969A JP 2001176442 A JP2001176442 A JP 2001176442A JP 2001176442 A JP2001176442 A JP 2001176442A JP 2002367969 A JP2002367969 A JP 2002367969A
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Abstract
化を行っても、処理の均一性を確保し、またノイズによ
る誤作動を防止する。 【解決手段】 第1の真空容器1内の上部電極5に高周
波電力を印加してプラズマを発生するようにしたプラズ
マ処理装置において、第1の真空容器1の全体形状を被
処理基板7の中心を中心とする同心円形状から極端に異
なる部位を無くした形状として処理の均一性を確保し、
また第1の真空容器1内におけるプラズマ発生空間の周
囲をすべて接地された部材により包囲することで、周辺
での電界の発生を防止し、また第1の真空容器1に隣接
して接続された第2の真空容器15の圧力を1Pa以
下、または10Pa以上に設定することで、ノイズによ
る誤作動を防止するようにした。
Description
ディスプレイパネルや太陽電池等の製造における薄膜形
成工程や微細加工工程等に用いられるプラズマ処理方法
及び装置に関するものである。
バイスの高機能化と処理コストの低減のために、高精度
化、高速化、大面積化、低ダメージ化を実現する取り組
みが盛んに行われている。
チングにおいては、デバイスの電気特性向上を目的とし
た新材料のエッチング、寸法精度の確保のために、低電
子温度プラズマを生成することが要求されている。その
ため、プラズマ生成手段として、高周波電力のさらなる
高周波数化が進んでいる。
て、図3を参照して説明する。21はプラズマ処理を行
う第1の真空容器で、その内部に配設された基板保持台
22上に被処理基板23を載置してプラズマ処理を行う
ように構成されている。この第1の真空容器21と連通
させて基板搬送を行う第2の真空容器24が配設され、
第2の真空容器24内に配設された搬送ロボット25に
て第1の真空容器21内に対して被処理基板23を供給
・排出するように構成されている。第1の真空容器21
と第2の真空容器24の間には任意に空間的連通と遮蔽
を行うゲートバルブ26が配設されている。
21内の基板保持台22上に被処理基板23を載置し、
ゲートバルブ26にて遮蔽した後、第1の真空容器21
内に反応ガスを導入するとともに真空排気してプラズマ
処理が最も精度良くできる圧力に調圧し、第1の真空容
器21内に配設されたプラズマ発生源(図示せず)に対
して高周波電力を印加してプラズマを発生させ、所望の
プラズマ処理を行い、プラズマ処理が終了した後、高周
波電力、反応ガスの供給を止め、一旦真空排気を行い、
その後被処理基板23を第1の真空容器21から搬出す
る。
ようなプラズマ処理装置においては、プラズマ処理を行
う第1の真空容器21及びゲートバルブ26など、プラ
ズマ発生空間を遮蔽している部材の形状に関して、図3
に示すように、被処理基板23の中心を中心とする同心
円形状に対して極端に形状の異なる部位が存在してお
り、そのためプラズマを低電子温度化するために印加周
波数の高周波数化を進めると、被処理基板23の周辺の
電界ばらつきが大きくなり、これがエッチング特性など
のプラズマ処理特性に影響し、同一の被処理基板23内
での均一な値が得られないという問題があった。
いて、印加周波数の高周波数化を行うと、プラズマ処理
を行う第1の真空容器21の周辺に電界が発生し、その
電界の発生がノイズ源となり、装置を構成する電子部品
が誤動作するという問題があった。
理を行う第1の真空容器21に接続されている部材が電
気的にフローティングとなっていることにより、外部に
電界が漏れていることが原因であることが判明した。
マ源に印加する高周波電力の高周波数化を行っても、処
理の均一性を確保でき、またノイズによる誤作動を防止
できるプラズマ処理方法及び装置を提供することを目的
としている。
法は、第1の真空容器内にガスを導入しつつ真空排気し
て所定の圧力に維持し、第1の真空容器を接地するとと
もに、真空容器内に配置した電極に高周波電力を印加し
てプラズマを発生するプラズマ処理方法において、プラ
ズマ生成時の電界強度分布を、第1の真空容器と第1の
