JP5780928B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
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Description
(a)流路の表面における導電性が低い方が失活の程度が低い。
(b)流路の表面における温度が低い方が失活の程度が低い。
本発明におけるプラズマ処理装置の一態様は、プラズマが導入される導入口を有する真空槽と、前記導入口と処理の対象物との間でプラズマに接する中間部材と、を備えるプラズマ処理装置であって、前記中間部材は、前記真空槽内にて前記導入口の周囲に吊り下げられた金属製の支柱と、前記支柱に連結されて前記導入口と互いに向かい合う金属製の対向板と、を備え、前記支柱及び前記対向板は、陽極酸化被膜を表面とするアルミニウムの基材と、前記基材を被覆するシリコン系絶縁膜とを有し、前記シリコン系絶縁膜の表面粗さが、前記陽極酸化被膜の表面粗さよりも小さいことを要旨とする。
本発明におけるプラズマ処理装置の一態様では、シリコン系絶縁膜が基材から剥離することを適切に抑えつつ、中間部材の表面の導電性に起因してプラズマ中の活性種が失活することを抑制することが可能となる。また、対向板の複数の孔の内側面の全面がシリコン系絶縁膜により被覆される場合には、被覆によって孔が塞がりプラズマの流動制御等が阻害されることを抑えることができるようになる。
図2に示されるように、支柱30及び対向板31の各々の外表面は、シリコン酸化膜35によって被覆されている。また、対向板31の略全体にわたり形成された複数の貫通孔31hの内表面も、同じくシリコン酸化膜35により被覆されている。シリコン酸化膜35は、10nm〜100nmの厚さを有し、支柱30及び対向板31の各々の表面が基材であるアルミニウムの表面よりも平坦になるように成膜されている。こうしたシリコン酸化膜35は、例えばプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法によって形成されている。
支柱30及び対向板31の各々の基材がアルミニウムから形成されることにより、支柱30及び対向板31の熱伝導率が高くなる。そのため、対向板31が支柱30に吊り下げられてプラズマの導入口12aと互いに向い合うように配置されているという昇温しやすい構成であっても、冷却ブロック10bによる冷却効率を高めることが可能となる。したがって、支柱30及び対向板31の表面温度が高温になることを抑制することができる。これにより、上述のプラズマ中の活性種の失活に関する傾向、
(a)流路の表面における導電性が低い方が失活の程度が低い
(b)流路の表面における温度が低い方が失活の程度が低い
のうち、傾向(b)に基づいて活性種の失活を抑制することができる。
[実施例1]
支柱30及び対向板31の基材にアルミニウムを用い、その表面にシリコン酸化膜をプラズマCVD法によって形成して実施例1の中間部材を得た。そして、実施例1の中間部材を備えたプラズマ処理装置を用い、基板Sに形成されたポリイミド膜を下記条件の酸素プラズマに曝し、そのアッシング速度を計測した。
・酸素流量:5000sccm
・プロセス圧力:150Pa
・基板温度:250℃
・マイクロ波出力:2000W
[実施例2]
支柱30及び対向板31の基材にアルミニウムを用い、その表面にシリコン酸化膜を溶射によって形成して実施例2の中間部材を得た。そして、実施例2の中間部材を備えたプラズマ処理装置を用い、実施例1と同じアッシング条件でのアッシング速度を計測した。
支柱30及び対向板31の基材にアルミニウムを用い、その表面には被覆材を形成しないものとして比較例1の中間部材を得た。そして、比較例1の中間部材を備えたプラズマ処理装置を用い、実施例1と同じアッシング条件でのアッシング速度を計測した。
支柱30及び対向板31の基材にアルミニウムを用い、その表面に酸化アルミニウムからなる膜を陽極酸化処理によって形成して比較例2の中間部材を得た。そして、比較例2の中間部材を備えたプラズマ処理装置を用い、実施例1と同じアッシング条件でのアッシング速度を計測した。
支柱30及び対向板31の基材にアルミニウムを用い、その表面に酸化アルミニウムからなる膜を溶射によって形成して比較例3の中間部材を得た。そして、比較例3の中間部材を備えたプラズマ処理装置を用い、実施例1と同じアッシング条件でのアッシング速度を計測した。
支柱30及び対向板31の基材に石英を用い、その表面には被覆材を形成しないものとして比較例4の中間部材を得た。そして、比較例4の中間部材を備えたプラズマ処理装置を用い、実施例1と同じアッシング条件でのアッシング速度を計測した。
(1)プラズマが導入される導入口12aの周囲に吊り下げられたアルミニウム製の支柱30と、支柱30に連結されて導入口12aと互いに向かい合う金属製の対向板31を、シリコン酸化膜35により被覆するようにした。これにより、支柱30及び対向板31をアルミニウム製とすることで中間部材の冷却効率を高め、その表面温度に起因したプラズマ中の活性種の失活を抑制することができるようになる。また同時に、支柱30及び対向板31をシリコン酸化膜35によって被覆することにより、その表面の導電性に起因してプラズマ中の活性種が失活することも抑制することができるようになる。
・上記の実施形態では、フランジ部12についても、プラズマの流路を形成する部分をシリコン酸化膜35で被覆するようにしたが、フランジ部12についてはシリコン酸化膜による被覆を行わなくてもよい。フランジ部12をシリコン酸化膜で被覆した場合、プラズマの流路のより多くの部分をシリコン酸化膜で被覆することとなり、プラズマ中の活性種が失活することをより適切に抑制することができる。一方で、フランジ部12をシリコン酸化膜で被覆しない場合には、より簡易な構成でプラズマ中の活性種が失活することを抑制することができる。
・上記の実施形態では、被覆材をシリコン酸化膜としたが、例えばシリコン酸窒化膜、シリコン酸化炭化膜、シリコン窒化膜など、シリコン系の絶縁膜であればよい。
・上記の実施形態では、本発明におけるプラズマ処理装置を、表面波プラズマを用いてアッシングを行うアッシング装置に適用したが、ドライエッチングや表面改質等の処理を行う装置に適用してもよい。また、表面波プラズマ以外の各種のプラズマを用いる装置に適用してもよい。
Claims (4)
- プラズマが導入される導入口を有する真空槽と、
前記導入口と処理の対象物との間でプラズマに接する中間部材と、
を備えるプラズマ処理装置であって、
前記中間部材は、
前記真空槽内にて前記導入口の周囲に吊り下げられた金属製の支柱と、
前記支柱に連結されて前記導入口と互いに向かい合う金属製の対向板と、
を備え、
前記支柱及び前記対向板は、
陽極酸化被膜を表面とするアルミニウムの基材と、
前記基材を被覆するシリコン系絶縁膜とを有し、
前記シリコン系絶縁膜の表面粗さが、前記陽極酸化被膜の表面粗さよりも小さい
ことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記対向板は該対向板を貫通する複数の孔を有し、前記複数の孔の内側面の全面が前記シリコン系絶縁膜により被覆されている
請求項1に記載のプラズマ処理装置。 - 前記シリコン系絶縁膜の表面粗さが、前記支柱及び前記対向板を構成する基材のうち金属表面の表面粗さよりも小さい
請求項1又は請求項2に記載のプラズマ処理装置。 - 前記シリコン系絶縁膜の膜厚が、10nm〜100nmである
請求項1〜3のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
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