JP2004111949A

JP2004111949A - プラズマ処理方法及び装置

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Publication number: JP2004111949A
Application number: JP2003303356A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhisa Saito; 齋藤　光央; Tomohiro Okumura; 奥村　智洋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2023-08-27
Also published as: JP4110062B2

Abstract

　
　　【課題】　所望の微細線状部分を精度良く加工するプラズマ処理方法及び装置を提供する。
【解決手段】　板状電極と隣接する位置に板状絶縁物を配置させた状態で、板状電極の周囲に配置されかつ板状絶縁物で囲まれて形成されかつ板状電極との距離が異なる少なくとも２系統のガス排気口のうち、板状電極から近い距離にあるガス排気口より不活性ガスを含む放電用ガスを被処理物の近傍に供給し、他のガス排気口より被処理物の近傍に放電制御用ガスを供給しつつ、板状電極又は被処理物に電力を供給して被処理物のプラズマ処理を行う。
【選択図】図１

Description

　本発明は、例えば、表面に薄膜が形成された基板などの被処理物又は種々の膜がコーティングされた被処理物に、プラズマを用いてプラズマ処理を行って所望の微細線状部分を精度良く加工したり、種々の被処理物の表面にプラズマを用いてプラズマ処理を行って薄膜堆積を行うプラズマ処理方法及び装置に関するものである。

　一般に、表面に薄膜が形成された基板に代表される被処理物にパターンニング加工を行う場合、レジストプロセスが用いられる。その一例を図７Ａ〜図７Ｄに示す。図７Ａ〜図７Ｄにおいて、まず、被処理物１２の表面に感光性レジスト１４を塗布する（図７Ａ）。次に、露光機を用いて露光した後現像すると、レジスト１４が所望の形状にパターンニングできる（図７Ｂ）。そして、被処理物１２を真空容器内に載置し、真空容器内にプラズマを発生させ、レジスト１４をマスクとして被処理物１２をエッチング加工すると、被処理物１２の表面が所望の形状にパターンニングされる（図７Ｃ）。最後に、レジスト１４を酸素プラズマや有機溶剤などで除去することで、加工が完了する（図７Ｄ）。

　以上のようなレジストプロセスは、微細パターンを精度良く形成するのに適しているため、半導体などの電子デバイスの製造において重要な役割を果たすに至った。しかしながら、工程が複雑であるという欠点がある。

　そこで、レジストプロセスを用いない、新しいプラズマ処理方法が検討されている。その一例として、線状にプラズマを発生させるプラズマ源を図８〜図９を参照して説明する。図８は板状電極１を搭載したプラズマ源を有するプラズマ処理装置の斜視図を示し、図９は、図８の平面ＰＰで切った断面図を示す。図８〜図９において、板状電極１と板面が互いに平行となる位置に板状絶縁物２、３を配置し、ガス供給装置１０よりガス流路６を経由して被処理物１２に対してほぼ垂直にガスを供給できる。ガス供給装置１０よりガスを供給しつつ、高周波電源１３より板状電極１に対して１３．５６ＭＨｚの高周波電力を印加することにより、板状電極１を含むプラズマ源と被処理物１２の間にプラズマを発生させ、被処理物１２をプラズマ処理することができる。プラズマ源と被処理物１２の距離ａは０．３ｍｍであり、板状電極１、板状絶縁物２、３の厚さｂ、ｃは共に１ｍｍ、ガス流路６の幅ｅは０．１ｍｍ、板状電極１の切っ先部ｉの角度は６０°である。また、板状電極１の板面は、高さｇが５０ｍｍ、線方向長さｈが３０ｍｍである。

　例えば、ガスとして、ガス流路６にＨｅを１０００ｓｃｃｍ、ＳＦ_６を１０ｓｃｃｍ供給し、高周波電力を１００Ｗ供給する条件にて、Ｓｉの被処理物１２をエッチングすることが可能である。

