(57)【要約】  基板からフッ素化ポリマーを除去するためのプラズマ発生装置。この実施例は通電電極、第１誘電層及びそれら通電電極と第１誘電層との間に提供された第１ワイヤメッシュを含む通電電極構造体を含んでいる。この実施例はまた、通電電極構造体の反対側に設置された接地電極構造体を含んでおり、プラズマを発生させる空洞部を形成している。プラズマが空洞部内に存在するとき第１ワイヤメッシュは第１誘電層から遮蔽される。空洞部はフッ素化ポリマーを除去するプラズマを提供するためにその１端に出口を有している。【選択図】図３
2009510775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板からフッ素化ポリマーを除去するためのプラズマ発生装置であって、
通電電極と、
第１誘電層と、
前記通電電極と前記第１誘電層との間に設置された第１ワイヤメッシュと、
接地電極と、
を含んでおり、
プラズマは前記通電電極と前記接地電極との間で発生され、プラズマが存在するとき前記第１ワイヤメッシュは前記第１誘電層によってプラズマから遮蔽され、
本装置は、フッ素化ポリマーを除去するプラズマを提供するためのオリフィスをさらに含んでいることを特徴とする装置。
【請求項２】
プラズマが存在するとき接地電極とプラズマとの間に設置された第２誘電層と、
前記接地電極と前記第２誘電層との間に設置された第２ワイヤメッシュと、をさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
第２ワイヤメッシュは接地されていないことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
第１ワイヤメッシュの各穴の径はＲＦ電源によって提供される信号の波長以下であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
１ｓｌｍ以下の流量の不活性ガスを受領するように設計されたガス注入口をさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
基板径と少なくとも同じ大きさの横軸方向のオリフィス径を含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
第１ワイヤメッシュは接地されていないことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項８】
第１ワイヤメッシュは誘電層間に設置されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
第１ワイヤメッシュは本装置を第１処方にて運用させるように設計されており、本装置を第２処方にて運用させる第２ワイヤメッシュと変更できるように設計されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１０】
基板からフッ素化ポリマーを除去するためのプラズマを発生させる方法であって、本方法は、
通電電極を設置するステップと、
第１誘電層を設置するステップと、
前記通電電極と前記第１誘電層との間に第１ワイヤメッシュを挿入するステップと、
接地電極を提供するステップと、
前記通電電極（間違い“多分”：と前記第１誘電層との間）間でプラズマを発生させるステップと、
プラズマから遮蔽されている前記第１ワイヤメッシュを前記第１誘電層によって遮蔽するステップと、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項１１】
プラズマが存在するとき接地電極とプラズマとの間で作用する第２誘電層を設置するステップと、
前記接地電極と前記第２誘電層との間に第２ワイヤメッシュを挿入するステップとを含んでいることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
第２ワイヤメッシュは接地されていないことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
第１ワイヤメッシュの各穴の径はＲＦ電源によって提供される信号の波長以下であることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
プラズマを発生させるよう通電電極と接地電極との間で１ｓｌｍ以下の流量の不活性ガスを供給するステップを含んでいることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
基板径と少なくとも同じ大きさの横軸方向のオリフィス径を含むオリフィスを通してプラズマを前記基板へと提供するステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
第１ワイヤメッシュは接地されていないことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１７】
