JP2009212197A

JP2009212197A - プラズマ処理装置

Info

Publication number: JP2009212197A
Application number: JP2008051858A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Kato; 聖隆加藤; Takahiro Kurahashi; 孝宏倉橋; Tadahiro Takeda; 恭祐武田
Original assignee: IN SYSTEM KK; KTECH RESEARCH CORP; Kanto Denka Kogyo Co Ltd; Nissin Co Ltd
Current assignee: IN SYSTEM KK; KTECH RESEARCH CORP; Kanto Denka Kogyo Co Ltd; Nissin Co Ltd
Priority date: 2008-03-03
Filing date: 2008-03-03
Publication date: 2009-09-17

Abstract

【課題】この発明は、ＣＦ_４以外の最適なフッ素系ガスを使用すると共にプラズマ処理能力を向上させたプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】この発明は、処理ワークが配される処理空間と、該処理空間内にガスを導入するガス導入手段と、前記処理空間内に放電プラズマを形成するプラズマ生成手段とによって少なくとも構成されるプラズマ処理装置において、前記処理空間に導入されるガスは、フッ化カルボニル（ＣＯＦ_２）又はトリフルオロメタン（ＣＨＦ_３）を含むガスであり、このガス圧力は、０．００１Ｔｏｒｒ〜１００Ｔｏｒｒの範囲内であることを特徴とするものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、フォトレジストなどの有機物残渣の除去に用いられるプラズマ処理装置に関する。

特許文献１に開示されるドライエッチング方法は、強誘電材料膜であるチタン酸ジルコン酸鉛系膜、ストロンチウム系膜、ビスマス系膜、電極材料膜であるイリジウム系膜、の各単層膜、又はこれらの膜の組合せからなる膜のドライエッチング方であって、エッチングガスとしてＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６のいずれかを使用することが開示されている。

特許文献２に開示されるシール材及びその製造方法は、三次元プラズマイオン注入製膜法が、炭化水素ガス及びフッ素ガスのプラズマ中でのイオン注入によりパッキン本体の表面にイオン注入層を形成する工程と、炭化水素ガス及びフッ素ガスのプラズマ中でのイオン成膜によりイオン注入層上にダイヤモンド・ライク・カーボン薄膜を形成する工程とを含むことを開示する。また、これに使用されるプラズマイオン注入成膜装置は、チャンバにガスを導入するガス導入系が接続され、このガス導入系により、チャンバ内にメタン（ＣＨ_４）及び四フッ化炭素（ＣＦ_４）を導入することが開示される。

特許文献３に開示されるウェハエッチング方法は、前記フッ素／カーボン比が２を越えるエッチングガスとして、ＣＦ_４ガス、Ｃ_２Ｆ_６ガス、Ｃ_３Ｆ_８ガス及びＣＨＦ_３ガスの少なくとも１つを使用し、前記フッ素／カーボン比が２以下のエッチングガスとして、Ｃ_４Ｆ_８ガス、Ｃ_５Ｆ_８ガス、ＣＨ_３Ｆガス、ＣＨ_２Ｆ_２ガス及びＣ_４Ｆ_６ガスの少なくとも１つを使用することを開示する。

特許文献４に開示されるクリーニングガスは、ＣＯＦ_２に、ＣＦ_２（ＯＦ）_２、ＣＦ_３ＯＦ、ＣＦ_３ＯＯＣＦ_３、またはＦ２を混合したものであり、これによって、薄膜形成装置等の内壁、該装置の治具・部品、配管等に堆積した不要な堆積物を除去するものである。

特許文献５に開示されるＣＶＤ装置のクリーニング方法は、前記クリーニングガスとして、ＣＯＦ２とＯ２の混合ガスを使用することを開示する。
特開平９−２５１９８３号公報特開２００６−５７００８号公報特表２００７−５３１２６４号公報特開２００２−１８４７６５号公報特開２００４−３４３０２６号公報

上述した特許文献１〜３に開示されるように、従来のエッチング等の表面処理、フォトレジストなどの有機物残渣の除去を行うプラズマ処理装置においては、例えばＮＦ_３，ＳＦ_６，ＣＦ_４，ＣＨＦ_３等のＰＦＣ（パーフルオロ化合物）ガスが使用されている。しかしながら、近年問題となっている地球温暖化において、ＰＦＣガスの削減が課題となっている。ＰＦＣガスは、排出された後の大気中での寿命が長く、その地球温暖化係数（炭酸ガス換算係数）はＣＯ_２の数千倍以上にもなる。特にＣＦ_４ガスは、非常に安定なガスであり、大気中の放出されても、分解されることがほとんど無いという問題点を有する。このため、従来は燃焼式除害装置内で、熱分解して大気中の放出しており、除害のためのコストが非常に高価となる問題点がある。

