(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電力が供給されるプラズマ発生機構を外壁面に沿って配置すると共に、反応ガスを供給する反応ガス供給手段を有する第１の真空容器と、前記第１の真空容器の下方に配置され、かつ前記反応ガス供給手段のガス供給口に対向する位置に被プロセス処理基板を保持するサセプタを有する第２の真空容器とを備える真空処理装置において、前記ガス供給口を覆う一側端部に開口が形成されかつ側面に複数の開口が形成された石英ケースの内部に多孔質セラミックを充填してなる連通孔性柱状体を配設したことを特徴とする真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハや液晶表示基板等の被処理基板にアッシングなどのプロセス処理を行う真空処理装置および真空処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の真空処理装置は、図７に示すようにプラズマ発生真空容器３１と被処理基板３２が設置されるプロセス処理真空容器３３とを有していて、真空ポンプ３４により真空排気が行われつつ、ガス供給口３５を通じて反応ガスが導入されることにより、両容器３１，３３内部に反応ガスが適当な圧力にて保持される。そしてこの状態において、高周波電源３６より高周波電力が供給されることによってプラズマ発生真空容器３１内にプラズマ３７が励起され、このプラズマ発生真空容器３１よりプロセス処理真空容器３３内に流入するプラズマ３７によって、被処理基板３２の表面がプロセス処理される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図示したようにガス導入口３５などのプラズマ発生部が被処理基板３２の上方に位置しているダウンフロー方式の装置構成では、プラズマ中のラジカル・イオンがガス流れで運搬されて被処理基板３２に直接に照射されるため、被処理基板３２の中央部にチャージアップダメージが発生し易いという問題点があった。
【０００４】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、ダウンフロー方式の真空処理装置において、被処理基板のチャージアップダメージを低減できるようにすることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の真空処理装置は、高周波電力が供給されるプラズマ発生機構を外壁面に沿って配置すると共に、反応ガスを供給する反応ガス供給手段を有する第１の真空容器と、前記第１の真空容器の下方に配置され、かつ前記反応ガス供給手段のガス供給口に対向する位置に被プロセス処理基板を保持するサセプタを有する第２の真空容器とを備える真空処理装置において、前記ガス供給口を覆う一側端部に開口が形成されかつ側面に複数の開口が形成された石英ケースの内部に多孔質セラミックを充填してなる連通孔性柱状体を配設したことを特徴とする。
この構成によれば、反応性ガスは石英ケース内で多孔質材料セラミックを通る際に種々の方向に分散し、側面開口を通じて側方に流出することで拡散して、被処理基板側へ流下するので、この反応ガスによって運ばれるプラズマ中のラジカル・イオンの被処理基板への照射を緩和することができ、被処理基板のチャージアップダメージを低減できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明の第１実施形態における真空処理装置は、図７を用いて説明した従来のものとほぼ同様の構成を有しており、被処理基板１を収容してプロセス処理を行うプロセス処理真空容器２と、このプロセス処理真空容器２の上部に連通開口３において連通し、プラズマを発生させてプロセス処理真空容器２に供給するプラズマ発生真空容器４とを備えている。
【００１３】
プロセス処理真空容器２には、真空ポンプ５に接続する排気部６が側方に形成されるとともに、被処理基板１を保持するサセプタ７が連通開口３の下方に設置されアースされている。８は、水平方向に移動して被処理基板１を搬送する搬送アーム９のためのゲートであり、１０は、昇降機構１１により上下方向に移動して搬送アーム９とサセプタ７との間で被処理基板１を受け渡しする昇降ピンである。
【００１４】
プラズマ発生真空容器４は上下方向の筒状をなしており、この容器上部のガス導入口１２にガス供給口１３が対向するように反応ガス供給手段１４が設けられてフランジ１２ａ，１３ａにおいて結合され、容器内外のプラズマ発生機構１５に高周波電力を供給する電源装置１６が容器外部に設けられている。
ここで、この実施形態における真空処理装置が従来のものと異なるのは、プラズマ発生真空容器４のガス導入口１２に、反応ガス拡散手段としての柱状多孔質セラミック１７の一端が挿入されていて、反応ガス供給手段１４のガス供給口１３を覆っている点である。
【００１５】
上記構成における作用を説明する。
処理に先立って、水平方向に移動する搬送アーム９により被処理基板３がゲート８を通じてプロセス処理真空容器２内に運ばれ、搬送アーム９上の被処理基板３が昇降機構１１による昇降ピン１０の昇降動作によってサセプタ７に設置される。
【００１６】
そして、搬送アーム９、昇降ピン１０が待機位置に戻り、ゲート８が閉じられた後に、真空ポンプ５により真空排気されるとともに、反応ガス供給手段１４によりガス供給口１３，ガス導入口１２を通じて反応ガスが供給され、両容器２，４内部に反応ガスが適当な圧力にて保持される。
そしてこの状態において、電源装置１６よりプラズマ発生機構１５に高周波電力が印可されてプラズマ発生真空容器４内にプラズマが励起され、プラズマ中に存在するラジカル・イオンが反応ガスの流れにより連通開口３を通じてプロセス処理真空容器２内へ運ばれ、被処理基板１の表面に照射されて、被処理基板１がエッチングされる。