真空容器に電気的に接続された部材の形状、配置により
制御するものであり、プラズマ源である電極に印加する
高周波電力の高周波数化を行った場合に、プラズマ生成
時の電界強度分布を制御できて処理の均一性を確保する
ことができる。
に、50MHz以上300MHz以下の周波数の高周波
電力を印加する場合により大きな効果が発揮される。
された第1の真空容器と、第1の真空容器内を真空排気
する排気手段と、第1の真空容器内にガスを導入するガ
ス導入手段と、第1の真空容器内にプラズマを発生する
電極と、電極に高周波電力を印加する高周波電源とを備
えたプラズマ処理装置において、第1の真空容器と第1
の真空容器を閉じた空間とする付属部材とを含めた第1
の真空容器の全体形状を、被処理基板の中心を中心とす
る同心円形状から極端に異なる部位を無くした形状とし
たものであり、高周波電力の高周波数化を行った場合
に、プラズマ生成時の電界強度分布を均一化できて処理
の均一性を確保することができる。
位とは、中心からの平均半径に対する最小半径部位や最
大半径部位の半径差が平均半径の25%を越える部位を
意味するものとする。25%以下なら、電界強度分布に
対する影響を抑制できて処理の均一性を確保することが
できる。
接地された第1の真空容器と、第1の真空容器内を真空
排気する排気手段と、第1の真空容器内にガスを導入す
るガス導入手段と、第1の真空容器内にプラズマを発生
する電極と、電極に高周波電力を印加する高周波電源と
を備えたプラズマ処理装置において、第1の真空容器内
におけるプラズマ発生空間の周囲をすべて接地された部
材により包囲したものであり、プラズマ源に印加する高
周波電力の高周波数化を行っても、第1の真空容器の周
辺に発生する電界強度を抑制・制御でき、異常な電界に
起因するノイズによる誤作動を防止できる。
めに、第1の真空容器に隣接して接続された第2の真空
容器を備えている場合には、第1の真空容器と第2の真
空容器の連通開口を任意のタイミングで遮蔽する遮蔽部
材を、遮蔽時に第1の真空容器と同電位となるようにす
るのが好適である。
ール部に導電手段を設けると、簡単な構成で第1の真空
容器と遮蔽部材を同電位にして上記効果を得ることがで
きる。
接地された第1の真空容器と、第1の真空容器内を真空
排気する排気手段と、第1の真空容器内にガスを導入す
るガス導入手段と、第1の真空容器内にプラズマを発生
する電極と、電極に高周波電力を印加する高周波電源と
を備えたプラズマ処理装置において、第1の真空容器に
隣接して接続された第2の真空容器の圧力を1Pa以
下、または10Pa以上に設定したものであり、第2の
真空容器内の電界の発生を抑制・制御できてノイズによ
る誤作動を防止できる。
をドライエッチング装置に適用した一実施形態につい
て、図1、図2を参照して説明する。
を行う第1の真空容器であり、接地されている。第1の
真空容器1には真空排気手段2が接続され、またエッチ
ングガスを供給するガス導入手段3に接続されたガス導
入口4が形成されている。第1の真空容器1内の上部に
は、上部電極5が配設され、プラズマ生成用の100M
Hzの高周波電源6が接続されている。
板7を静電吸着する基板保持台8が配設されている。基
板保持台8には、電極9が配設され、プラズマ生成用の
500kHzの高周波電源10と静電吸着用の電源11
a、11bが接続されている。また、基板保持台8には
処理終了後に被処理基板7を突き上げる突き上げ手段1
2が配設され、その駆動機構13が設けられている。
容器1内に対して被処理基板7を適宜供給・排出するた
めの第2の真空容器15が連通開口14を介して互いに
連通させて配設されている。第2の真空容器15の第1
の真空容器1との連通部には、任意に連通開口14の開
放と遮蔽を行う遮蔽部材としてのゲートバルブ16が配
設されている。ゲートバルブ16には、導電性の真空シ
ール17が設けられており、この真空シール17にて第
1の真空容器1からのガス漏れを遮断するだけでなく、
ゲートバルブ16と第1の真空容器1が同電位、即ち接
地状態となるように構成されている。第2の真空容器1
5内には、被処理基板7の第1の真空容器1内に対する
供給・排出を行う搬送ロボット18が配設されている。
の動作を説明する。まず、ゲートバルブ16が作動する
ことにより、第1の真空容器1と第2の真空容器15が
連通開口14を介して空間的に連通する。そこで、搬送
