JP4189324B2 - Plasma processing method and apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、被処理物の表面の一部位にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法及び装置に関し、詳しくは、被処理物に線状部分を加工するプラズマ処理を行うプラズマ処理方法及び装置に関するものである。   The present invention relates to a plasma processing method and apparatus for performing plasma processing on a portion of the surface of an object to be processed, and more particularly to a plasma processing method and apparatus for performing plasma processing for processing a linear portion on an object to be processed. .

一般に、表面に薄膜が形成された基板に代表される被処理物にパターニング加工を行う場合、レジストプロセスが用いられる。その一例を図１３Ａ〜図１３Ｄに示す。
図１３Ａ〜図１３Ｄにおいて、まず、被処理物３７の表面に感光性レジスト３８を塗布する（図１３Ａ）。次に、露光機を用いて露光した後現像すると、レジスト３８が所望の形状にパターニングできる（図１３Ｂ）。そして、被処理物３７を真空容器内に載置し、真空容器内にプラズマを発生させ、レジスト３８をマスクとして被処理物３７をエッチング加工すると、被処理物３７の表面が所望の形状にパターニングされる（図１３Ｃ）。最後に、レジスト３８を酸素プラズマや有機溶剤などで除去することで、加工が完了する（図１３Ｄ）。
以上のようなレジストプロセスは、微細パターンを精度良く形成するのに適しているため、半導体などの電子デバイスの製造において重要な役割を果たすに至った。しかしながら、工程が複雑であるという欠点がある。
そこで、レジストプロセスを用いない新しい加工方法が検討されている。その一例として、図１３Ａに示すような１マイクロプラズマ源９９を搭載したプラズマ処理装置が提案されつつある。マイクロプラズマ源９９の概略構成は図１〜図３と同様であるため、図面の簡略化のため、以下、図１〜図３を使用してマイクロプラズマ源９９を説明する。 In general, when patterning is performed on an object typified by a substrate having a thin film formed on the surface, a resist process is used. An example thereof is shown in FIGS. 13A to 13D.
13A to 13D, first, a photosensitive resist 38 is applied to the surface of the workpiece 37 (FIG. 13A). Next, if it develops after exposing using an exposure machine, the resist 38 can be patterned to a desired shape (FIG. 13B). Then, the object to be processed 37 is placed in a vacuum container, plasma is generated in the vacuum container, and the object to be processed 37 is etched using the resist 38 as a mask, whereby the surface of the object to be processed 37 is patterned into a desired shape. (FIG. 13C). Finally, the resist 38 is removed with oxygen plasma or an organic solvent to complete the processing (FIG. 13D).
Since the resist process as described above is suitable for accurately forming a fine pattern, it has played an important role in the manufacture of electronic devices such as semiconductors. However, there is a drawback that the process is complicated.
Therefore, a new processing method that does not use a resist process has been studied. As an example, a plasma processing apparatus equipped with one microplasma source 99 as shown in FIG. 13A is being proposed. Since the schematic configuration of the microplasma source 99 is the same as that of FIGS. 1 to 3, the microplasma source 99 will be described below with reference to FIGS.

図１に、マイクロプラズマ源９９と同様なマイクロプラズマ源の分解図を示す。マイクロプラズマ源は、セラミック製の外側板１、内側板２及び３、外側板４から成り、外側板１及び４には、外側ガス流路５及び外側ガス噴出口６が設けられ、内側板２及び３には、内側ガス流路７及び内側ガス噴出口８が設けられている。内側ガス噴出口８から噴出するガスの原料ガスは、ガス供給装置により供給され、外側板１に設けられた内側ガス供給口９から、内側板２に設けられた貫通穴１０を介して、内側ガス流路７に導かれる。また、外側ガス噴出口６から噴出するガスの原料ガスは、ガス供給装置により供給され、外側板１に設けられた外側ガス供給口１１から、内側板２に設けられた貫通穴１２、内側板３に設けられた貫通穴１３を介して、外側ガス流路５に導かれる。高周波電力が印加される電極１４は、内側板２及び３に設けられた電極固定穴１５に挿入され、外側板１及び４に設けられた貫通穴１６を通して高周波電力供給のための配線と冷却が行われる。
図２に、マイクロプラズマ源９９と同様なマイクロプラズマ源を、ガス噴出口側から見た平面図を示す。外側板１、内側板２及び３、外側板４が設けられ、外側板１と内側板２の間と、内側板３と外側板４の間に外側ガス噴出口６が設けられ、内側板２及び３の間に内側ガス噴出口８が設けられている。
図３に、被処理物としての薄板１７及びマイクロプラズマ源９９と同様なマイクロプラズマ源を、薄板１７に垂直な面で切った断面を示す。マイクロプラズマ源は、セラミック製の外側板１、内側板２及び３、外側板４から成り、外側板１及び４には、外側ガス流路５及び外側ガス噴出口６が設けられ、内側板２及び３には、内側ガス流路７及び内側ガス噴出口８が設けられている。高周波電力が印加される電極１４には、外側板１及び４に設けられた貫通穴１６を通して高周波電力供給のための電源１８との配線や冷却が行われる。内側板２及び３は、その最下部がテーパー形状をなし、より微細な線状領域をプラズマ処理できるようになっている。なお、マイクロプラズマ源の開口部としての内側ガス噴出口８がなす微細線の太さは０．１ｍｍである。
このような構成のマイクロプラズマ源を搭載したプラズマ処理装置において、内側ガス噴出口からヘリウム（Ｈｅ）を、外側ガス噴出口から６フッ化硫黄（ＳＦ６）を供給しつつ、電極１４に高周波電力を供給することにより、シリコン製薄板１７表面の一部位としての微小な線状部分をエッチング処理することができる。これは、ヘリウムと６フッ化硫黄の大気圧近傍の圧力下における放電のしやすさの差（ヘリウムの方が格段に放電しやすい）を利用することで、ヘリウムが高濃度となる内側ガス噴出口８の近傍にのみマイクロプラズマを発生させることができるからである。このような構成については、例えば、未公開自社出願の特願２００２−２５４３２４号明細書に詳しく述べられている。
また、線方向にガスを流す方式が、例えば、未公開自社出願の特願２００２−３８１０３号明細書に述べられている。また、２つの電極間に電界を印加する方式について、特許文献１に述べられている。
特開平０９−４９０８３号公報 FIG. 1 shows an exploded view of a microplasma source similar to the microplasma source 99. The microplasma source includes a ceramic outer plate 1, inner plates 2 and 3, and an outer plate 4. The outer plates 1 and 4 are provided with an outer gas flow path 5 and an outer gas outlet 6. And 3 are provided with an inner gas passage 7 and an inner gas outlet 8. The source gas of the gas ejected from the inner gas outlet 8 is supplied by a gas supply device, and passes through the inner gas supply port 9 provided in the outer plate 1 through the through hole 10 provided in the inner plate 2 to the inner side. It is guided to the gas flow path 7. Further, the raw material gas of the gas ejected from the outer gas outlet 6 is supplied by a gas supply device, and from the outer gas supply port 11 provided in the outer plate 1, the through hole 12 provided in the inner plate 2, the inner plate. 3 is led to the outer gas flow path 5 through a through hole 13 provided in the outer wall 3. The electrode 14 to which the high frequency power is applied is inserted into the electrode fixing hole 15 provided in the inner plates 2 and 3, and wiring and cooling for supplying the high frequency power are performed through the through holes 16 provided in the outer plates 1 and 4. Done.
FIG. 2 is a plan view of a microplasma source similar to the microplasma source 99 as viewed from the gas ejection port side. An outer plate 1, inner plates 2 and 3, and an outer plate 4 are provided, and an outer gas outlet 6 is provided between the outer plate 1 and the inner plate 2 and between the inner plate 3 and the outer plate 4. And 3, an inner gas outlet 8 is provided.
FIG. 3 shows a cross section of a microplasma source similar to the thin plate 17 and the microplasma source 99 as an object to be processed, taken along a plane perpendicular to the thin plate 17. The microplasma source includes a ceramic outer plate 1, inner plates 2 and 3, and an outer plate 4. The outer plates 1 and 4 are provided with an outer gas flow path 5 and an outer gas outlet 6. And 3 are provided with an inner gas passage 7 and an inner gas outlet 8. The electrode 14 to which the high frequency power is applied is wired and cooled with a power source 18 for supplying high frequency power through a through hole 16 provided in the outer plates 1 and 4. The inner plates 2 and 3 have a tapered lowermost portion so that a finer linear region can be plasma-processed. The thickness of the fine line formed by the inner gas outlet 8 serving as the opening of the microplasma source is 0.1 mm.
In the plasma processing apparatus equipped with the microplasma source having such a configuration, high-frequency power is supplied to the electrode 14 while helium (He) is supplied from the inner gas outlet and sulfur hexafluoride (SF 6 ) is supplied from the outer gas outlet. Can be used to etch a minute linear portion as a portion of the surface of the silicon thin plate 17. This is because the difference in the ease of discharge between helium and sulfur hexafluoride under atmospheric pressure (helium is much easier to discharge) makes it possible to produce an inner gas jet that has a high concentration of helium. This is because microplasma can be generated only in the vicinity of the outlet 8. Such a configuration is described in detail, for example, in Japanese Patent Application No. 2002-254324 of an unpublished in-house application.
In addition, a method of flowing gas in the line direction is described in, for example, Japanese Patent Application No. 2002-38103, which is an unpublished company application. Patent Document 1 describes a method of applying an electric field between two electrodes.
JP 09-49083 A

