(57)【要約】【課題】基板を処理するための誘電体バリア放電装置及びその方法を提供する。【解決手段】基板24を処理するための誘電体バリア放電装置10は、第１平面電極16と、この第１平面電極16の表面上に配置される誘電体層18と、この誘電体層18に対して、上方でかつ平行な平面上に配置され、所定の厚さで７０％以上の透過率を有する多孔性構造からなる第２平面電極20と、前記第１平面電極16と前記第２平面電極20を電気的に接続する電源22とを含む。基板24を処理するための方法は、誘電体バリア放電装置10によって生じた反応物に基板表面をさらすことを含んでいる。
2005531147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１平面電極と、
この第１平面電極の表面上に配置される誘電体層と、
この誘電体層に対して、上方でかつ平行な平面上に配置され、所定の厚さで７０％以上の透過率を有する多孔性構造からなる第２平面電極と、
前記第１平面電極と前記第２平面電極を電気的に接続する電源と、を含むことを特徴とする誘電体バリア放電装置。
【請求項２】
第２平面電極は、８０％以上の透過率を有することを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電装置。
【請求項３】
第２平面電極は、９０％以上の透過率を有することを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電装置。
【請求項４】
第２平面電極に対して、上方でかつ平行な平面上にあって前記第２平面電極から約１０ミリメータより短いかまたは等しい距離に配置された基板をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電装置。
【請求項５】
第１平面電極は、少なくとも１つの流体通路を含むことを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電装置。
【請求項６】
第２平面電極に対して、上方でかつ平行な平面上にあって前記第２平面電極から約５ミリメータより短いかまたは等しい距離に配置された基板をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電装置。
【請求項７】
第２平面電極は、四角形状の複数のオリフィスを含むことを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電装置。
【請求項８】
第２平面電極に対して、上方でかつ平行な平面上にあって前記第２平面電極から約２ミリメータより短いかまたは等しい距離に配置された基板をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電装置。
【請求項９】
第２平面電極は接地電位にあることを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電装置。
【請求項１０】
第２平面電極は決められた厚さを有することを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電装置。
【請求項１１】
第２平面電極は、第１平面電極の上方に調整可能に離間配置されていることを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電装置。
【請求項１２】
第１平面電極と、
この第１平面電極の表面上に配置される誘電体層と、
この誘電体層に対して、上方でかつ平行な平面上に配置され、多孔性構造からなる第２平面電極と、
この第２平面電極に対して、上方でかつ平行な平面上にあって前記第２平面電極から約１０ミリメータより短いかまたは等しい距離に配置された基板と、
前記第１平面電極と前記第２平面電極を電気的に接続する電源と、を含むことを特徴とする装置。
【請求項１３】
前記基板は、前記第２平面電極から約５ミリメータより短いかまたは等しい距離にあることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記基板は、前記第２平面電極から約２ミリメータより短いかまたは等しい距離にあることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１５】
前記基板と第２平面電極は、接地電位にあることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１６】