誘電層間に第１ワイヤメッシュを提供するステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１８】
第１ワイヤメッシュを第２ワイヤメッシュと変更するステップをさらに含んでおり、前記第２ワイヤメッシュは第２プラズマを発生させるように設計されており、プラズマは第１処方によって発生され、第２プラズマは前記第１処方とは異なる第２処方によって発生されることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に基板製造技術に関し、特に基板からフッ素化ポリマーを除去する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体基板あるいはフラットパネルディスプレー製造に利用されるもののごときガラスパネルである基板の製造にはプラズマが多用される。例えば基板の製造工程の一環として基板は複数のダイすなわち方形領域に分割される。それぞれのダイは１体の集積回路になる。その後基板は一連の工程で処理される。それら工程中に物質が基板から選択的に除去（エッチング処理）及び基板上に堆積される。数ナノメータ程度であるトランジスタゲートの臨界寸法（ＣＤ）の制御は最重要である。なぜなら目標のゲート長からの１ナノメータの偏差はそれらデバイスの作動速度に直接的に影響を及ぼすからである。
【０００３】
その後、硬化エマルジョン領域が選択的に除去され、その下側のコンポーネントが露出される。その後に基板はチャックまたはペデスタルと呼称される単極電極または双極電極を含んだ基板支持構造体上でプラズマ処理チャンバに入れられる。その後に適したエチャントガスがチャンバ内に送り込まれ、基板の露出領域をエッチング処理するためにプラズマが形成される。
【０００４】
このエッチング工程中にポリマー副生成物（例えばフッ素化ポリマー等）が基板上に形成されることはさほど珍しくない。一般的にフッ素化ポリマーは、先行して化学エッチング処理されたフォトレジスト物質あるいはフッ化炭素エッチング処理中に堆積されたポリマー副生成物を含む。一般的にフッ素化ポリマーは化学式ＣｘＨｙＦｚ（ｘとｚは１以上の整数であり、ｙは０以上の整数）の化学物質であり、例えば、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＣＨ２Ｆ２、Ｃ４Ｆ８、Ｃ５Ｆ８等である。
【０００５】
幾度かのエッチング工程の結果として連続的なポリマー層が堆積されるにつれて、通常は頑丈で強力な接着性を有する有機結合も徐々に弱体化し、運搬中に捲れてしばしば別基板上に剥落する。例えば普通、基板はカセットとも呼称される実質的にクリーンな容器内でプラズマ処理システム間をセットになって移動される。上方に置かれた基板が容器内で移動されるとき、ダイが存在する場合にポリマー層の一部が下方の基板上に落下し、装置の歩留まりに影響を及ぼすことがある。
【０００６】
ポリマー除去の通常方法は湿式化学処理によるものである。しかし湿式化学処理はフォトレジストの除去には有効であるが、側壁のポリマーの除去にはさほど効果的ではない。別の一般的に利用される除去方法は真空条件下（約１トール以下）のＯ２プラズマを利用する。この方法はフォトレジストと側壁ポリマーの除去には効果的であるが、真空条件を維持するためにＯ２プラズマは一般的に高価なプラズマ処理装置を必要とする。さらにフッ素化ポリマーを除去するために追加の基板処理ステーションを設置して処理しなければならないため、手間もかかる。
【０００７】
別の一般的に知られた比較的に単純で低コストのフッ素化ポリマー除去方法は大気圧（すなわち高圧）プラズマジェット（ＡＰＰＪ）の利用である。これはプラズマを基板の特定箇所に焦点させ、基板上のダイに対するダメージの可能性を最低限に抑えている。ＡＰＰＪ装置は一般的に、（電源の縦軸方向）ＲＦ通電電極と接地電極との間に形成された環状空間部（例えば管体、筒体）内で多量の不活性ガス（例えばＨｅ）を少量の反応性ガス（例えばＣＦ４、Ｈ２、Ｏ２）と混合させる。発生するプラズマはガスの流入（流入ガス）によって引き起こされる圧力によって環状空間部の１端から（放出プラズマとして）強制放出される。放出プラズマの形状と大きさは流入ガス圧を調節することで制御でき、ＡＰＰＪ装置の放出オリフィスの形状と大きさの調節でも制御できる。
【０００８】
さらにＡＰＰＪはフッ素化ポリマーを除去するために反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）と組み合わせることもできる。一般的にＲＩＥは基板から物質を除去するために化学処理とイオン処理とを組み合わせる。一般的にプラズマ内のイオンは基板表面を打撃して基板表面の原子の化学結合を破壊し、それら原子を化学処理の分子とさらに反応的にすることで化学処理を促進する。大気圧条件での活用が可能な大気圧プラズマは、真空に近い状態で運用するために複雑なポンプシステムを必要とする低圧プラズマより比較的に安価で提供される。しかしＡＰＰＪ装置はアーク現象に対しても敏感である。
