JPH08222548A

JPH08222548A - プラズマ処理装置および基体のプラズマ処理方法

Info

Publication number: JPH08222548A
Application number: JP7027875A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Kawamoto; 佳史川本; Shigeo Moriyama; 茂夫森山; Yoshio Kawamura; 喜雄河村; Natsuki Yokoyama; 夏樹横山; Hiroshi Kawakami; 博士川上
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-02-16
Filing date: 1995-02-16
Publication date: 1996-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、基体全体を大気圧中と真空中を往
復させないことにより基体表面への塵埃付着を低減し、
同時に高速で反応ガスを基体表面に供給し、反応生成物
を高速に排気することにより、処理速度を向上させるこ
とを目的とする。【構成】ガス導入と真空排気とプラズマ発生の機能を
もつ構造体を基体表面と数ｍｍ以下の間隔に制御しなが
ら対向させ、該構造体を走査させながら基体表面に局所
的にエッチングやゲポジションなどの処理を行なう。【効果】真空排気やパージによる基体表面への塵埃付
着の問題発生を無くすこと、高速で安定した処理が行な
えること、また、シリコンウェーハの大口径化や液晶表
示装置の大型化に容易に対応できるなどの効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体ウェーハ、液晶パ
ネル、プリント基板などの基体表面をプラズマ処理する
ための処理装置および処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェーハなどの基体のプラズマ処
理としては、ドライエッチング、プラズマアッシャ、プ
ラズマ酸化、プラズマＣＶＤ、スパッタリングなどの処
理がある。従来、これらのプラズマ処理は、処理をする
真空容器すなわち反応室の中に基体を設置し、反応室内
に適当なガスを導入し、プラズマを発生させて基体の処
理が行なわれてきた。基体を反応室内に設置するために
は、反応室を真空から大気圧して基体を設置し、真空排
気するか、ロード・ロック室とよばれる予備排気室を設
けてそこに大気圧で基体を設置し真空排気した後、基体
を反応室に搬送する方法が用いられてきた。いずれの場
合にも基体は大気圧中と真空中を行き来する。そのた
め、真空排気の時や真空から大気圧に戻すパージの時に
塵埃が基体表面に付着して処理の不良や製品の不良を引
き起こす。真空排気やパージに時間を掛けて行なうこと
により、基体表面に付着する塵埃を少なくすることが可
能ではあるが、その場合には処理の生産性が低下すると
いう問題がある。

【０００３】基体全体が大気圧中と真空中を行き来する
ことなく、基体表面の真空処理を行なうため、特許公報
平３−２３６３１にある局部真空処理のためのエンベロ
プ装置が発明されている。本装置は、基体全体を真空中
に保持することなく、いわゆる差動排気により基体表面
の局部に真空領域を形成することを可能にするものであ
る。本装置を電子線描画装置、イオン注入装置、プラズ
マエッチング装置、スパッタリング装置の端部に取付け
ることにより、上記真空領域でそれぞれの局部真空処理
が行なわれる。本装置により、基体全体が大気圧中と真
空中を行き来することがないので、真空排気の時やパー
ジの時に塵埃が基体表面に付着して処理の不良や製品の
不良を引き起こすという問題を解決することができる。
電子線描画装置などのように、真空領域にガスを導入す
ることなしに局部真空処理を行なう場合には本装置は好
適である。しかし、プラズマエッチング装置などのよう
に真空領域にガスを導入して行なう真空処理の場合に
は、本装置は、単に基体表面の一部を大気圧から隔離
し、その真空処理すべき局部をガスプラズマに接触させ
るのみである。すなわち、本装置は、反応ガスを基体表
面局部に高速で供給し、そこで発生した反応生成物を高
速で取り除く機能を持たない。したがって、例えばエッ
チング速度のような処理速度を高速化することができな
い。基体表面を局部的に処理する方法では、処理速度が
低いことは生産性が極めて低いことにつながるという問
題がある。

