JPS6328885A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明はフォトレジストの除去ＨＲＫ係り、特に、活性
化したガスを用いてフォトレジストに対し灰化等の化学
反応を起こさせて、高速にレジストを除去する襞ｔＶＣ
関する。

従来の装置は、特開昭５２−１１１７５号（記載のよ５
Ｋ、マイクロ波空洞共振器の一部に石英製の活性化室を
設け、ここへ原料ガス（酸素ガス）を供給し所定の真空
度に排きし、マイクロｔＬ電力を供給して活性化室にプ
ラズマを発生され、このプラズマにより励起された活性
化酸素を反応室まで輸送し、レジストを灰化処理してい
た。この方法では、活性化室と反応室の距離が長いため
、プラズマは輸送中に消滅し、活性化酸素のみによって
レジストを灰化処理することとなる。このためレジスト
を有する被処理物へのプラズマによる損傷は発生しない
が、活性化酸素も輸送途中で消滅し反応室での活性化酸
素の比率が活性化室に比べ大福に小さくなっていた。こ
の点については、活性化物質の種類やこれと衝突する物
質の組合せにより輸送途中での濃度低下を小さくするこ
とが配慮されていたが、輸送による活性化酸素の濃度低
下はさけられなかった。

この欠点を解決した従来Ｈｆとして、特開昭５６−９６
８４１号が挙げられよう。これは、活性化酸素の輸送に
よる濃度減少を防止するため輸送をやめ、反応室でマイ
クロｍプラズマを発生させ活性化酸素の発生場所でレジ
ストの灰化処理を行うことで処理速度を増大したもので
ある。しかし、上記方法はプラズマによる損傷について
配慮されていなかった。

これを解決するものとして、特開餡５７−７６８４ａ号
が挙げられる。これは、反応室の被処理物の上方にマイ
クロ仮遮蔽の金属板を設けることで、被処理物の上方で
マイクロ波とプラズマを遮蔽して被処理物のプラズマに
よる損傷を防止した。しかし、上記装置では、前記プラ
ズマ遮蔽用の金属板にプラズマ中の荷電粒子が衝突する
ことにより金属板表面が荷電粒子によりスパッタリング
され、該金属板材料が反応室内に飛び出し被処理物に付
層し、汚染する。また、上記装置では、マイクロ波は導
入口から反応室に導入されるため、入射マイクｅＩ彼は
反応室の雰囲気ガスを電離してプラズマを発生させろが
、この導入口のプラズマ密度が入射マイクロ波の遮断密
度（例えばマイクロ及周波Ｋｌ　２　、４５ＧＨｚでは
プラズマｆｆｉ度７．４　Ｘ　１ｏ１０／ｃｍ”　）に
なるとマイクロ波は導入口で反射されプラズマ中には伝
播しない。

ここで、反応室の圧力が０．１から数７ｏｒｒの範囲だ
と雰囲気ガス分子の平均自由工程が短か（プラズマはす
ぐに減衰する。このため反応室内のプラズマはマイクロ
波導入口を除いては密度が低（、又、マイクロ波が導入
口で反射されるためプラズマへのマイクロ波電力の吸収
効率が低い。このため反応室の活性化酸素濃度も高（な
らないが、この点については配慮されていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術においては、プラズマの損傷のないものに
すると処理速度あるいは不純物による汚染の点について
不都合が生じてしまう。また処理速度の速いものにする
とプラズマの損傷が起こる。

即ち処理速度を犠性にして処理が行われていたため生産
性が悪いという問題があった。

本発明の目的は上記した従来技術の問題点を解決し、処
理速度が速（かつ不純物による汚染が無（かつプラズマ
による損傷のないレジストの除去装置を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

活性化室ではマイクロ波を効率よ（吸収しまた高密度プ
ラズマを発生させるため、活性化室をマイクロ波を透過
する材質（例えば石英、アルミナ８器等）で形成し、こ
れをマイクロ波空胴共儀器の中へ装置する。これにより
マイクロ波は空胴共振器内に定在波を発生させ、Ｑ値と
して５００かも５０００程度が得られ有効にプラズマを
発生させることができる。

また、活性化室はマイクロ′ｅ、を透過するため、活性
化室壁の全面からマイクロ波が入りプラズマを発生させ
ろことができる。このためマイクロ波とプラズマの接す
る面構が拡大されて、マイクロ波のプラズマへの吸収効
率が向上すると共に島密度プラズマの発生領域が拡大さ
れ、活性化酸素ガス等のｄ度が向上する。

そして、活性化室で活性化された酸素ガス等のみをプラ
ズマから分離して被処理物上に輸送することで素子損傷
を防止１′るのであるが、輸送による濃度低下を防止す
るため輸送距離は短かくする。

また、プラズマ中の荷電粒子が被処理物上に輸送され、
素子損傷が発生することを防ぐため、この輸送部分に荷
電粒子分離用の８場を設ける。このａ場の磁力線を輸送
方向と直角にすることでプラズマ中の電子とイオンを分
離し、これら荷電粒子を磁力線により向きを変え、被処
理物上へは中性の活性化酸素等だけが輸送されるように
できろ。

このようにすれば輸送部分の長さは活性化室の荷電粒子
が反応室へ行かないようにする出湯を形成するのに必要
な空間を有すれば良いだけなので、輸送途中での中性の
活性化咳素等の濃度が低下することがない。