しかしながら、上記プラズマ処理装置においては、加工面積が一定にならなかったり、処理残りが生じたり、逆に処理が過多となったりするという課題があった。とくに、マイクロプラズマ源９９と被処理物９７の相対位置を動かしながら処理する場合、処理速度がばらついていると、一定速度で動かしながら処理しても、加工線幅や処理結果が一様にならないという課題があった。
本発明は、上記課題に鑑み、一様な処理を行うことが可能なプラズマ処理方法及び装置を提供することを目的としている。 However, the above-described plasma processing apparatus has a problem that the processing area is not constant, processing remains, or processing is excessive. In particular, when processing is performed while moving the relative position of the microplasma source 99 and the workpiece 97, if the processing speed varies, the processing line width and processing result will not be uniform even if processing is performed at a constant speed. There was a problem.
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a plasma processing method and apparatus capable of performing uniform processing.

本願の第１発明のプラズマ処理方法は、被処理物の近傍に配置されたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に電力を供給することによりプラズマを発生させ、このプラズマによって生成された活性粒子を上記被処理物の一部位にのみ接触させて作用させつつ、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させながら、上記被処理物を加工するプラズマ処理方法であって、
上記プラズマを発生させるとき、線状のプラズマを発生させ、
上記被処理物に対して、上記線状のプラズマの線方向に上記プラズマ源を移動させて上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させながら、上記プラズマの発光強度をモニタリングした結果を、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置変化速度にフィードバックして上記被処理物の加工処理を行うことを特徴とする。
本願の第２発明のプラズマ処理方法は、被処理物の近傍に配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に電力を供給することによりプラズマを発生させ、このプラズマによって生成された活性粒子を上記被処理物の一部位にのみ接触させて作用させつつ、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させながら、上記被処理物を加工するプラズマ処理方法であって、
上記プラズマを発生させるとき、線状のプラズマを発生させ、
上記被処理物に対して、上記線状のプラズマの線方向に上記プラズマ源を移動させて上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させながら、上記電極又は上記被処理物に供給する電力、電圧、又は電流をモニタリングした結果を、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置変化速度にフィードバックして上記被処理物の加工処理を行うことを特徴とする。
本願の第３発明のプラズマ処理方法は、被処理物の近傍に配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に整合回路を介して高周波電力を供給することによりプラズマを発生させ、このプラズマによって生成された活性粒子を上記被処理物の一部位にのみ接触させて作用させつつ、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させながら、上記被処理物を加工するプラズマ処理方法であって、
上記プラズマを発生させるとき、線状のプラズマを発生させ、
上記被処理物に対して、上記線状のプラズマの線方向に上記プラズマ源を移動させて上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させながら、上記整合回路内の可変リアクタンス素子の値をモニタリングした結果を、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置変化速度にフィードバックして上記被処理物の加工処理を行うことを特徴とする。
本願の第４発明のプラズマ処理装置は、線状の開口部を有し、かつ、電極が設けられ、被処理物の表面の一部位にのみ接触させる線状のプラズマを発生させるプラズマ源と、
上記プラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、
上記電極又は上記被処理物に電力を供給する電源と、
上記被処理物に対して、上記線状のプラズマの線方向に上記プラズマ源を移動させて上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させる機構と、
上記プラズマの発光強度をモニタリングする発光モニタと、
上記発光強度をモニタリングした結果を、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置変化速度にフィードバックする機構とを備えることを特徴とする。
本願の第５発明のプラズマ処理装置は、線状の開口部を有し、かつ、電極が設けられ、被処理物の表面の一部位にのみ接触させる線状のプラズマを発生させるプラズマ源と、
上記プラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、
上記電極又は上記被処理物に電力を供給する電源と、
上記被処理物に対して、上記線状のプラズマの線方向に上記プラズマ源を移動させて上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させる機構と、
電力、電圧、又は電流をモニタリングする電力、電圧、又は電流モニタと、
電力、電圧、又は電流をモニタリングした結果を、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置変化速度にフィードバックする機構とを備えることを特徴とする。
本願の第６発明のプラズマ処理装置は、線状の開口部を有し、かつ、被処理物の表面の一部位にのみ接触させる線状のプラズマを発生させるプラズマ源と、
上記プラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、
上記電極又は上記被処理物に整合回路を介して高周波電力を供給する電源と、
上記被処理物に対して、上記線状のプラズマの線方向に上記プラズマ源を移動させて上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させる機構と、
上記整合回路内の可変リアクタンス素子の値をモニタリングする機構と、
上記可変リアクタンス素子の値をモニタリングした結果を、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置変化速度にフィードバックする機構とを備えることを特徴とする。 In the plasma processing method of the first invention of the present application, plasma is supplied by supplying power to an electrode provided in the plasma source or the object to be processed while supplying a gas to a plasma source disposed in the vicinity of the object to be processed. And the active particles generated by the plasma are brought into contact with only one portion of the object to be processed and the relative position between the plasma source and the object to be processed is changed, and the object to be processed is changed. A plasma processing method for processing,
When generating the plasma, a linear plasma is generated,
The result of monitoring the emission intensity of the plasma while moving the plasma source in the linear direction of the linear plasma to change the relative position between the plasma source and the object to be processed. The processing object is processed by feeding back to the relative position change speed between the plasma source and the object to be processed .
The plasma processing method of the second aspect of the present gun, while supplying a gas to the plasma source is arranged in the vicinity of the workpiece, by supplying power to the electrode or the object to be treated provided in the plasma source While generating plasma, the active particles generated by this plasma are allowed to contact only one part of the object to be processed, and the relative position between the plasma source and the object to be processed is changed. A plasma processing method for processing
When generating the plasma, a linear plasma is generated,
The plasma source is moved in the linear direction of the linear plasma with respect to the object to be processed, and the relative position between the plasma source and the object to be processed is changed and supplied to the electrode or the object to be processed. The result of monitoring the power, voltage, or current is fed back to the relative position change speed between the plasma source and the workpiece, and the workpiece is processed .
The plasma processing method of the third aspect of the present gun, while supplying a gas to the plasma source is arranged in the vicinity of the object, through a matching circuit to the electrode or the object to be treated provided in the plasma source RF The plasma is generated by supplying electric power, and the active particles generated by the plasma are allowed to contact only one part of the object to be processed, and the relative position between the plasma source and the object to be processed is changed. However, a plasma processing method for processing the object to be processed,
When generating the plasma, a linear plasma is generated,
The value of the variable reactance element in the matching circuit is changed while moving the plasma source in the linear direction of the linear plasma to change the relative position of the plasma source and the workpiece. The result of monitoring is fed back to the relative position change speed between the plasma source and the object to be processed, and the object to be processed is processed .
The plasma processing apparatus of the fourth aspect of the present gun has a linear opening portion, electrodes are provided, a plasma source for generating linear plasma is brought into contact with one site only of the surface of the workpiece ,
A gas supply device for supplying gas to the plasma source;
A power source for supplying power to the electrode or the workpiece;
A mechanism for moving the plasma source in the linear direction of the linear plasma relative to the object to be processed to change a relative position between the plasma source and the object to be processed;
A light emission monitor for monitoring the light emission intensity of the plasma;
And a mechanism for feeding back a result of monitoring the emission intensity to a relative position change speed of the plasma source and the workpiece .
The plasma processing apparatus of the fifth aspect of the present gun has a linear opening portion, electrodes are provided, a plasma source for generating linear plasma is brought into contact with one site only of the surface of the workpiece ,
A gas supply device for supplying gas to the plasma source;
A power source for supplying power to the electrode or the workpiece;
A mechanism for moving the plasma source in the linear direction of the linear plasma relative to the object to be processed to change a relative position between the plasma source and the object to be processed;
A power, voltage, or current monitor that monitors power, voltage, or current;
And a mechanism for feeding back a result of monitoring electric power, voltage, or current to a relative position change speed of the plasma source and the workpiece .
The plasma processing apparatus of the sixth aspect of the present gun has a linear opening, and a plasma source for generating linear plasma is brought into contact with one site only of the surface of the workpiece,
A gas supply device for supplying gas to the plasma source;
A power supply for supplying high-frequency power to the electrode or the workpiece through a matching circuit;
A mechanism for moving the plasma source in the linear direction of the linear plasma relative to the object to be processed to change a relative position between the plasma source and the object to be processed;
A mechanism for monitoring the value of the variable reactance element in the matching circuit;
And a mechanism for feeding back a result of monitoring the value of the variable reactance element to a relative position change speed of the plasma source and the workpiece.

