JP2001085414A - Device and method for plasma treatment - Google Patents
Device and method for plasma treatmentInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマによって
基板などのワークの表面処理を行うプラズマ処理装置お
よびプラズマ処理方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method for performing a surface treatment of a workpiece such as a substrate by using plasma.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体装置などに用いられるシリコン基
板の加工方法としてプラズマエッチングが知られてい
る。この方法は、被処理物のシリコン基板を減圧された
処理室内に置きプラズマ発生用のガスを供給して処理室
内に配置された電極間に高周波電圧を印加することによ
りプラズマを発生させ、この結果発生したイオンや電子
などのエッチング作用を加工に利用するものである。近
年このプラズマエッチングにおいて、エッチング効率の
向上をなどを目的として、プラズマ処理条件を狭電極間
距離・高放電圧力、すなわち、プラズマ放電を発生させ
る電極間の距離を５ｍｍ程度にし、プラズマ発生用ガス
の圧力を５０分の１気圧程度の条件に設定してプラズマ
処理を行うことが行われている。このようなプラズマ処
理条件を採用することにより、高いエッチングレートを
得られるとともに、真空排気系を簡略化できることなど
多くのメリットがある。2. Description of the Related Art Plasma etching is known as a method of processing a silicon substrate used for a semiconductor device or the like. In this method, a silicon substrate as an object to be processed is placed in a depressurized processing chamber, a gas for plasma generation is supplied, and a high-frequency voltage is applied between electrodes arranged in the processing chamber to generate plasma. The etching action of generated ions and electrons is used for processing. In recent years, in this plasma etching, for the purpose of improving the etching efficiency and the like, the plasma processing conditions are set to a narrow inter-electrode distance and a high discharge pressure, that is, the distance between the electrodes for generating the plasma discharge to about 5 mm, Plasma processing is performed with the pressure set to about 1/50 atm. By employing such plasma processing conditions, there are many advantages such as a high etching rate and a simplified vacuum evacuation system.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような圧力条件下では気体の挙動は分子相互の衝突によ
って大きく影響されるため、酸素やフッ素系ガスなどの
プラズマ発生用ガスの流れは粘性流となり、高真空条件
下におけるようなガス分子の自由な拡散によるガスの供
給は実現され難い。したがって、上記の狭電極・高圧力
のプラズマ処理条件を適用する場合には、従来のような
単に処理室内にガスを供給するのみでは、被処理物の表
面、特に被処理面の中央部にプラズマ発生用ガスが充分
に到達しないという難点がある。However, under the above-mentioned pressure conditions, the behavior of the gas is greatly affected by the collision between the molecules, so that the flow of the plasma generating gas such as oxygen or fluorine-based gas is a viscous flow. Thus, gas supply by free diffusion of gas molecules as in a high vacuum condition is difficult to realize. Therefore, when the above-mentioned narrow electrode / high pressure plasma processing conditions are applied, simply supplying a gas into the processing chamber as in the related art requires only a plasma on the surface of the processing target, particularly the central portion of the processing target surface. There is a drawback that the generated gas does not reach sufficiently.
【０００４】これを解決するため、電極間の放電空間内
に強制的にプラズマ発生用ガスを送り込むことが考えら
れるが、この方法においてもガス供給側の入り口付近で
は十分なガス供給が行われていても、放電空間の反対側
には不十分な量のプラズマ発生用ガスしか供給されない
結果、エッチングレートが均一とならないという不具合
が生じる。このように、従来のプラズマ処理装置には、
効率向上のために狭電極間距離・高放電圧力のプラズマ
処理条件を適用すると、プラズマ発生用ガスの供給不良
に起因して均一なプラズマ処理を行うことが困難である
という問題点があった。In order to solve this problem, it is conceivable to forcibly supply a plasma generating gas into the discharge space between the electrodes. However, in this method, a sufficient gas is supplied near the inlet on the gas supply side. However, since an insufficient amount of the plasma generating gas is supplied to the opposite side of the discharge space, a problem that the etching rate is not uniform occurs. As described above, in the conventional plasma processing apparatus,
When the plasma processing conditions of a narrow interelectrode distance and a high discharge pressure are applied to improve the efficiency, there is a problem that it is difficult to perform a uniform plasma processing due to a poor supply of a plasma generating gas.
【０００５】そこで本発明は、高い処理効率で均一なプ
ラズマ処理を行うことができるプラズマ処理装置および
プラズマ処理方法を提供することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of performing uniform plasma processing with high processing efficiency.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項１記載のプラズマ
処理装置は、互いに向かい合って配置された２つの電極
の少なくともいずれか一方にワークを配置し、前記２つ
の電極の間に高周波電圧を印加することにより前記２つ
の電極で挟まれた空間にプラズマを発生させてワークの
表面処理を行うプラズマ処理装置であって、前記２つの
電極で挟まれた空間に対して一方側からプラズマ発生用
ガスを供給するとともに前記空間内のプラズマ発生用ガ
スを前記一方側に対して前記空間を挟んだ他方側から排
気するガス導入手段と、前記ガス導入手段によるプラズ
マ発生用ガス供給位置と排気位置を変えることにより前
記空間内におけるプラズマ発生用ガスの流れる方向を変
化させる変化手段とを備えた。According to a first aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus, wherein a work is arranged on at least one of two electrodes arranged to face each other, and a high-frequency voltage is applied between the two electrodes. A plasma processing apparatus for performing a surface treatment of a workpiece by generating plasma in a space interposed between the two electrodes by performing plasma generation gas from one side of the space interposed between the two electrodes. Gas introducing means for supplying the plasma generating gas in the space and exhausting the gas for plasma generation in the space from the other side of the space with respect to the one side, and changing the supply position and the exhaust position of the gas for plasma generation by the gas introducing means Changing means for changing the direction in which the plasma generating gas flows in the space.
【０００７】請求項２記載のプラズマ処理装置は、請求
項１記載のプラズマ処理装置であって、前記ガス導入手
段は、前記空間の側方に配置されて前記空間の内部に開
口を向けて配置された複数のノズルを備えている。According to a second aspect of the present invention, there is provided the plasma processing apparatus according to the first aspect, wherein the gas introducing means is arranged on a side of the space and has an opening facing the inside of the space. Provided with a plurality of nozzles.
【０００８】請求項３記載のプラズマ処理装置は、請求
項２記載のプラズマ処理装置であって、前記複数のノズ
ルのそれぞれに第１のバルブ及び第２のバルブを備え、
それぞれのノズルは第１のバルブを介して前記プラズマ
発生用ガスを供給するガス供給手段に接続され、第２の
バルブを介して前記プラズマ発生用ガスを排気するガス
排気手段に接続されている。According to a third aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus according to the second aspect, each of the plurality of nozzles includes a first valve and a second valve,
Each of the nozzles is connected to a gas supply unit for supplying the plasma generation gas via a first valve, and connected to a gas exhaust unit for exhausting the plasma generation gas via a second valve.
【０００９】請求項４記載のプラズマ処理装置は、請求
項２記載のプラズマ処理装置であって、前記変化手段
は、前記複数のノズルのうちプラズマ発生用ガスを供給
する少なくとも１つのノズルとこのノズルに対して前記
空間を挟んだ位置にあって、プラズマ発生用ガスを排気
する少なくとも一つのノズルとの組み合わせを、時間の
経過にしたがって切り換える。A plasma processing apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to the second aspect, wherein the changing means includes at least one nozzle for supplying a plasma generating gas among the plurality of nozzles and this nozzle. The combination with at least one nozzle that exhausts the plasma generating gas at a position sandwiching the space is switched over time.
【００１０】請求項５記載のプラズマ処理装置は、請求
項３記載のプラズマ処理装置であって、前記変化手段
は、少なくとも１つのノズルの第１のバルブが開状態で
あるときに、第１のバルブが閉状態の少なくとも１つの
ノズルの第２のバルブを開状態にし、前記第１のバルブ
が開状態のノズルと前記第２のバルブが開状態のノズル
との組み合わせを、時間の経過にしたがって切り換え
る。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the plasma processing apparatus according to the third aspect, wherein the changing means is configured to switch the first valve when the first valve of the at least one nozzle is open. The second valve of at least one nozzle with the valve closed is opened, and the combination of the nozzle with the first valve open and the nozzle with the second valve open is changed over time. Switch.
【００１１】請求項６記載のプラズマ処理装置は、請求
項１記載のプラズマ処理装置であって、前記ガス導入手
段は、前記空間の内部に対して噴射口を向けて配置され
たガス供給専用の複数の給気ノズルと、前記空間の内部
に対して吸入口を向けて配置された排気専用の複数の排
気ノズルとを備えている。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the plasma processing apparatus according to the first aspect, wherein the gas introducing means is dedicated to a gas supply arranged with an injection port facing the inside of the space. The air conditioner includes a plurality of air supply nozzles and a plurality of exhaust nozzles dedicated to exhaust arranged so that the suction ports face the inside of the space.
