WO2014064779A1 - プラズマ処理装置及び方法 - Google Patents

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WO2014064779A1
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plasma
processed
substrate
process gas
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PCT/JP2012/077454
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信司 深沢
敬祐 浅野
浩幸 上山
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株式会社Jcu
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    • H01J37/32568Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means

Definitions

  • the present invention relates to a plasma processing apparatus and method for performing plasma processing on an object to be processed in a vacuum processing chamber.
  • Plasma processing includes, for example, cleaning to remove dirt on the substrate surface, etching, desmear to remove resin residue (smear) adhering to the wall surface of the through hole when the substrate is formed in the through hole, resist on the substrate surface ( There is a descum to remove the residue (scum) of the organic matter.
  • a process gas is introduced in a state where a high-frequency voltage is applied from a high-frequency power source between a pair of electrodes while the processing chamber is evacuated. Thereby, the process gas is turned into plasma. Then, the generated radicals and ions in the plasma come into contact with or collide with the surface of the object to be processed, for example, to remove and clean the surface.
  • an ashing process is performed by placing a substrate as an object to be processed between a pair of flat plate electrodes in a processing chamber.
  • a high frequency voltage is applied to one electrode, and the other electrode is grounded.
  • a process gas is introduced to generate plasma to perform processing.
  • a substrate is disposed on the high-frequency electrode side to which a high-frequency voltage is applied, and a gas inlet provided facing the high-frequency electrode is grounded, Process gas is discharged toward the substrate.
  • Electrodes having different poles are alternately arranged in the electrode array.
  • plasma is generated around the electrode array, and processing is performed by supplying radicals and ions from the generated plasma region to the surface of the substrate.
  • the distance between each electrode in the electrode array is appropriately determined in consideration of the distance between the electrode array and the substrate, the processing content, and the required processing speed, together with the power input from the high frequency power supply, the frequency, the process gas introduction speed, etc. It has been.
  • Patent Document 3 describes an atmospheric pressure plasma processing apparatus.
  • a gas inlet for introducing a process gas into a processing chamber maintained at an atmospheric pressure, and a gas from the gas inlet An atmospheric pressure plasma reactor comprising two or more electrodes arranged in parallel downstream of a process gas flow, and a support for supporting a substrate as an object to be processed downstream of the process gas flow from these electrodes.
  • a process gas is converted into plasma between electrodes, the plasma is carried downstream by a gas flow, and the surface of the substrate supported by a support base is processed.
  • a mixed gas of a rare gas and a reactive gas is used as the process gas.
  • plasma processing can be performed without arranging an object to be processed between a pair of electrodes of different poles. For this reason, it is possible to prevent damage to the substrate as described above, but the problem is that efficient processing is difficult because the plasma region formed around the electrode array is thin and the amount of plasma generated is small. there were.
  • the inlet discharges process gas into the processing chamber.
  • the power source outputs a high-frequency voltage for generating plasma.
  • the electrode section includes first and second electrode rows in which a plurality of rod-shaped electrodes are arranged in parallel with each other at a predetermined interval.
  • the plurality of rod-like electrodes generate plasma by exciting the process gas with a high-frequency voltage from a power source.
  • the first electrode array faces and is separated from the object to be processed.
  • the second electrode array faces the object to be processed with the first electrode array in between and is separated from the first electrode array.
  • Each electrode of the first and second electrode arrays is arranged in parallel to the surface of the object to be processed.
  • the introduction port is provided on the opposite side of the object to be processed with the electrode part interposed therebetween, and the process gas is discharged toward the object to be processed through the electrode part.
  • the plasma processing apparatus is provided with an exhaust port for exhausting the inside of the processing chamber, and this exhaust port is preferably provided at a position facing the introduction port with the object to be processed interposed therebetween.
  • the introduction port discharges the process gas toward the electrode portion in the direction in which the electrodes in the first and second electrode rows are arranged or in the axial direction of the electrodes.
  • the first and second electrode arrays have electrodes of different poles arranged alternately.
  • one electrode of one of different poles is arranged in the first electrode row, and an electrode of the other pole of the different pole is arranged in the second electrode row.
  • the electrode portions are respectively provided at positions that sandwich the object to be processed.
  • the electrode part may be provided only at a position facing one surface of the workpiece.
  • the plasma processing apparatus has a holder that holds the surfaces of the pair of objects to be processed in a state in which the surfaces are directed outward.
  • the electrode portion is provided to face each surface of the pair of objects to be processed held by the holder.
  • a flow path control member that is provided in the processing chamber and restricts the process gas released from the introduction port from flowing between the electrode portion and the processing chamber to the exhaust port side.
  • the plasma processing method of the present invention for performing plasma processing in a vacuum processing chamber includes an introduction step, a generation step, and a processing step.
  • a process gas is introduced into the processing chamber.
  • the generation step the introduced process gas is excited at the electrode portion to generate plasma.
  • the electrode portion has a first electrode row and a second electrode row.
  • the first electrode array and the second electrode array are a plurality of rod-shaped electrodes arranged in parallel with each other at a predetermined interval.
  • the first electrode array faces and is separated from the object to be processed.
  • the second electrode array faces the object to be processed with the first electrode array in between and is separated from the first electrode array.
  • Each electrode of the first and second electrode arrays is arranged in parallel to the surface of the object to be processed.
  • an object to be processed is processed with the generated plasma.
  • plasma may be generated at each electrode portion provided at a position sandwiching the object to be processed, and in the processing step, the object to be processed may be processed with the plasma generated at each of the electrode parts.
  • plasma can be uniformly and sufficiently supplied to an object to be processed, and processing can be performed uniformly and in a short time.
  • the amount of plasma supplied to the object to be processed can be easily adjusted.
  • plasma treatment can be completed in a short time, and damage to the object to be processed due to heat can be prevented.
  • a plasma processing apparatus 10 embodying the present invention performs plasma processing on an object to be processed.
  • plasma processing is performed using the surface (two surfaces) of the substrate 11 (see FIG. 3), which is a plate-shaped object, as the object to be processed.
  • the object to be processed is not limited to the substrate 11 but may be a lead frame or the like.
  • plasma treatment can be performed on an object to be processed that has a plate shape, such as an object having an uneven surface or a semiconductor chip mounted on a surface of a substrate or the like, or a three-dimensional object to be processed.
  • plasma cleaning for removing resin or the like attached to the substrate surface as plasma processing will be described.
  • plasma processing can be performed by cleaning an electrode of a semiconductor chip mounted on the surface of the substrate or the like, Etching, descum, desmear, surface modification, etc. may be used.
  • the plasma processing apparatus 10 includes a processing unit 12 and a control unit 13 including a circuit for controlling the processing unit 12 and the like.
  • the processing unit 12 includes a vacuum chamber 15 that forms a processing chamber 14 (see FIG. 2) therein, electrodes disposed in the processing chamber 14, a vacuum pump 16, a gas supply device 17, a high-frequency power source 18, and the like.
  • the vacuum chamber 15 is, for example, a box shape made of stainless steel, and includes a main body portion 15a and a lid portion 15b provided on the front surface thereof.
  • the lid portion 15b is rotatable between a closed position indicated by a solid line and an open position indicated by a two-dot chain line.
  • the lid 15b When performing the plasma treatment, the lid 15b is set to the closed position. Thereby, an airtight processing chamber 14 is formed. By setting the lid portion 15b to the open position, the processing chamber 14 is opened. As a result, the electrode unit 21 (see FIG. 2) is taken in and out for adjustment and cleaning in addition to loading / unloading the substrate 11 into / from the processing chamber 14 from an opening (not shown) exposed on the front surface of the main body 15a. be able to.
  • the vacuum pump 16 exhausts the processing chamber 14. By this evacuation, the processing chamber 14 is evacuated to, for example, 10 to 30 Pa. Further, the vacuum pump 16 continuously exhausts the processing chamber 14 even during the plasma processing, and maintains a predetermined degree of vacuum.
  • the gas supply device 17 supplies a process gas introduced into the processing chamber 14, for example, a mixed gas of carbon tetrafluoride (CF 4) and oxygen (O 2).
  • the process gas can be appropriately selected depending on the content of the plasma treatment and the object to be processed, and instead of the above mixed gas, a mixed gas of nitrogen gas, oxygen gas, hydrogen gas, argon gas, etc., or other combinations is used. Can be used.
  • the high frequency power source 18 outputs a high frequency voltage as a plasma generation voltage for generating plasma.
  • the frequency of the high-frequency voltage output from the high-frequency power source 18 is, for example, about 40 kHz to several hundred kHz. Note that the frequency of the high-frequency voltage is not limited to the above frequency, and can be set as appropriate according to the content of the plasma processing, and may be a frequency higher or lower than the above range, for example.
  • a gas introduction part 22 is arranged in the processing chamber 14 in addition to the electrode unit 21 described above.
  • the gas introduction part 22 is attached to the inner surface of the lid part 15b and rotates integrally with the lid part 15b.
  • the gas introduction part 22 has a box shape, and the process gas from the gas supply device 17 is supplied into the hollow interior via the gas supply pipe 23.
  • a plurality of small inlets 24 having a diameter of about 1 mm, for example, are formed on the surface facing the rear side of the gas introduction unit 22, that is, the surface 22a facing the electrode unit 21.
  • the gas introduction part 22 is attached to the lid part 15b with the insulating plate 22b interposed therebetween, and is electrically insulated from the vacuum chamber 15.
  • Each introduction port 24 discharges the process gas supplied to the hollow part horizontally toward the electrode unit 21.
  • the process gas is released into the processing chamber 14 in a direction parallel to the substrate 11 held horizontally in the electrode unit 21 and in a direction in which the electrodes are arranged in an electrode array to be described later.
  • the plurality of introduction ports 24 are uniformly distributed in a region on the surface 22 a corresponding to the electrode unit 21.
  • the process gas is discharged in a shower shape so that the process gas is uniformly supplied into the electrode unit 21.
  • the process gas may be introduced from one or several inlets.
  • the electrode unit 21 has a plurality of high-frequency electrodes 25 and a ground electrode 26 for generating plasma.
  • the electrode unit 21 is disposed substantially at the center of the processing chamber 14, and the front surface thereof is disposed to face the surface 22 a of the gas introduction part 22.
  • the substrate 11 is held inside the electrode unit 21.
  • the electrode unit 21 is mounted in the vacuum chamber 15 via an insulating material 29 and is electrically insulated from the vacuum chamber 15.
