(57)【要約】【課題】高均一性処理を実現する【解決手段】プラズマを利用して試料を処理するプラズマ処理装置で、試料１４が載置されている試料処理室１２の上部の位置に設置された分散板１の中央部分に、非開口部２を設けた。なお、この非開口部２の面積は、試料の面積の１０％から２５％である。また、非開口部２周辺に、総面積が試料の面積の５０％から８０％の複数の孔３を配置した。分散板１は、その表面を誘電体部材または絶縁体部材で被覆した。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマを利用して試料を処理するプラズマ処理装置において、試料が載置されている試料処理室の上部に設置された分散板の中央部分に、非開口部が設けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記分散板の前記非開口部の面積が、試料の面積の１０％から２５％であることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記分散板の、前記非開口部周辺の開口部に配置された複数の孔の総面積が、試料の面積の５０％から８０％である分散板を設置したことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記分散板が、誘電体部材または絶縁体部材で表面を被覆されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この本発明はプラズマ処理装置に係わり、特に真空容器内に導入されたプロセスガスをプラズマ化し、分散板を通して試料を加工するプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造用シリコン基板や液晶表示装置用ガラス基板といった試料を処理するための装置に、マイクロ波プラズマを用いた放電分離型ケミカルドライエッチング装置（以下「ＣＤＥ装置」という）がある。
【０００３】
ＣＤＥ装置は、プロセスガスにマイクロ波を照射してプラズマを発生させることで活性種（ラジカル等）を生成し、この活性種で、半導体製造用シリコン基板や液晶表示装置用ガラス基板等の試料をエッチング或いは、レジスト灰化（以下「アッシング」という）する装置である。
【０００４】
図３に一般のＣＤＥ装置の概要を示す。図３において符号１１は真空容器を示し、この真空容器１１の内部に試料処理室１２が形成されている。試料処理室１２の内部には試料設置台１３が設けられており、この試料設置台１３の上に被処理物である試料１４が載置される。
【０００５】
真空容器１１の上部には、活性種輸送管１５の一端が接続されており、この活性種輸送管１５の他端は、誘電体よりなる放電管１６の出口端に接続されている。放電管１６には、この放電管１６の内部にマイクロ波を供給するための導波管１７と、マイクロ波発生装置１８が接続されている。
【０００６】
そして、放電管１６の他の一端に接続されたガス導入口１９から導入されたプロセスガスにマイクロ波が照射されると、放電管１６の内部のプラズマ発生部２０においてプラズマが生成される。
【０００７】
このプラズマで活性化されたプロセスガスは、ガスの構成原子又は分子のイオン、或いはラジカル等の活性種となり、活性種輸送管１５を経由して真空容器１１の上部から試料処理室内部に輸送されるが、この試料処理室１２の上部には活性種を均一に試料１４に作用させるための分散板２１が設けられている。
【０００８】
なお、これら一連の装置の中で、真空容器１１とプラズマ発生系（活性種輸送管１５、放電管１６）は真空ポンプ（図示せず）により排気口２２ａ、２２ｂを通じて所要の圧力まで排気されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述のようなエッチング或いはアッシング等に供するプラズマ処理装置において、装置性能で最も重要なことのひとつに、被処理物である試料の処理速度及び処理速度の試料面内均一性が挙げられる。
【００１０】
これら２つの要素を決定するのは装置の基本仕様が重要であるが、プラズマ発生形式に関連する仕様を除くと、二次的に重要な仕様のひとつに試料への活性種の効果的な供給方法が挙げられる。
【００１１】
そこで本発明の目的は、この活性種の供給に関して、効果的な形状を有する分散板を搭載したプラズマ処理装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
プラズマ処理装置に使用される分散板設置の第一の目的は、上述のように試料である半導体製造用シリコン基板や液晶表示装置用ガラス基板等各種基坂を、均一に且つ望ましい速度で処理することにある。
【００１３】
このような均一な処理を可能にするために、特開平９−２７０４１７号において提案されたメッシュリングを用いることがある。この場合開口の場所に関して中央部分には適切な面積の非開口部が必要であることが開示されている。このメッシュリングと同様な分散板において、流体力学的シミュレーション解析手法と確認実験により、試料面積に対する非開口部面積の比率および開口部面積の比率が影響していることがわかった。
