JPH07283203A - 表面処理装置 - Google Patents

表面処理装置

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JPH07283203A
JPH07283203A JP6073695A JP7369594A JPH07283203A JP H07283203 A JPH07283203 A JP H07283203A JP 6073695 A JP6073695 A JP 6073695A JP 7369594 A JP7369594 A JP 7369594A JP H07283203 A JPH07283203 A JP H07283203A
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JP
Japan
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chamber
excitation chamber
excitation
surface treatment
plasma
Prior art date
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Pending
Application number
JP6073695A
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English (en)
Inventor
Takayoshi Doi
孝好 土肥
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は反応性ガスをプラズマ状態にして
行う被処理物の処理速度を向上させることができるよう
にした表面処理装置を提供することにある。 【構成】 マイクロ波によって励起された反応性ガスに
よって被処理物14の表面を処理する表面処理装置にお
いて、上記反応性ガスが供給される励起室22と、この
励起室に上記マイクロ波を入射させて上記反応性ガスを
励起するマイクロ波発生源27と、上記励起室に連設さ
れ内部に上記被処理物が設置される処理室11と、上記
励起室と処理室とを隔別し上記励起室で反応性ガスを励
起することで発生したプラズマ中に含まれる上記被処理
物を表面処理するのに有効な成分だけを通過させるノズ
ル板23とを具備したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は反応性ガスを励起して
被処理物の表面処理を行う表面処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、表面処理装置であるエッチン
グ装置は、反応性ガスをマイクロ波で励起してプラズマ
放電を発生させ、そのプラズマ中に含まれるラジカルに
よって被処理物の表面をエッチング加工するようになっ
ている。
【0003】従来、そのようなエッチング装置は図3に
示すように構成されていた。すなわち、図中1は内部に
被処理物2が設置される処理室である。この処理室1の
上面には石英製の輸送管3の一端が接続されている。こ
の輸送管3の中途部には他の部分よりも大径な励起部4
が形成され、他端は図示しない反応性ガスの供給部5に
連通している。
【0004】上記励起部4の外周は導波管6によって包
囲されている。この導波管6にはマイクロ波の発生源7
が接続されている。この発生源7で発生したマイクロ波
は上記励起部4において反応性ガスを励起する。それに
よって、上記励起部4ではプラズマが発生し、そのプラ
ズマに含まれるラジカルやイオンは上記輸送管3を通じ
て処理室1に導入される。
【0005】処理室1に導入されたラジカルやイオンは
ここに設置された上記被処理物2をエッチング加工する
ことになる。このような構成のエッチング装置において
は、上記励起部4で生じたプラズマが上記処理室1の被
処理物2にダメ−ジを与えるのを防止するため、上記輸
送管3に十分な長さを持たせるようにしている。
【0006】しかしながら、輸送管3を長くすると、励
起部4で発生したラジカルが処理室1に到達するまでに
時間が掛かるから、その活性状態が失われたり、輸送管
3の内面と反応して不活性の中性分子に変化してしまう
ことがある。その結果、被処理物2に対するエッチング
レ−トが大きく低下してしまうということがあり、とく
に液晶基板などのように大面積の被処理物をエッチング
する場合、エッチングレ−トの低下は生産性に大きな影
響を与えることになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は励
起部で発生するプラズマが被処理物に悪影響を及ぼすの
を防止するために、上記励起部と処理室とを連通する輸
送管を長くしていたので、上記処理室に到達するラジカ
ルの活性状態が失われ、エッチングレ−トの低下を招く
ということがあった。
【0008】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、被処理物にプラズマの悪
影響を与えず、しかも被処理物に対する処理速度を低下
させることのない表面処理装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、マイクロ波によって励起された反応性ガ
スによって被処理物の表面を処理する表面処理装置にお
いて、上記反応性ガスが供給される励起室と、この励起
室に上記マイクロ波を入射させて上記反応性ガスを励起