  • An exhaust port 28 is provided on the rear wall surface of the processing chamber 14 facing the introduction port 24 across the substrate 11 held in the electrode unit 21.
  • a vacuum pump 16 is connected to the exhaust port 28, and the processing chamber 14 is exhausted from the exhaust port 28.
  • the electrode unit 21 includes a pair of side plates 30, an upper electrode part 31, a lower electrode part 32, a holder 33 for holding the substrate 11, and the like.
  • the pair of side plates 30 are faced in parallel with each other by fixing one end of each electrode 25, 26 to one side plate 30 and the other end of each electrode 25, 26 to the other side plate 30 as will be described later. It is fixed to.
  • the electrodes 25 and 26 are assembled to the side plate 30 while being electrically insulated.
  • a rail member 34 constituting the holder 33 is provided on the inner surface of each side plate 30.
  • Each rail member 34 extends horizontally from the front surface to the rear surface at the center of the side plate 30 in the height direction, and a groove 34a is formed at the tip.
  • Both the upper electrode portion 31 and the lower electrode portion 32 excite a process gas to generate plasma, and each includes a plurality of high-frequency electrodes 25 and a ground electrode 26.
  • Each of the electrodes 25 and 26 is made of a conductive metal, for example, aluminum, and is formed in a rod shape (cylindrical shape) having a circular cross section.
  • the electrodes 25 and 26 have the same shape and size.
  • a high frequency voltage from a high frequency power source 18 is applied to the high frequency electrode, and the ground electrode 26 is grounded.
  • the high-frequency electrode 25 and the ground electrode 26 are a first electrode and a second electrode.
  • the upper electrode portion 31 is disposed on the upper surface side of the holder 33, that is, the substrate 11 so as to face the upper surface thereof.
  • the upper electrode portion 31 has a first electrode row 31a and a second electrode row 31b arranged in two upper and lower stages.
  • the first electrode row 31a is arranged opposite to the upper surface (surface to be processed) of the substrate 11 and spaced apart from it.
  • the second electrode row 31b is arranged on the upper side of the first electrode row 31a, is opposed to the upper surface of the substrate 11 with the first electrode row 31a interposed therebetween, and is separated from the first electrode row 31a.
  • the first electrode row 31a and the second electrode row 32a are adjusted to have a predetermined interval so that the process gas flows.
  • each of the electrode rows 31a and 31b a plurality of high-frequency electrodes 25 and ground electrodes 26 are arranged separately from each other in the process gas discharge direction. Further, the high-frequency electrode 25 and the ground electrode 26 of each of the electrode rows 31 a and 31 b are both parallel to the substrate 11. Further, the high-frequency electrode 25 and the ground electrode 26 are long in the direction orthogonal to the process gas discharge direction indicated by the arrow A, that is, the axial directions of the electrodes 25 and 26 are arranged to be orthogonal to the process gas discharge direction. It is. In this example, in the discharge direction of the process gas, in each of the electrode rows 31a and 31b, the high frequency electrodes 25 and the ground electrodes 26 are alternately arranged, and the same type of electrodes are arranged in the vertical direction.
  • the lower electrode portion 32 is disposed on the lower surface side of the substrate 11.
  • the lower electrode portion 32 includes a first electrode row 32a and a second electrode row 32b disposed below the first electrode row 32a.
  • the arrangement of the electrodes 25 and 26 is as follows. It is the same as the upper electrode part 31. That is, the first electrode row 32a is disposed opposite to and spaced from the lower surface of the substrate 11, the second electrode row 32b is opposed to the lower surface of the substrate 11 across the first electrode row 32a, and the first The first electrode row 31a is spaced apart.
  • each electrode row is disposed opposite to the upper surface, which is a surface to be processed, with respect to the substrate 11, but the surface of the object to be processed that should face each electrode row is necessarily the surface to be processed. Is not limited. That is, in the case of desmear that removes resin residues adhering to the wall surface of the through hole or via hole in the substrate, the wall surface of the through hole or via hole provided in the substrate becomes the surface to be processed.
  • the surface (upper surface or lower surface) of the substrate in which an opening such as a through hole is formed is a surface to which plasma is primarily supplied, and is a surface to which the electrode rows 31a and 31b are to be opposed. Then, plasma is supplied to the inside of a through hole or the like from an opening formed on the surface.
  • Each electrode array is provided with a high-frequency electrode 25 and a ground electrode 26 in a range wider than the surface (upper surface and lower surface) of the substrate 11 and faces each other so as to cover the surface in a state of being separated from the substrate 11.
  • the surface (upper surface, lower surface) of the substrate 11 reliably faces the plasma region in each of the electrode portions 31 and 32, and the surface of the substrate 11 is uniformly plasma-treated with plasma (radicals or ions) supplied therefrom. To do.
  • Each of the electrodes 25 and 26 is provided with a bush 35 made of an insulating material at each end.
  • the bush 35 is formed with a pair of flanges 35 a arranged on the outer side and the inner side of the side plate 30.
  • a screw 37 is passed from the outside of the side plate 30 through the bush 35 and screwed into the ends of the high-frequency electrode 25 and the ground electrode 26, whereby the bush 35 is elastically deformed and the side plate 30 is sandwiched between the outer and inner flanges 35a. . Thereby, the high frequency electrode 25 and the ground electrode 26 are fixed to the side plate 30.
  • the screw 37 By loosening the screw 37 and moving the high-frequency electrode 25 and the ground electrode 26 in the vertical direction, the distance between the electrodes in the vertical direction (direction perpendicular to the substrate 11) and the distance between the electrodes 25 and 26 and the substrate 11 are adjusted. can do.
  • the ease of passing the process gas into the electrode portions 31 and 32 and the plasma in the electrode portions 31 and 32 are increased.
  • the density and distribution can be adjusted.
  • the distance between the electrodes 25 and 26 and the substrate 11 the proximity between the plasma in the electrode portions 31 and 32 and the substrate 11 can be adjusted.
  • the uniformity and processing speed of the plasma processing on the surface of the substrate 11 can be adjusted as desired.
  • the electrode portions 31 and 32 are arranged such that the vertical interval between the electrodes viewed from the process gas discharge direction is an electrode distance viewed from the process gas discharge direction. It is preferable that it is more than the width. In this example, it is preferable that the distance between the high-frequency electrodes 25 arranged in the vertical direction and the distance between the ground electrodes 26 be equal to or larger than the diameter of the electrodes 25 and 26. Further, when the pair of electrode portions 31 and 32 are arranged so as to sandwich the substrate 11 as in this example, plasma is not generated between the electrode of one electrode portion and the electrode of the other electrode portion. In addition, it is preferable that the electrode portions are symmetrically arranged with the substrate interposed therebetween.
  • the configuration of the electrode unit 21 is an example, and for example, as described later, the upper electrode portion and the lower electrode portion may be configured as separate units. Further, although the high-frequency electrode 25 and the ground electrode 26 are movable in the vertical direction, it is also preferable that the distance between adjacent electrodes in the front-rear direction can be adjusted so that the high-frequency electrode 25 and the ground electrode 26 are movable in the horizontal direction (front-rear direction). Furthermore, each of the electrode portions 31 and 32 may be configured of three or more electrode rows that are stacked in a state where the electrode rows are separated from each other.
  • the process gas is discharged from the introduction port 24 in the direction in which the electrodes 25 and 26 are arranged in the electrode array. However, the process gas may be discharged in the axial direction of the electrodes 25 and 26.
  • the high-frequency electrode 25 is connected to a high-frequency power source 18 in the processing chamber 14 by a wiring (not shown) and a high-frequency voltage is applied, and the ground electrode 26 is grounded.
  • the vacuum chamber 15 is grounded.
  • the gas introduction part 22 and the side plate 30 of the electrode unit 21 are fixed to the vacuum chamber 15 with an insulating member interposed therebetween, they are not electrically connected to the high-frequency power source 18. It is not grounded.
  • the holder 33 and the substrate 11 held by the holder 33 are not electrically connected to the high-frequency power source 18 and are not grounded.
  • the plasma processing is performed by operating each part under the control of the control unit 13. First, after confirming that the inside of the processing chamber 14 is at atmospheric pressure, the lid 15b is rotated to the open position. Next, the processed substrate 11 held by the holder 33 is pulled out and carried out of the processing chamber 14. After the unloading, the substrate 11 to be processed is inserted into the holder 33 and set in the processing chamber 14, and then the lid portion 15b is set to the closed position. Note that the processing chamber 14 may be opened and closed and the substrate 11 unloaded and loaded by a robot arm or the like for automation.
  • the vacuum pump 16 is operated and the processing chamber 14 is evacuated until a predetermined degree of vacuum is reached.
  • a predetermined degree of vacuum is reached, supply of process gas from the gas supply device 17 is started, and application of a high-frequency voltage to the high-frequency electrode 25 by the high-frequency power source 18 is started.
  • the process gas is introduced into the processing chamber 14 from each inlet 24. Then, this process gas is excited and plasmad by an electric field generated between the high frequency electrode 25 and the ground electrode 26 by application of a high frequency voltage to the high frequency electrode 25. Then, radicals and ions in the generated plasma are supplied to the substrate 11 from the electrode portions 31 and 32, and contaminants attached to the surface of the substrate 11 are removed.
  • the process gas from the introduction port 24 is released toward the electrode unit 21 and is exhausted at the exhaust port 28 opposite to each introduction port 24 across the electrode unit 21. It is exhausted. For this reason, the process gas flows backward from the front side of the electrode unit 21 through, for example, between the first and second electrode rows 31 a and 31 b arranged in the upper and lower two stages of the upper electrode portion 31. Further, process gases from a plurality of inlets 24 facing the upper electrode part 31 are supplied into the upper electrode part 31.
  • a process gas is efficiently converted into plasma inside the upper electrode portion 31 and a plasma region that uniformly spreads inside is generated, and plasma (radicals and ions) is uniformly distributed from the plasma region to each portion of the upper surface of the substrate 11. And fully supplied. For this reason, the upper surface of the substrate 11 is uniformly cleaned by the plasma. Further, since the plasma is cleaned with sufficient plasma, the plasma treatment is completed in a short time. Since the processing is completed in a short time, it is not easily affected by the heat generated in the electrodes 25 and 26. In addition, unlike the case where the substrate 11 is disposed in the plasma region, the substrate 11 is less damaged by the plasma. Similarly, process gas flows inside the lower electrode portion 32 and plasma is generated, so that the lower surface of the substrate 11 is also uniformly cleaned in a short time.
