(57)【要約】【課題】  本願発明は、既存のプラズマ発生装置を用いると共に、大型の基板等の被処理体を動かしてスキャン処理可能なプラズマ処理装置を提供することにある。【解決手段】  この発明は、少なくとも被処理体に対してプラズマを発生させるプラズマ発生部を具備するプラズマ処理装置において、前記プラズマ発生部と前記被処理体の間に、ライン状に配設された複数の孔を具備するパンチングメタルを配し、前記被処理体を前記複数の孔の配設方向に対して略垂直に移動させ、プラズマ処理することにある。また、前記複数の孔は、前記被処理体の移動方向に所定の幅を有することが望ましい。さらにまた、前記複数の孔が形成される範囲の周囲には、所定の高さの遮蔽壁が囲設されることが望ましい。さらに、前記複数の孔が形成される範囲の外側であって、前記被処理体の移動方向に対して左右に、所定の高さの遮蔽壁が形成されるものであっても良く、また、前記複数の孔が形成される範囲の外側であって、前記被処理体の移動方向に対して前後に、所定の高さの遮蔽壁が形成されるものであっても良い。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも被処理体に対してプラズマを発生させるプラズマ発生部を具備するプラズマ処理装置において、
前記プラズマ発生部と前記被処理体の間に、ライン状に配設された複数の孔を具備するパンチングメタルを配し、
前記被処理体を前記複数の孔の配設方向に対して略垂直に移動させ、プラズマ処理することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記複数の孔は、前記被処理体の移動方向に所定の幅を有す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】
前記複数の孔が形成される範囲の周囲には、所定の高さの遮蔽壁が囲設されることを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記複数の孔が形成される範囲の外側であって、前記被処理体の移動方向に対して左右に、所定の高さの遮蔽壁が形成されることを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記複数の孔が形成される範囲の外側であって、前記被処理体の移動方向に対して前後に、所定の高さの遮蔽壁が形成されることを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記パンチングメタルと被処理体の間隔は、プラズマ処理条件に対応して変更可能であることを特徴とする前段請求項のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記パンチングメタルと被処理体の間隔と前記遮蔽壁の高さとの間の比率は、プラズマ処理条件に対応して変更可能であることを特徴とする前段請求項のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記遮蔽壁は、導電性材料によって形成されることを特徴とする請求項３〜７のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラズマ発生部を具備するプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、プラズマ密度が均一で且つプラズマの拡散の少ない効率の良いプラズマ発生装置を提供することを目的して、プラズマ発生用コイルを有するプラズマ発生装置において、プラズマ発生空間を囲繞するプラズマ拡散遮蔽壁を設けたことを開示し、さらにプラズマ拡散遮蔽壁がパンチングメタルであることを開示する。これによって、前記拡散遮蔽壁によって画成された空間にプラズマを生成し、前記拡散遮蔽壁の内部に封じ込めてプラズマの拡散を防止するようにしたものである。
【０００３】
特許文献２は、プラズマ発生室と、前記プラズマ発生室に処理ガスを供給する手段と、前記プラズマ発生室の一端にパンチングメタルを介して接続される処理室と、前記処理室を真空排気する手段と、前記プラズマ発生室の他端にマイクロ波導入窓を介して接続され前記プラズマ発生室の接続部に所定の大きさを有する拡大された空間を有する拡大導波管とを具備し、前記拡大導波管の拡大された導波管内壁面に縦横の内径比が異なるリング状の仕切板をもうけたマイクロ波プラズマ処理装置を開示する。この特許文献２において、パンチングメタルが、小径の孔を複数個有するもので、特開昭６３−１２２１２３号公報に記載されているようにマイクロ波導入窓との間隔をマイクロ波の管内波長の１／８波長以上としていることが開示される。