以上の説明から明らかなように、本願の第１発明のプラズマ処理方法によれば、被処理物の近傍に配置されたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に電力を供給することによりプラズマを発生させ、このプラズマによって生成された活性粒子を上記被処理物の一部位に作用させつつ、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させながら、上記被処理物を加工するプラズマ処理方法であって、上記プラズマの発光強度をモニタリングした結果を、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置変化速度にフィードバックして上記被処理物の加工処理を行うため、一様な処理を行うことができる。
また、本願の第２発明のプラズマ処理方法によれば、被処理物の近傍に配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に電力を供給することによりプラズマを発生させ、このプラズマによって生成された活性粒子を上記被処理物の一部位に作用させつつ、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させながら、上記被処理物を加工するプラズマ処理方法であって、上記電極又は上記被処理物に供給する電力、電圧、又は電流をモニタリングした結果を、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置変化速度にフィードバックして上記被処理物の加工処理を行うため、一様な処理を行うことができる。
また、本願の第３発明のプラズマ処理方法によれば、被処理物の近傍に配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に整合回路を介して高周波電力を供給することによりプラズマを発生させ、このプラズマによって生成された活性粒子を上記被処理物の一部位に作用させつつ、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させながら、上記被処理物を加工するプラズマ処理方法であって、上記整合回路内の可変リアクタンス素子の値をモニタリングした結果を、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置変化速度にフィードバックして上記被処理物の加工処理を行うため、一様な処理を行うことができる。
また、本願の第４発明のプラズマ処理装置によれば、電極が設けられ、被処理物の表面の一部位にプラズマを発生させるプラズマ源と、上記プラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、上記電極又は上記被処理物に電力を供給する電源と、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させる機構と、上記プラズマの発光強度をモニタリングする発光モニタと、上記発光強度をモニタリングした結果を、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置変化速度にフィードバックする機構とを備えるため、一様な処理を行うことができる。
また、本願の第５発明のプラズマ処理装置によれば、電極が設けられ、被処理物の表面の一部位にプラズマを発生させるプラズマ源と、上記プラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、上記電極又は上記被処理物に電力を供給する電源と、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させる機構と、電力、電圧、又は電流をモニタリングする電力、電圧、又は電流モニタと、電力、電圧、又は電流をモニタリングした結果を、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置変化速度にフィードバックする機構とを備えるため、一様な処理を行うことができる。
また、本願の第６発明のプラズマ処理装置によれば、被処理物の表面の一部位にプラズマを発生させるプラズマ源と、上記プラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、
上記電極又は上記被処理物に整合回路を介して高周波電力を供給する電源と、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させる機構と、上記整合回路内の可変リアクタンス素子の値をモニタリングする機構と、上記可変リアクタンス素子の値をモニタリングした結果を、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置変化速度にフィードバックする機構とを備えるため、一様な処理を行うことができる。
As apparent from the above description, according to the plasma processing method of the first invention of the present patent application, while supplying gas to the plasma source disposed in the vicinity of the object, or an electrode provided in the plasma source The plasma is generated by supplying electric power to the object to be processed, and the active particles generated by the plasma act on one part of the object to be processed, and the relative position between the plasma source and the object to be processed is changed. In the plasma processing method of processing the object to be processed, the result of monitoring the emission intensity of the plasma is fed back to the relative position change speed between the plasma source and the object to be processed. Since processing is performed, uniform processing can be performed .
Also, according to the plasma processing method of the second aspect of the present invention, while supplying a gas to the plasma source is arranged in the vicinity of the object, the power to the electrode or the object to be treated provided in the plasma source The plasma is generated by supplying the active particles generated by the plasma to one part of the material to be processed, and the relative position between the plasma source and the material to be processed is changed. A method of processing a plasma, wherein the result of monitoring the power, voltage, or current supplied to the electrode or the object to be processed is fed back to the relative position change speed between the plasma source and the object to be processed. Since the processing of the workpiece is performed, uniform processing can be performed .
Also, according to the plasma processing method of the third aspect of the present invention, while supplying a gas to the plasma source is arranged in the vicinity of the object to be processed, matching circuit electrodes or the object to be treated provided in the plasma source The plasma is generated by supplying high-frequency power through the active material, and the active particles generated by the plasma act on one part of the object to be processed, and the relative position between the plasma source and the object to be processed is changed. However, in the plasma processing method for processing the workpiece, the result of monitoring the value of the variable reactance element in the matching circuit is fed back to the relative position change speed between the plasma source and the workpiece. Since the processing of the workpiece is performed, uniform processing can be performed .
Also, according to the plasma processing apparatus of the fourth aspect of the invention, electrodes are provided, a plasma source for generating plasma in one site of the surface of the workpiece, and a gas supply device for supplying gas to the plasma source A power source for supplying power to the electrode or the object to be processed, a mechanism for changing a relative position between the plasma source and the object to be processed, a light emission monitor for monitoring the light emission intensity of the plasma, and monitoring the light emission intensity. Since a mechanism for feeding back the result to the relative position change speed of the plasma source and the workpiece is provided, uniform processing can be performed .
Also, according to the plasma processing apparatus of the fifth aspect of the invention, electrodes are provided, a plasma source for generating plasma in one site of the surface of the workpiece, and a gas supply device for supplying gas to the plasma source A power source for supplying power to the electrode or the object to be processed, a mechanism for changing a relative position between the plasma source and the object to be processed, and a power, voltage, or current monitor for monitoring the power, voltage, or current; In addition, since a mechanism for feeding back the result of monitoring the power, voltage, or current to the plasma source and the relative position change speed of the object to be processed is provided, uniform processing can be performed .
Also, according to the plasma processing apparatus of the sixth aspect of the present invention, a plasma source for generating plasma in one site of the surface of the workpiece, and a gas supply device for supplying gas to the plasma source,
A power source for supplying high-frequency power to the electrode or the object to be processed through a matching circuit, a mechanism for changing the relative position of the plasma source and the object to be processed, and a value of a variable reactance element in the matching circuit are monitored. And a mechanism for feeding back the result of monitoring the value of the variable reactance element to the relative position change speed of the plasma source and the object to be processed, so that uniform processing can be performed.