  • the supply of the process gas, the exhaust, and the application of the high frequency voltage are stopped. Thereafter, the inside of the processing chamber 14 is returned to atmospheric pressure, and then the lid 15b is rotated to the open position to open the processing chamber 14. Then, the plasma-cleaned substrate 11 is taken out from the processing chamber 14.
  • electrodes of different poles that is, first electrodes (high-frequency electrodes) and second electrodes (ground electrodes) are alternately arranged to constitute each electrode row, but the first electrode and the second electrode Various electrode arrangements can be employed.
  • FIGS. 5 and 6 shows an example in which an electrode array is composed of a plurality of electrodes of the same type, and electrode columns having different electrode types are arranged apart from each other. is there.
  • the first electrode row 31 a close to the substrate 11 of the upper electrode portion 31 is configured by arranging only the ground electrodes 26, and the second electrode row 31 b facing the substrate 11 with the first electrode row 31 a interposed therebetween is Only the high-frequency electrodes 25 are arranged side by side.
  • the first electrode row 32a of the lower electrode portion 32 is constituted by only the ground electrode 26, and the second electrode row 32b facing the substrate 11 with the first electrode row 32a interposed therebetween is constituted by only the high frequency electrode 25.
  • the first electrode rows 31a and 32a are constituted only by the high frequency electrode 25, and the second electrode rows 31b and 32b are constituted only by the ground electrode 26.
  • FIG. 7 shows a row of electrode units in which the positions of the electrodes are shifted between the first electrode row and the second electrode row.
  • the first electrode rows 31 a and 32 a are constituted by only the ground electrode 26, and the second electrode rows 31 b and 32 b are constituted by only the high frequency electrode 25.
  • electrodes are arranged at the same pitch.
  • the electrodes of the first electrode row 31a and the second electrode row 31b are shifted from each other by half the electrode arrangement pitch.
  • the positions of the electrodes of the first electrode row 32a and the second electrode row 32b are shifted from each other by half the electrode arrangement pitch.
  • FIG. 8 shows a row of electrode units in which the arrangement of the electrodes is shifted between the electrode rows in the electrode section.
  • the high frequency electrode 25 and the ground electrode 26 are alternately arranged, but the first electrode row 31a and the second electrode row 31b are arranged.
  • the arrangement of the high-frequency electrode 25 and the ground electrode 26 is shifted by one. Thereby, the high-frequency electrode 25 and the ground electrode 26 are arranged in the vertical direction.
  • FIG. 9 shows an example in which a process gas is released from an introduction port, which is provided on the opposite side of the object to be processed, with the electrode part interposed therebetween, toward the object to be processed through the electrode part.
  • an upper gas inlet 52 is provided on the upper surface of the processing chamber 14
  • a lower gas inlet 53 is provided on the lower surface
  • exhaust ports 54 are provided on the front and rear surfaces of the processing chamber 14.
  • the gas introduction units 52 and 53 are supplied with the process gas from the gas supply device 17 into the hollow interior.
  • the arrangement of the electrodes of the upper electrode portion 31 and the lower electrode portion 32 is the same as that of the example shown in FIG. 6, but is not limited to this.
  • a plurality of minute introduction ports 24 are formed in the lower surface 52a of the upper gas introduction part 52 facing the upper electrode part 31 so that the process gas is discharged toward the substrate 11 through the upper electrode part 31, respectively.
  • the process gas is discharged in a downward direction, that is, in a discharge direction perpendicular to the substrate 11.
  • the plurality of inlets 24 are distributed in the region of the lower surface 52 a facing the upper electrode part 31 so as to supply the process gas uniformly to the entire upper electrode part 31.
  • a plurality of minute introduction ports 55 are distributed in a region facing the lower electrode part 32 on the upper surface 53 a of the lower gas introduction part 53 facing the lower electrode part 32. It is provided.
  • the introduction ports 55 of the lower gas introduction part 53 release the process gas upward, that is, in a discharge direction perpendicular to the substrate 11 so as to release the process gas toward the substrate 11 via the lower electrode part 32. Release process gas.
  • the process gas introduced from the introduction port 24 of the upper gas introduction part 52 is uniformly supplied into the upper electrode part 31 from above, and an electric field generated between the high frequency electrode 25 and the ground electrode 26. It is excited and plasmatized. From a macro view, the generated plasma is directed toward the upper surface of the substrate 11 by the gas flow of the process gas from the upper gas introduction part 52, flows along the surface thereof, and travels toward the exhaust port 54. As a result, sufficient plasma is uniformly supplied to the upper surface of the substrate 11 to be uniformly and sufficiently cleaned.
  • the process gas introduced from the introduction port 24 of the lower gas introduction part 53 is uniformly supplied into the lower electrode part 32 from below to generate plasma, and the plasma is processed from the lower gas introduction part 53.
  • the gas flows toward the lower surface of the substrate 11 and flows along the surface toward the exhaust port 54. As a result, sufficient plasma is uniformly supplied to the lower surface of the substrate 11 and is uniformly and sufficiently cleaned.
  • the first electrode rows 31a and 32a are constituted by the high-frequency electrode 25, and the second electrode rows 31b and 32b are constituted by the ground electrode 26.
  • the present invention is not limited to this.
  • the first electrode rows 31 a and 32 a may be constituted by the ground electrode 26, and the second electrode rows 31 b and 32 b may be constituted by the high frequency electrode 25.
  • each electrode is a cylindrical shape.
  • the shape is not limited to this, and for example, a rectangular column shape or a long plate shape such as the high frequency electrode 61 and the ground electrode 62 shown in FIG. Good.
  • the electrode may have a hollow cylindrical shape.
  • FIG. 11 shows an example in which the temperature of the electrode is controlled by flowing a heat medium through the hollow interior of the cylindrical electrode.
  • the electrode 65 has a hollow cylindrical shape, and both ends are open. When this electrode 65 is disposed in the processing chamber 14 as a high-frequency electrode and a ground electrode, each end is connected to the temperature controller 67 by a pipe (not shown). From the temperature control unit 67, cooling water as a heat medium is supplied to the electrode 65 and returns to the temperature control unit 67 through the inside of the electrode 65. The temperature control unit 67 adjusts the temperature and flow rate of the cooling water so that the temperature of the electrode 65 is maintained within a predetermined range and does not reach a high temperature based on the temperature of the cooling water returning in this way. Thereby, the influence on to-be-processed objects, such as a board
  • FIG. 12 shows an example using a plate-like electrode provided with a plurality of openings.
  • the inner electrode plate 71 as the first electrode and the outer electrode plate 72 as the second electrode are both made into a lattice by forming a number of rectangular openings in the conductive plate member. is there.
  • the inner electrode plate 71 is disposed in a position parallel to the substrate 11 at a position facing the processing surface of the substrate 11.
  • the outer electrode plate 72 is disposed in a position parallel to the substrate 11 at a position facing the processing surface of the substrate 11 with the inner electrode plate 71 interposed therebetween.
  • the inner electrode plate 71 is spaced apart from the substrate 11, and the outer electrode plate 72 is spaced away from the inner electrode plate 71.
  • the discharge direction of the process gas may be a direction parallel to the substrate 11 or a direction perpendicular to the substrate 11.
  • the electrode plates 71 and 72 may be hollow, and the temperature of the electrode plates 71 and 72 may be controlled by flowing cooling water as in the example of FIG.
  • Each of the electrode plates 71 and 72 has a rectangular opening, but is not limited to this, and can be formed in various shapes such as a circle and a triangle. Moreover, it is not necessary to form an opening regularly, and it may be random. As the lattice shape, stitches may be used like the electrode plates 73 and 74 shown in FIG. 13, and the opening size and the roughness of the eyes of each electrode plate may be different.
  • the outer electrode plate may be configured not to have an opening.
  • a plurality of rod-like electrodes as in the above embodiments may be arranged between the plate-like outer electrode plate and the substrate instead of the inner electrode plate.
  • each electrode plate may be curved along the curved shape of the surface to be processed.
  • FIG. 14 shows an example in which a flow path control member for limiting the flow path of the process gas is provided in the processing chamber.
  • a pair of flow path control plates 78 are provided as flow path control members.
  • the flow path control plate 78 on the upper electrode part 31 side is disposed close to the upper electrode part 31 and extends from the gas introduction part 22 side to the exhaust port 28 side.
  • the flow path control plate 78 on the lower electrode portion 32 side is disposed close to the lower portion of the lower electrode portion 31 and extends from the gas introduction portion 22 side to the exhaust port 28 side.
  • the pair of flow path control plates 78 are open at the gas inlet 22 side in the vertical direction.
  • the flow path control plate 78 arranged in this way allows the process gas discharged from the gas introduction part 22 to flow into the electrode unit 21 and prevents the process gas flowing into the electrode unit 21 from flowing out.
  • the gas flow path is limited to form a uniform flow in the electrode unit 21. That is, the flow path control plates 78 prevent the gas flow flowing from the respective inlets 24 directly to the exhaust port 28 through the upper side and the lower side of the electrode unit 21, and efficiently and reliably. Supply in.
  • the discharge direction of the process gas from the introduction port is the direction in which the electrodes are arranged in the electrode array.
  • a pair of flow path control plates 79 is provided in each of the upper gas introduction part 52 and the lower gas introduction part 53, and between the electrode unit 21 and the front surface and the rear surface of the processing chamber 14. The process gas is allowed to flow in the electrode unit 21 efficiently and reliably.
  • a flow path control plate may be provided so that the process gas does not flow in the gap. Further, in the case where there are gaps between the processing chamber 14 and the upper surface, the lower surface, and the side surfaces of the electrode unit 21, a flow path control plate may be provided corresponding to each, but a cylinder in which these are integrated. A shaped channel control member may be used.
  • the case where both surfaces of one substrate are subjected to plasma processing has been described.
  • the surface to which plasma is supplied is one surface, for example, as shown in FIG.
  • the substrate 11 can be plasma-treated at the same time. That is, as in the example of FIG. 16, the surfaces of the two substrates 11 that are not subjected to processing are opposed to each other, and each surface to be supplied with plasma is held by the holder 33 in a state of being superposed in a posture facing outward.
  • the width of the groove 34a is set to be equal to or greater than the thickness of two substrates so that the substrate 11 superimposed by the holder 33 can be supported simultaneously.