また、ＣＦ_４等のＰＦＣガスに代えてＣＯＦ_２を含有するガスを用いて、治具等から不要な堆積物を除去することは公知である。このＣＯＦ_２を使用することは、このＣＯＦ_２の地球温暖化係数がＣＦ_４に比べて非常に低いので、地球温暖化対策として有効である。しかしながら、ＣＦ４以外のガスを用いた場合でも、同等のプロセス性能を実現することが要求される。

このため、この発明は、ＣＦ_４以外の最適なフッ素系ガスを使用すると共にプラズマ処理能力を向上させたプラズマ処理装置を提供することにある。

したがって、この発明は、処理ワークが配される処理空間と、該処理空間内にガスを導入するガス導入手段と、前記処理空間内に放電プラズマを形成するプラズマ生成手段とによって少なくとも構成されるプラズマ処理装置において、前記処理空間に導入されるガスは、フッ化カルボニル（ＣＯＦ_２）又はトリフルオロメタン（ＣＨＦ_３）を含むガスであり、このガス圧力は、０．００１Ｔｏｒｒ〜１００Ｔｏｒｒの範囲内であることを特徴とするものである。

また、前記プラズマ生成手段の放電に用いる周波数帯は、５０Ｈｚ〜５ＧＨｚであることが望ましい。

本願発明によれば、ＰＦＣ（パーフルオロ化合物）の代わりに、フッ化カルボニル（ＣＯＦ_２）又はトリフルオロメタン（ＣＨＦ_３）を含むガスを用いることによって、地球温暖化対策を実施できると共に、ガス圧力を０．００１Ｔｏｒｒ〜１００Ｔｏｒｒの範囲内で使用することによって、同等のプロセス性能を実現することができるものである。また、熱分解等の処理が不要となるため、コストパフォーマンスを向上させることが可能となるものである。

以下、この発明の実施例について図面により説明する。

本願発明に係るプラズマ処理装置１は、例えば図１に示すように、処理ワーク７が載置される処理空間３を画成するケーシング２と、前記処理ワーク７に対向して配されるプラズマ発生電極６と、このプラズマ発生電極６に高電圧を印加するプラズマ生成電源８とによって少なくとも構成される。

前記プラズマ生成電源８は、例えば直流電源、高周波電源、マイクロ波電源であるが、放電に用いる周波数領域は、５０Ｈｚ〜５ＧＨｚである。

前記処理空間３には、ガス導入口４からフッ化カルボニル（ＣＯＦ_２）又はトリフルオロメタン（ＣＨＦ_３）を含有するガスが、０．００１Ｔｏｒｒ〜１００Ｔｏｒｒの低ガス圧力となるように導入される。これによって、処理ワーク上の放電プラズマが形成され、フォトレジストなどの有機物残渣が処理ワークから除去される。また、シリコン酸化膜、シリコン膜のエッチングを行うことも可能である。尚、処理完了後のガスは、ガス排出口５から排出される。

図２は、上述したプラズマ処理装置１において、Ｏ_２のみの場合、ＣＦ４の場合、ＣＯＦ２の場合、ＣＨＦ３の場合、それぞれにおけるＦ系ガス／（Ｏ_２＋Ｆ系ガス）割合に対するアッシンググレード（オングストローム／分）を示したものである。この特性図からわかるように、従来のＣＦ４を用いた場合よりも、アッシンググレード（削り速度）が大幅に向上させることができたことがわかる。このように、本願発明に係るプラズマ処理装置１において、生産性の大幅な改善が得られるものである。

この発明は、上述したフォトレジストなどの有機物残渣の除去、シリコン酸化膜又はシリコン膜のエッチングを行うことができるので、プリント配線板製造分野、半導体デバイス製造分野、表面実装分野でも利用することができるものである。

本願発明の係るプラズマ処理装置の概略構成図である。Ｏ_２のみの場合、ＣＦ４の場合、ＣＯＦ２の場合、ＣＨＦ３の場合、それぞれにおけるＦ系ガス／（Ｏ_２＋Ｆ系ガス）割合に対するアッシンググレード（オングストローム／分）を示した特性図である。

符号の説明

１プラズマ処理装置
２ケーシング
３処理空間
４ガス導入口
５ガス排出口
６プラズマ発生電極
７処理ワーク
８プラズマ生成電源

Claims

処理ワークが配される処理空間と、該処理空間内にガスを導入するガス導入手段と、前記処理空間内に放電プラズマを形成するプラズマ生成手段とによって少なくとも構成されるプラズマ処理装置において、
前記処理空間に導入されるガスは、フッ化カルボニル（ＣＯＦ_２）又はトリフルオロメタン（ＣＨＦ_３）を含むガスであり、このガス圧力は、０．００１Ｔｏｒｒ〜１００Ｔｏｒｒの範囲内であることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
前記プラズマ生成手段の放電に用いる周波数領域は、５０Ｈｚ〜５ＧＨｚであることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。