ロボット18と基板保持台8に設けられた突き上げ手段
12を用いて被処理基板7を基板保持台8に設置し、静
電吸着用の電源11a、11bにて静電吸着する。その
後、ゲートバルブ16が作動して連通開口14を遮蔽す
る。ここで、ゲートバルブ16は導電性の真空シール1
7にて、第1の真空容器1と同電位、即ち接地状態とな
る。
あるArガスを200cc/分にて導入しつつ、第1の
真空容器1内を0.5Paに調圧し、高周波電源10か
ら基板保持台8に1kW、高周波電源6から上部電極5
に2kWの高周波電力を印加することにより、第1の真
空容器1内にプラズマを発生させ、所望のドライエッチ
ングが達成される。
勝手を良くするための様々なユニットが付設されてい
る。例えば、プラズマ生成の状況を外部から観察するた
めの覗き窓や、プラズマの発光強度をCCD等のセンサ
ーでモニターするユニット、メンテナンス性を向上する
ために、ガス導入口4と上部電極5を蓋構造としてその
蓋を簡便に開閉するためのヒンジユニット、真空容器1
内の真空度をモニターする真空計ユニット等が付設され
ている。これらのユニットにおいて、ステンレス、アル
ミ、銅などから成り、抵抗が1×1010Ω以下のものを
使用する際には、すべて電気的に真空容器1と同電位、
即ち接地された状態としている。
6を含めて付設ユニットのすべてを接地状態として、プ
ラズマ空間を接地された部材で包囲しているため、真空
容器1の外部には殆ど電界が発生せず、周囲の電子機器
が誤動作することはない。経験例としては、約30cc
以上の容積の部材を真空容器1に付設する際に、接地す
ることによって、電界を接地しない時の5分の1まで低
減できるという結果を得ている。
1及びゲートバルブ16等の真空と大気を隔離する構成
部材の平面形状を、被処理基板7の中心を中心とする同
心円形状と極端に異なる部位を無くし、ほぼ点対称な形
状の構造としているため、第1の真空容器1の内部の電
界が均一となり、エッチング性能、特にエッチングレー
トが同心円状になるという極めて制御性の高い結果が得
られる。
様に接地することによって電界の発生を防止できる。し
かし、接地された第1の真空容器1と接続しかつ第2の
真空容器15自体も接地している場合が最も電界が発生
しにくく、さらに第2の真空容器15の真空度を1Pa
以下、もしくは10Pa以上とすることで、全く電界が
発生しないことが判明した。これは、DC印加時の、圧
力・電極間距離に応じて放電が発生するパッシェンの法
則に類似した結果と言える。
の高周波電源6、10の作動を停止し、反応ガスの導入
を停止し、真空排気手段2にて真空排気を行いながら、
突き上げ手段12で被処理基板7を基板保持台8から剥
離させ、ゲートバルブ16を作動させて連通開口14を
開放し、搬送ロボット18にて被処理基板7を排出して
所定の処理を終了する。
真空容器1の周辺に発生する電界強度を抑制・制御する
ことにより、異常な電界に起因するノイズによる電子部
品の誤動作を防止し、またエッチング特性において同一
の被処理基板内で均一な値を得ることができる。
1の真空容器1を接地し、ゲートバルブ16を含めて付
設される部材を同電位とし、また第1の真空容器1及び
ゲートバルブ16などのプラズマ生成空間を遮蔽する部
材の形状を、ほぼ被処理基板7の中心を中心とする同心
円形状と極端に異なる部位がなく、ほぼ点対称形とする
ことと、(2)第1の真空容器1に隣接して接続されて
いる第2の真空容器15の真空度を1Pa以下、もしく
は10Pa以上とすることとは、それぞれ単独で実施し
ても十分な効果が得られることが確認されている。同時
に実施することがより好ましいことは言うまでもない。
ング装置を例にして説明したが、プラズマCVD装置、
スパッタリング装置、アッシング装置等にも本発明を適
用してその効果を奏することができる。
れば、以上のようにプラズマ生成用の高周波電力の高周
波数化を行っても、真空容器周辺に発生する電界強度を
抑制・制御することができ、異常な電界に起因するノイ
ズによる電子部品の誤動作を防止することができ、また
同一の被処理基板内でのプラズマ処理特性の均一性を確
保することができる。
ッチング装置の一実施形態の概略構成を示す縦断面図で
ある。
る。
Claims (7)
- 【請求項1】 第1の真空容器内にガスを導入しつつ真
空排気して所定の圧力に維持し、第1の真空容器を接地