〔作用〕

活性化室をマイクロ波空胴共振器内に設置したことによ
り、マイクロ波は空胴共振器内で定在波を形成する。空
胴共振器としてはＱ値をＳＯＯから５０００程度に設定
できるため、空胴共振器には大きなエネルギをた（わえ
ることができる。また空胴共振器内の電圧が高くなるの
で、空胴共振器内に設けた活性化室には容易にプラズマ
が発生する。

このときマイクロ彼は高エネルギ状態にあり、発生した
プラズマへ与えるエネルギも大きいものとなる。

また、活性化室はマイクロ波透過材質より構成されろた
め、活性化室壁の全面からマイクロ波を活性化室に導入
することができる。したがってマイクロｇとプラズマの
接する面積が活性化量表面積とほぼ等しくなり、マイク
Ｃ２波のプラズマへの吸収効率が向上する。また高密度
プラズマ（プラズマ密度ニア、４×１０１０／ｃｍ３以
上）の発生領域が拡大され、活性化室のプラズマ密度が
向上する。

このプラズマ中に導入されたガス分子（酸素等）は活性
化され、真空排気の流れに乗って被処理物上へ輸送され
る。ここで、輸送途中での活性化酸素の濃度が低下する
のを防ぐため輸送距離は短か（してお（。プラズマ中の
荷電粒子（イオン、電子）が被処理物上へ到達し被処理
物１８上を与えることを防ぐため、輸送路には輸送路に
直交するａｆａを設ける。この磁場により荷電粒子は方
向な変えられ、荷電粒子が被処理物上へ行（ことはなく
、素子損傷が防止される。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図により説明する。

活性化室１は、マイクロ彼空胴共振器２の中に設置され
、活性化ガスを被処理物上へ輸送する輸送部３と接続さ
れている。空胴共振器２は一方にマイクロ波導入用の穴
４が設けてあり、ここに導阪管５が取付けられ、その外
側にチューナ６とマイクロ波発撮源７が設置されている
。また上記空胴共振器２の他鴻には、入射マイクｏｆ、
が定圧波を形成するための調整板８が設置されている。

前記活性化室１の上部には、原料ガス導入用の供給管９
が設けられている。また該活性室１の中央部には穴１０
がありここ罠輛送管１１が真空を保持するように取付け
られ、該輸送管１１の外側には１対の６石１２α、１２
ｂとそのヨーク１６が設置され、上記一対の６石１２α
、１２ｂとにより構成される出力巌１４は輸送管１１の
軸と直交する。この輸送管１１の下端に反応室１５が設
置され、該反応室１５Ω下７ランジ１６に排気管１７が
設けられ、下７ランジ１６の中央部に被処理物１８が載
置される。

以上構成において、原料ガスを供給管９かう供給し、排
気管１７から０．０１から数７ｏｒｒの圧力に真空排気
する。ここでマイクロ波発蚕源７よりマイクα彼を印加
し、チューナ６のスタブ６α、６ｂ。

６ｃにより、印加マイクロ波が空胴共振器２０マイクロ
彼４人口４で節となるように整合を取り、かつ調整板８
により、空胴共振器２に定圧波が形成されろよう調整す
る。これにより、空胴共振器２九定在彼が形成され、マ
イクｃ１波エネルギかた（わえられ、大きな電界となり
活性化室１内の雰囲気ガス（灰化処理では酸素又は酸素
と四フッ化炭素等）を電離しプラズマを発生させる。こ
のプラズマ発生は、活性化室全体がマイク０（７ｉ透過
材質（石英又はアルミナ８器等）で構成されろため、活
性化室壁全面で起きる。このプラズマにより活性化され
た雰囲気ガスは、真空排気の流れにのって輸送管１２を
通って反応室１５内の被処理物１８上に送られろ。この
とぎ、活性化された雰囲気ガス中の荷電粒子は、１対の
８石１２α、１２ｂにより構成されるＳ力線１４により
、電子は該磁力線によりサイクロトロン運動させられト
ラップされて輸送管部で消滅し、イオンも方向を変えら
れて被処理物１８上へは到達しない。

以上のように、本実施例によれば、活性化室内のプラズ
マ発生面積を大きくできるので、活性化室内のプラズマ
へマイクＣ２波を効率良く吸収させることができかつ高
密度プラズマを広い領域で発生できろため、活性化室内
を高密度プラズマにでき、かつこれにより活性化室内は
高密度の活性化ガスとなり、これを高濃度のまま被処理
物上に輸送できかつ活性化ガス中の荷電粒子はｓ場によ
り完全に分離するため被処理物は荷電粒子による損傷を
受けない効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、マイク０彼を効率良くプラズマに吸収
させ高密度プラズマを発生させ、このプラズマにより発
生した活性化ガスの中から、荷電粒子を完全に分離し中
性活性化ガスだけを高濃度で被処理物上に輸送し灰化処
理できるので、被処理物に荷電粒子による損傷を与えろ
ことなく高速で灰化処理ができ、生産性の向上とレジス
ト除去の安定性史には歩留りの向上の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、は本発明の一実施例の断面図である。 １・・・活性化室　　　　　２・・・空胴共感器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、マイクロ波電力発生装置と該マイクロ波の空胴共振
   器と該空胴共振器内に設置されかつマイクロ波透過材質
   より成る活性化室と該活性化室へ原料ガスを供給する手
   段と該活性化室で活性化された原料ガスを処理室へ輸送
   する手段と該処理室に被処理物を載置する手段と該活性
   化室及び処理室を所定の圧力にする排気手段と少くとも
   １対の磁場手段を設けた前記活性化ガスの輸送部を有す
   るプラズマ処理装置。