  • the holder 33 is held in a posture in which the surfaces to which the respective plasmas are to be supplied are directed to the electrode portions 31 and 32 so that the plurality of small-sized substrates 81 do not overlap each other.
  • the plasma processing may be performed on each of the substrates 81 simultaneously.
  • a plurality of sets of two substrates 81 in which the non-processed surfaces are opposed to each other are set as one set. May be held by the holder 33.
  • FIG. 18 shows an example in which two workpieces are held so that the surfaces to which plasma is supplied face each other across the electrode portion when the surface to which plasma is supplied is one surface.
  • an electrode unit having an electrode portion 84 is provided in the processing chamber 14.
  • the electrode portion 84 is composed of first to third electrode rows 84a to 84c.
  • the first electrode row 84a is composed of only the high-frequency electrode 25, and the second and third electrode rows 84b and 84c are each composed of only the ground electrode 26.
  • the directions of the electrodes of the first to third electrode rows 84a to 84c are the same as in the first embodiment.
  • a second electrode row 84b is arranged on the upper side of the first electrode row 84a, and a third electrode row 84c is arranged on the lower side with an appropriate interval.
  • the first electrode row 84a may be constituted by only the ground electrode 26, and the second and third electrode rows 84b and 84c may be constituted by only the high frequency electrode 25.
  • a pair of holders 85 are provided with the electrode portion 84 arranged as described above.
  • Each holder 85 has the same structure as that of the holder 33 of the first embodiment, for example, and includes a pair of rail members 86 each provided with a groove 86a.
  • One substrate 11 is set in each holder 85 with the surface to be processed facing the electrode portion 84. That is, one substrate 11 is set on the upper side of the second electrode array 84b with a surface to which plasma is to be supplied facing downward, and the other substrate 11 is a surface to which plasma is to be supplied.
  • the electrode rows of the electrode portion are three rows and the electrode rows are arranged symmetrically. 8 may be used.
  • the surface to which plasma is supplied may be a surface to be processed itself or a surface to which plasma is primarily supplied.
  • FIG. 19 shows an example in which the upper electrode portion and the lower electrode portion are configured as separate units.
  • the example is the same as the example shown in FIG. 9, and substantially the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
  • the arrangement of electrodes, the direction of process gas introduction, and the like can be as in other examples.
  • the vacuum chamber 91 has a box shape that is divided into two in the vertical direction, and includes a vacuum chamber upper portion 91a and a vacuum chamber lower portion 91b. Centering on hinges attached to the lower rear surface of the vacuum chamber upper portion 91a and the upper rear surface of the vacuum chamber lower portion 91b, the upper portion of the vacuum chamber 91a has an open position where the processing chamber is opened and the processing chamber is airtight as shown in the figure. It is freely rotatable between a closed position and a closed position. The vacuum chamber upper portion 91a is moved between the open position and the closed position by the hydraulic cylinder 92.
  • the opening and closing of the vacuum chamber 91 is not limited to the hydraulic cylinder 92, and various actuators can be used.
  • An upper electrode unit 93 is mounted in the vacuum chamber upper portion 91a.
  • the upper electrode unit 93 includes a first electrode row 31a and a second electrode row 31b that constitute the upper electrode portion 31, and a pair of side plates 94 in which the electrodes 25 and 26 of the electrode rows 31a and 31b are assembled.
  • Each electrode 25, 26 is attached via a bush 35 to a U-shaped attachment groove 94 a formed at an end portion of each of the pair of side plates 94.
  • a U-shaped mounting groove 94a is provided in each of the electrodes 25 and 26.
  • each electrode 25 of the first electrode row 31a has an attachment groove 94a cut from the lower end of the side plate 94
  • each electrode 26 of the second electrode row 32a has an attachment cut from the upper end of the side plate 94.
  • a groove 94a is formed, and the electrodes 25 and 26 can be detached independently one by one.
  • each side plate 94 At the front end portion and the rear end portion of each side plate 94, mounting grooves 94b extending in the vertical direction are formed. Stays 95 are respectively provided at the four corners of the vacuum chamber upper portion 91a, and screws 96 are screwed to the respective stays 95. Each mounting groove 94b is threaded through a screw 96. Thereby, the upper electrode unit 93 is movable in the up-down direction in the closed position, that is, in the direction in which the distance from the substrate 11 held on the upper portion of the vacuum chamber lower portion 91b is brought closer to and away from the substrate 11.
  • the upper electrode unit 93 is moved in the vertical direction along the mounting groove 94b, and it can be fixed by tightening the screw 96 at an arbitrary position. Thereby, the space
  • a lower electrode unit 97 having the same configuration as that of the upper electrode unit 93 is mounted in the vacuum chamber lower portion 91b. That is, the lower electrode unit 97 includes a first electrode row 32a and a second electrode row 32b that constitute the lower electrode portion 32, electrodes 25 and 26 that constitute the electrode rows 31a and 31b, and a pair of side plates 94. ing.