（第１実施形態）   (First embodiment)

以下、本発明の第１実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図１〜図４を参照して説明する。   The plasma processing apparatus and method according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図１に、第１実施形態にかかるプラズマ処理装置の、形成すべき線方向に横長のマイクロプラズマ源１９の分解図を示す。図２に、マイクロプラズマ源１９を、ガス噴出口側から見た平面図を示す。図３に、接地された被処理物の一例としての薄板１７、及びマイクロプラズマ源１９を、薄板１７に垂直な面で切った断面を示す。   FIG. 1 shows an exploded view of a microplasma source 19 that is horizontally long in the line direction to be formed in the plasma processing apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 shows a plan view of the microplasma source 19 as seen from the gas outlet side. FIG. 3 shows a cross section of the thin plate 17 as an example of the grounded workpiece and the microplasma source 19 taken along a plane perpendicular to the thin plate 17.

マイクロプラズマ源１９は、セラミック製の矩形の外側板１、矩形の内側板２及び３、矩形の外側板４から成り、外側板１及び４には、それぞれ、Ｌ字状の外側ガス流路５及び矩形の外側ガス噴出口６が設けられ、内側板２及び３には、それぞれ、Ｌ字状の内側ガス流路７及び矩形の内側ガス噴出口８が設けられている。すなわち、外側板１、内側板２及び３、外側板４が設けられ、外側板１と内側板２の間と、内側板３と外側板４の間に外側ガス噴出口６が設けられ、内側板２及び３の間に内側ガス噴出口８が設けられている。   The microplasma source 19 includes a ceramic rectangular outer plate 1, rectangular inner plates 2 and 3, and a rectangular outer plate 4. The outer plates 1 and 4 have L-shaped outer gas flow paths 5 respectively. A rectangular outer gas outlet 6 is provided, and an L-shaped inner gas flow path 7 and a rectangular inner gas outlet 8 are provided in the inner plates 2 and 3, respectively. That is, the outer plate 1, the inner plates 2 and 3, and the outer plate 4 are provided, and the outer gas outlet 6 is provided between the outer plate 1 and the inner plate 2 and between the inner plate 3 and the outer plate 4. An inner gas outlet 8 is provided between the plates 2 and 3.

内側ガス噴出口８から噴出するガスの原料ガスは、外側板１に設けられかつ外部の内側ガス供給装置５１に接続された内側ガス供給口９から、内側板２に設けられた貫通穴１０を介して、内側板２の内側ガス流路７とそれに対向する内側板３の内側ガス流路７に導かれる。   The raw material gas of the gas ejected from the inner gas outlet 8 passes through the through hole 10 provided in the inner plate 2 from the inner gas supply port 9 provided in the outer plate 1 and connected to the outer inner gas supply device 51. Via the inner gas flow path 7 of the inner plate 2 and the inner gas flow path 7 of the inner plate 3 facing it.

また、外側ガス噴出口６から噴出するガスの原料ガスは、外側板１に設けられかつ外部の外側ガス供給装置５０に接続された外側ガス供給口１１から外側板１の外側ガス流路５に導かれる一方、内側板２に設けられた貫通穴１２、内側板３に設けられた貫通穴１３を介して、外側板４の外側ガス流路５に導かれる。内側ガス供給装置５１と外側ガス供給装置５０は、後述する、制御装置１２７により動作制御される。
高周波電力が印加される横長の矩形の電極１４は、内側板２及び３に設けられた横長の矩形の電極固定穴１５に挿入され、外側板１及び４に設けられた横長の矩形の貫通穴１６を通して高周波電力供給のための電源１８との高周波電力供給のための配線と冷却が行われる。高周波電力供給のための電源１８は、後述する、制御装置１２７により動作制御される。
内側板２及び３は、その最下部がテーパー形状をなし、より微細な線状領域をプラズマ処理できるようになっている。なお、マイクロプラズマ源１９の開口部としての内側ガス噴出口８がなす微細線の太さは０．１ｍｍである。
このような構成のマイクロプラズマ源１９を搭載したプラズマ処理装置において、内側ガス噴出口８からヘリウム（Ｈｅ）を、外側ガス噴出口６から６フッ化硫黄（ＳＦ6）を供給しつつ、電極１４に高周波電力を供給することにより、シリコン製薄板１７の微小な線状部分をエッチング処理することができる。これは、ヘリウムと６フッ化硫黄の大気圧近傍の圧力下における放電のしやすさの差（ヘリウムの方が格段に放電しやすい。）を利用することで、ヘリウムが高濃度となる内側ガス噴出口８の近傍にのみ線状マイクロプラズマを発生させることができるからである。 Further, the raw material gas of the gas ejected from the outer gas outlet 6 passes from the outer gas supply port 11 provided in the outer plate 1 and connected to the outer gas supply device 50 to the outer gas flow path 5 of the outer plate 1. On the other hand, it is led to the outer gas flow path 5 of the outer plate 4 through the through hole 12 provided in the inner plate 2 and the through hole 13 provided in the inner plate 3. The operation of the inner gas supply device 51 and the outer gas supply device 50 is controlled by a control device 127 described later.
A horizontally long rectangular electrode 14 to which high-frequency power is applied is inserted into a horizontally long rectangular electrode fixing hole 15 provided in the inner plates 2 and 3, and a horizontally long rectangular through hole provided in the outer plates 1 and 4. Wiring and cooling for high-frequency power supply with a power source 18 for high-frequency power supply through 16 are performed. The operation of the power source 18 for supplying high-frequency power is controlled by a control device 127 described later.
The inner plates 2 and 3 have a tapered lowermost portion so that a finer linear region can be plasma-processed. The thickness of the fine line formed by the inner gas outlet 8 as the opening of the microplasma source 19 is 0.1 mm.
In the plasma processing apparatus equipped with the microplasma source 19 having such a configuration, the electrode 14 is supplied while helium (He) is supplied from the inner gas outlet 8 and sulfur hexafluoride (SF 6 ) is supplied from the outer gas outlet 6. By supplying high-frequency power to, a minute linear portion of the silicon thin plate 17 can be etched. This is because the inner gas in which helium has a high concentration can be obtained by utilizing the difference in easiness of discharge between helium and sulfur hexafluoride near atmospheric pressure (helium is much easier to discharge). This is because linear microplasma can be generated only in the vicinity of the jet port 8.

