(57)【要約】【課題】  線方向に均一な処理を行うことのできるプラズマ処理方法及び装置と、処理速度を正確に制御することができるプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】  被処理物１７の線状部分の線方向にｘ軸をとったとき、ｘ軸方向沿いのプラズマ源１９の傾きを検出し、検出された上記プラズマ源の傾きが大略ゼロとなるように、上記プラズマ源と上記被処理物との相対位置を保ちながら上記プラズマ源を上記ｘ軸方向沿いに移動させて、上記発生させた線状プラズマにより、上記被処理物の上記線状部分を加工するプラズマ処理を行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物の近傍に配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記被処理物に作用させ、上記被処理物の線状部分を加工するプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、
上記被処理物の線状部分の線方向にｘ軸をとったとき、ｘ軸方向沿いの上記プラズマ源の傾きを検出し、
検出された上記プラズマ源の傾きが大略ゼロとなるように、上記プラズマ源と上記被処理物との相対位置を保ちながら上記プラズマ源を上記ｘ軸方向沿いに移動させて、上記発生させた線状プラズマにより、上記被処理物の上記線状部分を加工するプラズマ処理を行うプラズマ処理方法。
【請求項２】
上記被処理物の上記線状部分を加工するとき、上記ｘ軸方向沿いの上記プラズマ源の傾きを検出するために、ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマ源と上記被処理物間の距離を測定し、上記２つの部位における上記プラズマ源と上記被処理物間の距離がほぼ等しくなるように、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を保ちながら上記プラズマ源を上記ｘ軸方向沿いに移動させて上記プラズマ処理を行う請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
上記被処理物の上記線状部分を加工するとき、上記ｘ軸方向沿いの上記プラズマ源の傾きを検出するために、ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマの発光強度をモニタリングしつつ、上記２つの部位における上記プラズマの発光強度がほぼ等しくなるように、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を保ちながら上記プラズマ処理を行う請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】
１００００Ｐａ〜３気圧の圧力下で処理を行う請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】
電極が設けられ、線状プラズマを発生させるプラズマ源と、
上記プラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、
上記電極又は被処理物に電力を供給する電源と、
上記被処理物の線状部分の線方向にｘ軸をとったとき、ｘ軸方向沿いの上記プラズマ源の傾きを検出する検出装置と、
上記検出装置で検出された上記プラズマ源の傾きが大略ゼロとなるように、上記プラズマ源と上記被処理物との相対位置を保ちながら上記プラズマ源を上記ｘ軸方向沿いに移動させる移動装置とを備えて、
上記移動装置により上記プラズマ源を上記ｘ軸方向沿いに移動させながら、上記発生させた線状プラズマにより、上記被処理物の線状部分を加工するプラズマ処理を行うプラズマ処理装置。
【請求項６】
上記検出装置は、ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマ源と上記被処理物間の距離を測定する測長器であり、
上記移動装置により、上記測長器で測定された上記ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマ源と上記被処理物間の距離がほぼ等しくなるように、上記プラズマ源と上記被処理物との相対位置を保ちながら上記プラズマ源を上記ｘ軸方向沿いに移動させる請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
上記測長器が、上記ｘ座標の異なる２つの部位で上記プラズマ源にそれぞれ固定されている２つのレーザー測長器である請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
上記検出装置は、上記ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマの発光強度をそれぞれモニタリングする２つの発光モニタである請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
上記発光モニタがフォトダイオードである請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
テスト用被処理物の近傍に、互いの相対位置を固定して配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極又は上記テスト用被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記テスト用被処理物に作用させ、上記テスト用被処理物の表面を加工するプラズマ処理を行う第１のステップと、
上記テスト用被処理物の表面の加工された部分における処理速度を測定する第２のステップと、
上記第２のステップの測定結果に基づいて、上記テスト用被処理物とは異なりかつプラズマ処理すべき被処理物と上記プラズマ源との距離を測定する測長器の較正を行う第３のステップと、
上記プラズマ処理すべき被処理物の近傍に配置させた上記プラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源と上記プラズマ処理すべき被処理物間の距離を測定しつつ、上記プラズマ源に設けられた上記電極又は上記プラズマ処理すべき被処理物に電力を供給することにより上記線状プラズマを発生させ、上記線状プラズマによって生成された活性粒子を上記プラズマ処理すべき被処理物に作用させ、上記プラズマ処理すべき被処理物の表面を加工するプラズマ処理を行う第４のステップとを含むプラズマ処理方法。
【請求項１１】
テスト用被処理物の近傍に、互いの相対位置を固定して配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極又は上記テスト用被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記テスト用被処理物に作用させ、上記テスト用被処理物の線状部分を加工する第１のステップと、
上記テスト用被処理物の加工された上記線状部分における処理速度の線方向分布を測定する第２のステップと、
上記線方向にｘ軸をとったとき、上記第２のステップの測定結果に基づいてｘ座標の異なる２つの部位における上記テスト用被処理物とは異なりかつプラズマ処理すべき被処理物と上記プラズマ源と間の距離を測定する測長器の較正を行う第３のステップと、
上記プラズマ処理すべき被処理物の近傍に配置させた上記プラズマ源にガスを供給しつつ、上記ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマ源と上記プラズマ処理すべき被処理物間の距離を測定しつつ、上記プラズマ源に設けられた上記電極又は上記プラズマ処理すべき被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記線状プラズマによって生成された活性粒子を上記プラズマ処理すべき被処理物に作用させ、上記プラズマ処理すべき被処理物を加工するプラズマ処理を行う第４のステップとを含むプラズマ処理方法。
【請求項１２】
テスト用被処理物の近傍に、互いの相対位置を固定して配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極又は上記テスト用被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させつつ、上記プラズマの発光強度をモニタリングし、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記テスト用被処理物に作用させ、上記テスト用被処理物を加工する第１のステップと、
上記第１のステップにおける発光強度モニタリング結果に基づいて、上記テスト用被処理物とは異なりかつプラズマ処理すべき被処理物と上記プラズマ源との距離を測定する測長器の較正を行う第２のステップと、
上記プラズマ処理すべき被処理物の近傍に配置させた上記プラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源と上記プラズマ処理すべき被処理物間の距離を測定しつつ、上記プラズマ源に設けられた上記電極又は上記プラズマ処理すべき被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記線状プラズマによって生成された活性粒子を上記プラズマ処理すべき被処理物に作用させ、上記プラズマ処理すべき被処理物を加工するプラズマ処理を行う第３のステップとを含むプラズマ処理方法。
【請求項１３】
