JPH0452611B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明はプラズマ処理装置に係り、特に枚葉式
のプラズマ処理装置に関する。

(b) 従来技術と問題点 例えばフオトマスクの製造工程をインイラン化
する際には、遮光膜のエツチング処理、レジスト
のアツシング処理等に枚葉式のプラズマ処理装置
が用いられる。

従来の枚葉式プラズマ処理装置は第１図にその
断面構造を模式的に示したように、単数若しくは
複数の真空排気口１を有する基台２と、該基台２
上に該基台２と絶縁されて配設された円板状のタ
ーゲツト電極３と、該ターゲツト電極３の上部に
該ターゲツト電極３と平行に配設された円板状の
対向電極４と、該対向電極４を囲んでリング状に
形成され、ターゲツト電極３面に向つて反応ガス
を噴出する複数個のガス噴出孔５を有する反応ガ
ス供給管６と、該対向電極４及び反応ガス供給管
６を支持し、該真空排気口１とターゲツト電極３
を含む基台面を覆うように真空パツキングを介し
て気密に該基台２上にかぶせられる円形のベルジ
ヤー８によつて主として構成されていた。（図中
９はリング状の置換ガス供給管、１０は絶縁体） そして例えばエツチングに際しては、前記反応
ガス供給管６から所定の反応ガスを流入し、真空
排気口１から所定の排気を行つて該ベルジヤー８
内を所定の反応ガス圧（通常10^-3〔Torr〕程度）
とし、ターゲツト電極３と対向電極４間に所定の
高周波（13.56〔ＭHz〕）電圧を印加して主として
ターゲツト電極３と対向電極４間にプラズマを発
生させ、該プラズマによつて励起された反応ガス
の活性種によつてターゲツト電極３上に載置した
被処理基板１１面にエツチングがなされる。

しかし上記従来の装置に於ては例えば真空排気
口１が一個所に設けられている場合、図中に矢印
し１２ａ，１２ｂで示してあるような反応ガスの
流路を生じ、該流路に沿つてエツチングが進の
で、例えばガラス基板上の遮光膜のエツチングを
行つた場合第２図に模式的に示したようなエツチ
ング速度の分布を生ずる。

そのため例えばフオトマスクを形成する際、通
常要求されるパターンの形成精度は５吋マスクに
於て３±0.2〔μｍ〕程度であるが、上記従来装置
に於ては前述したエツチング速度の分布を回避し
て該精度を得るために、ターゲツト電極３と対向
電極４の直径をマスク基板の対角線寸法の1.5倍
以上（５吋マスクの場合270〔mm〕以上）にする必
要があり、装置自体が非常に大型になるという問
題があつた。

そこで上記エツチング速度の分布を解消すべ
く、被処理基板の周囲に複数の真空排気口を均等
配置する構造も試みられたむ、このようにすると
反応ガス供給管のガス噴出孔から流入された反応
ガスがその下部の真空排気口に直に流入するガス
流路が形成され、被処理基板の中央部に供給され
る新しい反応ガスの量が減少するため、エツチン
グ速度が低下すると同時に被処理基板の周縁部か
ら中央部に向うエツチング速度の分布を生ずる。

上記従来装置に於ける処理速度の分布は、レジ
スト膜をアツシング除去する際にも同様に生じ、
そのためレジスト膜の下部に配設されている遮光
膜パターンが場所により変形するというような問
題も生じていた。

(c) 発明の目的 本発明は処理速度分布の小さい枚葉式のプラズ
マ処理装置を提供するものであり、その目的とす
るところは処理装置の小型化を図ると同時に、半
導体装置やフオトマスク等の製造歩留まりを向上
せしめるにある。

(d) 発明の構成 即ち本発明はプラズマ処理装置に於て、板状の
ターゲツト電極と、該ターゲツト電極の上部に該
ターゲツト電極とほぼ平行に配設された板状の対
向電極と、該ターゲツト電極と対向電極の間の空
間部を囲むように形成された隔壁とにより閉ざさ
れた処理室を具備し、該処理室内への反応ガスの
供給又は該処理室からの反応ガスの排出の双方
が、それぞれ多孔質板、或いは多孔質板と同等の
作用をする多孔板で形成されたガス流路を通し
て、該被処理基板の周囲からなされることを特徴
とする。