　しかしながら、従来例で述べたプラズマ処理方法及び装置によるエッチングにおいては、所望の微細線状部分を超えて広範囲に加工されてしまうという問題点があった。得られたエッチングプロファイルを図１０に示す。ここで、最も深くエッチングされた部分の深さをＤとしたとき、パターンの底からＤ×０．８だけ浅い部分の幅を加工幅Ｅと定義すると、Ｅは２．１ｍｍであった。プラズマ源の板状電極１の厚さは１ｍｍであるから、加工幅Ｅはその２倍程度になってしまった。

　本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑み、所望の微細線状部分を精度良く加工するプラズマ処理方法及び装置を提供することである。

　上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

　本発明の第１態様によれば、大気圧近傍の圧力において、被処理物に対向配置可能な板状電極と隣接する位置に板状絶縁物を配置させた状態で、上記板状電極の周囲に配置されかつ上記板状絶縁物で囲まれて形成されかつ上記板状電極との距離が異なる少なくとも２系統のガス排気口のうち、上記板状電極から近い距離にある上記ガス排気口より不活性ガスを含む放電用ガスを上記被処理物の近傍に供給するとともに、他の上記ガス排気口より上記被処理物の近傍に放電制御用ガスを供給しつつ、上記板状電極又は上記被処理物に電力を供給して上記被処理物のプラズマ処理を行うプラズマ処理方法を提供する。

　本発明の第２態様によれば、上記少なくとも２系統のガス排気口の内、上記板状電極から遠い距離にある上記ガス排気口より供給される上記放電制御用ガスは、上記不活性ガスよりも放電開始電圧の大きいガスを含む第１の態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。

　本発明の第３態様によれば、上記板状電極から近い距離にある上記放電用ガスの上記ガス排気口の線方向の開口長さが、上記板状電極から遠い距離にある上記放電制御用ガスの上記ガス排気口の線方向の開口長さよりも小さいことにより、上記放電用ガスの上記ガス排気口から排気される上記放電用ガスの周囲に、上記放電制御用ガスの上記ガス排気口から排気される上記放電制御用ガスを存在させながら上記被処理物の上記プラズマ処理を行う第１の態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。

　本発明の第４態様によれば、上記不活性ガスは、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅのいずれかである第１〜３のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。

　本発明の第５態様によれば、上記不活性ガスよりも上記放電開始電圧の大きい上記放電制御用ガスは、反応性・エッチング性ガスとしてのＳＦ_６、ＣＦ_４などのＣｘＦｙ（ｘ及びｙは自然数）、ＮＦ_３、Ｏ_２、Ｃｌ_２、ＨＢｒ等のハロゲン含有ガスである第１〜３のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。

　本発明の第６態様によれば、上記不活性ガスよりも上記放電開始電圧の大きい上記放電制御用ガスは、Ｈｅ濃度が５０％未満のガスである状態で、プラズマで上記被処理物のプラズマ処理を行うようにした第１〜３のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。

　本発明の第７態様によれば、上記不活性ガスよりも上記放電開始電圧の大きい上記放電制御用ガスは、上記板状電極から遠い距離にあるガス排気口の近傍における放電を抑制する性質を持つガスである状態で、プラズマで上記被処理物のプラズマ処理を行うようにした第１〜３のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。

　本発明の第８態様によれば、上記不活性ガスよりも上記放電開始電圧の大きい上記放電制御用ガスは、そのガスを流さない場合と比べて、線状放電の幅が細くなる性質を持つガスである状態で、プラズマで上記被処理物のプラズマ処理を行うようにした第１〜３のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。

　本発明の第９態様によれば、上記板状絶縁物の上記被処理物と対向する面の一部がテーパー部を有する状態で、プラズマで上記被処理物のプラズマ処理を行うようにした、第１〜８のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。

　本発明の第１０態様によれば、上記被処理物と上記板状電極から遠い距離にある上記放電制御用ガスの上記ガス排気口のなす距離が、上記被処理物と、上記板状電極から近い距離にある上記放電用ガスの上記ガス排気口とのなす距離よりも小さい状態で、プラズマで上記被処理物のプラズマ処理を行うようにした第１〜９のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。

