KR20030069092A

KR20030069092A - 플라즈마 처리방법 및 장치

Info

Publication number: KR20030069092A
Application number: KR10-2003-0009450A
Authority: KR
Inventors: 오쿠무라도모히로; 기무라다다시; 야시로요이치로; 사토겐이치; 사이토미츠오
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2003-08-25
Also published as: US20040075396A1; KR100556343B1; US20050279458A1; CN1298199C; CN1438831A; US7056416B2

Abstract

피처리물의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원의 공간에 가스를 공급하면서 상기 공간의 근방의 부재에 전력을 공급함으로써 상기 공간내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜 상기 공간과 연결된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부로부터 방출된 활성입자를 상기 피처리물에 작용시켜, 상기 피처리물에 미세 선상부를 형성하는 플라즈마 처리방법에 있어서, 상기 피처리물과 평행하게 상기 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부 부근에 상기 가스를 흘리면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성한다.

Description

플라즈마 처리방법 및 장치{PLASMA PROCESSING METHOD AND APPARATUS}

본 발명은 플라즈마 처리방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 마이크로 플라즈마원을 이용한 처리장치에 관하며, 보다 상세하게는 반도체 등의 전자 디바이스나 마이크로머신의 제조공정에 적용하는 플라즈마 처리장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 표면에 박막이 형성된 기판으로 대표되는 피처리물에 패터닝가공을 행하는 경우, 레지스트 프로세스가 적용된다. 그 일례를 도 23에 도시한다. 도23A~23D에 있어서 먼저 피처리물(26)의 표면에 감광성 레지스트(27)를 도포한다(도23A 참조). 이어서 로광기를 이용하여 감광성 레지스트(27)를 로광한후, 현상하면 감광성 레지스트(27)중 로광부분 또는 비 로광부분중 한 쪽이 제거되어 감광성 레지스트(27)를 소망의 형상으로 패터닝할 수 있다(도23B 참조). 그리고 피처리물(26)을 진공용기내에 놓고 진공용기내에 플라즈마를 발생시켜 레지스트(27)를 마스크로서 피처리물(26)을 에칭가공하면 피처리물(26)의 표면이 소망의 형상으로 패터닝된다(도23C 참조). 최후로 레지스트(27)를 산소 플라즈마나 유기용제 등으로 제거함으로써 가공이 완료한다(도23D 참조).

이와 같은 레지스트 프로세스는 미세 패터닝을 정밀도 좋게 형성하는데 적용하기 때문에 반도체 등의 전자 디바이스의 제조에 있어서 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 공정이 복잡하다고 하는 결점이 있다.

여기서 레지스트 프로세스를 이용하지 않는 새로운 가공공법이 현재 검토되고 있다. 그 일례로서 도24~25에 종래 예를 이용한 마이크로 플라즈마원을 탑재한 가공장치의 사시도를 도시한다. 도25는 도24의 평면 A에서 자른 단면도를 나타낸다. 도24 및 도25에 있어서 2매의 세라믹 판(71, 72)의 사이에 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간(73)(도25의 도트 해칭(hatching) 부분. 이하 플라즈마 공간(73)이라 한다.)가 형성되어 있다. 세라믹 판(71,72)의 측부는 세라믹 봉(74,75 및 76)에 접착되어 있다. 가스는 가스 공급장치(77)로부터 배관(78) 및 세라믹 봉(76)을 거쳐서 플라즈마 공간(73)에 공급된다. 세라믹 봉(76)에는 가스공급구로서의 관통 구멍이 설치되어 있으며 배관(78)에 접합되어 있다. 마이크로 플라즈마원의 개구부(80)를 피처리물로서의 기판(81)의 근방에 배치하고 플라즈마 공간(73)에 가스를 공급하면서 고주파전원(82)에 의해 13.56 MHz의 고주파전력을 고주파전극(83)에 공급하고, 접지전극(84)을 접지함으로써 플라즈마 공간(73)에 플라즈마가 발생하고, 마이크로 플라즈마원의 개구봉(80)으로부터 방출된 활성입자를 기판(81)에 작용시켜 기판(81)의 표면의 미세 선상(線狀)부(85)를 가공할 수 있다. 또한 고주파 전극(83) 및 접지 전극(84)은 플라즈마 공간(73)을 좁히게 설치된 평행평판전극이다. 또한, 마이크로 플라즈마원의 개구부(80)의 폭 B는 1mm, 마이크로 플라즈마원의 개구부(80)과 기판(81)과의 거리 C는 0.1mm이다.

예를 들면, 가스로서 He를 2000sccm, CF₄를 4sccm 공급하고, 고주파 전력을 30W 공급하는 조건으로 기판(81)상에 형성된 몰리브덴 박막의 에칭처리를 행할 수 있다.

그러나 종래 예에서 기술한 가공에 있어서는 도25의 화살표로 도시한 바와 같이, 기판(81)의 표면을 따라 플라즈마에서 해리된 활성종이 유출되기 때문에 소망의 미세 선상부를 넘어서 광범위하게 가공되어 버리는 문제점이 있었다. 획득한 에칭 프로파일을 도26에 도시한다. 여기서 가장 깊게 에칭된 부분의 깊이를 D로 한 경우, 패턴의 밑바닥에서 D ×0.8 만큼 낮은 부분의 폭을 가공폭 E로 정의하면, E는 3.1mm이다. 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)의 폭 B는 1mm이므로, 가공폭은 그의 3배 이상으로 되어버린다.

본 발명은, 상기 종래의 문제점을 감안하여, 플라즈마 처리함으로써 소망의 미세 선상부를 정밀도 좋게 형성하는 플라즈마 처리방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 이용된 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 상기 제1 실시형태에 이용된 상기 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명의 상기 제1 실시형태에 있어서 에칭 프로파일을 나타내는 그래프이다.

도 4는 본 발명의 상기 제1 실시형태에 이용된 상기 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 이용된 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 6은 본 발명의 상기 제2 실시형태에 이용된 상기 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 7은 본 발명의 상기 제2 실시형태에 있어서 에칭 프로파일을 나타내는 그래프이다.

도 8은 본 발명의 상기 제2 실시형태에 이용된 상기 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 9는 본 발명의 제3 실시형태에 이용된 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 10은 본 발명의 상기 제3 실시형태에 이용된 상기 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 11A 및 도 11B 각기 본 발명의 상기 제3 실시형태에 이용된 상기 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 단면도 및 그 변형례에 이용된 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 12는 본 발명의 상기 제3 실시형태에 있어서 에칭 프로파일을 나타내는 그래프이다.

도 13은 본 발명의 상기 제3 실시형태에 이용된 상기 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 14는 본 발명의 제4 실시형태에 이용된 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 15는 본 발명의 상기 제4 실시형태에 이용된 상기 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 16은 본 발명의 상기 제4 실시형태에 이용된 상기 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 17은 본 발명의 상기 제4 실시형태에 있어서 에칭 프로파일을 나타내는 그래프이다.

도 18은 본 발명의 제5 실시형태에 이용된 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 19는 본 발명의 상기 제5 실시형태에 이용된 상기 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 20은 본 발명의 제6 실시형태에 이용된 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 21은 본 발명의 상기 제6 실시형태에 이용된 상기 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도22는 본 발명의 제7 실시형태에 이용된 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 사시도이다.

도23A, 도23B, 도23C, 도23D는 각각 종래 예에서 이용된 패터닝 공정을 나타내는 도면이다.

도24는 종래 예에 이용된 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 사시도이다.

도25는 종래 예에 이용된 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도26은 종래 예에 있어서, 에칭 프로파일을 나타내는 그래프이다.

도27은 본 발명의 제8 실시형태의 플라즈마 처리장치의 개략 구성도이다.

도28은 상기 제8 실시형태에 이동수단의 개략 구성도이다.

도29A, 29B, 29C, 29D는 각각 상기 제8 실시형태에 있어서 처리공정의 설명도이다.

도30은 본 발명의 제9 실시형태의 플라즈마 처리장치의 개략 구성도이다.

도31은 본 발명의 제10 실시형태의 플라즈마 처리장치의 개략 구성도이다.

도32는 제1 종래 예의 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 사시도이다.

도33은 제2 종래 예의 플라즈마 처리장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도34는 본 발명의 제11 실시형태의 플라즈마 처리장치의 일부 투시적인 개략 구성도이다.

도35는 본 발명의 제12 실시헝태의 플라즈마 처리장치의 개략 구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 세라믹 판 2 : 세라믹 판

3 : 플라즈마 공간 4 : 세라믹 봉

5 : 세라믹 봉 6 : 세라믹 봉

7 : 가스 공급 장치 8 : 배관

9 : 가스 도입부 10 : 개구부

11 : 기판 12 : 고주파 전원

13 : 고주파 전극 14 : 접지 전극

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하와 같이 구성한다.

본 발명의 제1 태양에 의하면, 피처리물의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원의 공간에 가스를 공급하면서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재에 전력을 공급함으로써 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜 상기 공간과 연결된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부로부터 방출된 활성입자를 상기 피처리물에 작용시켜 상기 피처리물에 미세 선상부를 형성하는 플라즈마 처리방법에 있어서,

상기 피처리물과 평행으로 상기 미세 선상(線狀)부의 길이방향을 따라서 상기 개구부 근방에 가스를 흘리면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부을 형성하는, 플라즈마 처리방법을 제공한다.

본 발명의 제2 태양에 의하면, 상기 전력을 공급하는 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재로는, 상기 피처리물의 피처리면과는 반대측에 설치된 전극, 상기 피처리물 및 상기 마이크로 플라즈마원의 적어도 하나인, 제1 태양에 기재의 플라즈마 처리방법을 제공한다.

본 발명의 제3 태양에 의하면, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간은, 상기 가스가 공급되는 가스 공급구와 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와는 별도로 설치되며, 또한 상기 공간내에 공급된 상기 가스가 배출되는 가스 배출구를 구비하는, 제1 태양 또는 제2 태양에 기재의 플라즈마 처리방법을 제공한다.

본 발명의 제4 태양에 의하면, 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간을, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적이, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물의 상기 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적보다도 큰 상태에서 상기 피처리물과 평행하게 상기 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부 근방에 상기 가스를 흘리면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 제1 내지 제3 태양중 어느 하나에 기재의 플라즈마 처리방법을 제공한다.

더욱이, 본 발명의 제5 태양에 의하면, 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간을, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적이, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물의 상기 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적의 10배 이상인 상태에서 상기 피처리물과 평행으로 상기 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부 근방에 상기 가스를 흘리면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 제1 내지 제3의 태양중 어느 하나에 기재의 플라즈마 처리방법을 제공한다.

본 발명의 제6 태양에 의하면, 상기 가스 공급구로부터 공급된 상기 가스의공급유량의 70%이상이 상기 가스 배출구로부터 배출되면서 상기 피처리물상에 상기 미세 선상부를 형성하는, 제3 내지 제5의 태양중 어느 하나에 기재의 플라즈마 처리방법을 제공한다.

본 발명의 제7 태양에 의하면, 상기 피처리물과 평행으로 상기 미세 선상부의 길이방향을 따라 설치된 가스유로에 상기 가스를 흘림과 동시에 상기 가스 유로보다도 좁은 상기 개구부로부터 활성입자를 방출시키면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 제1 내지 제6의 태양중 어느 하나에 기재의 플라즈마 처리방법을 제공한다.

본 발명의 제8의 태양에 의하면, 상기 피처리물과 평행으로 상기 미세 선상부의 길이방향을 따라 설치된 가스유로에 상기 가스를 흘림과 동시에 상기 가스유로에의 가스 공급과 상기 가스유로로부터의 가스배출을 상기 피처리물과 접하는 공간과 이격된 공간에서 행하면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 제7의 태양에 기재의 플라즈마 처리방법을 제공한다.

본 발명의 제9의 태양에 의하면, 상기 가스유로를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적이 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물의 상기 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적보다 큰공간에서 형성하고 또한 상기 피처리물과 평행으로 상기 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부 근방에 상기 가스를 흘리면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 제7 또는 제8의 태양에 기재의 플라즈마 처리방법을 제공한다.

더욱이 본 발명의 제10의 태양에 의하면, 상기 가스유로를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적이 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물의 상기 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적의 10배 이상의 공간에서 형성하고, 또한 상기 피처리물과 평행으로 상기 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부 근방에 상기 가스를 흘리면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 제 7 또는 제 8 태양에 기재의 플라즈마 처리방법을 제공한다.

본 발명의 제11의 태양에 의하면, 피처리물의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원에 가스를 공급하면서 상기 피처리물의 피처리면과는 반대측에 설치된 전극, 상기 피처리물 및 상기 마이크로 플라즈마원의 적어도 하나에 전력을 공급함으로써, 상기 마이크로 플라즈마원의 공간내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜 상기 공간과 연결된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부로부터 방출된 활성입자를 상기 피처리물에 작용시켜 상기 피처리물의 미세 선상부를 형성하는 플라즈마 처리방법에 있어서,

상기 마이크로 플라즈마원을 발생시키는 공간으로의 가스공급을, 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 상기 공간을 에워싸는 벽면에 설치한 관통 구멍으로부터 행하고, 또한 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 상기 공간으로부터의 가스배출을 상기 마이크로 플라즈마원을 발생시키는 상기 공간을 통해서 상기 피처리물의 상기 미세 선상부가 배치되어 있는 측과는 반대방향으로 향해서 행함으로써 상기 피처리물과 평행으로 상기 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부 근방에상기 가스를 흘리면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 플라즈마 처리방법을 제공한다.

바람직하기로는, 상기 플라즈마 처리방법은, 가공이 피처리물의 미세 선상부를 에칭처리하는 가공인 경우에 특히 유효한 플라즈마 처리방법이다.

바람직하기로는, 상기 플라즈마 처리방법에 있어서, 마이크로 플라즈마원을 발생시키는 공간을 좁게 설치한 평행판 전극사이에 고주파 전력을 공급하여도 좋으며, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간을 좁게 설치한 평행 평판 전극사이에 플라즈마 전력을 공급하여도 좋다.

또는 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간을 거쳐서 피처리물과 대향하는 전극과 상기 피처리물 또는 상기 피처리물의 피처리면과는 반대측에 설치된 전극과의 사이에 고주파 전력을 공급하여도 좋으며, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간을 거쳐서 피처리물과 대향하는 전극과, 상기 피처리물 또는 상기 피처리물의 피처리면과는 반대측에 설치된 전극과의 사이에 펄스전력을 공급하여도 좋다.

본 발명의 제12 태양에 의하면, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부의 폭이 0.01mm이상에서 5mm이하인 것이 바람직하다.

더욱이, 본 발명의 제13 태양에 의하면, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부의 폭이 0.01mm이상에서 1mm이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 제14 태양에 의하면, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물과의 거리가 0.01mm이상에서 1mm이하인 것이 바람직하다.

더욱이, 본 발명의 제15 태양에 의하면, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기개구부와 상기 피처리물과의 거리가 0.01mm이상에서 0.5mm이하인 것이 바람직하다.