テスト用被処理物の近傍に、互いの相対位置を固定して配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極又は上記テスト用被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させつつ、線方向にｘ軸をとったとき、ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマの発光強度をモニタリングし、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記テスト用被処理物に作用させ、上記テスト用被処理物の線状部分を加工する第１のステップと、
上記第１のステップにおける発光強度モニタリング結果に基づいて上記ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマ源と上記テスト用被処理物とは異なりかつプラズマ処理すべき被処理物間の距離を測定する測長器の較正を行う第２のステップと、
上記プラズマ処理すべき被処理物の近傍に配置させた上記プラズマ源にガスを供給しつつ、上記ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマ源と上記プラズマ処理すべき被処理物間の距離を測定しつつ、上記プラズマ源に設けられた上記電極又は上記プラズマ処理すべき被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、線状プラズマによって生成された活性粒子を上記プラズマ処理すべき被処理物に作用させ、上記プラズマ処理すべき被処理物を加工するプラズマ処理を行う第３のステップとを含むプラズマ処理方法。
【請求項１４】
被処理物の近傍に配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記被処理物に作用させながら、上記被処理物と上記プラズマ源の距離をほぼ一定に保ったまま上記プラズマ源を線方向に移動させ、上記被処理物の線状部分を加工するプラズマ処理方法であって、
上記プラズマ源の移動する方向に上記プラズマ源から離れた位置に配置した測長器を用いて、上記測長器により上記プラズマ源と上記被処理物間の距離を測定しつつ測定した結果に基づき上記被処理物と上記プラズマ源の距離をほぼ一定に保ったまま上記プラズマ源を線方向に移動させ、上記被処理物の線状部分を加工するプラズマ処理を行うプラズマ処理方法。
【請求項１５】
被処理物の近傍に配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記被処理物に作用させながら、上記被処理物と上記プラズマ源の距離をほぼ一定に保ったまま上記被処理物を線方向に移動させ、上記被処理物の線状部分を加工するプラズマ処理方法であって、
上記被処理物の移動する方向とは逆方向に上記プラズマ源から離れた位置に配置した測長器を用いて、上記測長器により上記プラズマ源と上記被処理物間の距離を測定しつつ測定した結果に基づき上記被処理物と上記プラズマ源の距離をほぼ一定に保ったまま上記被処理物を線方向に移動させ、上記被処理物の線状部分を加工するプラズマ処理を行うプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理物の表面の一部位にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法及び装置に関し、詳しくは、被処理物に線状部分を加工するプラズマ処理を行うプラズマ処理方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、表面に薄膜が形成された基板に代表される被処理物にパターンニング加工を行う場合、レジストプロセスが用いられる。その一例を図１５Ａ〜図１５Ｄに示す。図１５Ａ〜図１５Ｄにおいて、まず、被処理物３３の表面に感光性レジスト３４を塗布する（図１５Ａ）。次に、露光機を用いて露光した後、現像すると、レジスト３４が所望の形状にパターンニングできる（図１５Ｂ）。そして、被処理物３３を真空容器内に載置し、真空容器内にプラズマを発生させ、レジスト３４をマスクとして被処理物３３をエッチング加工すると、被処理物３３の表面が所望の形状にパターニングされる（図１５Ｃ）。最後に、レジスト３４を酸素プラズマや有機溶剤などで除去することで、加工が完了する（図１５Ｄ）。
以上のようなレジストプロセスは、微細パターンを精度良く形成するのに適しているため、半導体などの電子デバイスの製造において重要な役割を果たすに至った。しかしながら、工程が複雑であるという欠点がある。
そこで、レジストプロセスを用いない、新しい加工方法が検討されている。その一例として、図１６Ａに示すようなマイクロプラズマ源９９を搭載したプラズマ処理装置が提案されつつある。マイクロプラズマ源９９の概略構成は図１〜図３と同様であるため、図面の簡略化のため、以下、図１〜図３を使用してマイクロプラズマ源９９を説明する。
図１に、マイクロプラズマ源９９と同様なマイクロプラズマ源の分解図を示す。マイクロプラズマ源は、セラミック製の外側板１、内側板２及び３、外側板４から成り、外側板１及び４には、外側ガス流路５及び外側ガス噴出口６が設けられ、内側板２及び３には、内側ガス流路７及び内側ガス噴出口８が設けられている。内側ガス噴出口８から噴出するガスの原料ガスは、外側板１に設けられた内側ガス供給口９から、内側板２に設けられた貫通穴１０を介して、内側ガス流路７に導かれる。また、外側ガス噴出口６から噴出するガスの原料ガスは、外側板１に設けられた外側ガス供給口１１から、内側板２に設けられた貫通穴１２、内側板３に設けられた貫通穴１３を介して、外側ガス流路５に導かれる。高周波電力が印加される電極１４は、内側板２及び３に設けられた電極固定穴１５に挿入され、外側板１及び４に設けられた貫通穴１６を通して高周波電力供給のための配線と冷却が行われる。
図２に、マイクロプラズマ源９９と同様なマイクロプラズマ源を、ガス噴出口側から見た平面図を示す。外側板１、内側板２及び３、外側板４が設けられ、外側板１と内側板２の間と、内側板３と外側板４の間に外側ガス噴出口６が設けられ、内側板２及び３の間に内側ガス噴出口８が設けられている。
図３に、被処理物としての薄板１７及びマイクロプラズマ源９９と同様なマイクロプラズマ源を、薄板１７に垂直な面で切った断面を示す。マイクロプラズマ源は、セラミック製の外側板１、内側板２及び３、外側板４から成り、外側板１及び４には、外側ガス流路５及び外側ガス噴出口６が設けられ、内側板２及び３には、内側ガス流路７及び内側ガス噴出口８が設けられている。高周波電力が印加される電極１４には、外側板１及び４に設けられた貫通穴１６を通して高周波電力供給のための電源１８との配線や冷却が行われる。内側板２及び３は、その最下部がテーパー形状をなし、より微細な線状領域をプラズマ処理できるようになっている。なお、マイクロプラズマ源の開口部としての内側ガス噴出口８がなす微細線の太さは０．１ｍｍである。
このような構成のマイクロプラズマ源を搭載したプラズマ処理装置において、内側ガス噴出口からヘリウム（Ｈｅ）を、外側ガス噴出口から６フッ化硫黄（ＳＦ6）を供給しつつ、電極１４に高周波電力を供給することにより、シリコン製薄板１７の微小な線状部分をエッチング処理することができる。これは、ヘリウムと６フッ化硫黄の大気圧近傍の圧力下における放電のしやすさの差（ヘリウムの方が格段に放電しやすい）を利用することで、ヘリウムが高濃度となる内側ガス噴出口８の近傍にのみマイクロプラズマを発生させることができるからである。このような構成については、例えば、未公開自社出願の特願２００２−２５４３２４号明細書に詳しく述べられている。また、線方向にガスを流す方式に関しても、未公開自社出願の特願２００２−３８１０３号明細書に述べられている。
また、２つの電極間に電界を印加する方式について、特許文献１に述べられている。
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−４９０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記プラズマ処理装置においては、プラズマ源と被処理物の距離が線方向に均等でない場合に、処理速度が線方向の任意の２部位で大きく異なってしまう（処理の均一性が悪い）という課題があった。例えば、図１６Ｂに示すように、プラズマ源９９が薄板９７に対して傾いていると、プラズマ９１が、プラズマ源９９と被処理物９７の距離の近い部分に集中してしまい、線方向に均一なプラズマ処理を行うことができないという課題がある。
本発明は、上記課題に鑑み、線方向に均一な処理を行うことのできるプラズマ処理方法及び装置と、処理速度を正確に制御することができるプラズマ処理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の第１発明のプラズマ処理方法は、被処理物の近傍に配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記被処理物に作用させ、上記被処理物の線状部分を加工するプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、
上記被処理物の線状部分の線方向にｘ軸をとったとき、ｘ軸方向沿いの上記プラズマ源の傾きを検出し、
検出された上記プラズマ源の傾きが大略ゼロとなるように、上記プラズマ源と上記被処理物との相対位置を保ちながら上記プラズマ源を上記ｘ軸方向沿いに移動させて、上記発生させた線状プラズマにより、上記被処理物の上記線状部分を加工するプラズマ処理を行うことを特徴とする。
【０００６】