【０００９】
一般的にアークとは極小規模爆発を伴う高電力密度短絡である。標的物質の表面またはチャンバ設備近辺でアークが発生すると局部溶解のごとき実質的な損傷が発生する可能性がある。プラズマアークは一般的に電流が徐々に増加する結果を伴う低プラズマインピーダンスにより引き起こされる。もし抵抗が充分に小さければ、電流は無限に増加し（電源とインピーダンスによってのみ制限）、短絡を発生させて全エネルギーの移動が起きるであろう。これで基板及びプラズマチャンバに損傷が生じるであろう。このアークの発生を防止するためには一般的に比較的に高いプラズマインピーダンスを維持しなければならない。そのための普通の方法は比較的に高い流速で多量の不活性ガスを使用してプラズマ内のイオン化速度を制限することである。別方法はアーク発生の可能性を低減させるために通電電極の縦軸方向にスロットを同電位で配置することである。
【００１０】
例えば普通の大気圧プラズマ形態ではＲＦ電力は通電電極と接地電極セットとの間に放電を引き起こし、Ｏ２のごとき処理ガスをイオン化させる。しかしプラズマ内の荷電物体（すなわちイオン等）の密度が増加すると（典型的には２％以上）、露出電極での破壊的アーク現象の可能性も高まる。従って、大抵の大気圧プラズマ処理は典型的には、ほとんど非荷電（不活性）のガス（Ｈｅ等）も含み、イオン化を制限する。しかしフッ素化ポリマー副生成物除去の場合には、大量（高流速）の不活性ガスの必要性が大気圧プラズマを経済的に非現実的とする。例えば基板面５ｍｍ２からフッ素化ポリマーを実質的に除去するには１０ｓｌｍ（標準リッター/毎分）以上の不活性ガスを必要とするであろう。これは典型的な３００ｍｍ基板の処理のためには１００リットル以上の不活性ガスが必要になることを意味する。大量の半導体品質ガスの入手コストは別にしても、そのような大量のガスを基板製造施設内に保管しておくことは非現実的であろう。さらに設備コスト、洗浄及びリサイクルを考慮すると大量の不活性ガスの利用は経済的に非現実的であろう。
【００１１】
図１で概略的に示す大気圧プラズマジェット装置では通電電極と接地電極の両方がそれぞれ空間周囲壁上に提供されている。一般的に不活性ガス１１８（例えばＨｅ）と処理ガス１１６（例えばＣＦ４、Ｈ２、Ｏ２）が密閉部１１４に入れられ、加圧される。それらガスは流入ガス１１５として放出チャンバ空間部１１０内に供給され、そこでプラズマがＲＦ電源１０８により発生されて空間部１１０の１端で放出オリフィス１１７から放出される放出プラズマ１０４を創出し、基板１０２をクリーニング処理する。一般的に放出オリフィス１１７の形状と直径は、縦横軸方向の放出プラズマ１０４の対応する形状に影響を及ぼすであろう（例えば横方向に狭く、縦方向に長かったり、横方向に広く、縦方向に短かったりする）。しかし前述したように、大量の不活性ガスが通電電極１０６と接地電極１１２との間でのアーク１０５の発生を妨害するのに必要となるであろう。
【００１２】
図２で概略的に示す大気圧プラズマジェット装置では通電電極は中央棒であり、接地電極は空洞部周囲内壁上に提供されている。一般的には不活性ガス１１８（例えばＨｅ）と処理ガス１１６（例えばＣＦ４、Ｈ２、Ｏ２）が密閉部１１４に入れられて加圧される。それらガスは流入ガス１１５として放出チャンバ空洞部１１０内に供給され、そこでＲＦ電源１０８によりプラズマが発生されて空洞部１１０の１端の放出オリフィス１１７から放出プラズマ１０４として放出され、基板１０２をクリーニング処理する。一般的に放出オリフィス１１７の形状と直径は、縦横軸の両方向で放出プラズマ１０４の対応形状に影響を及ぼすであろう（例えば横方向に狭く、縦方向に長かったり、横方向に広く、縦方向に短かったりする）。しかし前述したように、大量の不活性ガスが通電電極１０６と接地電極１１２との間でのアーク１０５の発生の妨害に必要となるであろう。
【００１３】
よって基板からフッ素化ポリマーを除去する改良装置及び改良方法が所望されている。
【発明の開示】
【００１４】
本発明はその１実施例において基板からフッ素化ポリマーを除去するためのプラズマ発生装置に関する。この実施例は通電電極、第１誘電層及びそれら通電電極と第１誘電層との間に提供された第１ワイヤメッシュを含む通電電極構造体を含んでいる。この実施例はまた、通電電極構造体の反対側に設置された接地電極構造体を含んでおり、プラズマを発生させる空洞部を形成している。プラズマが空洞部内に存在するとき第１ワイヤメッシュは第１誘電層から遮蔽される。空洞部はフッ素化ポリマーを除去するプラズマを提供するためにその１端に放出オリフィスまたは出口を有している。
【００１５】
