(57)【要約】【課題】  処理の均一性を非常に良く制御することができるような方法および装置を提供すること。【解決手段】  少なくとも１つの基板がプロセスチャンバ内に配置され、プロセスチャンバ内の圧力が比較的低くなっており、少なくとも１つのプラズマ源によりプラズマが生成され、処理を行う間、少なくとも１つのプラズマ源（３）および／または任意で設けられた少なくとも１つの処理流体供給源が、基板の表面に対して移動するようになっているような、少なくとも１つの基板の表面を処理する方法である。本発明は更に、プロセスチャンバと少なくとも１つのプラズマ源とを備え、少なくとも１つのプラズマ源（３）および／または少なくとも１つの任意で設けられた処理流体発生源が移動自在に設けられた、少なくとも１つの基板の表面を処理する装置を提供する。
2006509907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの基板がプロセスチャンバ内に配置され、前記プロセスチャンバ内の圧力は比較的低くなっており、少なくとも１つのプラズマ源によりプラズマが生成されるような、前記の少なくとも１つの基板の表面を処理する方法において、
処理を行う間、少なくとも１つのプラズマ源（３）および／または任意で設けられた少なくとも１つの処理流体供給源が、基板の表面に対して移動するようになっていることを特徴とする方法。
【請求項２】
プラズマ源（３）および／または任意で設けられた処理流体供給源は、少なくとも１つの回転軸（１４、１５）を中心として回転し、この軸（１４、１５）は実質的に基板の表面と平行に延びていることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
プラズマ源（３）および／または任意で設けられた処理流体供給源は、基板の表面に向かってまたはこの表面から離れる方向に移動することを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
プラズマ源（３）および／または任意で設けられた処理流体供給源は、基板の表面に対して少なくとも１つの横方向に移動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
プラズマ源（３）および／または任意で設けられた処理流体供給源は、基板の表面に対して垂直に延びる軸を中心として回転することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
とりわけプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）を行うために、処理流体がプラズマに加えられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
プラズマに加えられる処理流体の量は、少なくとも１つのプラズマ源（３）の動きに基づいて決まることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
プラズマ源はカスケード源（３）であり、処理流体はカスケード源（３）のプレチャンバ（６）内に供給され、カスケード源の近傍においてプレチャンバ（６）内に陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）（４）が設けられていることを特徴とする請求項６または７記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つのプラズマ源（３）と基板の表面との間に少なくとも１つの処理流体供給源（９）が配置され、処理流体をプラズマに加えるようになっていることを特徴とする請求項６または７記載の方法。
【請求項１０】
処理を行う間、少なくとも１つの処理流体供給源（９）が基板の表面に対して移動し、この処理流体供給源（９）の動きは、少なくとも１つのプラズマ源（３）の動きに基づいて決まることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つのプラズマ源（３）は、基板の表面の各部分が実質的に同程度の処理を受けるよう移動し、とりわけこの表面の各部分に同量のプラズマが達するよう移動することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つのプラズマ源（３）は、基板の表面の少なくとも第１の部分がこの表面の第２の部分よりも実質的に大きな程度の処理を受けるよう移動し、とりわけこの第１の表面部分には第２の表面部分よりも多くの量のプラズマが達するよう移動することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記プラズマ源（３）はプロセスチャンバに取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板は少なくとも１つのキャビティを有し、このキャビティは前記基板の表面により少なくとも部分的に囲まれ、処理を行う間、前記プラズマ源の少なくとも一部および／または少なくとも前記処理流体供給源は、前記の基板のキャビティ内を向く、および／または向き続けていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
処理を行う間、前記プラズマ源（３）および／または処理流体供給源は、少なくとも１つの３次元移動を行うことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
プロセスチャンバと少なくとも１つのプラズマ源とを備えた、少なくとも１つの基板の表面を処理する装置において、
少なくとも１つのプラズマ源（３）および／または少なくとも１つの任意で設けられた処理流体発生源が、移動自在に設けられていることを特徴とする装置。
【請求項１７】
プラズマ源はカスケード源（３）であり、カスケード源（３）の少なくとも１つの陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）（４）はプレチャンバ（６）内に設けられ、
使用中においてこのプレチャンバ（６）内は、プロセスチャンバ（１）内の圧力（Ｐ１）と比べて比較的高い圧力（Ｐ２）となっており、
相互に電気的に絶縁された複数のカスケードプレート（８）により囲まれた比較的狭いチャンネル（７）を介して、プレチャンバ（６）はプロセスチャンバ（１）に連通し、
使用中においてプラズマは比較的狭いチャンネル（７）を介してプロセスチャンバ（１）まで広がることを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
ばねの力を少なくとも１つのプラズマ源（３）に作用させるよう形成された弾性手段（１１）を備え、
このばねの力の影響により、プラズマ源（３）が開始位置に存在しないときにこのプラズマ源（３）が開始位置に移動させられるようになっていることを特徴とする請求項１６または１７記載の装置。
【請求項１９】
少なくとも１つのプラズマ源（３）およびプロセスチャンバ（１）の間に、柔軟性があり実質的にガスが漏れることのないシーリング部材が設けられていることを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
第１のハウジング部分（１６）と、第２のハウジング部分（１７）とを備え、少なくとも１つのプラズマ源が第１のハウジング部分（１６）に設けられ、第１のハウジング部分（１６）は第２のハウジング部分（１７）に実質的にガスが漏れることなく移動自在となるような方法で取り付けられ、とりわけ薄肉ステンレス製のベローズ（１１）により取り付けられていることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
少なくとも１つのプラズマ源（３）を移動させるための少なくとも１つのモータ（１２、１３）を備えたことを特徴とする請求項１６乃至２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