第１平面電極と、この電極上に配置される誘電体層と、該誘電体層に対して上方でかつ平行な平面上に配置され、多孔性でかつ７０％以上の透過率を有する第２平面電極と、前記第１平面電極と前記第２平面電極を電気的に接続する電源とを含む誘電体バリア放電装置を構成するチャンバー内で処理すべき基板を取り扱う方法であって、
前記第２平面電極に対して上方かつ平行な平面上にあって前記第２平面電極から約１０ミリメータより短いかまたは等しい距離に配置されている前記基板を前記チャンバー内に導き、
前記第１平面電極及び第２平面電極の間に流体を含む酸素をほぼ大気圧の状態で流し、
前記第１、第２平面電極に電源からパルスを入力させ、前記第１、第２平面電極間で反応種からなるプラズマを発生させ、さらに、
前記反応種を基板に対して反応させる、各ステップを含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１７】
反応速度を高めるために前記チャンバー内の圧力を増加させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
電源が２ＫＨｚ以上の周波数からなるパルスを周期的に送ることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記基板と第２平面電極を接地するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
前記流体を含む酸素は、酸素および不活性ガスからなることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項２１】
スクリーン電極とベース電極は調整可能であることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板、特に基板の表面を処理するための誘電体バリア放電装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ及びプラズマ形成は、長年にわたり研究されてきた。現在、プラズマ発生器には、多数の用途に使用されるいくつかの形式がある。大多数のプラズマ発生器は、約１〜約１０トルで作動し、かつ高価で洗練されたプラズマ源を使用する真空システムを必要としている。プラズマ源としては、多くのダウンストリームのプラズマアッシャーとして用いられるマイクロ波プラズマ発生器、ＲＦプラズマ発生器、上記プラズマ源を少なくとも１つ含む組み合わせ、及び同等物などを含んでいる。
【０００３】
他の形式のプラズマ発生器は、上記の真空及びプラズマシステムの使用、複雑化、コストの上昇を避けるために、大気圧で動作できるように設計される。しかし、大気圧型のプラズマツールは、一般的に空間的な大きさ（数ｃｍのオーダー）に制限があり、この制限を克服しかつ均一なアッシングを与えるために、ウエハの回転またはプラズマ源のスキャンニング等の種々の技術が必要とされる。
【０００４】
大気圧型プラズマツールにおいて、プラズマは、一般的に、電極から離れて横切るアークから発生する。例えば、発明の名称が「１気圧中で均一のグロー放電プラズマ」である特許文献１には、絶縁されかつ等しい間隔に配置された一対の平面金属電極間に発生した、１〜100ｋHzで１〜５KVの実効値電位で励起された１気圧の定常状態グロー放電プラズマについて記載されている。特許権者は、グロー放電プラズマが、付与された直流またはRF電界によって励起される自由電子によって生じると述べている。これらの電子は、中性粒子に衝突してエネルギーを伝達し、これにより、準安定の、原子種、自由ラジカル、分子、フラグメント、モノマー、電子、およびイオンを含む多数の活性種を形成する。
【０００５】
低速度のガス流が維持されている周囲環境から絶縁されたエンクロージャがプレートアセンブリの回りに配置されて、ガス流とエンクロージャの漏れ率を等しくする。実際、流れが発生しない状態が、この装置の正常な動作となる。電極間にプラズマが通過することによって材料が処理され、材料は、イオンを含むプラズマ構成要素の全てに晒される。
【０００６】
裸の電極を用いると、ウエハ上に生じる回路素子の安全性を危うくする粒子が導かれる。さらに、電流（直流または交流）が、基板、例えばウエハ上に作られる素子を破壊し、生産量の低下を招く。
【０００７】
別形式の大気圧型プラズマ放電装置は、誘電体バリア放電装置を含む。この誘電体バリア放電装置は、一般的に、１つの電極上またはその間に誘電体−絶縁層を備える２つの平行な電極を含み、ほぼ大気圧で動作する。誘電体バリア放電装置は、１つの単純なプラズマ放電ではなく、短い寿命で、自己終端する一連のアークを与え、このアークは、マイクロ秒より長い時間、安定で、連続的、かつ均一なプラズマを生じる。
