JP2003068724A

JP2003068724A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

Info

Publication number: JP2003068724A
Application number: JP2001381487A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Maekawa; 幸弘前川; Tomohiro Okumura; 智洋奥村; Izuru Matsuda; 出松田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2003-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマ処理において、異常放電の発生を防
止し、安定したプラズマ処理を提供する。また、開口率
の大きいシールド板を提供する。【解決手段】本発明のプラズマ処理方法においては、真
空容器とこの真空容器へのガス供給手段、真空排気手
段、真空容器内の圧力を制御する手段、および真空容器
内の電極に載置された基板に対向して設けられたプラズ
マ源に高周波電力を印加することによって、真空容器内
にプラズマを発生させ、基板を処理するものであって、
開口面が面取り加工された貫通穴を有するたシールド板
によって真空容器が基板のある側とない側に分離され、
基板のない側にプラズマが回り込んでいない状態で基板
を処理するようにしたことを特徴とする。このシールド
板として、貫通穴のエッジ部を苛性エッチングあるい
は、ブラスト処理などによりＲ加工を施すとともに誘電
体によるコーティングまたは硬質アルマイト処理と誘電
体によるコーティングを施したものを使用することで、
異常放電が起こりにくい安定したプラズマ処理を実現す
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、プラズマ処理装置
および処理方法にかかり、特に、半導体などの製造に利
用されるプラズマ処理方法および装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の高集積化に伴い、半導体装
置の微細化は進む一方である。このため、エッチングあ
るいは成膜の分野でも高品質で信頼性の高い工程を必要
とするようになってきている。そこで、比較的低温処理
が可能で高精度加工が可能な方法としてプラズマを用い
たプラズマ処理がある。従来プラズマ処理装置は、その
一例を、図３に示すように真空容器１と、この真空容器
に連接されたターボ分子ポンプなどのメインの真空ポン
プ２とドライポンプ、ロータリーポンプなどの補助ポン
プ３、真空計４などからなる真空排気手段と、図示して
いないマスフローコントローラ（MFC）、バルブ、レギ
ュレータなどからなるガス供給手段５と、真空容器１内
にあって、被処理基板を載置する電極６とVHFなどのプ
ラズマ源７およびこれらへの高周波電源８、自動整合器
９からなる高周波印加系などから構成されており、基板
よりも真空排気手段に近い側にシールド板１０が設置さ
れている。

【０００３】そして、このシールド板１０は、図４
（ａ）乃至（ｃ）に示すようにアルミニウム（Ａｌ）合
金製で、ガスの流入流出が自在となるように、直径１ｍ
ｍ程度かつピッチ2ｍｍ程度の穴がほぼ全面に加工され
ており、表面に硬質アルマイト処理１６が施されてい
る。ここで図４（ａ）は、シールド板１０の上面図、図
４（ｂ）はその断面図、図４（ｃ）は図４（ｂ）の部分
Ａの拡大断面図である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
シールド板では、穴径が小さく、かつ穴の数も多いた
め、通常は、プレス加工のみで形成されるため、穴の開
口面にエッジ部が形成される。プレス加工後通常は表面
を絶縁化処理するために、硬質アルマイト処理を施す
が、このような穴の開口面などのエッジ部は硬質アルマ
イトなどの絶縁化処理が均一にならず、プラズマ励起時
に、エッジ部で酸化膜から露出するアルミニウムが異常
放電の原因となっていた。また、プレス加工などの機械
加工で加工できる穴のピッチは制限されるため、得るこ
とのできる開口率には限界があった。

【０００５】このため、異常放電が起こりにくく、大排
気能力を維持することのできるシールド板が求められて
いる。

【０００６】そこで、本発明は、異常放電の発生を防止
し安定したプラズマ処理を行うことのできるプラズマ処
理装置を提供することを目的とする。

【０００７】また、本発明では、開口率の大きいシール
ド板を提供することによって安定したプラズマ処理を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで本発明では、シー
ルド板が貫通穴を有し、この貫通穴の開口面が面取り加
工され、面取り部を構成していることを特徴とする。