少なくとも１つのプラズマ源（３）は少なくとも１つの第１の回転軸（１４）および少なくとも１つの第２の回転軸（１５）を中心として自在に回転できるよう取り付けられており、第１および第２の回転軸（それぞれ１４および１５）は、実質的に基板の表面と平行であって互いに異なる方向に延びていることを特徴とする請求項１６乃至２１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
プロセスチャンバ（１）には、とりわけプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）を行うために、処理流体をプラズマに加える少なくとも１つの処理流体供給源（９）が取り付けられていることを特徴とする請求項１６乃至２２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
少なくとも１つの処理流体供給源（９）は、比較的狭いカスケード源チャンネル（７）を介してプロセスチャンバ（１）まで広がるプラズマに処理流体を加えるよう形成されていることを特徴とする少なくとも請求項１７および２３に記載の装置。
【請求項２５】
少なくとも１つの処理流体供給源（９）に、使用中においてプラズマが広がるような少なくとも１つのプラズマ通路が設けられていることを特徴とする請求項２３または２４に記載の装置。
【請求項２６】
少なくとも１つの処理流体供給源（９）はプロセスチャンバ（１）内に移動自在に設けられていることを特徴とする請求項２３乃至２５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２７】
少なくとも１つの処理流体供給源（９）は少なくとも１つのプラズマ源に取り付けられており、少なくとも１つの処理流体供給源（９）の動きは少なくとも１つのプラズマ源（３）の動きに基づいて決まることを特徴とする請求項２６記載の装置。
【請求項２８】
前記プラズマ源はプロセスチャンバに取り付けられていることを特徴とする請求項１６乃至２７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２９】
前記プラズマ源および／または少なくとも１つの前記処理流体供給源は、１または複数の３次元移動を行うことを特徴とする請求項１６乃至２８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３０】
装置は、少なくともプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）を行うよう形成されていることを特徴とする請求項１６乃至２９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３１】
少なくとも１つの物質の層が表面に蒸着させられた基板であって、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の方法および／または請求項１６乃至３０のいずれか一項に記載の装置を用いてこの層が蒸着させられることを特徴とする基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの基板がプロセスチャンバ内に配置され、このプロセスチャンバ内の圧力が比較的低くなっており、少なくとも１つのプラズマ源によりプラズマが生成されるような、少なくとも１つの基板の表面を処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような方法は、欧州特許ＥＰ−０−２９５−７５２号により知られている。公知の方法において、プラズマが実質的にプロセスチャンバの外部で生成されるよう、プラズマ源がプロセスチャンバの表面に取り付けられている。プロセスチャンバ内の圧力が低いことにより、プラズマの一部がプラズマ源からプロセスチャンバまでこのプラズマ源とチャンバとの間にある通路を介して広がることができ、基板の表面に接触することができるようになる。プロセスチャンバの表面に取り付けられたプラズマ源によりプラズマが生成されることによって、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＶＣＤ）における高速蒸着のような、驚くほどの比較的高い処理率が得られることが見いだされている。このことは、例えばプラズマ源がプロセスチャンバ内に設けられているとともに処理されるべき基板がプラズマ源の一対の電極間に配置され、処理率が非常に低くなっているような従来のプラズマ反応器とは大いに異なっている。
【０００３】
公知の方法は異なる目的のために用いることができる。例えば、この方法を使用する際に、とりわけプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）により、物質の層が少なくとも１つの基板の基板表面上に蒸着される。この場合、通常、処理ガスの混合物がプラズマに加えられ、反応性残留物となる。これらの残留物は、層の蒸着を行う目的のために、互いにおよび／または基板の表面で反応を行う。さらに、公知の方法は、反対に、ドライエッチングと呼ばれるようなプラズマエッチングの方法により基板の表面から物質を取り除くことができる。この場合、プラズマの構成物は、通常は基板の表面上におけるエッチング効果を有している。プロセスチャンバ内の比較的低い圧力は、大気圧よりも低く、例えば５０００Ｐａよりも低く、とりわけ５００Ｐａよりも低くなっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
冒頭のパラグラフによる方法の問題点として、処理の均一性に関する制御が不十分であるということが挙げられる。このことにより、例えば基板の表面の一部の処理が非常に大きくなったり非常に小さくなったりし、その結果、ＰＥＣＶＤの場合およびプラズマエッチングの場合においてそれぞれ、基板の表面の他の部分と比較して基板上に蒸着されたり取り除かれたりする物質の層の密度や薄さが好ましくないものとなる。
【０００５】
本発明の目的は、冒頭のパラグラフで述べられた方法の問題点を未然に防ぐことであり、とりわけ処理の均一性を非常に良く制御することができるような方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のために、本発明による方法は、処理を行う間、少なくとも１つのプラズマ源および／または任意で設けられた処理流体供給源が、基板の表面に対して移動するようになっていることを特徴とする。
【０００７】
この方法によれば、処理およびとりわけその均一性が非常に的確に制御される。移動により、基板の表面の一部分に達するプラズマの量が望ましく調整される。とりわけ基板の表面の各部分に同量のプラズマが達することによりこの基板の表面の各部分に対して実質的に同程度の処理が行われるよう、少なくとも１つのプラズマ源および／または処理流体供給源が移動する。この方法によれば、例えば処理において非常に良い均一性が得られ、このことにより物質の層を基板の表面にＰＥＣＶＤによって非常に均一に蒸着することができ、あるいはプラズマを用いたドライエッチングにより物質のエッチングを行うことができる。一方、例えば基板の表面の一部において大幅に多いまたは少ない物質が得られるまたは失われるときには、非均一性の処理が行われることが好ましい。この場合、基板の表面の少なくとも第１の部分がこの表面の第２の部分よりも実質的に大きな程度の処理を受けるよう、とりわけこの第１の表面部分には第２の表面部分よりも多くの量のプラズマが達するよう、プラズマ源および／または処理流体供給源は表面に対して移動する。
【０００８】