【０００８】
処理すべきウエハは、１つの平面電極又は一般的に２つの平面電極間に配置されて用いられる。いずれの場合も、誘電体バリア放電装置によって発生した放電は、ウエハを通過し、これによって、ウエハ内に予め形成された回路素子を損傷させるか、またはアッシング速度に局所的な変動をもたらす。
【０００９】
特許文献２及び特許文献３において、特許権者は、中央電極、この中央電極の回りに配置される周辺円筒電極、及びこれらの電極間に挿入され直接的なアーク放電を防ぐための絶縁性シリンダを含む装置を開示している。これらの電極と絶縁性シリンダは、同軸に配置され、そこに円筒状の放電空間を形成する。中央電極に高周波の電気エネルギーを付加することによって、グロー放電が中央電極と絶縁性シリンダとの間に発生する。
【００１０】
反応ガスが放電空間の一端側から導かれ、この反応ガスはグロー放電によって励起され、放電空間の他端側から排出され、励起したプラズマが加工物に衝突し、このプラズマによって処理される。しかし、この装置は、無線周波の放電電流で処理することから絶縁性シリンダを薄くしなければならないので、大きいサイズのものを作ることができない。
さらに、誘電体材料は、反応ガスによって攻撃されやすく、位相遅れを導くので、放電を維持するために高電圧及び低電流を用いる必要がある。
【００１１】
大気圧型プラズマ放電装置のもう１つの問題点は、半導体素子の製造に限定されることである。半導体基板の表面上に反応物を分布させることが望まれる。半径方向のあらゆる方向に移動するこれらの反応物を作り出す放電管は、特定の望ましい方向に反応物を供給することができない。これにより、反応物が石英管、電極等の装置の構成要素を通過することによって、さらに、注入ガスそれ自体によって吸収されることによって、反応物の集中が変化する。それゆえ、ウエハに到達しない反応物は、浪費される。
【００１２】
さらに、他の電極を取り囲む中央電極を備える円筒状エミッターの形状は、本来的に均等に反応物を生じさせることができない。それゆえ、反応物の不均一な分布が、平坦なウエハに不均一に晒されることになる。これにより、表面の不均一な処理が生じ、半導体ウエハを反応物に対して正確かつ一定に露出することができない。
【００１３】
不均一な分布を克服するための従来技術の試みは、半導体基板が１つの平面電極と用いられるか、または平面電極間に存在するような装置を含むことである。しかし、これらの従来形式の装置は、誘電体効率の局所的な損失及び不均一なプラズマ発生を伴う同一の問題に悩んでいる。さらに、多くの従来の装置では、電極を冷却するための手段がなく、さらに、誘電体材料の劣化、及びガスの加熱により、非効率となりかつ有効な素子の寿命を短くさせる。
【００１４】
スクリーン電極又はグリッドに用いられるこのような誘電体バリア放電装置において、スクリーン電極またはグリッドは、一般的に、金網状の格子パターンからなる。これらの形式のスクリーン電極を有する問題は、格子パターンを有するワイヤを重ね合わすことによって複数本のアーク地点を与える。重なり合う領域は、アーク地点を与える誘電体層に近くにあり、これにより、誘電体層から最も遠くにある重なり領域は、使用される電圧でのアークではなく、反応物のための供給源としてのプラズマの効率を低下させる。
【特許文献１】米国特許第５，４１４，３２４号明細書
【特許文献２】米国特許第５，１９８，７２４号明細書
【特許文献３】米国特許第５，３６９，３３６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
以下に開示されるものは、基板を処理するための誘電体放電装置及びその方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の誘電体バリア放電装置は、第１平面電極と、この第１平面電極の表面上に配置される誘電体層と、この誘電体層に対して、上方でかつ平行な平面上に配置され、所定の厚さで７０％以上の透過率を有する多孔性構造からなる第２平面電極と、前記第１平面電極と前記第２平面電極を電気的に接続する電源と、を含んでいる。
【００１７】
他の実施形態では、本発明は、第１平面電極と、この第１平面電極の表面上に配置される誘電体層と、この誘電体層に対して、上方でかつ平行な平面上に配置され、多孔性構造からなる第２平面電極と、この第２平面電極に対して、上方でかつ平行な平面上にあって前記第２平面電極から約１０ミリメータより短いかまたは等しい距離に配置された基板と、前記第１平面電極と前記第２平面電極を電気的に接続する電源とを含んでいる。