【００１４】
即ち、分散板の活性種が通過する孔の総面積にも最適な範囲があり、本発明は最適な開口率をもつ分散板により、均一な処理を可能にするものである。
【００１５】
更に、好ましくは、前記分散板が、誘電体部材または絶縁体部材で表面を被覆されていることが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態によるプラズマ処理装置の分散板について、図１及び図２を参照して説明する。なお、本実施形態では一例として試料１４が円形の半導体用製造用シリコン基板である場合について説明する。
【００１７】
図１は本実施形態による分散板の概略図であり、図２は本発明の結論に至った実験の一例を示している。
【００１８】
図１（ａ）は分散板１の全体平面図で、図１（ｂ）には開口部４の一部拡大斜視図を示す。分散板１の中央部分は孔を設けない非開口部２で、其の周辺には活性種が適切に分散されて試料１４に到達するように設けられた複数の孔３を有する開口部４が配置されている。
【００１９】
分散板１は、試料１４の形状にあわせて円形状であり、非開口部２は分散板１に対して同心円状に配置されている。又、開口部４に設けられた複数の孔３は、開口部４にほぼ均一に分散して配置されている。
【００２０】
なおこの分散板１には、最外周にプラズマ処理装置本体に取り付けるべく取付部（図示せず）が配置されている。
【００２１】
分散板１の非開口部２の面積は、試料の面積の１０％から２５％が最適であり、この割合を外れると処理速度の均一性が悪化する。
【００２２】
同様に分散板１の開口部４に設けられた孔３の総面積にも最適範囲があり、試料の面積の５０％から８０％が最達であり、これを外れると処理速度の均一性が悪化する。
【００２３】
図２には、これらの結果が得られた実験デー夕の一部を示す。
【００２４】
このデータはレジストアッシング処理を行った場合でのデータであるが、同図（ａ）は分散板１の非開口部２の試料１４に対する面積比率をパラメータに、アッシング均一性のばらつきについて、２００ｍｍ直径シリコン基板を試料に用いて測定したもので、データが示すように非開口部２の試料１４に対する総面積比率が、１０％から２５％が最適であることが判る。このとき試料１４に対する複数の孔３の総面積は面積比率（以下開口率という）で６５％と設定した。
【００２５】
同図（ｂ）は、開口部４に位置する孔３の試料１４に対する開口率をパラメータに同様のデータを取ったもので、同じく最適範囲が５０％から８０％であることが判る。このときの非開口部２の試料に対する面積比率は２０％で設定した。
【００２６】
図２（ａ）、（ｂ）に示すデータは、７０Ｐａの真空下で酸素を１０００ＳＣＣｍ流し、試料を２５０℃に加熱して処理した時のものである。縦軸の均一性は任意目盛であり、アッシング処理前後のアッシング量から得られるアッシングレート（処理速度）を試料上で数十箇所測定し、その平均からの偏差量を示す。
【００２７】
なお、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば開口部４の形状については、図１（ｂ）に拡大した一例を示すような丸孔の集合体の他、同心円状に配置された矩形や扇状形状（図示せず）の孔の集合体等でもよく、孔３は開口部全体にわたってほぼ均等な分散状態で配置されていればよい。
【００２８】
又、分散板１の形状についていえば、例えば試料１４が液晶表示装置用ガラス基板等のように矩形である場合には矩形とし、非開口部２も矩形とする場合もある。
【００２９】
さらに、分散板１は、その表面が誘電体部材または絶縁体部材で被覆されていると望ましい。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のプラズマ処理装置によれば、試料が載置されている試料処理室の上部の位置に設置された分散板の中央部分に、適切な面積の非開口部が設けられることと、分散板周辺部に位置する部分に設けられた、活性種を適切に試料に対して供給するための孔の総面積が、試料に対して適切な開口率を持つことにより、試料に対する処理が試料全面にわたって均一性よく行えることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマ処理装置に適用される分散板の概略図で、同図（ａ）は全体平面図、同図（ｂ）は開口部の孔の一部を拡大した斜視図。
【図２】本発明装置でのレジストアッシング処理における均一性データの一例で、同図（ａ）は分散板非開口部の試料との面積比率と処理の均一性の相関図、同図（ｂ）は分散板の周辺開口部に設置された孔の総面積の、試料に対する開口率と処理の均一性の相関図。
【図３】本発明に関連するプラズマ処理装置の概略図。
【符号の説明】
１　　分散板
２　　非開口部
３　　孔
４　　開口郡
１２　試料処理室
１４　試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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