プラズマ源および／または処理流体供給源は、様々な方法により移動することができる。例えば、プラズマ源および／または処理流体供給源は、基板の表面に対して実質的に平行に延びる少なくとも１つの回転軸を中心として回転するようになっていてもよい。さらに、プラズマ源および／または処理流体供給源は、基板の表面に向かってまたはこの表面から離れる方向に移動するようになっていてもよい。さらに、プラズマ源および／または処理流体供給源が、基板の表面に対して少なくとも１つの横方向に移動するようになっていてもよい。さらに、プラズマ源および／または処理流体供給源が、基板の表面に対して垂直に延びる軸を中心として回転するようになっていてもよい。このような動きは、プラズマ源が回転対称のプラズマを生成しない場合において特に効果がある。処理を行う間、プラズマ源および／または処理流体供給源は、例えば３次元の表面を処理するために、例えば１または複数の３次元移動を行うことができるようになっていてもよい。このような３次元移動は、異なる方向における異なる並進移動となっている。さらに、このような３次元移動は、例えば異なる回転軸を中心とした１または複数の回転となっていてもよい。処理を行う間、プラズマ源および／または処理流体供給源は、基板の外側を処理するために、例えば処理すべき基板の外側の少なくとも一部分に沿って移動するようになっていてもよい。プラズマ源および／または処理流体供給源は、例えば基板の少なくとも一部分の周りを移動するようになっていてもよい。さらに、処理を行う間、プラズマ源および／または処理流体供給源は、基板の内側の少なくとも一部分を処理するために、例えば処理すべき基板の内側の少なくとも一部分に沿って移動するようになっていてもよい。それぞれのプラズマ源は、これらの動きを組み合わせたものであってもよい。いくつかのプラズマ源を用いてこのような方法が行われるときに、複数のあるいは各々のこれらのプラズマ源が、例えば上述の動きのうち少なくとも１つを行うようになっていてもよい。
【０００９】
とりわけＰＥＣＶＤの目的のために、処理流体がプラズマに加えられたときに、プラズマに加えられる処理流体の量が少なくとも１つのプラズマ源の動きに基づいて決まるときにはさらに有利となる。
【００１０】
例えば、少なくとも１つのプラズマ源の動きによる効果は、この動きの前、動きの最中および／または動きの後における、プラズマに加えられる処理流体の多少によって増減する。さらに、この方法によれば、処理流体の量がプラズマ源の動きに正確に適合するようになっており、基板の表面の制御処理を正確に変化させることができる。例えば、プラズマ源が第１の位置にあるときにおいて、一定の移動の後にプラズマ源が第２の位置にある場合と比較して、プラズマ源から送られたプラズマが、基板の表面までのより小さな距離をカバーすることが可能となる。その結果、プラズマ源が第２の位置にある場合において、より少ないプラズマが基板の表面に届くようになり、このことによりプラズマ内に含まれる処理流体の効果を失わせるようになる。この場合、プラズマ源が第２の位置にある場合において、この効果の喪失を補償するために、より多くの処理流体をプラズマに加えることができる。
【００１１】
本発明の更なる詳細によれば、少なくとも１つのプラズマ源はカスケード源であり、処理流体はカスケード源のプレチャンバ内に供給され、カスケード源の近傍においてプレチャンバ内に陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）が設けられている。
【００１２】
このような方法によれば、比較的単純かつ安価な製造方法で、処理流体をプレチャンバ内のプラズマに供給することができる。
【００１３】
本発明の有利な詳細によれば、少なくとも１つのプラズマ源および基板の表面の間に少なくとも１つの前述の処理流体供給源が配置され、処理流体をプラズマに加えるようになっている。この場合、このような処理流体供給源は、シャワーヘッドと呼ばれている。
【００１４】
シャワーヘッドを用いることにおり、簡単かつ比例的な配分を行う方法により、処理流体をプラズマに加えることができる。処理を行う間、少なくとも１つのシャワーヘッドが基板の表面に対して動き、シャワーヘッドの動きは少なくとも１つのプラズマ源の動きに基づいて決まるようになっていることが好ましい。その結果、プラズマ源の移動による前述の有利な効果が最適化され、シャワーヘッドの存在によりこの効果が取り消されることはない。この目的のために、シャワーヘッドは例えばプラズマ源に取り付けられている。
【００１５】
プラズマ源は、例えばプロセスチャンバ上に取り付けることができる。驚くべきことに、このことによりＰＥＣＶＤによる高速蒸着のような比較的高い処理率が得られる。さらに、このプラズマ源は例えばプロセスチャンバ内に形成することができ、および／またはプロセスチャンバの少なくとも一部分を通って移動自在とすることができる。
【００１６】
本発明の更なる詳細によれば、基板は少なくとも１つのキャビティを有し、このキャビティは基板の表面により部分的に囲まれ、処理を行う間、プラズマ源の少なくとも一部および／または少なくとも処理流体供給源は、基板のキャビティ内を向く、および／または向き続けている。
【００１７】
この方法によれば、内部表面の処理を好ましく行うために、例えば基板の内部表面は、プラズマ源および処理流体供給源から確実に到達することができるようになっている。基板のキャビティは、例えば実質的に閉じたキャビティ、開閉自在のキャビティまたは周囲環境から到達可能なキャビティとすることができる。
【００１８】
本発明は更に、プロセスチャンバと少なくとも１つのプラズマ源とを備えた、少なくとも１つの基板の表面を処理する装置に関する。
【００１９】
このような装置は、欧州特許ＥＰ−０−２９５−７５２号により知られている。この装置の問題点は、当該装置を用いて行われるべき基板の表面の処理の均一性に関する十分な制御を行うことができないことにある。
【００２０】
本発明によれば、少なくとも１つのプラズマ源および／または少なくとも１つの任意で設けられた処理流体供給源が、移動自在に設けられていることにより、このような問題点を未然に防ぐことができる。
【００２１】
移動自在に形成されたプラズマ源および／または処理流体供給源を用いることにより、これらのものにより生成されたプラズマは、基板の表面の処理のためにこの表面の異なる場所に到達することができ、行われるべき処理に関する制御を非常に精度良く行うことができる。
【００２２】
本発明は更に、少なくとも１つの物質の層が表面に蒸着された基板であって、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の方法および／または請求項１６乃至３０のいずれか一項に記載の装置を用いてこの層が蒸着されられるような基板を提供する。
【００２３】
この基板の層は、特に好ましい均一性を得ることを目的とした非常に良く制御された方法で基板の表面に蒸着させられる。このため、この層の性質は、従来のＰＥＣＶＤ技術により蒸着させられた基板の層と比較して、独自のものとなっている。層は、例えば非常に均一な厚さ、または反対に、特に方法により異なる厚さを有している。処理されるべき基板の表面は、例えば実質的に１次元、２次元または３次元の表面のような異なる表面となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明について、典型的な実施の形態および図面を参照して更に説明する。
【００２５】
図１乃至３に、基板Ｓの表面を処理する装置を示す。この装置は、とりわけプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）を行うよう形成されている。装置は、プロセスチャンバ１と、基板ホルダ２とを備えており、この基板ホルダ２上に、処理されるべき基板Ｓが載置されるようになっている。チャンバ１および反対側にある基板の表面の処理を行う間、プラズマ源３が取り付けられる。
【００２６】