【００１８】
また、基板を処理するための方法は、第１平面電極と、この電極上に配置される誘電体層と、該誘電体層に対して上方でかつ平行な平面上に配置され、多孔性でかつ７０％以上の透過率を有する第２平面電極と、前記第１平面電極と前記第２平面電極を電気的に接続する電源とを含む誘電体バリア放電装置を構成するチャンバー内で処理すべき基板を取り扱う方法であって、
前記第２平面電極に対して上方かつ平行な平面上にあって前記第２平面電極から約１０ミリメータより短いかまたは等しい距離に配置されている前記基板を前記チャンバー内に導き、前記第１平面電極及び第２平面電極の間に流体を含む酸素をほぼ大気圧の状態で流し、前記第１、第２平面電極に電源からパルスを入力させ、前記第１、第２平面電極間で反応種からなるプラズマを発生させ、さらに、前記反応種を基板に対して反応させる、各ステップを含んでいる。
【００１９】
上記に記載された及び他の特徴は、以下の特徴及び詳細な記載によって例証される。例示する図面において、同一の構成要素は、いくつかの図面において同一の参照符号が用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、基板の表面を取り扱うために適した装置１０の概略図である。この装置１０は、誘電体バリア放電装置のハウジングとなるチャンバー１２を有する。誘電体バリア放電装置は、一般的に、ベース電極１６、このベース電極１６上に配置された誘電体層１８、及びベース電極１６及び誘電体層１８に対して、上方でかつ好ましくは平行な平面上に配置されるスクリーン電極２０を含んでいる。また、ベース電極１６及びスクリーン電極２０に電気的に接続される電源２２が設けられている。動作中、ロボットウエハハンドラー(図示略)または同等物によって、スクリーン電極２０に対して、上方でかつ平行な平面上に基板２４が配置される。
【００２１】
チャンバー１２は、ガス入口開口２６及び排気開口２８を含む。各開口の配置は、例示的なものであり、チャンバー１２内のガス入口２６と排気開口２８の配置は変えることができる。たとえば、チャンバー壁に配置する代わりにガス入口２６をベース電極及び誘電体層内に配置される１つ以上の流体通路に形成することもできる。これにより、スクリーン電極２０および基板２４の方向にガスを流すことができる。
【００２２】
用いられる粒子状のガスは、実行される特定の処理による。好ましくは、酸素を含む流体または酸素含有流体を含むガスの組み合わせが用いられる。例えば、装置１０は、除去動作、即ち、アッシング操作として、基板表面上に配置されたフォトレジストを取り除くために用いることができる。オゾン、一重項酸素、および／または原子酸素が、装置によってエアまたは酸素を含む流体から生じさせることができる。
【００２３】
これらの生成された種のそれぞれの量は、多数のパラメータ、及び特に、ガスの温度（与えられたパワーに対するガスの流速による）および電源２２の周波数による。ガスの温度は、オゾンの極限破壊度および原子酸素の展開を決定する。そして、周波数は、電子のエネルギーに影響し、その結果、分子酸素の励起および解離に影響する。また、周波数は、放電回数をどのくらい可能にするかを決定し、それにより、反応物の濃度を決定する。チャンバー１２は、好ましくは、反応種を含む処理環境に対して活性化する非導電性材料から作られる。
【００２４】
ベース電極１６は、誘電体バリア放電装置の使用、コスト、及び化学的安定性に基づく導電性材料から作られる。例えば、ベース電極１６は、ステンレス鋼、スチール、メネル、アルミニウム、ルテニウム、イリジウム、チタン、タンタル、上述の金属を少なくとも１つ含む酸化物、上記金属の少なくとも１つを含む組み合わせ、及び同等物から作ることができる。
【００２５】
１つの実施形態において、ベース電極１６は、少なくとも１つの流体通路３０を含む。この流体通路３０は、動作中、ベース電極１６の冷却および／または上述したチャンバー１２内へのガスの流入を与えることができる。
【００２６】
ベース電極１６を冷却する場合、水または同等物等の冷却媒体を流体通路内に循環させる。ベース電極１６の形状は、好ましくは、処理される基板２４の形状に適合するように選択される。例えば、ウエハ等の円形状の基板の場合は、円形状となる。好ましくは、ベース電極１６は、平面を含む。
【００２７】