【０００９】かかる構成によれば、シールド板にエッジ
がないため、異常放電の発生が防止される。また、シー
ルド板表面に硬質アルマイト処理などでアルマイトなど
の誘電体膜を形成するに際し、エッジでの段切れが防止
され、異常放電の発生をより防止することが可能とな
る。

【００１０】また、前記シールド板の前記貫通穴は、エ
ッジ部に面取り加工が施されていることを特徴とする。

【００１１】かかる構成によれば、貫通穴の開口面のみ
ならず、内壁のエッジも面取り加工されており、より確
実に異常放電の発生を防止することができる。

【００１２】また、望ましくは、前記面取り加工は、エ
ッチング処理により形成されたものであることを特徴と
する。

【００１３】プレス加工後、またはエッチング加工後、
苛性エッチング処理などのエッチング処理を行うことに
より、短時間でエッジが除去され、エッジ部のない円滑
な表面を有するシールド板を得ることが可能となる。

【００１４】また、前記面取り加工は、ブラスト処理に
より形成されたものであることを特徴とする。

【００１５】また望ましくは、前記シールド板は、表面
に絶縁化処理がなされたものであることを特徴とする。

【００１６】また望ましくは、前記絶縁化処理は、硬質
アルマイト処理であることを特徴とする。

【００１７】かかる構成によれば、容易に被覆性の高い
絶縁膜を形成することができ、異常放電を確実に防止す
ることができる。

【００１８】また、前記絶縁化処理は、誘電体材料によ
るコーティング膜であることを特徴とする。

【００１９】かかる構成によれば、樹脂あるいは無機塗
布膜を形成することにより、容易に確実な絶縁化処理を
行うことが可能となる。

【００２０】さらに望ましくは、硬質アルマイト処理の
なされたシールド板表面に更に、誘電体材料によるコー
ティング膜が形成されていることを特徴とする。

【００２１】このようにR加工の後、アルマイト処理を
行い、さらにコーティングによる誘電体膜を形成するこ
とにより、より確実な異常放電防止を行うことが可能と
なる。

【００２２】さらにまた、望ましくは、前記真空容器お
よび前記シールド板は接地されていることを特徴とす
る。

【００２３】また、本発明のプラズマ処理方法では、貫
通穴を有するシールド板で分離された真空容器の一方の
側に被処理基板を設置し、前記被処理基板が設置された
側で、プラズマを発生させ、プラズマ処理を行う工程
と、前記プラズマ処理を行う工程に先立ち、前記シール
ド板を面取り加工する工程を含むことを特徴とする。

【００２４】望ましくは、前記面取り加工工程後、前記
シールド板表面を絶縁化する工程を含むことを特徴とす
る。

【００２５】また望ましくは、前記面取り加工工程後、
前記シールド板表面に、絶縁膜を塗布する工程を含むこ
とを特徴とする。

【００２６】この発明によれば、異常放電が起こりにく
く、大排気能力を維持できるシールド板によって安定し
たプラズマ処理を提供することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明は、プラズマ処理装置に取
り付けられるシールド板の貫通穴に面取り加工を行うよ
うにしたことを特徴とするものである。

【００２８】すなわち、この装置は、真空容器と、この
真空容器へのガス供給手段、真空容器に連接された真空
排気手段、真空容器内の圧力を制御する手段、および真
空容器内の電極に載置された基板に対向して設けられた
プラズマ源に高周波電力を印加することによって、真空
容器内にプラズマを発生させ、基板を処理するプラズマ
処理方法であって、真空容器が接地され、かつ、外周部
の全部が接地されたシールド板によって真空容器が基板
のある側とない側に分離され、基板のない側にプラズマ
が回り込んでいない状態で基板を処理することを特徴と
するもので、異常放電が起こりにくく、大排気能力を維
持できるシールド板によって安定したプラズマ処理を行
なうことができるものである。