【０００４】
特許文献３は、プラズマ発生部が複数個の円筒中にあり、その円筒チャンバーは末端で共通の基板挿入空間でつながっており、円筒の他端から導入されたプラズマ形成用ガスが円筒の半ばに位置するワークコイルにより放出された高周波電場によりプラズマ励起させるプラズマＣＶＤ及びエッチング装置を開示する。
【特許文献１】特開平７−２９８９０号公報
【特許文献２】特開平７−１３５０９５号公報
【特許文献３】特開２００２−１００６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１及び２に開示されるような単独のプラズマ源を用いて液晶パネル等の大型基板を処理するプラズマ処理装置を枚葉処理装置として製造するには大面積にわたる高均一なプラズマを形成する必要があり、装置が大型化するという不具合が生じる。
【０００６】
また、特許文献３で開示されるように複数個のプラズマ発生部を処理容器の上部に設けて処理する方法では、装置が複雑となり、高価となるという不具合が生じる。
【０００７】
このため、本願発明は、既存のプラズマ発生装置を用いると共に、大型の基板等の被処理体を動かしてスキャン処理可能なプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがって、この発明は、少なくとも被処理体に対してプラズマを発生させるプラズマ発生部を具備するプラズマ処理装置において、前記プラズマ発生部と前記被処理体の間に、ライン状に配設された複数の孔を具備するパンチングメタルを配し、前記被処理体を前記複数の孔の配設方向に対して略垂直に移動させ、プラズマ処理することにある。
【０００９】
また、前記複数の孔は、前記被処理体の移動方向に所定の幅を有することが望ましい。
【００１０】
さらにまた、前記複数の孔が形成される範囲の周囲には、所定の高さの遮蔽壁が囲設されることが望ましい。さらに、前記複数の孔が形成される範囲の外側であって、前記被処理体の移動方向に対して左右に、所定の高さの遮蔽壁が形成されるものであっても良く、また、前記複数の孔が形成される範囲の外側であって、前記被処理体の移動方向に対して前後に、所定の高さの遮蔽壁が形成されるものであっても良い。
【００１１】
さらに、前記パンチングメタルと被処理体の間隔は、プラズマ処理条件に対応して変更可能であることが望ましい。さらにまた、前記パンチングメタルと被処理体の間隔と前記遮蔽壁の高さとの間の比率は、プラズマ処理条件に対応して変更可能であることが望ましい。
【００１２】
また、前記遮蔽壁は、導電性材料によって形成される。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、既存のプラズマ発生部を用いて高密度プラズマを発生させ、この高密度プラズマをパンチングメタルに形成されたライン状の孔から、移動する被処理体に対して放出してスキャン処理することにより、大型の被処理体に対して簡単な構造で、高速且つ高均一なプラズマ処理を全面に渡って実施することができるものである。これによって、例えばリール式のＴＡＢテープのような非常に長い基板にも処理することが可能となるものである。
【００１４】
また、孔を設けたパンチングメタルに、導電性材料でできた遮蔽壁を設けたことにより、パンチングメタルの孔を通過したラジカルが効率よく被処理体と反応できるようになるため、処理速度及び均一性を向上させることができるものである。また、遮蔽壁の配設位置や長さ等の条件を変えることにより、被処理体に対して最適な作業条件を設定することが可能となるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施例について図面により説明する。
【実施例１】
【００１６】
本願発明の実施例に係るプラズマ処理装置１は、プラズマ発生部２と、プラズマ処理部３とによって構成される。この実施例では、プラズマ源に表面波プラズマを用いたが、ＥＣＲプラズマやＩＣＰ等であっても良いものである。また、プラズマ源に高密度プラズマを用いることによって高速処理が可能となる。
【００１７】
前記プラズマ発生部２は、例えば直流電力をマイクロ波に変換するマグネトロン２１と、このマグネトロン２１で発生したマイクロ波を伝達する導波管２２と、導波管２２によって伝達されるマイクロ波を所定の箇所に集中させて表面波プラズマ２８を発生させるアンテナ部２３と、石英等の絶縁材料から形成される窓部２４と、この窓部２４を介して前記アンテナ部２３と対峙する位置にプラズマ生成空間２５を画成する第１の真空容器２６と、前記プラズマ生成空間２５に所定の気体を導入させるガス導入管２７とによって少なくとも構成される。
