(57)【要約】【課題】処理室へ処理ガスを供給する態様を処理ガスの供給状況に応じて変更するための技術を提供する。【解決手段】処理ガスを用いて処理室１０１内にプラズマを形成し、形成したプラズマにより、処理室１０１内に配置されるステージ１０２に載置された被処理体を処理するプラズマ処理装置であって、供給口を通過する処理ガスの圧力を計測する圧力計測部１２５と、供給口の開口面積を調整する調整機構１２６と、圧力計測部１２５から取得した圧力に基づいて、調整機構１２６を制御する制御部１２７と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室と、前記処理室の上方に位置する第一ガス溜空間と、前記第一ガス溜空間の外周を囲む第二ガス溜空間と、前記第二ガス溜空間から前記第一ガス溜空間へ処理ガスを供給する複数の供給口と、前記第一ガス溜空間から前記処理室内に前記処理ガスを供給する供給孔とを有し、前記処理ガスを用いて前記処理室内にプラズマを形成し、形成した前記プラズマにより、前記処理室内に配置されるステージに載置された被処理体を処理するプラズマ処理装置であって、
前記供給口を通過する前記処理ガスの圧力を計測する圧力計測部と、
前記供給口の開口面積を調整する調整機構と、
前記圧力計測部から取得した圧力に基づいて、前記調整機構を制御する制御部と、を有する、プラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
前記制御部は、各圧力計測部が計測する圧力が略均一になるように、前記調整機構を制御する、プラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
前記処理室は、円筒形状であり、
前記処理室内の円筒軸から離れた位置に設置される排気口をさらに有し、
前記制御部は、前記排気口の真上近辺に位置する前記供給口を通過する前記処理ガスの圧力が高くなるように、前記調整機構を制御する、プラズマ処理装置。
【請求項４】
圧力計測部により、第二ガス溜空間から第一ガス溜空間へ供給口を通過する処理ガスの圧力を計測する圧力計測ステップと、
制御部により、前記圧力計測ステップにて計測した前記圧力を取得し、取得した前記圧力に基づいて、調整機構を制御し前記供給口の開口面積を調整する制御ステップと、
供給孔を介して、前記第一ガス溜空間から処理室内に前記処理ガスを供給し、前記処理ガスを用いて前記処理室内にプラズマを形成し、形成した前記プラズマにより、前記処理室内に配置されるステージに載置された被処理体を処理する処理ステップと、を有する、プラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、例えば、特開平６−５５４９号公報（特許文献１）がある。この公報には、「ＥＣＲプラズマイオン発生装置は、被照射物の１種である試料基板を内蔵した処理室に処理ガスを導入する処理ガス導入口を設け、処理室の周囲に並設された１対の磁気コイルに電流を流すことにより発生させる磁場とこの磁場内にマイクロ波を導入して発生させる電場との相互作用により生じる電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）現象を用いて処理ガス導入口から導入された処理ガスをプラズマイオン化するに際し、処理ガス導入口により導入される処理ガスの導入方向を試料基板に向けるように構成されている。上記構成によりプラズマイオン化された処理ガスの被照射物への照射方向や照射速度等の照射条件を向上させ、被照射物の良好な処理状態を得ることができる。」と記載がある。
【０００３】
また、特開２００７−１７３８４８号公報（特許文献２）がある。この公報には、「第１の拡散板のガス導入管側の面に第１のチャネルを、電極板側の面に凹部を形成する。第１のチャネルと凹部とは複数の導通口により連通している。第１のチャネルと導通口とは、ガス導入管から凹部へと通じるガス流路Ｌを形成する。ガス導入管から供給される処理ガスは、ガス流路Ｌを通ることにより、凹部と電極板との間に形成される中空部に拡散して供給される。」と記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−５５４９号公報
【特許文献２】特開２００７−１７３８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１や特許文献２に記載された技術では、処理室へ処理ガスを供給する態様を処理ガスの供給状況に応じて変更することができない。
【０００６】
本発明の目的は、処理室へ処理ガスを供給する態様を処理ガスの供給状況に応じて変更するための技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。
【０００８】
本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置は、処理室と、前記処理室の上方に位置する第一ガス溜空間と、前記第一ガス溜空間の外周を囲む第二ガス溜空間と、前記第二ガス溜空間から前記第一ガス溜空間へ処理ガスを供給する複数の供給口と、前記第一ガス溜空間から前記処理室内に前記処理ガスを供給する供給孔を有する。そして、前記処理ガスを用いて前記処理室内にプラズマを形成し、形成した前記プラズマにより、前記処理室内に配置されるステージに載置された被処理体を処理する。さらに、前記供給口を通過する前記処理ガスの圧力を計測する圧力計測部と、前記供給口の開口面積を調整する調整機構と、前記圧力計測部から取得した圧力に基づいて、前記調整機構を制御する制御部を有する。