  • the lower electrode unit 97 is fixed by screws 96 screwed into four stays 98 provided at the four corners of the vacuum chamber lower portion 91b, and can be fixed in an arbitrary position by moving in the vertical direction. Thereby, the space
  • An upper gas introducing portion 52 is provided on the inner upper surface of the vacuum chamber upper portion 91a, and a process gas is discharged from each inlet port 24 toward the upper surface of the substrate 11 via the upper electrode unit 93. Further, a lower gas introducing portion 53 is provided on the inner lower surface of the vacuum chamber lower portion 91 b, and process gas is supplied from each inlet port 24 toward the lower surface of the substrate 11 through the lower electrode unit 97. discharge.
  • a mounting surface 98 a for mounting the substrate 11 is formed on the upper end of each stay 98.
  • Plasma processing is performed by placing the four corners of the substrate 11 to be processed on the mounting surface 98a.
  • Exhaust ports 54 are respectively provided on the front surface of the vacuum chamber 91 facing the center of the front end of the substrate 11 placed on the mounting surface 98a and the rear surface facing the center of the rear end.
  • the electrode interval in the vertical direction is adjusted by moving the electrodes 25 and 26.
  • the distance between the upper electrode part 31 and the upper surface of the substrate 11 and the distance between the lower electrode part 31 and the lower surface of the substrate 11 are adjusted.
  • FIG. 20 shows an example in which the electrode portions are provided to face only one surface of the object to be processed.
  • the upper electrode portion 31 corresponding to the upper surface of the substrate 11 is provided, and only the upper surface of the substrate 11 is subjected to plasma processing.
  • this example is the same as the example shown in FIG. 5 except that there is no lower electrode portion, and substantially the same constituent members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the upper electrode portion is provided facing only the upper surface of the substrate.
  • the electrode portion may be provided facing only one surface of the workpiece to be processed.
  • the introduction direction of the process gas is not limited to that shown in the figure, and the process gas may be discharged toward the object to be processed through the electrode portion.
  • a high-frequency electrode as an anode electrode to which a high-frequency voltage is applied and a ground electrode as a grounded cathode electrode are used, but as shown in FIG. It is good also as a structure using the electrode 99 which is not. In this configuration, the electrode 99 is electrically insulated from the grounded vacuum chamber 15 or the like.

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Abstract

 被処理物に対するプラズマによる表面処理を均一に行う。 基板(11)をホルダー(33)に保持して処理室内に収容する。基板(11)の表面に対向して電極部(31,32)を配してある、各電極部(31,32)は、高周波電極(25)及び接地電極(26)を配列した第1電極列(31a,32a)、第2電極列(31a,32b)とで構成されている。導入口から放出されるプロセスガスを各電極(25,26)の間をとおしてプラズマを発生させる。発生したプラズマによって基板(11)の表面の汚染物質を除去する。

Description

プラズマ処理装置及び方法
 本発明は、真空の処理室内で被処理物にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置及び方法に関する。
 真空にされた処理室内で被処理物として、例えば基板に対してプラズマを用いて各種処理を行うプラズマ処理装置が知られている。プラズマ処理としては、例えば基板表面の汚れを除去するクリーニングや、エッチング、基板にスルーホールに形成した際にそのスルーホールの壁面に付着する樹脂残渣(スミア)を除去するデスミア、基板表面のレジスト(有機物)の残渣(スカム)を除去するデスカムなどがある。プラズマ処理では、処理室内を真空にして一対の電極間に高周波電源から高周波電圧を印加した状態でプロセスガスを導入する。これにより、プロセスガスをプラズマ化する。そして、発生したプラズマ中のラジカルやイオンが被処理物の表面に接触ないし衝突することによって、例えば表面の汚れを除去してクリーニングする。
 特許文献1のプラズマ処理装置では、処理室内の一対の平板電極の間に被処理物としての基板を配置してアッシング処理を行っている。一対の平板電極は、一方の電極に高周波電圧が印加され、他方の電極が接地される。基板は接地される電極に載置した状態で、プロセスガスを導入してプラズマを発生させて処理を行っている。また、特許文献2には、プラズマによるエッチングを行う際に、高周波電圧が印加される高周波電極側に基板を配置するとともに、その高周波電極に対向して設けたガス導入口を接地した状態で、基板に向けてプロセスガスを放出するようにしている。
 被処理物としての基板に対向させて1列の電極列を配したプラズマ処理装置も知られている。このブラズマ処理装置では、電極列には極の異なる電極を交互に並べて配してある。それら電極間に高周波電圧を印加した状態にすることで、電極列の周囲にプラズマを発生させ、その発生したプラズマ領域から基板の表面にラジカルやイオンを供給することによって処理を行っている。電極列の各電極の相互の間隔は、電極列と基板の間隔や処理内容、必要とする処理速度を考慮し、高周波数電源から投入する電力、周波数、プロセスガスの導入速度等とともに適切に決められている。
 特許文献3には、大気圧プラズマ処理装置が記載されている、この大気圧プラズマ処理装置では、大気圧に維持された処理室内にプロセスガスを導入するガス導入口と、このガス導入口からのプロセスガスの流れの下流に平行に配した2枚以上の電極と、これら電極よりもプロセスガスの流れの下流で被処理物としての基板を支持する支持台とを設けた大気圧プラズマ反応装置が記載されている。この大気圧プラズマ反応装置では、電極間にプロセスガスを通してプラズマ化し、そのプラズマをガス流によって下流に運び支持台で支持された基板の表面に対して処理を行っている。プロセスガスとしては、希ガスと反応性ガスとの混合ガスを用いている。
特開平8-37178号公報 特開平8-115903号公報 特開平4-358076号公報
 ところで、特許文献1や特許文献2のように一対の電極間に被処理物としての基板を配置する構成では、プラズマ中に基板が置かれる。このため、基板表面におけるプラズマの量が大きくなり過ぎて基板にダメージを与えやすい。また、基板表面におけるプラズマの量や分布の調整が容易でなく、基板表面を均一に処理することが困難であった。さらには、電極の発熱によって基板の温度が上昇し、温度によるダメージを基板に与える場合もあった。
 また、1列の電極列を配したプラズマ処理装置では、異なる極の一対の電極間に被処理物を配置することなくプラズマ処理ができる。このため、上記のような基板のダメージを与えないようにできるが、電極列によりその周囲に形成されるプラズマ領域の厚みが薄くプラズマの生成量が少ないため、効率的な処理が難しいといった問題があった。
 一方、特許文献3のような大気プラズマ処理装置では、基板表面におけるプラズマの量を均一にし易いが、大気圧でプラズマを発生させているため、電極間で発生したプラズマがプラズマ化されていないガスによって消滅しやすく、十分なプラズマを供給することができない。このため、処理時間が著しく長くなったり、処理時間が著しく長くなることにより、基板が電極の熱の影響を受けやすくなるといった問題もあった。
 本発明は、プラズマ処理を被処理物に対して行う際に、被処理物に対して十分なプラズマを供給し、またプラズマの供給量が調整しやすいプラズマ処理装置及び方法を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するために、真空にした処理室内でプラズマ処理を行う本発明のプラズマ処理装置は、導入口と、電源と、電極部とを備える。導入口は、プロセスガスを処理室内に放出する。電源は、プラズマ発生用の高周波電圧を出力する。電極部は、複数の棒状の電極を所定の間隔で互いに平行に配列した第1及び第2の電極列を有する。複数の棒状の電極は、電源からの高周波電圧によってプロセスガスを励起させてプラズマを発生させる。第1の電極列は、被処理物に対向かつ離間する。第2の電極列は、第1の電極列を挟んで被処理物に対向しかつ第1の電極列と離間する。第1及び第2の電極列の各電極は、被処理物の表面に平行に配される。
 導入口は、電極部を挟んで被処理物の反対側に設けられ、電極部を介して被処理物に向けてプロセスガスを放出することが好ましい。
 また、プラズマ処理装置は、処理室内の排気を行う排気口を備え、この排気口は、被処理物を挟んで導入口と対向する位置に設けられることが好ましい。導入口は、電極部に向けて、第1及び第2の電極列における電極の並ぶ方向または電極の軸方向にプロセスガスを放出する。
 また、第1及び第2の電極列は、それぞれ異なる極の電極が交互に並べられていることが好ましい。
 また、第1の電極列は、異なる極の一方の極の電極が並べられ、第2の電極列は、異なる極の他方の極の電極が並べられていることが好ましい。
 また、電極部は、被処理物を挟む位置にそれぞれ設けられていることが好ましい。
 また、電極部は、被処理物の一面に対向する位置にだけ設けられているのもよい。
 また、プラズマ処理装置は、一対の被処理物の表面をそれぞれ外側に向けた姿勢で重ね合わせた状態に保持するホルダーを有することが好ましい。電極部は、ホルダーに保持される一対の被処理物の各表面に対向してそれぞれ設けられる。
 また、被処理物の表面をそれぞれ電極部に向けた姿勢で、複数の被処理物を保持するホルダーを有することが好ましい。
 また、処理室内に設けられ、導入口から放出されたプロセスガスが電極部と処理室との間を通って排気口側に流れることを制限する流路制御部材を備えることが好ましい。