　本発明の第１１態様によれば、上記被処理物と、上記板状電極から遠い距離にある上記放電制御用ガスの上記ガス排気口とのなす距離をｍ、上記被処理物と、上記板状電極から近い距離にある上記放電用ガスの上記ガス排気口とのなす距離をｋとして、
　０ｍｍ＜ｋ−ｍ≦１ｍｍ
である状態で、プラズマで上記被処理物のプラズマ処理を行うようにした第１０の態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。

　本発明の第１２態様によれば、板状電極と、
　上記板状電極と隣接する位置であり、且つ上記板状電極の被処理物と対向する面の一部を覆わない位置に配置された板状絶縁物と、
　上記板状電極又は上記被処理物に電力を供給する電力供給装置と、
　上記板状電極の近傍に、上記板状電極との距離が異なる少なくとも２つのガス排気口のうち、上記板状電極から近い距離にあるガス排気口に、不活性ガスを含む放電用ガスを供給する放電用ガス供給装置と、
　上記板状電極の近傍に、上記板状電極との距離が異なる上記少なくとも２つのガス排気口のうち、上記板状電極から遠い距離にあるガス排気口に、上記不活性ガスよりも放電開始電圧の大きい放電制御用ガスを供給する放電制御用ガス供給装置とを備えるプラズマ処理装置を提供する。

　本発明の第１３態様によれば、上記板状電極の少なくとも上記被処理物と対向する面が、テーパー部を備える第１２の態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。

　本発明の第１４態様によれば、上記板状電極から近い距離にある上記放電用ガスの上記ガス排気口の線方向の開口長さが、上記板状電極から遠い距離にある上記放電制御用ガスの上記ガス排気口の線方向の開口長さよりも小さい第１２又は１３の態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。

　本発明の第１５態様によれば、上記板状絶縁物の上記被処理物と対向する面の一部がテーパー部を備える第１２〜１４のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。

　本発明の第１６態様によれば、上記被処理物と、上記板状電極から遠い距離にある上記放電制御用ガスの上記ガス排気口とのなす距離が、上記被処理物と、上記板状電極から近い距離にある上記放電用ガスの上記ガス排気口とのなす距離よりも小さい第１２〜１４のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。

　本発明の第１７態様によれば、上記被処理物と、上記板状電極から遠い距離にある上記放電制御用ガスの上記ガス排気口とのなす距離をｍ、上記被処理物と、上記板状電極から近い距離にある上記放電用ガスの上記ガス排気口とのなす距離をｋとして、
　０ｍｍ＜ｋ−ｍ≦１ｍｍ
である第１６の態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。

　本発明によれば、大気圧近傍の圧力において、板状電極と、板状電極と隣接する位置に板状絶縁物を配置させ、板状電極の周囲に板状電極との距離が異なる少なくとも２つのガス排気口から被処理物の近傍にガスを供給しつつ、板状電極又は被処理物に電力を供給するプラズマ処理方法であって、板状電極から近い距離にあるガス排気口より不活性ガスを含む放電用ガスを供給し、板状電極から遠い距離にあるガス排気口より、該不活性ガスよりも放電開始電圧の大きいガスを含む放電制御用ガスを供給しつつ、プラズマ処理するため、レジスト等のマスクを用いず、所望の微細線状部分を精度良く加工するプラズマ処理方法を実現できる。

　また、本発明によれば、板状電極と、板状電極と隣接した板状絶縁物と、ガス供給装置と電力供給装置を備えたプラズマ処理装置であって、板状電極の近傍に少なくとも２つのガス排気口すなわち放電用ガス排気口と放電制御用ガス排気口とを備え、板状電極と各々のガス排気口との距離が異なるため、レジスト等のマスクを用いず、所望の微細線状部分を精度良く加工するプラズマ処理装置を実現できる。