本願の第２発明のプラズマ処理方法は、第１発明において、上記被処理物の上記線状部分を加工するとき、上記ｘ軸方向沿いの上記プラズマ源の傾きを検出するために、ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマ源と上記被処理物間の距離を測定し、前記２つの部位における上記プラズマ源と上記被処理物間の距離がほぼ等しくなるように、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を保ちながら上記プラズマ源を上記ｘ軸方向沿いに移動させて上記プラズマ処理を行うことを特徴とする。
本願の第３発明のプラズマ処理方法は、第１発明において、上記被処理物の上記線状部分を加工するとき、上記ｘ軸方向沿いの上記プラズマ源の傾きを検出するために、ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマの発光強度をモニタリングしつつ、前記２つの部位における上記プラズマの発光強度がほぼ等しくなるように、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を保ちながら上記プラズマ処理を行うことを特徴とする。
本願の第４発明のプラズマ処理方法において、第１発明において、好適には、１００００Ｐａ〜３気圧の圧力下で処理を行うことが望ましい。
本願の第５発明のプラズマ処理装置は、電極が設けられ、線状プラズマを発生させるプラズマ源と、
上記プラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、
上記電極又は被処理物に電力を供給する電源と、
上記被処理物の線状部分の線方向にｘ軸をとったとき、ｘ軸方向沿いの上記プラズマ源の傾きを検出する検出装置と、
上記検出装置で検出された上記プラズマ源の傾きが大略ゼロとなるように、上記プラズマ源と上記被処理物との相対位置を保ちながら上記プラズマ源を上記ｘ軸方向沿いに移動させる移動装置とを備えて、
上記移動装置により上記プラズマ源を上記ｘ軸方向沿いに移動させながら、上記発生させた線状プラズマにより、上記被処理物の線状部分を加工するプラズマ処理を行うことを特徴とする。
【０００７】
本願の第６発明のプラズマ処理装置は、第５発明において、上記検出装置は、ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマ源と上記被処理物間の距離を測定する測長器であり、
上記移動装置により、上記測長器で測定された上記ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマ源と上記被処理物間の距離がほぼ等しくなるように、上記プラズマ源と上記被処理物との相対位置を保ちながら上記プラズマ源を上記ｘ軸方向沿いに移動させることを特徴とする。
また、本願の第７発明のプラズマ処理装置は、第６発明において、好適には、上記測長器が、上記ｘ座標の異なる２つの部位で上記プラズマ源にそれぞれ固定されている２つのレーザー測長器であることが望ましい。
本願の第８発明のプラズマ処理装置は、第５発明において、上記検出装置は、上記ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマの発光強度をそれぞれモニタリングする２つの発光モニタであることを特徴とする。
また、本願の第９発明のプラズマ処理装置は、第８発明において、好適には、上記発光モニタがフォトダイオードであることが望ましい。
本願の第１０発明のプラズマ処理方法は、テスト用被処理物の近傍に、互いの相対位置を固定して配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極または上記テスト用被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記テスト用被処理物に作用させ、上記テスト用被処理物の表面を加工するプラズマ処理を行う第１のステップと、上記テスト用被処理物の表面の加工された部分における処理速度を測定する第２のステップと、上記第２のステップの測定結果に基づいて、上記テスト用被処理物とは異なりかつプラズマ処理すべき被処理物と上記プラズマ源との距離を測定する測長器の較正を行う第３のステップと、上記プラズマ処理すべき被処理物の近傍に配置させた上記プラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源と上記プラズマ処理すべき被処理物間の距離を測定しつつ、上記プラズマ源に設けられた上記電極または上記プラズマ処理すべき被処理物に電力を供給することにより上記線状プラズマを発生させ、上記線状プラズマによって生成された活性粒子を上記プラズマ処理すべき被処理物に作用させ、上記プラズマ処理すべき被処理物の表面を加工するプラズマ処理を行う第４のステップとを含むことを特徴とする。
本願の第１１発明のプラズマ処理方法は、テスト用被処理物の近傍に、互いの相対位置を固定して配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、プラズマ源に設けられた電極または上記テスト用被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記テスト用被処理物に作用させ、上記テスト用被処理物の線状部分を加工する第１のステップと、上記テスト用被処理物の加工された上記線状部分における処理速度の線方向分布を測定する第２のステップと、上記線方向にｘ軸をとったとき、上記第２のステップの測定結果に基づいてｘ座標の異なる２つの部位における上記テスト用被処理物とは異なりかつプラズマ処理すべき被処理物と上記プラズマ源と間の距離を測定する測長器の較正を行う第３のステップと、上記プラズマ処理すべき被処理物の近傍に配置させた上記プラズマ源にガスを供給しつつ、上記ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマ源と上記プラズマ処理すべき被処理物間の距離を測定しつつ、上記プラズマ源に設けられた上記電極または上記プラズマ処理すべき被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記線状プラズマによって生成された活性粒子を上記プラズマ処理すべき被処理物に作用させ、上記プラズマ処理すべき被処理物を加工するプラズマ処理を行う第４のステップとを含むことを特徴とする。
本願の第１２発明のプラズマ処理方法は、テスト用被処理物の近傍に、互いの相対位置を固定して配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極または上記テスト用被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させつつ、上記プラズマの発光強度をモニタリングし、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記テスト用被処理物に作用させ、上記テスト用被処理物を加工する第１のステップと、上記第１のステップにおける発光強度モニタリング結果に基づいて、上記テスト用被処理物とは異なりかつプラズマ処理すべき被処理物と上記プラズマ源との距離を測定する測長器の較正を行う第２のステップと、上記プラズマ処理すべき被処理物の近傍に配置させた上記プラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源と上記プラズマ処理すべき被処理物間の距離を測定しつつ、上記プラズマ源に設けられた上記電極または上記プラズマ処理すべき被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記線状プラズマによって生成された活性粒子を上記プラズマ処理すべき被処理物に作用させ、上記プラズマ処理すべき被処理物を加工するプラズマ処理を行う第３のステップとを含むことを特徴とする。
本願の第１３発明のプラズマ処理方法は、テスト用被処理物の近傍に、互いの相対位置を固定して配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極または上記テスト用被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させつつ、線方向にｘ軸をとったとき、ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマの発光強度をモニタリングし、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記テスト用被処理物に作用させ、上記テスト用被処理物の線状部分を加工する第１のステップと、上記第１のステップにおける発光強度モニタリング結果に基づいて上記ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマ源と上記テスト用被処理物とは異なりかつプラズマ処理すべき被処理物間の距離を測定する測長器の較正を行う第２のステップと、上記プラズマ処理すべき被処理物の近傍に配置させた上記プラズマ源にガスを供給しつつ、上記ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマ源と上記プラズマ処理すべき被処理物間の距離を測定しつつ、上記プラズマ源に設けられた上記電極または上記プラズマ処理すべき被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、線状プラズマによって生成された活性粒子を上記プラズマ処理すべき被処理物に作用させ、上記プラズマ処理すべき被処理物を加工するプラズマ処理を行う第３のステップとを含むことを特徴とする。