本発明はその１実施例において基板からフッ素化ポリマーを除去するためのプラズマ発生方法に関する。この方法は通電電極構造体を提供するステップを含む。この通電電極構造体は通電電極、第１誘電層及びそれら通電電極と第１誘電層との間に提供された第１ワイヤメッシュを含む。この方法はまた、通電電極構造体の反対側に設置された接地電極構造体を提供するステップを含み、プラズマを発生させる空洞部を形成する。プラズマが空洞部内に存在するとき、第１ワイヤメッシュは第１誘電層から遮蔽される。空洞部はフッ素化ポリマーを除去するプラズマを提供するためにその１端に放出オリフィスまたは出口を有している。この方法はさらに、少なくとも１種の不活性ガスと少なくとも１種の処理ガスを空洞部内に導入するステップと、通電電極を使用して空洞部にＲＦ電界を適用し、少なくとも１種の不活性ガスと少なくとも１種の処理ガスからプラズマを発生させるステップを含んでいる。
【００１６】
本発明はその１実施例において基板からフッ素化ポリマーを除去するためのプラズマ発生方法に関する。この方法は通電電極構造体を提供するステップを含む。この通電電極構造体は通電電極、第１誘電層及びそれら通電電極と第１誘電層との間に提供された第１ワイヤメッシュを含む。この方法はさらに通電電極構造体の反対側に設置された接地電極構造体を提供するステップを含み、プラズマを発生させる空洞部を形成する。プラズマが空洞部内に存在するとき第１ワイヤメッシュは第１誘電層から遮蔽される。空洞部はフッ素化ポリマーを除去するためのプラズマを提供するためにその１端に放出オリフィスあるいは出口を有している。この方法はさらに通電電極を使用して空洞部にＲＦ電界を適用し、少なくとも１種の不活性ガスと少なくとも１種の処理ガスからプラズマを発生させるステップを含む。
【００１７】
本発明のこれら及び他の特徴を、図面を利用して以下で詳細に解説する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の幾つかの好適実施例を添付の図面を利用して以下で詳細に説明する。以下の解説では本発明の完全な理解のために多数の詳細が解説されているが、それらの一部または全部を省略しても本発明は実施可能である。また、よく知られた工程ステップ及び/又は構造は本発明の説明の複雑化を回避する目的で必ずしも詳細には解説されていない。
【００１９】
理論はともあれ、本発明の発明者は、誘電バリアとワイヤメッシュが少なくとも１つの電極とプラズマとの間に配置されている大気圧プラズマジェット装置（ＤＷＭ−ＡＰＰＪ）が、比較的に少ない不活性ガスの使用（１ｓｌｍ以下の流速）でアーク現象の発生を最低限に抑え、基板からフッ素化ポリマーを効果的に除去できると信じる。
【００２０】
一般的に、アーク現象は過電圧が電極間の放電間隙に印加され、電子雪崩が非常に高速であるストリーマ伝播が可能な臨界段階に達すると発生する。その結果、微小放電通路が形成される。しかし誘電バリアがエレクトレット（一般的に表面に電荷が蓄積する物質）として作用するため、微小放電通路は元来の通路径よりもずっと大きな領域をカバーする表面放電となるべく誘電バリアに広がる。誘電表面上の電荷蓄積のため微小放電の位置の電界は破綻後数ナノ秒内に崩壊し、この位置での電流の流れを終結させる。しかしこの破綻はしばしばプラズマ自体の崩壊を伴う。１好適形態においてはワイヤメッシュがこの崩壊現象を阻止する。
【００２１】
一般的にＲＦ発生器により発生されたもののごとき電磁波は波長よりも細いワイヤメッシュのごとくには導電面の貫通穴を通過しない。発生したＲＦ電界はワイヤメッシュ穴の径を変更することで異なる量及び異なる程度で減衰できる。適切サイズの穴を有したワイヤメッシュによる誘電バリア表面での二次電界の発生は、大幅に少なくなった不活性ガス量にてアーク現象を引き起こさずにプラズマを維持する助けとなる。よって、ＤＷＭ−ＡＰＰＪで電極と誘電バリアと間への少なくとも１つのワイヤメッシュの追加は、比較的に少ない不活性ガス量（１ｓｌｍ以下）で特定基板位置においてフッ素化ポリマー副生成物を実質的に除去するプラズマジェットを発生させる。さらに以前のＡＰＰＪ形態とは異なりＤＷＭ−ＡＰＰＪは通電電極の縦軸方向にスロットを必要としない。スロットは一般的にＡＰＰＪのサイズ、複雑性及びコストを増加させる。
【００２２】
一般的に、ＲＦの１波長の許容誤差は充分な性能と不充分な性能との間の略接合点であると考えられている。しかし一般的に、ワイヤメッシュ内の穴または表面の変動は、通常は許容範囲を超えた性能劣化とならないように波長幅の一部以下でなければならない。さらにＲＦ電界をプラズマ内に浸透させるためにはワイヤメッシュは接地されない。
【００２３】
１実施例では誘電バリアは単一電極とプラズマとの間に配置されている。１実施例では誘電バリアは全ての電極とプラズマとの間に配置されている。１実施例では誘電バリアは通電電極とプラズマとの間に配置されている。１実施例では誘電バリアは接地電極とプラズマとの間に配置されている。１実施例ではワイヤメッシュは誘電バリアと電極との間に配置されている。１実施例ではワイヤメッシュは各誘電バリアと電極との間に配置されている。１実施例ではワイヤメッシュは誘電バリアと通電電極との間に配置されている。１実施例ではワイヤメッシュは誘電バリアと接地電極との間に配置されている。１実施例では処理ガスはＨ２である。１実施例では処理ガスはＯ２である。１実施例では処理ガスはＣＦ４である。
