JPH0119254B2 - - Google Patents

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JPH0119254B2
JPH0119254B2 JP3574281A JP3574281A JPH0119254B2 JP H0119254 B2 JPH0119254 B2 JP H0119254B2 JP 3574281 A JP3574281 A JP 3574281A JP 3574281 A JP3574281 A JP 3574281A JP H0119254 B2 JPH0119254 B2 JP H0119254B2
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JP
Japan
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electrode
discharge
high frequency
frequency electrode
shield
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Expired
Application number
JP3574281A
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English (en)
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JPS57149735A (en
Inventor
Hideo Mito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Anelva Corp
Original Assignee
Canon Anelva Corp
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Publication date
Application filed by Canon Anelva Corp filed Critical Canon Anelva Corp
Priority to JP3574281A priority Critical patent/JPS57149735A/ja
Publication of JPS57149735A publication Critical patent/JPS57149735A/ja
Publication of JPH0119254B2 publication Critical patent/JPH0119254B2/ja
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、平行平板型高周波電極を用いたスパ
ツタリング、ドライエツチング、プラズマCVD
などのプラズマ処理装置に関する。特に浮遊容量
が小さく、しかも不必要な部分でのプラズマの発
生を防いだ改良された電極を有するプラズマ処理
装置に関する。
一般のプラズマ処理装置においては、高周波を
電極に印加して放電を発生させる場合、高周波電
源の出力インピーダンスと放電インピーダンスが
マツチングしていないと放電が起らなかつたり反
射電力が大きくなり、放電電力を大きくすること
ができなくなつたりする。放電インピーダンスは
放電圧力、放電ガスの種類、放電電力、電極形状
等により大きく変わる。スパツタリング、ドライ
エツチング、プラズマCVDなどの場合のその値
は100Ω〜1kΩ程度の範囲で変化する。一方高周
波電源の出力インピーダンスは一般に一定であり
50Ωにする場合が多い。高周波電源の出力インピ
ーダンスと放電インピーダンスをマツチングさせ
るため高周波電源と高周波電極の間にマツチング
回路を入れ、マツチング回路を含む放電インピー
ダンスが高周波電源の出力インピーダンスに等し
くなるようにする。
放電時のインピーダンスは等価的に抵抗Rと容
量Cとが並列に電極間に入つているものとして表
わすことができる。この容量は更に目的のプラズ
マ発生のため平行平板電極間の容量とこれらの電
極とこれらの電極を取り囲む真空容器その他の接
地あるいは非接地の導体との間に関係する容量に
分けられる。後者の容量は、一般に浮遊容量と呼
ばれ普通プラズマ処理装置では平行平板間の容量
よりも浮遊容量の方が大きい。浮遊容量が大きい
ことは特に以下の二つの点で好ましくない。(1)マ
ツチング回路によりRF電源の出力インピーダン
スと放電インピーダンスをマツチングさせても浮
遊容量が大きくなると放電に消費される実効パワ
ーが小さくなる。(2)放電状態の変化により放電イ
ンピーダンスは変化するためマツチング回路内の
可変容量コンデンサーもしくは可変誘導コイルで
インピーダンスを変え、RF電源の出力インピー
ダンスに一致させるようにする。この場合浮遊容
量が大きいと可変インピーダンスの範囲が大きく
なり大きい可変容量コンデンサーもしくは可変誘