 真空にした処理室内でプラズマ処理を行う本発明のプラズマ処理方法は、導入ステップと、発生ステップと、処理ステップとを備える。導入ステップは、プロセスガスを処理室内に導入する。発生ステップは、導入したプロセスガスを電極部で励起させてプラズマを発生する。電極部は、第1の電極列と第2電極列とを有する。第1の電極列と第2の電極列とは、複数の棒状の電極が所定の間隔で互いに平行に配列されたものである。第1の電極列は、被処理物に対向かつ離間する。第2の電極列は、第1の電極列を挟んで被処理物に対向しかつ第1の電極列と離間する。第1及び第2の電極列の各電極は、被処理物の表面に平行に配される。処理ステップは、発生したプラズマで被処理物を処理する。
 電極部を挟んで被処理物と反対側に設けられた導入口から電極部に向けてプロセスガスを放出することが好ましい。
 また、被処理物を挟む位置にそれぞれ設けた各電極部でプラズマを発生させ、処理ステップは、これら各電極部で発生したプラズマで被処理物を処理するのもよい。
 本発明によれば、被処理物に対してプラズマを均一かつ十分に供給することができ、処理を均一にかつ短時間で行うことができる。また、被処理物に対して供給されるプラズマの量を容易に調整することができる。さらには、短時間でプラズマ処理を完了させることができ、熱による被処理物のダメージの発生を防止できる。
本発明のプラズマ処理装置の外観を示す斜視図である。 処理室の各部の状態を示す斜視図である。 基板を保持するホルダーを含む電極ユニットを示す斜視図である。 処理ユニットの電気的な接続を示す説明図である。 各電極列を同じ種類の電極で構成し、基板に近い第1電極列を接地電極で構成した例を示す説明図である。 各電極列を同じ種類の電極で構成し、基板に近い第1電極列を高周波電極で構成した例を示す説明図である。 電極ユニットを高周波電極の電極列と接地電極の電極列とから構成し、電極列の位置をずらした例を示す説明図である。 2列の電極列の相互で高周波電極と接地電極の配置をずらした例を示す説明図である。 電極部を介して被処理物に向けてプロセスガスを放出する例を示す説明図である。 各電極を角柱形状にした例を示す斜視図である。 電極を中空にして冷却水で冷却する例を示す説明図である。 一対の格子状の電極板を用いた例を示す説明図である。 一対の電極板の格子を編目にした例を示す説明図である。 流路制御板を設けた例を示す説明図である。 別の流路制御板を設けた例を示す説明図である。 被処理面が1面である2枚の基板を重ねてホルダーに保持させる例を示す斜視図である。 複数枚の小サイズの基板をホルダーに保持させる例を示す斜視図である。 3列の電極列で構成される電極部を挟むように2枚の基板を配置する例を示す斜視図である。 真空槽及び電極ユニットを上下2分割にした例を示す斜視図である。 基板の表面の1面にだけ電極部を対向させた例を示すものである。 カソード電極としての電極を接地しない例を示す説明図である。
 図1に示すように、本発明を実施したプラズマ処理装置10は、被処理物に対して、プラズマ処理を行う。この例では被処理物として、板状の被処理物である基板11(図3参照)の表面(二面)を被処理面としてプラズマ処理する。なお、被処理物としては、基板11に限らず、リードフレームなどでもよい。また、表面に凹凸があるものや基板等の表面に半導体チップを実装したもののように板状といえる被処理物や、立体的な形状の被処理物に対してプラズマ処理をすることができる。
 さらに、この例では、プラズマ処理として基板表面に付着した樹脂等を除去するプラズマ洗浄(クリーニング)について説明するが、プラズマ処理は、基板等の表面に実装された半導体チップの電極のクリーニングや、レジストのエッチングやデスカムやデスミア、表面改質などでもよい。
 プラズマ処理装置10は、処理ユニット12と、処理ユニット12を制御する回路などで構成される制御ユニット13を有する。処理ユニット12は、内部に処理室14(図2参照)を形成する真空槽15、処理室14内に配された電極や、真空ポンプ16,ガス供給装置17、高周波電源18等などで構成される。真空槽15は、例えばステンレス製の箱状であり、本体部15aと、その前面に設けた蓋部15bとからなる。蓋部15bは、実線で示す閉鎖位置と、二点鎖線で示す開放位置との間で回動自在である。
 プラズマ処理を行う際には、蓋部15bを閉鎖位置とする。これにより、気密な処理室14が形成される。蓋部15bを開放位置とすることにより、処理室14が開放される。これにより、本体部15aの前面に露呈される開口(図示省略)から基板11の処理室14への搬入・搬出の他、調整やクリーニングのために電極ユニット21(図2参照)の出し入れをすることができる。
 真空ポンプ16は、処理室14の排気を行う。この排気により処理室14を例えば10~30Paの真空度にする。また、真空ポンプ16は、プラズマ処理中においても、処理室14からの排気を継続して行い、所定の真空度を維持する。ガス供給装置17は、処理室14に導入するプロセスガス、例えば四フッ化炭素(CF4)と酸素(O2)の混合ガスを供給する。なお、プロセスガスとしては、プラズマ処理の内容や処理対象によって適宜に選択することができ、上記混合ガスに代えて窒素ガス、酸素ガス,水素ガス、アルゴンガス等や、その他の組み合わせの混合ガスを用いることができる。
 高周波電源18は、プラズマを発生させるためのプラズマ発生用電圧として高周波電圧を出力する。高周波電源18が出力する高周波電圧の周波数は、例えば40kHz~数百kHz程度である。なお、高周波電圧の周波数は、上記周波数に限らず、プラズマ処理の内容等に応じて適宜に設定することができ、例えば上記範囲より高い周波数や低い周波数であってもよい。
 図2に示すように、処理室14内には、前述の電極ユニット21の他、ガス導入部22が配される。ガス導入部22は、蓋部15bの内面に取付けられており、蓋部15bと一体に回動する。このガス導入部22は、箱形状であり、その中空な内部にガス供給管パイプ23を介してガス供給装置17からのプロセスガスが供給される。ガス導入部22の後方を向いた面、すなわち電極ユニット21に対向する面22aには、微小な例えば直径が1mm程度の複数の導入口24が形成されている。なお、ガス導入部22は、絶縁板22bを挟んで蓋部15bに取付けられており、真空槽15とは電気的に絶縁されている。
 各導入口24は、それぞれ中空部に供給されたプロセスガスを電極ユニット21に向けて水平に放出する。これにより、電極ユニット21内に水平に保持される基板11と平行な方向に、また後述する電極列で電極の並ぶ方向にプロセスガスを放出して処理室14内に導入する。また、複数の導入口24は、電極ユニット21に対応する面22a上の領域に均一に分布してある。これにより、電極ユニット21内に均一にプロセスガスが供給されるようにシャワー状にプロセスガスを放出する。なお、シャワー状にプロセスガスを導入する代りに、1箇所あるいは数箇所の導入口からプロセスガスを導入してもよい。
 電極ユニット21は、プラズマを発生させるための複数の高周波電極25,接地電極26を有している。この電極ユニット21は、処理室14のほぼ中央に配され、その前面がガス導入部22の面22aに対向して配されている。また、この電極ユニット21の内部に基板11が保持される。電極ユニット21は、絶縁材29を介して真空槽15内に取り付けられており、真空槽15とは電気的に絶縁されている。
 電極ユニット21内に保持された基板11を挟んで導入口24に対向する処理室14の後側の壁面に排気口28を設けてある。この排気口28には、真空ポンプ16が接続されており、この排気口28から処理室14の排気を行う。このように導入口24と排気口28との間に電極ユニット21を配置することにより、導入口24からのプロセスガスを電極ユニット21の各電極間を通し、電極ユニット21の内部で均一にプラズマを発生させる。
 図3に示すように、電極ユニット21は、一対の側板30、上部電極部31、下部電極部32、基板11を保持するホルダー33などで構成される。一対の側板30は、後述するように一方の側板30に各電極25,26の一端を他方の側板30に各電極25,26の他端をそれぞれ固定することにより、互いに平行で対面させた状態に固定されている。なお、各電極25,26は、側板30に電気的に絶縁されて組み付けられている。
 各側板30の内面には、ホルダー33を構成するレール部材34がそれぞれ設けられている。各レール部材34は、それぞれ側板30の高さ方向の中央に前面から後面に向けて水平に伸びており、先端にはそれぞれ溝34aを形成してある。電極ユニット21の前面側より、処理すべき基板11の両側縁を各溝34aに差し込むことによって、基板11が被処理面を上方及び下方に向けた姿勢、すなわち各電極部31,32に向けた姿勢で電極ユニット21内に水平に保持される。
 上部電極部31、下部電極部32は、いずれもプロセスガスを励起してプラズマを発生させるものであり、それぞれ複数本の高周波電極25,接地電極26からなる。各電極25,26は、導電性を有する金属製、例えばアルミ製であって、断面が円形の棒状(円柱形状)に形成されている。各電極25,26は、同一の形状・サイズとなっている。高周波電極は、高周波電源18からの高周波電圧が印加され、接地電極26は、接地されている。これら高周波電極25,接地電極26が第1の電極,第2の電極となっている。
 上部電極部31は、ホルダー33、すなわち基板11の上面側にその上面に対向させて配してある。この上部電極部31は、上下2段に配した第1電極列31aと第2電極列31bとを有している。第1電極列31aは、基板11の上面(被処理面)に対向しかつそれに離間して配してある。第2電極列31bは、第1電極列31aの上側に配されており、第1電極列31aを挟んで基板11の上面に対向し、かつ第1電極列31aと離間して配してあり、第1電極列31aと第2電極列32aとの間にプロセスガスが流れるように所定の間隔をあけるように調整される。
 各電極列31a,31bは、それぞれ複数の高周波電極25,接地電極26をプロセスガスの放出方向に互いに離間させて並べてある。また、各電極列31a,31bの高周波電極25,接地電極26は、いずれも基板11に平行である。さらに、高周波電極25,接地電極26は、矢印Aで示すプロセスガスの放出方向に対して直交する方向に長尺、すなわち各電極25,26の軸方向をプロセスガスの放出方向に直交させて配してある。この例では、プロセスガスの放出方向には、各電極列31a,31bのいずれも、高周波電極25,接地電極26とを交互に並べており、上下方向に同じ種類の電極が配されている。
 下部電極部32は、基板11の下面側に配される。この下部電極部32は、第1電極列32aと、この第1電極列32aの下側に配された第2電極列32bとを有しており、それらの各電極25,26の配列などは上部電極部31と同じである。すなわち、第1電極列32aは、基板11の下面に対向しかつ離間させて配してあり、第2電極列32bは、第1電極列32aを挟んで基板11の下面に対向し、かつ第1電極列31aと離間して配してある。
 基板11に対しては上記のように各電極列を被処理面である上面に対向して配置しているが、各電極列を対向すべき被処理物の面は、必ずしも被処理面となるとは限らない。すなわち、基板のスルーホールやビアホールの壁面に付着する樹脂残渣を除去するデスミアの場合、基板に設けたスルーホールやビアホールの壁面が被処理面となる。この場合には、スルーホール等の開口が形成された基板の表面(上面または下面)がプラズマを一次的に供給すべき面となり各電極列31a,31bを対向すべき面である。そして、その面に形成された開口からスルーホール等の内部にプラズマを供給する。
 各電極列は、基板11の表面(上面,下面)よりも広い範囲に高周波電極25,接地電極26を配してあり、基板11から離間した状態でその表面を覆うように対面している。これにより、基板11の表面(上面、下面)が各電極部31,32内のプラズマ領域に確実に対面し、そこから供給されるプラズマ(ラジカルやイオン)で基板11の表面を均一にプラズマ処理する。
 上記の各電極25,26は、各端部にそれぞれ絶縁性の材料で作製したブッシュ35を取り付けてある。そのブッシュ35を側板30に形成したU字状の取付け溝36に嵌め込むことにより、各電極25,26は、上下方向に移動自在かつ絶縁された状態で側板30に組み付けられる。ブッシュ35は、側板30の外側と内側とのそれぞれに配される一対のフランジ35aが形成されている。
 側板30の外側からネジ37をブッシュ35に通して高周波電極25,接地電極26の端部に螺合させることによって、ブッシュ35を弾性変形させて外側と内側の各フランジ35aで側板30を挟持する。これにより、高周波電極25,接地電極26が側板30に対して固定される。ネジ37を緩めて高周波電極25,接地電極26を上下方向に移動することで、電極同士の上下方向(基板11に垂直な方向)の間隔、及び電極25,26と基板11との間隔を調整することができる。なお、ブッシュ35を、側板30の外側と内側とで分割されたものを用いてもよい。
 上記のように基板11の表面に垂直な方向での電極同士の上下方向の間隔を調整することにより、電極部31,32内へのプロセスガスの通り易さや、電極部31,32内のプラズマの密度や分布を調整することができる。また、電極25,26と基板11との間隔を調整することにより、電極部31,32内のプラズマと基板11との近さを調整することができる。そして、これらにより、基板11の表面に対するプラズマ処理の均一性や処理速度を所望とするものに調整できる。
