JPH0365892B2 - - Google Patents
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- JPH0365892B2 JPH0365892B2 JP60179578A JP17957885A JPH0365892B2 JP H0365892 B2 JPH0365892 B2 JP H0365892B2 JP 60179578 A JP60179578 A JP 60179578A JP 17957885 A JP17957885 A JP 17957885A JP H0365892 B2 JPH0365892 B2 JP H0365892B2
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- electrode
- substrate
- plasma
- frequency power
- electrodes
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
- H01J37/32155—Frequency modulation
- H01J37/32165—Plural frequencies
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0011—Working of insulating substrates or insulating layers
- H05K3/0055—After-treatment, e.g. cleaning or desmearing of holes
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/09—Treatments involving charged particles
- H05K2203/095—Plasma, e.g. for treating a substrate to improve adhesion with a conductor or for cleaning holes
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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- Plasma Technology (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はプラズマによつて基板を処理するため
のシステム、より具体的に言えば表裏両面を有す
る基板を処理するために、均一なプラズマを発生
する装置に関する。
のシステム、より具体的に言えば表裏両面を有す
る基板を処理するために、均一なプラズマを発生
する装置に関する。
[開示の概要]
本願明細書は基板の表裏両面を処理するため
に、実質的に均一なプラズマを発生するシステム
を開示する。基板の表裏両面は夫々導電部分を持
つている。基板の表裏何れかの平面に、互に対向
した関係で2個の電極が配置される。第1の無線
周波数(以下高周波という)電源が第1の電極に
電気的に接続され、第2の高周波電源が第2の電
極に電気的に接続される。第1及び第2高周波電
源は互に位相がずれており、その結果、実質的に
均一なプラズマ領域を発生する。
に、実質的に均一なプラズマを発生するシステム
を開示する。基板の表裏両面は夫々導電部分を持
つている。基板の表裏何れかの平面に、互に対向
した関係で2個の電極が配置される。第1の無線
周波数(以下高周波という)電源が第1の電極に
電気的に接続され、第2の高周波電源が第2の電
極に電気的に接続される。第1及び第2高周波電
源は互に位相がずれており、その結果、実質的に
均一なプラズマ領域を発生する。
[従来技術]
プラズマエツチングの結果を均一にするための
1つの従来方法は、エツチング(食刻)速度を低
くするのが望ましく、フツ素置換を生じるように
CF4の濃度を高める必要があつた。
1つの従来方法は、エツチング(食刻)速度を低
くするのが望ましく、フツ素置換を生じるように
CF4の濃度を高める必要があつた。
プラズマ反応を起すために、通常、反対極性の
電荷が与えられた電極が真空室内に置かれる。そ
のような装置は例えば、本出願人の「くぼみに対
する改良されたマグネトロンのスパツタ沈積のた
めのシールド」と題する米国特許第4508612号に
示されている。
電荷が与えられた電極が真空室内に置かれる。そ
のような装置は例えば、本出願人の「くぼみに対
する改良されたマグネトロンのスパツタ沈積のた
めのシールド」と題する米国特許第4508612号に
示されている。
バイア孔又はスルーホールを清浄する技術が米