誘電体層１８は、ベース電極１６上に配置される絶縁材料からなる。適当な絶縁材料は、二酸化ケイ素、窒化珪素、テトラエチルオルトシリケート、石英、上記誘電体材料の少なくとも１つを含む組み合わせ、及び同等物を含む。誘電体層１８は、接着剤、被膜処理、蒸着形成、温度成長、または同等物を用いてベース電極１６に付着させることができる。
【００２８】
適当な被膜処理は、スピン被膜、ローラー被膜、ディップ被膜、および同等物を含む。誘電体層１８は、また、化学蒸着法（ＣＶＤ）、プラズマによるＣＶＤ、急速温度処理、及び同等物等の蒸着及び熱処理を用いて蒸着することができる。誘電体層１８の厚さは、好ましくは、誘電体層１８と電極２０との間の空間内でガスの励起、及びプラズマのマイクロフィラメント形成を開始するために十分な誘電体破壊電圧を与えるように選択され、さらに、スクリーン電極２０とベース電極１６の間の電位によって決められる。例えば、誘電体層１８は、電流がベース電極１６及びスクリーン電極２０に流れる時、マルチ放電がチャンバー内のガスをプラズマ内に導いてイオン化し、そして、ラジカルを生じさせる。
【００２９】
しかし、その間に、これらの放電により誘電体層１８を（極性により、負または正のいずれか）チャージアップさせる。ガス内の電界を低くして、最終的に、ガスをアーク内で崩壊させるのに十分増大させる前にマイクロ放電を消滅させる。前に論じたように、マイクロエレクトロニクス素子は、アークに接触すると損傷しやすく、また、アークが基板に接触しないように防止することが望ましい。
【００３０】
不均一なプラズマ形成の問題点は、図２の平面図において最も良く示されているように、スクリーン電極２０を用いることにより最小化される。スクリーン電極２０は、ベース電極１６と同一の材料から作ることができる。このスクリーン電極２０は、好ましくは、基準の厚さを有し、単一シートの導電材料から作られる。さらに、好ましくは、スクリーン電極は、決められた一定の厚さを有する。格子網のオリフィス３２は、エッチング、スタンピング、または同等の方法でシートに形成される。好ましい実施形態では、オリフィス３２は、エッチングにより形成される。
【００３１】
この方法では、スクリーン電極２０の格子網は、７０％以上、さらに好ましくは８０％以上、そして最適には９０％以上の幾何透過率（geometric transmission factor)を有する。この幾何透過率は、全スクリーン領域に対する多数個の孔領域によって形成される透過率である。例示的には、約９２％の透過率が、複数の四角形状のオリフィスをエッチングによって得られる。各オリフィスの寸法は、0.004インチ（0.1016ｍｍ）のワイヤ幅及び基準シートが0.004インチ（0.1016ｍｍ）の厚さにおいて、0.090インチ×0.090インチ（2.229ｍｍ×2.229ｍｍ）である。スクリーン電極２０（ワイヤ）は、プラズマのマイクロフィラメントに対する形成場所を提供する。このようなプラズマのマイクロフィラメントの形成場所を多数設けることにより、放電空間内でわずかな場所に形成されるプラズマを減少させる。その結果、プラズマは、均一に分配される。
【００３２】
オリフィス３２の正確な形状及び寸法は変えることができるが、オリフィス３２は、鋭いコーナまたはエッジを有することが好ましく、これにより、複数の放電をオリフィスの交差部から開始しかつ離すことができる。その結果、複数の放電は、チャンバー１２の局所的なガス状態に影響を受ける。
【００３３】
スクリーン電極は、基板表面２４に到達するためにスクリーン電極２０と誘電体層１８の間の放電領域に反応物を有効に発生させることができる距離にある誘電体層１８の上方に垂下される。好ましくは、スクリーン電極２０及び誘電体層１８の間の距離は、約５ミリメータに等しいかまたはそれ以下であり、さらに好ましくは、約３ｍｍに等しいかそれ以下であり、最適には、約２ｍｍに等しいかそれ以下である。スクリーン電極２０は、所望の用途により剛直なもの又は屈曲性のものとすることができる。しかし、好ましい実施形態では、スクリーン電極２０は、動作中平坦となるように維持され、ベース電極１６からほぼ全ての位置において等しい距離にある。即ち、スクリーン電極は、ベース電極に対して平行な平面上にある。
【００３４】
電源２２は、好ましくは、高電圧、低電流、及び高周波能力を有する。このような電気装置は、従来から公知であることから更なる説明を省く。動作中、電源２２は、電極１６,２０に接続され、好ましくは、大部分の反応物が最初の放電による数ナノ秒またはマイクロ秒の間に生じると思われるので、周期的なパルスが出力される。さらに、電源は、好ましくは、約１ＫＨｚ〜約数ＭＨｚで変化する周波数でパルスを供給する。さらに好ましくは、周波数は、２ＫＨｚまたはそれ以上である。