図３に示すように、プラズマ源はカスケード源３からなる。このカスケード源３は、プレチャンバ６内に設けられた陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）４と、プロセスチャンバ１に対向するようカスケード源３の側面に配置された陽極（ａｎｏｄｅ）５とを備えている。比較的狭いチャンネル７を介して、プレチャンバ６はプロセスチャンバ１に連通している。チャンネル７は、相互に電気的に絶縁された複数のカスケードプレート８および陽極５に囲まれている。使用中において、プロセスチャンバ１は比較的低い圧力に維持され、とりわけ５０００Ｐａより低く、好ましくは５００Ｐａより低くなっている。陰極４と陽極５との間において、例えばこれらの間にある不活性ガスまたは他の適合する流体が発火することにより、プラズマが生成される。カスケード源３内でプラズマが生成されると、プレチャンバ６内の圧力Ｐ２がプロセスチャンバ１内の圧力よりも高くなる。圧力Ｐ２は、例えば実質的に大気圧と同一とすることができ、０．５−１．５バール（ｂａｒ）の範囲内の大きさとすることができる。プロセスチャンバ１内の圧力がプレチャンバ６内の圧力よりも大幅に低くなることにより、生成されたプラズマの一部分２０は、比較的狭いチャンネル７を介してプロセスチャンバ１内まで広がって基板の表面に接触するよう、拡散する。
【００２７】
プラズマ源３は、基板の表面に対して移動自在となるよう形成されている。この目的のために、プラズマ源３は装置の上部ハウジング部分１６に取り付けられている。上部ハウジング部分１６は、柔軟性があり実質的にガスが漏れることのないシーリング部材により下部ハウジング部分１７に連結されている。この典型的な実施の形態において、シーリング部材は円筒形の弾性のある胴部１１として形成されている。さらに、弾性のある胴部１１は、少なくとも上部ハウジング部分１６を介して少なくとも１つのプラズマ源３にこのようなばねの力を働かせるよう形成されており、ばねの力の影響により、プラズマ源３が他の位置に移動させられたときに、その都度このプラズマ源３が図示された開始位置に移動させられるようになっている。この典型的な実施の形態において、弾性のある胴部１１は、薄肉ステンレス製のベローズにより形成されている。
【００２８】
プラズマ源３を移動させる目的のために、上部ハウジング部分１６は、２つの異なる軸１４、１５を中心として回転自在となるよう下部ハウジング部分１７に連結されている。この目的のために、上部ハウジング部分１６は、軸１５を中心として回転自在となるようベアリング・リング１９に接続されており、一方、このベアリング・リング１９は、軸１４を中心として回転自在となるようサポート１８に接続されている。サポート１８は下部ハウジング部分１７上に取り付けられている。装置は、第１のモータ１２と第２のモータ１３とを備えており、これらのモータは上部ハウジング部分１６を源３とともに所望の位置に移動させるようになっている。２つの回転軸１４、１５が互いに直交するよう延びているので、プラズマ源３は非常に多くの異なる位置に移動することができる。
【００２９】
図２および図３に示すように、プロセスチャンバ１はシャワーヘッド９を備えている。このシャワーヘッドは、とりわけＰＥＣＶＤを行う際に、比較的狭いチャンネル７を介してプロセスチャンバ１内に広がるプラズマ２０に処理流体を加えるよう形成されている。シャワーヘッド９は、少なくとも１つのプラズマ通路２１を有しており、このプラズマ通路２１を介してプラズマ２０が広がることができるようになっている。シャワーヘッドは、例えば、複数の流出開口２２を有する円環状のパイプから構成されており、この流出開口２２を介して処理流体がプラズマ２０内に送られるようになっている。シャワーヘッド９は、少なくとも上部ハウジング部分１６を介してプラズマ源３に取り付けられており、このことによりシャワーヘッド９はプラズマ源３の動きに追従するようになっている。
【００３０】
この装置を使用する間、基板の表面のプラズマ処理を非常に良く制御するよう、プラズマ源３を移動させることができる。このことは、例えば層の厚さがほぼ均一である基板Ｓ上に物質を蒸着させることができるという利点がある。例えば基板の表面において非常に少ない量のプラズマしか受けないような基板の端縁近傍の一部が、十分な量のプラズマを受けてさらに十分な処理が行われるよう、源３とともに上部ハウジング部分が移動するようになっている。一方、反対に基板の表面から物質を非常に均一的な方法でドライエッチングすることができる。さらに、源３を移動させることにより、基板の表面のある部分に対して行う処理について、他の部分と比較してその処理の程度を非常に大きくすることができる。例えば、図示の２つの回転軸１４、１５のうちの一方を中心としてプラズマ源を回転させることにより、基板の表面の実質的に半分の部分を処理することができ、この表面の他の半分の部分を実質的に処理されていない状態に残すことができる。
【００３１】
本発明は上述の典型的な実施の形態に限定されないことは自明であろう。本発明の範囲内において様々な変更を行うことが可能である。
【００３２】
例えば、少なくとも１つの源が「プロセスチャンバに取り付けられた」という表現は幅広く解釈され、この表現は、例えば源がプロセスチャンバの頂部、隣、近傍、下方に取り付けられていること、あるいはプロセスチャンバに対して別の方法で取り付けられていることを含むが、最低限、この源により生成されたプラズマの少なくとも一部が、プロセスチャンバ内に設けられた基板Ｓの表面に届くようになっている。
【００３３】
さらに、プロセスチャンバは１または複数の基板が載置されるよう形成されていてもよい。
【００３４】
処理されるべき基板は、例えば半導体ウエハ、音楽、ビデオ、コンピュータデータを録音するコンパクトディスクまたはＤＶＤディスク、太陽電池基板、ディスプレー基板、反射板、窓、車の窓、コーティングされた合成物質または金属の基板、ハウジング、ランプハウジング、触媒基板または似たようなものとすることができる。基板は、ディスク形状、円形、多角形または他の形状のものを用いることができる。基板は、例えば３次元物体であってもよい。処理されるべき基板の表面は、例えば基板の内側および／または外側であってもよい。さらに、処理されるべき基板の表面は、実質的に１次元、２次元または３次元の表面であってもよく、少なくとも一部分が凹面または凸面となっている表面であってもよく、および／または類似するあるいは異なった形状の表面の組合せであってもよい。
【００３５】
ＰＥＣＶＤにより蒸着されるべき物質は、様々な物質となっており、これらの物質の一覧は本文の範囲外であるが、周期表の要素、可能な原子および／またはこれらの要素の分子の組合せを参照することにより、蒸着されるべきものが十分に示されよう。本発明は、源が移動自在であることに限定されることはなく、流体供給源が移動自在となっており源が位置固定されていてもよい。また、本発明は、複数の移動自在の源および／または移動自在の処理流体供給源を用いる方法および装置から構成されていてもよい。
【００３６】
さらに、処理されるべき基板Ｓおよび／または基板ホルダ２もまた、例えば基板の処理を行う間に移動するよう移動自在に形成されていてもよい。
【００３７】
さらに、プラズマ源および／または処理流体供給源が、継続的に、ある瞬間に、反復して、間欠的に、周期的に、あるいは似たような方法で移動するようになっていてもよい。プラズマ源および／または処理流体供給源の移動は、例えばプロセスチャンバ内の一定の処理位置に基板が載置された後に開始するようになっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】典型的な実施の形態の上面図である。
【図２】図１に示す上面図におけるラインII−II矢視による断面図である。
【図３】図２に示す断面図における部分Ｑの詳細図である。
【図１】
2006509907.tif 000003
【図２】
2006509907.tif 000004
【図３】