【００１２】請求項７記載のプラズマ処理装置は、請求
項６記載のプラズマ処理装置であって、前記変化手段
は、前記複数の給気ノズルのうち少なくとも１つの給気
ノズルと、前記複数の排気ノズルのうちこの給気ノズル
に対して前記空間を挟んだ位置に配置された少なくとも
一つの排気ノズルとの組み合わせを、時間の経過にした
がって切り換える。According to a seventh aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus according to the sixth aspect, the changing means includes at least one of the plurality of air supply nozzles and the plurality of air exhaust nozzles. The combination of at least one exhaust nozzle disposed at a position sandwiching the space with respect to this air supply nozzle among the nozzles is switched over time.
【００１３】請求項８記載のプラズマ処理方法は、互い
に向かい合って配置された２つの電極の少なくともいず
れか一方にワークを配置し、前記２つの電極の間に高周
波電圧を印加することにより前記２つの電極で挟まれた
空間にプラズマを発生させてワークの表面処理を行うプ
ラズマ処理方法であって、前記２つの電極で挟まれた空
間に対して一方側からプラズマ発生用ガスを供給すると
ともに前記空間内のプラズマ発生用ガスを前記一方側に
対して前記空間を挟んだ他方側から排気することにより
前記空間内にプラズマ発生用ガスを一方側から他方側に
流し、この空間内におけるプラズマ発生用ガスの流れる
方向を時間の経過に従って変化させる。[0013] In the plasma processing method according to the present invention, a work may be arranged on at least one of two electrodes arranged to face each other, and a high-frequency voltage may be applied between the two electrodes so that the two electrodes are applied. A plasma processing method for performing a surface treatment of a workpiece by generating plasma in a space sandwiched between electrodes, wherein a plasma generating gas is supplied from one side to the space sandwiched between the two electrodes, and The gas for plasma generation in the space is exhausted from the other side of the space with respect to the one side, so that the gas for plasma generation flows from the one side to the other side in the space, and the gas for plasma generation in this space Is changed over time.
【００１４】請求項９記載のプラズマ処理方法は、請求
項８記載のプラズマ処理方法であって、前記プラズマ発
生用ガスの導入は、前記空間の側方に配置されてこの空
間の内部に開口を向けて配置された複数のノズルによっ
て行われる。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the plasma processing method according to the eighth aspect, wherein the introduction of the plasma generating gas is arranged at a side of the space and an opening is formed inside the space. This is done by a plurality of nozzles arranged facing.
【００１５】請求項１０記載のプラズマ処理方法は、請
求項９記載のプラズマ処理方法であって、前記複数のノ
ズルは、第１のバルブを介して接続されたガス供給手段
によってプラズマ発生用ガスを供給し、第２のバルブを
介して接続されたガス排気手段によってプラズマ発生用
ガスを排気する。A plasma processing method according to a tenth aspect is the plasma processing method according to the ninth aspect, wherein the plurality of nozzles supply a plasma generating gas by a gas supply unit connected via a first valve. The gas is supplied, and the gas for plasma generation is exhausted by gas exhaust means connected via a second valve.
【００１６】請求項１１記載のプラズマ処理方法は、請
求項９記載のプラズマ処理方法であって、前記複数のノ
ズルのうちプラズマ発生用ガスを供給する少なくとも１
つのノズルと、このノズルに対して前駆空間を挟んだ位
置に配置されプラズマ発生用ガスを排気する少なくとも
１つのノズルとの組み合わせを時間の経過にしたがって
切り換えることにより、前記空間内におけるプラズマ発
生用ガスの流れる方向を変化させる。A plasma processing method according to an eleventh aspect is the plasma processing method according to the ninth aspect, wherein at least one of the plurality of nozzles supplies a plasma generating gas.
By switching the combination of one nozzle and at least one nozzle that is disposed at a position sandwiching the precursor space with respect to the nozzle and exhausts the plasma generation gas over time, the plasma generation gas in the space is switched. To change the direction of flow.
【００１７】請求項１２記載のプラズマ処理方法は、請
求項１０記載のプラズマ処理方法であって、少なくとも
１つの第１のバルブが開状態であるときに、第１のバル
ブが閉状態の少なくとも１つのノズルの第２のバルブを
開状態にし、前記第１のバルブが開状態のノズルと前記
第２のバルブが開状態のノズルとの組み合わせを時間の
経過にしたがって切り換えることにより、前記空間内に
おけるプラズマ発生用ガスの流れる方向を変化させるよ
うにした。A plasma processing method according to a twelfth aspect is the plasma processing method according to the tenth aspect, wherein when at least one first valve is in an open state, at least one of the first valves is in a closed state. The second valve of the two nozzles is opened, and the combination of the nozzle in which the first valve is open and the nozzle in which the second valve is open is switched over time, so that The direction in which the plasma generating gas flows is changed.
【００１８】請求項１３記載のプラズマ処理方法は、請
求項１１記載のプラズマ処理方法であって、前記複数の
ノズルからのプラズマ発生用ガスの供給を所定のインタ
ーバルおよび順序で開始し、各ノズルからの１回のガス
供給時間は前記インターバルの少なくとも２倍以上の時
間である。According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided the plasma processing method according to the eleventh aspect, wherein the supply of the plasma generating gas from the plurality of nozzles is started at a predetermined interval and in order. Is a time at least twice as long as the interval.
【００１９】請求項１４記載のプラズマ処理方法は、請
求項１２記載のプラズマ処理方法であって、前記第１の
バルブを所定のインターバルおよび順序で開状態にし、
前記第１のバルブの１回の開時間は前記インターバルの
少なくとも２倍以上の時間である。A plasma processing method according to a fourteenth aspect is the plasma processing method according to the twelfth aspect, wherein the first valve is opened at predetermined intervals and in a predetermined order.
One open time of the first valve is at least twice as long as the interval.
【００２０】請求項１５記載のプラズマ処理方法は、請
求項８記載のプラズマ処理方法であって、前記プラズマ
発生用ガスの導入は、前記空間の側方に配置されてこの
空間の内部に噴射口を向けて配置されたプラズマ発生用
ガス供給専用の複数の給気ノズルによって前記空間内に
プラズマ発生用ガスを噴射し、前記空間の内部に吸入口
を向けて配置された排気専用の複数の排気ノズルによっ
て空間内のプラズマ発生用ガスを排気することによって
行われる。According to a fifteenth aspect of the present invention, in the plasma processing method of the eighth aspect, the introduction of the plasma generating gas is arranged at a side of the space and an injection port is provided inside the space. A plurality of exhaust nozzles dedicated to exhaust gas are injected into the space by a plurality of air supply nozzles dedicated to supplying the gas for plasma generated arranged toward the space, and the exhaust gas is arranged with the suction port facing the inside of the space. This is performed by exhausting the plasma generating gas in the space by the nozzle.
【００２１】請求項１６記載のプラズマ処理方法は、請
求項１５記載のプラズマ処理方法であって、前記複数の
給気ノズルのうち少なくとも１つの給気ノズルと前記複
数の排気ノズルのうちこの給気ノズルに対して前記空間
を挟んだ位置に配置された少なくとも一つの排気ノズル
との組み合わせを時間の経過にしたがって切り換えるこ
とにより、前記空間内におけるプラズマ発生用ガスの流
れる方向を変化させる。A plasma processing method according to a sixteenth aspect is the plasma processing method according to the fifteenth aspect, wherein at least one of the plurality of supply nozzles and one of the plurality of exhaust nozzles are provided. The direction in which the plasma generating gas flows in the space is changed by switching the combination of the nozzle and at least one exhaust nozzle arranged at a position sandwiching the space with time over time.
【００２２】請求項１７記載のプラズマ処理方法は、請
求項１６記載のプラズマ処理方法であって、前記複数の
給気ノズルからのプラズマ発生用ガスの供給を所定のイ
ンターバルおよび順序で開始し、各給気ノズルからの１
回のガス供給時間は前記インターバルの少なくとも２倍
以上の時間である。A plasma processing method according to a seventeenth aspect is the plasma processing method according to the sixteenth aspect, wherein the supply of the plasma generating gas from the plurality of air supply nozzles is started at a predetermined interval and in an order. 1 from the air supply nozzle
The gas supply time is twice as long as the interval.