또한, 상기 플라즈마 처리방법에 있어서, 호적하기로는 평행 평판 전극내에 설치된 가스유로를 통해서 가스공급을 행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제16 태양에 의하면, 피처리물의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원과,

상기 마이크로 플라즈마원의 공간에 플라즈마 발생용 가스를 공급하는 가스 공급장치와,

상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재에 전력을 공급하는 전원을 구비하고,

상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간에는 상기 가스가 공급되는 가스 공급구와, 상기 피처리물에 대향하는 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부와는 별도로 설치되며, 또한 상기 공간내에 공급된 상기 가스가 배출되는 가스배출구가 연통되어,

상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간내에서 상기 가스 공급구로부터 가스배출구로 향해서 상기 피처리물과 평행하게 상기 피처리물에 형성할 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부 근방에 상기 가스를 흘리면서 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜 상기 공간과 연통된 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부로부터 방출된 활성입자를 상기 피처리물에 작용시켜 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 플라즈마 처리장치를 제공한다.

본 발명의 제17 태양에 의하면, 상기 전력을 공급하는 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재로는, 상기 피처리물의 피처리면과는 반대측에 설치된 전극, 상기 피처리물 및 상기 마이크로 플라즈마원의 적어도 하나인, 제16 태양에 기재의 플라즈마 처리장치를 제공한다.

본 발명의 제18 태양에 의하면, 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간을, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적이, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물의 상기 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적보다도 큰, 제16 또는 제17의 태양에 기재의 플라즈마 처리장치를 제공한다.

더욱이 본 발명의 제19 태양에 의하면, 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간을, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적이, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물의 상기 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적의 10배 이상인, 제16 또는 제17 태양에 기재의 플라즈마 처리장치를 제공한다.

본 발명의 제20 태양에 의하면, 피처리물의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원과,

상기 마이크로 플라즈마원의 마이크로 플라즈마 발생용 공간에 플라즈마 발생용 가스를 공급하는 가스 공급장치와,

상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간에는 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부와는 별도로 가스 유로용 공간이 설치되며, 이 가스 유로용 공간에 상기 가스가 공급되는 가스 공급구와, 상기 피처리물에 대향하는 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부와는 별도로 설치되며, 또한 상기 가스 유로용 공간내에 공급된 상기 가스가 배출되는 가스배출구가 연통되어,

상기 마이크로 플라즈마원의 상기 가스 유로용 공간내에서 상기 가스 공급구로부터 가스배출구로 향해서 상기 피처리물과 평행하게 상기 피처리물에 형성할 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부 근방에 상기 가스를 흘리면서 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마원 발생용 공간내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜 상기 공간과 연통된 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부로부터 방출된 활성입자를 상기 피처리물에 작용시켜 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 플라즈마 처리장치를 제공한다.

본 발명의 21 태양에 의하면, 상기 전력을 공급하는 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재로는, 상기 피처리물의 피처리면과는 반대측에 설치된 전극, 상기 피처리물 및 상기 마이크로 플라즈마원의 적어도 하나인, 제20의 태양에 기재의 플라즈마 처리장치를 제공한다.

본 발명의 제22 태양에 의하면, 상기 가스공급을 행하기 위한 상기 가스 공급구와 상기 가스배출을 행하기 위한 상기 가스 배출구가 연통하는 상기 가스 유로용 공간이 상기 피처리물에 근접하는 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간과는 이격되어 배치되어 있는, 제20 또는 제21의 태양에 기재의 플라즈마 처리장치를 제공한다.

본 발명의 제23 태양에 의하면, 상기 가스 유로용 공간을, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적이, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물의 상기 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적 보다도 큰, 제20 내지 제22 태양중 어느 하나에 기재의 플라즈마 처리장치를 제공한다.

본 발명의 제24 태양에 의하면, 상기 가스 유로용 공간을, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면적이, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물의 상기 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적의 10배 이상인, 제22 내지 제 23 태양중 어느 하나에 기재의 플라즈마 처리장치를 제공한다.

본 발명의 제25 태양에 의하면, 상기 가스 공급장치에 의한 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간에의 상기 가스의 공급을, 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간을 에워싸는 벽면에 설치한 관통 구멍으로부터 행하며, 또한 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 상기 공간으로부터의 상기 가스배출을, 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 상기 공간을 통해서 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부와는 반대 방향으로 향해서 행하는, 제16 내지 제24의 태양중 어느 하나에 기재의 플라즈마 처리장치를 제공한다.

상기 플라즈마 처리장치는 가공이 피처리물의 미세 선상부를 에칭처리하는가공인 경우에 특히 바람직하다.

상기 플라즈마 처리장치에 있어서, 마이크로 플라즈마원을 발생시키는 공간을 좁게 설치한 평행판 전극사이에 고주파 전력을 공급하여도 좋으며, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간을 좁게 설치한 평행 평판 전극사이에 플라즈마 전력을 공급하여도 좋다.

또는 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간을 거쳐서 피처리물과 대향하는 전극과 상기 피처리물 또는 상기 피처리물의 피처리면과는 반대측에 설치된 전극과의 사이에 고주파 전력을 공급하여도 좋으며, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간을 거쳐 피처리물과 대향하는 전극과 상기 피처리물 또는 상기 피처리물의 피처리면과는 반대측에 설치된 전극과의 사이에 펄스전력을 공급하여도 좋다.

본 발명의 제26 태양에 의하면, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부의 폭이 0.01mm이상에서 5mm이하인, 제16 내지 제25의 태양중 어느 하나에 기재의 플라즈마 처리장치를 제공한다.

본 발명의 제27 태양에 의하면, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부의 폭이 0.01mm이상에서 1mm이하인, 제16 내지 제25 태양중 어느 하나에 기재의 플라즈마 처리장치를 제공한다.

본 발명의 제28 태양에 의하면, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물과의 거리가 0.01mm이상에서 1mm이하인, 제16 내지 제27 태양중 어느 하나에 기재의 플라즈마 처리장치를 제공한다.

본 발명의 제28 태양에 의하면, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와상기 피처리물과의 거리가 0.01mm이상에서 0.5mm이하인, 제16 내지 제 27 태양중 어느 하나에 기재의 플라즈마 처리장치를 제공한다.

본 발명의 제30 태양에 의하면, 고주파 전력을 인가하는 고주파 전원과,

상기 고주파 전원에 접속된 제1 전극과, 상기 제1 전극에 대향하는 제2 전극과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극사이의 플라즈마방전을 생성하기 위한 방전공간을 구비한 플라즈마 발생부와,

상기 방전공간에 가스를 공급하는 가스 공급장치와,

상기 방전공간의 압력이 100Pa~200Pa로, 또한 상기 방전공간의 압력 P와 상기 방전공간의 두께 D와의 적 PD를 0.1~120(Pa·m)로 되도록 제어하는 제어장치와,

상기 플라즈마 발생부와 피처리물을 상대이동시키는 이동장치(10,240)를 구비하는 플라즈마 처리장치를 제공한다.

본 발명의 제31 태양에 의하면, 상기 이동장치는 상기 플라즈마 발생부를 상기 피처리물에 대해서 이동하는 플라즈마 발생부 이동장치인, 제30 태양에 기재의 플라즈마 처리장치를 제공한다.

본 발명의 제32 태양에 의하면, 상기 이동장치는 상기 피처리물을 상기 플라즈마 발생부에 대해서 이동하는 피처리물 이동장치인, 제30 태양에 기재의 플라즈마 처리장치를 제공한다.

본 발명의 제33 태양에 의하면, 제1과 제2의 전극(201,202)을 대향 배치하여 양전극의 사이에 형성된 방전공간에 가스를 공급하고,

상기 방전공간의 압력을 100 Pa~200 kPa로 유지함과 동시에 상기 방전공간의압력 P와 상기 방전공간의 두께 D의 적 PD가 0.1~120 (Pa·m)로 되도록 제어하고 상기 제1전극에 고주파 전력을 인가함으로써 상기 방전공간에 플라즈마를 발생시켜,

발생시킨 플라즈마와 피처리물을 상대적으로 이동시키고, 상기 발생시킨 플라즈마로써 상기 피처리물을 처리하는, 플라즈마 처리방법을 제공한다.

본 발명의 제34태양에 의하면, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 압력이 100 Pa~200 kPa로, 또한 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 압력 P와 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 두께 D와의 적 PD를 0.1~120 (Pa·m)로 되도록 제어하는 제어장치와,

상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간과 상기 피처리물을 상대 이동시키는 이동장치를 추가로 구비한, 제16 내지 제29의 태양중 어느 하나에 기재의 플라즈마 처리장치를 제공한다.

본 발명의 제35 태양에 의하면, 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는 경우, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 압력을 100 Pa~200 kPa로 유지함과 동시에 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 압력 P와 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 두께 D의 적 PD가 0.1~120 (Pa·m)로 되도록 제어하고 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재에 전력을 공급함으로써 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간에 플라즈마를 발생시켜,

발생시킨 플라즈마와 상기 피처리물을 상대적으로 이동시키고, 상기 발생시킨 플라즈마로써 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 제1 내지 제15의태양중 어느 하나에 기재의 플라즈마 처리방법을 제공한다.

본 발명의 이들 및 기타의 목적과 특징은, 첨부된 도면에 따른 바람직한 실시형태에 관련한 다음의 기술로부터 명백해질 것이다.

본 발명의 기술을 계속하기 전에, 첨부 도면에 있어서 같은 부품에 대해서는 같은 참조 부호를 붙이고 있다.

이하에, 본 발명에 관한 실시형태를 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

이하, 본 발명의 제1실시 형태에 대해서, 도 1 내지 도 4를 참조해서 설명한다.

도 1에 본 발명의 제1실시 형태에 있어서 이용한 마이크로 플라즈마원을 탑재한 플라즈마 처리 장치의 사시도를 나타낸다. 또한, 도 2에, 도 1의 평면 A에서 절단한 단면도를 나타낸다. 도 1 및 도 2에 있어서, 마이크로 플라즈마원으로서, 2장의 세라믹제 유전판(일례로서 세라믹판)(1, 2)의 사이에, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 대략 직방체 형상의 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)(도 2의 도트 해칭 부분. 이하, 플라즈마 공간(3)이라고 한다.)이 형성되어 있다. 세라믹제 유전판(1, 2)의 3개의 측부는 세라믹제 봉형 유전체 부재(일례로서 세라믹 봉)(4, 5, 6)에 접착되어, 나머지의 1개의 측부에 약간의 간극을 두어서 피처리물의 일례로서의 기판(11)이 대향 배치되어 마이크로 플라즈마원이 구성되어 있다. 가스는 가스 공급 장치(7)로부터 배관(8) 및 가스 도입부(9)(가스 공급구의 일례)를 통해서, 플라즈마 공간(3)에 공급된다. 가스 도입부(9)는 세라믹제로, 가스 공급구로서의 관통 구멍이 설치되어 있고, 배관(8)에 접합되어 있다. 한편, 가스 공급구의 일례로서 기능하는 가스 도입부(9)에 대향하는 세라믹제 유전판(1, 2)사이의 측부는 세라믹제 봉형 유전체 부재(4)에 접착하지 않고 가스 배기구(90)가 형성되어 있다. 마이크로 플라즈마원의 가늘고 긴 직사각형의 개구부(10)를 피처리물로서의 기판(11)의 근방에 배치하고, 플라즈마 공간(3)에 가스를 가스 도입부(9)로부터 공급하면서 플라즈마 공간(3) 내의 가스를 가스 배기구(90)로부터 배기함으로써, 개구부(10)의 길이방향을 따라서 가스가 기판(11)과 평행하게 개구부(10)부근에서 흐르도록 하고, 고주파전원(12)으로부터 13.56MHz의 고주파전력을 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3) 근방에 있는 부재의 일례로서 고주파전극(13)에 공급하고, 접지 전극(14)을 접지함으로써, 플라즈마 공간(3)에 플라즈마가 발생하고, 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)로부터 방출된 활성입자를 기판(11)에 작용시켜, 기판(11)의 표면에 미세 선상부(15)를 형성할 수 있다. 또한, 고주파전극(13) 및 접지 전극(14)은 플라즈마 공간(3)을 사이에 두도록 설치된 평행 평판 전극이다. 또한, 일례로서, 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)의 폭 B는 1mm, 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와 기판(11)과의 거리 C는 0.1mm이다.

또한, 플라즈마 처리 제어 장치(441)는 고주파전원(12)과, 가스 공급 장치(7)와, 기판(11)에 대한 다양한 플라즈마 처리 정보가 기억되어 있는 메모리(442)에 접속되어 있고, 메모리(442)에 기억된 다양한 플라즈마 처리 정보에 근거하고, 고주파전원(12)으로부터 전극(13)에의 고주파전력의 인가 제어, 가스 공급 장치(7)에 의한 가스 공급 제어를 각각 행하도록 하고 있다. 이것에 의해, 적절한 플라즈마 처리를 자동으로 실행할 수 있게 하고 있다.

마이크로 플라즈마원은 수 Pa로부터 수 기압까지 동작 가능하지만, 전형적으로는 10000Pa에서 3기압 정도의 범위의 압력에서 동작한다. 특히, 대기압 부근에서의 동작은 기밀한 밀폐 구조나 특별한 배기 장치가 불필요해짐과 동시에, 플라즈마나 활성입자의 확산이 적당히 억제되기 때문에, 특히 바람직하다.

하나의 구체예로서, 가스로서 He를 2000sccm, CF₄를 4sccm 공급하고, 고주파전력을 30W 공급하는 조건에서 기판(11) 상에 형성된 미세 선상부(15)의 일례로서의 몰리브덴 박막의 에칭 처리를 실행한 결과, 도 3과 같은 에칭 프로파일을 얻을 수 있었다. 여기에서, 가장 깊게 에칭 된 부분의 깊이를 D로 했을 때, 패턴의 바닥에서 D ×0.8만큼 얕은 부분의 폭을 형성 폭 E라고 정의하면, E는 1.1mm이었다. 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)의 폭 B는 1mm이기 때문에, 형성 폭 E는 이것보다 불과 10％ 클 뿐이고, 종래 예와 비교해서 비약적으로 형성 정밀도가 향상했다.

이렇게 형성 정밀도가 향상한 이유는, 가스가 가스 도입부(9)로부터 가스 배기구(90)를 향해서 기판(11)과 평행하게 미세 선상부(15)의 길이방향을 따라 개구부(10) 부근에 흐르기 때문에, 플라즈마에 의해 발생한 활성입자가 기판 표면의 미세 선상부(15)로부터 외측에 접촉하기 어려워졌기 때문이라고 생각된다.