本願の第１４発明のプラズマ処理方法は、被処理物の近傍に配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極または上記被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記被処理物に作用させながら、上記被処理物と上記プラズマ源の距離をほぼ一定に保ったまま上記プラズマ源を線方向に移動させ、上記被処理物の線状部分を加工するプラズマ処理方法であって、上記プラズマ源の移動する方向に上記プラズマ源から離れた位置に配置した測長器を用いて、上記測長器により上記プラズマ源と上記被処理物間の距離を測定しつつ測定した結果に基づき上記被処理物と上記プラズマ源の距離をほぼ一定に保ったまま上記プラズマ源を線方向に移動させ、上記被処理物の線状部分を加工するプラズマ処理を行うことを特徴とする。
本願の第１５発明のプラズマ処理方法は、被処理物の近傍に配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極または上記被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記被処理物に作用させながら、上記被処理物と上記プラズマ源の距離をほぼ一定に保ったまま上記被処理物を線方向に移動させ、上記被処理物の線状部分を加工するプラズマ処理方法であって、上記被処理物の移動する方向とは逆方向に上記プラズマ源から離れた位置に配置した測長器を用いて、上記測長器により上記プラズマ源と上記被処理物間の距離を測定しつつ測定した結果に基づき上記被処理物と上記プラズマ源の距離をほぼ一定に保ったまま上記被処理物を線方向に移動させ、上記被処理物の線状部分を加工するプラズマ処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上の説明から明らかなように、本願の第１発明のプラズマ処理方法によれば、被処理物の近傍に配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、プラズマ源に設けられた電極または被処理物に電力を供給することによりプラズマを発生させ、プラズマによって生成された活性粒子を被処理物に作用させ、被処理物の表面の線状部分を加工するプラズマ処理方法であって、上記被処理物の線状部分の線方向にｘ軸をとったとき、ｘ軸方向沿いの上記プラズマ源の傾きを検出し、検出された上記プラズマ源の傾きが大略ゼロとなるように、上記プラズマ源と上記被処理物との相対位置を保ちながら上記プラズマ源を上記ｘ軸方向沿いに移動させて、上記発生させた線状プラズマにより、上記被処理物の上記線状部分を加工するプラズマ処理を行うため、線方向に均一な処理を行うことができる。
【０００９】
また、本願の第２発明のプラズマ処理方法によれば、上記被処理物の上記線状部分を加工するとき、上記ｘ軸方向沿いの上記プラズマ源の傾きを検出するために、ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマ源と上記被処理物間の距離を測定し、上記２つの部位における上記プラズマ源と上記被処理物間の距離がほぼ等しくなるように、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を保ちながら上記プラズマ源を上記ｘ軸方向沿いに移動させて上記プラズマ処理を行うため、線方向に均一な処理を行うことができる。
また、本願の第３発明のプラズマ処理方法によれば、第１発明において、上記被処理物の上記線状部分を加工するとき、上記ｘ軸方向沿いの上記プラズマ源の傾きを検出するために、ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマの発光強度をモニタリングしつつ、前記２つの部位における上記プラズマの発光強度がほぼ等しくなるように、上記プラズマ源と上記被処理物の相対位置を保ちながら上記プラズマ処理を行うため、線方向に均一な処理を行うことができる。
また、本願の第５発明のプラズマ処理装置によれば、電極が設けられ、線状プラズマを発生させるプラズマ源と、上記プラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、上記電極又は被処理物に電力を供給する電源と、上記被処理物の線状部分の線方向にｘ軸をとったとき、ｘ軸方向沿いの上記プラズマ源の傾きを検出する検出装置と、上記検出装置で検出された上記プラズマ源の傾きが大略ゼロとなるように、上記プラズマ源と上記被処理物との相対位置を保ちながら上記プラズマ源を上記ｘ軸方向沿いに移動させる移動装置とを備えて、上記移動装置により上記プラズマ源を上記ｘ軸方向沿いに移動させながら、上記発生させた線状プラズマにより、上記被処理物の線状部分を加工するプラズマ処理を行うため、線方向に均一な処理を行うことができる。
【００１０】
また、本願の第６発明のプラズマ処理装置によれば、第５発明において、上記検出装置は、ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマ源と上記被処理物間の距離を測定する測長器であり、上記移動装置により、上記測長器で測定された上記ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマ源と上記被処理物間の距離がほぼ等しくなるように、上記プラズマ源と上記被処理物との相対位置を保ちながら上記プラズマ源を上記ｘ軸方向沿いに移動させるため、線方向に均一な処理を行うことができる。
また、本願の第８発明のプラズマ処理装置によれば、第５発明において、上記検出装置は、上記ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマの発光強度をそれぞれモニタリングする２つの発光モニタであるため、線方向に均一な処理を行うことができる。
また、本願の第１０発明のプラズマ処理方法によれば、テスト用被処理物の近傍に、互いの相対位置を固定して配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極または上記テスト用被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記テスト用被処理物に作用させ、上記テスト用被処理物の表面を加工するプラズマ処理を行う第１のステップと、上記テスト用被処理物の表面の加工された部分における処理速度を測定する第２のステップと、上記第２のステップの測定結果に基づいて、上記テスト用被処理物とは異なりかつプラズマ処理すべき被処理物と上記プラズマ源との距離を測定する測長器の較正を行う第３のステップと、上記プラズマ処理すべき被処理物の近傍に配置させた上記プラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源と上記プラズマ処理すべき被処理物間の距離を測定しつつ、上記プラズマ源に設けられた上記電極または上記プラズマ処理すべき被処理物に電力を供給することにより上記線状プラズマを発生させ、上記線状プラズマによって生成された活性粒子を上記プラズマ処理すべき被処理物に作用させ、上記プラズマ処理すべき被処理物の表面を加工するプラズマ処理を行う第４のステップとを含むため、処理速度を正確に制御することができる。
また、本願の第１１発明のプラズマ処理方法によれば、テスト用被処理物の近傍に、互いの相対位置を固定して配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、プラズマ源に設けられた電極または上記テスト用被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記テスト用被処理物に作用させ、上記テスト用被処理物の線状部分を加工する第１のステップと、上記テスト用被処理物の加工された上記線状部分における処理速度の線方向分布を測定する第２のステップと、上記線方向にｘ軸をとったとき、上記第２のステップの測定結果に基づいてｘ座標の異なる２つの部位における上記テスト用被処理物とは異なりかつプラズマ処理すべき被処理物と上記プラズマ源と間の距離を測定する測長器の較正を行う第３のステップと、上記プラズマ処理すべき被処理物の近傍に配置させた上記プラズマ源にガスを供給しつつ、上記ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマ源と上記プラズマ処理すべき被処理物間の距離を測定しつつ、上記プラズマ源に設けられた上記電極または上記プラズマ処理すべき被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記線状プラズマによって生成された活性粒子を上記プラズマ処理すべき被処理物に作用させ、上記プラズマ処理すべき被処理物を加工するプラズマ処理を行う第４のステップとを含むため、処理速度を正確に制御することができる。
また、本願の第１２発明のプラズマ処理方法によれば、テスト用被処理物の近傍に、互いの相対位置を固定して配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極または上記テスト用被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させつつ、上記プラズマの発光強度をモニタリングし、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記テスト用被処理物に作用させ、上記テスト用被処理物を加工する第１のステップと、上記第１のステップにおける発光強度モニタリング結果に基づいて、上記テスト用被処理物とは異なりかつプラズマ処理すべき被処理物と上記プラズマ源との距離を測定する測長器の較正を行う第２のステップと、上記プラズマ処理すべき被処理物の近傍に配置させた上記プラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源と上記プラズマ処理すべき被処理物間の距離を測定しつつ、上記プラズマ源に設けられた上記電極または上記プラズマ処理すべき被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記線状プラズマによって生成された活性粒子を上記プラズマ処理すべき被処理物に作用させ、上記プラズマ処理すべき被処理物を加工するプラズマ処理を行う第３のステップとを含むため、処理速度を正確に制御することができる。