【００２３】各請求項記載の発明によれば、２つの電極
で挟まれた空間に対してプラズマ発生用ガスを供給する
とともに前記空間内のプラズマ発生用ガスを前記供給の
方向と異なる方向から排気して電極間にプラズマ発生用
ガスを導入し、更に空間内におけるプラズマ発生用ガス
の流れを変化させることにより、狭電極間距離・高圧力
のプラズマ処理条件においても均一なプラズマ発生用ガ
スの供給を行うことができる。According to the present invention, a plasma generating gas is supplied to a space sandwiched between two electrodes, and the plasma generating gas in the space is exhausted from a direction different from the supply direction. By introducing a plasma generating gas between the electrodes and changing the flow of the plasma generating gas in the space, a uniform supply of the plasma generating gas is achieved even under the plasma processing conditions of a narrow electrode distance and high pressure. It can be performed.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は本発明の
実施の形態１のプラズマ処理装置の断面図、図２は同プ
ラズマ処理装置の平面図、図３は同プラズマ処理装置の
制御系のブロック図、図４は同プラズマ処理装置の平面
図、図５は同プラズマエッチング処理の工程説明図、図
６は同プラズマエッチング処理におけるバルブ開閉操作
を示すタイミングチャート図、図７、図８は同プラズマ
処理装置の部分平面図である。(Embodiment 1) FIG. 1 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the plasma processing apparatus, and FIG. FIG. 4 is a block diagram of a control system, FIG. 4 is a plan view of the plasma processing apparatus, FIG. 5 is an explanatory view of a process of the plasma etching process, and FIG. 6 is a timing chart showing a valve opening / closing operation in the plasma etching process. 8 is a partial plan view of the plasma processing apparatus.
【００２５】まず図１を参照してプラズマ処理装置の構
成を説明する。図１において下部チャンバ１には開口部
１ａが設けられており、開口部１ａ内には下方より下部
電極３が絶縁部材２を介して装着されている。下部チャ
ンバ１には上方より上部チャンバ４が気密に当接する。
上部チャンバ４の下面には上部電極６が装着されてい
る。上部電極６と下部電極３は略平板状で互いに向かい
合って配置された２つの電極である。First, the configuration of the plasma processing apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 1, an opening 1 a is provided in the lower chamber 1, and a lower electrode 3 is mounted in the opening 1 a from below through an insulating member 2. The upper chamber 4 is in airtight contact with the lower chamber 1 from above.
An upper electrode 6 is mounted on the lower surface of the upper chamber 4. The upper electrode 6 and the lower electrode 3 are two electrodes arranged in a substantially flat shape and facing each other.
【００２６】上部電極６が装着された上部チャンバ４、
下部電極３および下部チャンバ１によって閉囲される空
間は、下部電極３の下面および上部電極６の下面に被処
理面を対向させた姿勢で保持されたワークである基板７
の被処理面をプラズマ放電によってプラズマエッチング
処理する処理室５となっている。上部チャンバ４は下部
チャンバ１に図示しないヒンジを介して結合されてお
り、上部チャンバ４をヒンジ廻りに回転させることによ
り処理室５は開閉され、基板７の処理室５への搬入、お
よび処理後の基板の処理室５からの搬出を行うことがで
きる。基板７はシリコンもしくは酸化珪素などのシリコ
ン化合物を主な材質としている。An upper chamber 4 in which an upper electrode 6 is mounted;
The space enclosed by the lower electrode 3 and the lower chamber 1 is a substrate 7 which is a work held in a posture in which the surface to be processed is opposed to the lower surface of the lower electrode 3 and the lower surface of the upper electrode 6.
Is a processing chamber 5 for performing plasma etching on the surface to be processed by plasma discharge. The upper chamber 4 is connected to the lower chamber 1 via a hinge (not shown). By rotating the upper chamber 4 around the hinge, the processing chamber 5 is opened and closed, and the substrate 7 is loaded into the processing chamber 5 and after the processing. The substrate can be unloaded from the processing chamber 5. The substrate 7 is mainly made of silicon or a silicon compound such as silicon oxide.
【００２７】下部電極３の上面と上部電極６の下面との
間に挟まれた空間は、プラズマ放電を発生させて基板７
のプラズマエッチング処理を行う空間（以下、「放電空
間」と略称する。）である。２つの電極間の距離Ｌは、
装置製作時または調整時に所定値に設定されており、特
定された基板７を対象とした装置稼働時には距離Ｌを固
定して使用される。ここでは、距離Ｌは５ｍｍ程度の狭
電極間距離に設定される。The space sandwiched between the upper surface of the lower electrode 3 and the lower surface of the upper electrode 6 generates a plasma discharge and
(Hereinafter, abbreviated as “discharge space”). The distance L between the two electrodes is
It is set to a predetermined value at the time of manufacture or adjustment of the device, and is used with the distance L fixed when the device is operated for the specified substrate 7. Here, the distance L is set to a narrow inter-electrode distance of about 5 mm.
【００２８】また下部電極３の上面と上部電極６の下面
には、多数の吸着孔３ａ、６ａがそれぞれ設けられてお
り、吸着孔３ａ，６ａは下部電極３と上部電極６との内
部にそれぞれ設けられた内部孔３ｂ，６ｂと連通してい
る。図１に示すように、内部孔３ｂ，６ｂはそれぞれバ
ルブＶＶ１，ＶＶ２を介して基板吸着用真空ポンプ２０
と接続されている。バルブＶＶ１，ＶＶ２が開状態で基
板吸着用真空ポンプ２０を駆動することにより、吸着孔
３ａ，６ａから真空吸引して下部電極３の上面と上部電
極６の下面にそれぞれ基板７を吸着して保持することが
できる。On the upper surface of the lower electrode 3 and the lower surface of the upper electrode 6, a large number of suction holes 3a and 6a are provided, respectively, and the suction holes 3a and 6a are provided inside the lower electrode 3 and the upper electrode 6, respectively. It communicates with the provided internal holes 3b, 6b. As shown in FIG. 1, the internal holes 3b and 6b are connected to the substrate suction vacuum pump 20 via valves VV1 and VV2, respectively.
Is connected to By driving the substrate suction vacuum pump 20 with the valves VV1 and VV2 open, the substrate 7 is sucked and held on the upper surface of the lower electrode 3 and the lower surface of the upper electrode 6 by vacuum suction from the suction holes 3a and 6a. can do.
【００２９】下部チャンバ１には多数の給排気用のノズ
ル９が側壁を貫通して設けられている。図２に示すよう
に、給排気用のノズル９は放電空間の内部に開口を向け
て円型の下部チャンバ１の周囲に沿って放射状に多数設
けられている。これらのノズル９は、放電空間の側方で
あってこの放電空間と同じ高さに配置されており、放電
空間の周囲を取り囲む形で等ピッチで放射状に取り付け
られている。ノズル９は第１のバルブＶＡを介して円環
状のマニホールド１０Ａに、また第２のバルブＶＢを介
して円環状のマニホールド１０Ｂに接続されており、第
１のバルブＶＡ、第２のバルブＶＢには、ＶＡ１〜ＶＡ
２４、ＶＢ１〜ＶＢ２４の番号が付されている。マニホ
ールド１０Ａはガス供給装置１１（ガス供給手段）に、
またマニホールド１０Ｂは排気用真空ポンプ１３（ガス
排気手段）に接続されている。In the lower chamber 1, a number of supply / exhaust nozzles 9 are provided penetrating the side wall. As shown in FIG. 2, a large number of supply / exhaust nozzles 9 are provided radially along the periphery of the circular lower chamber 1 with the opening facing the inside of the discharge space. These nozzles 9 are arranged on the side of the discharge space and at the same height as the discharge space, and are mounted radially at an equal pitch so as to surround the periphery of the discharge space. The nozzle 9 is connected to an annular manifold 10A via a first valve VA and to an annular manifold 10B via a second valve VB, and is connected to the first valve VA and the second valve VB. Are VA1 to VA
24, VB1 to VB24. The manifold 10A is connected to the gas supply device 11 (gas supply means).
The manifold 10B is connected to an exhaust vacuum pump 13 (gas exhaust means).
【００３０】ガス供給装置１１は、酸素ガスやフッ素系
ガスなどのプラズマ発生用ガス（以下、単に「ガス」と
略称）を供給する。第１のバルブＶＡを開放した状態で
ガス供給装置１１を駆動することにより、第１のバルブ
ＶＡが開状態のノズル９の開口から処理室５内の上部電
極６と下部電極３に挟まれた放電空間に向かってガスが
噴射される。この場合には、ノズル９はガスを放電空間
内に噴射して供給する給気ノズルとして機能する。The gas supply device 11 supplies a gas for generating plasma such as oxygen gas or fluorine-based gas (hereinafter simply referred to as “gas”). By driving the gas supply device 11 with the first valve VA open, the first valve VA is sandwiched between the upper electrode 6 and the lower electrode 3 in the processing chamber 5 from the opening of the nozzle 9 in the open state. Gas is injected toward the discharge space. In this case, the nozzle 9 functions as an air supply nozzle that injects and supplies gas into the discharge space.
【００３１】排気用真空ポンプ１３は、処理室５内の真
空吸引を行う。第２のバルブＶＢを開放した状態で排気
用真空ポンプ１３を駆動することにより、放電空間内の
ガスを第２のバルブが開状態のノズル９の先端の開口か
ら吸引して排気する。この場合には、ノズル９はガスを
吸入して排気する排気ノズルとして機能する。The evacuation vacuum pump 13 performs vacuum suction in the processing chamber 5. By driving the evacuation vacuum pump 13 with the second valve VB open, the gas in the discharge space is sucked and exhausted from the opening at the tip of the nozzle 9 with the second valve open. In this case, the nozzle 9 functions as an exhaust nozzle that inhales and exhausts gas.