또한, 본 발명의 제1실시 형태에 있어서, 일례로서 도 4에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 공간(3)을 미세 선상부(15)의 길이방향에 수직한 면에서 절단한 단면의 단면적(16)(도 4의 도트 해칭 부분)은 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와 피처리물의 미세 선상부(15)를 대향면으로 하는 직방체를, 미세 선상부(15)의 길이방향에 수직한 면에서 절단한 단면의 단면적(17)(도 4의 직사각형의 회색부분)의 20배이다. 형성 정밀도를 높이기 위해서는, 플라즈마 공간을 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 절단한 단면의 단면적은 마이크로 플라즈마원의 개구부와 피처리물의 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 절단한 단면의 단면적보다 클 필요가 있지만, 보다 높은 형성 정밀도를 얻기 위해서는 이 비율이 거의 10배 이상인 것이 바람직하다. 이 비율이 10배 미만일 경우, 플라즈마에 의해 발생한 활성입자가 기판 표면의 미세 선상부에서 외측으로도 방출되어, 형성 정밀도가 악화한다.

본 발명의 제1실시형태에 관한 플라즈마 처리 방법에 따르면, 기판(11)의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원의 공간에 가스를 공급하면서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3)의 근방에 있는 부재의 일례로서 상기 마이크로 플라즈마원에 전력을 공급함으로써, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3) 내에서 마이크로 플라즈마를 발생시키고, 상기 공간(3)과 연결된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)로부터 방출된 활성입자를 상기 기판(11)에 작용시켜, 상기 기판(11)에 미세 선상부(15)를 형성하므로, 상기 기판(11)과 평행하게 미세 선상부(15)의 길이방향을 따라 개구부(10) 부근에 가스를 흘려보내면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성할 수 있으며, 소망의 미세 선상부(15)를 정밀도 좋게 플라즈마 처리할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치에 따르면, 기판(11)의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원과, 상기 마이크로 플라즈마원의 공간(3)에 플라즈마 발생용 가스를 공급하는 가스 공급 장치(7)와, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3)의 근방의 부재, 예를 들면, 상기 마이크로 플라즈마원에 전력을 공급하는 전원(12)을 구비하고, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3)에는 상기 가스가 공급되는 가스 공급구(9)와, 상기 기판(11)에 대향하는 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와는 별도로 설치되고 또한 상기 공간(3) 내에 공급된 상기 가스가 배출되는 가스 배출구(90)가 연통되어, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3) 내에서 상기 가스 공급구(9)로부터 가스 배출구(90)를 향해서, 상기 기판(11)과 평행하게, 상기 기판(11)에 형성해야 할 미세 선상부(15)의 길이방향을 따라 상기 개구부(10) 부근에 상기 가스를 흘리면서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3) 내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜, 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)로부터 방출된 활성입자를 상기 기판(11)에 작용시켜, 상기 기판(11)에 미세 선상부(15)를 형성하므로, 상기 기판(11)과 평행하게 미세 선상부(15)의 길이방향을 따라 개구부(10) 부근에 가스를 흘려보내는 구조로 될 수 있으며, 소망의 미세 선상부(15)를 정밀도 좋게 플라즈마 처리할 수 있다.

이어서, 본 발명의 제2실시형태에 대해서, 도 5 내지 도 8을 참조해서 설명한다.

도 5에, 본 발명의 제2실시형태에 이용한, 마이크로 플라즈마원을 탑재한 플라즈마 처리 장치의 사시도를 나타낸다. 또한, 도 6에, 도 5의 평면 A에서 절단한 단면도를 나타낸다. 도 5 및 도 6에 있어서, 2장의 세라믹제 유전판(1, 2)의 사이에, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 거의 직방체 형상의 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)(도 6의 도트 해칭 부분. 이하, 플라즈마 공간(3)이라고 한다.)이 형성되어 있다. 세라믹제 유전판(1, 2)의 3개의 측부는 세라믹제 봉형 유전체 부재(4, 5 , 6)에 접착되고, 나머지의 1개의 측부에 약간의 간극을 두고 피처리물의 일례로서의 기판(11)이 대향 배치되어 있다. 가스는 가스 공급 장치(7)로부터 배관(8) 및 가스 도입부(9)(가스 공급구의 일례)를 통해서, 기판(11)과 평행하게 미세 선상부(15)의 길이방향을 따라 설치된 가스 유로용 공간으로 구성되는 가스 유로(18)에 공급된다. 가스 유로(18)는 플라즈마 공간(3)과 연속하고 있으며, 세라믹제 유전판(1, 2)의 대향면의 세라믹제 봉형 유전체 부재(6) 측에 마찬가지로 형성된 오목부(1a, 2a)에 의해, 세라믹제 유전판(1, 2)의 두께 방향의 치수가 플라즈마 공간(3)보다 큰공간이 되도록 형성되어 있는데, 이것이 제1실시 형태의 플라즈마 처리 장치와 크게 다른 점이다. 가스 도입부(9)는 세라믹제로, 가스 공급구로서의 관통 구멍이 설치되어 있고, 배관(8)에 접합되어 있다. 한편, 가스 도입부(9)에 대향한 세라믹제 유전판(1, 2)사이의 측부는 세라믹제 봉형 유전체 부재(4)에 접착하지 않고 가스 배기구(90)가 형성되어 있다. 마이크로 플라즈마원의 가늘고 긴 직사각형의 개구부(10)를 피처리물로서의 기판(11)의 근방에 배치하고, 플라즈마 공간(3)에 가스를 공급하면서 플라즈마 공간(3) 내의 가스를 가스 배기구(90)로부터 배기함으로써, 개구부(10)의 길이방향을 따라서 가스가 기판(11)과 평행하게 개구부(10) 부근에서 흐르도록 하고, 고주파전원(12)으로부터 13.56MHz의 고주파전력을 고주파전극(13)에 공급하고, 접지 전극(14)을 접지함으로써 플라즈마 공간(3)에 플라즈마가 발생하고, 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)로부터 방출된 활성입자를기판(11)에 작용시켜, 기판(11)의 표면에 미세 선상부(15)를 형성할 수 있다. 또한, 고주파전극(13) 및 접지 전극(14)은 플라즈마 공간(3)을 사이에 두도록 설치된 평행 평판 전극이다. 또한, 일례로서, 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)의 폭 B는 1mm, 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와 기판(11)과의 거리 C는 0.1mm이다.

마이크로 플라즈마원은 수 Pa에서 수 기압까지 동작 가능하지만, 전형적으로는 10000Pa에서 3기압 정도의 범위의 압력에서 동작한다. 특히, 대기압 부근에서의 동작은 엄중한 밀폐 구조나 특별한 배기 장치가 불필요해짐과 동시에, 플라즈마나 활성입자의 확산이 적당히 억제되기 때문에, 특히 바람직하다.

하나의 구체예로서, 가스로서 He를 2000sccm, CF₄를 4sccm 공급하고, 고주파전력을 30W 공급하는 조건에서 기판(11) 상에 형성된 미세 선상부(15)의 일례로서의 몰리브덴 박막의 에칭 처리를 실행한 결과, 도 7과 같은 에칭 프로파일을 얻을 수 있었다. 여기에서, 가장 깊게 에칭 된 부분의 깊이를 D로 했을 때, 패턴의 바닥에서 D ×0.8만큼 얕은 부분의 폭을 형성 폭 E로 정의하면, E는 0.91mm 이었다. 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)의 폭 B는 1mm이기 때문에, 형성 폭 E는 이것보다 작고, 종래 예와 비해서 비약적으로 형성 정밀도가 향상했다.

이렇게 형성 정밀도가 향상한 이유는, 가스 도입부(9)로 가스 배기구(90)를 향해서 기판(11)과 평행하게 미세 선상부(15)의 길이방향을 따라 설치된 가스 유로(18)에 가스를 흘려보내는 동시에, 가스 유로(18)보다도 좁은 개구부(10)로부터 활성입자를 방출했기 때문에, 플라즈마에 의해 발생한 활성입자가, 기판 표면의미세 선상부(15)로부터 외측에 접촉하기 어려워졌기 때문이라고 생각된다.

또한, 본 발명의 제2실시형태에 있어서, 일례로서 도 8에 나타내는 바와 같이, 가스 유로(18)를 미세 선상부(15)의 길이방향에 수직한 면에서 절단한 단면의 단면적(19)(도 8의 도트 해칭 부분)은 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와 피처리물의 미세 선상부(15)를 대향면으로 하는 직방체를, 미세 선상부(15)의 길이방향에 수직한 면에서 절단한 단면의 단면적(17)(도 8의 직사각형의 회색부분)의 24배이다. 형성 정밀도를 높이기 위해서는, 가스 유로를 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 절단한 단면의 단면적은 마이크로 플라즈마원의 개구부와 피처리물의 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 절단한 단면의 단면적 보다 클 필요가 있지만, 보다 높은 형성 정밀도를 얻기 위해서는, 이 비율이 거의 10배 이상인 것이 바람직하다. 이 비율이 10배 미만일 경우, 플라즈마에 의해 발생한 활성입자가 기판 표면의 미세 선상부에서 외측에도 방출되어, 형성 정밀도가 악화한다.

본 발명의 제2실시형태의 플라즈마 처리 방법에 따르면, 기판(11)의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원의 공간에 가스를 공급하면서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3)의 근방의 부재, 예를 들면, 상기 마이크로 플라즈마원에 전력을 공급함으로써, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3) 내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜, 상기 공간(3)과 연결된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)로부터 방출된 활성입자를 상기 기판(11)에 작용시켜, 상기 기판(11)에 미세 선상부(15)를 형성하는 플라즈마 처리 방법이 제공되며, 상기 기판(11)과 평행하게미세 선상부(15)의 길이방향을 따라 설치된 가스 유로에 가스를 흘려보내는 동시에, 가스 유로보다도 좁은 개구부(10)로부터 활성입자를 방출하면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부(15)를 형성하기 때문에, 소망의 미세 선상부(15)를 정밀도 좋게 플라즈마 처리할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2실시형태의 플라즈마 처리 장치에 따르면, 기판(11)의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원과, 상기 마이크로 플라즈마원의 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)에 플라즈마 발생용 가스를 공급하는 가스 공급 장치(7)와, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3)의 근방의 부재, 예를 들면, 상기 마이크로 플라즈마원에 전력을 공급하는 전원(12)을 구비하고, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)에는, 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와는 별도로 가스 유로용 공간(18)이 설치되고, 이 가스 유로용 공간(18)에, 상기 가스가 공급되는 가스 공급구(20)와, 상기 기판(11)에 대향하는 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와는 별도로 설치되고 또한 상기 가스 유로용 공간(18) 내에 공급된 상기 가스가 배출되는 가스 배출구(21)가 연통되어, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 가스 유로용 공간(3) 내에서 상기 가스 공급구(20)로부터 가스 배출구(21)를 향해서, 상기 기판(11)과 평행하게 상기 기판(11)에 형성해야 할 미세 선상부(15)의 길이방향을 따라 상기 개구부(10) 부근에 상기 가스를 흘리면서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3) 내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜서, 상기 공간(3)과 연통된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)로부터 방출된 활성입자를 상기 기판(11)에 작용시켜, 상기 기판(11)에 미세 선상부(15)를 형성하는 플라즈마 처리 장치가 제공되며, 상기 기판(11)과 평행하게 미세 선상부(15)의 길이방향을 따라 가스 유로가 설치되어 있고, 개구부(10)가 가스 유로보다도 좁기 때문에, 소망의 미세 선상부(15)를 정밀도 좋게 플라즈마 처리할 수 있다.

이어서, 본 발명의 제3실시형태에 대해서, 도 9∼도 13을 참조해서 설명한다.

도 9에, 본 발명의 제3실시형태에 이용한, 마이크로 플라즈마원을 탑재한 플라즈마 처리 장치의 사시도를 나타낸다. 또한, 도 10에, 도 9의 평면 A에서 절단한 단면도를 나타낸다. 또한, 도 11A에, 도 9의 평면 F에서 절단한 단면도를 나타낸다. 도 9, 도 10 및 도 11A에 있어서, 2장의 세라믹제 유전판(1, 2)의 사이에, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 거의 직방체 형상의 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)(도 10 및 도 11A의 도트 해칭 부분. 이하, 플라즈마 공간(3)이라고 한다.)가 형성되어 있다. 세라믹제 유전판(1, 2)의 3개의 측부는 세라믹제 봉형 유전체 부재(4, 5, 6)에 접착되고, 나머지의 1개의 측부에 약간의 간극을 두고 피처리물의 일례로서의 기판(11)이 대향 배치되어 있다. 가스는 가스 공급 장치(7)로부터 배관(8) 및 세라믹제 봉형 유전체 부재(5)에 형성되고 또한 기판(11)을 향해서 경사진 경사 방향의 관통 구멍(20)(가스 공급구의 일례)을 통해서, 기판(11)과 평행하게 미세 선상부(15)의 길이방향을 따라 설치된 가스 유로에 공급된다. 또한, 가스는 가스 유로로 세라믹제 봉형 유전체 부재(4)로 형성되고 또한 기판(11)을 향해서 경사진 경사 방향의 관통 구멍(21)(가스 배기구의 일례)을 통해서, 배관(22)으로부터 배출된다. 또한, 가스 유로는 플라즈마 공간(3)과 거의 동일한 공간이다. 마이크로 플라즈마원의 가늘고 긴 직사각형의 개구부(10)를 피처리물로서의 기판(11)의 근방에 배치하고, 플라즈마 공간(3)에 가스를 공급하면서 플라즈마 공간(3) 내의 가스를 가스 배기구로서 기능하는 관통 구멍(21)으로부터 배기함으로써, 개구부(10)의 길이방향을 따라서 가스가 기판(11)과 평행하게 개구부(10) 부근에서 흐르도록 하고, 고주파전원(12)으로부터 13.56MHz의 고주파전력을 고주파전극(13)에 공급하고, 접지 전극(14)을 접지함으로써, 플라즈마 공간(3)에 플라즈마가 발생하고, 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)로부터 방출된 활성입자를 기판(11)에 작용시켜, 기판(11)표면에 미세 선상부(15)를 형성할 수 있다. 또한, 고주파전극(13) 및 접지 전극(14)은 플라즈마 공간(3)을 사이에 두도록 설치된 평행 평판 전극이다. 또한, 일례로서, 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)의 폭 B는 1mm, 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와 기판(11)과의 거리 C는 0.1mm이다.

마이크로 플라즈마원은 수 Pa에서 수 기압까지 동작 가능하지만, 전형적으로는 10000Pa에서 3기압 정도의 범위의 압력에서 동작한다. 특히, 대기압 부근에서의 동작은 기밀한 밀폐 구조나 특별한 배기 장치가 불필요해짐과 동시에, 플라즈마나 활성입자의 확산이 적당히 억제되기 때문에, 특히 바람직하다.