【００１７】
その際に、ガス供給口１３が多孔質セラミック１７で覆われているため、反応ガスは多孔質セラミック１７の各孔部より種々の方向を向いて分割流出することになり、プラズマ発生真空容器４内で拡散する。そしてその後に、連通開口３を通じてプロセス処理真空容器２内へ流入するため、この反応ガスによって運ばれるプラズマ中のラジカル・イオンの被処理基板１への照射は緩和され、被処理基板１は全面にわたってほぼ均等にラジカル・イオンと接触することになり、被処理基板１のチャージアップダメージはほとんど生じない。
【００１８】
本発明の第２実施形態における真空処理装置は、上記第１実施形態のものとほぼ同様の構成を有しているが、図２、図３に示すように、ガス供給口１３を覆う反応ガス拡散手段として、連通孔性柱状体１８がガス導入口１２内に遊嵌され、フランジ１８ａにおいてフランジ結合されている点が異なっている。
連通孔性柱状体１８は、一端が閉じた円筒状の石英ケース１９の側面に、複数個の開口２０をケース周方向および軸心方向に沿って間隔をおいて形成し、短寸の石英細管２１をケース軸心に沿う方向に緻密に充填したものである。
【００１９】
この構成によれば、反応性ガスは石英ケース１９の内部で石英細管２１の内外を通る際に分割され、開口２０を通じて側方に流出することで拡散する。よって、第１実施形態記載のものと同様の効果が得られる。
本発明の第３実施形態における真空処理装置は、上記第２実施形態のものとほぼ同様の構成を有しているが、反応ガス供給手段のガス供給口５を覆う反応ガス拡散手段１３として、図４に示すような連通孔性柱状体２２が設けられている。この連通孔性柱状体２２では、側面に開口２３が形成された石英ケース２４の内部に、柱状の多孔質セラミック（粒状でもよい）２５が充填されている。
【００２０】
この構成によれば、反応性ガスは石英ケース２４の内部で多孔質セラミック２５の各孔部より分割流出し、開口２３を通じて側方に流出することで拡散する。よって、第２実施形態記載のものと同様の効果が得られる。
本発明の第４実施形態における真空処理装置は、上記第１実施形態のものとほぼ同様の構成を有しているが、反応ガス拡散手段として、図５に示すような、ガス供給口５を覆う底部が開口し、側面に複数の開口２６を形成した石英製の中空円錘体２７が設けられている点が異なっている。
【００２１】
この構成によれば、反応性ガスは開口２６を通じて側方に流出することで拡散する。よって、第１実施形態記載のものと同様の効果が得られる。
本発明の第５実施形態における真空処理装置は、上記第１実施形態のものとほぼ同様の構成を有しているが、反応ガス拡散手段として、図６に示すように、ガス供給口５の下方に容器内流路を覆う石英製の多孔板２８が設けられている点が異なっている。
【００２２】
この構成によれば、ガス供給口５より流出した反応性ガスはある程度拡散してから、さらに多孔板２８の各孔部２９より分割流出することで拡散する。よって、第１実施形態記載のものと同様の効果が得られる。
なお、上記においてはプラズマ発生真空容器とプロセス処理真空容器とを備えた真空処理装置について説明したが、ダウンフロー方式の真空処理装置であれば、同様にしてガス拡散手段を配設することで、プラズマ中のラジカル・イオンの被処理基板への照射を緩和することができる。
【００２３】
また、石英や多孔質セラミックとしたものを、上記処理において損傷しない同等の材料に代えてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ダウンフロー方式の真空処理装置の真空容器内上部で反応ガスを拡散させて被プロセス処理基板側へ流下させるようにしたので、容器内上部で発生させるプラズマ中のラジカル・イオンの、ガス流れに依存する基板への照射を緩和することができ、基板のチャージアップダメージを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態におけるダウンフロー方式の真空処理装置であって、ガス供給口を覆う柱状多孔質セラミックを設けた装置の概略全体構成を示す説明図
【図２】本発明の第２実施形態におけるダウンフロー方式の真空処理装置であって、ガス供給口を覆う連通孔性柱状体を設けた装置の一部を示す構成図
【図３】図２に示した連通孔性柱状体の縦断面および横断面を示す構成図
【図４】本発明の第３実施形態におけるダウンフロー方式の真空処理装置に設けられる連通孔性柱状体の縦断面および横断面を示す構成図
【図５】本発明の第４実施形態におけるダウンフロー方式の真空処理装置に設けられる中空円錘体の縦断面を示す構成図
【図６】本発明の第５実施形態におけるダウンフロー方式の真空処理装置であって、ガス供給口の下方に多孔板を設けた装置の一部を示す構成図
【図７】従来のダウンフロー方式の真空処理装置の概略全体構成を示す説明図
【符号の説明】
１    被処理基板
２    プロセス処理真空容器
３    連通開口
４    プラズマ発生真空容器
13    ガス供給口
14    反応ガス供給手段
17    柱状多孔質セラミック
Ｐ    プラズマ
18    連通孔性柱状体
19    石英ケース
20    開口
21    石英細管
22    連通孔性柱状体
23    開口
24    石英ケース
25    多孔質セラミック
26    開口
27    中空円錘体
28    多孔板
【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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【図７】
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