【０００４】また、基体表面を局部的にプラズマエッチ
ングする方法としては、SPIE Vol.966 Advaces in Fabr
ication and Metorology for Optics and Large Optics
(1988)のページ82からページ90にL. D. BollingerとC.
B. ZarowinからＰＡＣＥ(Plasma Assisted Chemical E
tching)とよばれるエッチング装置が報告されている。
この装置は、従来の平行平板型反応性イオンエッチング
装置のような真空容器の中に基体全体を設置し、基体表
面を局所的にエッチングするPuckとよばれるもので基体
表面を走査してエッチングするものである。Puckはプラ
ズマを発生させる高周波電極と反応ガスの導入部から構
成されている。本装置は、Puckの部分のみでプラズマを
発生させるので、その部分のみで局所的なエッチングが
可能となる。反応ガスがPuckから供給され、反応生成物
が真空容器を経て排気される。このことは、エッチング
速度を高めるためには好適である。しかし、真空中で移
動するPuckと基体表面の間隔を精密に制御するのは困難
なので、実際にはその間隔が19mmから24mm広くなり、Pu
ck内と真空容器内の圧力がほぼ同じになる。したがっ
て、排気能力の極めて高いポンプを用いないと高速に反
応ガスを基体表面に供給し、反応生成物を排気すること
が困難である。また、反応生成物が真空容器内に滞在す
るのでエッチングしていない基体表面上には反応生成物
が堆積し、エッチング不良や塵埃発生の問題が起こり得
る。さらに、処理すべき基体全体を大気圧中から真空容
器内に設置しなければならないので、先に述べたように
真空排気やパージを行なうとき基体表面に塵埃が付着す
るという問題もある。また、真空中で基体表面とPuckと
の間隔を制御することが必要になるが、制御機構を真空
内に持ち込むことにより真空度の低下を招くという問題
もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、基体全体を
大気圧中と真空中を往復させないことにより基体表面へ
の塵埃付着を低減し、同時に高速で反応ガスを基体表面
に供給し、反応生成物を高速に排気することにより、処
理速度を向上させることを目的とする。反応ガスの供給
と反応生成物の排気を高速化することにより、反応生成
物やプラズマ発生室の容器表面の影響による処理性能の
変動を小さくすることができ、安定な処理が可能とな
る。また、シリコンウェーハの大口径化や液晶表示装置
の大型化に容易に対応できる処理装置を提供することを
目的とする。

【０００６】さらに、他の目的は、マスクを用いない
で、基体表面の一部のみの処理も可能にすることであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】基体を平坦な定板に固定
し、ガス導入と真空排気の機能をもつ構造体を基体表面
と数ｍｍ以下の間隔に制御しながら対向させる。この構
造体は、基体表面に対向することにより、内部を真空排
気することができ、かつ内部とほぼ大気圧の外部との気
体の流通をほぼ遮断する機能をもつ。さらに、この構造
体の内部の真空領域に、反応ガスを導入し、高圧電極を
設けてプラズマを発生させることができるようにする。
プラズマの発生により、構造体と対向している基体表面
が局所的にエッチングやゲポジションなどの処理が行な
われる。この構造体を、基体表面と数ｍｍ以下の間隔に
制御しながら走査させることにより、基体表面全体ある
いは所望の領域の処理を行なう。走査方法は連続的であ
ってもあるいはステップ的に行なってもよい。

【０００８】

【作用】本発明のプラズマ処理装置および処理方法で
は、処理すべき基体全体が大気圧中と真空中を行き来す
ることがないので、真空排気やパージによる基体表面へ
の塵埃付着の問題発生を無くすことができる。また、基
体全体を真空容器に入れて真空排気やパージを行なう必
要が無いので、その時間がかからず、生産性を向上させ
ることができる。

【０００９】また、構造体内部のプラズマ発生領域の基
体表面への対向面の面積は、基体表面の面積より小さ
く、上記対向面の周辺から高速にガスが排気されるの
で、処理速度を向上させることができる。また、反応領
域に高速でガスを供給し、反応生成物を高速で排気する
ことができることは、処理速度の向上のみならず、プラ
ズマ発生部の構造体の内壁の径時変化が処理性能に及ぼ
す影響を小さくすることができ、安定した処理を可能と
する。