2006509907.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成17年2月7日(2005.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの基板がプロセスチャンバ内に配置され、少なくとも１つのプラズマ源によりプラズマが生成され、少なくとも１つのプラズマ源はカスケード源（３）であり、カスケード源（３）の少なくとも１つの陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）（４）はプレチャンバ（６）内に設けられ、使用中においてこのプレチャンバ（６）内は、プロセスチャンバ（１）内の圧力（Ｐ１）と比べて比較的高い圧力（Ｐ２）となっており、相互に電気的に絶縁された複数のカスケードプレート（８）により囲まれた比較的狭いチャンネル（７）を介して、プレチャンバ（６）はプロセスチャンバ（１）に連通し、使用中においてプラズマは比較的狭いチャンネル（７）を介してプロセスチャンバ（１）まで広がるような、少なくとも１つの基板の表面を処理する方法において、
処理を行う間、少なくとも１つのプラズマ源（３）および／または任意で設けられた少なくとも１つの処理流体供給源が、基板の表面に対して移動するようになっていることを特徴とする方法。
【請求項２】
プラズマ源（３）および／または任意で設けられた処理流体供給源は、少なくとも１つの回転軸（１４、１５）を中心として回転し、この軸（１４、１５）は実質的に基板の表面と平行に延びていることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
プラズマ源（３）および／または任意で設けられた処理流体供給源は、基板の表面に向かってまたはこの表面から離れる方向に移動することを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
プラズマ源（３）および／または任意で設けられた処理流体供給源は、基板の表面に対して少なくとも１つの横方向に移動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
プラズマ源（３）および／または任意で設けられた処理流体供給源は、基板の表面に対して垂直に延びる軸を中心として回転することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
とりわけプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）を行うために、処理流体がプラズマに加えられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
プラズマに加えられる処理流体の量は、少なくとも１つのプラズマ源（３）の動きに基づいて決まることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
処理流体はカスケード源（３）のプレチャンバ（６）内に供給され、カスケード源の近傍においてプレチャンバ（６）内に陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）（４）が設けられていることを特徴とする請求項６または７記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つのプラズマ源（３）と基板の表面との間に少なくとも１つの処理流体供給源（９）が配置され、処理流体をプラズマに加えるようになっていることを特徴とする請求項６または７記載の方法。
【請求項１０】
処理を行う間、少なくとも１つの処理流体供給源（９）が基板の表面に対して移動し、この処理流体供給源（９）の動きは、少なくとも１つのプラズマ源（３）の動きに基づいて決まることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つのプラズマ源（３）は、基板の表面の各部分が実質的に同程度の処理を受けるよう移動し、とりわけこの表面の各部分に同量のプラズマが達するよう移動することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つのプラズマ源（３）は、基板の表面の少なくとも第１の部分がこの表面の第２の部分よりも実質的に大きな程度の処理を受けるよう移動し、とりわけこの第１の表面部分には第２の表面部分よりも多くの量のプラズマが達するよう移動することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記プラズマ源（３）はプロセスチャンバに取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板は少なくとも１つのキャビティを有し、このキャビティは前記基板の表面により少なくとも部分的に囲まれ、処理を行う間、前記プラズマ源の少なくとも一部および／または少なくとも前記処理流体供給源は、前記の基板のキャビティ内を向く、および／または向き続けていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
処理を行う間、前記プラズマ源（３）および／または処理流体供給源は、少なくとも１つの３次元移動を行うことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
プロセスチャンバと少なくとも１つのプラズマ源とを備え、少なくとも１つのプラズマ源はカスケード源（３）であり、カスケード源（３）の少なくとも１つの陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）（４）はプレチャンバ（６）内に設けられ、使用中においてこのプレチャンバ（６）内は、プロセスチャンバ（１）内の圧力（Ｐ１）と比べて比較的高い圧力（Ｐ２）となっており、相互に電気的に絶縁された複数のカスケードプレート（８）により囲まれた比較的狭いチャンネル（７）を介して、プレチャンバ（６）はプロセスチャンバ（１）に連通し、使用中においてプラズマは比較的狭いチャンネル（７）を介してプロセスチャンバ（１）まで広がるような、少なくとも１つの基板の表面を処理する装置において、
少なくとも１つのプラズマ源（３）および／または少なくとも１つの任意で設けられた処理流体発生源が、移動自在に設けられていることを特徴とする装置。
【請求項１７】
ばねの力を少なくとも１つのプラズマ源（３）に作用させるよう形成された弾性手段（１１）を備え、
このばねの力の影響により、プラズマ源（３）が開始位置に存在しないときにこのプラズマ源（３）が開始位置に移動させられるようになっていることを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも１つのプラズマ源（３）およびプロセスチャンバ（１）の間に、柔軟性があり実質的にガスが漏れることのないシーリング部材が設けられていることを特徴とする請求項１６または１７に記載の装置。
【請求項１９】
第１のハウジング部分（１６）と、第２のハウジング部分（１７）とを備え、少なくとも１つのプラズマ源が第１のハウジング部分（１６）に設けられ、第１のハウジング部分（１６）は第２のハウジング部分（１７）に実質的にガスが漏れることなく移動自在となるような方法で取り付けられ、とりわけ薄肉ステンレス製のベローズ（１１）により取り付けられていることを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
少なくとも１つのプラズマ源（３）を移動させるための少なくとも１つのモータ（１２、１３）を備えたことを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
少なくとも１つのプラズマ源（３）は少なくとも１つの第１の回転軸（１４）および少なくとも１つの第２の回転軸（１５）を中心として自在に回転できるよう取り付けられており、第１および第２の回転軸（それぞれ１４および１５）は、実質的に基板の表面と平行であって互いに異なる方向に延びていることを特徴とする請求項１６乃至２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