図４は、本発明の第１実施形態において用いたプラズマ処理装置の構成を示す斜視図である。図４において、被処理物の一例としての薄板１７とプラズマ源１９が対向して配置され、薄板１７とプラズマ源１９間に微細な線状プラズマ２１が発生し、薄板１７上の微細な線状部分をプラズマ処理することができる。プラズマの発光強度をモニタリングする発光モニタ１２１と、発光強度をモニタリングした結果に基づいてプラズマ処理の終点検出を行うための終点検出器１２２が設けられている。
このようなプラズマ源１９は数Ｐａから数気圧まで動作可能であるが、典型的には１００００Ｐａから３気圧程度の範囲の圧力で動作する。とくに、大気圧付近での動作は、厳重な密閉構造や特別な排気装置が不要であるとともに、プラズマや活性粒子の拡散が適度に抑制されるため、特に好ましい。
このような構成のプラズマ処理装置においてプラズマ処理を行うことにより、所定の時間に渡ってプラズマ処理を行う従来方法とは異なり、加工面積が一定となるようなプラズマ処理を実現することができる。また、処理残りが生じたり、逆に処理が過多となったりするようなこともない。すなわち、一様なプラズマ処理を行うことができるようになる。これは、プラズマ処理の状態変化に伴って、発光モニタリング値が変化することを利用するものである。例えば、エッチング処理では、薄板１７上の薄膜がエッチングにより消失すると、薄膜に含まれていた元素に特有の発光が見られなくなり、発光強度が変化する。
或いは、活性粒子中のエッチャントに特有の発光が増加し、発光強度が変化する。膜付け処理においては、薄板１７上に薄膜が堆積すると、薄板１７表面の光の反射率が変化し、発光強度が変化する。終点検出を行うための具体的方法としては、プラズマの発光強度を処理時間で積分した値が所定の値になった時点を終点としてもよいし、発光強度が変化した時点を終点としてもよい。また、図５に示すように、所定の波長の発光強度をモニタリングするためのフィルタ４２７を介して、薄膜に含まれていた元素に特有の発光、又は、活性粒子中のエッチャントに特有の発光を狙ってモニタリングを行うことで、より正確な終点検出が可能となる。 FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the plasma processing apparatus used in the first embodiment of the present invention. In FIG. 4, a thin plate 17 as an example of an object to be processed and a plasma source 19 are disposed so as to face each other, and a fine linear plasma 21 is generated between the thin plate 17 and the plasma source 19. The part can be plasma treated. A light emission monitor 121 for monitoring the light emission intensity of plasma and an end point detector 122 for detecting the end point of plasma processing based on the result of monitoring the light emission intensity are provided.
Such a plasma source 19 can operate from several Pa to several atmospheres, but typically operates at a pressure in the range of about 10,000 Pa to 3 atmospheres. In particular, operation near atmospheric pressure is particularly preferable because a strict sealing structure and a special exhaust device are not required, and diffusion of plasma and active particles is moderately suppressed.
By performing plasma processing in the plasma processing apparatus having such a configuration, unlike the conventional method in which plasma processing is performed for a predetermined time, it is possible to realize plasma processing in which the processing area is constant. Further, there is no case where processing remains, or conversely, excessive processing occurs. That is, uniform plasma processing can be performed. This utilizes the fact that the emission monitoring value changes as the state of plasma processing changes. For example, in the etching process, when the thin film on the thin plate 17 disappears due to etching, light emission peculiar to the element contained in the thin film is not seen, and the light emission intensity changes.
Alternatively, light emission specific to the etchant in the active particles increases and the light emission intensity changes. In the film forming process, when a thin film is deposited on the thin plate 17, the light reflectance on the surface of the thin plate 17 changes, and the light emission intensity changes. As a specific method for detecting the end point, the end point may be a time point at which the value obtained by integrating the light emission intensity of the plasma with the processing time becomes a predetermined value, or the end point may be a time point when the light emission intensity changes. Further, as shown in FIG. 5, light emission peculiar to the element contained in the thin film or light emission peculiar to the etchant in the active particle is passed through the filter 427 for monitoring the light emission intensity of the predetermined wavelength. By monitoring the target, it is possible to detect the end point more accurately.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図６を参照して説明する。図６においては、プラズマ源１９を保持する一対のブラケット２２が、レール１２５に噛み合わされたリニアスライダ１２６に連結されており、プラズマ源１９に薄板１７の表面に平行な向きの運動を加えることによって、薄板１７上に長い細線状の処理を施すことが可能となっている。つまり、プラズマ源１９と被処理物の相対位置を変化させる機構が設けられており、さらに、プラズマの発光強度をモニタリングする発光モニタ１２１が設けられ、発光強度をモニタリングした結果に基づいて、制御装置１２７でリニアスライダ１２６の制御量を変化させ、プラズマ源１９と被処理物の相対位置変化速度にフィードバックして、より正確な位置変化速度制御が可能となっている。
このような構成のプラズマ処理装置においてプラズマ処理を行うことにより、所定の位置変化速度をもってプラズマ処理を行う従来方法とは異なり、加工線幅が一定となるようなプラズマ処理が実現できる。また、処理残りが生じたり、逆に処理が過多となったりするようなこともない。すなわち、一様なプラズマ処理を行うことができるようになる。これは、プラズマ処理の状態変化に伴って、発光モニタリング値が変化することを利用するものである。なお、所定の波長の発光強度をモニタリングするためのフィルタを介して、薄膜に含まれていた元素に特有の発光、又は、活性粒子中のエッチャントに特有の発光を狙ってモニタリングを行うことで、より正確な位置変化速度制御が可能となる。 (Second Embodiment)
Next, a plasma processing apparatus and method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 6, a pair of brackets 22 holding the plasma source 19 are connected to a linear slider 126 meshed with a rail 125, and by applying a motion in a direction parallel to the surface of the thin plate 17 to the plasma source 19. The thin plate 17 can be subjected to a long thin line process. That is, a mechanism for changing the relative position between the plasma source 19 and the object to be processed is provided, and further, a light emission monitor 121 for monitoring the light emission intensity of the plasma is provided, and the control device is based on the result of monitoring the light emission intensity. In 127, the control amount of the linear slider 126 is changed and fed back to the relative position change speed of the plasma source 19 and the object to be processed, thereby enabling more accurate position change speed control.
By performing plasma processing in the plasma processing apparatus having such a configuration, unlike the conventional method in which plasma processing is performed at a predetermined position change speed, plasma processing with a constant processing line width can be realized. Further, there is no case where processing remains, or conversely, excessive processing occurs. That is, uniform plasma processing can be performed. This utilizes the fact that the emission monitoring value changes as the state of plasma processing changes. In addition, through a filter for monitoring the emission intensity of a predetermined wavelength, by monitoring for emission specific to the element contained in the thin film, or emission specific to the etchant in the active particle, More accurate position change speed control becomes possible.

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図７を参照して説明する。図７においては、電極１４に供給される高周波電流をモニタリングする電流モニタ１２８が設けられており、電流をモニタリングした結果に基づいてプラズマ処理の終点検出を行うための終点検出器１２２が設けられている。
このような構成のプラズマ処理装置においてプラズマ処理を行うことにより、所定の時間に渡ってプラズマ処理を行う従来方法とは異なり、加工面積が一定となるようなプラズマ処理が実現できる。また、処理残りが生じたり、逆に処理が過多となったりするようなこともない。すなわち、一様なプラズマ処理を行うことができるようになる。これは、プラズマ処理の状態変化に伴って、電流モニタリング値が変化することを利用するものである。例えば、エッチング処理では、薄板１７上の薄膜がエッチングにより消失すると、プラズマのインピーダンスが変化し、一定の電力を供給している場合でも、電流値が変化する。膜付け処理においては、薄板１７上に薄膜が堆積すると、プラズマのインピーダンスが変化し、一定の電力を供給している場合でも、電流値が変化する。終点検出を行うための具体的方法としては、電流を処理時間で積分した値が所定の値になった時点を終点としてもよいし、電流が変化した時点を終点としてもよい。
また、所定の高調波をモニタリングするためのフィルタを介して、電流をモニタリングすることで、より正確な終点検出が可能となる場合がある。また、一定電力で処理を行いつつ、電圧値又は電流値をモニタリングしてもよいし、一定電圧で電力値又は電流値をモニタリングしてもよい。 (Third embodiment)
Next, a plasma processing apparatus and method according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 7, a current monitor 128 for monitoring the high-frequency current supplied to the electrode 14 is provided, and an end point detector 122 for detecting the end point of the plasma processing based on the result of monitoring the current is provided. Yes.
By performing plasma processing in the plasma processing apparatus having such a configuration, unlike the conventional method in which plasma processing is performed for a predetermined time, plasma processing with a constant processing area can be realized. Further, there is no case where processing remains, or conversely, excessive processing occurs. That is, uniform plasma processing can be performed. This utilizes the fact that the current monitoring value changes as the state of plasma processing changes. For example, in the etching process, when the thin film on the thin plate 17 disappears due to etching, the impedance of the plasma changes, and the current value changes even when constant power is supplied. In the film deposition process, when a thin film is deposited on the thin plate 17, the impedance of the plasma changes, and the current value changes even when constant power is supplied. As a specific method for detecting the end point, the end point may be a time point when the value obtained by integrating the current with the processing time becomes a predetermined value, or the end point may be the time point when the current changes.
In addition, by monitoring the current through a filter for monitoring a predetermined harmonic, it may be possible to detect the end point more accurately. Further, the voltage value or the current value may be monitored while performing the process with a constant power, or the power value or the current value may be monitored with a constant voltage.