【００２４】
１実施例ではワイヤメッシュ銅（Ｃｕ）を含んでいる。１実施例ではワイヤメッシュはステンレス鋼を含んでいる。１実施例ではワイヤメッシュは真ちゅうを含んでいる。１実施例ではワイヤメッシュは亜鉛メッキ処理されている。１実施例ではワイヤメッシュはモノフィラメントである。１実施例ではワイヤメッシュは長方形ウィーブである。１実施例ではワイヤメッシュは六角形ウィーブである。１実施例では誘電バリアはマイラを含んでいる。１実施例では誘電バリアはセラミックを含んでいる。１実施例では誘電バリアはテフロン（登録商標）を含んでいる。
【００２５】
図３は本発明の１実施例によるＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置の概略図であり、この例では通電電極と接地電極の両方が空洞部周囲壁上に提供されている。さらに、通常使用される形態とは異なり、通常電極３０６と誘電バリア３０５ａとの間に配置されたワイヤメッシュ３０７ａと、接地電極３３２と誘電バリア３０５ｂとの間に配置されたワイヤメッシュ３０７ｂは、通常必要とされる量（例えば約１０ｓｌｍ等）よりも実質的に少量の不活性ガス流量（１ｓｌｍ以下）でアーク現象を引き起こさずにプラズマを維持させる。一般的に不活性ガス３１８と処理ガス３１６は密閉部３１４に入れられ、加圧される。それらガスは流入ガス３１５として放出チャンバ空間部３１０内に供給され、そこでプラズマがＲＦ電源３０８により発生されて空間部３１０の１端で放出オリフィス３１７から放出される放出プラズマ３０４を創出し、基板３０２をクリーニング処理する。さらに本実施例では各電極はワイヤメッシュと共に形成されているが、別実施例では通電電極３０６または接地電極３３２のいずれかに１つのワイヤメッシュを含むこともできる。本実施例においては直径３３１は約０．５ｍｍから約６ｍｍの間である。本実施例の利点には、比較的に少ない不活性ガス流量（約１ｓｌｍ以下）でフッ素化ポリマー副生成物を実質的に除去するプラズマジェットの発生、大量の半導体品質ガスの入手コストの回避、あるいは高価な不活性ガスリサイクル設備の購入の回避が含まれる。
【００２６】
図４は本発明の１実施例によるＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置の概略図であり、この例では通電電極は中央棒として提供されており、接地電極は空洞部周囲壁に提供されている。さらに従来技術とは異なり、通電電極４０６と誘電バリア４０５ｂとの間に配置されたワイヤメッシュ４０７ｂと、接地電極４３２ａ‐ｂと誘電バリア４０５ｂとの間に配置されたワイヤメッシュ４０７ａは通常必要とされる量（例えば約１０ｓｌｍ等）よりも実質的に少量の不活性ガス流量（１ｓｌｍ以下）でアーク現象を引き起こさずにプラズマを維持させる。前述のごとく一般的に、不活性ガス４１８と処理ガス４１６は密閉部４１４に入れられ、加圧される。それらガスは流入ガス４１５として放出チャンバ空間部４１０内に供給され、そこでプラズマがＲＦ電源４０８により発生されて空間部４１０の１端で放出オリフィス４１７から放出される放出プラズマ４０４を創出し、基板４０２をクリーニング処理する。本実施例においては直径４３１は約０．５ｍｍから約６ｍｍの間である。本実施例の利点には、比較的に少ない不活性ガス量（約１ｓｌｍ以下）でフッ素化ポリマー副生成物を実質的に除去するプラズマジェットの発生、大量の半導体品質ガスの入手コストの回避、あるいは高価な不活性ガスリサイクル設備の購入の回避が含まれる。
【００２７】
例えばフッ素化ポリマー除去のため、１Ｗから２０ＷのＲＦ電力及びこのＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置を利用すると、約２ＭＨｚから約１３．５６ＭＨｚの周波数で約１ｓｌｍ以下のＨｅ流量が約１００ｓｃｃｍから約５００ｓｃｃｍのＯ２流量のアーク現象を防止するのに必要であろう。これは通常使用されるＡＰＰＪ装置での通常作動に必要である約１０ｓｌｍよりもかなり少ないＨｅ量である。
【００２８】
図５は本発明の１実施例により大気圧プラズマカーテンを創出するように設計されたＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置の概略図である。一般的にＡＰＰＪ装置は基板の直径と比べて比較的に小さい直径を有する傾向にある。基板全体を処理するため、一般的にＡＰＰＪ装置自体あるいは基板のいずれかを回転させて放出プラズマを基板表面の実質的部分に確実に接触させなければならないが、長時間を要する工程となる。しかしながら革新的な形態では、ＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置は放出オリフィス幅５０６が少なくとも基板５０２の直径５０８と同程度の幅となるように設計できる。結果としての放出プラズマは基板５０２の全スライス（オリフィス幅５０６に平行）に同時的に接触できるプラズマカーテンを創出し、追加処理時間を殆ど必要とせずに生産性を実質的に向上させながら、基板がプラズマ処理ステーション５１０（例えばＰＶＤ、ＣＶＤ、エッチング等）に挿入されるときにフッ素化ポリマーを除去させる。