하나의 구체예로서, 가스로서 He를 2000sccm, CF₄를 4sccm 공급하고, 고주파전력을 30W 공급하는 조건에서 기판(11) 상에 형성된 미세 선상부(15)의 일례로서의 몰리브덴 박막의 에칭 처리를 실행한 결과, 도 12와 같은 에칭 프로파일을 얻을수 있었다. 여기에서, 가장 깊게 에칭 된 부분의 깊이를 D로 했을 때, 패턴의 밑바닥에서 D ×0.8만큼 얕은 부분의 폭을 형성 폭 E로 정의하면, E는 0.95mm이었다. 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)의 폭 B는 1mm이기 때문에, 형성 폭 E는 이것보다 작고, 종래 예와 비교해서 비약적으로 형성 정밀도가 향상했다.

이렇게 형성 정밀도가 향상한 이유는, 가스 공급구로서 기능하는 관통 구멍(20)으로부터 가스 배기구로서 기능하는 관통 구멍(21)을 향해서 기판(11)과 평행하게 미세 선상부(15)의 길이방향을 따라 설치된 가스 유로에 가스를 흘려보내는 동시에, 가스 유로에의 가스 공급과 가스 유로로의 가스 배출을, 기판(11)과 접하는 공간과는 떨어진 공간, 예를 들면, 도 11A의 플라즈마 공간(3)의 기판(11)측의 개구부(10)와 세라믹제 봉형 유전체 부재(6)와의 사이의 거리의 중앙부 부근에서 실행하기 때문에, 플라즈마에 의해 발생한 활성입자가, 기판 표면의 미세 선상부(15)로부터 외측에 접촉하기 어려워졌기 때문이라고 생각된다.

또한, 배관(8)은 1개에 한하지 않고, 도 11B에 변형 예로서 나타낸 바와 같이, 배관(8A, 8B)과 같이 2개 설치함과 동시에 그것들에 대응해서 관통 구멍(20)(가스 공급구의 일례)도 2개 형성하고, 한쪽의 배관(8A)으로부터 He가스를 공급하고, 다른 쪽의 배관(8B)으로부터 반응 가스를 공급하도록 해도 좋다.

또한, 본 발명의 제3실시형태에 있어서, 일례로서 도 13에 나타낸 바와 같이, 가스 유로(플라즈마 공간(3)과 거의 동일한 공간)를 미세 선상부(15)의 길이방향에 수직한 면에서 절단한 단면의 단면적(19)(도13의 도트 해칭 부분)은 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와 피처리물의 미세 선상부(15)를 대향면으로 하는 직방체를, 미세 선상부(15)의 길이방향에 수직한 면에서 절단한 단면의 단면적(17)(도13의 직사각형의 회색부분)의 21배이다. 형성 정밀도를 높이기 위해서는, 가스 유로를 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 절단한 단면의 단면적은, 마이크로 플라즈마원의 개구부와 피처리물의 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 절단한 단면의 단면적 보다 클 필요가 있지만, 보다 높은 형성 정밀도를 얻기 위해서는, 이 비율이 거의 10배 이상인 것이 바람직하다. 이 비율이 10배 미만일 경우, 플라즈마에 의해 발생한 활성입자가, 기판 표면의 미세 선상부에서 외측에도 방출되어, 형성 정밀도가 악화한다.

본 발명의 상기 제3실시형태에 따르면, 기판(11)의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원의 공간(3)에 가스를 공급하면서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3)의 근방의 부재, 예를 들면, 상기 마이크로 플라즈마원에 전력을 공급함으로써, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3) 내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜, 상기 공간(3)과 연결된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)로부터 방출된 활성입자를 상기 기판(11)에 작용시켜, 상기 기판(11)에 미세 선상부(15)를 형성하는 플라즈마 처리 방법이 제공되며, 상기 기판(11)과 평행하게 미세 선상부(15)의 길이방향을 따라 설치된 가스 유로에 가스를 흘려보내는 동시에, 가스 유로에의 가스 공급과 가스 유로로부터 가스 배출을, 기판(11)과 접하는 공간(3)과는 떨어진 공간에서 실행하기 때문에, 소망의 미세 선상부(15)를 정밀도 좋게 플라즈마 처리할 수 있다.

또한, 본원의 제7발명의 플라즈마 처리 장치에 따르면, 기판(11)의 근방에배치된 마이크로 플라즈마원과, 상기 마이크로 플라즈마원의 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)에 플라즈마 발생용 가스를 공급하는 가스 공급 장치(7)와, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3)의 근방의 부재, 예를 들면, 상기 마이크로 플라즈마원에 전력을 공급하는 전원(12)을 구비하고, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)에는, 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와는 떨어져서 배치되고 또한 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)의 상기 개구부(10)로부터 떨어진 부분에 상기 가스가 공급되는 가스 공급구(20)와, 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와는 떨어져서 배치되고 또한 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3) 내에 공급된 상기 가스가 배출되는 가스 배출구(21)가 연통되어, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)의 상기 개구부(10)로부터 떨어진 부분에서 상기 가스 공급구(20)로부터 가스 배출구(21)를 향해서, 상기 기판(11)과 평행하게 상기 기판(11)에 형성해야 할 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부(10) 부근에 상기 가스를 흘려보내면서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3) 내에서 마이크로 플라즈마를 발생시키고, 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)과 연통된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)로부터 방출된 활성입자를 상기 기판(11)에 작용시켜, 상기 기판(11)에 미세 선상부(15)를 형성하는 플라즈마 처리 장치가 제공되며, 상기 가스 공급을 실행하기 위한 상기 가스 공급구(20)와 상기 가스 배출을 실행하기 위한 상기 가스 배출구(21)가 연통하는 상기 가스 유로가, 상기 기판(11)에 근접하는 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)과 떨어져 형성되기 때문에, 소망의 미세선상부(15)를 정밀도 좋게 플라즈마 처리할 수 있다.

이어서, 본 발명의 제4실시형태에 대해서, 도 14∼도 17을 참조해서 설명한다.

도 14에, 본 발명의 제4실시형태에서 이용한, 마이크로 플라즈마원을 탑재한 플라즈마 처리 장치의 사시도를 나타낸다. 또한, 도 15에, 도 14의 평면 A에서 절단한 단면도를 나타낸다. 또한, 도 16에, 도 14의 평면 F에서 절단한 단면도를 나타낸다. 도 14, 15 및 도 16에 있어서, 2장의 세라믹제 유전판(1, 2)의 사이에, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 거의 직방체 형상의 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)(도 15 및 도 16의 도트 해칭 부분. 이하, 플라즈마 공간(3)이라고 한다.)이 형성되어 있다. 세라믹제 유전판(1, 2)의 3개의 측부는 세라믹제 봉형 유전체 부재(4, 5, 6)에 접착되고, 나머지의 1개의 측부에 약간의 간극을 두고 피처리물의 일례로서의 기판(11)이 대향 배치되어 있다. 가스는 가스 공급 장치(7)로부터 배관(8) 및 세라믹제 봉형 유전체 부재(5)에 형성되고 또한 기판(11)을 향해서 경사진 경사 방향의 관통 구멍(20)(가스 공급구의 일례)을 통해서, 플라즈마 공간(3)에 공급된다. 또한, 가스는 기판(11)과는 반대측을 향해서 기판(11)의 표면과 직교하는 방향으로 연장하도록 플라즈마 공간(3)으로부터 세라믹제 봉형 유전체 부재(6)의 거의 중앙부에 형성된 관통 구멍(23)(가스 배기구의 일례)을 통하고, 배관(22)으로부터 배출된다. 마이크로 플라즈마원의 가늘고 긴 직사각형의 개구부(10)를 피처리물로서의 기판(11)의 근방에 배치하고, 플라즈마 공간(3)에 가스를 세라믹제 봉형 유전체 부재(5)의 관통 구멍(20)으로부터 공급하면서 플라즈마공간(3) 내의 가스를 기판(11)과는 반대측의 방향을 향해서, 세라믹제 봉형 유전체 부재(6)의 관통 구멍(20)으로부터 배기함으로써, 개구부(10)의 길이방향을 따라서 가스가 기판(11)과 평행하게 개구부(10) 부근에서 흐르도록 하고, 고주파전원(12)으로부터 13.56MHz의 고주파전력을 고주파전극(13)에 공급하고, 접지 전극(14)을 접지함으로써, 플라즈마 공간(3)에 플라즈마가 발생하고, 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)로부터 방출된 활성입자를 기판(11)에 작용시켜, 기판(11)표면에 미세 선상부(15)를 형성할 수 있다. 또한, 고주파전극(13) 및 접지 전극(14)은 플라즈마 공간(3)을 사이에 두도록 설치된 평행 평판 전극이다. 또한, 일례로서, 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)의 폭 B는 1mm, 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와 기판(11)과의 거리 C는 0.1mm이다. 또한, 상기 관통 구멍(23)은 세라믹제 봉형 유전체 부재(6)의 거의 중앙부에 한하지 않고, 관통 구멍(20)으로부터 떨어진 장소이면 임의의 부분에 형성해도 좋다.

하나의 구체예로서, 가스로서, He를 2000sccm, CF₄를 4sccm 공급하고, 고주파전력을 30W 공급하는 조건에서 기판(11) 상에 형성된 미세 선상부(15)의 일례로서의 몰리브덴 박막의 에칭 처리를 실행한 결과, 도 17과 같은 에칭 프로파일을 얻을 수 있었다. 여기에서, 가장 깊게 에칭 된 부분의 깊이를 D로 했을 때, 패턴의 밑바닥에서 D ×0.8만큼 얕은 부분의 폭을 형성 폭 E로 정의하면, E는 0.79mm이었다. 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)의 폭 B는 1mm이기 때문에, 형성 폭 E는 이것보다 작고, 종래 예와 비교해서 비약적으로 형성 정밀도가 향상했다.

이렇게 형성 정밀도가 향상한 이유는, 플라즈마 공간(3)에의 가스 공급을 플라즈마 공간(3)을 둘러싸는 벽면의 일례로서의 세라믹제 봉형 유전체 부재(5)에 설치한 미세 구멍으로서 관통 구멍(20)으로부터 실행하고 또한, 플라즈마 공간(3)으로부터의 가스 배출을 플라즈마 공간(3)을 통해서 기판(11)과는 반대측의 방향을 향해서 세라믹제 봉형 유전체 부재(6)에 형성된 관통 구멍(23)으로부터 실행하도록 하기 위해서, 플라즈마에 의해 발생한 활성입자가 기판 표면의 미세 선상부(15)로부터 외측에 접촉하기 어려워졌기 때문이라고 생각된다. 상기 미세 구멍으로서 관통 구멍(20)의 일례로서는, 지름 1mm 이하, 바람직하게는 지름 0.2mm∼0.5mm의 구멍이 있다.

본 발명의 제4실시형태의 플라즈마 처리 방법에 따르면, 기판(11)의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원의 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)에 가스를 공급하면서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)의 근방의 부재(예를 들면, 상기 기판(11)의 피 처리면과는 반대측에 설치된 전극, 상기 기판(11), 및, 상기 마이크로 플라즈마원 중의 적어도 하나)에 전력을 공급함으로써, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3) 내에서 마이크로 플라즈마를 발생시키고, 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)과 연결된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)로부터 방출된 활성입자를 상기 기판(11)에 작용시켜, 상기 기판(11)에 미세 선상부(15)를 형성하는 플라즈마 처리 방법이 제공되며, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)에의 가스 공급을 마이크로 플라즈마를 발생시키는 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)을 둘러싸는 벽면(5)에 설치한 관통 구멍(20)으로부터 실행하고 또한, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)으로부터의 가스 배출을 마이크로 플라즈마를 발생시키는 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)을 통해서, 기판(11)의 상기 미세 선상부(15)가 배치되어 있는 측과는 반대 방향을 향해서 실행함으로써, 상기 기판(11)과 평행하게 상기 미세 선상부(15)의 길이방향을 따라 상기 개구부(10)부근에 상기 가스를 흘리면서, 상기 기판(11)에 상기 미세 선상부(15)를 형성하기 때문에, 소망의 미세 선상부(15)를 정밀도 좋게 플라즈마 처리할 수 있다.

본 발명의 제4실시형태의 플라즈마 처리 장치에 따르면, 기판(11)의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원과, 상기 마이크로 플라즈마원의 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)에 플라즈마 발생용 가스를 공급하는 가스 공급 장치(7)와, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)의 근방의 부재(예를 들면, 상기 기판(11)의 피 처리면과는 반대측에 설치된 전극, 상기 기판(11), 및 상기 마이크로 플라즈마원 중의 적어도 하나)에 전력을 공급하는 전원(12)을 구비하고, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)에, 상기 가스가 공급되는 가스 공급구(20)와, 상기 기판(11)에 대향하는 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와는 별도로 설치되고 또한 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3) 내에 공급된 상기 가스가 배출되는 가스 배출구(23)가 연통되어, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3) 내에서 상기 가스 공급구(20)로부터 가스 배출구(23)를 향해서, 상기 기판(11)과 평행하게, 상기 기판(11)에 형성해야 할 미세 선상부(15)의 길이방향을 따라 상기 개구부(10) 부근에 상기 가스를 흘리면서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3) 내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜서, 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)과 연통된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)로부터 방출된 활성입자를 상기 기판(11)에 작용시켜, 상기 기판(11)에 미세 선상부(15)를 형성하는 플라즈마 처리 장치가 제공되며, 상기 가스 공급 장치(7)에 의한 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)에의 가스 공급을 마이크로 플라즈마를 발생시키는 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)을 둘러싸는 벽면(5)에 설치한 관통 구멍(20)으로부터 실행하고 또한, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)으로부터의 가스 배출을 마이크로 플라즈마를 발생시키는 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)을 통해서, 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와는 반대 방향을 향해서 실행하기 때문에, 소망의 미세 선상부(15)를 정밀도 좋게 플라즈마 처리할 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 제1∼제4실시형태에 있어서, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간(3)을 사이에 두도록 설치된 평행 평판 전극(1, 2) 사이에 고주파전력을 공급할 경우를 예시했지만, 본 발명은 이러한 방식에 한정되는 것이 아니다.예를 들면, 도 18∼도 19에 나타내는 본 발명의 제5실시형태와 같이, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간(3)을 통해서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3)의 근방의 부재의 일례로서, 도전체인 피처리물(11)과 대향하는 전극(24)과, 접지된 피처리물(11)과의 사이에 고주파전력을 공급하는 것도 가능하다. 여기에서는, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간(3)을 사이에 두도록, 도 19에서는 상하에 설치된 평행 평판 전극(14)은 모두 접지 전극이다. 그 밖의 구성에 대해서는, 본 발명의 제1실시형태와 마찬가지이므로, 여기에서는 설명을 생략한다. 또한, 도 19는, 도 18의 평면 A에서 절단한 단면도이다.

또는, 도 20∼도 21에 나타낸 본 발명의 제6실시형태와 같이, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간(3)을 통해서, 유전체인 피처리물(11)과 대향하는 전극(24)과, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3)의 근방의 부재의 일례로서, 피처리물(11)의 피처리면과는 반대측에, 간극을 통해서 또는 접촉시켜서, 설치된 전극(25)과의 사이에 고주파전력을 공급하는 것도 가능하다. 여기서는, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간(3)을 사이에 두도록 설치된 평행 평판 전극(14)은 모두 접지 전극이다. 그 밖의 구성에 대해서는, 본 발명의 제1실시형태와 마찬가지이므로, 여기에서는 설명을 생략한다. 또한, 도 21은, 도 20의 평면 A에서 절단한 단면도이다.