するマイクロ波発生手段と、上記励起室に連設され内部
に上記被処理物が設置される処理室と、上記励起室と処
理室とを隔別し上記励起室で反応性ガスを励起すること
で発生したプラズマ中に含まれる成分のうち、上記被処
理物を表面処理するのに有効な成分だけを通過させる規
制手段とを具備したことを特徴とする。
【0010】
【作用】このような構成によれば、励起室と処理室とは
ノズル板を介して連設されているから、励起室で発生し
たラジカルは活性状態を失うことなく処理室に導入さ
れ、また励起室で発生したプラズマ中の被処理物にダメ
−ジを与える成分はノズル板によって除去される。
【0011】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図1と図2を参
照して説明する。図1は表面処理装置としてのエッチン
グ装置を示し、このエッチング装置は内部を処理室11
とした下部本体12を備えている。この下部本体12は
上面に所定の大きさの開口13が形成され、内部にはた
とえば液晶基板などの被処理物14が載置される載置台
15が設けられている。さらに、下部本体12の周壁に
は周方向に均等に複数、この実施例では周方向に90度
間隔4本の吸引管16が接続され、各吸引管16は排気
ポンプ17に連通されている。
【0012】上記下部本体12の上面には上部本体21
が設置されている。この上部本体21は中空柱状をなし
ていて、その中空部は励起室22となっている。この励
起室22の内径寸法Dは上記開口13の内径寸法よりも
大きくなっている。この実施例では、上記内径寸法Dは
300mm以上、好ましくは300〜350mm程度に
設定されていて、高さ方向全長にわたって同一径となっ
ている。
【0013】上記励起室22の下端開口は、規制手段と
してのノズル板23が設けられ、上端開口はマイクロ波
を透過させる材料、たとえば石英やアルミナなどからな
る窓部材24によって閉塞されている。
【0014】つまり、上記ノズル板23は、周辺部を上
記下部本体12の上面の開口13の外側の部分に係合さ
せて載置され、上記窓部材24は、周縁部を上記上部本
体12の上端面に形成された段部25に気密に係合させ
て設けられている。上記ノズル板23はアルマイト処理
を施したアルミニウムからなるとともに、直径が1〜2
mm程度の多数の小孔26が穿設されている。さらに、
上記ノズル板23はグランドGにア−スされている。
【0015】上記励起室22には、マイクロ波電源27
から発生したマイクロ波が導入される。つまり、マイク
ロ波電源27にはアルミナ製の導波管28の一端が接続
され、この導波管28の他端は上記窓部材24に接合さ
れた、この窓部材24よりも大きな形状で、マイクロ波
が伝播し易いアルミニウムやステンレス(SUS)など
の材料によって形成された拡散板29に接続されてい
る。
【0016】したがって、上記マイクロ波電源27から
出力されたマイクロ波は導波管28を伝わり、拡散板2
9で拡散して窓部材24の全体から励起室22に入射す
るようになっている。
【0017】上記上部本体21の周壁には、一端を上記
励起室22に開口させた複数の導入口31が周方向に等
間隔、たとえば90度間隔で4つ形成されている。各導
入口31の他端にはガス導入管32の一端が接続されて
いる。各ガス導入管32の他端は、上記被処理物14を
エッチング加工する際に好適する反応性ガス、たとえば
CF4 、CCl22 などのガス供給源33に接続され
ている。上記導入口31は、上記窓部材24の下面から
図1にHで示す寸法だけ下方の箇所に形成されている。
この寸法Hは、20mm以内であって、好ましくは10
〜20mmがよい。
【0018】なお、上記各吸引管16とガス導入管32
とは周方向において所定角度、たとえば45度ずれて設
けられている。それによって、励起室22に供給される
反応性ガスの供給位置と、処理室11における吸引位置
とが一致せずにずれるから、励起室22における反応性
ガスの分布状態や処理室におけるラジカルの分布状態の
均一化が計れれる。
【0019】上記構成のエッチング装置において、被処
理物14をエッチング加工する場合について説明する。
排気ポンプ17を作動させて処理室11を減圧しながら
この処理室11に連通する励起室22に反応性ガスを供
給し、さらにマイクロ波発生源27を作動させてマイク
ロ波を発生させる。
【0020】上記マイクロ波発生源27で発生したマイ
クロ波は拡散板29でその面積全体にわたって拡散さ
れ、窓部材24を透過して励起室22へ入射する。それ
によって、励起室22において反応性ガスがマイクロ波
により励起されてプラズマ放電が発生する。プラズマ放
電が発生することで、そのプラズマ中に含まれる種々の
成分のうち、エッチング作用に有効であるラジカルはノ
ズル板23の小孔26を通過して処理室11の被処理物
14の表面をエッチングする。
【0021】一方、プラズマ中に含まれ、エッチング加
工に悪影響を及ぼす成分、たとえばイオンは、上記ノズ
ル板23が金属製でグランドGにア−スされていること
により、このノズル板23からグランドGへ流れ、処理
室11へ流入するのが阻止される。そのため、上記被処
理物14をエッチング加工する際に、プラズマによりダ
メ−ジを受けることがない。
【0022】上記処理室11はノズル板23を介して励
起室22と隣接しているから、励起室22で発生したプ
ラズマ中の、とくにエッチングに有効な成分であるラジ
カルの輸送距離を短かくすることができる。そのため、
