(57)【要約】【要  約】【課題】大型基板を均一に酸化処理できるアッシング装置を提供する。【解決手段】  ラジカル生成室３の内部に、誘電体ドーム２４の内部に配置されたアンテナ２５を突き出させ、各アンテナ２５をそれぞれマグネトロン発振器１３に接続し、９１５ＭＨｚの励起周波数の高周波電圧をアンテナ２５に印加し、マイクロ波を放射させる。ラジカル生成室３の内部に導入した酸化性ガスをマイクロ波によってプラズマ化し、生成された酸素ラジカルを反応室４内に移動させ、処理対象物２２の表面に接触させ、有機物等をアッシング処理する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジカル生成室と、
前記ラジカル生成室に酸化性ガスを導入するガス導入系と、
前記ラジカル生成室内に突き出された複数の誘電体ドームと、
前記各誘電体ドーム内にそれぞれ配置されたアンテナと、
前記アンテナに９１５ＭＨｚの交流電圧を印加し、前記酸化性ガスのプラズマを生成するプラズマ発生用電源と、
前記ラジカル生成室に接続され、処理対象物が配置される反応室とを有するアッシング装置。
【請求項２】
前記ラジカル生成室と前記反応室との間には、
接地電位に接続され、複数の小孔を有するシャワープレートが配置されたアッシング装置。
【請求項３】
真空槽を有し、前記真空槽の内部が前記シャワープレートで仕切られて前記ラジカル生成室と前記反応室とが構成された請求項２記載のアッシング装置。
【請求項４】
前記反応室には前記処理対象物を配置する基板電極が設けられ、
前記基板電極は交流電源に接続された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のアッシング装置。
【請求項５】
前記基板電極に配置された前記処理対象物を加熱する加熱装置を有する請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のアッシング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は酸化技術にかかり、特に、処理対象物をラジカルで酸化するアッシング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、真空雰囲気中に配置したアンテナに高周波電圧を印加して酸素ガスプラズマを発生させ、真空雰囲気中に配置された処理対象物の表面を酸化し、有機薄膜をアッシング除去するような酸化装置は、広く用いられている。
【０００３】
従来用いられていたプラズマ励起用の高周波電圧の励起周波数は１３．５６ＭＨｚであり、励起周波数が低いため、大電力を投入することが出来ない。従って、大面積基板の表面を均一に酸化処理するためには、多数のプラズマ発生源を設ける必要がある。
【特許文献１】特開２００４−１８６５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消するために創作されたものであり、大面積の基板表面を均一に酸化処理できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の発明者等は、励起周波数を高くすると、プラズマ中で生成された酸素ラジカルの寿命が長くなり、また、アンテナを大型化できることから、基板面内の処理分布も向上することを見出した。
本発明は、上記知見に基づいて創作されたものであり、ラジカル生成室と、前記ラジカル生成室に酸化性ガスを導入するガス導入系と、前記ラジカル生成室内に突き出された複数の誘電体ドームと、前記各誘電体ドーム内にそれぞれ配置されたアンテナと、前記アンテナに９１５ＭＨｚの交流電圧を印加し、前記酸化性ガスのプラズマを生成するプラズマ発生用電源と、前記ラジカル生成室に接続され、処理対象物が配置される反応室とを有するアッシング装置である。
また、本発明は、前記ラジカル生成室と前記反応室との間には、接地電位に接続され、複数の小孔を有するシャワープレートが配置されたアッシング装置である。
また、本発明は、真空槽を有し、前記真空槽の内部が前記シャワープレートで仕切られて前記ラジカル生成室と前記反応室とが構成されたアッシング装置である。
また、本発明は、前記反応室には前記処理対象物を配置する基板電極が設けられ、前記基板電極は交流電源に接続されたアッシング装置である。
また、本発明は、前記基板電極に配置された前記処理対象物を加熱する加熱装置を有するアッシング装置である。
【発明の効果】
【０００６】
アンテナから放射されるマイクロ波の波長が短いのでラジカルの寿命が長くなり、処理対象物の表面を酸化性ガスのラジカルに均一に接触させることができる。その結果、処理対象物表面が均一に酸化処理される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１の符号１０は本発明のアッシング装置であり真空槽１１を有している。
真空槽１１の壁面（ここでは天井）には、複数のアンテナ装置１２が設けられ、真空槽１１内部の、アンテナ装置１２とは反対側の壁面（ここでは底壁）には、基板電極２１が設けられている。
【０００８】
真空槽１１の内部のアンテナ装置１２と基板電極２１の間の位置にはシャワープレート３０ａが配置されており、真空槽１１の内部空間は、シャワープレート３０ａによって、アンテナ装置１２が配置されたラジカル生成室３と、基板電極２１が配置された反応室４とに二分されている。
【０００９】
真空槽１１の壁面（ここでは天井）には、複数のガス噴出板２８ａ、２８ｂ（例えばＡｌ等の金属製カバー）が気密に挿入され、各ガス噴出板２８ａ、２８ｂの先端は、ラジカル生成室３の内部に位置するようにされている。
【００１０】