또한, 본 발명의 제5 또는 제6실시형태에 있어서는, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간(3)을 사이에 두도록 설치된 평행 평판 전극(14)을 접지할 경우를 예시했지만, 이러한 구성으로 함으로써, 플라즈마가 마이크로 플라즈마를 발생시키는공간(3) 이외의 부분에 확산하는 것을 억제할 수 있는 효과가 있다. 그러나 각각의 부품 치수나 가스의 종류에 의해서는, 평행 평판 전극(14)을 제거해도 문제없이 마이크로 플라즈마를 발생할 수 있는 경우도 있다.

또한, 본 발명의 제4실시형태에 있어서, 가스가 가스 공급 장치(7)로부터 배관(8) 및 세라믹제 봉형 유전체 부재(5)에 형성된 경사 방향의 관통 구멍(20)을 통해서, 플라즈마 공간(3)에 공급될 경우를 예시했지만, 도 22에 나타내는 본 발명의 제7실시형태와 같이, 평행 평판 전극(13, 14) 중의 한쪽의 평판 전극(13) 내에 플라즈마 공간(3)까지 관통해서 설치된 관통 구멍 및 세라믹제 유전판(1)에 설치된 관통 구멍으로 구성되는 가스 유로(가스 공급구의 일례)를 통해서, 가스 공급을 실행해도 좋다. 여기에서는, 고주파전극(13) 내에 가스 유로로서의 관통 구멍이 설치되어 있고, 그 관통 구멍과, 그 관통 구멍에 연통하도록 세라믹제 유전판(1)에 설치된 관통 구멍을 통해서, 플라즈마 공간(3)에 가스가 가스 공급 장치(7)로부터 공급된다. 그 밖의 구성에 대해서는, 본 발명의 제4실시형태와 마찬가지이므로, 여기에서는 설명을 생략한다. 물론, 이것과는 반대로, 접지 전극(14) 내에 가스 유로로서의 관통 구멍이 설치되고, 그 관통 구멍과, 그 관통 구멍에 연통하도록 세라믹제 유전판(2)에 설치된 관통 구멍을 통해서, 플라즈마 공간(3)에 가스가 가스 공급 장치(7)로부터 공급되는 구성으로 해도 좋다.

이상 설명한 본 발명의 제1∼제7실시형태에 있어서, 마이크로 플라즈마원으로서 평행 평판형 캐필러리(capillary) 타입의 것을 이용하는 경우를 예시했지만, 유도 결합형 캐필러리 타입 등, 다른 방식의 캐필러리 타입이나, 마이크로 갭 방식, 유도 결합형 튜브 타입 등, 여러 가지 마이크로 플라즈마원을 이용할 수 있다.

또한, 피처리물, 또는, 상기 피처리물의 피처리면과는 반대측에 설치된 전극에 직류 전압 또는 고주파전력을 공급함으로써, 마이크로 플라즈마중의 이온 환언하면 활성입자를 기판(11)의 미세 선상부(15)에 접촉하도록 안내하는 작용을 강화시키는 것도 가능하다.

또한, 미세 선상부(15)의 일례로서, 기판(11) 상의 몰리브덴 박막을 에칭 가공에 의해 플라즈마 처리할 경우를 예시했지만, 플라즈마 처리 대상은 이것들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명은, 다양한 기판(예를 들면 처리면이 평면인 기판)의 플라즈마 처리, 또는, 각종의 막이 코팅된 피처리물의 플라즈마 처리(예를 들면, 피처리물의 각종의 막이 코팅된 평면의 플라즈마 처리)에 적용할 수 있다. 피처리물로서는, 유전체인 기판에 한하지 않고, 유전체 이외의 재료로 구성되는 임의의 부재라도 좋다. 또한, He와 O₂의 혼합 가스를 이용해서 포토레지스트나 폴리이미드로 대표되는 수지 등의 에칭 가공에 의한 플라즈마 처리를 실행할 수도 있다. 또한, 시트 상의 피처리물을 롤·토우·롤(roll tow roll) 방식으로 반송하면서, 연속적으로 미세선상에 에칭 가공하여 플라즈마 처리할 수도 있다. 또는 각종의 피처리물의 표면에 플라즈마 CVD법에 의한 박막 퇴적에 의해 플라즈마 처리를 실행할 수도 있다.

또한, 상기 기판(11)의 미세 선상부(15)로는, 상기 각 실시형태에 도시된 바와 같은 기판(11)의 오목부 내에 형성된 박막에 한하지 않고, 기판(11)의 표면에볼록 형상으로 형성된 볼록부로서의 박막이라도 좋다.

또한, 13.56MHz의 고주파전력을 이용해서 마이크로 플라즈마를 발생시키는 경우를 예시했지만, 수백 kHz에서 수 GHz까지의 고주파전력을 이용해서 마이크로 플라즈마를 발생시키는 것이 가능하다. 혹은, 펄스 전력을 공급함으로써, 아크 방전으로의 이행을 억제하면서, 고효율의 플라즈마를 생성하는 것도 가능하다.

또한, 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)의 폭이 1mm인 경우를 예시했지만, 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)의 폭은 이것에 한정되는 것이 아니고, 거의, 0.01mm 이상이고 5mm 이하인 것이 바람직하다. 개구부(10)의 폭이 5mm 이하로 하는 것은, 5mm을 초과하면 플라즈마에 의해 발생한 활성입자가, 기판표면의 미세 선상부에서 외측에 접촉할 가능성이 높아져, 미세 선상부에 한정된 영역만을 플라즈마 처리할 수 없어지기 때문이다. 또한, 마이크로 플라즈마원의 개구부의 폭이 0.01mm 이상이고 1mm 이하인 것이, 보다 바람직하다. 개구부(10)의 폭이 1mm 이하로 하는 것은, 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)의 폭이 작을수록, 플라즈마에 의해 발생한 활성입자가 기판(11) 표면의 미세 선상부(15)로부터 외측에 접촉하기 어려워져, 미세 선상부(15)에 한정된 영역만을 보다 확실하게, 플라즈마 처리할 수 있다고 하는 이점이 있기 때문이다. 한편, 마이크로 플라즈마원을 구성하는 부품의 플라즈마 처리의 정밀도나, 반복 처리에 의한 형상의 경시 변화 등을 고려하면, 그다지 극단적으로 작게 하는 것도 피해야 하기 때문에, 개구부(10)의 폭을 0.01mm 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와 피처리물, 예를 들면, 기판(11)과의 거리가 0.1mm인 경우를 예시했지만, 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와 피처리물과의 거리는 이것에 한정되는 것이 아니고, 거의 0.01mm 이상이고 1mm 이하인 것이 바람직하다. 상기 거리를 1mm 이하로 하는 것은, 1mm을 초과하면, 플라즈마에 의해 발생한 활성입자가, 기판 표면의 미세 선상부로부터 외측에 접촉할 가능성이 높아져, 미세 선상부에 한정된 영역만을 플라즈마 처리할 수 없게 되기 때문이다. 또한, 마이크로 플라즈마원의 개구부와 피처리물과의 거리는 0.01mm 이상이고 0.5mm 이하인 것이, 보다 바람직하다. 상기 거리를 0.5mm 이하로 하는 것은, 마이크로 플라즈마원의 개구부와 피처리물과의 거리가 작을수록, 플라즈마에 의해 발생한 활성입자가, 기판표면의 미세 선상부로부터 외측에 접촉하기 어려워져, 미세 선상부에 한정된 영역만을 플라즈마 처리할 수 있다는 이점이 있기 때문이다. 한편, 마이크로 플라즈마원을 구성하는 부품의 플라즈마 처리의 정밀도나, 반복 처리에 의한 형상의 경시 변화, 더불어, 마이크로 플라즈마원의 개구부와 피처리물과의 거리의 재현성이나 안정성 등을 고려하면, 그다지 극단적으로 작게 하는 것도 피해야 하며, 거의 0.01mm 이상인 것이 바람직한 것으로 생각된다.

또한, 상기 각 실시형태에 있어서, 가스 공급구를 가스 배기구로서 기능하게 하는 동시에, 가스 배기구를 가스 공급구로서 기능하게 함으로써, 가스의 공급, 배기 방향을 역방향이 되도록 해도 좋다.

또한, 상기 각 실시형태에 있어서, 상기 가스 공급구(9, 20)로부터 상기 공간(3) 또는 가스 유로에 공급된 상기 가스의 공급 유량의 70％ 이상이 상기 가스 배출구(90)로 배출되도록 하면, 개구부(10)로부터 가스가 배출되는 것을 더한층 확실하게 방지할 수 있고, 활성입자가 개구부(10)로부터 흘러 나가는 것을 방지할 수 있으며, 소망의 미세 선상부(15)를 초과해서 광범위하게 플라즈마 처리가 실행되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

이상의 설명으로부터 명확한 바와 같이, 본원의 제1발명의 플라즈마 처리 방법에 따르면, 피처리물의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원의 공간에 가스를 공급하면서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재(예를 들면, 상기 피처리물의 피 처리면과는 반대측에 설치된 전극, 상기 피처리물, 및 상기 마이크로 플라즈마원 중의 적어도 하나)에 전력을 공급함으로써, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간 내에서 마이크로 플라즈마를 발생시키고, 상기 공간과 연결된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부로부터 방출된 활성입자를 상기 피처리물에 작용시켜, 상기 피처리물에 미세 선상부를 형성하므로, 상기 피처리물과 평행하게 미세 선상부의 길이방향을 따라 개구부 부근에 가스를 흘려보냄과 동시에 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하기 때문에, 소망의 미세 선상부를 정밀도 좋게 플라즈마 처리할 수 있다.

또한, 본원의 제2발명의 플라즈마 처리 방법에 따르면, 피처리물의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원의 공간에 가스를 공급하면서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재(예를 들면, 상기 피처리물의 피처리면과는 반대측에 설치된 전극, 상기 피처리물, 및 상기 마이크로 플라즈마원 중의 적어도 하나)에 전력을 공급함으로써, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간 내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜, 상기 공간과 연결된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부로부터방출된 활성입자를 상기 피처리물에 작용시켜, 상기 피처리물에 미세 선상부를 형성하는 플라즈마 처리 방법이 제공되며, 상기 피처리물과 평행하게 미세 선상부의 길이방향을 따라 설치된 가스 유로에 가스를 흘려보냄과 동시에, 가스 유로보다도 좁은 개구부로부터 활성입자를 방출시키면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하기 때문에, 소망의 미세 선상부를 정밀도 좋게 플라즈마 처리할 수 있다.

또한, 본원의 제3발명의 플라즈마 처리 방법에 따르면, 피처리물의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원의 공간에 가스를 공급하면서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재(예를 들면, 상기 피처리물의 피처리면과 반대측에 설치된 전극, 상기 피처리물, 및 상기 마이크로 플라즈마원 중의 적어도 하나)에 전력을 공급함으로써, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간 내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜, 상기 공간과 연결된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부로부터 방출된 활성입자를 상기 피처리물에 작용시켜, 상기 피처리물에 미세 선상부를 형성하는 플라즈마 처리 방법이 제공되며, 상기 피처리물과 평행하게 미세 선상부의 길이방향을 따라 설치된 가스 유로에 가스를 흘려보냄과 동시에, 가스 유로에의 가스 공급과 가스 유로로부터의 가스 배출을 피처리물과 접하는 공간과는 떨어진 공간에서 실행하면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하기 때문에, 소망의 미세 선상부를 정밀도 좋게 플라즈마 처리할 수 있다.

또한, 본원의 제4발명의 플라즈마 처리 방법에 따르면, 피처리물의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원의 공간에 가스를 공급하면서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재 (예를 들면, 상기 피처리물의 피처리면과는 반대측에 설치된 전극, 상기 피처리물, 및 상기 마이크로 플라즈마원 중의 적어도 하나)에 전력을 공급함으로써, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간 내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜, 상기 공간과 연결된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부로부터 방출된 활성입자를 상기 피처리물에 작용시켜, 상기 피처리물에 미세 선상부를 형성하는 플라즈마 처리 방법이 제공되며, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간에의 가스 공급을 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간을 둘러싸는 벽면에 설치한 관통 구멍으로부터 실행하고 또한, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간으로부터의 가스 배출을 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간을 통해서 피처리물의 상기 미세 선상부가 배치되어 있는 측과는 반대 방향을 향해서 실행함으로써, 상기 피처리물과 평행하게 상기 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부 부근에 상기 가스를 흘리면서, 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하기 때문에, 소망의 미세 선상부를 정밀도 좋게 플라즈마 처리할 수 있다.

또한, 본원의 제5발명의 플라즈마 처리 장치에 따르면, 피처리물의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원과, 상기 마이크로 플라즈마원의 공간에 플라즈마 발생용 가스를 공급하는 가스 공급 장치와, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재(예를 들면, 상기 피처리물의 피처리면과는 반대측에 설치된 전극, 상기 피처리물, 및 상기 마이크로 플라즈마원 중의 적어도 하나)에 전력을 공급하는 전원을 구비하고, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간에는, 상기 가스가 공급되는 가스 공급구와, 상기 피처리물에 대향하는 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부와는 별도로 설치되고 또한 상기 공간 내로 공급된 상기 가스가 배출되는 가스 배출구가 연통되어, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간 내에서 상기 가스 공급구로부터 가스 배출구를 향해서, 상기 피처리물과 평행하게 상기 피처리물에 형성해야 할 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부 부근에 상기 가스를 흘리면서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간 내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜, 상기 공간과 연통된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부로부터 방출된 활성입자를 상기 피처리물에 작용시켜, 상기 피처리물에 미세 선상부를 형성하도록 했으므로, 소망의 미세 선상부를 정밀도 좋게 플라즈마 처리할 수 있다.

또한, 본원의 제6발명의 플라즈마 처리 장치에 따르면, 피처리물의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원과, 상기 마이크로 플라즈마원의 마이크로 플라즈마 발생용 공간에 플라즈마 발생용 가스를 공급하는 가스 공급 장치와, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재(예를 들면, 상기 피처리물의 피처리면과는 반대측에 설치된 전극, 상기 피처리물, 및 상기 마이크로 플라즈마원 중의 적어도 하나)에 전력을 공급하는 전원을 구비하고, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간에는, 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부와는 별도로 가스 유로용 공간이 설치되고, 이 가스 유로용 공간에, 상기 가스가 공급되는 가스 공급구와, 상기 피처리물에 대향하는 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부와는 별도로 설치되고 또한 상기 가스 유로용 공간 내에 공급된 상기 가스가 배출되는 가스 배출구가 연통되어, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 가스 유로용 공간 내에서 상기 가스 공급구로부터 가스 배출구를 향해서, 상기 피처리물과 평행하게, 상기 피처리물에 형성해야 할 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부 부근에 상기 가스를 흘리면서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간 내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜, 상기 공간과 연통된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부로부터 방출된 활성입자를 상기 피처리물에 작용시켜, 상기 피처리물에 미세 선상부를 형성하는 플라즈마 처리 장치가 제공되며, 상기 피처리물과 평행하게 미세 선상부의 길이방향에 따라 가스 유로가 설치되어 있고, 개구부가 가스 유로보다도 좁기 때문에, 소망의 미세 선상부를 정밀도 좋게 플라즈마 처리할 수 있다.