【００２９】
図６Ａは本発明の１実施例によりプラズマカーテンを創出するように設計されたＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置のセットの概略図である。前述のごとくＡＰＰＪ装置は基板の直径と比べて比較的に小さい直径を有する傾向にあるため、一般的にＡＰＰＪ装置自体あるいは基板のいずれかを回転させて放出プラズマを基板表面全体に確実に接触させなければならない。しかしながら革新的な形態では、ＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置６０４は集合放出オリフィス幅が少なくとも基板６０２の直径と同程度の幅となるように設計できる。これはいくつかの点で有利である。さらに少量のガス流量のセットに対応するさらに小型のＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置６０４は制御と調節がさらに容易であろう。さらに、異なるＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置を、位置（例えば基板の端に対して基板の中央）、時間（処理の中間または終盤ではなく基板への当初の大気圧プラズマ接触）、基板のタイプ等に関して異なる流量及び/または比率で設計できる。図５に示すように結果としての放出プラズマは全スライス（オリフィス幅６０６に平行）に同時的に接触するであろうプラズマカーテンを創出し、追加処理時間を殆ど必要とせずに生産性を実質的に向上させながら、基板がプラズマ処理ステーション６１０（例えばＰＶＤ、ＣＶＤ、エッチング等）に挿入されるときにフッ素化ポリマーを除去させる。
【００３０】
図６Ｂは本発明の１実施例によりプラズマカーテンを創出するように設計されたオフセットＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置のセットの概略図である。前述のごとくＡＰＰＪ装置は基板の直径と比べて比較的に小さい直径を有する傾向にあるため、一般的にＡＰＰＪ装置自体あるいは基板のいずれかを回転させて放出プラズマを基板表面全体に確実に接触させなければならない。しかしながら革新的な形態では、オフセットＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置６１２のセットは集合放出オリフィス幅が少なくとも基板６０２の直径と同程度の幅となるように設計できる。これはいくつかの点で有利である。前述のように、さらに少量のガス流量のセットに対応するさらに小型のＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置６０４は制御と調節がさらに容易であろう。
【００３１】
さらに、異なるＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置を、位置（例えば基板の端に対して基板の中央）、時間（処理の中間または終盤ではなく基板上の当初の大気圧プラズマ接触）、基板のタイプ等に対して異なる流量及び/または比率で設計できる。さらに、個別の放出プラズマは互いに独立しており、クロスフロー妨害の可能性を減少させ、フッ素化ポリマー除去効率を向上させるであろう。図５に示すように結果としての放出プラズマは基板６０２の全スライスに同時的に接触するであろうプラズマカーテンを創出し、追加処理時間を殆ど必要とせずに生産性を実質的に向上させながら、基板がプラズマ処理ステーション５１０（例えばＰＶＤ、ＣＶＤ、エッチング等）に挿入されるときにフッ素化ポリマーを除去させる。
【００３２】
図７は本発明の１実施例に従って基板荷重ロック装置に結合されたＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置の概略図である。一般的に、真空に近い状態でプラズマチャンバを、連続的に加圧したり換気させることなくプラズマ処理システムを運用するため、基板を大気圧（基板搬送）からほぼ真空状態（基板処理）へ挿入及び除去するための圧力変移機構が必要とされる。通常の圧力変移機構は荷重ロック装置７０２と呼ばれる。
【００３３】