【００１０】さらに、本発明では、基体表面を走査して
処理を行なうので、基体表面の所望領域のみの局所的な
処理が可能である。また、シリコンウェーハの大口径化
や液晶表示装置の大型化などの基体表面の面積が増大し
ても、処理部の大きさを大幅に変更する必要がなく、容
易に対応でき、特に基体表面全体での処理の均一性を向
上させるのに好適である。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を実施例により図を用いて詳細
に説明する。

【００１２】実施例１図１は、本発明のプラズマ処理装置の処理部の断面構造
の概略を示す断面図である。被処理物のＳｉウェーハ１
０１をほぼその厚さの分だけ掘り下げた平坦な支持台１
０２の上に設置する。Ｓｉウェーハ１０１の大部分は大
気中にあるので、裏面は真空排気孔１０３から真空排気
され、いわゆる真空チャックにより支持台１０２の上に
Ｓｉウェーハ１０１が固定される。図１のように、反応
ガス導入手段１０４、真空排気手段１０５、プラズマを
発生させる電極１０６と１０７からなる構造体をＳｉウ
ェーハ１０１の表面に対向して３０から１００μｍの間
隔を開けて設置する。ガスの流れ方向を図中の小さい矢
印で示す。反応ガスは中心部からプラズマ発生領域１０
８に導入され該構造体とＳｉウェーハ１０１との隙間を
通り周辺から真空排気手段１０５へ排気される。外気も
また該構造体とＳｉウェーハ１０１との隙間を通り周辺
から真空排気手段１０５へ排気される。本発明は、本実
施例のように該構造体と基体が適当な間隔を開けて対向
したときに始めて基体の処理領域が真空に排気される構
造である。処理領域を別に排気する手段を設けないで、
このような構造にすることにより、処理領域に反応ガス
を高速に供給し、かつ反応生成物を高速に排気すること
が可能となる。

【００１３】電極１０６と１０７は高周波電源１０９に
接続されており、該構造体の内部でプラズマを発生させ
ることができる。さらに、別の高周波電源１１０が電極
１０７と支持台１０２に接続されており、これはプラズ
マとＳｉウェーハの間に電位差を与えるためのものであ
る。該構造体は、Ｓｉウェーハ１０１および支持台１０
２の上をほぼ上記の間隔を保持して、大きい矢印で示す
ような方向に走査することができる。間隔の保持は、図
中には示していないが、該間隔を流れるガス流量、ある
いは該構造体に取付けた別の電極とＳｉウェーハ１０１
との静電容量を測定し、それがほぼ一定の値になるよう
に支持台１０２の高さ調節手段にフィードバックするこ
とにより行なうことができる。

【００１４】該構造体を図１のＡＢで切断したとき、切
断面の構造の概略を図２に示す。電極１０６、１０７、
プラズマ発生領域１０８、真空排気領域２０１が図のよ
うな構造になっており、プラズマ発生領域１０８はＳｉ
ウェーハ１０１の直径より長い長方形になっている。こ
の場合には、大きい矢印に示すように、位置方向に該構
造体を操作することでＳｉウェーハ１０１の表面全面を
プラズマ処理することができる。処理の均一性に関して
は、長方形のプラズマ発生領域１０８の長辺方向の均一
性のみを制御すればよく、Ｓｉウェーハが大口径化され
た場合でも、従来のようにＳｉウェーハ１０１の表面全
面にわたって均一性を制御するよりも容易に制御でき
る。また、本装置を用いれば、Ｓｉウェーハ全体を真空
中に入れる必要がなく、真空排気やパージによる塵埃が
Ｓｉウェーハ表面に付着することがなくプラズマ処理が
できるので塵埃による欠陥を無くせること、さらに真空
排気やパージの時間が必要でなくなり、処理の効率を向
上できることは言うまでもない。

【００１５】実施例２実施例１の図１と同じ断面構造を持つが、図１のＡＢの
切断面を図３に示す構造とした。プラズマの発生領域３
０１は、ほぼ矩形とした。プラズマ発生のための電極３
０２、３０３、真空排気領域３０４から構成された構造
である。実施例１では該構造体はＳｉウェーハに対して
例えばｘ方向の一軸方向にのみ走査させたのに対し、本
実施例ではｘとｙ方向の２軸方向に走査できる構成とし
た。本実施例は、Ｓｉウェーハが大口径化された場合の
処理の均一性に関しては、実施例１よりさらに容易に均
一性を制御できる。局所的に処理を行なうプラズマの発
生領域３０１がＳｉウェーハ全面を走査するので、プラ
ズマ発生領域３０１内の均一性が低くても、Ｓｉウェー
ハ全面の均一性は向上させることができる。さらなる特
徴は、走査領域を制御することにより、Ｓｉウェーハ１
０１の周辺部のみや、あるいは特定のチップ領域のみの
プラズマ処理も可能である。その他の特徴に関しては、
実施例１と同じ特徴を持つ。