また、本願の第１３発明のプラズマ処理方法によれば、テスト用被処理物の近傍に、互いの相対位置を固定して配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極または上記テスト用被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させつつ、線方向にｘ軸をとったとき、ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマの発光強度をモニタリングし、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記テスト用被処理物に作用させ、上記テスト用被処理物の線状部分を加工する第１のステップと、上記第１のステップにおける発光強度モニタリング結果に基づいて上記ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマ源と上記テスト用被処理物とは異なりかつプラズマ処理すべき被処理物間の距離を測定する測長器の較正を行う第２のステップと、上記プラズマ処理すべき被処理物の近傍に配置させた上記プラズマ源にガスを供給しつつ、上記ｘ座標の異なる２つの部位における上記プラズマ源と上記プラズマ処理すべき被処理物間の距離を測定しつつ、上記プラズマ源に設けられた上記電極または上記プラズマ処理すべき被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、線状プラズマによって生成された活性粒子を上記プラズマ処理すべき被処理物に作用させ、上記プラズマ処理すべき被処理物を加工するプラズマ処理を行う第３のステップとを含むため、処理速度を正確に制御することができる。
また、本願の第１４発明のプラズマ処理方法によれば、被処理物の近傍に配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極または上記被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記被処理物に作用させながら、上記被処理物と上記プラズマ源の距離をほぼ一定に保ったまま上記プラズマ源を線方向に移動させ、上記被処理物の線状部分を加工するプラズマ処理方法であって、上記プラズマ源の移動する方向に上記プラズマ源から離れた位置に配置した測長器を用いて、上記測長器により上記プラズマ源と上記被処理物間の距離を測定しつつ測定した結果に基づき上記被処理物と上記プラズマ源の距離をほぼ一定に保ったまま上記プラズマ源を線方向に移動させ、上記被処理物の線状部分を加工するプラズマ処理を行うため、処理速度を正確に制御することができる。
また、本願の第１５発明のプラズマ処理方法によれば、被処理物の近傍に配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、上記プラズマ源に設けられた電極または上記被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、上記プラズマによって生成された活性粒子を上記被処理物に作用させながら、上記被処理物と上記プラズマ源の距離をほぼ一定に保ったまま上記被処理物を線方向に移動させ、上記被処理物の線状部分を加工するプラズマ処理方法であって、上記被処理物の移動する方向とは逆方向に上記プラズマ源から離れた位置に配置した測長器を用いて、上記測長器により上記プラズマ源と上記被処理物間の距離を測定しつつ測定した結果に基づき上記被処理物と上記プラズマ源の距離をほぼ一定に保ったまま上記被処理物を線方向に移動させ、上記被処理物の線状部分を加工するプラズマ処理を行うため、処理速度を正確に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図１乃至図４を参照して説明する。
【００１２】
図１に、第１実施形態にかかるプラズマ処理装置の、形成すべき線方向に横長のマイクロプラズマ源１９の分解図を示す。図２に、マイクロプラズマ源１９を、ガス噴出口側から見た平面図を示す。図３に、接地された被処理物の一例としての薄板１７、及びマイクロプラズマ源１９を、薄板１７に垂直な面で切った断面を示す。
【００１３】
マイクロプラズマ源１９は、セラミック製の矩形の外側板１、矩形の内側板２及び３、矩形の外側板４から成り、外側板１及び４には、それぞれ、Ｌ字状の外側ガス流路５及び矩形の外側ガス噴出口６が設けられ、内側板２及び３には、それぞれ、Ｌ字状の内側ガス流路７及び矩形の内側ガス噴出口８が設けられている。すなわち、外側板１、内側板２及び３、外側板４が設けられ、外側板１と内側板２の間と、内側板３と外側板４の間に外側ガス噴出口６が設けられ、内側板２及び３の間に内側ガス噴出口８が設けられている。
【００１４】
内側ガス噴出口８から噴出するガスの原料ガスは、外側板１に設けられかつ外部の内側ガス供給装置５１に接続された内側ガス供給口９から、内側板２に設けられた貫通穴１０を介して、内側板２の内側ガス流路７とそれに対向する内側板３の内側ガス流路７に導かれる。
【００１５】
また、外側ガス噴出口６から噴出するガスの原料ガスは、外側板１に設けられかつ外部の外側ガス供給装置５０に接続された外側ガス供給口１１から外側板１の外側ガス流路５に導かれる一方、内側板２に設けられた貫通穴１２、内側板３に設けられた貫通穴１３を介して、外側板４の外側ガス流路５に導かれる。内側ガス供給装置５１と外側ガス供給装置５０は、後述する、制御装置２４により動作制御される。
高周波電力が印加される横長の矩形の電極１４は、内側板２及び３に設けられた横長の矩形の電極固定穴１５に挿入され、外側板１及び４に設けられた横長の矩形の貫通穴１６を通して高周波電力供給のための電源１８との高周波電力供給のための配線と冷却が行われる。高周波電力供給のための電源１８は、後述する、制御装置２４により動作制御される。
内側板２及び３は、その最下部がテーパー形状をなし、より微細な線状領域をプラズマ処理できるようになっている。なお、マイクロプラズマ源１９の開口部としての内側ガス噴出口８がなす微細線の太さは０．１ｍｍである。
このような構成のマイクロプラズマ源１９を搭載したプラズマ処理装置において、内側ガス噴出口８からヘリウム（Ｈｅ）を、外側ガス噴出口６から６フッ化硫黄（ＳＦ6）を供給しつつ、電極１４に高周波電力を供給することにより、シリコン製薄板１７の微小な線状部分をエッチング処理することができる。これは、ヘリウムと６フッ化硫黄の大気圧近傍の圧力下における放電のしやすさの差（ヘリウムの方が格段に放電しやすい。）を利用することで、ヘリウムが高濃度となる内側ガス噴出口８の近傍にのみ線状マイクロプラズマを発生させることができるからである。
図４は、本発明の第１実施形態において用いたプラズマ処理装置の構成を示す斜視図である。図４において、被処理物の一例としての薄板１７とプラズマ源１９が対向して配置され、薄板１７とプラズマ源１９間に微細な線状プラズマ２１が発生し、薄板１７上の微細な線状部分をプラズマ処理することができる。プラズマ源１９には２つのレーザー測長器２０が固定され、レーザー測長器２０と薄板１７間の距離を２箇所（一例として、図示されるプラズマ源１９の移動方向の前端と後端）でそれぞれ測定することにより、プラズマ源１９と薄板１７間の距離が２箇所でそれぞれ計測できるように構成されている。好ましくは、レーザー測長器２０の測定結果は、後述する、制御装置２４に入力されるようにして、プラズマ処理の動作制御に使用可能とする。
すなわち、線方向にｘ軸をとったとき、ｘ座標の異なる２つの部位（一例として、図示されるプラズマ源１９の移動方向の前端部位と後端部位）におけるプラズマ源１９と被処理物間の距離を測定できるように構成されており、これら２つの部位におけるプラズマ源１９と被処理物間の距離がほぼ等しくなるように、プラズマ源１９と被処理物の相対位置を保ちながらプラズマ処理を行うことが可能である。
このようなプラズマ源１９は数Ｐａから数気圧まで動作可能であるが、典型的には１００００Ｐａから３気圧程度の範囲の圧力で動作する。とくに、大気圧付近での動作は、厳重な密閉構造や特別な排気装置が不要であるとともに、プラズマや活性粒子の拡散が適度に抑制されるため、とくに好ましい。
このような構成のプラズマ処理装置においてプラズマ処理を行うことにより、線方向に均一な処理を行うことができた。典型的には、プラズマ源１９と被処理物間の距離は０．３ｍｍであるが、ｘ座標の異なる２つの部位におけるプラズマ源１９と被処理物間の距離が０．０１ｍｍ（１０μｍ）異なると、線方向の均一性が±４．５％から±１１．０％まで悪化した。このことから、測長器として精密な測長が可能なレーザー測長器２０が適しており、また、好ましくは、プラズマ源１９と被処理物間の距離のばらつきを概ね０．０１ｍｍ未満にしておくことが必要であることもわかった。
但し、このばらつきを０．００１ｍｍ（１μｍ）未満にまで小さくするには、測長器２０とプラズマ源１９の相対位置を決める取付精度や、距離を調整する機構の精度として極めて高度なものが要求されるため、プラズマ源１９と被処理物間の距離のばらつきは概ね０．００１ｍｍ〜０．０１ｍｍであることが望ましいと考えられる。また、レーザー測長器２０には、非接触にて測長ができるという利点もある。