【０００９】
また、他の実施の形態のプラズマ処理方法は、圧力計測部により、第二ガス溜空間から第一ガス溜空間へ供給口を通過する処理ガスの圧力を計測する圧力計測ステップを有する。また、制御部により、前記圧力計測ステップにて計測した前記圧力を取得し、取得した前記圧力に基づいて、調整機構を制御し前記供給口の開口面積を調整する制御ステップを有する。さらに、供給孔を介して、前記第一ガス溜空間から処理室内に前記処理ガスを供給し、前記処理ガスを用いて前記処理室内にプラズマを形成し、形成した前記プラズマにより、前記処理室内に配置されるステージに載置された被処理体を処理する処理ステップを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一実施の形態によれば、処理室へ処理ガスを供給する態様を処理ガスの供給状況に応じて変更することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における、プラズマ処理装置の構成例の概要を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における、ガス溜部の構成例の概要を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２における、プラズマ処理装置の構成例の概要を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２における、ガス溜部の構成例の概要を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１における、調整機構の構成例の概要を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１における、調整機構の構成例の概要を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１における、調整機構の他の構成例の概要を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１における、調整機構の他の構成例の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１３】
[実施の形態１]
本実施の形態１を、図１〜図３を用いて説明する。
【００１４】
＜構成例＞
図１は、本発明の実施の形態１における、プラズマ処理装置の構成例の概要を示す図である。図１において、プラズマ処理装置は例えば、円筒形状の処理室１０１と、処理室１０１の円筒軸の近辺に配置されるステージ１０２と、ステージ１０２の真下方に設置される排気口１０９と、処理室１０１の上方に設置されるガス溜部１２０と、流量制御器１０４と、圧力計測部１２５と、図示しない調整機構１２６と、制御部１２７とを有する。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態１における、ガス溜部１２０の構成例の概要を示す図である。図２において、ガス溜部１２０は、第一ガス溜空間１２１と、この第一ガス溜空間１２１の外周に沿って設けられるリング状のリングプレート１２３と、このリングプレート１２３を隔てて第一ガス溜空間１２１の外周を囲む第二ガス溜空間１２２と、第二ガス溜空間１２２から第一ガス溜空間１２１へ処理ガスを供給する複数の供給口１２４と、各供給口１２４の近辺に設けられた圧力計測部１２５と図示しない調整機構１２６とを有する。なお、図１および図２に記載した矢印は処理ガスの流れを示すものである。
【００１６】
図２に示すように、流量制御器１０４が供給する処理ガスは、第二ガス溜空間１２２に供給される。そして、第二ガス溜空間１２２に供給された処理ガスは、その後、供給口１２４を介して第一ガス溜空間１２１に供給される。なお、流量制御器１０４から各供給口１２４までの距離はそれぞれ異なるため、流量制御器１０４に近い供給口１２４と、流量制御器１０４から遠い供給口１２４とが存在する。
【００１７】
第一ガス溜空間１２１の底面は、円板形状をしており、円板の中心近辺に複数の供給孔１０３が形成されている。そして、この供給孔１０３を介して処理室１０１へ処理ガスが供給される。
【００１８】
処理室１０１へ供給された処理ガスは、プラズマ化され、処理室１０１内に形成したプラズマを用いてステージ１０２に載置された被処理体の表面を加工する処理ステップを行う。
【００１９】
そして、排気口１０９は、処理室１０１内のガスやプラズマを排気する。
【００２０】
また、圧力計測部１２５は、供給口１２４を介して第二ガス溜空間１２２から第一ガス溜空間１２１に供給される処理ガスの圧力を計測する圧力計測ステップを行う。
【００２１】
制御部１２７は、各圧力計測部１２５が計測した圧力を取得する。そして、取得する各圧力が略均等になるように調整機構１２６を制御する制御ステップを行う。
【００２２】
より詳細には、制御部１２７は、通過する処理ガスの圧力が高い供給口１２４については、供給口１２４の開口面積が小さくなるように調整機構１２６を制御し、通過する処理ガスの圧力が低い供給口１２４については、供給口１２４の開口面積が大きくなるように調整機構１２６を制御することで、各圧力計測部１２５から取得する各圧力が略均等になるように調整機構１２６を制御する。そして、各供給口１２４を通過する処理ガスの各圧力が略均等に調整されることに伴い、第一ガス溜空間１２１内の圧力が略均一に調整される。