【００１６】実施例３プラズマ処理装置の他の実施例を図４と図５と図６に示
す。実施例１と同様にＳｉウェーハ１０１はウェーハ部
分だけ掘り下げた平坦な支持台１０２の上に真空チャッ
クにより固定されている。真空チャックは真空引きの孔
１０３を通って真空排気することにより行なわれる。図
４は、Ｓｉウェーハ１０１と対向させたガス導入機能と
真空排気機能とプラズマ発生機能を持つ構造体の断面の
概略を示している。図５は、図４の構造体をＡＢで切断
した切断面を示し、図６は、図４の構造体をＣＤで切断
した切断図をそれぞれ示す。反応ガスはガス導入孔４０
１から導入され、例えば窒素やアルゴンのようにプラズ
マ処理に関与しない不活性ガスはガス導入孔４０２から
導入される。反応ガスは、主に排気口４０３から排気さ
れ、大気圧中の空気や上記の不活性ガスは、主に排気口
４０４から排気される。

【００１７】実施例１では、プラズマ処理領域と大気の
間の真空排気は１段であったが、本実施例ではそれを２
段とした。このように段数を２段、３段と増加させるこ
とにより、該構造体とウェーハ表面との間隔を大きくし
ても、プラズマ発生領域への大気中の空気の巻き込みを
小さくできる。

【００１８】プラズマを発生させる電極４０５、４０６
が中心部の真空領域にあり、高周波電源４０７に接続さ
れている。さらに、プラズマとＳｉウェーハ表面との間
に電位差を発生させるためプラズマと接触する電極４０
８と支持台１０２が高周波電源４０９に接続されてい
る。プラズマ発生と上記の電位差発生の電源を別にする
ことにより、それぞれを独立して制御できる。

【００１９】本実施例では、Ｓｉウェーハ１０１の表面
のプラズマ処理される領域を規定するためのマスク板４
１０がプラズマ発生領域に取付けられている。このマス
ク板の内径の大きさを変えることにより、局所的に処理
される領域の大きさを変えることができる。また、その
形状を変えることにより、処理領域の形状も変えられ
る。

【００２０】本実施例は、基本的には実施例２と同じ特
徴を持つ。新たな特徴としては、該構造体とウェーハ表
面との間隔を大きくしても、プラズマ発生領域への大気
中の空気の巻き込みを小さくできること、Ｓｉウェーハ
１０１の表面のプラズマ処理される局所的な領域の大き
さや形状をマスク板４１０により変えることができるこ
とである。

【００２１】実施例４本実施例は、実施例３に述べたプラズマ処理装置を用い
た処理方法に関するものである。図７はＳｉウェーハ７
０１上に形成される半導体装置のチップ７０２を示した
ものである。チップ７０２は図のようにＳｉウェーハ７
０１上に配列され、チップ間は通常スクライブ領域と呼
ばれる。

【００２２】図８は、図６と同様に図４の該構造体をＣ
Ｄで切断したときの切断面を示している。マスク板８０
１の開口部８０２はチップ７０２とほぼ同じ大きさとす
る。図８のＡＢ方向のエッチング速度を図９に示す。開
口部の中央付近ではほぼ一定のエッチング速度が得ら
れ、周辺部からマスク板の領域に行くに従ってエッチン
グ速度が低下している。エッチング速度の低下している
領域ａをスクライブ領域の幅より小さくなるように制御
する。このように制御されたプラズマ処理をステップア
ンドリピート方式で各チップごとに行ない全体の処理を
行なう。該構造体を連続的に走査してエッチングするこ
ともできるが、本実施例のように、エッチング領域をチ
ップ領域に合わすことにより、ステップアンドリピート
の走査方式でもエッチングすることができる。ステップ
アンドリピート方式の場合は、該構造体が移動中は、プ
ラズマを発生させずに行ない、該構造体とＳｉウェーハ
との間隔も多少大きくし、チップ上をエッチングすると
きその間隔を小さくして、プラズマを発生させる。この
ようにして該構造体を移動させることにより、その移動
が容易になる。また、エッチング中は該構造体とＳｉウ
ェーハとの間隔を小さくするので、不活性ガスや大気中
の空気がプラズマ中に混入するのを防止することが容易
になる。さらに、エッチング速度の低下している領域ａ
をスクライブ領域の幅より小さくなるように制御するこ
とも容易になる。