(e) 発明の実施例 以下本発明を実施例について第３図及び第４図
を用いて詳細に説明する。

第３図は本発明に係るプラズマ処理装置の一実
施例を模式的に示したもので、イは縦方向断面
図、ロはＡ−Ａ矢視断面図、ハはＢ−Ｂ矢視断面
図で、第４図は他の一実施例の模式断面図であ
る。

本実施例の装置は例えば第３図に示すように、
絶縁体２１を介して基台２２に固定されたターゲ
ツト電極２３と、該ターゲツト電極２３上にＯリ
ング等の真空パツキング２４を介して気密にかぶ
せられた上部に真空排気管２５を有し側面下部に
ガス導入管２６を有するベルジヤー２７と、該ベ
ルジヤー２７内の上部に固定された多数の真空排
気孔２８を有する絶縁板２９と、該絶縁板２９に
前記ターゲツト電極２３に平行に対向するように
固定された例えば前記絶縁板２９と同様の配置で
多数の排気孔２８が形成された対向電極３０と、
前記ターゲツト電極２３と対向電極３０との間に
形成される空間部を囲むような例えば筒状を有
し、上部が前記絶縁板２９に固定され下面がＯリ
ング等の真空パツキン２４を介してターゲツト電
極２３に密接する多孔質板例えば多孔質セラミツ
ク板３１とによつて主として構成され、ベルジヤ
ー２７内にはターゲツト電極２３と対向電極３０
と多孔質セラミツク板３１とによつて処理室３２
が、又ベルジヤー２７と多孔質セラミツク板３１
とによつてガス供給室３３が、又ベルジヤー２７
と絶縁板２９とによつて真空排気室３４がそれぞ
れ形成されている。なお該真空排気室３４内には
ガス流を均等に配分するためのパンチングプレー
ト３５と抵抗板３６が設けられている。

このパンチングプレート３５は耐エツチング性
を有する板に多数の小孔を分散配置したものでガ
スの流量を制限して全面からの排気量を均一化す
る働きをする。又抵抗板３６はパンチングプレー
ト３５の中央の排気量を周辺部に比べて少くする
効果を持ち、例えば端部が折れ曲つた円筒によつ
て形成される。そしてこの両者により絶縁板２９
上面の排気が一様になされるようにしてある。

そしてターゲツト電極２３、対向電極３０、及
びベルジヤー２７は通常通り所定の反応ガスプラ
ズマに対する耐性を有するステンレス等により形
成され、対向電極３０に形成される真空排気孔２
８は、ターゲツト電極２３上に載置された被処理
基板３６の上面全体から均等に排気がなされるよ
うに例えば第３図ロのように放射状に多数個配置
され、且つ外側に向つて順次孔径が大きく形成さ
れる。又多孔質セラミツク板（筒）３１には例え
ば直径0.2〜0.4〔μｍ〕程度の孔を有するものが
用いられる。又絶縁板２９には反応ガスに対して
耐性を有するセラミツク材が用いられ、真空排気
孔２８の配置及び形状は例えば前記対向電極３０
と同様に形成される。

このような構造のプラズマ処理装置に於ては、
前記処理室３２内の排気は対向電極３０に前記パ
ターンで配設された真空排気孔２８を介して該処
理室３２内のターゲツト電極２３上に載置された
被処理基板３６の上面全域上から均等になされ、
且つ処理室３２内への反応ガスの供給は多孔質セ
ラミツク板（筒）３１の抵抗によつて全域が均一
な圧力に保たれたガス供給室３３から多孔質セラ
ミツク板（筒）３１の細孔を通して被処理基板３
６の周囲全体から一様になされるので、該処理室
３２内は反応ガスが一様に分布した所定圧力の低
真空状態に保たれる。

従つて該装置に於ては、ターゲツト電極２３と
対向電極３０間に所定の例えば高周波電力を印加
した際、プラズマがターゲツト電極２３、対向電
極３０、及び多孔質セラミツク板（筒）３１によ
つて処理室３２内に閉じ込められると同時に、前
記した処理室３２内の反応ガス分布が一様なため
に処理室３２内のプラズマ強度分布が一様にな
る。