【００１６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図５を参照して説明する。
図５においては、レーザー測長器２０が３つ用いられ、線方向にｘ軸をとったとき、ｘ座標の異なる２つの部位におけるプラズマ源１９と被処理物間の距離を測定しつつ、ｘ軸と直交するｙ軸方向のｙ座標の異なる部位におけるプラズマ源１９と被処理物間の距離を測定することができるようになっている。このような構成とすることで、線方向とは垂直な方向の傾きをも小さくするような制御が可能となり、プラズマ処理の精度を一層高めることができる。
【００１７】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図６を参照して説明する。
図６においては、プラズマ源１９を挟持する一対のブラケット２２，２２が、傾斜制御装置２３に連結されているとともに、制御装置２４が、２つのレーザー測長器２０と、傾斜制御装置２３とに接続されて、２つのレーザー測長器２０からの測定結果に基づき、制御装置２４で演算を行い、傾斜制御装置２３の傾斜制御を行わせるものである。
【００１８】
傾斜制御装置２３は、図２０に示されるように、制御装置２４により動作制御されかつ一対のブラケット２２，２２が回転軸５２に固定された傾斜制御駆動装置の一例としての傾斜制御駆動用モータ１５１と、傾斜制御駆動用モータ１５１が固定されたモータホルダ５３と、傾斜制御装置２３の図示しないケーシングに上下方向に固定されたレール５５と、モータホルダ５３が固定され、かつ制御装置２４に接続された昇降駆動装置の一例として備えられた昇降駆動用モータ５４ａを正逆回転させて、モータ５４ａに係合したネジ軸が固定されたレール５５沿いにモータホルダ５３を昇降させる移動ステージ５４とを備えて構成されている。よって、制御装置２４の制御の元に、傾斜制御駆動用モータ１５１の回転軸５２が正逆回転することにより、一対のブラケット２２，２２が回転軸５２と一体に正逆回転することにより、傾斜角度を制御言い換えれば調整することができる。具体的には、２つのレーザー測長器２０により２つの部位におけるプラズマ源１９と被処理物１７間の距離を測定した結果を制御装置２４に送り、制御装置２４で、２つの部位におけるプラズマ源１９と被処理物１７間の距離の差を求め、その差をほぼゼロにするための一対のブラケット２２，２２の傾斜角度を制御装置２４で求める。求められた傾斜角度に基づき、傾斜制御駆動用モータ１５１の回転軸５２が正逆回転駆動させることにより、上記２つの部位におけるプラズマ源１９と被処理物１７間の距離の差をほぼゼロにする。そして、再度、２つのレーザー測長器２０により、２つの部位におけるプラズマ源１９と被処理物１７間の距離を測定し、測定した結果を制御装置２４に送り、制御装置２４により演算を行い、上記２つの部位におけるプラズマ源１９と被処理物１７間の距離の差をほぼゼロにするように、傾斜制御駆動用モータ１５１を駆動する。
【００１９】
また、図２１には、上記プラズマ処理装置の移動装置６０の一例を示している。移動装置６０は、傾斜制御装置２３が固定されるブラケット６１と、移動装置６０の移動方向（後記する線方向）沿いに延在したレール６３と、ブラケット６１が固定され、かつ移動駆動装置の一例として備えられた移動駆動用モータ６２ａを正逆回転させて、モータ６２ａに係合したネジ軸が固定されたレール６３沿いにブラケット６１を移動させる移動ステージ６２とより構成されている。よって、制御装置２４の制御の元に、移動駆動用モータ６２ａが正回転することにより移動ステージ６２がレール６３沿いに前進して、ブラケット６１及び傾斜制御装置２３を介してプラズマ源１９を被処理物１７に対して移動させることができる。
【００２０】
このように、制御装置２４での制御の元に、傾斜制御装置２３で傾斜制御を行いながら、移動装置６０で移動させつつ、プラズマ処理を行わせることができる。
【００２１】
また、傾斜制御装置２３は、傾斜のみならず、プラズマ源１９と被処理物１７の距離も制御可能である。すなわち、制御装置２４の制御の元に、移動ステージ５４の昇降駆動用モータ５４ａを駆動することにより、移動ステージ５４がレール５５沿いに昇降して、モータホルダ５３と傾斜制御駆動用モータ１５１と一対のブラケット２２，２２とを介してプラズマ源１９が被処理物１７に対して昇降することにより、プラズマ源１９と被処理物１７との間の距離を調整することができる。
【００２２】
また、上記実施形態によれば、レーザー測長器２０による測定結果を制御装置２４にフィードバックして、傾斜制御装置２３に位置制御命令を送ることができる。すなわち、２つの部位におけるプラズマ源１９と被処理物１７間の距離を測定した結果を制御装置２４に送り、制御装置２４で２つの部位におけるプラズマ源１９と被処理物１７間の距離が大略等しくなるようなプラズマ源１９の被処理物１７に対する傾斜角度を求め、求められた傾斜角度にプラズマ源１９が傾斜するように傾斜制御装置２３を動作制御することができる。このため、プラズマ源１９の被処理物１７に対する傾斜角度の調整を自動化させることができる。
【００２３】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図７を参照して説明する。
図７においては、被処理物１７を保持する被処理物保持装置の一例としての試料ホルダ２５が設けられ、かつ、試料ホルダ２５は傾斜のみならず、プラズマ源１９と被処理物１７の距離をも制御可能とする傾斜制御機構を内蔵している。また、レーザー測長器２０による測定結果を制御装置２４にフィードバックして、試料ホルダ２５に位置制御命令を送ることができる。すなわち、２つの部位におけるプラズマ源１９と被処理物１７間の距離をレーザー測長器２０により測定した結果を、制御装置２４に送り、制御装置２４により被処理物１７を移動させる機構である移動装置６０にフィードバックして、位置制御することができる。
【００２４】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図８を参照して説明する。
図８は、本発明の第５実施形態において用いたプラズマ処理装置の構成を示す斜視図である。図８において、被処理物の一例としての薄板１７とプラズマ源１９が対向して配置され、薄板１７とプラズマ源１９間に微細な線状プラズマ２１が発生し、薄板１７上の微細な線状部分をプラズマ処理することができる。プラズマ源１９と薄板１７の間の空間に発生する線状プラズマからの発光が観測できるように、側面方向に２つの発光モニタの一例としてのフォトダイオード２６が設けられている。発光モニタを設ける位置は、検出精度を高める上では、図８及び図２２に示されるように、移動方向沿いの内側ガス噴出口８の前端付近と後端付近が好ましい。
【００２５】
図２２には、第５実施形態において用いたプラズマ処理装置に、傾斜制御装置２３と移動装置６０とが備えられて、制御装置２４の動作制御の元に動作制御される状態が示されている。よって、線方向にｘ軸をとったとき、ｘ座標の異なる２つの部位におけるプラズマの発光強度を２つのフォトダイオード２６でモニタリングすることができ、これら２つの部位において２つのフォトダイオード２６で観測されたプラズマの発光強度を制御装置２４に送り、制御装置２４で発光強度を比較し、２つの部位における発光強度がほぼ等しくなるように、傾斜制御装置２３を動作制御して被処理物に対するプラズマ源１９との傾斜角度を調整してプラズマ源１９と被処理物の相対位置を制御しながら、移動装置６０でプラズマ源１９を線方向に移動させて、プラズマ処理を行うことが可能である。
【００２６】
このような構成のプラズマ処理装置においてプラズマ処理を行うことにより、線方向に均一なプラズマ処理を行うことができた。典型的には、プラズマ源１９と被処理物間の距離は０．３ｍｍであるが、ｘ座標の異なる２つの部位におけるプラズマの発光強度が１０％異なると、プラズマ処理速度も概ね１０％の違いが生じた。このことから、２つの部位におけるプラズマの発光強度がほぼ等しくなるように、プラズマ源１９と被処理物の相対位置を保ちながらプラズマ処理することが効果的であることが明らかになった。また、フォトダイオードには、安価で、かつ、非接触にて発光強度のモニタリングができるという利点もある。
【００２７】
なお、図２３には、図２２と比較して、移動方向沿いの内側ガス噴出口８の後端付近の発光モニタを前側にずらせて設ける場合を示しており、このようにすれば、発光強度の変化をより早く観測することができて、より一層、プラズマ処理の加工精度を高めることができる。
【００２８】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図９を参照して説明する。図９においては、発光モニタの一例としてのフォトダイオード２６とプラズマ２１の間にレンズ２７が設けられており、高い空間分解能で発光強度をモニタリングでき、より高精度なモニタリングを可能としており、プラズマ処理の精度を一層高めることができる。なお、レンズの他に、特定の波長のみを透過させるフィルタを用いて、外乱となる照明光などの影響を小さくすることも可能である。
【００２９】
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図１０を参照して説明する。
図１０においては、プラズマ源１９を保持するブラケット２２が、傾斜制御装置２３に連結されている。傾斜制御装置は、傾斜のみならず、プラズマ源１９と被処理物１７の距離も制御可能である。また、発光モニタ２６による測定結果を制御装置２４にフィードバックして、傾斜制御装置２３に位置制御命令を送ることができる。すなわち、２つの部位におけるプラズマの発光強度を測定した結果を、プラズマ源１９を移動させる機構にフィードバックして、位置制御することができる。