　以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

　以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。

　図１は、本発明の第１実施形態において用いた、厚み方向に対称なテーパー部を有する三角形状のテーパー部（鋭角部）１ａを下端（被処理物対向側の端部）に有する板状電極１を搭載したプラズマ源を含むプラズマ処理装置の斜視図を示し、図２は、図１の平面ＰＰで切った断面図を示す。また、図３は図１のＰＱ方向から見た平面図であり、板状電極１のテーパー部１ａを有する面を示している。

　図１〜図３において、テーパー部１ａを有する板状電極１と互いに平行になる位置に直方体形状の板状絶縁物２、３と、Ｃ又はコの字形状（「［」形状）の大略直方体形状の板状絶縁物４、５とを配置し、板状電極１と板状絶縁物２、３の間に放電ガス用ガス流路６と放電ガス用ガス排気口７が形成され、板状絶縁物２、３と板状絶縁物４、５の間に放電制御ガス用ガス流路８と放電制御ガス用ガス排気口９が形成されている。すなわち、板状絶縁物４と５とにより矩形枠体を構成し、その内側の直方体形状の空間内に、隙間を空けて板状絶縁物２、３を配置し、板状絶縁物２と３との間に隙間を空けて板状電極１を配置して構成して、板状電極１と板状絶縁物２と３との間に同一形状の長方形状の放電ガス用ガス排気口７が形成され、板状絶縁物４と５と板状絶縁物２と３との間に同一形状の長方形状の放電制御ガス用ガス排気口９が形成されている。放電ガス用ガス排気口７と放電制御ガス用ガス排気口９とは、板状電極１のテーパー部１ａの先端（言い換えれば、板状電極１の中心線を通る面）を境に対称に配置されている。ガス排気口７、９を経由して被処理物１２に対してほぼ垂直にガスを供給できる。ガス供給装置１０、１１よりガスを供給しつつ、高周波電源１３より板状電極１に対して例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給することにより、局所的なプラズマ空間ＰＡにプラズマを発生させ、被処理物１２をプラズマ処理することができる。この局所的なプラズマ空間ＰＡの一例としては、板状電極１の下方で板状電極１の厚み以下の幅（図３の左右方向の寸法）及び板状電極１の長さと大略等しい長さ（図３の上下方向の寸法）を有する、大略直方体形状の空間である。一例として、板状電極１と被処理物１２の距離ａは０．３ｍｍであり、板状電極１、板状絶縁物２、３、４、５の幅ｂ、ｃ、ｄは共に１ｍｍ、ガス流路６、８の幅ｅ、ｆは共に０．１ｍｍである。また、一例として、線方向長さｈについては、板状電極１、ガス排気口７、ガス排気口９は共に３０ｍｍである。また、一例として、板状電極１のテーパー部１ａにおける切っ先部ｉの角度は６０°である。また、図４は板状電極１のテーパー部１ａの近傍の拡大図を示している。一点鎖線ｏが板状電極１の中心線である。板状電極１の角部ｐと板状絶縁物２の角部ｑを結ぶ線分の中央を板状電極１から近い距離にあるガス排気口７とし、板状絶縁物２の角部ｒと板状絶縁物３の角部ｓを結ぶ線分の中央を板状電極１から遠い距離にあるガス排気口９とする。ここで、板状電極１とガス排気口９の為す距離ｔは１．１５ｍｍであり、ガス排気口７と被処理物１２の為す距離に対するガス排気口９と被処理物１２の為す距離の差ｕは１ｍｍである。

　プラズマ源は数Ｐａから数気圧まで動作可能であるが、典型的には１００００Ｐａから３気圧程度の範囲の圧力で動作する。とくに、大気圧付近での動作は、厳重な密閉構造や特別な排気装置が不要であるとともに、プラズマや活性粒子の拡散が適度に抑制されるため、とくに好ましい。ガスとして、ガス供給装置１０よりガス流路６を経由してガス排気口７よりＨｅを放電用ガスとして１０００ｓｃｃｍ、ガス供給装置１１よりガス流路８を経由してガス排気口９よりＳＦ_６を放電制御用ガスとして５００ｓｃｃｍ供給し、高周波電力を１００Ｗ供給する条件にてＳｉの被処理物１２に対してエッチング処理を行ったところ、局所的なプラズマ空間ＰＡにのみプラズマが発生し、図５のようなエッチングプロファイルが得られた。ここで、最も深くエッチングされた部分の深さをＤとしたとき、パターンの底からＤ×０．８だけ浅い部分の幅を加工幅Ｅと定義すると、Ｅは０．６９ｍｍであった。プラズマ源の板状電極１の厚さは１ｍｍであるから、従来例と比較して飛躍的に加工精度が向上した。