国特許第4230533号に開示されている。この技術
はプラズマエツチングを使つており、その装置に
おいては、穿孔を有する基板の表面導電層それ自
身がプラズマを発生するための電極として働ら
く。1個の高周波源が各基板の一方の面へ電気的
に接続それ、各基板の他方の面は接地される。プ
ラズマが開孔内で発生して汚れを除去するように
働らく。この装置で発生されるプラズマはスルー
ホール内にのみ現われる。
国特許第4230533号に開示されている。この技術
はプラズマエツチングを使つており、その装置に
おいては、穿孔を有する基板の表面導電層それ自
身がプラズマを発生するための電極として働ら
く。1個の高周波源が各基板の一方の面へ電気的
に接続それ、各基板の他方の面は接地される。プ
ラズマが開孔内で発生して汚れを除去するように
働らく。この装置で発生されるプラズマはスルー
ホール内にのみ現われる。
然し乍ら、均一な電界の下では相対的に低い周
波数の高周波でも基板のスルーホールを通してイ
オンを駆動することが出来るけれども、この方法
を不均一な電界中で使うと反対の効果、即ちエツ
チングの不均一性が増進される。
波数の高周波でも基板のスルーホールを通してイ
オンを駆動することが出来るけれども、この方法
を不均一な電界中で使うと反対の効果、即ちエツ
チングの不均一性が増進される。
米国特許第4285800号はプリント回路板を処理
するためのガスプラズマ反応室を開示している。
基板を保持するため間隔を開けて並置された複数
の棒を有するラツクアセンブリ、即ち架台部が反
応室中に設けられている。一対の電極が架台部の
外側に装着されている。架台部は接地電位に保た
れ、電極は、電極と架台の棒との間でプラズマが
形成されるよう高周波で付勢される。
するためのガスプラズマ反応室を開示している。
基板を保持するため間隔を開けて並置された複数
の棒を有するラツクアセンブリ、即ち架台部が反
応室中に設けられている。一対の電極が架台部の
外側に装着されている。架台部は接地電位に保た
れ、電極は、電極と架台の棒との間でプラズマが
形成されるよう高周波で付勢される。
[発明が解決しようとする問題点]
種々の電子素子、例えば集積回路のように電子
素子を製造する際に、基板上の金属の薄膜を付着
(deposit)する必要がある。例えば銅の如き材料
がセラミツク又はガラス基板上に付着され、エツ
チングされ、若しくは電気回路又は電子素子に形
成される。
素子を製造する際に、基板上の金属の薄膜を付着
(deposit)する必要がある。例えば銅の如き材料
がセラミツク又はガラス基板上に付着され、エツ
チングされ、若しくは電気回路又は電子素子に形
成される。
プラズマデポジシヨン、即ちプラズマ付着の領
域で、原子はスパツタリング又はスパツタ付着と
称されるプロセスによつて、陰極に接続されたタ
ーゲツトの表面から取出される。このプロセスに
おいて、ターゲツトはしばしば銅などのような電
気の良導電材料で構成される。ターゲツトが取り
付けられる陰極は、アルゴンのような不活性ガス
雰囲気内で、直流か又は高周波の相対的に高い電
圧が賭けられる。不活性ガスはイオン化し励起気
体状態(プラズマ)を形成する。このプラズマ状
態から正のイオンが脱出してターゲツトの露出面
に衝突する。ターゲツトの材料の原子又はクラス
タ(原子団)は運動のモーメントによつて放出さ
れる。スパツタリングとして知られているが、タ
ーゲツト原子のこのような放出である。このプロ
セスを繰返すことによつて、元来、中性である多
数のこれ等の原子が高真空中で、ターゲツトの前
の空間に移動する。これ等の原子は結局、全体と
してターゲツトに近接して置かれた基板、即ちサ
ンプルの表面に付着する。かくて、原子の被覆即
ちターゲツト材料の分子層が基板上に形成され
る。全体が1μmよりも薄いコーテイングが薄膜
(thin film)と称される。一般に、集積回路の金
属化表面処理にはこの厚さで充分である。
域で、原子はスパツタリング又はスパツタ付着と
称されるプロセスによつて、陰極に接続されたタ
ーゲツトの表面から取出される。このプロセスに
おいて、ターゲツトはしばしば銅などのような電
気の良導電材料で構成される。ターゲツトが取り
付けられる陰極は、アルゴンのような不活性ガス
雰囲気内で、直流か又は高周波の相対的に高い電
圧が賭けられる。不活性ガスはイオン化し励起気
体状態(プラズマ)を形成する。このプラズマ状
態から正のイオンが脱出してターゲツトの露出面
に衝突する。ターゲツトの材料の原子又はクラス
タ(原子団)は運動のモーメントによつて放出さ
れる。スパツタリングとして知られているが、タ
ーゲツト原子のこのような放出である。このプロ
セスを繰返すことによつて、元来、中性である多