【００３０】
（第８の実施形態）
次に、本発明の第８実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図１１を参照して説明する。
図１１においては、被処理物１７を保持する試料ホルダ２５が設けられ、かつ、試料ホルダ２５は傾斜のみならず、プラズマ源１９と被処理物１７の距離をも制御可能とする傾斜制御機構を内蔵している。また、発光モニタ２６による測定結果を制御装置２４にフィードバックして、試料ホルダ２５に位置制御命令を送ることができる。すなわち、２つの部位におけるプラズマの発光強度を測定した結果を、被処理物１７を移動させる機構にフィードバックして、位置制御することができる。
【００３１】
（第９の実施形態）
次に、本発明の第９実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図１２を参照して説明する。
図１２においては、ｘ座標の異なる２つの部位における発光強度を測定するための発光モニタ２６に加え、プラズマ源１９と被処理物１７との距離を測定するためのレーザー測長器２０が設けられている。このような構成とすることにより、傾斜を制御しつつ、プラズマ源１９と被処理物１７の距離をも制御できるようになる。この方式には、フォトダイオードと比較して高価なレーザー測長器の使用個数を最小限にできるという利点がある。
【００３２】
（第１０の実施形態）
次に、本発明の第１０実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図１３を参照して説明する。
図１３においては、被処理物の一例としての薄板１７が透明な材質（例えばガラス基板）であるため、薄板１７に対してプラズマ源１９とは反対側の位置に発光モニタ２６を設けて、より簡単で、かつ精度よく発光強度を測定できるようにしている。
【００３３】
（第１１の実施形態）
次に、本発明の第１１実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図６を参照して説明する。図６に示すプラズマ処理装置の基本動作については、既に本発明の第３実施形態において説明したので、ここでは測長器２０の較正を行う方法について述べる。薄板１７をテスト用被処理物の一例としてのシリコン基板とし、シリコン基板１７とプラズマ源１９の互いの相対位置を固定して配置させ、プラズマ源１９にガスを供給しつつ、プラズマ源１９に設けられた電極又はテスト用被処理物１７に電力を供給することにより線状プラズマを発生させる。そして、プラズマによって生成された活性粒子をテスト用被処理物１７に作用させ、テスト用被処理物１７の表面の線状部分を加工する。次に、テスト用被処理物１７の表面の加工された線状部分における処理速度の線方向分布を測定する。この一連の作業を、テスト用被処理物とプラズマ源との線方向の傾きを少しずつ変化させながら、エッチング深さの線方向分布が所定のばらつき以下になるまで繰り返し行う。そして、「エッチング深さの線方向分布が所定のばらつき以下になったときのｘ座標の異なる２つの部位におけるプラズマ源と被処理物間の距離が等しい」と測長器を較正することができる。較正が完了した後、実際に処理したい被処理物１７について、被処理物１７の近傍に配置させたプラズマ源１９にガスを供給しつつ、ｘ座標の異なる２つの部位におけるプラズマ源１９と被処理物１７間の距離を測定しつつ、プラズマ源１９に設けられた電極又は被処理物１７に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、プラズマによって生成された活性粒子を被処理物１７に作用させ、被処理物１７の表面を加工することで、処理速度を正確に制御することができるプラズマ処理を実現できる。
なお、テスト用被処理物として用いたシリコン基板の代わりに、他の物質を用いてもよい。
また、線状部分を加工するのではなく、点状部分を加工するような場合には、プラズマ源と被処理物の距離を測定する測長器が１つだけであってもよく、この場合は、テスト用被処理物の近傍に、互いの相対位置を固定して配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、プラズマ源に設けられた電極又はテスト用被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、プラズマによって生成された活性粒子をテスト用被処理物に作用させ、テスト用被処理物の表面を加工する第１のステップと、テスト用被処理物の表面の加工された部分における処理速度を測定する第２のステップと、第２のステップの測定結果に基づいて、プラズマ源と被処理物の距離を測定する測長器の較正を行う第３のステップと、被処理物の近傍に配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、プラズマ源と被処理物間の距離を測定しつつ、プラズマ源に設けられた電極又は被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、プラズマによって生成された活性粒子を被処理物に作用させ、被処理物の表面を加工する第４のステップとを含むような構成で処理を行ってもよい。この場合、テスト用被処理物としてシリコン基板を用い、第１のステップにおいてテスト用被処理物の表面をエッチング加工し、第２のステップにおいてエッチング深さを測定し、第３のステップにおいて、予め求めておいたシリコン基板のエッチング速度とプラズマ源と被処理物の距離の関係から、測長器の較正を行うことで、簡単に較正を行うことが可能となる。
【００３４】
（第１２の実施形態）
次に、本発明の第１２実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図１７を参照して説明する。図１７において、プラズマ源１９を保持するブラケット２２が、傾斜制御装置２３に連結されている。傾斜制御装置２３は、傾斜のみならず、プラズマ源１９と被処理物の一例としての薄板１７の距離も制御可能である。また、レーザー測長器２０による測定結果を制御装置２４にフィードバックして、傾斜制御装置２３に位置制御命令を送ることができる。すなわち、２つの部位におけるプラズマ源１９と被処理物１７間の距離を測定した結果を、プラズマ源１９を移動させる機構にフィードバックすることができる。また、プラズマ源１９と薄板１７の間の空間に発生する線状プラズマからの発光が観測できるように、側面方向に２つの発光モニタの一例としてのフォトダイオード２６が設けられている。また、線方向にｘ軸をとったとき、ｘ座標の異なる２つの部位におけるプラズマの発光強度をモニタリングすることができる。
このような較正のプラズマ処理装置において、測長器２０の較正を行う方法について述べる。薄板１７をテスト用被処理物の一例としてのシリコン基板とし、シリコン基板１７とプラズマ源１９の互いの相対位置を固定して配置させ、プラズマ源１９にガスを供給しつつ、プラズマ源１９に設けられた電極又はテスト用被処理物１７に電力を供給することにより線状プラズマを発生させる。そして、ｘ座標の異なる２つの部位におけるプラズマの発光強度を発光モニタ２６でモニタしつつ、プラズマによって生成された活性粒子をテスト用被処理物１７に作用させ、テスト用被処理物１７の表面の線状部分を加工する。このとき、テスト用被処理物とプラズマ源との線方向の傾きを少しずつ変化させながら、ｘ座標の異なる２つの部位におけるプラズマの発光強度が所定のばらつき以下になるまで繰り返し行う。そして、「ｘ座標の異なる２つの部位におけるプラズマの発光強度が所定のばらつき以下になったときのｘ座標の異なる２つの部位におけるプラズマ源と被処理物間の距離が等しい」と測長器を較正することができる。較正が完了した後、実際に処理したい被処理物１７について、被処理物１７の近傍に配置させたプラズマ源１９にガスを供給しつつ、ｘ座標の異なる２つの部位におけるプラズマ源１９と被処理物１７間の距離を測定しつつ、プラズマ源１９に設けられた電極又は被処理物１７に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、プラズマによって生成された活性粒子を被処理物１７に作用させ、被処理物１７の表面を加工することで、処理速度を正確に制御することができるプラズマ処理を実現できる。
なお、テスト用被処理物として用いたシリコン基板の代わりに、他の物質を用いてもよい。
また、線状部分を加工するのではなく、点状部分を加工するような場合には、プラズマ源と被処理物の距離を測定する測長器、発光モニタがそれぞれ１つずつであってもよく、この場合は、テスト用被処理物の近傍に、互いの相対位置を固定して配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、プラズマ源に設けられた電極又はテスト用被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させつつ、プラズマの発光強度をモニタリングし、プラズマによって生成された活性粒子をテスト用被処理物に作用させ、テスト用被処理物の表面を加工する第１のステップと、第１のステップにおける発光強度モニタリング結果に基づいて、プラズマ源と被処理物の距離を測定する測長器の較正を行う第２のステップと、被処理物の近傍に配置させたプラズマ源にガスを供給しつつ、プラズマ源と被処理物間の距離を測定しつつ、プラズマ源に設けられた電極又は被処理物に電力を供給することにより線状プラズマを発生させ、プラズマによって生成された活性粒子を被処理物に作用させ、被処理物の表面を加工する第３のステップとを含むような構成で処理を行ってもよい。この場合、第３のステップにおいて、予め求めておいた発光強度とプラズマ源と被処理物の距離の関係から、測長器の較正を行うことで、簡単に較正を行うことが可能となる。