【００２３】
なお、上述した調整機構１２６を制御することで、供給口１２４の開口面積を調整することは、例えば、図７と図８に示すように閉口部材を供給口１２４の一端から出し入れ可能にし、閉口部材を水平方向にスライドすることで供給口１２４の開口面積を調整するようにしても良い。この場合、調整機構１２６は、通過する処理ガスの圧力が低い供給口１２４については、閉口部材を基端から他端へスライドさせて供給口１２４の開口面積を小さくする動作をする。一方、調整機構１２６は、通過する処理ガスの圧力が高い供給口１２４については、閉口部材を他端から基端へスライドさせて供給口１２４の開口面積を大きくする動作をする。
【００２４】
また、上述した調整機構１２６を制御することで供給口１２４の開口面積を調整することは、例えば、図５と図６に示すように矩形をした閉口部材の角度を制御することで供給口１２４の開口面積を調整するようにしても良い。この場合、調整機構１２６は、通過する処理ガスの圧力が低い供給口１２４については、閉口部材の端と回転軸１３０とを結んだ直線と、供給口１２４の端と回転軸１３０とを結んだ直線とが交わる角度が大きくなるように制御する。一方、通過する処理ガスの圧力が高い供給口１２４については、閉口部材の端と回転軸１３０とを結んだ直線と、供給口１２４の端と回転軸１３０とを結んだ直線とが交わる角度が小さくなるように制御する。
【００２５】
さらに、上述した調整機構１２６を制御することで供給口１２４の開口面積を調整することは、絞り弁を制御することで供給口１２４の開口面積を調整するようにしてもよい。
【００２６】
＜実施の形態１の効果＞
以上説明した本実施の形態１におけるプラズマ処理装置によれば、供給口１２４の開口面積を調整する調整機構１２６を、圧力計測部１２５から取得した圧力に基づいて制御することで、処理室１０１へ処理ガスを供給する態様を処理ガスの供給状況に応じて変更できるようになる。
【００２７】
また、各圧力計測部１２５が計測する圧力が略均一になるように、調整機構１２６を制御することで、各供給口１２４から略均一に第一ガス溜空間１２１へ処理ガスを供給できるようになる。これによって、流量制御器１０４に近い供給口１２４からの処理ガスの供給量が多く、流量制御器１０４から遠い供給口１２４からの処理ガスの供給量が少なくなるという不均一を抑制できるようになる。
【００２８】
[実施の形態２]
本実施の形態２を、図３と図４を用いて説明する。
【００２９】
＜構成例＞
図３は、本発明の実施の形態２における、プラズマ処理装置の構成例の概要を示す図である。図３において、プラズマ処理装置は例えば、円筒形状の処理室１０１と、処理室１０１内の円筒軸の近辺に配置されるステージ１０２と、ステージ１０２の下方であって処理室１０１内の円筒軸から離れた位置に設置される排気口１０９と、処理室１０１の上方に設置されるガス溜部１２０と、このガス溜部１２０に接続される流量制御器１０４と、ガス溜部１２０に接続される圧力計測部１２５と、ガス溜部１２０に設けられる調整機構１２６と、制御部１２７とを有する。
【００３０】
図４は、本発明の実施の形態２における、ガス溜部１２０の構成例の概要を示す図である。図４において、ガス溜部１２０は、第一ガス溜空間１２１と、この第一ガス溜空間１２１の外周に沿って設けられるリング状のリングプレート１２３と、このリングプレート１２３を隔てて第一ガス溜空間１２１の外周を囲む第二ガス溜空間１２２と、第二ガス溜空間１２２から第一ガス溜空間１２１へ処理ガスを供給する複数の供給口１２４と、各供給口１２４の近辺に設けられた圧力計測部１２５と図示しない調整機構１２６とを有する。
【００３１】
本実施の形態２におけるプラズマ処理装置では、排気口１０９が、ステージ１０２の下方であって処理室１０１内の円筒軸から離れた位置に設置される。
【００３２】
このような場合、処理室１０１内では、排気口１０９の上方の気圧が低くなり気圧分布が不均一となる。
【００３３】
よって、制御部１２７は、排気口１０９の真上近辺に位置する供給口１２４を通過する処理ガス量を増やすために、排気口１０９の真上近辺に位置する供給口１２４の開口面積が大きくなるように調整機構１２６を制御する。これによって、処理室１０１内の気圧分布が略均一になり、その結果、プラズマ分布も略均等になる。
【００３４】
＜実施の形態２の効果＞
以上説明した本実施の形態２におけるプラズマ処理装置によれば、排気口１０９の真上近辺に位置する供給口１２４を通過する処理ガスの圧力が高くなるように、調整機構１２６を制御することで、処理室１０１の円筒軸から離れた位置に設置される場合に、処理室１０１内の気圧分布が不均一になることを抑制できるようになる。
【符号の説明】
【００３５】
１０１  処理室
１０２  ステージ
１０３  供給孔
１０４  流量制御器
１０９  排気口
１２０  ガス溜部
１２１  第一ガス溜空間
１２２  第二ガス溜空間
１２３  リングプレート
１２４  供給口
１２５  圧力計測部
１２６  調整機構
１２７  制御部
１３０  回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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