プロセスチャンバ（１）には、とりわけプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）を行うために、処理流体をプラズマに加える少なくとも１つの処理流体供給源（９）が取り付けられていることを特徴とする請求項１６乃至２１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
少なくとも１つの処理流体供給源（９）は、比較的狭いカスケード源チャンネル（７）を介してプロセスチャンバ（１）まで広がるプラズマに処理流体を加えるよう形成されていることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
少なくとも１つの処理流体供給源（９）に、使用中においてプラズマが広がるような少なくとも１つのプラズマ通路が設けられていることを特徴とする請求項２２または２３に記載の装置。
【請求項２５】
少なくとも１つの処理流体供給源（９）はプロセスチャンバ（１）内に移動自在に設けられていることを特徴とする請求項２２乃至２４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２６】
少なくとも１つの処理流体供給源（９）は少なくとも１つのプラズマ源に取り付けられており、少なくとも１つの処理流体供給源（９）の動きは少なくとも１つのプラズマ源（３）の動きに基づいて決まることを特徴とする請求項２５記載の装置。
【請求項２７】
前記プラズマ源はプロセスチャンバに取り付けられていることを特徴とする請求項１６乃至２６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２８】
前記プラズマ源および／または少なくとも１つの前記処理流体供給源は、１または複数の３次元移動を行うことを特徴とする請求項１６乃至２７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２９】
装置は、少なくともプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）を行うよう形成されていることを特徴とする請求項１６乃至２８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３０】
少なくとも１つの物質の層が表面に蒸着させられた基板であって、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の方法および／または請求項１６乃至２９のいずれか一項に記載の装置を用いてこの層が蒸着させられることを特徴とする基板。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの基板がプロセスチャンバ内に配置され、少なくとも１つのプラズマ源によりプラズマが生成され、少なくとも１つのプラズマ源はカスケード源であり、カスケード源の少なくとも１つの陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）はプレチャンバ内に設けられ、使用中においてこのプレチャンバ内は、プロセスチャンバ内の圧力と比べて比較的高い圧力となっており、相互に電気的に絶縁された複数のカスケードプレートにより囲まれた比較的狭いチャンネルを介して、プレチャンバはプロセスチャンバに連通し、使用中においてプラズマは比較的狭いチャンネルを介してプロセスチャンバまで広がるような、少なくとも１つの基板の表面を処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような方法は、欧州特許ＥＰ−０−２９５−７５２号により知られている。公知の方法において、プラズマが実質的にプロセスチャンバの外部で生成されるよう、プラズマ源がプロセスチャンバの表面に取り付けられている。プロセスチャンバ内の圧力が低いことにより、プラズマの一部がプラズマ源からプロセスチャンバまでこのプラズマ源とチャンバとの間にある通路を介して広がることができ、基板の表面に接触することができるようになる。プロセスチャンバの表面に取り付けられたプラズマ源によりプラズマが生成されることによって、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＶＣＤ）における高速蒸着のような、驚くほどの比較的高い処理率が得られることが見いだされている。このことは、例えばプラズマ源がプロセスチャンバ内に設けられているとともに処理されるべき基板がプラズマ源の一対の電極間に配置され、処理率が非常に低くなっているような従来のプラズマ反応器とは大いに異なっている。
【０００３】
公知の方法は異なる目的のために用いることができる。例えば、この方法を使用する際に、とりわけプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）により、物質の層が少なくとも１つの基板の基板表面上に蒸着される。この場合、通常、処理ガスの混合物がプラズマに加えられ、反応性残留物となる。これらの残留物は、層の蒸着を行う目的のために、互いにおよび／または基板の表面で反応を行う。さらに、公知の方法は、反対に、ドライエッチングと呼ばれるようなプラズマエッチングの方法により基板の表面から物質を取り除くことができる。この場合、プラズマの構成物は、通常は基板の表面上におけるエッチング効果を有している。プロセスチャンバ内の比較的低い圧力は、大気圧よりも低く、例えば５０００Ｐａよりも低く、とりわけ５００Ｐａよりも低くなっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
冒頭のパラグラフによる方法の問題点として、処理の均一性に関する制御が不十分であるということが挙げられる。このことにより、例えば基板の表面の一部の処理が非常に大きくなったり非常に小さくなったりし、その結果、ＰＥＣＶＤの場合およびプラズマエッチングの場合においてそれぞれ、基板の表面の他の部分と比較して基板上に蒸着されたり取り除かれたりする物質の層の密度や薄さが好ましくないものとなる。
【０００５】
本発明の目的は、冒頭のパラグラフで述べられた方法の問題点を未然に防ぐことであり、とりわけ処理の均一性を非常に良く制御することができるような方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のために、本発明による方法は、処理を行う間、少なくとも１つのプラズマ源および／または任意で設けられた処理流体供給源が、基板の表面に対して移動するようになっていることを特徴とする。
【０００７】
この方法によれば、処理およびとりわけその均一性が非常に的確に制御される。移動により、基板の表面の一部分に達するプラズマの量が望ましく調整される。とりわけ基板の表面の各部分に同量のプラズマが達することによりこの基板の表面の各部分に対して実質的に同程度の処理が行われるよう、少なくとも１つのプラズマ源および／または処理流体供給源が移動する。この方法によれば、例えば処理において非常に良い均一性が得られ、このことにより物質の層を基板の表面にＰＥＣＶＤによって非常に均一に蒸着することができ、あるいはプラズマを用いたドライエッチングにより物質のエッチングを行うことができる。一方、例えば基板の表面の一部において大幅に多いまたは少ない物質が得られるまたは失われるときには、非均一性の処理が行われることが好ましい。この場合、基板の表面の少なくとも第１の部分がこの表面の第２の部分よりも実質的に大きな程度の処理を受けるよう、とりわけこの第１の表面部分には第２の表面部分よりも多くの量のプラズマが達するよう、プラズマ源および／または処理流体供給源は表面に対して移動する。
【０００８】