【００２３】実施例５本実施例は、実施例４と同様に実施例３に述べたプラズ
マ処理装置を用いた処理方法に関するものである。

【００２４】図１０は、図６と同様に図４の該構造体を
ＣＤで切断したときの切断面を示している。マスク板１
の開口部２は、チップ７０２の面積の２倍とほぼ同じ大
きさとする。図１０のＡＢ方向のエッチング速度を図１
１に示す。開口部の中央付近ではほぼ一定のエッチング
速度が得られ、周辺部からマスク板の領域に行くに従っ
てエッチング速度が低下している。エッチング速度の低
下している領域ｂをスクライブ領域の幅より小さくなる
ように制御する。このように制御されたプラズマ処理を
実施例４と同じような方式でステップアンドリピートを
繰返し２チップごとに行ない全体の処理を行なう。

【００２５】本実施例は、２チップごとに処理できるの
で、実施例４の場合より処理の生産性を向上させること
ができる。また、基本的には実施例４と同じ特徴を持
つ。

【００２６】実施例６本実施例は、処理の生産性を向上させるため、実施例４
の構造体を複数個で処理する方法である。図１２に、実
施例４に示した構造体３を図７のようなチップ配列を持
つＳｉウェーハに対して４個配置した場合を実施例４の
切断面で示す。ここで、マスク板４の開口部５の構造体
間の距離ｃおよびｄは、チップの配列ピッチの整数倍と
する。このように配列された構造体を、一度に実施例４
と同じような方式でステップアンドリピートを繰返しチ
ップごとに処理を行ないウェーハ全体の処理を行なう。
本実施例では、４個の構造体の移動は一定距離を保持し
て同時に行なうが、この場合プラズマ発生部がウェーハ
からはづれて支持台上に来る構造体がある時があるの
で、エッチング処理はそれぞれの構造体で独立に制御す
る。

【００２７】本実施例では４個の構造体を用いるので、
１個の場合に比べて４倍まではいかないが約３倍程度の
生産性の向上ができる。また、基本的には実施例４と同
じ特徴を持つ。

【００２８】実施例７本実施例は、実施例３に述べたプラズマ処理装置を用い
た処理方法に関するものである。

【００２９】図１３は、図６と同様に図４の該構造体を
ＣＤで切断したときの切断面を示している。マスク板３
１の開口部３２は１００μｍ×１００μｍの大きさであ
る。したがって、プラズマ処理される領域も開口部３２
とほぼ同じ大きさである。該構造体で、反応ガスに酸素
を用いることによりホトレジストなどの有機物をエッチ
ングすることができる。

【００３０】Ｓｉウェーハ上にホトレジストを塗布した
後、本実施例のプラズマ処理装置で反応ガスに酸素を用
い、Ｓｉウェーハ上でマスク合わせに用いるターゲット
部分のホトレジストを局所的に除去した。その後、該タ
ーゲットを基準にしてマスク合わせを行い、ホトレジス
トの露光を行った。ターゲット部分のホトレジストが除
去されているので、ホトレジストがある場合に比べてタ
ーゲットの検出信号が明瞭になり、合わせ誤差が低減で
きた。

【００３１】本実施例では、光露光の場合について述べ
たが、電子線露光の場合には、ターゲット部のレジスト
を本実施例のプラズマ処理装置で局所的に除去すること
のより、さらに合わせ精度向上に対する効果は顕著にな
る。