　このように加工精度が向上した理由として、ガス排気口７より排気した放電用ガスとしてのＨｅガスに比べて放電開始電圧の大きいＳＦ_６ガスを放電制御用ガスとしてガス排気口９より導入することで、放電の広がりが抑制されたためであると考えられる。

　ここで、放電制御用ガスとは、放電開始電圧の大きいガスであって、例えば、Ｈｅ濃度が５０％未満のガスであるか、又は、板状電極から遠い距離にあるガス排気口の近傍における放電を抑制する性質を持つガスであるか、又は、放電制御用ガスを流さない場合と比べて、線状放電の幅が細くなる性質を持つガスである。

　なお、本発明の第１実施形態において、アルミニウム製板状電極１のテーパー部１ａを絶縁体としてのアルマイトで被覆させることで、電界の集中が緩和され、板状電極１のテーパー部１ａにおける両端を除く線方向のエッチング均一性を向上させることが可能である。

　また、本発明の第１実施形態とは別の第２実施形態として、図６に示すように、ガス排気口７の線方向長さｈ１が３０ｍｍに対して、ガス排気口９の線方向長さｈ２を４０ｍｍとして、板状電極１から近い距離にあるガス排気口７の線方向の開口長さを、板状電極１から遠い距離にあるガス排気口９の線方向の開口長さより小さくすることで、ガス排気口７から排気される放電用ガスの周囲に、常に、ガス排気口９から排気される放電制御用ガスを存在させながらプラズマ処理を行うことができて、板状電極１のテーパー部における両端のエッチングレートを抑制でき、線方向のエッチング均一性を向上させることが可能である。ガス排気口７の線方向長さｈ１をガス排気口９の線方向長さｈ２よりも３ｍｍ〜２０ｍｍ短くすることが好ましい。３ｍｍ未満であると、板状電極１のテーパー部における両端のエッチングレート抑制効果が小さくなり好ましくない。また、２０ｍｍより大きいと、放電制御用ガスの供給量のうち、処理に寄与しない無駄なガス量が増えて好ましくない。

　図６とはさらに別の第３実施形態として、図１１に示されるように、板状絶縁物４，５に、板状電極１の長さ方向に所定の距離ｈ３だけ離れた位置に、板状電極１側から放電ガス用ガス排気口７を越えて放電制御ガス用ガス排気口９近傍まで延びた、長さ方向放電制御用ガス排気口１５が２つ設けられるようにしてもよい。板状電極１から遠い距離にあるガス排気口９と同種の放電制御用ガスを、長さ方向放電制御用ガス排気口１５から噴出させることで、板状電極１のテーパー部１ａにおける両端のエッチングレートを抑制することができる。なお、長さ方向放電制御用ガス排気口１５から噴出させる放電制御用ガスを、板状電極１から遠い距離にあるガス排気口９とは異種の放電制御用ガスとしてもよい。

　以上述べた本発明の実施形態において、プラズマ源としてテーパー部１ａを有する板状電極１のものを用いる場合を例示したが、誘導結合型タイプなど、他方式のキャピラリタイプ、マイクロギャップ方式など、様々なプラズマ源を用いることができる。

　また、板状電極１のテーパー部１ａに絶縁体を被覆させる方法としてアルマイト処理についてのみ例示したが、これに限るものでは無くＣＶＤ、スパッタリング、蒸着、溶射、又はセラメッキなどを用いても良い。