 各電極部31,32の内部でプロセスガスを円滑に流すために、電極部31,32は、プロセスガスの放出方向から見た電極の上下方向の間隔がプロセスガスの放出方向から見た電極の幅以上であることが好ましい。この例では上下方向に並ぶ高周波電極25同士の間隔、接地電極26同士の間隔が電極25,26の直径以上とすることが好ましい。また、この例のように一対の電極部31,32が基板11を挟むように配置する場合、一方の電極部の電極と他方の電極部の電極との間でプラズマが発生しないようにするために、それら各電極部は、基板を挟んで対称配置とすることが好ましい。
 なお、上記電極ユニット21の構成は一例であり、例えば、後述するように上部電極部と下部電極部とを別々のユニットとして構成してもよい。また、高周波電極25,接地電極26を上下方向に移動自在にしているが、水平方向(前後方向)に移動自在として、前後方向で隣接する電極の間隔を調整できるようにすることも好ましい。さらに、各電極部31,32を、各電極列が相互に離間した状態で重層された3列以上の電極列で構成してもよい。また、この例では、導入口24からのプロセスガスの放出方向が電極列における各電極25,26の並び方向であるが、各電極25,26の軸方向にプロセスガスを放出してもよい。
 図4に示すように、高周波電極25は、図示しない配線によって処理室14内で高周波電源18に接続されて高周波電圧が印加され、接地電極26は接地されている。また、真空槽15は接地されている。前述のように、ガス導入部22及び電極ユニット21の側板30は、絶縁性の部材を挟んで真空槽15に固定されているため、電気的には高周波電源18に接続されておらず、また接地もされない。なお、ホルダー33、及びこれに保持される基板11についても電気的には高周波電源18に接続されておらず、また接地もされない。
 次に上記構成の作用について説明する。プラズマ処理は、制御ユニット13の制御下で各部が作動されて実施される。まず、処理室14内が大気圧になっていることを確認してから蓋部15bを開放位置に回動する。次にホルダー33に保持された処理済みの基板11を引き出して処理室14の外に搬出する。この搬出後に、処理すべき基板11をホルダー33に差し込んで処理室14内にセットしてから、蓋部15bを閉鎖位置とする。なお、処理室14の開閉や基板11の搬出・搬入をロボットアーム等により行って自動化してもよい。
 真空ポンプ16が作動されて、処理室14内が所定の真空度となるまで排気される。所定の真空度に達すると、ガス供給装置17からのプロセスガスの供給が開始されるとともに、高周波電源18により高周波電極25に対する高周波電圧の印加が開始される。プロセスガスは、各導入口24のそれぞれから処理室14内に導入される。そして、このプロセスガスが、高周波電極25に対する高周波電圧の印加により高周波電極25と接地電極26と間に生じる電界で励起されてプラズマ化される。そして、発生したプラズマ中のラジカルやイオンが電極部31,32内から基板11に供給され、基板11の表面に付着している汚染物質が除去される。
 上記のようにして基板11のクリーニングを行うが、導入口24からのプロセスガスは、電極ユニット21に向けて放出され、この電極ユニット21を挟んで各導入口24と反対側の排気口28で排気されている。このため、プロセスガスは、電極ユニット21の前面側より、例えば上部電極部31の上下2段に配置された第1,第2電極列31a,31bの間を通って後方に流れる。また、上部電極部31に対向する複数の導入口24からのプロセスガスが上部電極部31の内部に供給される。
 これにより、プロセスガスが上部電極部31の内部で効率的にプラズマ化され、しかも内部で均一に広がるプラズマ領域が生じ、そのプラズマ領域からプラズマ(ラジカルやイオン)が基板11の上面の各部に均一かつ十分に供給される。このため、基板11の上面は、プラズマによって均一にクリーニングされる。また、十分なプラズマでクリーニングされるから、短時間でプラズマ処理が完了する。短時間で処理が済むので、各電極25,26に生じる熱の影響も受けにくい。しかも、プラズマ領域中に基板11を配置する場合と異なり、基板11のプラズマによる損傷も小さい。同様に、下部電極部32の内部にもプロセスガス流れて、プラズマが発生するので、基板11の下面も均一に短時間でクリーニングされる。
 上記のようにして基板11に対してプラズマ処理を行った後、プロセスガスの供給、排気、及び高周波電圧の印加が停止される。この後、処理室14内を大気圧に戻してから蓋部15bを開放位置に回動して、処理室14を開放する。そして、処理室14からプラズマ洗浄した基板11を取り出す。
 上記実施形態では、異なる極の電極、すなわち第1の電極(高周波電極)と第2の電極(接地電極)とを交互に並べて各電極列を構成しているが、第1の電極と第2の電極の配列は種々のものを採用することができる。図5,図6に示す各例は、電極列を同じ種類の複数本の電極で構成し、電極の種類の異なる電極列を互いに離間させて配して電極部を構成した例を示すものである。
 図5の例では、上部電極部31の基板11に近い第1電極列31aは、接地電極26だけを並べて構成し、第1電極列31aを挟んで基板11に対面する第2電極列31bは、高周波電極25だけを並べて構成している。同様に、下部電極部32の第1電極列32aを接地電極26だけで構成し、第1電極列32aを挟んで基板11に対面する第2電極列32bを高周波電極25だけで構成している。図6の例では、図5の例とは逆に、第1電極列31a,32aを高周波電極25だけで構成し、第2電極列31b,32bを接地電極26だけで構成している。
 図7は、第1電極列と第2電極列とで電極の位置をずらした電極ユニットの列を示すものである。この例では、図5の例と同様に、第1電極列31a,32aを接地電極26だけで構成し、第2電極列31b,32bを高周波電極25だけで構成している。各電極列31a,31b,32a,32bは、同じピッチで電極が配列されている。第1電極列31aと第2電極列31bの各電極は、電極の配列ピッチの半分だけ位置が相互にずらされている。同様に、第1電極列32aと第2電極列32bの各電極は、電極の配列ピッチの半分だけ位置が相互にずらされている。
 図8は、電極部内の電極列間で電極の配列をずらした電極ユニットの列を示すものである。この例では、上部電極部31の第1電極列31a、第2電極列31bのいずれも、高周波電極25と接地電極26とを交互に並べているが、第1電極列31aと第2電極列31bとの間では高周波電極25と接地電極26の配列を1本分ずらしている。これにより、上下方向に高周波電極25と接地電極26を並べている。下部電極部32の第1電極列32a、第2電極列32bについても同様にしてある。
 図9は、電極部を挟んで被処理物の反対側に設けられ導入口から、電極部を介して被処理物に向けてプロセスガスを放出する例を示すものである。この例では、処理室14の上面に上側ガス導入部52を、また下面に下側ガス導入部53を設け、さらに処理室14の前面及び後面にそれぞれ排気口54を設けてある。各ガス導入部52,53は、中空な内部にガス供給装置17からのプロセスガスが供給される。上部電極部31,下部電極部32の電極の配列は、図6に示す例のものと同じにしてあるが、これに限定されるものではない。
 上側ガス導入部52の上部電極部31に対向する下面52aには、複数の微小な導入口24が形成されており、それぞれ上部電極部31を介して基板11に向けてプロセスガスを放出するように、プロセスガスを下方向すなわち基板11に対して垂直な放出方向でプロセスガスを放出する。複数の導入口24は、上部電極部31の全体に均一にプロセスガスを供給するように、上部電極部31に対向する下面52aの領域に分布させてある。
 下側ガス導入部53の下部電極部32に対向する上面53aには、上側ガス導入部52の下面52aと同様に、複数の微小な導入口55を下部電極部32に対向する領域に分布させて設けてある。この下側ガス導入部53の各導入口55は、下部電極部32を介して基板11に向けてプロセスガスを放出するように、プロセスガスを上方向すなわち基板11に対して垂直な放出方向でプロセスガスを放出する。
 上記の構成によれば、上側ガス導入部52の導入口24から導入されるプロセスガスは、上方より上部電極部31の内部に均一に供給され、高周波電極25と接地電極26と間に生じる電界で励起されてプラズマ化される。マクロ的に見れば、発生したプラズマは、上側ガス導入部52からのプロセスガスのガス流によって基板11の上面に向い、その表面に沿って流れて排気口54に向かう。これにより、基板11の上面に十分なプラズマが均一に供給され、均一かつ十分にクリーニングされる。
 同様に、下側ガス導入部53の導入口24から導入されるプロセスガスが下方から下部電極部32の内部に均一に供給されてプラズマが発生し、プラズマが下側ガス導入部53からのプロセスガスのガス流によって基板11の下面に向い、表面に沿って流れて排気口54に向う。これにより、基板11の下面に十分なプラズマが均一に供給され、均一かつ十分にクリーニングされる。
 なお、上記の例では、第1電極列31a,32aを高周波電極25で構成し、第2電極列31b,32bを接地電極26で構成しているが、これに限られるものではない。例えば、図5の例のように、第1電極列31a,32aを接地電極26で構成し、第2電極列31b,32bを高周波電極25で構成してもよい。また、図4や、図7,図8に示すような電極の配列・配置でもよい。
 上記各実施形態では、各電極の形状を円柱形状としたが、形状はこれに限らず例えば図10に示す高周波電極61,接地電極62のように角柱形状や、長尺な板状のものでもよい。また、電極を中空な筒形状としてもよい。
 図11は、筒形状の電極の中空な内部に熱媒体を流すことにより電極の温度を制御する例を示すものである。電極65は中空な筒形状であり、両端が開口している。この電極65を高周波電極,接地電極として処理室14に配したときに、図示しない配管によって各端部が温度制御部67に接続される。温度制御部67からは、電極65に対して熱媒体としての冷却水が供給され、電極65の内部を通って温度制御部67に戻される。温度制御部67は、このようにして戻ってくる冷却水の温度に基づいて電極65の温度が所定の範囲に維持し高温にならないように冷却水の温度や流量を調整する。これにより、電極65の高温になることによる基板などの被処理物への影響を低減することができる。
 図12は、複数の開口を設けた板状の電極を用いた例を示すものである。この例では、第1の電極としての内側電極板71と第2の電極としての外側電極板72は、いずれも導電性の板部材に多数の矩形状の開口を形成することにより格子状にしてある。内側電極板71は、基板11の被処理面に対向する位置に、基板11と平行な姿勢で配されている。外側電極板72は、内側電極板71を挟んで基板11の被処理面に対向する位置に基板11と平行な姿勢で配されている。内側電極板71が基板11に離間して配され、外側電極板72が内側電極板71に離間して配される。この場合、プロセスガスの放出方向は、基板11と平行な方向、または基板11と垂直な方向のどちらでもよい。なお、各電極板71,72を中空にして、図11の例のように冷却水を流して各電極板71,72の温度を制御してもよい。
 上記の各電極板71,72は、矩形の開口を形成しているが、これに限らず円形、三角形など様々な形にすることができる。また、規則的に開口を形成する必要はなくランダムでもよい。格子状としては、図13に示す各電極板73,74のように編目としてもよく、各電極板の開口の大きさや目の荒さが異なっていてもよい。
 なお、基板と平行な方向、すなわち各電極板と平行な方向にプロセスガスを放出する場合には、外側電極板に開口を設けない構成とすることもできる。また、板状の外側電極板と基板との間に、内側電極板に代えて上記各実施形態のような棒状の電極を複数配してもよい。さらに、被処理物の被処理面が湾曲した形状である場合に、その被処理面の湾曲形状に沿って各電極板を湾曲させてもよい。
 図14は処理室内にプロセスガスの流路を制限する流路制御部材を設けた例を示している。この例では流路制御部材として、一対の流路制御板78を設けてある。上部電極部31側の流路制御板78は、その上部電極部31の上方に近接して配され、ガス導入部22側から排気口28側に伸びている。また、下部電極部32側の流路制御板78は、その下部電極部31の下方に近接して配され、ガス導入部22側から排気口28側に伸びている。これら一対の流路制御板78は、ガス導入口22側が端部が上下方向に開いている。このように配された流路制御板78は、ガス導入部22から放出されるプロセスガスを電極ユニット21内に流し、また電極ユニット21内に流れ込んだプロセスガスが外部に流れ出さないようにプロセスガスの流路を制限して、電極ユニット21内に一様流れを形成する。すなわち、これら流路制御板78によって、各導入口24から直接に電極ユニット21の上側及び下側を通って排気口28に流れるガス流が発生することを防止し、効率よく確実に電極ユニット21内に供給する。
 上記の図14の例では、導入口からのプロセスガスの放出方向が電極列で電極が並ぶ方向のものであるが、図15に示すように、導入口からのプロセスガスを電極部31,32を介して基板11に向けて放出する場合にも利用できる。この図15の例では、上側ガス導入部52と下側ガス導入部53のそれぞれに一対の流路制御板79を設けてあり、電極ユニット21と処理室14の前面の間及び後面との間をプロセスガスが流れないようにして、効率よく確実に電極ユニット21内にプロセスガスを流している。