【００３５】
電極１６,２０間のギャップを横切るプラズマ放電を開始するのに必要なパワーは、所望の効率によって変化させることができる。好ましくは、このパワーは、約１００ワット〜約数キロワットの間である。２つの電極に加えられる電圧は、好ましくは、約５００Ｖ〜約１０ｋＶにある。さらに好ましくは、電極間に加えられる電圧は、約２〜３ｋＶの範囲にある。さらに、電極１６,２０の小型化及びその間隔を短くすることにより、より必要とするパワーを減少させることができる。
【００３６】
処理すべき基板２４は、好ましくは、反応種が基板２４の表面に接触するように、スクリーン電極２０から反応種に対して有効に働く距離に配置される。好ましい実施形態では、基板２４は、約１０ｍｍに等しいかそれ以下、または、より好ましくは、約５ｍｍに等しいかそれ以下、最適には、約２ｍｍに等しいかそれ以下の距離にある。２０ｍｍ以上の距離では、大気圧またはそれ以上の圧力で再結合するために、反応物の性質により指数関数的に効率が減少すると考えられる。
【００３７】
動作中、スクリーン電極２０は、好ましくは、接地電位にある。さらに、基板２４およびその保持装置、即ち、ロボットアームも接地電位にある。このような動作は、基板２４を損傷するために電位を最小にする。装置がこのモードで作動する場合、ベース電極は、Ｇ−１０ファイバーガラスを含浸した絶縁ブロック等の高電圧絶縁技術によって接地電位から分離される。パルス動作中、十分な電界が電極１６,２０間の空間を横切って印加されるとき、イオン化の速度は、電子付着(electron attachment)の速度を越え、そして誘電体層１８の表面上に電荷を付着させるための、いわゆるスチーマーを形成すると考えられている。この方法では、ラジカル電界が、誘電体の表面上の表面電荷の中に電荷が広がって作用するように作られる。
【００３８】
誘電体層１８の存在なしに、初期放電が電極１６,２０間を横切る単一のサーマルアークの中に展開することになる。その代わり、誘電体層１８上または誘電体層１８から電子の蓄積および／または空乏によって、電子の付着速度がイオン化の速度を支配するような局所電界を減少させる。これにより、いわゆるスチーマーを消滅させる。電荷形成および消滅の過程が、一般的に、数ナノ秒またはマイクロ秒内に発生するので、生じたプラズマは、非大気圧、例えば、１００ミリバール(mbar)〜数気圧までの圧力でさえ、高エネルギー電子に対して熱的平衡に到達することができない。
【００３９】
誘電体層１８に形成される各放電は、直径で約１００ミクロンと考えられる比較的小さい領域で起こる。各々に電源から供給されるパルスを印加したこれらの大部分の放電は、均一なプラズマ源を与える。各放電は、他のものに対して独立している。
【００４０】
基準は、大気圧を用いて作られるが、予想に反して、圧力を増加させると、反応性が高まることがわかった。さらに、基板は、プラズマ処理動作中に、反応速度をさらに高めるために、加熱することができる。また、この装置は、チャンバー内のガスおよび処理すべき基板表面の両方に種々の効果を与えることが可能なＵＶ放射を供給する。放電における超紫外線の形成は、放電の動作モードに対するアクセス可能な放射線（ＵＶ内に）を有するガスの使用によって高めることができる。そして、ＵＶに反射する金属面電極を有する適切な電極形状、およびＵＶに対して透過する誘電バリアにより、ガス放電におけるＵＶレベルを高めることができる。
【００４１】
以下の例は、例示の目的のために表わされたものであり、本発明の開示範囲を制限するものではない。
（実施例１）
【００４２】
この実施例では、図１に示す装置が、２.４ミクロン厚さに被膜されたフォトレジスト層を有する基板を取り扱うために使用された。この基板は、フォトレジスト層がスクリーン電極に２ｍｍ離れて対面するように配置された。スクリーン電極と誘電体層の間の距離は、１.６ｍｍであった。スクリーン電極は、約９２％の透過率を有するように選択され、また、各角部を支持して、誘電体層と平行な平面上に保持された。誘電体層は、ベース電極に接着剤で接着された石英の薄いシートからなり、研磨されかつ磨かれて、最終厚さが０.３８ｍｍに作られた。電極に対するパワー出力は、約２５ワットよりも小さい。ほぼ大気圧の周囲空気がチャンバー内に導入された。
【００４３】
オゾン検出器は、基板によって妨げられない領域内で作動している間、スクリーン電極の上方に配置されかつ基板と同一の位置にある。このオゾン検出器は、動作中のオゾンの測定可能な量を検出した。これにより、セルが、空気から導く分子酸素からの派生物を発生し、反応物を上方に拡散させる。