【００３２】上部チャンバ４には管路１４が接続されて
おり、管路１４は真空計１５と連通するとともにバルブ
ＶＶ３を介して大気ベント装置１６と接続されている。
真空計１５は処理室５内の真空度を検出し、大気ベント
装置１６は真空破壊用の大気を処理室５内に導入する。A pipe 14 is connected to the upper chamber 4, and the pipe 14 is connected to a vacuum gauge 15 and is connected to an atmosphere vent device 16 via a valve VV 3.
The vacuum gauge 15 detects the degree of vacuum in the processing chamber 5, and the air vent device 16 introduces air for vacuum breaking into the processing chamber 5.
【００３３】下部電極３の上面および上部電極６の下面
に基板７を真空吸着する際に、基板吸着用真空ポンプ２
０の吸引圧力を処理室５内の所定の真空度よりも高い真
空度、すなわち処理室５内の圧力よりも低い圧力で吸引
することにより、減圧された処理室５内にあっても下部
電極３および上部電極６に基板７を真空吸着により保持
することが可能となる。When the substrate 7 is vacuum-sucked on the upper surface of the lower electrode 3 and the lower surface of the upper electrode 6, a vacuum pump 2 for sucking the substrate is used.
By sucking the suction pressure of 0 with a degree of vacuum higher than a predetermined degree of vacuum in the processing chamber 5, that is, a pressure lower than the pressure in the processing chamber 5, even if the pressure inside the processing chamber 5 is reduced, the lower electrode The substrate 7 can be held on the upper electrode 3 and the upper electrode 6 by vacuum suction.
【００３４】下部電極３および上部電極６の内部には、
冷却用の管路３ｃ，６ｃが設けられている。管路３ｃ，
６ｃはそれぞれ第１および第２の冷却装置１７，１８と
接続されている。冷却装置１７，１８を駆動して管路３
ｃ，６ｃ内に冷媒を循環させることにより、プラズマエ
ッチング処理の際に発生する熱を冷媒に吸収させて基板
７を冷却する。これにより、すでに片面に回路が形成さ
れた基板に対しても過熱によるダメージを生じることな
くエッチングを行うことが可能となる。Inside the lower electrode 3 and the upper electrode 6,
Cooling ducts 3c and 6c are provided. Conduit 3c,
6c is connected to the first and second cooling devices 17, 18, respectively. By driving the cooling devices 17 and 18,
By circulating a coolant in c and 6c, the heat generated during the plasma etching process is absorbed by the coolant and the substrate 7 is cooled. This makes it possible to perform etching on a substrate on which a circuit is already formed on one side without causing damage due to overheating.
【００３５】下部電極３は同調回路部を備えた高周波電
源１９と電気的に接続されている。上部電極６は上部チ
ャンバ４を介して接地されており、高周波電源１９を駆
動することにより、下部電極３と上部電極６との間には
高周波電圧が印加される。処理室５内を真空吸引した後
に、ガス供給装置１１によってプラズマ発生用ガスを処
理室５内に供給し、処理室５内を所定圧力に保った状態
で高周波電圧を印加することにより，下部電極３と上部
電極６の間の放電空間にはプラズマ放電が発生する。本
実施の形態では、前述のように狭電極間距離・高放電圧
力の条件下で、具体的にはガスの圧力Ｐと電極間距離の
積ＰＬの値が、２．５〜１５［Ｐａ・ｍ］の範囲となる
ような条件下でプラズマ放電が行われる。The lower electrode 3 is electrically connected to a high frequency power supply 19 having a tuning circuit. The upper electrode 6 is grounded via the upper chamber 4, and a high frequency voltage is applied between the lower electrode 3 and the upper electrode 6 by driving the high frequency power supply 19. After vacuuming the inside of the processing chamber 5, a gas for plasma generation is supplied into the processing chamber 5 by the gas supply device 11, and a high-frequency voltage is applied while maintaining the inside of the processing chamber 5 at a predetermined pressure. A plasma discharge is generated in a discharge space between the upper electrode 3 and the upper electrode 6. In the present embodiment, under the conditions of the narrow interelectrode distance and the high discharge pressure as described above, specifically, the value of the product PL of the gas pressure P and the interelectrode distance is 2.5 to 15 [Pa · m] is performed under such conditions.
【００３６】次に図３を参照して制御系について説明す
る。図３において、給排気用のノズル９に接続された第
１のバルブＶＡ１〜ＶＡ２４、第２のバルブＶＢ１〜Ｖ
Ｂ２４、基板吸着用真空ポンプ２０に接続されたバルブ
ＶＶ１，ＶＶ２、大気ベント装置１６に接続されたバル
ブＶＶ３はそれぞれスイッチング部２１に接続されてい
る。スイッチング部２１はこれらのバルブの開閉駆動を
行う。スイッチング部２１はＩ／０回路部２２を介して
制御装置２３に接続されている。制御装置２３によって
スイッチング部２１を制御することにより、前記各バル
ブの開閉動作を制御することができる。また制御装置２
３は信号変換インターフェース２４を介してガス供給装
置１１、真空計１５および高周波電源１９の動作を制御
する。Next, the control system will be described with reference to FIG. In FIG. 3, a first valve VA1 to VA24 and a second valve VB1 to VB connected to a supply / exhaust nozzle 9 are provided.
B24, valves VV1 and VV2 connected to the substrate suction vacuum pump 20, and valve VV3 connected to the atmospheric vent device 16 are connected to the switching unit 21, respectively. The switching unit 21 drives these valves to open and close. The switching unit 21 is connected to the control device 23 via the I / O circuit unit 22. By controlling the switching unit 21 by the control device 23, the opening / closing operation of each of the valves can be controlled. Control device 2
Reference numeral 3 controls the operations of the gas supply device 11, the vacuum gauge 15, and the high-frequency power supply 19 via the signal conversion interface 24.
【００３７】このプラズマ処理装置は上記のように構成
されており、以下動作について各図を参照して説明す
る。図５（ａ）に示すように、基板７の装着は上部チャ
ンバ４を反転させて処理室を開放状態にして行う。この
状態で下部電極３および上部電極６上には処理対象の基
板７が載置される。この後、バルブＶＶ１，ＶＶ２を開
にした状態で基板吸着用ポンプ２０を駆動する。これに
より、基板７は下部電極３および上部電極６に真空吸着
され保持される。This plasma processing apparatus is configured as described above, and the operation will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 5A, the mounting of the substrate 7 is performed with the upper chamber 4 inverted and the processing chamber opened. In this state, the substrate 7 to be processed is placed on the lower electrode 3 and the upper electrode 6. Thereafter, the substrate suction pump 20 is driven with the valves VV1 and VV2 opened. As a result, the substrate 7 is vacuum-adsorbed and held by the lower electrode 3 and the upper electrode 6.
【００３８】次いで図５（ｂ）に示すように、上部チャ
ンバ４を回転させて下部チャンバ１上にかぶせ、処理室
５を閉じる。そして第２のバルブＶＢ１〜ＶＢ２４を開
にした状態で排気用真空ポンプ１３を駆動して処理室５
内を真空排気する。次いでガス供給装置１１よりプラズ
マ発生用のガスが処理室５内へ供給される。Next, as shown in FIG. 5B, the upper chamber 4 is rotated to cover the lower chamber 1, and the processing chamber 5 is closed. Then, with the second valves VB1 to VB24 opened, the exhaust vacuum pump 13 is driven to
The inside is evacuated. Next, a gas for plasma generation is supplied from the gas supply device 11 into the processing chamber 5.
【００３９】ここで、本実施の形態におけるガス供給に
ついて説明する。前述のように本実施の形態では、従来
のプラズマ処理条件と比較して狭電極間距離、高放電圧
力の条件設定がなされているため、従来のように単に処
理室５内にガスを供給するのみでは、処理対象の基板７
の表面各部への均等なガス供給、特に基板の中央部表面
へのガス供給が行われにくい。Here, the gas supply in this embodiment will be described. As described above, in the present embodiment, since the conditions for the distance between the narrow electrodes and the high discharge pressure are set as compared with the conventional plasma processing conditions, the gas is simply supplied into the processing chamber 5 as in the conventional case. Only the substrate 7 to be processed
It is difficult to evenly supply gas to each part of the surface of the substrate, particularly to supply gas to the central part surface of the substrate.
【００４０】このため本実施の形態では、プラズマ発生
用ガスを放電空間の一方側から他方側へ流すことによ
り、放電空間の中央にプラズマ発生用ガスを確実に導入
するとともに、この放電空間内におけるプラズマ発生用
ガスの流れる方向を時間の経過に従って変化させること
により、狭い放電空間内部にプラズマ発生用ガスを均等
に導入するようにしている。For this reason, in the present embodiment, the plasma generating gas flows from one side of the discharge space to the other side of the discharge space, thereby reliably introducing the gas for plasma generation into the center of the discharge space, and By changing the flowing direction of the plasma generating gas over time, the plasma generating gas is uniformly introduced into the narrow discharge space.