プラズマ源および／または処理流体供給源は、様々な方法により移動することができる。例えば、プラズマ源および／または処理流体供給源は、基板の表面に対して実質的に平行に延びる少なくとも１つの回転軸を中心として回転するようになっていてもよい。さらに、プラズマ源および／または処理流体供給源は、基板の表面に向かってまたはこの表面から離れる方向に移動するようになっていてもよい。さらに、プラズマ源および／または処理流体供給源が、基板の表面に対して少なくとも１つの横方向に移動するようになっていてもよい。さらに、プラズマ源および／または処理流体供給源が、基板の表面に対して垂直に延びる軸を中心として回転するようになっていてもよい。このような動きは、プラズマ源が回転対称のプラズマを生成しない場合において特に効果がある。処理を行う間、プラズマ源および／または処理流体供給源は、例えば３次元の表面を処理するために、例えば１または複数の３次元移動を行うことができるようになっていてもよい。このような３次元移動は、異なる方向における異なる並進移動となっている。さらに、このような３次元移動は、例えば異なる回転軸を中心とした１または複数の回転となっていてもよい。処理を行う間、プラズマ源および／または処理流体供給源は、基板の外側を処理するために、例えば処理すべき基板の外側の少なくとも一部分に沿って移動するようになっていてもよい。プラズマ源および／または処理流体供給源は、例えば基板の少なくとも一部分の周りを移動するようになっていてもよい。さらに、処理を行う間、プラズマ源および／または処理流体供給源は、基板の内側の少なくとも一部分を処理するために、例えば処理すべき基板の内側の少なくとも一部分に沿って移動するようになっていてもよい。それぞれのプラズマ源は、これらの動きを組み合わせたものであってもよい。いくつかのプラズマ源を用いてこのような方法が行われるときに、複数のあるいは各々のこれらのプラズマ源が、例えば上述の動きのうち少なくとも１つを行うようになっていてもよい。
【０００９】
とりわけＰＥＣＶＤの目的のために、処理流体がプラズマに加えられたときに、プラズマに加えられる処理流体の量が少なくとも１つのプラズマ源の動きに基づいて決まるときにはさらに有利となる。
【００１０】
例えば、少なくとも１つのプラズマ源の動きによる効果は、この動きの前、動きの最中および／または動きの後における、プラズマに加えられる処理流体の多少によって増減する。さらに、この方法によれば、処理流体の量がプラズマ源の動きに正確に適合するようになっており、基板の表面の制御処理を正確に変化させることができる。例えば、プラズマ源が第１の位置にあるときにおいて、一定の移動の後にプラズマ源が第２の位置にある場合と比較して、プラズマ源から送られたプラズマが、基板の表面までのより小さな距離をカバーすることが可能となる。その結果、プラズマ源が第２の位置にある場合において、より少ないプラズマが基板の表面に届くようになり、このことによりプラズマ内に含まれる処理流体の効果を失わせるようになる。この場合、プラズマ源が第２の位置にある場合において、この効果の喪失を補償するために、より多くの処理流体をプラズマに加えることができる。
【００１１】
本発明の更なる詳細によれば、処理流体はカスケード源のプレチャンバ内に供給され、カスケード源の近傍においてプレチャンバ内に陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）が設けられている。
【００１２】
このような方法によれば、比較的単純かつ安価な製造方法で、処理流体をプレチャンバ内のプラズマに供給することができる。
【００１３】
本発明の有利な詳細によれば、少なくとも１つのプラズマ源および基板の表面の間に少なくとも１つの前述の処理流体供給源が配置され、処理流体をプラズマに加えるようになっている。この場合、このような処理流体供給源は、シャワーヘッドと呼ばれている。
【００１４】
シャワーヘッドを用いることにおり、簡単かつ比例的な配分を行う方法により、処理流体をプラズマに加えることができる。処理を行う間、少なくとも１つのシャワーヘッドが基板の表面に対して動き、シャワーヘッドの動きは少なくとも１つのプラズマ源の動きに基づいて決まるようになっていることが好ましい。その結果、プラズマ源の移動による前述の有利な効果が最適化され、シャワーヘッドの存在によりこの効果が取り消されることはない。この目的のために、シャワーヘッドは例えばプラズマ源に取り付けられている。
【００１５】
プラズマ源は、例えばプロセスチャンバ上に取り付けることができる。驚くべきことに、このことによりＰＥＣＶＤによる高速蒸着のような比較的高い処理率が得られる。さらに、このプラズマ源は例えばプロセスチャンバ内に形成することができ、および／またはプロセスチャンバの少なくとも一部分を通って移動自在とすることができる。
【００１６】
本発明の更なる詳細によれば、基板は少なくとも１つのキャビティを有し、このキャビティは基板の表面により部分的に囲まれ、処理を行う間、プラズマ源の少なくとも一部および／または少なくとも処理流体供給源は、基板のキャビティ内を向く、および／または向き続けている。
【００１７】
この方法によれば、内部表面の処理を好ましく行うために、例えば基板の内部表面は、プラズマ源および処理流体供給源から確実に到達することができるようになっている。基板のキャビティは、例えば実質的に閉じたキャビティ、開閉自在のキャビティまたは周囲環境から到達可能なキャビティとすることができる。
【００１８】
本発明は更に、プロセスチャンバと少なくとも１つのプラズマ源とを備え、少なくとも１つのプラズマ源はカスケード源であり、カスケード源の少なくとも１つの陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）はプレチャンバ内に設けられ、使用中においてこのプレチャンバ内は、プロセスチャンバ内の圧力と比べて比較的高い圧力となっており、相互に電気的に絶縁された複数のカスケードプレートにより囲まれた比較的狭いチャンネルを介して、プレチャンバはプロセスチャンバに連通し、使用中においてプラズマは比較的狭いチャンネル（７）を介してプロセスチャンバまで広がるような、少なくとも１つの基板の表面を処理する装置に関する。
【００１９】
このような装置は、欧州特許ＥＰ−０−２９５−７５２号により知られている。この装置の問題点は、当該装置を用いて行われるべき基板の表面の処理の均一性に関する十分な制御を行うことができないことにある。
【００２０】
本発明によれば、少なくとも１つのプラズマ源および／または少なくとも１つの任意で設けられた処理流体供給源が、移動自在に設けられていることにより、このような問題点を未然に防ぐことができる。
【００２１】
移動自在に形成されたプラズマ源および／または処理流体供給源を用いることにより、これらのものにより生成されたプラズマは、基板の表面の処理のためにこの表面の異なる場所に到達することができ、行われるべき処理に関する制御を非常に精度良く行うことができる。
【００２２】
本発明は更に、少なくとも１つの物質の層が表面に蒸着された基板であって、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の方法および／または請求項１６乃至３０のいずれか一項に記載の装置を用いてこの層が蒸着されられるような基板を提供する。
【００２３】
この基板の層は、特に好ましい均一性を得ることを目的とした非常に良く制御された方法で基板の表面に蒸着させられる。このため、この層の性質は、従来のＰＥＣＶＤ技術により蒸着させられた基板の層と比較して、独自のものとなっている。層は、例えば非常に均一な厚さ、または反対に、特に方法により異なる厚さを有している。処理されるべき基板の表面は、例えば実質的に１次元、２次元または３次元の表面のような異なる表面となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明について、典型的な実施の形態および図面を参照して更に説明する。
【００２５】
図１乃至３に、基板Ｓの表面を処理する装置を示す。この装置は、とりわけプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）を行うよう形成されている。装置は、プロセスチャンバ１と、基板ホルダ２とを備えており、この基板ホルダ２上に、処理されるべき基板Ｓが載置されるようになっている。チャンバ１および反対側にある基板の表面の処理を行う間、プラズマ源３が取り付けられる。