一般的に３つの圧力領域：大気圧領域７１８（基板移送部７０８を含む）、変移領域７１６（荷重ロック装置７０２を含む）、及び真空領域７１４（プラズマチャンバ７０６を含む）が存在しなければならない。基板は通常、汚染を減少させるため基板を大気圧不活性ガス（例えばＮ２等）内に維持する基板移送部７０８を介してプラズマチャンバ７０６へ送られる。ドッキングポート７０９を介して荷重ロック装置７０２へドッキングすると、荷重ロック装置７０２は基板移送部７０８内の圧力とマッチさせるために大気圧で不活性ガスと共に換気される。
【００３４】
変移領域７１６と大気圧領域７１８との間の圧力が均衡すると、ドッキングポート７０９が開いて処理対象の基板６０２ａが挿入される。一方、以前に処理された基板６０２ｂは除去される。ドッキングポート７０９はその後再び密封され、荷重ロック装置７０２内の不活性ガスがポンプ７０４を介して送り出され、プラズマチャンバ７０６内の真空状態に実質的にマッチさせる。大気圧領域７１６と真空領域７１４との間の圧力が均衡すると、プラズマチャンバ７０７が開いて処理対象基板６０２ａが挿入される。
【００３５】
しかしながら革新的な形態では、ＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置７１２は基板が荷重ロック装置７０２へ挿入されている間にフッ素化ポリマーが基板から除去されるように設計することができ、基板のクリーニング処理に通常必要とされるであろう追加の処理時間を大幅に減少させることができる。すなわちＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置７１２が無ければ、基板は特別なクリーニングステーションへ送られる必要があり、処理後には後方プラズマチャンバへと戻される必要があるであろう。
【００３６】
さらにフッ素化ポリマーはＤＷＭ−ＡＰＰＪ放出物に曝露されると一般的に揮発し、発生する副生成物は前述の処理圧力均衡工程の間にポンプ７０４を介して局部ロック装置７０２から安全に排出される。本実施例は、クリーニング処理を処理直前にまで遅らせ、基板汚染が荷重ロック装置７０２とプラズマチャンバ７０６との間の数インチで生じるであろうウィンドウを大幅に減少させる点で非常に有利である。
【００３７】
図８は本発明の１実施例に従ったワイヤメッシュ誘電スリーブのセットが可変であるＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置の概略図である。前述のように、ＲＦ電界はワイヤメッシュ穴の径を変更させることで異なる量及び異なる程度で減衰できる。このように、それぞれが異なるワイヤメッシュ穴径を有する多様なワイヤメッシュ誘電スリーブ８０５ａと８０５ｂを提供することで、ＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置を特定形態または処方に合わせて最適化させることができる。すなわちアーク現象を最少化させるため、各ワイヤメッシュ誘電スリーブ８０５ａと８０５ｂを適切な電極とプラズマとの間でＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置内に配置できる。１実施例ではワイヤメッシュ誘電スリーブ８０５ａと８０５ｂはあらゆる形態において同じ穴径を有している。１実施例ではワイヤメッシュ誘電スリーブ８０５ａと８０５ｂはあらゆる形態において異なる穴径を有している。
【００３８】
１実施例ではワイヤメッシュ層は誘電層間に挟まれている。１実施例ではワイヤメッシュ層は誘電層へケイ素接着剤等の接着剤で接着されている。１実施例ではワイヤメッシュ層は圧力（横軸方向）によって誘電層に固定されている。１実施例ではワイヤメッシュ層は摩擦力（縦軸方向）によって誘電層に固定されている。１実施例ではワイヤメッシュ誘電スリーブは圧力（横軸方向）によって電極に固定されている。１実施例ではワイヤメッシュ誘電スリーブは摩擦力（縦軸方向）によって誘電層に固定されている。
【００３９】
例えば、不活性ガス流量の減少は一般的にある形態（例えば処理ガス流量、処理ガスのタイプ、ＲＦ電力等）においてアーク現象の可能性を増加させるであろう。しかしさらに小さな穴径のワイヤメッシュスリーブのセットを挿入することで、アーク現象を起こさずにさらに少ない不活性ガス流量でプラズマを維持させることができる。さらに、ＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置自体を再設計する必要なく異なるワイヤメッシュ物質（例えば複合金属、白金等）を使用することができる。
【００４０】
図９は本発明の１実施例に従ってＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置で基板からフッ素化ポリマーを好適に除去する単純化された方法の工程図である。先ずステップ９０２で通電電極、ワイヤメッシュ及び誘電層を含んだ通電電極構造体を準備する。１実施例ではワイヤメッシュは銅、ステンレス鋼、真ちゅう及び亜鉛メッキ金属の１つを含むことができる。１実施例では誘電層は二酸化ケイ素、窒化ケイ素、マイラ、セラミックまたはテフロン（登録商標）の１つを含むことができる。次にステップ９０４で、プラズマを発生させる空洞部を形成するように接地電極構造体を通電電極構造体の反対側に設置する。１実施例ではその空洞部は環状空間部でよい。１実施例ではその通電電極は空洞部内に形成された縦型プローブである。次にステップ９０６で通電電極を使用して空洞部にＲＦ電界を適用し、少なくとも１種の不活性ガスと少なくとも１種の処理ガスからプラズマ発生させる。