　また、板状電極１から近い距離にあるガス排気口より供給する不活性ガスとしてＨｅを主体とした場合についてのみ例示したが、Ｈｅ以外の不活性ガスであるＮｅ、Ａｒ、Ｋｒ、又はＸｅのいずれのガスを用いても良い。

　また、板状電極１の厚さが１ｍｍの場合についてのみ例示したが、この厚さに限るものではない。ただし、板状電極１の厚みは薄すぎるとプラズマによる消耗が激しくなり、厚すぎると電界の集中度合いが低下するため、加工速度が低下すると同時に加工幅の細線化も難しくなる。従って、概ね０．１ｍｍ〜１．５ｍｍであることが好ましい。

　また、板状電極１と、板状電極１から遠い距離にあるガス排気口９との距離が１．１５ｍｍである場合についてのみ例示したが、この距離に限るものではない。ただし、該距離が遠すぎると、板状電極１から遠い距離にあるガス排気口９から供給する放電開始電圧の大きい放電制御用ガスによる放電領域抑制の効果が小さい。一方、該距離が適度に近いと、該放電開始電圧の大きい放電制御用ガスによる放電領域抑制の効果が大きく、加工幅の細線化が可能である。従って、上記距離は概ね３ｍｍ以下であることが好ましい。

　さらに、板状電極１と、板状電極１から遠い距離にあるガス排気口９との距離が概ね１．２ｍｍ以下であると、板状電極１の幅よりも小さい加工幅の加工が可能である。

　また、被処理物１２と、板状電極１から遠い距離にあるガス排気口９とのなす距離をｍ、被処理物１２と、板状電極１から近い距離にあるガス排気口７とのなす距離をｋとして、ｋ−ｍ＝１ｍｍの場合についてのみ例示したが、この距離に限るものではない。

　ただし、ｋ−ｍの値が０ｍｍより小さいと、板状電極１から遠い距離にあるガス排気口９から供給する放電開始電圧の大きい放電制御用ガスによる放電領域抑制の効果が小さく、ｋ−ｍの値が大きすぎると、放電開始電圧の大きい放電制御用ガスによる放電領域抑制の効果が大きすぎるため、プラズマ着火性が悪くなる。一方、該距離ｋ−ｍが０ｍｍより大きく且つ適度に小さいと、プラズマ着火性が良く、加工幅の細線化が可能である。従って、概ね０ｍｍ＜ｋ−ｍ≦３ｍｍであることが好ましい。

　さらに、被処理物１２と、板状電極１から遠い距離にあるガス排気口９とのなす距離をｍ、被処理物１２と、板状電極１から近い距離にあるガス排気口７との為す距離をｋとして、０ｍｍ＜ｋ−ｍ≦１ｍｍであると、板状電極１の幅よりも小さい加工幅の加工が可能である。

　また、プラズマ源もしくは電極１に直流電力を供給することにより、エッチング速度、成膜速度等のプラズマ処理速度を向上させることも可能である。ただし、被処理物１２が絶縁体を含む場合は、交流電力であることが望ましい。

　また、不活性ガスよりも放電開始電圧の大きい放電制御用ガスとして、ＳＦ_６ガスを主体としたプラズマ処理についてのみ例示したが、放電制御用ガスはこれに限定されるものではなく、ＣＦ_４ガス、Ｏ_２ガスやＣｌ_２ガス等を主体としたガスについてもプラズマ処理することが可能である。

　また、プラズマ処理としてエッチングについてのみ例示したが、プラズマ処理はこれに限定されるものではなく、プラズマクリーニング、ＣＶＤ、スパッタリングやプラズマドーピング等の様々なプラズマ処理についても適用できる。

　また、被処理物１２の材料としてＳｉをプラズマ処理する場合を例示したが、被処理物１２はこれらに限定されるものではなく、本発明は、種々の基板のプラズマ処理、又は、種々の膜がコーティングされた被処理物のプラズマ処理に適用できる。ＨｅとＯ_２の混合ガスを用いてフォトレジストやポリイミドに代表される樹脂等のエッチング加工を行うこともできる。また、シート状の被処理物をロール・トゥ・ロール方式で搬送しつつ、連続的にプラズマ処理することもできる。あるいは、種々の被処理物の表面にプラズマＣＶＤ法による薄膜堆積を行うこともできる。