ここでは、筒状のガス噴出板２８ａと、板状のガス噴出板２８ｂが挿入され、板状のガス噴出板２８ｂで筒状のガス噴出板２８ｂの内部空間が複数に区分けされ、区分けされた空間に、アンテナ装置１２が一つずつ配置されている。
【００１１】
シャワープレート３０ａは、金属等の導電性材料が板状に成型されて成る導電部材３１ａと、導電部材３１ａに形成された複数の小孔３２ａ（１ｍｍφ程度）とで構成されている。
シャワープレート３０ａの導電部材３１ａはガス噴出板２８ａ、２８ｂの先端に取り付けられており、導電部材３１ａはガス噴出板２８ａ、２８ｂと同電位になるようにされている。
【００１２】
ガス噴出板２８ａ、２８ｂは真空槽１１に接触し、真空槽１１と同電位になるようにされている。真空槽１１は接地されており、従って、シャワープレート３０ａは接地電位に置かれている。
小孔３２ａは導電部材３１ａを厚み方向に貫通しており、ラジカル生成室３の内部空間と反応室４の内部空間は小孔３２ａによって接続されている。
【００１３】
反応室４には真空排気系１８が接続されており、真空排気系１８によって反応室４の内部を真空排気すると、小孔３２ａやシャワープレート３０ａと真空槽１１の壁面との間の隙間を介してラジカル生成室３の内部も真空排気される。
各ガス噴出板２８ａ、２８ｂは中空であり、各ガス噴出板２８ａ、２８ｂのシャワープレート３２と真空槽１１天井の間の先端部分には噴出口２９が設けられている。
【００１４】
真空槽１１の外部には、酸素ガスが充填されたガス導入系２６が配置されている。各ガス噴出板２８ａ、２８ｂは、それぞれガス導入系２６に接続されており、ガス導入系２６から各ガス噴出板２８ａ、２８ｂ内部に酸素ガスを供給すると、噴出孔２９からラジカル生成室３の内部に酸素ガスが導入されるようになっている。
【００１５】
各アンテナ装置１２は、石英等の誘電体ドーム２４(石英に限定されるものではない。)と、誘電体ドーム２４内に配置されたアンテナ２５と、アンテナ２５に接続されたマグネトロン発振器１３とを有している。
各アンテナ装置１２のアンテナ２５は、誘電体ドーム２４内に配置された状態で、誘電体ドーム２４と共にラジカル生成室３の内部に突き出されている。
【００１６】
各マグネトロン発振器１３には、それぞれラジカル生成電源１７が個別に接続されており、ラジカル生成電源１７からマグネトロン発振器１３に電力を供給すると、マグネトロン発振器１３の内部で９１５ＭＨｚで高周波発振し、９１５ＭＨｚの高周波電圧がアンテナ２５に印加され、各アンテナ２５からマイクロ波が放出される。このマイクロ波は誘電体ドーム２４を透過してラジカル生成室３の内部に進入する。
【００１７】
真空排気系１８よって真空槽１１の内部を真空排気した後、ガス導入系２６から酸素ガスを導入し、真空雰囲気を維持しながらマイクロ波を放出させると、ラジカル生成室３内部の酸素ガスにマイクロ波が照射され、酸素ガスプラズマが生成される。
【００１８】
酸素ガスプラズマ中のイオンがシャワープレート３０ａの小孔３２ａを通過しようとしても、静電気力によって、シャワープレート３０ａを構成する導電部材３１ａに引き寄せられ、導電部材３１ａと接触して中性化し、電荷を消失した状態で反応室４の内部に進入する。従って、酸素ガスプラズマはラジカル生成室３の内部にとどまり、プラズマは反応室の内部には侵入しない。
酸素ガスプラズマの内部では酸素ラジカルが生成され、中性の酸素ラジカルは小孔３２ａを通過し、反応室４の内部に侵入する。
【００１９】
基板電極２１上には処理対象物２２が配置されている。基板電極２１の内部には加熱装置（ここでは通電により発熱するヒータ）４５が設けられており、基板電極２１は、ヒータ４５の発熱によって加熱されている。処理対象物２２は基板電極２１と接触しており、基板電極２１からの熱伝導や輻射熱によって所定温度に昇温されている。
【００２０】
反応室４の内部に酸素ラジカルを導入すると、処理対象物２２の表面が酸素ラジカルと接触し、表面が酸化される。処理対象物２２の表面に有機薄膜が露出している場合、有機物が酸素ラジカルと反応すると二酸化炭素や水分等の気体となって反応室４の内部に放出され、真空排気系１８によって排気、除去される。
【００２１】
基板電極２１は金属製であり、交流電源１９に接続されている。基板電極２１に、アンテナ２５から放射されるマイクロ波よりも低周波(ここでは１３．５６ＭＨｚ)の交流電圧を印加しながら酸素ラジカルと接触させると、処理対象物２２表面に、酸素ガスプラズマが形成され、酸素ガスプラズマ中の酸素イオンも処理対象物２２の表面と接触し、酸化処理が促進される。
【００２２】
処理対象物２２の表面に、シリコン層等が露出していた場合、酸化処理によって処理対象物２２の表面に酸化物薄膜を形成することができる。要するに、本発明は有機物を灰化除去するアッシング装置に限定されるものではなく、酸素ラジカルによって処理対象物２２表面の酸化処理を行う処理装置に広く用いることが出来る。
【００２３】
上記実施例では加熱装置４５をヒータで構成したが、赤外線ランプや他の加熱装置を用いてもよい。
なお、上記誘電体ドーム２４は石英に限定されるものではなく、真空槽１１の内部の真空雰囲気を維持でき、マイクロ波が透過し、酸素ガスプラズマと反応しない物質であればよい。
【００２４】
また、上記例では、酸化性ガスとして酸素ガスを導入したが、酸化性ガスには、一酸化炭素等の他のガスも含まれる。また、酸化性ガスと共に、希ガスや微量のフッ化炭素ガスを導入することも出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一例のアッシング装置
【符号の説明】
【００２６】
３……ラジカル生成室
４……反応室
１０……アッシング装置
１３……マグネトロン発振器
２１……基板電極
２２……処理対象物
２４……誘電体ドーム
２５……アンテナ
２６……ガス導入系
３２ａ，３２ｂ……小孔
【図１】
2010087431.tif 000003