数のこれ等の原子が高真空中で、ターゲツトの前
の空間に移動する。これ等の原子は結局、全体と
してターゲツトに近接して置かれた基板、即ちサ
ンプルの表面に付着する。かくて、原子の被覆即
ちターゲツト材料の分子層が基板上に形成され
る。全体が1μmよりも薄いコーテイングが薄膜
(thin film)と称される。一般に、集積回路の金
属化表面処理にはこの厚さで充分である。
一般にバイア(via)と言われている短絡孔又
はスルーホールは、第1の層の導電パターンと第
2の層又はそれ以上の層の基板上の導電パターン
との間の相互電気接続路である。別に基板上の回
路を相互に電気的に接続するために、貴金属(例
えばパラジウム)の下地層及び無電解金属メツキ
がバイアの壁面を被覆するために使われて来た。
(上述の被覆は後で電気メツキされるのが普通で
ある。)然し乍ら最近は、プラズマ技術がこの問
題に適用されて来ている。
はスルーホールは、第1の層の導電パターンと第
2の層又はそれ以上の層の基板上の導電パターン
との間の相互電気接続路である。別に基板上の回
路を相互に電気的に接続するために、貴金属(例
えばパラジウム)の下地層及び無電解金属メツキ
がバイアの壁面を被覆するために使われて来た。
(上述の被覆は後で電気メツキされるのが普通で
ある。)然し乍ら最近は、プラズマ技術がこの問
題に適用されて来ている。
プリント回路板及びカードとして使用される基
板のプラズマ処理の分野において、不均一なプラ
ズマ領域は不均一なエツチング、不均一な付着を
生じ、そしてスルーホール、又はバイア孔の不均
一な清浄を齎す。このスルーホールに関する清浄
処理はデスミアリング(desmearing)と称する。
例えば、エツチングプロセスにおいて、基板の中
心部分のより高濃度のプラズマ領域は基板の中心
部位でより高いエツチング速度を齎すのに反し
て、基板の周辺部分における相対的に希薄なプラ
ズマ濃度はこれ等の部分で比例的且つ予想通りの
低いエツチング速度を生ずる。電気的に浮遊状態
にあるプリント回路板に近接した不均一な電界は
回路板に不均一なプラズマ処理を起こすことがわ
かつている。
板のプラズマ処理の分野において、不均一なプラ
ズマ領域は不均一なエツチング、不均一な付着を
生じ、そしてスルーホール、又はバイア孔の不均
一な清浄を齎す。このスルーホールに関する清浄
処理はデスミアリング(desmearing)と称する。
例えば、エツチングプロセスにおいて、基板の中
心部分のより高濃度のプラズマ領域は基板の中心
部位でより高いエツチング速度を齎すのに反し
て、基板の周辺部分における相対的に希薄なプラ
ズマ濃度はこれ等の部分で比例的且つ予想通りの
低いエツチング速度を生ずる。電気的に浮遊状態
にあるプリント回路板に近接した不均一な電界は
回路板に不均一なプラズマ処理を起こすことがわ
かつている。
前記の刊行物に示された技術は、大きな基板の
表面をエツチングするためにも、また大きな面積
にわたつて均一なプラズマ領域を発生するために
も適当でない。
表面をエツチングするためにも、また大きな面積
にわたつて均一なプラズマ領域を発生するために
も適当でない。
[問題点を解決するための手段]
本発明に従つて、表裏両面を有する基板を処理
するために、実質的に均一なプラズマを発生する
ためのシステムを開示する。基板の表裏両面に電
気的に導電性の部分を持つてもよい。2個の電極
が互に対向する関係で基板の表裏両面に配置され
る。第1の高周波電源が第1電極に電気的に接続
され、且つ第2の高周波電源が第2電極に接続さ
れる。第1及び第2の高周波電源の位相は相互に
ずらせてある。
するために、実質的に均一なプラズマを発生する
ためのシステムを開示する。基板の表裏両面に電
気的に導電性の部分を持つてもよい。2個の電極
が互に対向する関係で基板の表裏両面に配置され
る。第1の高周波電源が第1電極に電気的に接続
され、且つ第2の高周波電源が第2電極に接続さ
れる。第1及び第2の高周波電源の位相は相互に
ずらせてある。
[実施例]
第2図を参照すると、従来の技術で知られてい
るような通常の上部パネル電極10と下部パネル
電極12との断面図が示されている。電極10及
び12は平行に配置されている。この構造は平行
板パネル電極と言われる。
るような通常の上部パネル電極10と下部パネル
電極12との断面図が示されている。電極10及
び12は平行に配置されている。この構造は平行
板パネル電極と言われる。
電源は示されていないが夫々の電極10及び1
2に接続される。第2図に示されるように、或る
時間において、正の電荷が上部電極10に印加さ
れ、そして負の電極が下部電極12に印加され
る。平行電極10及び12の間で、参照番号14
で識別される電界は中心領域で実質的に均一であ
る。然し乍ら、夫々参照番号16及び18により