導コイルが必要になる。一般的に可変容量コンデ
ンサーの方がよく用いられ真空コンデンサーを用
いることが多いが真空コンデンサーは高価である
ため、低価格にするためできる限り低容量である
ことが望まれる。
一方スパツタリング、ドライエツチング、プラ
ズマCVDなどのプラズマ処理装置は工業的に用
いられるようになり、その高周波電極はますます
大型化してきている。それに伴ない電極の浮遊容
量も大きくなつてきている。この浮遊容量を小さ
くする一つの方法として第1図のような高周波電
極が提案されている。第1図について説明する。
高周波電極1は絶縁物2を介しチヤンバー蓋3に
固定されている。真空シールはOリング4,5に
よりなされている。高周波電極1に対した位置に
接地されたアノード6が設けられている。チヤン
バー7内を適当な圧力にして高周波電極1にマツ
チング回路8を介し高周波電源9より高周波を印
加すると高周波電極1とアノード6に放電が起
る。シールド板10は他の部分に放電を廻り込ま
せないような役割を果している。このような電極
構造にすると、高周波電極と接地部が相対してい
る面積が少なく浮遊容量が小さくできる。
絶縁物2は加工性がよいこと、真空中で使用で
きること、耐電圧がよいこと、誘電損失が小さい
ことなどの条件を満さなければならないため、四
フツ化エチレン樹脂が一般的に用いられている。
四フツ化エチレン樹脂は高価であるため高周波電
極1が大きくなれば、絶縁物2も大きくなり、高
周波電極部は非常に高価格になる。又、高周波電
極を回転させたり、250℃以上に加熱したりする
場合は第1図に示す構造の高周波電極は全く適し
ていない。
浮遊容量を小さくする他の方法として、高周波
電極と接地部(以下シールド板と呼ぶ)の相対し
ている面積が大きくてもその間の距離を大きくし
た電極構造にすることが考えられる。しかし電極
とシールド板の間隔が大きいとその間でも放電が
生じてしまう。放電を生じさせない間隔は放電条
件により異なるがスパツタリングの場合5〜8
mm、ドライエツチングの場合3〜5mm、プラズマ
CVDの場合1〜5mmでその間隔はあまり変えら
れない。放電を生じさせず等価的に距離を大きく
する方法としてこの間隔を大きくし、その間に絶
縁物を入れる構置がよく用いられている。この絶
縁物は第1図説明のとき述べた性質を備えている
必要があるため四フツ化エチレン樹脂が一般的に
用いられる。前述したように大きい電極になれば
非常に高価になり、250℃以上の高温では使用で
きないという欠点がこの電極構造にはある。
本発明は、処理効率を上げるための装置の大型
化に伴う高周波電極の大型化によつて浮遊容量が
増加したり、高温加熱が実質的に極めて困難にな
つたりする従来の電極構造を改善することによつ
て高性能のプラズマ処理装置を提供することを目
的とする。
上述の目的を達成するため本発明のプラズマ処
理装置においては、接地されていない高周波電極
の周囲のうち、対向高周波電極(アノード)に面
する部分を除いた部分の周囲の真空容器やシール
ド板などの接地電位の導体との間にこれらの接地
電位の導体とも、内部の高周波電極とも電気的に
は絶縁された金属板を挿入する方法を採つてい
る。金属板は必要に応じて、1枚のみならず2枚
以上挿入することもできる。このように金属板を
挿入することにより、高周波電極と、対向電極を
除いた周囲導体との間の浮遊容量を減少させ、し
かも不要部分での放電、プラズマの発生を防ぐこ
とができる。
以下第2図により本発明を詳細に説明する。チ
ヤンバー7とチヤンバー蓋3とで形成される真空
室内に高周波電極1とアノード6が対して設置さ
れる。排気ポート11より真空ポンプ(図示せ
ず)で真空室内を排気しながら、放電ガス12を
ガス導入口13より導入し適切な放電圧力にす
る。マツチング回路8を介して高周波電力を高周
波電源9より高周波電極1に供給する。すると高
周波電極1とアノード6との間にプラズマ13が
発生する。高周波電極1の前面以下で不要な放電
を起させないため通常その高周波電極1の後面、
側面にはシールド板14が設けられる。
本実施例においては、高周波電極1と接地電位
にあるシールド板14との間に互に絶縁されかつ
高周波電極1、シールド板14とも絶縁された2
枚の金属板15および16が挿入されている。こ
れらの金属板はシールド板14と近い作用もあり
便宜上シールド電極A15、シールド電極B16
と呼ぶ。高周波電極1とシールド板14の間はシ
ールド電極A15とシールド電極B16によりほ
ぼ等分されるよう絶縁石17で固定される。そし
てこれらの間隔は放電が入り込まないような距離
例えば〜5mmに設定される。この距離はあまり小
さくすると高周波電極3と各シールド電極シール
ド板間でアーク放電を生じるので、放電が入り込
まない程度に小さく、アーク放電が生じない程度
に大きくとらなければならない。高周波電極1と
シールド電極B16の間の浮遊容量をC1とし、
シールド電極B16とシールド電極A15の間の