【００４１】
本発明はいくつかの点で従来技術と実質的に異なる。例えば本発明は少なくとも１つの誘電バリアと少なくとも１つのワイヤメッシュとをＡＰＰＪ（ＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置）と結合させ、比較的に少ない不活性ガス量（約１ｓｌｍ以下）で特定基板位置におけるフッ素化ポリマー副生成物を実質的に除去するプラズマジェットを発生させる。さらに通常及びさらに複雑なＡＰＰＪ装置形態とは異なり、本発明はスロット、高速流及び/またはアルミナカップの使用によってアーク現象を減少させない。さらに本発明は真空を維持するために特別な設備を必要とせず、基板に物理的に接触しないため損傷の可能性を最少化させ、設備が最小限で済むことから既存の処理プロセスへの統合が比較的に容易である。
【００４２】
本発明をいくつかの好適実施例を利用して説明したが、本発明の範囲内でそれらの変更が可能である。例えば、本発明をラムリサーチプラズマ処理システム（例えばエクセランＴＭ、エクセランＴＭＨＰ、エクセランＴＭＨＰＴ、２３００ＴＭ、ベリシスＴＭ、スター等）に関連して説明したが、その他のプラズマ処理システムを使用することもできる。本発明は多様な径（例えば２００ｍｍ、３００ｍｍ、ＬＣＤ等）の基板で利用することもできる。
【００４３】
本発明の利点は、比較的に少ない（約１ｓｌｍ以下）の不活性ガス流量でアーク現象を最少化させながら基板からフッ素化ポリマー副生成物を除去する点を含む。さらにＤＷＭ−ＡＰＰＪクリーニング装置を容易に現場の湿式クリーニング処理へと統合させる点、及び基板製造処理を最善化させる点を含む。
【００４４】
本発明を好適実施例及び実施態様により説明したが、「請求の範囲」によって定義される本発明の範囲を逸脱することなくそれらの変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は大気圧プラズマジェットの概略図であり、この例では通電電極と接地電極はそれぞれ空洞部周囲壁に提供されている。
【図２】図２は大気圧プラズマジェットの概略図であり、この例では通電電極は中央棒として提供されており、接地電極は空洞部周囲壁に提供されている。
【図３】図３は本発明の１実施例によるＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置の概略図であり、この例では通電電極と接地電極の両方が空洞部周囲壁上に提供されている。
【図４】図４は本発明の１実施例によるＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置の概略図であり、この例では通電電極は中央棒として提供されており、接地電極は空洞部周囲壁に提供されている。
【図５】図５は本発明の１実施例により大気圧プラズマカーテンを創出するように設計されたＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置の概略図である。
【図６Ａ】図６Ａは本発明の１実施例によりプラズマカーテンを創出するように設計されたＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置のセットの概略図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは本発明の１実施例によりプラズマカーテンを創出するように設計されたオフセットＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置のセットの概略図である。
【図７】図７は本発明の１実施例により基板荷重ロック装置に接続されたＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置の概略図である。
【図８】図８は本発明の１実施例によりワイヤメッシュ誘電スリーブのセットが可変であるＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置の概略図である。
【図９】図９は本発明の１実施例によりＤＷＭ−ＡＰＰＪ装置で基板からフッ素化ポリマーを最善に除去する単純化された方法の工程図である。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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