するとともに、真空容器内に配置した電極に高周波電力
を印加してプラズマを発生するプラズマ処理方法におい
て、プラズマ生成時の電界強度分布を、第1の真空容器
と第1の真空容器に電気的に接続された部材の形状、配
置により制御することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項2】 第1の真空容器内に配置した電極に、5
0MHz以上300MHz以下の周波数の高周波電力を
印加することを特徴とする請求項1記載のプラズマ処理
方法。 - 【請求項3】 接地された第1の真空容器と、第1の真
空容器内を真空排気する排気手段と、第1の真空容器内
にガスを導入するガス導入手段と、第1の真空容器内に
プラズマを発生する電極と、電極に高周波電力を印加す
る高周波電源とを備えたプラズマ処理装置において、第
1の真空容器と第1の真空容器を閉じた空間とする付属
部材とを含めた第1の真空容器の全体形状を、被処理基
板の中心を中心とする同心円形状から極端に異なる部位
を無くした形状としたことを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項4】 接地された第1の真空容器と、第1の真
空容器内を真空排気する排気手段と、第1の真空容器内
にガスを導入するガス導入手段と、第1の真空容器内に
プラズマを発生する電極と、電極に高周波電力を印加す
る高周波電源とを備えたプラズマ処理装置において、第
1の真空容器内におけるプラズマ発生空間の周囲をすべ
て接地された部材により包囲したことを特徴とするプラ
ズマ処理装置。 - 【請求項5】 第1の真空容器に隣接して接続された第
2の真空容器を備え、第1の真空容器と第2の真空容器
の連通開口を任意のタイミングで遮蔽する遮蔽部材を、
遮蔽時に第1の真空容器と同電位となるようにしたこと
を特徴とする請求項4記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項6】 第1の真空容器と遮蔽部材と間のシール
部に導電手段を設けたことを特徴とする請求項5記載の
プラズマ処理装置。 - 【請求項7】 接地された第1の真空容器と、第1の真
空容器内を真空排気する排気手段と、第1の真空容器内
にガスを導入するガス導入手段と、第1の真空容器内に
プラズマを発生する電極と、電極に高周波電力を印加す
る高周波電源とを備えたプラズマ処理装置において、第
1の真空容器に隣接して接続された第2の真空容器の圧
力を1Pa以下、または10Pa以上に設定したことを
特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001176442A JP2002367969A (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | プラズマ処理方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001176442A JP2002367969A (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | プラズマ処理方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002367969A true JP2002367969A (ja) | 2002-12-20 |
Family
ID=19017427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001176442A Pending JP2002367969A (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | プラズマ処理方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002367969A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2001-06-12 JP JP2001176442A patent/JP2002367969A/ja active Pending
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