【００４１】以下、図２、図４を参照して給排気用のノ
ズル９によるガス導入について説明する。図２、図４に
おいて、白丸で示すバルブは閉状態の、黒丸で示すバル
ブは開状態のバルブをそれぞれ示している。図２では、
第１のバルブＶＡ１〜ＶＡ５、第２のバルブＶＢ１２〜
ＶＢ１６の各バルブが開状態となっており、他のバルブ
は全て閉じられている。この状態でガス供給装置１１と
排気用真空ポンプ１３を駆動すると、第１のバルブＶＡ
１〜ＶＡ５に接続されたノズル９の先端部の開口からは
ガスが噴射される。ノズル９は先端の開口を放電空間に
向けて配置されていることから、噴射されたガスは放電
空間内に供給される。このように隣接して配置された複
数のノズル９からガスを噴射することにより、放電空間
内へ所定幅の帯状のガスを供給することができる。The gas introduction by the supply / exhaust nozzle 9 will be described below with reference to FIGS. 2 and 4, the valves indicated by white circles indicate valves in a closed state, and the valves indicated by black circles indicate valves in an open state. In FIG.
First valves VA1 to VA5, second valves VB12 to
Each valve of VB16 is open, and all other valves are closed. When the gas supply device 11 and the evacuation vacuum pump 13 are driven in this state, the first valve VA
Gas is injected from the opening at the tip of the nozzle 9 connected to 1 to VA5. Since the nozzle 9 is disposed with the opening at the tip facing the discharge space, the injected gas is supplied into the discharge space. By injecting gas from a plurality of nozzles 9 arranged adjacent to each other in this manner, a strip-shaped gas having a predetermined width can be supplied into the discharge space.
【００４２】これと同時に第２のバルブＶＢ１２〜ＶＢ
１６に接続されたノズル９、すなわち前述の給気を行う
一方側のノズル９の噴射口とは放電空間を挟んだ反対側
の他方側に吸入口を備えたノズル９からは放電空間内の
ガスが吸引され、外部に排気される。すなわち、ガス供
給装置１１、排気用真空ポンプ２０、ノズル９および第
１のバルブＶＡ、第２のバルブＶＢは上下２つの電極間
に挟まれた放電空間の一方側からプラズマ発生用ガスを
供給するとともにこの放電空間内のプラズマ発生用ガス
を他方側から排気するガス導入手段となっている。そし
てこのガス導入手段は、放電空間の内部に開口を向けて
配置された複数のノズル９を備えたものとなっている。At the same time, the second valves VB12-VB
The gas in the discharge space is supplied from the nozzle 9 connected to the nozzle 16, that is, the nozzle 9 having the suction port on the other side opposite to the discharge port with respect to the injection port of the nozzle 9 on the one side for supplying air. Is sucked and exhausted to the outside. That is, the gas supply device 11, the exhaust vacuum pump 20, the nozzle 9, the first valve VA, and the second valve VB supply the plasma generating gas from one side of the discharge space sandwiched between the upper and lower two electrodes. In addition, it serves as gas introduction means for exhausting the plasma generating gas in the discharge space from the other side. The gas introduction means includes a plurality of nozzles 9 arranged with openings facing the inside of the discharge space.
【００４３】なお、図２、図４ではノズル９による噴射
方向と相対する方向からガスを吸引するようにしている
が、放電空間内でのガスの流動状態に応じて他の方向か
ら、例えば噴射方向に対して斜めの方向からガスを吸引
するようにしてもよい。In FIGS. 2 and 4, the gas is sucked from the direction opposite to the direction of injection by the nozzle 9. However, depending on the flow state of the gas in the discharge space, for example, the gas is sucked from another direction. The gas may be sucked from a direction oblique to the direction.
【００４４】図４は、図２に示す状態でガス供給と排気
を所定時間行った後に、ノズル９を開閉するバルブが部
分的に切り換えられた状態を示している。すなわち、第
１のバルブＶＡ１、第２のバルブＶＢ１２が閉じられ、
代わりに新たに第１のバルブＶＡ６、第２のバルブＶＢ
１７が開状態にされている。この切り換えにより、放電
空間内へのプラズマガス導入方向は反時計廻りにノズル
１ピッチ分だけ移動したことになる。FIG. 4 shows a state in which the valve for opening and closing the nozzle 9 has been partially switched after gas supply and exhaust have been performed for a predetermined time in the state shown in FIG. That is, the first valve VA1 and the second valve VB12 are closed,
Instead, a new first valve VA6 and a second valve VB
17 is open. By this switching, the direction of introducing the plasma gas into the discharge space has moved counterclockwise by one pitch of the nozzle.
【００４５】図６はこのときの第１のバルブＶＡの開閉
操作のタイミングを示すタイミングチャートである。図
６において、Ｔは１つのノズル９の第１のバルブＶＡが
開状態にされた後に、隣接する他のノズル９の第１のバ
ルブＶＡが開状態にされるまでのインターバルを示し、
またｔは１つのノズル９の第１のバルブＶＡが連続して
開状態にされている時間、すなわち１回当りのガス供給
時間を示している。図６に示すように本実施の形態１で
はガス供給時間ｔはインターバルＴの５倍に設定されて
いる。これにより、定常状態（図６に示すタイミングｔ
１以降）においては、図２、図４に示すように常に隣接
する５つのノズル９からガスが供給される。FIG. 6 is a timing chart showing the timing of opening and closing the first valve VA at this time. In FIG. 6, T indicates an interval from when the first valve VA of one nozzle 9 is opened to when the first valve VA of another adjacent nozzle 9 is opened,
Further, t indicates a time during which the first valve VA of one nozzle 9 is continuously opened, that is, a gas supply time per one time. As shown in FIG. 6, in the first embodiment, the gas supply time t is set to five times the interval T. Thereby, a steady state (timing t shown in FIG. 6)
1 and thereafter), the gas is always supplied from the five adjacent nozzles 9 as shown in FIGS.
【００４６】すなわち、第１のバルブＶＡは所定のイン
ターバルおよび順序に従って開状態にされ、ガス供給時
間ｔはバルブ開操作のインターバルＴ、すなわちノズル
９によるガス供給のインターバルＴの少なくとも２倍以
上の時間に設定することにより、１つのノズル９からの
ガス供給が停止したときには必ず隣接する次のノズル９
からのガス供給が既に開始されているため、常に２以上
の複数のノズル９からガス供給が行われる。そしてこの
バルブ開閉操作を円周上に配置されたノズル９の配列順
序に従って制御することにより、放電空間に噴射される
ガスの流れの方向は連続的に円周方向に沿って変化す
る。このバルブ開閉操作は第２のバルブＶＢについても
行われ、同様にガス吸入方向を円周方向に順次移動させ
ることができる。That is, the first valve VA is opened according to a predetermined interval and order, and the gas supply time t is equal to or longer than the interval T of the valve opening operation, that is, at least twice the interval T of the gas supply by the nozzle 9. When the gas supply from one nozzle 9 is stopped, the next nozzle 9
Since the gas supply from has already started, the gas supply is always performed from two or more nozzles 9. By controlling the valve opening / closing operation in accordance with the arrangement order of the nozzles 9 arranged on the circumference, the direction of the flow of the gas injected into the discharge space changes continuously along the circumference. This valve opening / closing operation is also performed for the second valve VB, and similarly, the gas suction direction can be sequentially moved in the circumferential direction.
【００４７】このようにして第１のバルブＶＡ、第２の
バルブＶＢの開閉の組合せをスイッチング部２１によっ
て時間の経過に従って順次切り換えることにより、放電
空間内におけるガスの流れ方向を時間の経過に従って変
化させることが可能となる。この切り換えは制御装置２
３によってスイッチング部２１を制御することにより行
われる。In this manner, the combination of opening and closing of the first valve VA and the second valve VB is sequentially switched over time by the switching unit 21 to change the gas flow direction in the discharge space over time. It is possible to do. This switching is performed by the controller 2
3 by controlling the switching unit 21.
【００４８】すなわち、図３に示す制御装置２３、スイ
ッチング部２１は、少なくとも１つの第１のバルブＶＡ
が開状態であるときに、第１のバルブＶＡが閉状態の少
なくとも１つのノズル９の第２のバルブＶＢを開状態に
し、これらの第１のバルブＶＡが開状態のノズルと第２
のバルブＶＢが開状態のノズルとの組み合わせを、時間
の経過にしたがって切り換える変化手段となっている。That is, the control device 23 and the switching unit 21 shown in FIG. 3 include at least one first valve VA.
Is in the open state, the first valve VA opens the second valve VB of at least one nozzle 9 in the closed state, and the first valve VA is opened and the second valve VB is opened.
The valve VB is a changing means for switching the combination with the nozzle in the open state over time.