そのため処理室３２内に表出しているターゲツ
ト電極２３の寸法とほぼ等しい大きさの被処理基
板３６面をほぼ均一な速度でプラズマ処理するこ
とが可能になる。

上記実施例の装置に於て処理室３２内に表出す
るターゲツト電極２３の寸法を200〔mmφ〕、ター
ゲツト電極２３と対向電極３０間の距離を80〔mm〕
程度とし、ガス導入管２６から微量の酸素（O₂）
を含んた四塩化炭素（CCl₄）よりなる反応ガス
を数〔CC／sec〕程度の量で供給し、真空排気管
２５から10^-5〔Torr〕程度の到達真空度を有する
真空ポンプにより所定の排気を行つて処理室３２
内のCCl₄＋O₂反応ガス圧を10^-3〔Torr〕程度とな
し、該処理室３２内に収容した126〔mm〕角（対角
線長約180〔mm〕）のクロムマスク基板のパターン
ニングを行つた結果、該マスク基板全域にわたつ
て３±0.18〔μｍ〕のパターニング精度が得られ
ている。

なお該装置を用いてレジストマスク膜のアツシ
ング処理（0₂プラズマによる）を行つた際にはマ
スク基板全域にわたつてほぼ一様な速度でアツシ
ングがなされるので、該アツシング完了の時点で
上記パターニング精度が損なわれることがない。

第４図は本発明のプラズマ処理装置に於ける他
の一実施例を示したものである。

該実施例に於ては、前記多孔質セラミツク板
（筒）に相当するものが通常の絶縁体の筒３７で
形成されており、該絶縁体の筒３７にガスの流路
となる多孔質セラミツク板３１が選択的に設けら
れる。

他の部分は総て第３図と同じで、同記号で表わ
してある。

(f) 発明の効果 以上説明したように本発明によれば、ターゲツ
ト電極の大きさを被処理基板の大きさに近い寸法
まで縮小することが可能になるので、プラズマ処
理装置が従来の比べ小型化され該プラズマ処理装
置のスペース・フアクタが減少し、且つ動作機構
の構成が容易になる。従つて本発明はプラズマ処
理をインライン化する際に極めて有効である。

又本発明によればプラズマ処理精度（エツチン
グ精度、アツシング精度等）も向上するので、サ
プミクロン・パターン等微細パターンの形成に有
利である。

なお本発明のプラズマ処理装置に於て、対向電
極３０側から反応ガスを供給しても良い。但しこ
の場合絶縁体２９を、真空排気孔を設けない多孔
質セラミツク板に変えることが望ましい。

なお又本発明のプラズマ処理装置はマスク製造
に限らず、半導体装置の製造工程にも適用でき
る。

又多孔質板は上記多孔質セラミツク板に限ら
ず、ステンレス等エツチングガスに耐性を有する
金属で形成されてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の枚葉式プラズマ処理装置の模式
断面図、第２図は従来の装置に於けるエツチング
速度の分布図で、第３図は本発明のプラズマ処理
装置の一実施例に於ける模式断面図イ、模式Ａ−
Ａ矢視断面図ロ、模式Ｂ−Ｂ矢視断面図ハ、第４
図は他の一実施例に於ける模式断面図である。 図に於て、２３はターゲツト電極、２４は真空
パツキン、２５は真空排気管、２６はガス導入
管、２７はベルジヤー、２８は真空排気孔、２９
は絶縁板、３０は対向電極、３１は多孔質セラミ
ツク板（筒）、３２は処理室、３３はガス供給室、
３４は真空排気室、３５は抵抗板、３６は被処理
基板、３７は絶縁体の筒を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 板状のターゲツト電極と、該ターゲツト電極
   の上部に該ターゲツト電極とほぼ平行に配設され
   た板状の対向電極と、該ターゲツト電極と対向電
   極の間の空間部を囲むように形成された隔壁とに
   より閉ざされた処理室を具備し、該処理室内への
   反応ガスの供給又は該処理室からの反応ガスの排
   出の双方が、それぞれ多孔質板、或いは多孔質板
   と同等の作用をする多孔板で形成されたガス流路
   を通して、該被処理基板の周囲からなされること
   を特徴とするプラズマ処理装置。