【００３２】実施例８本実施例は、実施例３に述べたプラズマ処理装置を用い
た処理方法に関するものである。

【００３３】図１４は、図６と同様に図４の該構造体を
ＣＤで切断したときの切断面を示している。マスク板４
１の開口部４２は１００μｍ×１００μｍの大きさであ
る。したがって、プラズマ処理される領域も開口部３２
とほぼ同じ大きさである。本実施例では開口部４２がマ
スク板４１に複数個形成されている。開口部の配列は、
半導体装置のマスクパターンで比較的粗いパターンであ
るボンディングパッドのパターンと同じにした。。

【００３４】Ｓｉウェーハ上にトランジスタや配線を形
成した後、その表面に保護膜として酸化シリコン膜を形
成した。本実施例のプラズマ処理装置で反応ガスにＣＦ
₄と酸素を用い、該開口部４２をボンディングパッドの
パターンに合わせてＳｉウェーハ上の酸化シリコン膜を
エッチングしてボンディングパッドのアルミニウム合金
を露出させた。

【００３５】従来半導体装置の製造におけるこのような
工程では、ホトレジストをマスクにして酸化シリコン膜
をエッチングする方法が用いられてきた。本実施例によ
れば、ホトレジストマスク形成やホトレジストの除去な
どの工程が必要無く、局所的に酸化シリコン膜をエッチ
ングすればよいだけとなり、工程の簡略化が図れる。実施例９本実施例は、実施例３に述べたプラズマ処理装置を用い
た処理方法に関するものである。

【００３６】図１５は、図６と同様に図４の該構造体を
ＣＤで切断したときの切断面を示している。マスク板５
１の開口部５２は直径約３ｍｍの円形である。したがっ
て、プラズマ処理される領域も開口部３２とほぼ同じ大
きさである。該構造体で、反応ガスに酸素を用いること
によりホトレジストなどの有機物をエッチングすること
ができる。

【００３７】Ｓｉウェーハ上にホトレジストを塗布した
後、本実施例のプラズマ処理装置で反応ガスに酸素を用
い、Ｓｉウェーハの周辺部に開口部５２を合わせて周辺
部のホトレジストを局所的に除去した。その後、ホトレ
ジストの露光や現像、エッチング、ホトレジスト除去な
どを行い半導体装置を製造した。

【００３８】Ｓｉウェーハの周辺部分のホトレジストが
除去されているので、後の露光や現像、エッチングでの
ウェーハの搬送のときウェーハ周辺部のレジストが塵埃
となって欠陥を発生させることが無くなった。Ｓｉウェ
ーハの周辺部分のホトレジストの除去には、ほかに薬液
を用いる方法もあるが、その場合には薬液がＳｉウェー
ハ内部に入ることやレジスト除去部分を正確に決めるこ
とが困難であるという欠点がある。薬液の場合の精度は
約１ｍｍであるが、本実施例では０．２ｍｍという高い
精度でＳｉウェーハの周辺部分のホトレジストが除去で
きた。

【００３９】実施例１０１６図は、本発明のプラズマ処理装置の処理部の断面構
造の概略を示す断面図である。被処理物のＳｉウェーハ
６１をほぼその厚さの分だけ掘り下げた平坦な支持台６
２に設置する。Ｓｉウェーハ６１の大部分は大気中にあ
るので、裏面は真空排気孔６３から真空排気され、いわ
ゆる真空チャックにより支持台６２にＳｉウェーハ６１
が固定される。図１６のように、反応ガス導入口６４、
真空排気口６５、マイクロ波プラズマを発生させるマグ
ネトロン６６と電磁石コイル６７、導波管６８からなる
構造体をＳｉウェーハ６１の表面に対向して３０から１
００μｍの間隔を開けて設置する。ガスの流れ方向を図
中の小さい矢印で示す。反応ガスはプラズマ発生領域６
９に導入され該構造体とＳｉウェーハ６１との隙間を通
り周辺から真空排気口６５へ排気される。外気もまた該
構造体とＳｉウェーハ６１との隙間を通り周辺から真空
排気口６５へ排気される。