【００４９】また換言すれば、制御装置２３、スイッチ
ング部２１はプラズマ発生用ガスを供給する少なくとも
１つのノズルと、このノズルに対して放電空間を挟んだ
位置に配置されプラズマ発生用ガスを排気する少なくと
も１つのノズルとの組合せを時間の経過に従って切り換
える変化手段となっている。In other words, the control device 23 and the switching unit 21 are arranged at least at one nozzle for supplying the plasma generating gas and at a position sandwiching the discharge space with respect to the nozzle, and exhaust the plasma generating gas. This is changing means for switching the combination with at least one nozzle over time.
【００５０】このように、放電空間内におけるプラズマ
発生用ガスの流れを時間の経過とともに変化させること
により、放電空間内の各部に満遍なくガスが供給され、
放電空間内に載置された処理対象基板７の表面の全面に
わたってプラズマ発生用のガスが均一に供給される。As described above, by changing the flow of the plasma generating gas in the discharge space with the passage of time, the gas is uniformly supplied to each part in the discharge space.
The gas for plasma generation is uniformly supplied over the entire surface of the processing target substrate 7 placed in the discharge space.
【００５１】そしてこのような条件下で高周波電源１９
を駆動して、上部電極６と下部電極３の間に高周波電圧
を印加することにより、上下両電極にそれぞれ保持され
た基板７の対向した被処理面の間にプラズマ放電が発生
し、２枚の基板７の被処理面は同時にプラズマエッチン
グ処理される。このとき、被処理面の全面にわたってガ
スが均一に供給されているので、ばらつきのないプラズ
マエッチング処理を行うことができる。Under such conditions, the high frequency power supply 19
, And a high-frequency voltage is applied between the upper electrode 6 and the lower electrode 3 to generate a plasma discharge between the surfaces to be processed of the substrate 7 held by the upper and lower electrodes, respectively. The target surface of the substrate 7 is simultaneously subjected to plasma etching. At this time, since the gas is uniformly supplied over the entire surface to be processed, it is possible to perform the plasma etching process without variation.
【００５２】この後、所定の放電時間が経過しプラズマ
エッチング処理が完了したならば、処理室５内に大気ベ
ント装置１６によって大気を導入し、その後図５（ｃ）
に示すように上部チャンバ４を開放する。次いで基板７
の真空吸着を解除し、処理済の基板７を取り出す。この
ように、狭電極間距離・高放電圧力の条件下において
も、処理対象の基板７の表面にプラズマ発生用ガスを均
一に供給することができ、高い処理効率と均一な処理品
質が実現される。Thereafter, when a predetermined discharge time has elapsed and the plasma etching process has been completed, the atmosphere is introduced into the processing chamber 5 by the atmosphere vent device 16, and thereafter, FIG.
The upper chamber 4 is opened as shown in FIG. Then substrate 7
Is released, and the processed substrate 7 is taken out. As described above, even under the conditions of the narrow electrode distance and the high discharge pressure, the plasma generating gas can be uniformly supplied to the surface of the substrate 7 to be processed, and high processing efficiency and uniform processing quality are realized. You.
【００５３】なお、図７に示すように、放電空間の外周
に円環状の整流部材３０を配置するようにしてもよい。
この整流部材３０は外側に位置するノズル９から噴射さ
れるガス流を均一な流れに整流する機能を有するもので
ある。図８（ａ）に示すノズル９から噴射されるガス流
（矢印ａで示す）は、そのままでは噴流状態の乱れた流
れであるが、図８（ｂ）に示す整流板３０を通過するこ
とにより噴流が整流されてより均一なガス流（矢印ｂで
示す）となって放電空間内に供給される。これにより、
被処理面へのプラズマ発生用ガスの供給がより均一に行
われ、処理品質を更に向上させることができる。As shown in FIG. 7, an annular rectifying member 30 may be arranged on the outer periphery of the discharge space.
The rectifying member 30 has a function of rectifying a gas flow injected from the nozzle 9 located outside to a uniform flow. The gas flow (indicated by an arrow a) injected from the nozzle 9 shown in FIG. 8A is a turbulent flow in a jet state as it is, but it passes through the straightening plate 30 shown in FIG. The jet is rectified and supplied to the discharge space as a more uniform gas flow (indicated by an arrow b). This allows
The plasma generation gas is more uniformly supplied to the surface to be processed, and the processing quality can be further improved.
【００５４】（実施の形態２）図９は本発明の実施の形
態２のプラズマ処理装置の断面図、図１０は同プラズマ
処理装置の平面図である。(Embodiment 2) FIG. 9 is a sectional view of a plasma processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 10 is a plan view of the plasma processing apparatus.
【００５５】図９に示すプラズマ処理装置は、図１に示
す実施の形態１のプラズマ処理装置において、マニホー
ルド１０Ａ，１０Ｂに接続されたノズル９の構成および
配置を変更したものであり、その他の部分については実
施の形態１と同様である。図９において、マニホールド
１０Ａには、プラズマ発生用ガスの供給専用の給気ノズ
ル９Ａが第１のバルブＶＡを介して噴射口を放電空間の
内部に向けて接続されており、マニホールド１０Ｂには
排気専用の排気ノズル９Ｂが第２のバルブＶＢを介して
吸入口を放電空間の内部に向けて接続されている。給気
ノズル９Ａと排気ノズル９Ｂは放電空間と同じ高さ位置
の側方に取り付けられており、放電空間を取り囲むよう
に等ピッチで配置している。第１のバルブＶＡ、第２の
バルブＶＢには、それぞれＶＡ１’〜ＶＡ１２’、ＶＢ
１’〜ＶＢ１２’の番号が付されている。The plasma processing apparatus shown in FIG. 9 is different from the plasma processing apparatus of the first embodiment shown in FIG. 1 in that the configuration and arrangement of nozzles 9 connected to manifolds 10A and 10B are changed. Is the same as in the first embodiment. In FIG. 9, an air supply nozzle 9A dedicated for supplying a plasma generating gas is connected to the manifold 10A with the injection port directed toward the inside of the discharge space via the first valve VA, and the manifold 10B has an exhaust port. A dedicated exhaust nozzle 9B is connected via a second valve VB with the suction port facing the inside of the discharge space. The air supply nozzle 9A and the exhaust nozzle 9B are attached to the side at the same height position as the discharge space, and are arranged at an equal pitch so as to surround the discharge space. The first valve VA and the second valve VB have VA1 'to VA12' and VB, respectively.
Numbers 1 ′ to VB12 ′ are assigned.
【００５６】図１０において、黒丸、白丸で示すバルブ
はそれぞれ開状態、閉状態にあるバルブを示している。
第１のバルブＶＡ１’、ＶＡ２’、ＶＢＡ’、第２のバ
ルブＶＢ７’、ＶＢ８’、ＶＢ９’を開状態にし、他の
バルブを全て閉じた状態でガス供給装置１１、排気用真
空ポンプ１３を駆動することにより、第１のバルブＶＡ
１’、ＶＡ２’、ＶＡ３’と接続された給気ノズル９Ａ
から放電空間に向ってガスが噴射されるとともに、第２
のバルブＶＢ７’、ＶＢ８’、ＶＢ９’と接続された排
気ノズル９Ｂから放電空間内のガスが吸引され、外部に
排気される。In FIG. 10, valves indicated by black circles and white circles indicate valves in an open state and a closed state, respectively.
The first valve VA1 ', VA2', VBA ', the second valve VB7', VB8 ', VB9' are opened, and the gas supply device 11 and the evacuation vacuum pump 13 are opened with all other valves closed. By driving, the first valve VA
Air supply nozzle 9A connected to 1 ', VA2', VA3 '
Gas is injected from the
The gas in the discharge space is sucked from the exhaust nozzle 9B connected to the valves VB7 ', VB8', and VB9 ', and is exhausted to the outside.
【００５７】すなわち、実施の形態１に示す例と同様
に、放電空間内にプラズマ発生用ガスが導入され、ガス
供給装置１１、排気用真空ポンプ２０、給気ノズル９
Ａ、排気ノズル９Ｂ、および第１のバルブＶＡ、第２の
バルブＶＢは、上下２つの電極間に挟まれた放電空間に
対して一方側からプラズマ発生用ガスを供給するととも
にこの放電空間内のプラズマ発生用ガスを一方側に対し
て放電空間を挟んだ他方側から排気するガス導入手段と
なっている。そしてこのガス導入手段は、放電空間の内
部に対して噴射口を向けて配置されたガス供給専用の複
数の給気ノズル９Ａと、放電空間の内部に対して吸入口
を向けて配置された排気専用の複数の排気ノズル９Ｂと
を備えたものとなっている。That is, similarly to the example shown in the first embodiment, the gas for plasma generation is introduced into the discharge space, and the gas supply device 11, the exhaust vacuum pump 20, and the air supply nozzle 9 are provided.