【００１８】
前記プラズマ処理部３は、被処理体３０が載置される可動台３１と、この可動台３１が移動可能な真空処理空間３２を画成する第２の真空容器３３と、この真空処理空間３２の真空引きを行うために図示しない真空ポンプに接続されるガス排出管３４とによって少なくとも構成される。また、前記真空処理空間３２は前記プラズマ生成空間２５と連通しており、前記真空ポンプによる真空引きにより両者は共に真空状態とされる。
【００１９】
前記プラズマ生成空間２５と前記真空処理空間３２の間には、図２で示すようなパンチングメタル４０が配される。このパンチングメタル４０は、導電性物質によって形成され、その中央には直径方向にライン状、長方形状に複数の孔４１が配設される。この複数の孔４１の形成領域は、前記被処理体３０の移動方向Ｍに対して垂直方向に長手方向を有し、移動方向に沿って短手方向を有する長方形形状をしている。
【００２０】
以上の構成のプラズマ処理装置１において、先ず被処理体３０を可動台３１に搭載して、前記可動台３１をパンチングメタル４０の下方位置まで移動させる。そして、真空引きを行って、所定のガス（この実施例では、酸素＋四弗化炭素）をガス導入管２７からプラズマ生成空間２５へ導入し、マグネトロン２１から例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発振して、導波管２２及びアンテナ２３を介して前記ガスを励起し、前記プラズマ生成空間２５にプラズマを生成する。そして、前記パンチングメタル４０によって、被処理体にダメージを与えるマイクロ波やイオンが遮断されると共に、パンチングメタル４０に形成の孔からラジカルや励起されないガス成分が通過して、被処理体３０を処理するものである。
【００２１】
この実施例１において、液体レジストを塗布したシリコンウェハを被処理体３０として使用し、図６（ａ）に示されるように、この被処理体３０と前記パンチングメタル４０との間の間隔をＤ（１５ｍｍ）として１分間プラズマ処理を行い、ウェハ内の１３．５×５ｃｍ角領域でのレジスト削れ量及び均一性を計測した。この結果、レジスト削れ量は１６０７５Åで、均一性は±１８％という数値が得られた。同様に、図６（ｂ）で示されるように、前記間隔をＤ１（２０ｍｍ）として実験したところ、レジスト削れ量が１５９２２Å、均一性が±１９％と上述した場合とほぼ同一の結果が得られた。
【実施例２】
【００２２】
図３（ａ），（ｂ）に示す実施例２は、前記パンチングメタル４０に形成された複数の孔４１の周縁に遮蔽壁４２を囲設したことを特徴とするものである。これによって、ラジカルを遮蔽壁４２で画成される空間に閉じこめることが可能となり、パンチングメタル４０の下方を移動する被処理体３０に対して効果的な処理を行うことが可能となるものである。
【００２３】
図４（ａ），（ｂ）及び図５（ａ），（ｂ）では、この実施例２の変形例の一つとして、前記孔４１の形成領域を挟むように一対の遮蔽壁を設けた例を示す。図４は、被処理体３０の進行方向に対して前後から前記孔４１の形成領域を挟むように位置する一対の遮蔽壁４３を設けた例を示し、図５は、被処理体３０の進行方向に対して左右から前記孔４１の形成流域を挟むように位置する一対の遮蔽壁４４を示す。
【００２４】
この実施例２においても同様に、液体レジストを塗布したシリコンウェハを被処理体３０として使用し、図７（ａ）に示されるように、この被処理体３０と前記パンチングメタル４０との間の間隔をＤ（１５ｍｍ）、遮蔽壁４２の高さをｄ（１０ｍｍ）として１分間プラズマ処理を行い、ウェハ内の１３．５×５ｃｍ角領域でのレジスト削れ量及び均一性を計測した。この結果、レジスト削れ量は１８８７３Å、均一性が±９．９％と図６（ａ）の遮蔽壁のない場合と比べて削れ量、均一性とも向上した。
【００２５】
同様に、図７（ｂ）に示されるように、この被処理体３０と前記パンチングメタル４０との間の間隔をＤ１（２０ｍｍ）、遮蔽壁４２の高さをｄ（１０ｍｍ）として１分間プラズマ処理を行い、ウェハ内の１３．５×５ｃｍ角領域でのレジスト削れ量及び均一性を計測した場合、レジスト削れ量は１７４３９Å、均一性が±１３．５％と図６（ｂ）の遮蔽壁のない場合と比べて削れ量、均一性とも向上した。
【００２６】