プラズマ中のラジカルは活性状態を失うことなく処理室
11へ到達するから、エッチングレ−トの向上が計れ
る。
【0023】すなわち、処理室11と励起室22とを上
下方向に隣接させることで、ラジカルの輸送距離を短く
してエッチングレ−トを向上させても、上記励起室22
で発生するプラズマによって被処理物14がダメ−ジを
受けるのを、ノズル板23で阻止することができる。
【0024】上記励起室22には、周方向に等間隔で複
数のガス導入管32が接続さているから、その内部には
反応性ガスが均一に供給される。それによって、励起室
22内におけるプラズマ状態も均一となる。また、処理
室11の周壁には複数の吸引管16が周方向に等間隔で
接続されているから、処理室11内で発生する吸引力も
均一となる。
【0025】これらのことによって、励起室22で発生
したプラズマ中のラジカルは、処理室11内に均一に流
入するから、この処理室11に設置された被処理物14
に対してエッチングも均一に行われることになる。
【0026】さらに、励起室22を300mm以上の大
口径とし、さらに導入口31を窓部材24の下面側から
20mm以内に接続したことで、反応ガスが効率よくマ
イクロ波のエネルギを吸収してプラズマを安定した状態
で発生させることができる。そのため、このことによっ
てもエッチングレ−トを向上させることができる。
【0027】図3に示す従来構造のエッチング装置と、
この発明の装置とでエッチングレ−トの差を実験により
比較した。被処理物14の材料はMo−Ta、反応性ガ
スとしてはCF4 /O2 =400 /600 、マイクロ波発生
源27に印加する電力は600W、被処理物14の温度は
30℃とした。
【0028】その場合、従来構造のエッチング装置では
エッチングレ−トが250 オングストロ−ム/min であっ
たが、この発明の装置では550 オングストロ−ム/min
に向上することが確認された。
【0029】なお、この発明は上記一実施例に限定され
ず、種々変形可能である。たとえば、この発明の装置の
用途はエッチング加工だけでなく、CVDやアッシング
などにも適用することができ、要はプラズマプロセスで
あればよい。
【0030】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明は、反応性ガ
スを励起してプラズマ状態とする励起室と、被処理物が
設置される処理室とを連設し、上記処理室と励起室と
を、上記処理室で発生したプラズマ中の、上記被処理物
を表面処理するのに有効な成分だけを通過させる規制手
段によって隔別するようにした。
【0031】そのため、上記有効成分の輸送距離を短く
し被処理物に対して効率よく作用させることができるば
かりか、上記規制手段によって被処理物にダメ−ジを与
える成分が上記処理室へ入り込むのを阻止できるから、
これらのことにより、プラズマプロセスにおける処理速
度や処理性能の向上を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の全体構成図。
【図2】図1のA−A線に沿う断面図。
【図3】従来の装置の構成図。
【符号の説明】
11…処理室、 14…被処理物、 16
…吸引管、17…吸引ポンプ、 22…励起室、
23…ノズル板、24…窓部材、 27…マ
イクロ波発生源、 28…導波管、33…ガス供給源。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロ波によって励起された反応性ガ
    スによって被処理物の表面を処理する表面処理装置にお
    いて、 上記反応性ガスが供給される励起室と、この励起室に上
    記マイクロ波を入射させて上記反応性ガスを励起するマ
    イクロ波発生手段と、上記励起室に連設され内部に上記
    被処理物が設置される処理室と、上記励起室と処理室と
    を隔別し上記励起室で反応性ガスを励起することで発生
    したプラズマ中に含まれる成分のうち、上記被処理物を
    表面処理するのに有効な成分だけを通過させる規制手段
    とを具備したことを特徴とする表面処理装置。
  2. 【請求項2】 上記励起室は、内径寸法が高さ方向の一
    端から他端の全長にわたって同じに設定されていて、そ
    の一端面は上記マイクロ波を導入する窓部材によって閉
    塞され、他端面には上記規制手段が設けられていること
    を特徴とする請求項1記載の表面処理装置。
  3. 【請求項3】 上記規制手段は、小孔が形成された仕切
    板であることを特徴とする請求項1記載の表面処理装
    置。
  4. 【請求項4】 上記励起室の内径寸法は300mm以上
    で、この励起室には上記窓部材から20mm以内の箇所
    に上記反応性ガスを導入する導入口が形成されていると
    を特徴とする請求項2記載の表面処理装置。
  5. 【請求項5】 上記導入口は、上記励起室の周方向に所
    定の間隔で複数設けられていることを特徴とする請求項
    4記載の表面処理装置。
  6. 【請求項6】 上記処理室には、周方向に所定の間隔で
    複数の吸引管が接続されていることを特徴とする請求項
    1記載の表面処理装置。
JP6073695A 1994-04-13 1994-04-13 表面処理装置 Pending JPH07283203A (ja)

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