【００４０】本実施例は、実施例１と比べて、プラズマ
の発生方式が高周波放電からマイクロ波放電に替わって
いる。別の高周波電源７０が電極７１と支持台６２に接
続されており、これはプラズマとＳｉウェーハの間に電
位差を与えるためのものである。本実施例では、該構造
体は固定されており、Ｓｉウェーハ６１および支持台６
２がほぼ上記の間隔を保持して、大きい矢印で示すよう
な方向に走査することができる。間隔の保持は、図中に
は示していないが、実施例１と同じ方式を用いることが
できる。

【００４１】該構造体を図１６のＡＢで切断したとき、
切断面の構造の概略を図１７に示す。電極７１、プラズ
マ発生領域６９、真空排気領域７２が図のような構造に
なっており、プラズマ発生領域６９は直径１から２ｃｍ
の円筒型である。

【００４２】本実施例は、基本的には実施例２と同じ特
徴をもつ。本実施例の特徴は、Ｓｉウェーハ６１の表面
を下方に向けることで大気中の塵埃がウェーハ表面に付
着する確率を小さくしたこと、マイクロ波放電でプラズ
マ密度を向上させたこと、支持台６２を移動させる方が
容易であることなどがあげられる。

【００４３】

【発明の効果】本発明のプラズマ処理装置および処理方
法では、処理すべき基体全体が大気圧中と真空中を行き
来することがないので、真空排気やパージによる基体表
面への塵埃付着の問題発生を無くす効果がある。また、
基体全体を真空容器に入れて真空排気やパージを行なう
必要が無いので、その時間がかからず、生産性を向上さ
せる効果がある。

【００４４】また、構造体内部のプラズマ発生領域の基
体表面への対向面の面積は、基体表面の面積より小さ
く、上記対向面の周辺から高速にガスが排気されるの
で、処理速度を向上させる効果がある。また、反応領域
に高速でガスを供給し、反応生成物を高速で排気するこ
とができることは、処理速度の向上のみならず、プラズ
マ発生部の構造体の内壁の径時変化が処理性能に及ぼす
影響を小さくすることができ、処理を安定化させる効果
がある。

【００４５】さらに、本発明では、基体表面を走査して
処理を行なうので、基体表面の所望領域のみの局所的な
処理が可能である。また、シリコンウェーハの大口径化
や液晶表示装置の大型化などの基体表面の面積が増大し
ても、処理部の大きさを大幅に変更する必要がなく、容
易に対応でき、特に基体表面全体での処理の均一性を向
上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマ処理装置の処理部の断面構造
の概略を示す断面図である。