A, the exhaust nozzle 9B, the first bulb VA, and the second bulb VB supply a plasma generating gas from one side to a discharge space sandwiched between two upper and lower electrodes, and also supply the gas in the discharge space. It is a gas introducing means for exhausting the plasma generating gas from one side with the discharge space interposed between the other side. The gas introducing means includes a plurality of gas supply nozzles 9A dedicated to gas supply arranged with the injection port facing the inside of the discharge space, and the exhaust gas arranged with the suction port facing the inside of the discharge space. It has a plurality of exclusive exhaust nozzles 9B.
【００５８】そして、第１のバルブＶＡ、第２のバルブ
ＶＢの開閉を制御することにより、実施の形態１と同様
に給気ノズル９Ａからのガス供給の方向と排気ノズル９
Ｂからのガス排気の方向、すなわち放電空間内における
プラズマ発生用ガスの流れる方向を時間の経過とともに
変化させることができる。従って、制御装置２３および
スイッチング部２１は、複数の給気ノズル９Ａのうち少
なくとも１つの給気ノズル９Ａと、複数の排気ノズル９
Ｂのうちこの給気ノズル９Ａに対して放電空間を挟んだ
位置に配置された少なくとも一つの排気ノズル９Ｂとの
組み合わせを、時間の経過にしたがって切り換えること
により、放電空間内におけるプラズマ発生用ガスの流れ
を時間とともに変化させる変化手段となっている。By controlling the opening and closing of the first valve VA and the second valve VB, the direction of gas supply from the air supply nozzle 9A and the exhaust nozzle 9 are controlled in the same manner as in the first embodiment.
The direction of the gas exhaust from B, that is, the direction in which the plasma generating gas flows in the discharge space can be changed over time. Therefore, the control device 23 and the switching unit 21 are configured to control at least one of the plurality of supply nozzles 9A and the plurality of exhaust nozzles 9A.
B, the combination with at least one exhaust nozzle 9B disposed at a position sandwiching the discharge space with respect to the air supply nozzle 9A is switched over time, so that the plasma generating gas in the discharge space is changed. It is a means of changing the flow over time.
【００５９】ここで、給気ノズル９Ａからのプラズマ発
生用ガスの供給のための第１のバルブＶＡ、およびガス
排気のための第２のバルブＶＢの切り換えにおいては、
実施の形態１の図６に示す例と略同様の切り換えパター
ンが用いられる。本実施の形態２においては、同時に３
つの給気ノズル９Ａからガス供給が行われるため、ガス
供給時間を各バルブ開操作のインターバルの３倍に設定
する。Here, in switching between the first valve VA for supplying the plasma generating gas from the air supply nozzle 9A and the second valve VB for discharging the gas,
A switching pattern substantially similar to the example shown in FIG. 6 of the first embodiment is used. In the second embodiment, 3
Since gas is supplied from the two air supply nozzles 9A, the gas supply time is set to be three times the interval of each valve opening operation.
【００６０】このように、給気ノズル９Ａと排気ノズル
９Ｂを個別に設けることによっても実施の形態１に示す
例と同様に放電空間内におけるプラズマ発生用ガスの流
れを時間の経過とともに変化させることができる。そし
てこれにより放電空間内の各部に満遍なくガスが供給さ
れ、放電空間内に載置された処理対象基板７の表面の全
面にわたってプラズマ発生用のガスが均一に供給され
る。As described above, by separately providing the air supply nozzle 9A and the exhaust nozzle 9B, the flow of the plasma generating gas in the discharge space can be changed over time as in the example shown in the first embodiment. Can be. As a result, the gas is uniformly supplied to each part in the discharge space, and the gas for plasma generation is uniformly supplied over the entire surface of the processing target substrate 7 placed in the discharge space.
【００６１】[0061]
【発明の効果】本発明によれば、２つの電極で挟まれた
放電空間に対してこの空間の一方側からプラズマ発生用
ガスを供給するとともに放電空間内のプラズマ発生用ガ
スを一方側に対して放電空間を挟んだ他方側から排気し
て電極間にプラズマ発生用ガスを導入し、更に空間内に
おけるプラズマ発生用ガスの流れを変化させるようにし
たので、狭電極間距離・高放電圧力のプラズマ処理条件
においても均一なプラズマ発生用ガスの供給を行うこと
ができ、高い処理効率で均一なプラズマ処理が実現され
る。According to the present invention, a plasma generating gas is supplied from one side of a discharge space to a discharge space sandwiched between two electrodes, and the plasma generating gas in the discharge space is supplied to one side. To discharge the plasma from the other side of the discharge space, introduce the gas for plasma generation between the electrodes, and change the flow of the gas for plasma generation in the space. Even under the plasma processing conditions, a uniform plasma generation gas can be supplied, and uniform plasma processing can be realized with high processing efficiency.
【図１】本発明の実施の形態１のプラズマ処理装置の断
面図FIG. 1 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の形態１のプラズマ処理装置の平
面図FIG. 2 is a plan view of the plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施の形態１のプラズマ処理装置の制
御系のブロック図FIG. 3 is a block diagram of a control system of the plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention;
【図４】本発明の実施の形態１のプラズマ処理装置の平
面図FIG. 4 is a plan view of the plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施の形態１のプラズマエッチング処
理の工程説明図FIG. 5 is a process explanatory view of a plasma etching process according to the first embodiment of the present invention;
【図６】本発明の実施の形態１のプラズマエッチング処
理におけるバルブ開閉操作を示すタイミングチャートFIG. 6 is a timing chart showing a valve opening / closing operation in the plasma etching process according to the first embodiment of the present invention;
【図７】本発明の実施の形態１のプラズマ処理装置の部
分平面図FIG. 7 is a partial plan view of the plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention;
【図８】本発明の実施の形態１のプラズマ処理装置の部
分平面図FIG. 8 is a partial plan view of the plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図９】本発明の実施の形態２のプラズマ処理装置の断
面図FIG. 9 is a sectional view of a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の実施の形態２のプラズマ処理装置の
平面図FIG. 10 is a plan view of a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
３ 下部電極 ５ 処理室 ６ 上部電極 ７ 基板 ９ ノズル ９Ａ 給気ノズル ９Ｂ 排気ノズル １０Ａ，１０Ｂ マニホールド １１ ガス供給装置 １３ 排気用真空ポンプ １９ 高周波電源 ２１ スイッチング部 ２３ 制御装置 ＶＡ 第１のバルブ ＶＢ 第２のバルブ Reference Signs List 3 lower electrode 5 processing chamber 6 upper electrode 7 substrate 9 nozzle 9A air supply nozzle 9B exhaust nozzle 10A, 10B manifold 11 gas supply device 13 exhaust vacuum pump 19 high-frequency power supply 21 switching unit 23 control device VA first valve VB second The valve
フロントページの続き (72)発明者 岩井 哲博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K057 DA16 DB06 DD01 DE10 DE20 DM02 DM37 DM38 5F004 AA01 BA07 BB13 BB20 BB25 BB28 BC02 BC03 CA02 CA08Continued on the front page (72) Inventor Tetsuhiro Iwai 1006 Kazuma Kadoma, Kazuma, Osaka Prefecture F-term (reference) 4K057 DA16 DB06 DD01 DE10 DE20 DM02 DM37 DM38 5F004 AA01 BA07 BB13 BB20 BB25 BB28 BC02 BC03 CA02 CA08
Claims (17)
の少なくともいずれか一方にワークを配置し、前記２つ
の電極の間に高周波電圧を印加することにより前記２つ
の電極で挟まれた空間にプラズマを発生させてワークの
表面処理を行うプラズマ処理装置であって、前記２つの
電極で挟まれた空間に対して一方側からプラズマ発生用
ガスを供給するとともに前記空間内のプラズマ発生用ガ
スを前記一方側に対して前記空間を挟んだ他方側から排
気するガス導入手段と、前記ガス導入手段によるプラズ
マ発生用ガス供給位置と排気位置を変えることにより前
記空間内におけるプラズマ発生用ガスの流れる方向を変
化させる変化手段とを備えたことを特徴とするプラズマ
処理装置。A work is arranged on at least one of two electrodes arranged opposite to each other, and a high-frequency voltage is applied between the two electrodes, whereby a plasma is formed in a space sandwiched between the two electrodes. A plasma processing apparatus for performing surface treatment of a work by generating a plasma generation gas from one side to a space interposed between the two electrodes and supplying the plasma generation gas in the space to the space. Gas introduction means for exhausting from the other side sandwiching the space with respect to one side, and changing the direction of flow of the plasma generation gas in the space by changing the plasma generation gas supply position and the exhaust position by the gas introduction means. A plasma processing apparatus, comprising: a changing means for changing.
置されて前記空間の内部に開口を向けて配置された複数
のノズルを備えていることを特徴とする請求項１記載の
プラズマ処理装置。2. The plasma according to claim 1, wherein said gas introducing means includes a plurality of nozzles arranged on a side of said space and arranged with an opening directed inside said space. Processing equipment.