【００２６】
図３に示すように、プラズマ源はカスケード源３からなる。このカスケード源３は、プレチャンバ６内に設けられた陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）４と、プロセスチャンバ１に対向するようカスケード源３の側面に配置された陽極（ａｎｏｄｅ）５とを備えている。比較的狭いチャンネル７を介して、プレチャンバ６はプロセスチャンバ１に連通している。チャンネル７は、相互に電気的に絶縁された複数のカスケードプレート８および陽極５に囲まれている。使用中において、プロセスチャンバ１は比較的低い圧力に維持され、とりわけ５０００Ｐａより低く、好ましくは５００Ｐａより低くなっている。陰極４と陽極５との間において、例えばこれらの間にある不活性ガスまたは他の適合する流体が発火することにより、プラズマが生成される。カスケード源３内でプラズマが生成されると、プレチャンバ６内の圧力Ｐ２がプロセスチャンバ１内の圧力よりも高くなる。圧力Ｐ２は、例えば実質的に大気圧と同一とすることができ、０．５−１．５バール（ｂａｒ）の範囲内の大きさとすることができる。プロセスチャンバ１内の圧力がプレチャンバ６内の圧力よりも大幅に低くなることにより、生成されたプラズマの一部分２０は、比較的狭いチャンネル７を介してプロセスチャンバ１内まで広がって基板の表面に接触するよう、拡散する。
【００２７】
プラズマ源３は、基板の表面に対して移動自在となるよう形成されている。この目的のために、プラズマ源３は装置の上部ハウジング部分１６に取り付けられている。上部ハウジング部分１６は、柔軟性があり実質的にガスが漏れることのないシーリング部材により下部ハウジング部分１７に連結されている。この典型的な実施の形態において、シーリング部材は円筒形の弾性のある胴部１１として形成されている。さらに、弾性のある胴部１１は、少なくとも上部ハウジング部分１６を介して少なくとも１つのプラズマ源３にこのようなばねの力を働かせるよう形成されており、ばねの力の影響により、プラズマ源３が他の位置に移動させられたときに、その都度このプラズマ源３が図示された開始位置に移動させられるようになっている。この典型的な実施の形態において、弾性のある胴部１１は、薄肉ステンレス製のベローズにより形成されている。
【００２８】
プラズマ源３を移動させる目的のために、上部ハウジング部分１６は、２つの異なる軸１４、１５を中心として回転自在となるよう下部ハウジング部分１７に連結されている。この目的のために、上部ハウジング部分１６は、軸１５を中心として回転自在となるようベアリング・リング１９に接続されており、一方、このベアリング・リング１９は、軸１４を中心として回転自在となるようサポート１８に接続されている。サポート１８は下部ハウジング部分１７上に取り付けられている。装置は、第１のモータ１２と第２のモータ１３とを備えており、これらのモータは上部ハウジング部分１６を源３とともに所望の位置に移動させるようになっている。２つの回転軸１４、１５が互いに直交するよう延びているので、プラズマ源３は非常に多くの異なる位置に移動することができる。
【００２９】
図２および図３に示すように、プロセスチャンバ１はシャワーヘッド９を備えている。このシャワーヘッドは、とりわけＰＥＣＶＤを行う際に、比較的狭いチャンネル７を介してプロセスチャンバ１内に広がるプラズマ２０に処理流体を加えるよう形成されている。シャワーヘッド９は、少なくとも１つのプラズマ通路２１を有しており、このプラズマ通路２１を介してプラズマ２０が広がることができるようになっている。シャワーヘッドは、例えば、複数の流出開口２２を有する円環状のパイプから構成されており、この流出開口２２を介して処理流体がプラズマ２０内に送られるようになっている。シャワーヘッド９は、少なくとも上部ハウジング部分１６を介してプラズマ源３に取り付けられており、このことによりシャワーヘッド９はプラズマ源３の動きに追従するようになっている。
【００３０】
この装置を使用する間、基板の表面のプラズマ処理を非常に良く制御するよう、プラズマ源３を移動させることができる。このことは、例えば層の厚さがほぼ均一である基板Ｓ上に物質を蒸着させることができるという利点がある。例えば基板の表面において非常に少ない量のプラズマしか受けないような基板の端縁近傍の一部が、十分な量のプラズマを受けてさらに十分な処理が行われるよう、源３とともに上部ハウジング部分が移動するようになっている。一方、反対に基板の表面から物質を非常に均一的な方法でドライエッチングすることができる。さらに、源３を移動させることにより、基板の表面のある部分に対して行う処理について、他の部分と比較してその処理の程度を非常に大きくすることができる。例えば、図示の２つの回転軸１４、１５のうちの一方を中心としてプラズマ源を回転させることにより、基板の表面の実質的に半分の部分を処理することができ、この表面の他の半分の部分を実質的に処理されていない状態に残すことができる。
【００３１】
本発明は上述の典型的な実施の形態に限定されないことは自明であろう。本発明の範囲内において様々な変更を行うことが可能である。
【００３２】
例えば、少なくとも１つの源が「プロセスチャンバに取り付けられた」という表現は幅広く解釈され、この表現は、例えば源がプロセスチャンバの頂部、隣、近傍、下方に取り付けられていること、あるいはプロセスチャンバに対して別の方法で取り付けられていることを含むが、最低限、この源により生成されたプラズマの少なくとも一部が、プロセスチャンバ内に設けられた基板Ｓの表面に届くようになっている。
【００３３】
さらに、プロセスチャンバは１または複数の基板が載置されるよう形成されていてもよい。
【００３４】
処理されるべき基板は、例えば半導体ウエハ、音楽、ビデオ、コンピュータデータを録音するコンパクトディスクまたはＤＶＤディスク、太陽電池基板、ディスプレー基板、反射板、窓、車の窓、コーティングされた合成物質または金属の基板、ハウジング、ランプハウジング、触媒基板または似たようなものとすることができる。基板は、ディスク形状、円形、多角形または他の形状のものを用いることができる。基板は、例えば３次元物体であってもよい。処理されるべき基板の表面は、例えば基板の内側および／または外側であってもよい。さらに、処理されるべき基板の表面は、実質的に１次元、２次元または３次元の表面であってもよく、少なくとも一部分が凹面または凸面となっている表面であってもよく、および／または類似するあるいは異なった形状の表面の組合せであってもよい。
【００３５】
ＰＥＣＶＤにより蒸着されるべき物質は、様々な物質となっており、これらの物質の一覧は本文の範囲外であるが、周期表の要素、可能な原子および／またはこれらの要素の分子の組合せを参照することにより、蒸着されるべきものが十分に示されよう。本発明は、源が移動自在であることに限定されることはなく、流体供給源が移動自在となっており源が位置固定されていてもよい。また、本発明は、複数の移動自在の源および／または移動自在の処理流体供給源を用いる方法および装置から構成されていてもよい。
【００３６】
さらに、処理されるべき基板Ｓおよび／または基板ホルダ２もまた、例えば基板の処理を行う間に移動するよう移動自在に形成されていてもよい。
【００３７】
さらに、プラズマ源および／または処理流体供給源が、継続的に、ある瞬間に、反復して、間欠的に、周期的に、あるいは似たような方法で移動するようになっていてもよい。プラズマ源および／または処理流体供給源の移動は、例えばプロセスチャンバ内の一定の処理位置に基板が載置された後に開始するようになっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】典型的な実施の形態の上面図である。
【図２】図１に示す上面図におけるラインII−II矢視による断面図である。
【図３】図２に示す断面図における部分Ｑの詳細図である。
【国際調査報告】
2006509907.tif 000006
2006509907.tif 000007
2006509907.tif 000008