示されているように、電極10及び12の両端で
の電界は、より高密度である。従つて電界14も
それによつて生じるプラズマ(図示せず)も電極
10及び12に近接した全ての場所で均一ではな
い。
2に接続される。第2図に示されるように、或る
時間において、正の電荷が上部電極10に印加さ
れ、そして負の電極が下部電極12に印加され
る。平行電極10及び12の間で、参照番号14
で識別される電界は中心領域で実質的に均一であ
る。然し乍ら、夫々参照番号16及び18により
示されているように、電極10及び12の両端で
の電界は、より高密度である。従つて電界14も
それによつて生じるプラズマ(図示せず)も電極
10及び12に近接した全ての場所で均一ではな
い。
更に第3図を参照すると、間に挟まれた基板2
0を有する、同じ平行板パネル電極10及び12
の断面図が示されている。基板20は電極10及
び12の主軸と平行に配置される。任意の時間で
の電界は電極10及び12の中心部22では相対
的に低い強度を有し、そして電極10及び12の
外縁部で相対的i高い強度を有している。中間部
に基板20を有する通常の平行板パネル電極10
及び12は均一でない電界を生ずることが分る。
0を有する、同じ平行板パネル電極10及び12
の断面図が示されている。基板20は電極10及
び12の主軸と平行に配置される。任意の時間で
の電界は電極10及び12の中心部22では相対
的に低い強度を有し、そして電極10及び12の
外縁部で相対的i高い強度を有している。中間部
に基板20を有する通常の平行板パネル電極10
及び12は均一でない電界を生ずることが分る。
第1図は本発明のプラズマ領域発生装置の模式
図であつて、上部電極28とそれと平行な下部電
極30を有するプラズマ反応システムが示されて
いる。それ等2枚の電気的28及び30の中間
に、その2枚の電極と実質的に平行に基板32が
あり、基板は接地されるか、又はゼロ電位に保た
れる。
図であつて、上部電極28とそれと平行な下部電
極30を有するプラズマ反応システムが示されて
いる。それ等2枚の電気的28及び30の中間
に、その2枚の電極と実質的に平行に基板32が
あり、基板は接地されるか、又はゼロ電位に保た
れる。
例えばブランソン(Branson)IPC社で製造さ
れたモデル番号PM145のような高周波電源、即
ち高周波発生器34が上部電極28へ電気的に接
続されている。第2の高周波電源36が下部電極
30に電気的に接続される。インピーダンスを整
合するために、インピーダンス整合回路38が上
部電極28と直列に上部高周波電源34へ接続さ
れる。インピーダンス整合回路は固定容量と可変
容量とを含む。第2のインピーダンス整合回路4
0は下部電極30と直列に第2高周波電源36へ
接続される。
れたモデル番号PM145のような高周波電源、即
ち高周波発生器34が上部電極28へ電気的に接
続されている。第2の高周波電源36が下部電極
30に電気的に接続される。インピーダンスを整
合するために、インピーダンス整合回路38が上
部電極28と直列に上部高周波電源34へ接続さ
れる。インピーダンス整合回路は固定容量と可変
容量とを含む。第2のインピーダンス整合回路4
0は下部電極30と直列に第2高周波電源36へ
接続される。
交番電流位相波形42及び44は高周波電源3
4及び36の間の位相差を表わしている。高周波
電源34及び36は常時、相互に180°位相がずれ
ていることが分る。接地された基板32と上部及
び下部電極28,30夫々との間に発生される電
界は、従来の半分でしかも打ち消し合う位相関係
にあるので端部46,48においても従来よりも
均一性が高くなる。
4及び36の間の位相差を表わしている。高周波
電源34及び36は常時、相互に180°位相がずれ
ていることが分る。接地された基板32と上部及
び下部電極28,30夫々との間に発生される電
界は、従来の半分でしかも打ち消し合う位相関係
にあるので端部46,48においても従来よりも
均一性が高くなる。
第4図を参照すると、プラズマ処理に使用され
る高真空度に維持するのに適する反応室50が示
される。例えば、そのような室50はブランソン
社のモデル番号7415により入手しうる。反応室5
0は排気され、次にアルゴン及び酸素またはCF4
及び酸素が導入される。ハウジング52が反応室
50の中に置かれる。ハウジング52には、電気
回路を表面にプリントさせるのに適した複数枚の
カード、即ち基板54を装着する。基板54は母
線56によつて互いに電気的に接続される。母線
56は接地57される。
る高真空度に維持するのに適する反応室50が示
される。例えば、そのような室50はブランソン
社のモデル番号7415により入手しうる。反応室5