　また、１３．５６ＭＨｚの高周波電力を用いてプラズマを発生させる場合を例示したが、数百ｋＨｚから数ＧＨｚまでの高周波電力を用いてプラズマを発生させることが可能である。あるいは、パルス電力を供給することにより、アーク放電への移行を抑制しつつ、高効率なプラズマを生成することも可能である。

　また、板状電極に対して電力を印加した場合についてのみ例示したが、電力を印加する対象物はこれに限らず、板状電極には電力を印加せず被処理物に対して電力を印加する場合、もしくは板状電極に電力を印加しつつ被処理物に対しても電力を印加する場合についても、同様の効果が得られる。

　なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明の第１実施形態で用いたプラズマ処理装置の構成を示す斜視図である。本発明の第１実施形態で用いたプラズマ処理装置の構成を示す図であって、図１の平面ＰＰで切った断面図である。被処理物が無い状態で、本発明の第１実施形態で用いたプラズマ処理装置の構成を示す図であって、図１のＰＱ方向から見た平面図である。本発明の第１実施形態で用いたプラズマ処理装置の板状電極のテーパー部の近傍を示す拡大図である。本発明の第１実施形態におけるエッチングプロファイルを示すグラフである。本発明の第２実施形態で用いたプラズマ処理装置の構成を示す平面図である。従来例で用いたパターンニング工程を示す図である。従来例で用いたパターンニング工程を示す図である。従来例で用いたパターンニング工程を示す図である。従来例で用いたパターンニング工程を示す図である。従来例で用いたプラズマ処理装置の構成を示す斜視図である。従来例で用いたプラズマ処理装置の構成を示す断面図である。従来例におけるエッチングプロファイルを示すグラフである。本発明の第３実施形態で用いたプラズマ処理装置の構成を示す平面図である。

