(57)【要約】【課題】プラズマ処理後の除去膜厚を短時間で簡易的に評価するプラズマ処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】基板１３上から一定間隔を開けた孔２０を有する遮蔽板１９を設けることにより、プラズマ中の酸素ラジカルは、孔２０を通して基板１３上のレジストをアッシングすることにより、照射部分は、主に孔２０の開いた部分となり、この照射によりアッシングされた最外郭周の部分は、斜めに膜を掘ったような断面形状となっているため、膜の上面から見えるリング状の干渉縞のリングの数で膜厚が推定できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス導入口と真空排気口を有する反応室と、前記反応室に基板を載置するための高周波電極と、前記高周波電極に高周波電力を印加するための高周波発生手段と、前記高周波電極に対向した位置に配置された接地電極からなるプラズマ処理装置において、前記高周波電極上に有機物からなる膜を堆積した基板を載置し、前記基板から一定間隔を空けた位置に孔を有する遮蔽板を前記反応室中に設置して、プラズマ処理し、処理後の前記基板に堆積した膜上に形成されたリングの数を数えて膜厚を簡易的に評価するプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマ処理装置において、前記基板と前記遮蔽板の間隔が少なくとも１ｍｍ以上開いていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１記載のプラズマ処理装置において、前記反応ガス導入口から導入するガスは、酸素などの反応性ガスであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理基板の表面を改質するプラズマ処理装置において性能を評価するために簡易的に膜厚を評価する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
実装技術の分野において、電子機器の小型化・高機能化に伴い高密度な実装が要求されている。そのため、実装基板への素子の接続は微細化され、より信頼性の高い実装が必要とされている。信頼性を確保する方法の一つとしてプラズマによる表面改質方法がある。たとえば、このプラズマ処理によって、表面に付着した有機物汚染が除去されワイヤーボンディングのボンディング強度を向上したり、濡れ性が改善され基板と封止樹脂との密着性を向上することができる。また、プリント基板上の銅、ニッケル、金（ボンディング接合面）からなる電極面上に析出した水酸化ニッケルなど無機物をアルゴンプラズマによるスパッタ作用で除去することにより、ワイヤーボンディングした場合の金電極とのボンディング強度を向上することができる。プラズマ処理装置の性能を評価する方法として、金のスパッタレートを測定したり、プラズマ発生ガスとして酸素を使って、酸素プラズマで基板上に塗布したレジスト（有機物からなる）をアッシング（灰化）したときのアッシングレートで評価する方法が取られている。
【０００３】
以下、図面を参照しながら、上述したプラズマ処理の性能評価方法の一例について、酸素ガスを用いた場合のプラズマ処理装置について説明する。
【０００４】
図６は、従来のプラズマ処理装置の断面図を示すものである。反応室１は、ガス導入口２と真空排気口３を有し接地されている。基板４は高周波電極５上に載置される。高周波発振器６からの電力は、マッチングチューナー（図示せず）、高周波電力供給部を通って高周波電極５に供給される。高周波電極５は絶縁リング７により反応室１と絶縁が保たれている。高周波電極５、絶縁リング７と反応室１は、Ｏリング（図示せず）により真空に保たれている。高周波電極５の対向する位置に、接地された対向電極８を有する。９は、Ｏリングが２００℃以上に加熱されないように冷却水を流すための冷却溝である。基板４には、レジストを堆積し、プラズマ処理前に膜厚測定器で測定しておく。
【０００５】
以上のように構成されたプラズマ処理装置について、酸素ガスを用いた場合の処理方法について以下説明する。ガス導入口２から酸素ガスを１０ＳＣＣＭ流しながら、真空度を３０Ｐａに保った状態で高周波電極５に２００Ｗの高周波を印加するとプラズマが発生する。プラズマ中にさらされた基板４面上には、プラズマ中にある酸素イオン、あるいは酸素ラジカルが照射される。基板４上のＣ（カーボン）、Ｈ（水素），Ｏ（酸素）からなるレジストは、酸素ラジカルにより、灰化分解され、ＣＯ２などの化合物となり除去される。プラズマ処理前後でレジストの膜厚を膜厚測定器で測定する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記方法で、レジスト膜厚を評価する場合、膜厚測定器が必要となる。またプラズマ処理前に膜厚を測定し、再度プラズマ処理した後に膜厚を測定しなければならず、作業時間がかかる。  また、膜厚測定器自体も高価格なものである。本発明は、上記問題点に鑑み、プラズマ処理性能を簡易的に短時間で安価に評価する方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上述した目的を達成するために、ガス導入口と真空排気口を有する反応室と、前記反応室に基板を載置するための高周波電極と、前記高周波電極に高周波電力を印加するための高周波発生手段と、前記高周波電極に対向した位置に配置された接地電極からなるプラズマ処理装置において、前記高周波電極上に有機物からなる膜を堆積した基板を載置し、前記基板から一定間隔を空けた位置に孔を有する遮蔽板を前記反応室中に設置して、プラズマ処理する。処理後の前記基板に堆積した膜上に形成されたリングの数を数えて膜厚を簡易的に評価することを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、プラズマ処理装置において、前記基板と前記遮蔽板の間隔が少なくとも１ｍｍ以上開いていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載のプラズマ処理装置において、前記反応ガス導入口から導入するガスは、酸素などの反応性ガスであることを特徴とする。
【００１０】
【非特許文献】
「物理工学」吉原邦夫著  昭和５９年９月２５日  初版１７刷発行  共立出版株式会社