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図８を参照して説明する。図８においては、プラズマ源１９を保持する一対のブラケット２２が、レール１２５に噛み合わされたリニアスライダ１２６に連結されており、プラズマ源１９に薄板１７の表面に平行な向きの運動を加えることによって、薄板１７上に長い微細線状の処理を施すことが可能となっている。つまり、プラズマ源と被処理物の相対位置を変化させる機構が設けられており、さらに、電極１４に供給される高周波電流をモニタリングする電流モニタ１２８が設けられ、電流値をモニタリングした結果に基づいて、制御装置１２７でリニアスライダ１２６の制御量を変化させ、プラズマ源１９と被処理物の相対位置変化速度にフィードバックしてより正確な位置変化速度制御が可能となっている。
このような構成のプラズマ処理装置においてプラズマ処理を行うことにより、所定の位置変化速度をもってプラズマ処理を行う従来方法とは異なり、加工線幅が一定となるようなプラズマ処理が実現できる。また、処理残りが生じたり、逆に処理が過多となったりするようなこともない。すなわち、一様なプラズマ処理を行うことができるようになる。これは、プラズマ処理の状態変化に伴って、電流モニタリング値が変化することを利用するものである。なお、図９に示すように、所定の高調波をモニタリングするためのフィルタ１２９を介してモニタリングを行うことで、より正確な位置変化速度制御が可能となる場合がある。また、一定電力でプラズマ処理を行いつつ、電圧値又は電流値をモニタリングしてもよいし、一定電圧で電力値又は電流値をモニタリングしてもよい。 (Fourth embodiment)
Next, a plasma processing apparatus and method according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 8, a pair of brackets 22 holding the plasma source 19 are connected to a linear slider 126 meshed with a rail 125, and by applying a motion in a direction parallel to the surface of the thin plate 17 to the plasma source 19. The thin plate 17 can be subjected to long fine line processing. That is, a mechanism for changing the relative position between the plasma source and the workpiece is provided, and further, a current monitor 128 for monitoring the high-frequency current supplied to the electrode 14 is provided, and based on the result of monitoring the current value. The control device 127 changes the control amount of the linear slider 126 and feeds back to the relative position change speed of the plasma source 19 and the object to be processed, thereby enabling more accurate position change speed control.
By performing plasma processing in the plasma processing apparatus having such a configuration, unlike the conventional method in which plasma processing is performed at a predetermined position change speed, plasma processing with a constant processing line width can be realized. Further, there is no case where processing remains, or conversely, excessive processing occurs. That is, uniform plasma processing can be performed. This utilizes the fact that the current monitoring value changes as the state of plasma processing changes. In addition, as shown in FIG. 9, more accurate position change speed control may be possible by performing monitoring through a filter 129 for monitoring predetermined harmonics. Further, the voltage value or the current value may be monitored while performing plasma treatment with a constant power, or the power value or the current value may be monitored with a constant voltage.

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図１０を参照して説明する。図１０においては、電源１８から、整合回路を構成する可変リアクタンス素子の一例としての可変コンデンサ１３０及び１３１を介して、電極１４に高周波電力が供給される。可変コンデンサ１３０及び１３１の値がモニタリングされ、可変コンデンサ値をモニタリングした結果に基づいてプラズマ処理の終点検出を行うための終点検出器１２２が設けられている。
このような構成のプラズマ処理装置においてプラズマ処理を行うことにより、所定の時間に渡ってプラズマ処理を行う従来方法とは異なり、加工面積が一定となるようなプラズマ処理が実現できる。また、処理残りが生じたり、逆に処理が過多となったりするようなこともない。すなわち、一様なプラズマ処理を行うことができるようになる。これは、プラズマ処理の状態変化に伴って、整合状態が変化することを利用するものである。例えば、エッチング処理では、薄板１７上の薄膜がエッチングにより消失すると、プラズマのインピーダンスが変化し、一定の電力を供給している場合でも、可変リアクタンス素子の値が変化する。膜付け処理においては、薄板１７上に薄膜が堆積すると、プラズマのインピーダンスが変化し、一定の電力を供給している場合でも、可変リアクタンス素子の値が変化する。終点検出を行うための具体的方法としては、可変リアクタンス素子の値が変化した時点を終点とすることが可能である。 (Fifth embodiment)
Next, a plasma processing apparatus and method according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 10, high-frequency power is supplied from the power source 18 to the electrode 14 via variable capacitors 130 and 131 as examples of variable reactance elements that form a matching circuit. The values of the variable capacitors 130 and 131 are monitored, and an end point detector 122 is provided for detecting the end point of the plasma processing based on the result of monitoring the variable capacitor values.
By performing plasma processing in the plasma processing apparatus having such a configuration, unlike the conventional method in which plasma processing is performed for a predetermined time, plasma processing with a constant processing area can be realized. Further, there is no case where processing remains, or conversely, excessive processing occurs. That is, uniform plasma processing can be performed. This utilizes the fact that the alignment state changes as the plasma processing state changes. For example, in the etching process, when the thin film on the thin plate 17 disappears due to etching, the impedance of the plasma changes, and the value of the variable reactance element changes even when constant power is supplied. In the film forming process, when a thin film is deposited on the thin plate 17, the impedance of the plasma changes, and the value of the variable reactance element changes even when constant power is supplied. As a specific method for detecting the end point, it is possible to set the end point when the value of the variable reactance element changes.