【図２】該構造体を図１のＡＢで切断したとき、切断面
の構造の概略を示す。

【図３】図１のＡＢの切断面を示す。

【図４】Ｓｉウェーハと対向させたガス導入機能と真空
排気機能とプラズマ発生機能を持つ構造体の断面の概略
を示している。

【図５】図４の構造体をＡＢで切断した切断面を示す。

【図６】図４の構造体をＣＤで切断した切断図を示す。

【図７】Ｓｉウェーハ上に形成される半導体装置のチッ
プの配列を示す。

【図８】図４の該構造体をＣＤで切断したときの切断面
を示す。

【図９】図８のＡＢ方向のエッチング速度を示す。

【図１０】図４の該構造体をＣＤで切断したときの切断
面を示す。

【図１１】図１０のＡＢ方向のエッチング速度を示す。

【図１２】実施例４に示した構造体３を図７のようなチ
ップ配列を持つＳｉウェーハに対して４個配置した場合
を実施例４の切断面で示す。

【図１３】図６と同様に図４の該構造体をＣＤで切断し
たときの切断面を示す。

【図１４】図６と同様に図４の該構造体をＣＤで切断し
たときの切断面を示す。

【図１５】図６と同様に図４の該構造体をＣＤで切断し
たときの切断面を示す。

【図１６】本発明のプラズマ処理装置の処理部の断面構
造の概略を示す断面図である。

【図１７】該構造体を図１６のＡＢで切断したとき、切
断面の構造の概略を示す。

【符号の説明】

１０１…Ｓｉウェーハ、１０２…支持台、１０３…真空
排気孔、１０４…ガス導入手段、１０５…真空排気手
段、１０６、１０７、３０２、３０３…電極、１０８、
３０１…プラズマ発生領域、１０９、１１０…高周波電
源、３０４…真空排気領域。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０５Ｈ 1/46 9216−2ＧＨ０５Ｈ 1/46 ＡＨ０５Ｋ 3/08 Ｈ０５Ｋ 3/08 ＡＨ０１Ｌ 21/302 Ｈ (72)発明者横山夏樹東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者川上博士東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体を平坦な定板に固定する手段と、ガス
導入と真空排気とプラズマ発生の機能をもつ構造体を該
基体表面と数ｍｍ以下の間隔に制御しながら対向させる
手段をもち、該構造体は、基体表面に対向することによ
り、内部を真空排気することができ、反応ガスを導入し
たとき該内部とガス圧力の高い該構造体の外部との気体
の流通をほぼ遮断する機能をもたせ、該構造体の該内部
の真空領域に、反応ガスを導入し、プラズマを発生さ
せ、プラズマの発生により該構造体と対向している基体
表面が局所的にプラズマ処理されることを特徴とするプ
ラズマ処理装置。
【請求項２】プラズマを発生させる手段と、該プラズマ
と基体表面に電位差を持たせる手段を持ち、それぞれを
独立して制御す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】プラズマ発生領域への反応ガスの導入口と
その外側にそれを取り囲む真空排気口とさらにその外側
に少なくとも１重の反応ガスあるいは反応にほとんど関
与しない不活性ガスあるいは空気などのガス導入口を持
ち、さらに少なくとも１重の真空排気口を持つことを特
徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】基体表面の大部分がほぼ大気圧にあり、基
体裏面を真空排気により平坦な定板に固定することを特
徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】プラズマを発生させる手段が高周波電極を
用いた高周波放電あるいはマイクロ波の導入によるマイ
クロ波放電であ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６】プラズマ発生領域の長辺の長さが、基体の
１辺の長さあるいは直径の長さより長くして、一軸方向
の走査により、基体全体をプラズマ処理することを特徴
とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】プラズマ発生領域が矩形もしくは円形であ
り、２軸方向の走査により基体全体をプラズマ処理する
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８】プラズマ発生領域と基体表面の間にプラズ
マを基体表面にたいして遮蔽するマスク板を設け、基体
表面上の処理される領域を規定す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９】請求項１に記載のプラズマ処理装置で、基
体表面の大部分がほぼ大気圧にさらされ、プラズマ処理
する表面を減圧雰囲気にさらし、該減圧雰囲気に反応ガ
スを導入してプラズマを発生させ、該基体表面を局所的
に処理することを特徴とする基体表面のプラズマ処理方
法。
【請求項１０】請求項１に記載のプラズマ処理装置で、
基体表面のプラズマ処理される領域を半導体装置のチッ
プの大きさもしくはその整数倍にして、チップの単位で
局所的に処理し、ステップアンドリピート方式で基体表
面を処理することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１１】請求項１に記載のプラズマ処理装置で、
基体表面のプラズマ処理される領域と処理されない領域
の境界をを半導体装置のチップ間のスクライブラインに
ほぼ一致させて走査し、基体表面を処理することを特徴
とするプラズマ処理方法。
【請求項１２】請求項１に記載のプラズマ処理装置で、
基体表面の処理領域を特定の領域に限定して処理するこ
とを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１３】請求項１に記載のプラズマ処理装置で、
プラズマ発生領域と基体表面の間にプラズマを基体表面
にたいして遮蔽するマスク板を設け、基体表面上の処理
される領域を規定することを特徴とするプラズマ処理方
法。
【請求項１４】請求項１に記載のプラズマ処理装置で、
基体表面のマスク合わせを行なうためのターゲット領域
上に形成された薄膜を除去することを特徴とするプラズ
マ処理方法。
【請求項１５】請求項１に記載のプラズマ処理装置で、
基体表面のボンディングパッド領域、イオン打ち込み領
域などの粗いパターンをパターン上に基体表面上に形成
された薄膜を除去することを特徴とするプラズマ処理方
法。
【請求項１６】請求項１に記載のプラズマ処理装置で、
基体表面上に形成された薄膜のうち、該基体表面の周辺
部分の該薄膜を除去することを特徴とするプラズマ処理
方法。