【００１１】
本発明は、上記した構成によって、基板上から一定間隔を開けた孔を有する遮蔽板を設けることにより、プラズマ中の酸素ラジカルは、孔を通して基板上のレジストをアッシングすることになる。照射部分は、主に孔の開いた部分となる。この照射によりアッシングされた最外郭周の部分は、断面を見ると垂直ではなく斜めに膜を掘ったような形状となっている。これは、イオンの照射ではなく酸素ラジカルによるためである。すなわち、ラジカルは拡散により移動するため膜を垂直ではなく斜めに除去することになる。そのため膜の上面から見ると干渉縞がリング状に見える。このリングの数で膜厚が推定できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施例におけるプラズマ処理装置及び処理方法について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施例におけるプラズマ処理に使用したプラズマ処理装置の断面図を示すものあり、従来例と同じ構成である。図２は、孔を有した遮蔽板の拡大断面図である。
【００１３】
図１において、反応室１０は、ガス導入口１１と真空排気口１２を有し接地されている。基板１３は高周波電極１４上に載置される。高周波発振器１５からの電力は、マッチングチューナー（図示せず）、高周波電力供給部を通って電極１４に供給される。高周波電極１４は絶縁リング１６により反応室１０と絶縁が保たれている。高周波電極１４、絶縁リング１６と反応室１０は、Ｏリング（図示せず）により真空に保たれている。１７は、対向電極で、高周波電極１４の対向する位置にあり、接地されている。１８は、Ｏリングが２００℃以上に加熱されないように冷却水を流すための冷却溝である。基板１３には、レジストの膜を約１μｍ塗布している（図示せず）。１９は、基板１３上に載置されている孔２０（直径  ５ｍｍ）を有した遮蔽板である。遮蔽板１９の材料は石英部品である。遮蔽板１９と基板１３間の距離は、２ｍｍとした。
【００１４】
図２は、孔２０を有する遮蔽板１９を拡大した断面図である。
【００１５】
以上のように構成されたプラズマ処理装置について、以下説明する。ガス導入口１１から酸素ガスを１０ＳＣＣＭ流しながら、反応室１０内の真空度を３０Ｐａに保った状態で高周波電極１４に２００Ｗの高周波を印加し、プラズマを発生させ、１２０秒間処理する。どれだけアッシングしたいかによって決まる。プラズマ中にさらされた基板１３面上には、遮蔽板１９の孔２０からプラズマ中にある酸素イオン及び酸素ラジカルが照射され、基板１３上のレジストをアッシングする。この際、酸素イオンは、垂直に照射されるが、酸素ラジカルは、拡散によりレジスト上に照射されるため、サイドもアッシングすることになる。このため基板１３上のレジストは、円形に掘られるが、この円形に掘られた外周部は、サイドがアッシングされた状態となる。図３は、基板１３上のアッシングされた部分の断面図である。２１はレジストで２２は、アッシングされた部分を示す。
【００１６】
図４に実際にアッシングされた部分の膜厚測定したデーターを示す。約２０００Åに一つのリングが観察される。この場合は、図５のように６つのリングが観測された。
【００１７】
遮蔽板１９と基板１３間の距離を実験的に距離を変えて、リングの状態を観察した結果、遮蔽板１９と基板１３が密着した状態では、リングは出ないことがわかった。遮蔽板１９と基板１３間の距離の距離は、ある程度以上の間隙が必要であり、１ｍｍ以上でなければ、リングが出ないことがわかった。
【００１８】
以上のように本実施例によれば、孔つき遮蔽板をレジストつき基板上に一定間隔をあけて設置し、酸素プラズマ処理することにより、簡易的に膜厚を測定することができる。
【００１９】
なお、本実施例において、遮蔽板１９を基板１３上に設置したが、基板１３上に遮蔽板１９の孔２０があればよく、遮蔽板１９を高周波電極１４上に載置しても同じ効果を得ることができる。
【００２０】
また、本実施例において、遮蔽板１９の材質を、石英ガラスとしたが、絶縁物であれば何でも良く、アルミナなどのセラミックでも同じ効果は得られる。
【００２１】
また、本実施例において、基板１３を１２０秒間酸素プラズマ処理したが、特に時間は限定されるものではなくアッシングしたい膜厚によって、すなわちリングを何本出したいかによって時間は変わり、時間は特に限定されるものではない。
【００２２】
また、本実施例において、リングを見るためにレジストを用いたが、プラズマ中のラジカルで除去できる絶縁材料であれば、レジスト以外の材料でも同様の効果が得られる。
【００２３】
また、本実施例において、プラズマ発生ガスを酸素としたが、ラジカルが発生し、レジストをアッシングする反応性ガスであれば、同様の効果があるのはいうまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、請求項１記載の発明は、上述した目的を達成するために、ガス導入口と真空排気口を有する反応室と、前記反応室に基板を載置するための高周波電極と、前記高周波電極に高周波電力を印加するための高周波発生手段と、前記高周波電極に対向した位置に配置された接地電極からなるプラズマ処理装置において、前記高周波電極上に有機物からなる膜を堆積した基板を載置し、前記基板から一定間隔を空けた位置に孔を有する遮蔽板を前記反応室中に設置して、プラズマ処理する。処理後の前記基板に堆積した膜上に形成されたリングの数を数えて膜厚を簡易的に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるプラズマ処理装置の断面図
【図２】本発明の実施例における遮蔽板の断面図
【図３】本発明の実施例におけるアッシングした後のレジストの断面図
【図４】本発明の実施例における実際にレジスト膜厚を実測したデーターを示す図
【図５】本発明の実施例におけるレジストを上面から観察した図
【図６】従来のプラズマ処理装置の断面図
【符号の説明】
１０  反応室
１１  ガス導入口
１２  ガス排気口
１３  基板
１４  高周波電極
１７  対向電極
１９  遮蔽板
【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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