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図１１を参照して説明する。図１１においては、プラズマ源１９を保持する一対のブラケット２２が、レール１２５に噛み合わされたリニアスライダ１２６に連結されており、プラズマ源１９に薄板１７の表面に平行な向きの運動を加えることによって、薄板１７上に長い微細線状のプラズマ処理を施すことが可能となっている。つまり、プラズマ源１９と被処理物の相対位置を変化させる機構が設けられており、また、電源１８から、整合回路を構成する可変リアクタンス素子の一例としての可変コンデンサ３０及び３１を介して、電極に高周波電力が供給される。さらに、可変コンデンサ１３０及び１３１の値がモニタリングされ、可変コンデンサ値をモニタリングした結果に基づいて、制御装置１２７でリニアスライダ１２６の制御量を変化させ、プラズマ源と被処理物の相対位置変化速度にフィードバックして、より正確な位置変化速度制御することが可能となっている。
このような構成のプラズマ処理装置においてプラズマ処理を行うことにより、所定の位置変化速度をもってプラズマ処理を行う従来方法とは異なり、加工線幅が一定となるような処理が実現できる。また、処理残りが生じたり、逆に処理が過多となったりするようなこともない。すなわち、一様なプラズマ処理を行うことができる。これは、プラズマ処理の状態変化に伴って、電流モニタリング値が変化することを利用するものである。 (Sixth embodiment)
Next, a plasma processing apparatus and method according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 11, a pair of brackets 22 that hold the plasma source 19 are connected to a linear slider 126 that is meshed with a rail 125, and a motion in a direction parallel to the surface of the thin plate 17 is applied to the plasma source 19. The thin plate 17 can be subjected to a long fine linear plasma treatment. That is, a mechanism for changing the relative position between the plasma source 19 and the object to be processed is provided, and the electrode is connected from the power source 18 via the variable capacitors 30 and 31 as an example of the variable reactance element constituting the matching circuit. Is supplied with high frequency power. Further, the values of the variable capacitors 130 and 131 are monitored, and the control amount of the linear slider 126 is changed by the control device 127 based on the result of monitoring the variable capacitor value, so that the relative position change speed between the plasma source and the workpiece is changed. It is possible to perform more accurate position change speed control by feedback.
By performing plasma processing in the plasma processing apparatus having such a configuration, unlike the conventional method in which plasma processing is performed at a predetermined position change speed, it is possible to realize processing in which the processing line width is constant. Further, there is no case where processing remains, or conversely, excessive processing occurs. That is, uniform plasma processing can be performed. This utilizes the fact that the current monitoring value changes as the state of plasma processing changes.

以上述べた本発明の第１〜第６実施形態において、プラズマ源としてセラミック製の板を４枚用いた場合を例示したが、平行平板型キャピラリタイプや誘導結合型キャピラリタイプなどのキャピラリタイプや、マイクロギャップ方式、誘導結合型チューブタイプなど、様々なプラズマ源を用いることができる。特に、図１２に示すような、ナイフエッジ状の電極１３２を用いるタイプでは、電極と被処理物の距離が近いため、微小部分に極めて高密度のプラズマが形成される。したがって、とくに本発明が有効である。
なお、図１２において、プラズマ源は、セラミック製の外側板１３３、内側板１３４及び１３５、外側板１３６、電極１３２から成り、外側板１３３及び１３６には、外側ガス流路５及び外側ガス噴出口６が設けられ、内側板１３４及び１３５には、内側ガス流路７及び内側ガス噴出口８が設けられている。電極１３２は、その最下部がナイフエッジ状の形状を成し、微細な線状領域をプラズマ処理できるようになっている。
また、被処理物に直流電圧又は高周波電力を供給することにより、プラズマ中のイオンを引き込む作用を強めることも可能である。この場合、電極を接地してもよいし、電極を浮遊電位に保ってもよい。
また、高周波電力を用いて線状プラズマを発生させる場合を例示したが、数百ｋＨｚから数ＧＨｚまでの高周波電力を用いて線状プラズマを発生させることが可能である。あるいは、直流電力を用いてもよいし、パルス電力を供給することも可能である。
また、プラズマ源の開口部をなす微細線の太さが０．１ｍｍである場合を例示したが、プラズマ源の開口部の幅はこれに限定されるものではなく、１ｍｍ以上、場合によっては１００ｍｍ以上と幅の大きいプラズマ源に対しても、本発明は有効である。
また、被処理物表面の線上の領域に処理を行う場合を例示したが、点状あるいは面状の領域を処理する場合においても、本発明は有効である。 In the first to sixth embodiments of the present invention described above, the case where four ceramic plates are used as the plasma source is exemplified, but a capillary type such as a parallel plate capillary type or an inductively coupled capillary type, Various plasma sources such as a microgap system and an inductively coupled tube type can be used. In particular, in the type using the knife-edge electrode 132 as shown in FIG. 12, since the distance between the electrode and the object to be processed is short, extremely high density plasma is formed in a minute portion. Therefore, the present invention is particularly effective.
In FIG. 12, the plasma source is composed of a ceramic outer plate 133, inner plates 134 and 135, an outer plate 136, and an electrode 132. The outer plates 133 and 136 have an outer gas flow path 5 and an outer gas outlet. 6 and the inner plates 134 and 135 are provided with the inner gas flow path 7 and the inner gas outlet 8. The lowermost part of the electrode 132 has a knife-edge shape, and a fine linear region can be plasma-processed.
Further, by supplying a DC voltage or high-frequency power to the object to be processed, it is possible to enhance the action of drawing ions in the plasma. In this case, the electrode may be grounded or the electrode may be kept at a floating potential.
Moreover, although the case where linear plasma was generated using high frequency electric power was illustrated, it is possible to generate linear plasma using high frequency electric power from several hundred kHz to several GHz. Alternatively, DC power may be used, or pulse power may be supplied.
Moreover, although the case where the thickness of the fine line which makes the opening part of a plasma source was 0.1 mm was illustrated, the width | variety of the opening part of a plasma source is not limited to this, 1 mm or more, 100 mm depending on the case The present invention is also effective for a plasma source having a large width as described above.
Moreover, although the case where the process was performed on the region on the line on the surface of the workpiece has been illustrated, the present invention is also effective in the case of processing a dotted or planar region.

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。   It is to be noted that, by appropriately combining arbitrary embodiments of the various embodiments described above, the respective effects can be achieved.

本発明にかかるプラズマ処理方法及び装置は、一様な処理を行うことができて、例えば、表面に薄膜が形成された基板に代表される被処理物に線状部分を加工するなどのパターンニング加工を行う場合等に有用である。   The plasma processing method and apparatus according to the present invention can perform uniform processing, for example, patterning such as processing a linear portion on a workpiece typified by a substrate having a thin film formed on its surface. This is useful when processing.

本発明の第１実施形態で用いたプラズマ源の分解図である。It is an exploded view of the plasma source used in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態で用いたプラズマ源の平面図である。It is a top view of the plasma source used in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態で用いたプラズマ源の断面図である。It is sectional drawing of the plasma source used in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。1 is a perspective view of a plasma processing apparatus used in a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。1 is a perspective view of a plasma processing apparatus used in a first embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。It is a perspective view of the plasma processing apparatus used in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態で用いたプラズマ処理装置の断面図である。It is sectional drawing of the plasma processing apparatus used in 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。It is a perspective view of the plasma processing apparatus used in 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。It is a perspective view of the plasma processing apparatus used in 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態で用いたプラズマ処理装置の断面図である。It is sectional drawing of the plasma processing apparatus used in 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。It is a perspective view of the plasma processing apparatus used in 6th Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態で用いたプラズマ処理装置の断面図である。It is sectional drawing of the plasma processing apparatus used in other embodiment of this invention. 従来例で用いたレジストプロセスの工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of the resist process used by the prior art example. 従来例で用いたレジストプロセスの工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of the resist process used by the prior art example. 従来例で用いたレジストプロセスの工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of the resist process used by the prior art example. 従来例で用いたレジストプロセスの工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of the resist process used by the prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

１ 外側板
２ 内側板
３ 内側板
４ 外側板
５ 外側ガス流路
６ 外側ガス噴出口
７ 内側ガス流路
８ 内側ガス噴出口
９ 内側ガス供給口
１０ 貫通穴
１１ 外側ガス供給口
１２ 貫通穴
１３ 貫通穴
１４ 電極
１５ 電極固定穴
１６ 貫通穴
１７ 薄板
１８ 電源
１９ プラズマ源
２１ 微細な線状プラズマ
２２ ブラケット
５０ 外側ガス供給装置
５１ 内側ガス供給装置
１２１ 発光モニタ
１２２ 終点検出器
１２５ レール
１２６ リニアスライダ
１２７ 制御装置
１２８ 電流モニタ
４２７ フィルタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer plate 2 Inner plate 3 Inner plate 4 Outer plate 5 Outer gas flow path 6 Outer gas ejection port 7 Inner gas flow channel 8 Inner gas ejection port 9 Inner gas supply port 10 Through hole 11 Outer gas supply port 12 Through hole 13 Through Hole 14 Electrode 15 Electrode fixing hole 16 Through hole 17 Thin plate 18 Power source 19 Plasma source 21 Fine linear plasma 22 Bracket 50 Outer gas supply device 51 Inner gas supply device 121 Light emission monitor 122 End point detector 125 Rail 126 Linear slider 127 Control device 128 Current monitor 427 Filter