또한, 본원의 제7발명의 플라즈마 처리 장치에 따르면, 피처리물의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원과, 상기 마이크로 플라즈마원의 마이크로 플라즈마 발생용 공간에 플라즈마 발생용 가스를 공급하는 가스 공급 장치와, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재(예를 들면, 상기 피처리물의 피 처리면과는 반대측에 설치된 전극, 상기 피처리물, 및 상기 마이크로 플라즈마원 중의 적어도 하나)에 전력을 공급하는 전원을 구비하고, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간에는, 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부와는 떨어져서 배치되고 또한 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간의 상기 개구부로부터 떨어진 부분에 상기 가스가 공급되는 가스 공급구와, 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부와는 떨어져 배치되고 또한 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간 내에 공급된 상기 가스가 배출되는 가스 배출구가 연통되어, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간의 상기 개구부로부터 떨어진 부분에 상기 가스 공급구로부터 가스 배출구를 향해서, 상기 피처리물과 평행하게 상기 피처리물에 형성해야 할 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부 부근에 상기 가스를 흘려보내면서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간 내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜, 상기 공간과 연통된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부로부터 방출된 활성입자를 상기 피처리물에 작용시켜, 상기 피처리물에 미세 선상부를 형성하는 플라즈마 처리 장치가 제공되며, 상기 가스 공급을 실행하기 위한 상기 가스 공급구와 상기 가스 배출을 실행하기 위한 상기 가스 배출구가 연통하는 상기 가스 유로가 상기 피처리물에 근접하는 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간과는 떨어져서 형성되기 때문에, 소망의 미세 선상부를 정밀도 좋게 플라즈마 처리할 수 있다.

또한, 본원의 제8발명의 플라즈마 처리 장치에 따르면, 피처리물의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원과, 상기 마이크로 플라즈마원의 마이크로 플라즈마 발생용 공간에 플라즈마 발생용 가스를 공급하는 가스 공급 장치와, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재(예를 들면, 상기 피처리물의 피처리면과는 반대측에 설치된 전극, 상기 피처리물, 및 상기 마이크로 플라즈마원 중의 적어도 하나)에 전력을 공급하는 전원을 구비하고, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간에, 상기 가스가 공급되는 가스 공급구와, 상기 피처리물에 대향하는 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부와는 별도로 설치되고 또한 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간 내에 공급된 상기 가스가 배출되는 가스 배출구가 연통 되어, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간 내에서 상기 가스 공급구로부터 가스 배출구를 향해서, 상기 피처리물과 평행하게 상기피처리물에 형성해야 할 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부 부근에 상기 가스를 흘리면서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간 내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜, 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간과 연통된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부로부터 방출된 활성입자를 상기 피처리물에 작용시켜, 상기 피처리물에 미세 선상부를 형성하는 플라즈마 처리 장치가 제공되며, 상기 가스 공급 장치에 의한 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 마이크로 플라즈마 발생용 공간에의 가스 공급을 마이크로 플라즈마를 발생시키는 마이크로 플라즈마 발생용 공간을 둘러싸는 벽면에 설치한 관통 구멍으로부터 실행하고 또한, 마이크로 플라즈마를 발생시키는 마이크로 플라즈마 발생용 공간으로부터의 가스 배출을 마이크로 플라즈마를 발생시키는 마이크로 플라즈마 발생용 공간을 통해서, 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부와는 반대 방향을 향해서 실행하기 때문에, 소망의 미세 선상부를 정밀도 좋게 플라즈마 처리할 수 있다.

이하에, 상기 목적에 더해서, 또한 마스크 패턴을 이용하지 않고, 저 비용으로서 미소 영역을 처리하고, 패턴을 형성할 수 있는, 본 발명의 제8∼제10실시형태의 플라즈마 처리 장치에 대해서 방법에 대해서 설명한다.

우선, 제8∼제10실시형태의 내용을 설명하기 전에, 종래 기술에 대해서 설명한다. 종래의 플라즈마 처리 장치로서, 예를 들면 일본국 특허공개 2000-164395호 공보나 특허공개 평 9-27482호 공보에 개시된 것이 알려져 있다.

특허공개 2000-164395호 공보에 개시된 기판전극 플라즈마 발생 장치를 도 32를 참조해서 설명하면, 표면을 산화한 실리콘 기판(105) 상에 텅스텐을 스퍼터증착한 후, 건식(dry) 에칭함으로써 형성된 미소 갭 박막전극 쌍(101, 102, 103, 104)의 어레이로서 구성되어 있다. 실리콘 기판(105) 상에 배치된 미소 갭 박막전극 쌍(101, 102, 103, 104)에 고주파전력을 공급함으로써, 미소 갭 갭 박막전극 쌍(101, 102, 103, 104)에 플라즈마를 발생시켜, 에칭, 퇴적, 또는 표면 개질 등의 플라즈마 처리를 실행한다.

특허공개 평9-27482호 공보에 개시된 마이크로파를 이용한 플라즈마 에칭 장치를 도 33을 참조해서 설명하면, 마그네트론(111)으로 발생한 2.45GHz의 마이크로파를 도파관(112)을 통해서 반응성 가스 공급관(113)을 지나는 CF₄와 산소의 혼합 가스에 인가하고, 반응성 가스를 플라즈마화한다. 플라즈마화한 반응성 가스는 노즐(114)로부터 웨이퍼(115)의 볼록부(115a)에 접해서, 볼록부(115a)가 에칭된다. 에칭 중에 발생한 반응 생성물은 반응성 가스 공급관(113)의 외주에 동축 상에 배설된 반응 생성물 배기관(116)의 흡인구로부터 흡인되어서 외부로 배기된다.

또한, 웨이퍼(115)의 표면을 국부적으로 에칭하기 위해서, 웨이퍼(115)를 이동 대(117)에 흡착 고정하고, 구동 수단(118)으로 이동 대(117)를 X, Y, θ방향으로 이동시키도록 구성되어 있다.

그러나, 상기한 종래 방식으로서는 저 비용으로 미소 영역을 처리하고, 패턴을 형성하는 플라즈마 처리가 곤란하다는 문제가 있다.

도 32의 기판전극 플라즈마 발생 장치에 있어서는, 실리콘 기판(105) 상에 설치된 미소 갭 박막전극 쌍(101∼104)의 어레이에 근접한 영역만 플라즈마 처리가가능하기 때문에, 소망의 패턴을 형성하기 위해서는 그 패턴에 대응해서 아주 작게 갭 박막전극 쌍을 작성 할 필요가 있고, 마스크 패턴을 이용하는 대신에 아주 작게 갭 박막전극 쌍을 패터닝할 필요가 있어, 그만큼, 비용이 든다는 문제가 있다.

도 33의 플라즈마 에칭 장치에 있어서는, 발생한 플라즈마 중에 존재하는 입자 중, 라디칼(radical) 만이 플라즈마로부터 떨어진 노즐(114) 외로 확산하기 때문에, 이 종류의 장치로는 주로 라디칼에 의해 처리를 실행하게 된다. 주로 라디칼만을 이용한 처리는, 피처리물 전면에 있어서의 처리에는 적용할 수 있지만, 피처리물 상의 일부만의 처리에는 적용할 수 없다. 이것은 가스와 마찬가지로 라디칼이 등방적으로 확산한다고 생각되기 때문이다. 따라서, 이 종류의 장치를 미소 영역을 처리하여 패턴을 형성하는 프로세스에 적용하기 위해서는, 마스크 패턴을 이용하지 않으면 안되고, 저 비용으로서 미소 영역을 처리하고, 패턴을 형성하는 프로세스가 곤란하다고 하는 문제가 있다.

본 발명의 제8∼제10실시형태는, 상기 종래의 문제점을 감안하고, 마스크 패턴을 이용하지 않고, 저 비용으로서 미소 영역을 처리하고, 패턴을 형성할 수 있는 플라즈마 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이하, 본 발명의 제8실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치 및 방법에 대해서, 도 27∼도 29D를 참조해서 설명한다.

도 27에 있어서, 201은 제1의 전극, 202는 제2의 전극이며, 제1의 전극(201)과 제2의 전극(202)의 사이에 플라즈마 방전을 생성하기 위한 방전 공간 S를 형성하도록 대향, 배설되어서 플라즈마 발생부(245)가 구성되어 있다. 제1의 전극(201)에 고주파전원(203)을 접속해서 고주파전력을 인가하고, 제2의 전극(202)을 접지함으로써, 플라즈마 발생부(245)의 방전 공간 S에 플라즈마 방전이 개시된다. 제1의 전극(201)과 제2의 전극(202)의 사이의 방전 공간 S의 일단에 가스 공급구(204)를 설치하고, 가스 배관(205)을 통해서 가스 공급 장치(206)에 접속해서 방전 공간S에 가스를 유통시키도록 구성되고, 방전 공간 S의 타단에 플라즈마 처리를 실행하기 위한 개구부(207)가 설치되어 있다. 개구부(207)에 근접하고, 피처리물 이동 장치의 일례로서, 흡착 기능을 가진 XY 스테이지 등으로 구성되는 기판 지지 스테이지(240)에 의해, 피처리물로서의 기판(208)을 지지함으로써, 기판(208)에 대한 에칭, 성막, 또는 표면 개질 등의 각종 플라즈마 처리가 실행된다.

플라즈마 발생부(245)를 구성하는 제1의 전극(201)과 제2의 전극(202)은 양쪽 모두 스테이지(209)에 고정되고, 플라즈마 발생부(245)의 스테이지(209)는 3차원적으로 위치 제어 가능한 플라즈마 발생부 이동 장치(210)에 접속되어 있음과 동시에, 플라즈마 발생부 이동 장치(210)는 플라즈마 처리 제어 장치(241)에 접속되어 있다. 플라즈마 처리 제어 장치(241)는 고주파전원(203)과, 가스 공급 장치(206)와, 기판(208)에 대한 다양한 플라즈마 처리 정보가 기억되어 있는 메모리(242)와, 기판 지지 스테이지(240)에 접속되어 있고, 메모리(242)에 기억된 다양한 플라즈마 처리 정보에 근거하여, 고주파전원(203)으로부터 제1의 전극(201)에의 고주파전력의 인가 제어, 가스 공급 장치(206)에 의한 가스 공급 제어, 플라즈마 발생부 이동 장치(210)에 의한 플라즈마 발생부(245)의 위치 제어(필요에 따라서, 또한 기판 지지 스테이지(240)에 의한 기판 위치 제어)를 각각 실행하도록 하고 있다. 이것에 의해, 플라즈마 처리를 실시하면서 스테이지(209)를 이동시킴으로써, 특정 영역에 걸쳐, 임의의 플라즈마 밀도로 플라즈마 처리를 자동적으로 실행할 수 있다.

여기에서, 플라즈마 발생부 이동 장치(210)는 플라즈마 발생부(245)를 3차원적으로 위치 제어하면서 구동하기 위해서, 각각 1차원적으로 위치 제어 가능한 위치 제어 기구(224, 225, 226)로서 구성되어 있다. 이들 위치 제어 기구(224, 225, 226)의 각각은, 도 28에 나타내는 바와 같이, 스테이지(221)가 베어링을 가지는 레일 가이드(222)에 의해 이동이 자유롭게 지지되는 동시에 레일 가이드(222)에 따라 배설된 볼 나사(222a)에 나사결합되고, 정역 회전 구동 가능한 서보 모터(223A) 및 감속 기어(223B)를 가지는 구동 장치(223)로써 볼 나사(222a)를 정역 회전 구동함으로써, 스테이지(221)가 진퇴 이동하도록 구성되어 있다. 따라서, 플라즈마 발생부 이동 장치(210)가 X축 방향(도27의 지면 관통 방향)과, 그 X축 방향과 직교하는 Y축 방향(도 27의 좌우 방향)과, 그 Y축 방향과 직교하는 Z축 방향(도 27의 상하 방향)으로 각각 독립해서 구동 가능하게 한다. 이 경우, 플라즈마 발생부 이동 장치(210)는 X축 방향으로 스테이지(221)를 진퇴 구동시키는 X축 방향 구동장치로서 기능하는 X축 방향 위치 제어 기구(226)와, Y축 방향에 스테이지(221)를 진퇴 구동시키는 Y축 방향 구동 장치로서 기능하는 Y축 방향 위치 제어 기구(225)와, Z축 방향으로 스테이지(221)를 진퇴 구동시키는 Z축 방향 구동 장치로서 기능하는 X축 방향 위치 제어 기구(224)로 구성된다. 그리고 Z축 방향 위치 제어 기구(224)의 스테이지(221)에 Y축 방향 위치 제어 기구(225)가 고정되고, Y축 방향 위치 제어 기구(225)의 스테이지(221)에 X축 방향 위치 제어 기구(226)가 고정되며, X축 방향 위치 제어 기구(226)의 스테이지(221)에 스테이지(209)가 고정됨으로써, 스테이지(209)에 의해 지지된 제1의 전극(201)과 제2의 전극(202)이 X축 방향 위치 제어 기구(226)와 Y축 방향 위치 제어 기구(225)와 Z축 방향 위치 제어 기구(224)에 의해 XYZ축 방향으로 각각 독립해서 진퇴 이동 가능하게 되어 있다.

제1의 전극(201)과 고주파전원(203)과의 사이에서는 플라즈마 단속 발생 제어 장치(211)가 배설되고, 스테이지(209)를 이동시킬 때에 플라즈마 처리를 실행하는 영역과 실행하지 않는 영역을 제어할 수 있게 구성되어 있다. 플라즈마 단속 발생 제어 장치(211)는 플라즈마 처리 제어 장치(241)에 접속되어서, 예를 들면, X축 방향 위치 제어 기구(226)와 Y축 방향 위치 제어 기구(225)와 Z축 방향 위치 제어 기구(224)로부터의 플라즈마 발생부(245)의 위치 정보와, 메모리(242)에 기억된 기판(208)의 플라즈마 처리를 실행하는 영역과 플라즈마 처리를 실행하지 않는 영역의 각각의 위치 정보에 근거해서, 고주파전원(203)으로부터 제1의 전극(201)에 인가하는 고주파전력을 제어하도록 동작시킨다. 이 결과, 기판(208)의 플라즈마 처리를 실행하는 영역의 위쪽으로 플라즈마 발생부(245)가 위치했을 때만, 고주파전력을 고주파전원(203)으로서 제1의 전극(201)에 인가해서 플라즈마를 발생시키고, 플라즈마 처리를 실행하는 영역의 플라즈마 처리를 실행하는 한편, 기판(208)의 플라즈마 처리를 실행하지 않는 영역의 위쪽으로 플라즈마 발생부(245)가 위치했을 때에는, 고주파전력을 고주파전원(203)으로부터 제1의 전극(201)에 인가하지 않고, 플라즈마 처리를 실행하지 않는 영역에서는 플라즈마 처리를 실행하지 않도록 하고있다.