符号の説明

　１　板状電極
　２　板状絶縁物
　３　板状絶縁物
　４　板状絶縁物
　５　板状絶縁物
　７　ガス排気口
　９　ガス排気口
　１２　被処理物
　１３　高周波電源

Claims

　大気圧近傍の圧力において、被処理物に対向配置可能な板状電極と隣接する位置に板状絶縁物を配置させた状態で、上記板状電極の周囲に配置されかつ上記板状絶縁物で囲まれて形成されかつ上記板状電極との距離が異なる少なくとも２系統のガス排気口のうち、上記板状電極から近い距離にある上記ガス排気口より不活性ガスを含む放電用ガスを上記被処理物の近傍に供給するとともに、他の上記ガス排気口より上記被処理物の近傍に放電制御用ガスを供給しつつ、上記板状電極又は上記被処理物に電力を供給して上記被処理物のプラズマ処理を行うプラズマ処理方法。
　上記少なくとも２系統のガス排気口の内、上記板状電極から遠い距離にある上記ガス排気口より供給される上記放電制御用ガスは、上記不活性ガスよりも放電開始電圧の大きいガスを含む請求項１に記載のプラズマ処理方法。
　上記板状電極から近い距離にある上記放電用ガスの上記ガス排気口の線方向の開口長さが、上記板状電極から遠い距離にある上記放電制御用ガスの上記ガス排気口の線方向の開口長さよりも小さいことにより、上記放電用ガスの上記ガス排気口から排気される上記放電用ガスの周囲に、上記放電制御用ガスの上記ガス排気口から排気される上記放電制御用ガスを存在させながら上記被処理物の上記プラズマ処理を行う請求項１に記載のプラズマ処理方法。
　上記不活性ガスは、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅのいずれかである請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。
　上記不活性ガスよりも上記放電開始電圧の大きい上記放電制御用ガスは、反応性・エッチング性ガスとしてのＳＦ_６、ＣＦ_４などのＣｘＦｙ（ｘ及びｙは自然数）、ＮＦ_３、Ｏ_２、Ｃｌ_２、ＨＢｒ等のハロゲン含有ガスである請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。
　上記不活性ガスよりも上記放電開始電圧の大きい上記放電制御用ガスは、Ｈｅ濃度が５０％未満のガスである状態で、プラズマで上記被処理物のプラズマ処理を行うようにした請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。
　上記不活性ガスよりも上記放電開始電圧の大きい上記放電制御用ガスは、上記板状電極から遠い距離にあるガス排気口の近傍における放電を抑制する性質を持つガスである状態で、プラズマで上記被処理物のプラズマ処理を行うようにした請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。
　上記不活性ガスよりも上記放電開始電圧の大きい上記放電制御用ガスは、そのガスを流さない場合と比べて、線状放電の幅が細くなる性質を持つガスである状態で、プラズマで上記被処理物のプラズマ処理を行うようにした請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。
　上記板状絶縁物の上記被処理物と対向する面の一部がテーパー部を有する状態で、プラズマで上記被処理物のプラズマ処理を行うようにした、請求項１〜８のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。
　上記被処理物と上記板状電極から遠い距離にある上記放電制御用ガスの上記ガス排気口のなす距離が、上記被処理物と、上記板状電極から近い距離にある上記放電用ガスの上記ガス排気口とのなす距離よりも小さい状態で、プラズマで上記被処理物のプラズマ処理を行うようにした請求項１〜９のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。
　上記被処理物と、上記板状電極から遠い距離にある上記放電制御用ガスの上記ガス排気口とのなす距離をｍ、上記被処理物と、上記板状電極から近い距離にある上記放電用ガスの上記ガス排気口とのなす距離をｋとして、
　０ｍｍ＜ｋ−ｍ≦１ｍｍ
である状態で、プラズマで上記被処理物のプラズマ処理を行うようにした請求項１０に記載のプラズマ処理方法。
　板状電極と、
　上記板状電極と隣接する位置であり、且つ上記板状電極の被処理物と対向する面の一部を覆わない位置に配置された板状絶縁物と、
　上記板状電極又は上記被処理物に電力を供給する電力供給装置と、
　上記板状電極の近傍に、上記板状電極との距離が異なる少なくとも２つのガス排気口のうち、上記板状電極から近い距離にあるガス排気口に、不活性ガスを含む放電用ガスを供給する放電用ガス供給装置と、
　上記板状電極の近傍に、上記板状電極との距離が異なる上記少なくとも２つのガス排気口のうち、上記板状電極から遠い距離にあるガス排気口に、上記不活性ガスよりも放電開始電圧の大きい放電制御用ガスを供給する放電制御用ガス供給装置とを備えるプラズマ処理装置。
　上記板状電極の少なくとも上記被処理物と対向する面が、テーパー部を備える請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
　上記板状電極から近い距離にある上記放電用ガスの上記ガス排気口の線方向の開口長さが、上記板状電極から遠い距離にある上記放電制御用ガスの上記ガス排気口の線方向の開口長さよりも小さい請求項１２又は１３に記載のプラズマ処理装置。
　上記板状絶縁物の上記被処理物と対向する面の一部がテーパー部を備える請求項１２〜１４のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
　上記被処理物と、上記板状電極から遠い距離にある上記放電制御用ガスの上記ガス排気口とのなす距離が、上記被処理物と、上記板状電極から近い距離にある上記放電用ガスの上記ガス排気口とのなす距離よりも小さい請求項１２〜１４のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
　上記被処理物と、上記板状電極から遠い距離にある上記放電制御用ガスの上記ガス排気口とのなす距離をｍ、上記被処理物と、上記板状電極から近い距離にある上記放電用ガスの上記ガス排気口とのなす距離をｋとして、
　０ｍｍ＜ｋ−ｍ≦１ｍｍ
である請求項１６に記載のプラズマ処理装置。