さらに、図７（ｃ）で示されるように、この被処理体３０と前記パンチングメタル４０との間の間隔をＤ１（２０ｍｍ）とし、遮蔽壁４２の高さをｄ１（１５ｍｍ）として１分間プラズマ処理を行い、ウェハ内の１３．５×５ｃｍ角領域でのレジスト削れ量及び均一性を計測した場合、レジスト削れ量は１９６７６Å、均一性が±７．５％といずれの場合よりも削れ量、均一性とも向上した。このことから、遮蔽壁４２の高さは、高いほど良く、遮蔽壁４２と被処理体３０との距離は狭いほど良いことが推定される。
【００２７】
さらに、以上の構成において、図８（ａ）で示すように、被処理体３０の幅が、遮蔽壁４２の幅よりも狭い場合、１３２５４Åのレジスト削れ量を得られたが、均一性が±１２．３％と低下した。これは、図８（ａ），（ｂ）で示すように被処理体の両側からガスが抜けていくのが原因と想定され、特に図８（ｂ）で示す領域Ａおけるレジスト削れ量が大きい。しかしながら、図９で示すように、パンチングメタル４０と被処理体３０との間の距離をＤ２（４０ｍｍ）に設定し、遮蔽壁４２の高さをｄ２（３５ｍｍ）に設定して、その他の条件を同一にしてプラズマ処理を行った結果、レジスト削れ量が１３６８６Å、均一性が±６％と向上する結果が得られた。
【００２８】
このように、ラジカルを含むガスの流れの制御は、ガス流量や設定圧力の他に遮蔽壁４２の形状、長さ、高さ、及びそれによって画成されるラジカル閉じ込め空間４５の体積等によって調節することができるものである。
【実施例３】
【００２９】
図１０で示す実施例３は、リール式のＴＡＢテープ等のプラズマ処理装置１を示したものである。この実施例３において、３５は固定台、３６はテープ状の被処理体、３７は未処理の被処理体３６を収納したロール部、３８は処理済みの被処理体３６を収納するロール部である。尚、上述した実施例と同様の箇所又は同様の効果を奏する箇所には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
以上の構成とすることによって、リール式のＴＡＢテープ等の非常に長い基板も処理することが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本願発明の実施例１に係るプラズマ処理装置の概略構成図である。
【図２】本願発明の実施例１に係るパンチングメタルの一例を示した平面図である。
【図３】本願発明の実施例２に係るパンチングメタルの一例を示した図面であり、（ａ）はその側面断面図、（ｂ）はその平面図である。
【図４】本願発明の実施例２に係るパンチングメタルの別の一例を示した図面であり、（ａ）はその側面断面図、（ｂ）はその平面図である。
【図５】本願発明の実施例２に係るパンチングメタルの別の一例を示した図面であり、（ａ）はその側面断面図、（ｂ）はその平面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）はそれぞれに本願発明の実施例１に係る実験の条件を示した説明図である。
【図７】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれに本願発明の実施例２に係る実験の条件を示した説明図である。
【図８】（ａ）は被処理体が遮蔽壁よりも小さい場合を示した説明図であり、（ｂ）は処理状態を説明した説明図である。
【図９】図８で示す状態を改善することのできる状態を示した説明図である。
【図１０】本願発明の実施例３に係るプラズマ処理装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  プラズマ処理装置
２  プラズマ発生部
３  プラズマ処理部
２１  マグネトロン
２２  導波管
２３  アンテナ
２４  窓部
２５  プラズマ生成空間
２６  第１の真空容器
２７  ガス導入管
２８  プラズマ
３０  被処理体
３１  可動台
３２  真空処理空間
３３  第２の真空容器
３４  ガス排出管
３５  固定台
３６  被処理体
３７，３８  ロール部
４０  パンチングメタル
４１  孔
４２，４３，４４  遮蔽壁
【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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【図９】
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【図１０】
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