【００２９】以下、本発明の実施例について図面を参照
しつつ詳細に説明する。（実施の形態１）このプラズマ処理装置は、その全体構
成を図３に示すように、真空容器１と、この真空容器に
連接されたターボ分子ポンプなどのメインの真空ポンプ
２、ドライポンプ、ロータリーポンプなどの補助ポンプ
３、真空計４などからなる真空排気手段と、図示してい
ないマスフローコントローラ（MFC）、バルブ、レギュ
レータなどからなるガス供給手段５と、真空容器１内に
あって、被処理基板を載置する電極６とVHFなどのプラ
ズマ源７としての高周波電極およびこれらに高周波電圧
を印加するための高周波電源８、自動整合器９からなる
高周波印加系などから構成されており、基板１１よりも
真空排気手段に近い側にシールド板１０が設置されてい
る。ここで１２はAPC（Auto pressure Controller）
弁体、１３はインナーチャンバーである。そして、この
シールド板１０は、図１（ａ）乃至（ｃ）に示すように
アルミニウム（Ａｌ）合金製で直径０．５ｍｍから１ｍ
ｍ程度かつピッチ０．８から2ｍｍ程度の丸穴１４がほ
ぼ全面に加工されており、これらの穴の開口面が、苛性
エッチングによってＲ加工を施され、尖った領域のない
R加工部１７を構成している。そして、その上から硬質
アルマイト処理１６が施され、更に、その上から、テフ
ロン（登録商標）やポリイミドなどの樹脂系または、ア
ルミナなどのセラミック系の材質のコーティング膜１８
を形成することにより、表面処理の耐電圧を大きくし、
プラズマ処理中の異常放電の防止効果を高めることがで
きる。ここでは図１（ａ）は、シールド板１０の上面
図、図１（ｂ）はその断面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）
の部分Ａの拡大断面図である。

【００３０】図１において、シールド板１０はリング状
の形をしているが、シールド板の形状は、真空容器の形
状によって決定され、リング状に限定されるものではな
い。

【００３１】このとき、苛性エッチングを用いるとシー
ルド板１０の穴径が大きくなり、Ａｌ合金に機械加工あ
るいはウエットエッチングで加工できる微細加工の加工
限界よりも高い開口率が実現できるという利点もある。
ここで、エッチング液としては、苛性ソーダなどが適用
可能である。また、シールド板の丸穴は図１に示すよう
に正三角形の頂点に丸穴１４が位置するように配置す
る、すなわち互いの穴の中心を結ぶ線60度の角をもつよ
うに千鳥状配置がなされることによって、開口率を大き
くすることが可能となる。したがって、排気特性が向上
し、プラズマ励起に際して異常放電が生じるようなこと
もなく、安定で信頼性の高いシールド板を得ることが可
能となる。

【００３２】更に、本発明によれば、硬質アルミニウム
膜の上から、テフロンやポリイミドなどの樹脂系また
は、アルミナなどのセラミック系の材質のコーティング
１８を行なうことにより、さらに表面処理の耐電圧を大
きくし、プラズマ処理中の異常放電の防止効果を高める
ことができる。

【００３３】更に、この実施例では、丸穴の例を挙げた
が、円形以外にも三角形、四角形、六角形などの多角形
とすることも可能である。

【００３４】なお、前記実施形態では、Ｒ加工を苛性エ
ッチングによって行うようにしたが、ブラスト加工など
の機械的加工を用いることによっても同様の効果を得る
ことができる。（実施の形態２）図３に示す装置構成において、シール
ド板を、アルマイト加工のみにし、コーティング膜１８
は設けないものも有効である。ここでも、シールド板１
０は、図２（ａ）乃至（ｃ）に示すようにアルミニウム
（Ａｌ）合金製で直径０．５ｍｍから１ｍｍ程度かつピ
ッチ０．８から2ｍｍ程度の丸穴がほぼ全面に加工され
ており、これらの穴の開口面がブラスト処理または、苛
性エッチングによってＲ加工１７を施し、その上から硬
質アルマイト処理１６が施されている。ここでは図２
（ａ）は、シールド板１０の上面図、図２（ｂ）はその
断面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）の部分Ａの拡大断面図
である。