이것을 도 29A∼도 29D를 참조해서 자세하게 설명한다. 우선, 도 29A에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 발생부(245)의 제1의 전극(201) 및 제2의 전극(202) 사이의 방전 공간 S에 플라즈마(231)를 발생시켜, 이 플라즈마(231)를 기판(208)에 근접하게 함으로써, 기판(208) 상의 플라즈마 처리 영역(232)에 대하여 플라즈마 처리를 할 수 있다. 이어서, 도 29B에 나타내는 바와 같이, 플라즈마(231)를 기판(208)에 대하여 1차원적 또는 2차원적으로 상대 이동시킴으로써, 플라즈마 처리 영역(232)을 선으로 할 수 있다. 또한, 도 29C에 나타내는 바와 같이, 이동 방향을 변화시킴으로써, 플라즈마 처리 영역(232)을 여러 가지 방향으로의 선의 연결(바꿔 말하면, 연속적인 선상부)을 형성하도록 플라즈마 처리할 수 있다. 또한, 도 29D에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 단속 발생 제어 장치(211)로써 플라즈마 처리하는 영역과 플라즈마 처리하지 않는 영역을 제어함으로써, 플라즈마 처리 영역(232)을 불연속인 영역, 바꿔 말하면, 불연속인 선상부를 형성하도록, 플라즈마 처리할 수 있다. 따라서, 제8실시 형태에 따르면, 마스크 패턴을 이용하지 않고, 저 비용으로서 미세 영역을 처리하고, 패턴을 형성하는 플라즈마 처리가 가능해 진다.

또한, 제8실시 형태에 있어서, 플라즈마 방전을 개시시키기 위해서는, 압력 및 전극간 갭에 대응한 적당한 전압이 필요하게 되고, 이것은 파센의 법칙(Paschen's law)으로서 알려져 있다. 파센의 법칙을 제8실시형태에 적용했을 경우, 방전 공간 S의 압력 P와, 방전 공간 S의 두께 D에 대하여 그 적 PD가 규정되고, 플라즈마 단속 발생 제어 장치(211)에 의해 상기 적 PD에 대응한 최소 착화 전압 Vs 이상의 전압을 대향하는 전극(201, 202)사이에 인가함으로써, 플라즈마 방전을 발생할 수 있다. 대향하는 전극(201, 202)사이에 과도하게 높은 전압을 인가하면, 아크 방전으로 이행하고, 전극(201) 또는 전극(202)을 손상하는 등의 우려가 있다. 따라서, 제8실시형태에서는, 플라즈마 단속 발생 제어 장치(211)에 의해, 안전을 위해서 대향하는 전극(201, 202)사이에 인가하는 전압을 일례로서 1kV로 규정하고, 공기에 대한 적 PD로서는, 약 0.1(Pa·m)∼120(Pa·m)의 범위에 있어서 착화 전압이 1kV 이하를 만족하고 있었다. 이 때문에, 플라즈마 단속 발생 제어 장치(211)의 제어에 의해, 적 PD로서는 0·1(Pa·m)∼120(Pa·m)인 조건 하에서 플라즈마 처리하는 것이 바람직하다.

또한, 제8실시형태에 있어서, 고주파전력의 주파수로서 1MHz 미만으로서 처리를 실행했을 경우는, 전극(201, 202)의 손상이 심하고, 전극(201, 202) 사이의 거리가 변화되기 때문에, 장시간의 처리를 실행할 수 없고, 반대로 5GHz를 초과할 때는, 플라즈마 방전이 안정하지 않기 때문에, 적당한 고주파전원(203)의 주파수는 1MHz∼5GHz이다.

이어서, 본 발명의 제9실시형태에 대해서, 도 30을 참조해서 설명한다. 또한, 상기 제8실시형태와 동일한 구성 요소에 대해서는, 동일한 참조부호를 첨부해서 설명을 생략하고, 주로 상위점만을 설명한다.

도 30에 있어서, 제1과 제2의 전극(201, 202)과 스테이지(209)와 플라즈마 발생부 이동 장치(210)와 기판 지지 스테이지(240)가, 압력을 감압 또는 고압으로유지할 수 있는 내압실인 내압 용기(212) 내에 배치되고, 내압 용기(212)는 가스 배관(205)을 통해서 가스 공급 장치(206)에 접속되고, 더욱 내압 용기(212)는 가스 배관(213) 및 압력 제어 장치(214)를 통해서 진공 펌프(215)와 접속되어 있다. 이때문에, 내압 용기(212) 내의 전체, 특히 제1과 제2의 전극(201, 202) 사이의 방전 공간 S는 임의의 가스를 유통시킬 수 있고, 또한, 임의의 압력으로 제어하는 것이 가능하다. 따라서, 가스 종류 및 압력을 변화시켜서 처리를 실행할 수 있다.

[표 1]

압력	에칭 속도(nm/min)
1	300
10	1000
100	2000

표 1은, 도 30의 장치구성에 있어서, 일례로서 전극(201, 202) 사이의 간격을 1mm로 하고, 가스 공급 장치(206)로부터 공급되는 가스로서 산소를 이용하고, 유기막을 에칭했을 때의 에칭 속도의 압력 의존성을 나타낸 것이다. 압력의 상승과 함께 에칭 속도의 상승이 발견되며, 압력의 제어에 의한 에칭 속도의 제어가 가능한 것을 알 수 있다.

또한, 제9실시 형태에 있어서, 플라즈마 처리에 이용하는 압력으로서는, 대기압의 약 2배인 200kPa를 초과하는 경우는 비교적 강한 전자파를 발생할 경우가 있기 때문에, 제9실시형태의 장치 구성에 있어서는 200kPa 이하로 처리를 실행할 필요가 있다. 또한, 100Pa 미만의 경우에 있어서는, 진공 펌프(215)로서 고가의 터보 분자 펌프 등을 추가로 구비할 필요가 있고, 결과적으로 고비용이 되기 때문에, 적당하지 않다. 따라서, 플라즈마 단속 발생 제어 장치(211)의 제어에 의해, 압력P는 100Pa이상, 200kPa 이하로 플라즈마 처리하는 것이 바람직하다. 따라서, 제9실시형태에 있어서는, 플라즈마 단속 발생 제어 장치(211)의 제어에 의해, 상기 방전 공간의 압력이 100Pa∼200kPa이고 또한 상기 방전 공간의 압력 P와 상기 방전 공간의 두께 D의 적 PD를 0.1∼120(Pa·m)이 되도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 이상에 설명한 제9실시형태에 있어서는, 가스 공급 장치(206)로부터 공급되어 플라즈마 처리에 이용하는 가스로서 산소를 이용했을 경우에 대해서만 설명했지만, 반응성 가스, 특히 할로겐 원소, 산소, 혹은 질소 등을 포함하는 가스, 또는 플라즈마 방전을 개시시키기 쉬운 희(希) 가스 등 이면 용이하게 처리를 실행할 수 있다.

이어서, 본 발명의 제10실시형태에 대해서, 도 31을 참조해서 설명한다. 또한, 상기 제8실시형태와 동일한 구성 요소에 대해서는, 동일한 참조 부호를 첨부해서 설명을 생략하고, 주로 상위점만을 설명한다.

도 31에 있어서, 제1과 제2의 전극(201, 202)간의 방전 공간 S의 개구부(207)에 근접시켜서, 피처리물로서 기판(208)에 대신해서 필름(218)을 배치하고, 이 필름(218)에 대하여 에칭, 성막, 또는 표면 개질 등의 각종 플라즈마 처리를 실행하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 처리전의 필름(218)을 감은 필름 구동 롤(216)과, 처리후의 필름(218)을 감은 처리 후 필름 구동 롤(217)을 구비하고, 각각 플라즈마 처리 제어장치(241)에 접속되어서 동작 제어된다.

필름(218)은 플라즈마 처리 제어 장치(241)의 제어하에 처리전의 필름(218)을 감은 처리 전 필름 구동 롤(216)로부터 인출해서 공급되고, 처리후의 필름(218)을 처리 후 필름 구동 롤(217)로 감도록 구성되어 있다.

이상의 제8∼제10실시형태의 각각에 있어서는, 제1과 제2의 전극(201, 202) 사이의 방전 공간 S를 형성하는 플라즈마 발생부(245)를 스테이지(209)와 3차원 이동 가능한 플라즈마 발생부 이동 장치(210)에서 이동시키도록 구성한 것을 예시했지만, 플라즈마 발생부 이동 장치(210)는 3차원적으로 위치 제어 가능한 구동 기구이면 좋으며, 도 28에서 설명한 기구에 한정되지 않고, 다이얼 게이지를 이용하는 방식이나 압전 소자를 이용한 구동 기구 등, 제어의 정밀도나 용도에 적합한 것을 이용할 수 있다. 또한, 플라즈마 발생부(245)와 피처리물의 위치를 상대적으로 바꾸면 좋으므로, 상술한 기구와 같은 것을 피처리물측에 배설해도 좋은 것은 말할 필요도 없다. 예를 들면, 기판 지지 스테이지(240)를 3차원적으로 위치 제어 가능한 기판이동 장치로서, 기판(208)을 3차원적으로 위치 제어 가능하게 해도 좋다. 또는, 플라즈마 발생부(245)를 플라즈마 발생부 이동 장치(210)에서 상하 방향으로 구동 가능하게 하는 한편, 기판 지지 스테이지(240)를 가로 방향의 직교하는 XY축의 2차원적으로 위치 제어 가능한 기판 이동 장치로하여도 좋다.

이어서, 본 발명의 제1∼제7실시형태와 제8∼제10실시형태와의 구성에 대해서 설명한다. 일례로서, 제1실시형태와 제8실시형태의 조합에 대해서, 먼저 도 34에 본 발명의 제11실시형태에 관한, 플라즈마 처리 방법을 실시하는 플라즈마 처리 장치로서 도시한다.

도 34에 있어서, 기판(11)과 평행하게 배치된 레일(310) 가장자리에, 플라즈마 발생부 이동 장치로서 기능하는 이동 스테이지(300)가 진퇴 구동 가능하게 배치되어 있다. 일례로서, 레일(310)과 이동 스테이지(300)는 도 28에 나타내는 바와 같은 구조로 되어 있다. 즉, 이동 스테이지(300)에 상당하는 스테이지(221)가 레일(310) 내에서 베어링을 가지는 레일 가이드(222)에 의해 이동 자유롭게 지지되는 동시에 레일 가이드(222)에 따라 배설된 볼 나사(222a)에 나사 결합되어, 정역 회전 구동 가능한 서보 모터(223A) 및 감속 기어(223R)를 가지는 구동 장치(223)에 의해 볼 나사(222a)를 정역 회전 구동함으로써, 스테이지(221)를 따라서 이동 스테이지(300)가 레일(310)을 따라 진퇴 이동하도록 구성되어 있다.

플라즈마 처리 제어 장치(341)는 상기 서보 모터(223A)와, 고주파전원(12)과, 가스 공급 장치(7)와, 기판(11)에 대한 각종의 플라즈마 처리 정보가 기억되어 있는 메모리(342)에 접속되어 있고(필요에 따라서, 기판 지지 스테이지(240)와 마찬가지인 기판 지지 스테이지가 배치될 경우에는 그 기판 지지 스테이지에도 접속되어 있고), 메모리(342)에 기억된 각종의 플라즈마 처리 정보에 근거해서, 고주파전원(12)으로부터 전극(13)에의 고주파전력의 인가 제어, 가스 공급 장치(7)에 의한 가스 공급 제어, 플라즈마 발생부 이동 장치(300)에 의한 플라즈마 발생용 공간(3)의 위치 제어(필요에 따라서, 또한, 기판 지지 스테이지에 의한 기판 위치 제어)를 각각 행하도록 하고 있다. 이것에 의해, 플라즈마 처리를 실시하면서 플라즈마 발생용 공간(3)을 이동시킴으로써, 소망의 영역에 걸쳐, 임의의 플라즈마 밀도로 플라즈마 처리를 자동적으로 실행할 수 있다.

또한, 다른 예로서 도 35에 본 발명의 제12실시 형태에 관한, 플라즈마 처리 방법을 실시하는 플라즈마 처리 장치로서 도시한다.

도 35에 있어서, 도 27의 플라즈마 처리 장치의 플라즈마 발생부(245)의 대신에, 도 1의 마이크로 플라즈마원을 스테이지(209)에 지지하게 함으로써, 플라즈마 발생부 이동 장치(210)의 구동에 의해, XYZ축 방향으로 각각 독립해서 도 1의 마이크로 플라즈마원을 진퇴 이동 가능하게 하고 있다.

또한, 제8∼제10실시형태의 플라즈마 처리 조건을 본 발명의 제1∼제7실시형태에 적용하도록 해도 좋다. 즉, 예를 들면, 제1실시 형태의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 또한, 도 34에 나타내는 바와 같이 플라즈마 처리 제어 장치(341)를 구비함으로써, 또는, 도 35에 나타내는 바와 같이 플라즈마 처리 제어 장치(241)를 구비함으로써, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3)의 압력이 100Pa∼200kPa이고 또한 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3)의 압력 P와 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3)의 두께 D와의 적 PD를 0.1∼120(Pa·m)이 되도록 제어 가능하게 하고 또한, 상기한 바와 같이, 플라즈마 발생부 이동 장치(210) 또는 이동 장치(300)에 의해, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3)과 상기 기판(11)을 상대이동 가능하게 할 수 있다.

따라서, 상기 기판(11)에 상기 미세 선상부(15)를 형성할 때, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3)의 압력을 100Pa∼200kPa로 유지하는 동시에 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3)의 압력 P와 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3)의 두께 D의 적 PD가 0.1∼120(Pa·m)이 되도록 제어하고, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3)의 근방의 부재, 예를 들면, 전극(25)에 전력을 공급함으로써, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간(3)에 플라즈마를 발생시킨다. 이어서, 발생시킨 플라즈마와 상기 기판(11)을 상대적으로 움직이게 하고, 상기 발생시킨 플라즈마에 의해 상기 기판(11)에 상기 미세 선상부(15)를 형성하도록 해도 좋다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 제1∼제7실시형태와 제8∼제10실시형태의 조합에 따르면, 각각 조합한 실시형태가 나타내는 효과를 합쳐서 나타낼 수 있고, 보다 효율 좋게, 보다 정밀도 좋게, 또한, 마스크 패턴을 이용하지 않고, 보다 저 비용으로 미소 영역을 처리하고, 패턴 형성용 플라즈마 처리를 실시할 수 있다.