 なお、電極ユニット21の各側面と処理室14との間にプロセスガスが通る空隙がある場合には、その空隙にプロセスガスが流れないように流路制御板を設ければよい。また、処理室14と電極ユニット21の上面,下面、各側面との間にそれぞれ空隙がある場合などでは、それぞれに対応して流路制御板を設けてもよいが、それらを一体にした筒状の流路制御部材を用いてもよい。
 上記各実施形態では、1枚の基板の両面をプラズマ処理する場合について説明したが、プラズマを供給すべき面が1面である場合には、例えば図16に示す例のようにして2枚の基板11を同時にプラズマ処理することができる。すなわち図16の例のように、2枚の基板11の処理を行わない面同士を対向させ、プラズマを供給すべき各面をそれぞれ外側に向けた姿勢で重ね合わせた状態でホルダー33で保持して処理する。なお、この場合、溝34aの幅を基板2枚分の厚み以上とするなど、ホルダー33が重ね合わせた基板11を同時に支持できるようにする。
 また、図17に示すように、小サイズの複数の基板81を相互に重なることがないように、それぞれのプラズマを供給すべき面を電極部31,32に向けた姿勢でホルダー33に保持させて、それら各基板81に対して同時にプラズマ処理を行ってもよい。各基板81のプラズマを供給すべき面が1面である場合には、図16の例のようにして、処理を行わない面同士を対向させた2枚の基板81を1組として、複数組をホルダー33に保持させてもよい。
 図18は、プラズマを供給すべき面が1面である場合に、電極部を挟んでプラズマを供給すべき面が対面するように2個の被処理物を保持する例を示すものである。この例では、処理室14内に電極部84を有する電極ユニットを設けてある。電極部84は、第1~第3電極列84a~84cで構成される。第1電極列84aは、高周波電極25だけで構成し、第2,第3電極列84b,84cは、それぞれ接地電極26だけで構成している。第1~第3電極列84a~84cの電極の向きなどは最初の実施形態と同様である。第1電極列84aの上側に第2電極列84bが、下側に第3電極列84cがそれぞれ適当な間隔をあけて配される。なお、第1電極列84aを接地電極26だけで構成し、第2,第3電極列84b,84cを高周波電極25だけで構成してもよい。
 上記のように配された電極部84を挟んで、一対のホルダー85を設けてある。各ホルダー85は、例えば最初の実施形態のホルダー33と同じ構造であり、それぞれ溝86aを設けた一対のレール部材86から構成される。被処理面を電極部84に対向させる向きで各ホルダー85に1枚ずつ基板11をセットする。すなわち、一方の基板11は、プラズマを供給すべき面を下方に向けた姿勢で第2電極列84bの上側に適当な間隔をあけてセットされ、他方の基板11は、プラズマを供給すべき面を上方に向けた姿勢で第3電極列84cの下側に適当な間隔をあけてセットされる。このように構成すれば、1つの電極部84で2枚の基板11を1面ずつ同時にプラズマ処理することができる。
 上記の図18の例では、2枚の基板に対する処理速度が同じになるようにするために、電極部の電極列を3列にして電極列を対称に配置しているが、図4や図8と同様な配列の電極部を用いてもよい。上記の図16ないし図18の例において、プラズマを供給すべき面としては、それ自体が被処理面となる面でも、また一次的にプラズマを供給すべき面であってもよい。
 図19は、上部電極部と下部電極部とを別々のユニットとして構成した例を示すものである。以下に説明する他は、図9に示す例と同様であり、実質的に同じ構成には同一の符号を付してその説明を省略する。なお、電極の配列、プロセスガスの導入方向などを他の例のようにすることもできる。
 真空槽91は、上下に2分割される箱形状であって、真空槽上部91aと真空槽下部91bとから構成される。真空槽上部91aの後面下部と真空槽下部91bの後面上部に取付けられたヒンジを中心にして、真空槽上部91aは、図示されるように処理室を開放した開放位置と、処理室を気密に閉じた閉鎖位置との間で回動自在である。油圧シリンダ92により、真空槽上部91aは、開放位置と閉鎖位置との間で移動される。なお、真空槽91の開閉には油圧シリンダ92に限らず、各種のアクチュエータを用いることができる。
 真空槽上部91a内には、上部電極ユニット93が取り付けられている。この上部電極ユニット93は、上部電極部31を構成する第1電極列31a,第2電極列31bと、これら電極列31a,31bの各電極25,26を組み付けた一対の側板94を備えている。各電極25,26は、その端部が一対の側板94にそれぞれ形成されたU字状の取付け溝94aにブッシュ35を介して取り付けられている。この例においては、U字状の取付け溝94aが各電極25,26のそれぞれに設けられている。すなわち、第1電極列31aの各電極25には、側板94の下端から切り込まれた取付け溝94aが、第2電極列32aの各電極26には、側板94の上端から切り込まれた取付け溝94aが形成されており、電極25,26を1本1本独立して取り外すことができる。
 各側板94の前端部及び後端部には、上下方向に伸びた取付け溝94bが形成されている。真空槽上部91aの四隅には、それぞれステー95が設けられ、各ステー95にはネジ96を螺号してある。各取付け溝94bにはネジ96を通してある。これにより、上部電極ユニット93は、閉鎖位置の状態で上下方向、すなわち真空槽下部91bの上部に保持される基板11との距離を近接させる方向と離反させる方向とに移動自在となっている。ネジ96を緩めることにより、取付け溝94bに沿って上部電極ユニット93を上下方向に移動し、任意の位置でネジ96を締めることによってそれを固定することができる。これにより、基板11の上面と上部電極部31との間隔を調整することができる。
 真空槽下部91b内には、上部電極ユニット93と同じ構成の下部電極ユニット97が取り付けられている。すなわち、下部電極ユニット97は、下部電極部32を構成する第1電極列32a,第2電極列32bと、各電極列31a,31bを構成する各電極25,26と、一対の側板94を備えている。下部電極ユニット97は、真空槽下部91bの四隅に設けた4本のステー98に螺号したネジ96により止められており、上下方向に移動させて任意の位置で固定することができる。これにより、基板11の下面と下部電極部32との間隔を調整することができる。
 真空槽上部91aの内側の上面には、上側ガス導入部52が設けられており、それの各導入口24から、上部電極ユニット93を介して基板11の上面に向けてプロセスガスを放出する。また、真空槽下部91bの内側の下面には、下側ガス導入部53が設けられており、それの各導入口24から、下部電極ユニット97を介して基板11の下面に向けてプロセスガスを放出する。
 各ステー98の上端部に基板11を載置するための載置面98aが形成されている。処理すべき基板11の四隅を載置面98aに載せてプラズマ処理を行う。載置面98aに載置した基板11の前端中心に対向する真空槽91の前面と、後端中心に対向する後面の各部分に排気口54がそれぞれ設けられている。
 この例によれば、各電極ユニット93,97のそれぞれについて、各電極25,26を移動させての上下方向の電極間隔を調整する。また、各電極ユニット93,97をそれぞれ一体にして上下方向に移動することによって、上部電極部31と基板11の上面との間隔、下部電極部31と基板11の下面との間隔を調整する。プラズマ処理をする場合には、基板11の四隅を載置面98aに載せて保持してから、真空槽上部91aを閉鎖位置として、上記各実施形態と同様にしてプラズマ処理を行う。
 図20は、被処理物の表面の1面にだけ電極部を対向して設けた例を示している。この例では、基板11の上面に対応する上部電極部31だけを設けてあり、基板11の上面だけをプラズマ処理する。なお、この例では、下部電極部がない他は、図5に示す例と同様であり、実質的に同じ構成部材には同一の符号を付して説明を省略する。なお、この例では、基板の上面だけに対向して上部電極部を設けてあるが、被処理物の処理すべき1面だけに対向して電極部を設けた構成にすることができる。また、プロセスガスの導入方向は、図示されるものに限定されず、電極部を介して被処理物に向けてプロセスガスを放出してもよい。
 上記各実施形態では、高周波電圧が印加されるアノード電極としての高周波電極と、接地されたカソード電極としての接地電極とを用いているが、図21に一例を示すように、カソード電極として接地していない電極99を用いた構成としてもよい。この構成では、電極99は、接地された真空槽15などとは電気的に絶縁されている。
 10 プラズマ処理装置
 11 基板
 14 処理室
 18 RF電源
 21 電極ユニット
 24 導入口
 25,26 電極
 31,32 電極部
 31a,31b,32a,32b 電極列
 71,72,73,74 電極板
 78,79 流路制御板

Claims (13)

  1.  被処理物を処理室内に収容し、真空にした処理室内に導入したプロセスガスからプラズマを発生させ、このプラズマによって被処理物に処理を行うプラズマ処理装置において、
     プロセスガスを処理室内に放出する導入口と、
     プラズマ発生用の高周波電圧を出力する電源と、
     前記電源からの高周波電圧によってプロセスガスを励起させてプラズマを発生させる複数の棒状の電極を所定の間隔で互いに平行に配列した第1及び第2の電極列を有し、前記第1の電極列が被処理物に対向かつ離間し、前記第2の電極列が前記第1の電極列を挟んで被処理物に対向しかつ前記第1の電極列と離間し、前記第1及び第2の電極列の各電極が被処理物の表面に平行に配された電極部と、
     を備えるプラズマ処理装置。
  2.  前記導入口は、前記電極部を挟んで被処理物の反対側に設けられ、前記電極部を介して被処理物に向けてプロセスガスを放出する請求項1に記載のプラズマ処理装置。
  3.  被処理物を挟んで前記導入口と対向する位置に設けられて処理室内の排気を行う排気口を備え、前記導入口は、前記電極部に向けて、記第1及び第2の電極列における電極の並ぶ方向または電極の軸方向にプロセスガスを放出する請求項1に記載のプラズマ処理装置。
  4.  前記第1及び第2の電極列は、それぞれ異なる極の電極が交互に並べられている請求項1ないし3のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
  5.  前記第1の電極列は、異なる極の一方の極の電極が並べられ、前記第2の電極列は、異なる極の他方の極の電極が並べられている請求項1ないし3のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
  6.  前記電極部は、被処理物を挟む位置にそれぞれ設けられている請求項1ないし5のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
  7.  前記電極部は、被処理物の一面に対向する位置にだけ設けられている請求項1ないし5のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
  8.  一対の被処理物の表面をそれぞれ外側に向けた姿勢で重ね合わせた状態に保持するホルダーを有し、
     前記電極部は、前記ホルダーに保持される一対の前記被処理物の各表面に対向してそれぞれ設けられている請求項1ないし7のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
  9.  前記被処理物の表面をそれぞれ前記電極部に向けた姿勢で、複数の被処理物を保持するホルダーを有する請求項1ないし7のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
  10.  処理室内に設けられ、前記導入口から放出されたプロセスガスが前記電極部と処理室との間を通って排気口側に流れることを制限する流路制御部材を備えている請求項1ないし9のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
  11.  被処理物を処理室内に収容し、真空にした処理室内で発生させたプラズマによって被処理物に処理を行うプラズマ処理方法において、
     プロセスガスを処理室内に導入する導入ステップと、
     複数の棒状の電極が所定の間隔で互いに平行に配列され、被処理物に対向かつ離間した第1の電極列とこの第1の電極列を挟んで被処理物に対向しかつ第1の電極列と離間した第2の電極列とを有し第1及び第2の電極列の各電極が被処理物の表面に平行に配された電極部でプロセスガスを励起させてプラズマを発生させる発生ステップと、
     この発生したプラズマで被処理物を処理する処理ステップと、
     を有するプラズマ処理方法。
  12.  前記導入ステップは、電極部を挟んで被処理物と反対側に設けられた導入口から電極部に向けてプロセスガスを放出する請求項11に記載のプラズマ処理方法。
  13.  前記発生ステップは、被処理物を挟む位置にそれぞれ設けた各電極部でプラズマを発生させ、
     前記処理ステップは、これら各電極部で発生したプラズマで被処理物を処理する請求項11または12に記載のプラズマ処理方法。
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