【００３５】この構成では、前記実施形態に比べ、硬質
アルミニウム膜の上から形成したコーティング膜を省略
しているため、形成が容易である。望ましくは、硬質ア
ルミニウム膜を３０〜６０μｍ程度と、より厚く形成す
ることにより、コーティング膜に代えることができる。
このように硬質アルミニウム膜を厚く形成することによ
り、前記実施形態1と同様に、表面処理の耐電圧を大き
くし，プラズマ処理中の異常放電の防止効果を高めるこ
ともできる。

【００３６】また、前記シールド板は、接地状態で使用
されているが、真空容器とともに必要に応じて適切な電
位に設定することも可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、異常放電を防止し、大排気能力を維持することので
きるシールド板によって安定したプラズマ処理を提供す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第1の実施形態のプラズマ発生
装置で用いられるシールド板を示す概略図である。

【図２】本発明における第2の実施形態のプラズマ発生
装置で用いられるシールド板を示す概略図である。

【図３】本発明（および従来例）の装置構成を示す概略
図である。

【図４】従来例におけるシールド板の概略図である。

【符号の説明】

１真空容器２メインの真空ポンプ３補助ポンプ４真空計５ガス供給手段６電極７プラズマ源（高周波電極）８高周波電源９自動整合器１０シールド板１１基板１２ＡＰＣ弁体１３インナーチャンバー１４穴１５エッジ１６アルマイト１７Ｒ加工１８コーティング１９Ａｌ合金

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松田出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） 4K029 BD01 DC20 4K030 FA03 KA12 KA46 KA47 5F004 AA16 BA04 BB29 BB30 BB32 BC02 BD04 5F045 AA08 DP02 EC01 EF14 EF20 EH13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉された真空容器内を、前記真空容器と
電気的に接続され、多数の貫通穴を有するシールド板に
よって分離してなる処理領域内に被処理基板を配置し、
前記被処理基板表面にプラズマ処理を行うプラズマ処理
装置において、前記貫通穴は開口面が面取り部を構成してなることを特
徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】前記シールド板の前記貫通穴は、エッジ
部に面取り加工が施されていることを特徴とする請求項
１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】前記面取り加工は、エッチング処理によ
り形成されたものであることを特徴とする請求項２に記
載のプラズマ処理装置。
【請求項４】前記面取り加工は、ブラスト処理により
形成されたものであることを特徴とする請求項２に記載
のプラズマ処理装置。
【請求項５】前記シールド板は、表面に絶縁化処理が
なされたものであることを特徴とする請求項１乃至４の
いずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】前記絶縁化処理は、硬質アルマイト処理
であることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理
装置。
【請求項７】前記絶縁化処理は、誘電体材料によるコ
ーティング膜の成膜であることを特徴とする請求項５に
記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】硬質アルマイト処理のなされたシールド
板表面に更に、誘電体材料によるコーティング膜が形成
されていることを特徴とする請求項６に記載のプラズマ
処理装置。
【請求項９】前記真空容器および前記シールド板は接
地電位に設定されていることを特徴とする請求項１乃至
８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】貫通穴を有するシールド板で分離され
た真空容器の一方の側に被処理基板を設置し、前記被処
理基板が設置された側で、プラズマを発生させ、プラズ
マ処理を行う工程と、前記プラズマ処理を行う工程に先立ち、前記シールド板
を面取り加工する工程を含むことを特徴とするプラズマ
処理方法。
【請求項１１】前記面取り加工工程後、前記シールド
板表面を絶縁化する工程を含むことを特徴とする請求項
１０記載のプラズマ処理方法。
【請求項１２】前記面取り加工工程後、前記シールド
板表面に、絶縁膜を塗布する工程を含むことを特徴とす
る請求項１０または１１に記載のプラズマ処理方法。