【００４４】
フォトレジストのアッシング速度、即ち、基板からフォトレジストを取り除く速度が、監視されかつ１分間当たり概略８２オングストローム（Å／分）となるように決定された。
空気は、酸素を約２０.９％を含むので、周囲空気を純粋の酸素に置き換えることによって約４７８％にまでアッシング速度を増加させることができると考えられる。この種の変化は、同一の動作条件の下で、約３９２Å／分のアッシング速度に対応する。さらに、セルへのパワー入力を２５Ｗから約１ｋＷに増加させると、さらに、約４０倍のアッシング速度を増加させることになり、これは、約15,700Å／分のアッシング速度に置き換えられる。
【００４５】
誘電体バリア放電装置は、ここで説明したような利点を備えており、プラズマスキャンジングまたは基板の回転をすることなく、他のものの中で反応物を均一に生産することができ、また、装置によって与えられた反応物の均一性に対して、部分的に、比較的高いアッシング速度を有し、そして、より低い温度で動作することができる。誘電体バリア放電装置で得られたアッシング速度は、真空利用のアッシングツールに匹敵し、よりコストを低下させ、かつ装置を簡略化することができる。大気圧型アッシング法は、基板をアークまたは電流にさらすことなく行うことができる。さらに、誘電体バリア放電装置は、マグネトロン、マイクロ波導波管、ＲＦ源、および同等物、または、関連する真空装置に掛かる費用がなくなるので、非常に重要な商業的利点を有することになる。
【００４６】
誘電体バリア放電装置のスクリーン電極は、全ての利点及び目的のために、僅かに離れた多数のポイント源を有する平面を与える。また、このスクリーン電極によって、シャープでクリーンなエッジとともに均一な厚さ、さらに、スクリーン電極と誘電体層の間に一定のキャップを与えることができる。また、格子網の交差部及びそれから離れた点の両方に、アークの発生点を設けることができる。従来のスクリーン電極は、重なり合う金網構造を有し、その結果、効率が本来的に低かった、さらに、重なりあったワイヤは、本質的にスクリーンの高さが二倍となる。一定のスクリーン厚さを持つことにより、より薄いスクリーン電極を可能にする。さらに、ここで説明したスクリーン電極は、従来のスクリーン電極と比較してより高い透過率を有する。この高い透過率は、例えば、７５％以上であり、プラズマ放電のより高い効率と均一性を与える。
【００４７】
有利なことに、本発明の誘電体バリア放電装置及びその方法は、アッシング、エッチング、及び同等の処理に対して、反応物を生成するために使用することができる。さらに、圧力を調整することにより、所望の反応速度を得ることができる。これまで、酸素を含む流体に対して特定の基準を作ってきたが、酸素含有流体との組み合わせおよび／または特定の用途による異なる反応種の生成に他のガスを用いることができる。本発明の装置及び方法は、基板に対して反応物の均一性を良くし、結果的に、ウエハに対する改良された流れ均一性を与える。
【００４８】
本発明は、好ましい実施形態に関して記載してきたが、種々の変更が可能であり、かつ本発明の範囲から逸脱しない構成要素の等価物に置き換えることも可能であることは当業者であれば、理解できるであろう。さらに、多くの修正が、本発明の主たる範囲を逸脱しないで、本発明の技術的思想において、特定の状況または材料を用いて、多くの修正が可能である。それゆえ、本発明は、本発明で実行できると思われる最良の形態を開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、ここに添付する特許請求の範囲で示される全ての実施形態が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、誘電体バリア放電装置の断面図である。
【図２】図２は、例示的なスクリーン電極の斜視図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  装置
１２  チャンバー
１６  ベース電極
１８  誘電体層
２０  スクリーン電極
２２  電源
２４  基板
３０  流体通路
３２  オリフィス
【図１】
2005531147.tif 000003
【図２】
2005531147.tif 000004
【国際調査報告】
2005531147.tif 000005
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