浮遊容量をC2とし、シールド電極A15とシー
ルド板14の間の浮遊容量をC3とする。高周波
電極1とアノード6間の浮遊容量を無視すると高
周波電極1の浮遊容量Cは1/C=1/C1
1/C2+1/C3となる。C1C2C3とするとC
1/3C1となる。シールド電極をn個入れるそれ らの間隔をほぼ等しくすれば高周波電極の浮遊容
量CはC=1/n+1C1となり、従来用いられてい るような1個のシールド板付高周波電極に比し浮
遊容量を小さくできる。なお高周波電極、各シー
ルド電極、シールド板間の電気容量をほぼ等しく
しておけば各電極間あるいは電極シールド板間に
かかる電圧もほぼ等分配されこれらの間で異常放
電が起ることもない。これらのシールド電極、シ
ールド板はステンレス板で作られており、絶縁物
17は小さくてすむため絶縁石を用いることがで
きる。従つて高周波電極を250℃以上まで加熱し
ても全く問題が生じないのみならず、2板のシー
ルド電極は熱絶縁に対しても非常に有効である。
(但し軸シール部の水冷は必要であるが狭い部分
の冷却なので容易である)。
以上のように、本発明によるプラズマ処理装置
は大型の高周波電極を設置しても、浮遊容量が小
さく、不要部分での放電、プラズマの発生を防
ぎ、電極加熱も容易であり、電極を加熱した場合
の熱のシールドにも優れており、これらの特長を
安価に実現できる。更に、実施例でも説明したよ
うに必要があれば、高周波電極を回転させる構造
も、従来の装置と比較すれば極めて容易にでき
る。
以上の説明は、例として挙げたもので、本発明
の範囲を限定するものではない。要するに高周波
電極の周囲の少なくとも一部に、周囲の導体との
間に高周波電極、周囲の導体と絶縁された金属板
を挿入する構造を有するプラズマ処理装置はすべ
て本発明の範囲であり、金属板の枚数、位置など
の制約は受けない。又、電極位置の上下関係など
も自由に選べることは明白である。場合によれば
金属板に任意の孔をあけるなどの変形を行ない排
気やガス交換を容易にすることも、本発明の目的
を守れる範囲で行い得ることも明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の高周波電極の説明をするための
断面図であり、第2図は本発明の実施例を示す高
周波電極の断面図である。 1……高周波電極、6……高周波電極(アノー
ド)、15,16……シールド電極、17……絶
縁物。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 相対する平行平板高周波電極を有するプラズ
    マ処理装置において、前記電極のうち接地電位に
    ない電極と該電極の周囲の接地電位の導体との間
    に、該電極および該電極の周囲の導体のいずれか
    らも絶縁された浮遊容量を小さくするための金属
    板を少なくとも1枚挿入した電極構造を有するこ
    とを特徴とするプラズマ処理装置。
JP3574281A 1981-03-12 1981-03-12 Plasma treating device Granted JPS57149735A (en)

Priority Applications (1)

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JP3574281A JPS57149735A (en) 1981-03-12 1981-03-12 Plasma treating device

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JP3574281A JPS57149735A (en) 1981-03-12 1981-03-12 Plasma treating device

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JPS57149735A JPS57149735A (en) 1982-09-16
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JPS61177375A (ja) * 1985-01-30 1986-08-09 Shimadzu Corp 平面型プラズマcvd装置
FR2606038B1 (fr) * 1986-10-30 1988-12-16 Ibm France Perfectionnement aux enceintes pour le traitement des substrats semiconducteurs
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US7582185B2 (en) 2002-12-26 2009-09-01 Canon Kabushiki Kaisha Plasma-processing apparatus

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