ブ及び第２のバルブを備え、それぞれのノズルは第１の
バルブを介して前記プラズマ発生用ガスを供給するガス
供給手段に接続され、第２のバルブを介して前記プラズ
マ発生用ガスを排気するガス排気手段に接続されている
ことを特徴とする請求項２記載のプラズマ処理装置。3. A plurality of nozzles each having a first valve and a second valve, each of which is connected to gas supply means for supplying the plasma generating gas via the first valve, 3. The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the plasma processing apparatus is connected to a gas exhaust unit that exhausts the plasma generation gas via a second valve.
プラズマ発生用ガスを供給する少なくとも１つのノズル
とこのノズルに対して前記空間を挟んだ位置にあって、
プラズマ発生用ガスを排気する少なくとも一つのノズル
との組み合わせを、時間の経過にしたがって切り換える
ことを特徴とする請求項２記載のプラズマ処理装置。4. The method according to claim 1, wherein the changing means includes at least one of the plurality of nozzles for supplying a plasma generating gas and a position sandwiching the space with respect to the nozzle.
3. The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein a combination with at least one nozzle for exhausting the plasma generation gas is switched over time.
の第１のバルブが開状態であるときに、第１のバルブが
閉状態の少なくとも１つのノズルの第２のバルブを開状
態にし、前記第１のバルブが開状態のノズルと前記第２
のバルブが開状態のノズルとの組み合わせを、時間の経
過にしたがって切り換えることを特徴とする請求項３記
載のプラズマ処理装置。5. The changing means opens a second valve of at least one nozzle with the first valve closed when the first valve of at least one nozzle is open. The nozzle with the first valve open and the second valve
4. The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein the combination with the nozzle whose valve is in the open state is switched over time.
射口を向けて配置されたプラズマ発生用ガス供給専用の
複数の給気ノズルと、前記空間の内部に吸入口を向けて
配置された排気専用の複数の排気ノズルとを備えている
ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。6. The gas introducing means is provided with a plurality of air supply nozzles dedicated to supply gas for plasma generation arranged with the injection port facing the inside of the space, and with the suction port facing the inside of the space. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising a plurality of exhaust nozzles dedicated to exhaust.
うち少なくとも１つの給気ノズルと、前記複数の排気ノ
ズルのうちこの給気ノズルに対して前記空間を挟んだ位
置に配置された少なくとも一つの排気ノズルとの組み合
わせを、時間の経過にしたがって切り換えることを特徴
とする請求項６記載のプラズマ処理装置。7. The changing means is disposed at a position sandwiching the space with respect to at least one of the plurality of air supply nozzles and the air supply nozzle among the plurality of exhaust nozzles. 7. The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein a combination with at least one exhaust nozzle is switched over time.
の少なくともいずれか一方にワークを配置し、前記２つ
の電極の間に高周波電圧を印加することにより前記２つ
の電極で挟まれた空間にプラズマを発生させてワークの
表面処理を行うプラズマ処理方法であって、前記２つの
電極で挟まれた空間に対して一方側からプラズマ発生用
ガスを供給するとともに前記空間内のプラズマ発生用ガ
スを前記一方側に対して前記空間を挟んだ他方側から排
気することにより前記空間内にプラズマ発生用ガスを一
方側から他方側に流し、この空間内におけるプラズマ発
生用ガスの流れる方向を時間の経過に従って変化させる
ことを特徴とするプラズマ処理方法。8. A work is arranged on at least one of two electrodes arranged to face each other, and a high frequency voltage is applied between the two electrodes, so that a plasma is formed in a space sandwiched between the two electrodes. A plasma processing method for performing a surface treatment of a workpiece by generating a plasma generation gas from one side to a space sandwiched between the two electrodes and supplying the plasma generation gas in the space. By exhausting the gas from one side to the other side, the gas for plasma generation flows into the space from one side to the other side by exhausting the space from the other side, and the flow direction of the gas for plasma generation in this space changes over time. A plasma processing method characterized by changing.
間の側方に配置されてこの空間の内部に開口を向けた複
数のノズルによって行われることを特徴とする請求項８
記載のプラズマ処理方法。9. The method according to claim 8, wherein the introduction of the plasma generating gas is performed by a plurality of nozzles arranged on the side of the space and having openings directed to the inside of the space.
The plasma processing method as described above.
して接続されたガス供給手段によってプラズマ発生用ガ
スを供給し、第２のバルブを介して接続されたガス排気
手段によってプラズマ発生用ガスを排気することを特徴
とする請求項９記載のプラズマ処理方法。10. A plasma generating gas is supplied to said plurality of nozzles by gas supply means connected via a first valve, and said plurality of nozzles are supplied by a gas exhaust means connected via a second valve. The plasma processing method according to claim 9, wherein the gas is exhausted.
ガスを供給する少なくとも１つのノズルと、このノズル
に対して前駆空間を挟んだ位置に配置されプラズマ発生
用ガスを排気する少なくとも１つのノズルとの組み合わ
せを時間の経過にしたがって切り換えることにより、前
記空間内におけるプラズマ発生用ガスの流れる方向を変
化させることを特徴とする請求項９記載のプラズマ処理
方法。11. At least one nozzle for supplying a plasma generating gas among the plurality of nozzles, and at least one nozzle disposed at a position sandwiching a precursor space with respect to the nozzle and exhausting the plasma generating gas. 10. The plasma processing method according to claim 9, wherein the direction in which the plasma generating gas flows in the space is changed by switching the combination of the combinations over time.
であるときに、第１のバルブが閉状態の少なくとも１つ
のノズルの第２のバルブを開状態にし、前記第１のバル
ブが開状態のノズルとと前記第２のバルブが開状態のノ
ズルとの組み合わせを、時間の経過にしたがって切り換
えることにより、前記空間内におけるプラズマ発生用ガ
スの流れる方向を変化させることを特徴とする請求項１
０記載のプラズマ処理方法。12. When at least one first valve is open, a second valve of at least one nozzle with the first valve closed is open, and the first valve is open. 2. A flow direction of a plasma generation gas in the space is changed by switching a combination of the nozzle and the nozzle in a state where the second valve is in an open state over time.
0. The plasma processing method according to item 0.
ガスの供給を所定のインターバルおよび順序で開始し、
各ノズルからの１回のガス供給時間は前記インターバル
の少なくとも２倍以上の時間であることを特徴とする請
求項１１記載のプラズマ処理方法。13. A supply of plasma generating gas from said plurality of nozzles is started at a predetermined interval and order,
The plasma processing method according to claim 11, wherein one gas supply time from each nozzle is at least twice as long as the interval.
および順序で開状態にし、前記第１のバルブの１回の開
時間は前記インターバルの少なくとも２倍以上の時間で
あることを特徴とする請求項１２記載のプラズマ処理方
法。14. The apparatus according to claim 1, wherein the first valve is opened in a predetermined interval and in a predetermined order, and a single opening time of the first valve is at least twice as long as the interval. Item 13. The plasma processing method according to Item 12.
空間の側方に配置されてこの空間の内部に噴射口を向け
たプラズマ発生用ガス供給専用の複数の給気ノズルによ
って前記空間内にプラズマ発生用ガスを噴射し、前記空
間の側方に配置されてこの空間の内部に吸入口を向けた
排気専用の複数の排気ノズルによって空間内のプラズマ
発生用ガスを排気することによって行われることを特徴
とする請求項８記載のプラズマ処理方法。15. The plasma generating gas is introduced into the space by a plurality of gas supply nozzles dedicated to supplying the plasma generating gas, which are disposed on the sides of the space and have injection ports directed toward the inside of the space. The process is performed by injecting a plasma generating gas and exhausting the plasma generating gas in the space by a plurality of exhaust nozzles dedicated to exhaust that are arranged on the side of the space and have an inlet directed to the inside of the space. The plasma processing method according to claim 8, wherein:
１つの給気ノズルと前記複数の排気ノズルのうちこの給
気ノズルに対して前記空間を挟んだ位置に配置された少
なくとも一つの排気ノズルとの組み合わせを時間の経過
にしたがって切り換えることにより、前記空間内におけ
るプラズマ発生用ガスの流れる方向を変化させることを
特徴とする請求項１５記載のプラズマ処理方法。16. At least one of the plurality of air supply nozzles and at least one of the plurality of exhaust nozzles disposed at a position sandwiching the space with respect to the air supply nozzle. 16. The plasma processing method according to claim 15, wherein the direction of flow of the plasma generating gas in the space is changed by switching the combination of the combinations over time.
生用ガスの供給を所定のインターバルおよび順序で開始
し、各給気ノズルからの１回のガス供給時間は前記イン
ターバルの少なくとも２倍以上の時間であることを特徴
とする請求項１６記載のプラズマ処理方法。17. The supply of plasma-generating gas from said plurality of air supply nozzles is started at a predetermined interval and in a predetermined order, and one gas supply time from each air supply nozzle is at least twice as long as said interval. 17. The plasma processing method according to claim 16, wherein the time is a time.
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