【００３５】
（第１３の実施形態）
次に、本発明の第１３実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図１８を参照して説明する。これは、図１７において側面方向に設けていた２つの発光モニタの一例としてのフォトダイオード２６を、薄板１７に対してプラズマ源１９とは反対側の位置に設けてある。テスト用被処理物１７として、透明な材質（例えばガラス基板）を用いることができ、より簡単で、かつ精度よく測長器２０の較正ができるようにしている。
【００３６】
（第１４の実施形態）
次に、本発明の第１４実施形態にかかるプラズマ処理装置及びその方法について、図１９を参照して説明する。図１９において、プラズマ源１９及び測長器２０がホルダ３５に固定されている。被処理物１７の近傍に配置させたプラズマ源１９にガスを供給しつつ、プラズマ源１９に設けられた電極又は被処理物１７に電力を供給することにより線状のプラズマを発生させ、プラズマによって生成された活性粒子を被処理物１７に作用させながら、被処理物１７とプラズマ源１９の距離をほぼ一定に保ったままプラズマ源１９を線方向（図１９の右から左へ）に移動させ、被処理物の表面の線状部分を加工する。このとき、プラズマ源１９の移動する方向にプラズマ源１９から離れた位置に配置した測長器２０を用いてプラズマ源１９と被処理物１７間の距離を測定しつつ処理を行うため、被処理物１７の表面が波打っているような場合でも、処理速度を正確に制御することができるプラズマ処理を実現できる。これは、プラズマ源１９と被処理物１７間の距離を測定した結果を、プラズマ源１９を移動させる機構（例えば、図２１の移動装置６０）にフィードバックする際に演算に要する時間に起因するタイムラグを吸収できるためである。
勿論、被処理物１７とプラズマ源１９の距離をほぼ一定に保ったまま被処理物１７を線方向に移動させ、被処理物の表面の線状部分を加工する場合にも同様に、被処理物の移動する方向とは逆方向にプラズマ源から離れた位置に配置した測長器を用いてプラズマ源と被処理物間の距離を測定しつつ処理を行うことにより、被処理物１７の表面が波打っているような場合でも、処理速度を正確に制御することができるプラズマ処理を実現できる。
以上述べた本発明の第１〜第１４実施形態において、プラズマ源としてセラミック製の板を４枚用いた場合を例示したが、平行平板型キャピラリタイプや誘導結合型キャピラリタイプなどのキャピラリタイプや、マイクロギャップ方式、誘導結合型チューブタイプなど、様々なプラズマ源を用いることができる。とくに、図１４に示すような、ナイフエッジ状の電極２５を用いるタイプでは、電極と被処理物の距離が近いため、微小部分に極めて高密度のプラズマが形成される。したがって、とくに本発明が有効である。なお、図１４において、プラズマ源は、セラミック製の外側板２８、内側板２９及び３０、外側板３１、電極３２から成り、外側板２８及び３１には、外側ガス流路５及び外側ガス噴出口６が設けられ、内側板２９及び３０には、内側ガス流路７及び内側ガス噴出口８が設けられている。電極３２は、その最下部がナイフエッジ状の形状を成し、微細な線状領域をプラズマ処理できるようになっている。
また、被処理物に直流電圧又は高周波電力を供給することにより、プラズマ中のイオンを引き込む作用を強めることも可能である。この場合、電極を接地してもよいし、電極を浮遊電位に保ってもよい。
また、高周波電力を用いて線状プラズマを発生させる場合を例示したが、数百ｋＨｚから数ＧＨｚまでの高周波電力を用いて線状プラズマを発生させることが可能である。あるいは、直流電力を用いてもよいし、パルス電力を供給することも可能である。
また、プラズマ源の開口部をなす微細線の太さが０．１ｍｍである場合を例示したが、プラズマ源の開口部の幅はこれに限定されるものではなく、１ｍｍ以上、場合によっては１００ｍｍ以上と幅の大きいプラズマ源に対しても、本発明は有効である。
【００３７】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明にかかるプラズマ処理方法及び装置は、線方向に均一な処理を行うことのでき、処理速度を正確に制御することができて、例えば、表面に薄膜が形成された基板に代表される被処理物に線状部分を加工するなどのパターンニング加工を行う場合等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態で用いたプラズマ源の分解図である。
【図２】本発明の第１実施形態で用いたプラズマ源の平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態で用いたプラズマ源の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。
【図７】本発明の第４実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。
【図８】本発明の第５実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。
【図９】本発明の第６実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。
【図１０】本発明の第７実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。
【図１１】本発明の第８実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。
【図１２】本発明の第９実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。
【図１３】本発明の第１０実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。
【図１４】本発明の他の実施形態で用いたプラズマ処理装置の断面図である。
【図１５Ａ】従来例で用いたレジストプロセスの工程を示す断面図である。
【図１５Ｂ】従来例で用いたレジストプロセスの工程を示す断面図である。
【図１５Ｃ】従来例で用いたレジストプロセスの工程を示す断面図である。
【図１５Ｄ】従来例で用いたレジストプロセスの工程を示す断面図である。
【図１６Ａ】提案中のプラズマ処理装置の斜視図である。
【図１６Ｂ】提案中のプラズマ処理装置の側面図である。
【図１７】本発明の第１２実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。
【図１８】本発明の第１３実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。
【図１９】本発明の第１４実施形態で用いたプラズマ処理装置の斜視図である。
【図２０】本発明の第３実施形態で用いたプラズマ処理装置の傾斜制御装置部分の斜視図である。
【図２１】本発明の第３実施形態で用いたプラズマ処理装置であって移動装置をも示した斜視図である。
【図２２】本発明の第５実施形態で用いたプラズマ処理装置であって移動装置をも示した斜視図である。
【図２３】図２２の変形例にかかるプラズマ処理装置であって移動装置をも示した斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  外側板
２  内側板
３  内側板
４  外側板
５  外側ガス流路
６  外側ガス噴出口
７  内側ガス流路
８  内側ガス噴出口
９  内側ガス供給口
１０  貫通穴
１１  外側ガス供給口
１２  貫通穴
１３  貫通穴
１４  電極
１５  電極固定穴
１６  貫通穴
１７  薄板
１８  電源
１９  プラズマ源
２０  レーザー測長器
２１  微細な線状プラズマ
２２  ブラケット
２３  傾斜制御装置
２４  制御装置
２５  試料ホルダ
２６  フォトダイオード
２７  レンズ
５０  外側ガス供給装置
５１  内側ガス供給装置
５２  回転軸
５３  モータホルダ
５４  移動ステージ
５４ａ  昇降駆動用モータ
５５  レール
６０  移動装置
１５１  傾斜制御駆動用モータ。
【図１】
2005012164.tif 000003
【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】
2005012164.tif 000008
【図７】
2005012164.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005012164.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2005012164.tif 000016
【図１５Ａ】
2005012164.tif 000017
【図１５Ｂ】
2005012164.tif 000018
【図１５Ｃ】
2005012164.tif 000019
【図１５Ｄ】
2005012164.tif 000020
【図１６Ａ】
2005012164.tif 000021
【図１６Ｂ】
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【図１７】
2005012164.tif 000023
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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