Claims (6)

被処理物の近傍に配置されたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に電力を供給することによりプラズマを発生させ、このプラズマによって生成された活性粒子を上記被処理物の一部位にのみ接触させて作用させつつ、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させながら、上記被処理物を加工するプラズマ処理方法であって、
上記プラズマを発生させるとき、線状のプラズマを発生させ、
上記被処理物に対して、上記線状のプラズマの線方向に上記プラズマ源を移動させて上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させながら、上記プラズマの発光強度をモニタリングした結果を、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置変化速度にフィードバックして上記被処理物の加工処理を行うプラズマ処理方法。 While supplying a gas to a plasma source disposed in the vicinity of the object to be processed, plasma is generated by supplying power to the electrode provided in the plasma source or the object to be processed, and the activity generated by the plasma A plasma processing method of processing the object to be processed while changing the relative position between the plasma source and the object to be processed while allowing particles to contact only one part of the object to be processed,
When generating the plasma, a linear plasma is generated,
The result of monitoring the emission intensity of the plasma while moving the plasma source in the linear direction of the linear plasma to change the relative position between the plasma source and the object to be processed. A plasma processing method of processing the workpiece by feeding back to the relative position change speed between the plasma source and the workpiece. 被処理物の近傍に配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に電力を供給することによりプラズマを発生させ、このプラズマによって生成された活性粒子を上記被処理物の一部位にのみ接触させて作用させつつ、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させながら、上記被処理物を加工するプラズマ処理方法であって、While supplying gas to a plasma source arranged in the vicinity of the object to be processed, plasma is generated by supplying power to the electrode provided in the plasma source or the object to be processed, and the activity generated by this plasma A plasma processing method of processing the object to be processed while changing the relative position between the plasma source and the object to be processed while allowing particles to contact only one part of the object to be processed,
上記プラズマを発生させるとき、線状のプラズマを発生させ、  When generating the plasma, a linear plasma is generated,
上記被処理物に対して、上記線状のプラズマの線方向に上記プラズマ源を移動させて上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させながら、上記電極又は上記被処理物に供給する電力、電圧、又は電流をモニタリングした結果を、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置変化速度にフィードバックして上記被処理物の加工処理を行うプラズマ処理方法。  The plasma source is moved in the linear direction of the linear plasma with respect to the object to be processed, and the relative position between the plasma source and the object to be processed is changed and supplied to the electrode or the object to be processed. A plasma processing method for processing a workpiece by feeding back a result of monitoring power, voltage, or current to a relative position change speed between the plasma source and the workpiece. 被処理物の近傍に配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に整合回路を介して高周波電力を供給することによりプラズマを発生させ、このプラズマによって生成された活性粒子を上記被処理物の一部位にのみ接触させて作用させつつ、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させながら、上記被処理物を加工するプラズマ処理方法であって、While supplying a gas to a plasma source arranged in the vicinity of the object to be processed, plasma is generated by supplying high-frequency power to the electrode provided on the plasma source or the object to be processed via a matching circuit. A plasma processing method for processing an object to be processed while changing a relative position between the plasma source and the object to be processed while causing active particles generated by plasma to act on only one part of the object to be processed. Because
上記プラズマを発生させるとき、線状のプラズマを発生させ、  When generating the plasma, a linear plasma is generated,
上記被処理物に対して、上記線状のプラズマの線方向に上記プラズマ源を移動させて上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させながら、上記整合回路内の可変リアクタンス素子の値をモニタリングした結果を、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置変化速度にフィードバックして上記被処理物の加工処理を行うプラズマ処理方法。  The value of the variable reactance element in the matching circuit is changed while moving the plasma source in the linear direction of the linear plasma to change the relative position of the plasma source and the workpiece. A plasma processing method of processing the object to be processed by feeding back the result of monitoring the relative position change speed between the plasma source and the object to be processed. 線状の開口部を有し、かつ、電極が設けられ、被処理物の表面の一部位にのみ接触させる線状のプラズマを発生させるプラズマ源と、A plasma source having a linear opening and provided with an electrode, and generating a linear plasma to be brought into contact with only one part of the surface of the object to be processed;
上記プラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、  A gas supply device for supplying gas to the plasma source;
上記電極又は上記被処理物に電力を供給する電源と、  A power source for supplying power to the electrode or the workpiece;
上記被処理物に対して、上記線状のプラズマの線方向に上記プラズマ源を移動させて上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させる機構と、  A mechanism for moving the plasma source in the linear direction of the linear plasma relative to the object to be processed to change the relative position of the plasma source and the object to be processed;
上記プラズマの発光強度をモニタリングする発光モニタと、  A light emission monitor for monitoring the light emission intensity of the plasma;
上記発光強度をモニタリングした結果を、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置変化速度にフィードバックする機構とを備えるプラズマ処理装置。  A plasma processing apparatus comprising: a mechanism for feeding back a result of monitoring the emission intensity to a relative position change speed of the plasma source and the workpiece. 線状の開口部を有し、かつ、電極が設けられ、被処理物の表面の一部位にのみ接触させる線状のプラズマを発生させるプラズマ源と、A plasma source having a linear opening and provided with an electrode, and generating a linear plasma to be brought into contact with only one part of the surface of the object to be processed;
上記プラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、  A gas supply device for supplying gas to the plasma source;
上記電極又は上記被処理物に電力を供給する電源と、  A power source for supplying power to the electrode or the workpiece;
上記被処理物に対して、上記線状のプラズマの線方向に上記プラズマ源を移動させて上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させる機構と、  A mechanism for moving the plasma source in the linear direction of the linear plasma relative to the object to be processed to change a relative position between the plasma source and the object to be processed;
電力、電圧、又は電流をモニタリングする電力、電圧、又は電流モニタと、  A power, voltage, or current monitor that monitors power, voltage, or current;
電力、電圧、又は電流をモニタリングした結果を、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置変化速度にフィードバックする機構とを備えるプラズマ処理装置。  A plasma processing apparatus comprising a mechanism that feeds back a result of monitoring electric power, voltage, or current to a relative position change speed of the plasma source and the workpiece. 線状の開口部を有し、かつ、電極が設けられ、被処理物の表面の一部位にのみ接触させる線状のプラズマを発生させるプラズマ源と、A plasma source having a linear opening and provided with an electrode, and generating a linear plasma to be brought into contact with only one part of the surface of the object to be processed;
上記プラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、  A gas supply device for supplying gas to the plasma source;
上記電極又は上記被処理物に整合回路を介して高周波電力を供給する電源と、  A power supply for supplying high-frequency power to the electrode or the workpiece through a matching circuit;
上記被処理物に対して、上記線状のプラズマの線方向に上記プラズマ源を移動させて上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を変化させる機構と、  A mechanism for moving the plasma source in the linear direction of the linear plasma relative to the object to be processed to change the relative position of the plasma source and the object to be processed;
上記整合回路内の可変リアクタンス素子の値をモニタリングする機構と、  A mechanism for monitoring the value of the variable reactance element in the matching circuit;
上記可変リアクタンス素子の値をモニタリングした結果を、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置変化速度にフィードバックする機構とを備えるプラズマ処理装置。  A plasma processing apparatus comprising a mechanism that feeds back a result of monitoring a value of the variable reactance element to a relative position change speed of the plasma source and the workpiece.
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