본 발명의 플라즈마 처리 장치 및 방법에 따르면, 이상과 같이 제1과 제2의 전극을 대향 배치하고 양쪽 전극의 사이에 방전 공간을 형성하고, 방전 공간에 가스를 공급하고, 방전 공간의 압력을 100Pa∼200kPa로 유지하는 동시에 방전 공간의 압력 P와 방전 공간의 두께 D의 적 PD가 0.1∼120(Pa·m)이 되도록 제어하고, 제1의 전극에 고주파전력을 인가함으로써, 방전 공간에 플라즈마를 발생시키고, 발생시킨 플라즈마와 피처리물을 상대적으로 움직이게 하고, 발생시킨 플라즈마에서 피처리물을 처리하도록 했으므로, 전극간의 방전 공간에 가스를 공급해서 발생시킨 플라즈마에서 방전 공간을 향하는 미소 영역을 처리하면서 그 플라즈마 발생부와 피처리물을 상대적으로 이동시킴으로써, 임의의 패턴을 마스크 패턴을 이용하지 않고, 처리할 수 있다. 또한, 방전 공간의 압력, 및 방전 공간의 압력과 두께의 관계를 상기한 바와 같이 규제함으로써, 고가의 진공 배출된 공기 수단을 이용하지 않고 염가이면서 강한 전자파를 발생하지 않고 플라즈마 처리할 수 있다. 또한, 인가전압을 극단적으로 높게 하지 않고, 방전 착화해서 플라즈마 처리를 시작할 수 있다.

또한, 방전 공간의 일단으로부터 가스를 공급하고, 방전 공간의 타단의 개구부에 대향해서 배치한 피처리물을 처리하도록 하면, 미소 영역의 처리에 적합하다.

또한, 플라즈마를 단속적으로 발생시키면서 처리하면, 임의로 단속적인 패턴을 형성할 수 있다.

또한, 피처리물의 이동 장치가 필름 상의 피처리물을 감는 롤이라면, 필름 상의 피처리물을 처리하는데도 적합하다.

또한, 가스로서는 처리에 따라서 반응성을 가지는 것, 특히 적어도 할로겐 원소, 산소, 질소 중의 어느 하나를 포함하는 것을 이용할 수 있고, 또한 희 가스를 이용하면 플라즈마 방전을 개시시키기 쉽다.

또한, 고주파전력의 주파수로서, 1MHz∼5GHz를 이용하면, 전극의 소모를 억제할 수 있고 또한 플라즈마 방전이 안정하여 적합하다.

또한, 상기 다양한 실시형태 중의 임의의 실시형태를 적당히 조합함으로써, 각각이 가지는 효과를 나타내도록 할 수 있다.

본 발명은, 첨부 도면을 참조하면서 바람직한 실시 형태에 관련되어서 충분히 기재되어 있지만, 이 기술이 숙련한 사람들에 있어서는 다양한 변형이나 수정은 명백하다. 그러한 변형이나 수정은 첨부한 청구의 범위에 의한 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 한에 있어서, 그 중에 포함된다고 이해되어야 한다.

Claims

피처리물(11)의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원의 공간(3)에 가스를 공급하면서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재에 전력을 공급함으로써 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜 상기 공간과 연결된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)로부터 방출된 활성입자를 상기 피처리물에 작용시켜 상기 피처리물에 미세 선상부(15)를 형성하는 플라즈마 처리방법에 있어서,

상기 피처리물과 평행으로 상기 미세 선상(線狀)부의 길이방향을 따라서 상기 개구부 근방에 가스를 흘리면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부을 형성하는, 플라즈마 처리방법.
제1항에 있어서, 상기 전력을 공급하는 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재로는, 상기 피처리물의 피처리면과는 반대측에 설치된 전극(25), 상기 피처리물 및 상기 마이크로 플라즈마원의 적어도 하나인, 플라즈마 처리방법.
제1항에 있어서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간은, 상기 가스가 공급되는 가스 공급구(9,20)와 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와는 별도로 설치되며, 또한 상기 공간내에 공급된 상기 가스가 배출되는 가스 배출구(21,22,23,90)를 구비하는, 플라즈마 처리방법.
제1항에 있어서, 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간을, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적이, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물의 상기 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적보다도 큰 상태에서 상기 피처리물과 평행하게 상기 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부 근방에 상기 가스를 흘리면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 플라즈마 처리방법.
제1항에 있어서, 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간을, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적이, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물의 상기 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적의 10배이상인 상태에서 상기 피처리물과 평행으로 상기 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부 근방에 상기 가스를 흘리면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 플라즈마 처리방법.
제3항에 있어서, 상기 가스 공급구로부터 공급된 상기 가스의 공급유량의 70%이상이 상기 가스 배출구로부터 배출되면서 상기 피처리물상에 상기 미세 선상부를 형성하는, 플라즈마 처리방법.
제1항에 있어서, 상기 피처리물과 평행으로 상기 미세 선상부의 길이방향을 따라 설치된 가스유로에 상기 가스를 흘림과 동시에 상기 가스 유로보다도 좁은 상기 개구부로부터 활성입자를 방출시키면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 플라즈마 처리방법.
제1항에 있어서, 상기 피처리물과 평행으로 상기 미세 선상부의 길이방향을 따라 설치된 가스유로에 상기 가스를 흘림과 동시에 상기 가스유로에의 가스 공급과 상기 가스유로로부터의 가스배출을 상기 피처리물과 접하는 공간(3)과 이격된 공간(18)에서 행하면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 플라즈마 처리방법.
제7항에 있어서, 상기 가스유로를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적이 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물의 상기 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적보다 큰 공간에서 형성하고 또한 상기 피처리물과 평행으로 상기 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부 근방에 상기 가스를 흘리면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 플라즈마 처리방법.
제7항에 있어서, 상기 가스유로를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적이 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물의 상기 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적의 10배이상의 공간에서 형성하고, 또한 상기 피처리물과 평행으로 상기 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부 근방에 상기 가스를 흘리면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 플라즈마 처리방법.
피처리물(11)의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원에 가스를 공급하면서 상기 피처리물의 피처리면과는 반대측에 설치된 전극(25), 상기 피처리물 및 상기 마이크로 플라즈마원의 적어도 하나에 전력을 공급함으로써, 상기 마이크로 플라즈마원의 공간(3)내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜 상기 공간과 연결된 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)로부터 방출된 활성입자를 상기 피처리물에 작용시켜 상기 피처리물의 미세 선상부(15)를 형성하는 플라즈마 처리방법에 있어서,

상기 마이크로 플라즈마원을 발생시키는 공간(3)으로의 가스공급을, 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 상기 공간을 에워싸는 벽면에 설치한 관통 구멍(20)으로부터 행하고, 또한 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 상기 공간으로부터의 가스배출을 상기 마이크로 플라즈마원을 발생시키는 상기 공간을 통해서 상기 피처리물의 상기 미세 선상부가 배치되어 있는 측과는 반대방향으로 향해서 행함으로써 상기 피처리물과 평행으로 상기 미세 선상부의 길이방향을 따라 상기 개구부 근방에 상기 가스를 흘리면서 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 플라즈마 처리방법.
제1항에 있어서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부의 폭이 0.01mm이상에서 5mm이하인, 플라즈마 처리방법.
제1항에 있어서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부의 폭이 0.01mm이상에서 1mm이하인, 플라즈마 처리방법.
제1항에 있어서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물과의 거리가 0.01mm이상에서 1mm이하인, 플라즈마 처리방법.
제1항에 있어서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물과의 거리가 0.01mm이상에서 0.5mm이하인, 플라즈마 처리방법.
피처리물(11)의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원과,

상기 마이크로 플라즈마원의 공간(3)에 플라즈마 발생용 가스를 공급하는 가스 공급장치(7)와,

상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재에 전력을 공급하는 전원(12)을 구비하고,

상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간에는 상기 가스가 공급되는 가스 공급구(9,20)와, 상기 피처리물에 대향하는 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와는 별도로 설치되며 또한 상기 공간내에 공급된 상기 가스가 배출되는 가스배출구(21,22,23,90)가 연통되어,

상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간내에서 상기 가스 공급구로부터 가스배출구로 향해서 상기 피처리물과 평행하게 상기 피처리물에 형성할 미세 선상부(15)의 길이방향을 따라 상기 개구부 근방에 상기 가스를 흘리면서 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜 상기 공간과 연통된 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부로부터 방출된 활성입자를 상기 피처리물에 작용시켜 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 플라즈마 처리장치.
제16항에 있어서, 상기 전력을 공급하는 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재로는, 상기 피처리물의 피처리면과는 반대측에 설치된 전극(25), 상기 피처리물 및 상기 마이크로 플라즈마원의 적어도 하나인, 플라즈마 처리장치.
제16항에 있어서, 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간을, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적이, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물의 상기 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적보다도 큰, 플라즈마 처리장치.
제16항에 있어서, 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간을, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적이, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물의 상기 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적의 10배 이상인, 플라즈마 처리장치.
피처리물(11)의 근방에 배치된 마이크로 플라즈마원과,

상기 마이크로 플라즈마원의 마이크로 플라즈마 발생용 공간(3)에 플라즈마 발생용 가스를 공급하는 가스 공급장치(7)와,

상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재에 전력을 공급하는 전원(12)을 구비하고,

상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간에는 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와는 별도로 가스 유로용 공간(18)이 설치되며, 이 가스 유로용 공간에 상기 가스가 공급되는 가스 공급구(9,20)와, 상기 피처리물에 대향하는 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부(10)와는 별도로 설치되며 또한 상기 가스 유동용 공간내에 공급된 상기 가스가 배출되는 가스배출구(21,22,23,90)가 연통되어,

상기 마이크로 플라즈마원의 상기 가스 유로용 공간내에서 상기 가스 공급구로부터 가스배출구로 향해서 상기 피처리물과 평행하게 상기 피처리물에 형성할 미세 선상부(15)의 길이방향을 따라 상기 개구부 근방에 상기 가스를 흘리면서 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 마이크로 플라즈마원 발생용 공간내에서 마이크로 플라즈마를 발생시켜 상기 공간과 연통된 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부로부터 방출된 활성입자를 상기 피처리물에 작용시켜 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 플라즈마 처리장치.
제20항에 있어서, 상기 전력을 공급하는 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재로는, 상기 피처리물의 피처리면과는 반대측에 설치된 전극, 상기 피처리물 및 상기 마이크로 플라즈마원의 적어도 하나인, 플라즈마 처리장치.
제20항에 있어서, 상기 가스공급을 행하기 위한 상기 가스 공급구와 상기 가스배출을 행하기 위한 상기 가스 배출구가 연통하는 상기 가스 유로용 공간이 상기 피처리물에 근접하는 상기 마이크로 플라즈마 발생용 공간과는 이격되어 배치되어 있는, 플라즈마 처리장치.
제20항에 있어서, 상기 가스 유로용 공간을, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적이, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물의 상기 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적보다도 큰, 플라즈마 처리장치.
제20항에 있어서, 상기 가스 유로용 공간을, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면적이, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물의 상기 미세 선상부를 대향면으로 하는 직방체를, 상기 미세 선상부의 길이방향에 수직한 면에서 자른 단면의 단면적의 10배 이상인, 플라즈마 처리장치.
제16항에 있어서, 상기 가스 공급장치에 의한 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간에의 상기 가스의 공급을, 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 공간을 에워싸는 벽면에 설치한 관통 구멍(20)으로부터 행하며, 또한 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 상기 공간으로부터의 상기 가스배출을, 상기 마이크로 플라즈마를 발생시키는 상기 공간을 통해서 상기 마이크로 플라즈마원의 개구부와는 반대 방향으로 향해서 행하는, 플라즈마 처리장치.
제16항에 있어서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부의 폭이 0.01mm이상에서 5mm이하인, 플라즈마 처리장치.
제16항에 있어서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부의 폭이 0.01mm이상에서 1mm이하인, 플라즈마 처리장치.
제16항에 있어서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물과의 거리가 0.01mm이상에서 1mm이하인, 플라즈마 처리장치.
제16항에 있어서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 개구부와 상기 피처리물과의 거리가 0.01mm이상에서 0.5mm이하인, 플라즈마 처리장치.
고주파 전력을 인가하는 고주파 전원(203)과,

상기 고주파 전원에 접속된 제1 전극(201)과, 상기 제1 전극에 대향하는 제2 전극(202)과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극사이의 플라즈마방전을 생성하기 위한 방전공간(S)을 구비한 플라즈마 발생부(245)와,

상기 방전공간에 가스를 공급하는 가스 공급장치(206)와,

상기 방전공간의 압력이 100Pa~200Pa로, 또한 상기 방전공간의 압력 P와 상기 방전공간의 두께 D와의 적 PD를 0.1~120(Pa·m)로 되도록 제어하는 제어장치(211)와,

상기 플라즈마발생부와 피처리물(208)을 상대이동시키는 이동장치(10,240)를 구비하는 플라즈마 처리장치.
제30항에 대해서 상기 이동장치는 상기 플라즈마 발생부를 상기 피처리물에 대해서 이동하는 플라즈마 발생부 이동장치(10)인, 플라즈마 처리장치.
제30항에 있어서, 상기 이동장치는 상기 피처리물을 상기 플라즈마 발생부에 대해서 이동하는 피처리물 이동장치(240)인, 플라즈마 처리장치.
제1과 제2의 전극(201,202)을 대향 배치하여 양전극의 사이에 형성된 방전공간(S)에 가스를 공급하고,

상기 방전공간의 압력을 100 Pa~200 kPa로 유지함과 동시에 상기 방전공간의 압력 P와 상기 방전공간의 두께 D의 적 PD가 0.1~120 (Pa·m)로 되도록 제어하고 상기 제1전극에 고주파 전력을 인가함으로써 상기 방전공간에 플라즈마를 발생시켜,

발생시킨 플라즈마와 피처리물(208)을 상대적으로 이동시키고, 상기 발생시킨 플라즈마로써 상기 피처리물을 처리하는, 플라즈마 처리방법.
제16항에 있어서, 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 압력이 100 Pa~200 kPa로, 또한 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 압력 P와 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 두께 D와의 적 PD를 0.1~120 (Pa·m)로 되도록 제어하는 제어장치(341,241)와,

상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간과 상기 피처리물을 상대 이동시키는 이동장치(300,10)를 추가로 구비한, 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는 경우, 상기마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 압력을 100 Pa~200 kPa로 유지함과 동시에 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 압력 P와 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 두께 D의 적 PD가 0.1~120 (Pa·m)로 되도록 제어하고 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간의 근방의 부재에 전력을 공급함으로써 상기 마이크로 플라즈마원의 상기 공간에 플라즈마를 발생시켜,

발생시킨 플라즈마와 상기 피처리물을 상대적으로 이동시키고, 상기 발생시킨 플라즈마로써 상기 피처리물에 상기 미세 선상부를 형성하는, 플라즈마 처리방법.