0は排気され、次にアルゴン及び酸素またはCF4
及び酸素が導入される。ハウジング52が反応室
50の中に置かれる。ハウジング52には、電気
回路を表面にプリントさせるのに適した複数枚の
カード、即ち基板54を装着する。基板54は母
線56によつて互いに電気的に接続される。母線
56は接地57される。
電極58及び60は基板54の両側に交互に設
置される。電極58は母線56によつて互に電気
的に接続されている。母線62は、良好な実施例
では13.5メガヘルツで動作する高周波電源へ電気
的に接続される。スルーホールの高い縦横比(即
ち、スルーホールの深さ対直径の比率が6:1よ
りも大きい場合)のために極めて低い周波数(例
えば50キロヘルツ)で動作する高周波電源は供給
ガスからポリマ種の生成を阻止することが見出さ
れている。イオン化プラズマ種の食刻物(ionic
plasma species etchants)は高周波に応答して、
スルーホール内面に到達し、スルーホールの内面
を均一にエツチングする。位相図65は或る任意
の時間における高周波発生器64の位相を表わ
す。
置される。電極58は母線56によつて互に電気
的に接続されている。母線62は、良好な実施例
では13.5メガヘルツで動作する高周波電源へ電気
的に接続される。スルーホールの高い縦横比(即
ち、スルーホールの深さ対直径の比率が6:1よ
りも大きい場合)のために極めて低い周波数(例
えば50キロヘルツ)で動作する高周波電源は供給
ガスからポリマ種の生成を阻止することが見出さ
れている。イオン化プラズマ種の食刻物(ionic
plasma species etchants)は高周波に応答して、
スルーホール内面に到達し、スルーホールの内面
を均一にエツチングする。位相図65は或る任意
の時間における高周波発生器64の位相を表わ
す。
同様に、残りの電極60は他の母線66によつ
て互に接続されている。母線66は絶縁部材66
a及び66bによつて、物理的に保持されている
が、その絶縁部材によつて母線56から絶縁され
ている。この第2の母線66は第2高周波電源6
8へ電気的に接続されており、これもまた13.5メ
ガヘルツで動作する。位相図69は第2高周波電
源68の位相を表わす。実施例においては、第1
高周波電源64からの電気信号は、第2高周波電
源68により発生される電気信号の位相に比べ
180°ずらせてある。交番電流位相図65及び69
の比較はこの位相差関係を表わす。
て互に接続されている。母線66は絶縁部材66
a及び66bによつて、物理的に保持されている
が、その絶縁部材によつて母線56から絶縁され
ている。この第2の母線66は第2高周波電源6
8へ電気的に接続されており、これもまた13.5メ
ガヘルツで動作する。位相図69は第2高周波電
源68の位相を表わす。実施例においては、第1
高周波電源64からの電気信号は、第2高周波電
源68により発生される電気信号の位相に比べ
180°ずらせてある。交番電流位相図65及び69
の比較はこの位相差関係を表わす。
高周波電源64及び68の間の位相差によつて
得られる電界は、独特の高周波電源によつて得ら
れる電界、或はすべてが同位相にある複数個の高
周波電源によつて得られる電界の何れよりもより
よい均一性を有することが見出されている。
得られる電界は、独特の高周波電源によつて得ら
れる電界、或はすべてが同位相にある複数個の高
周波電源によつて得られる電界の何れよりもより
よい均一性を有することが見出されている。
位相差は必ずしも180°である必要はない。従つ
て、高周波電源64及び68の間の任意の位相差
は本発明の範囲内にあることは理解されねばなら
ない。他の実施例として1個の高周波電源を反応
室50と関連して使用してもよいが、その高周波
電源は互に位相がずれている2個又はそれ以上の
出力信号を発生することが条件となる。
て、高周波電源64及び68の間の任意の位相差
は本発明の範囲内にあることは理解されねばなら
ない。他の実施例として1個の高周波電源を反応
室50と関連して使用してもよいが、その高周波
電源は互に位相がずれている2個又はそれ以上の
出力信号を発生することが条件となる。
図示されていないが、ガス導入パイプ及びガス
排出パイプが、必要に応じて、ガスを導入し又は
排出するよう反応室50へ接続されている。動作
時において、連続的にガスを導入しそして排出す
ることが反応室50に接続された1本又はそれ以
上のパイプによつて達成しうる。
排出パイプが、必要に応じて、ガスを導入し又は
排出するよう反応室50へ接続されている。動作
時において、連続的にガスを導入しそして排出す
ることが反応室50に接続された1本又はそれ以
上のパイプによつて達成しうる。
第5図を参照すると、空洞電極のプラズマシス
テムが示されている。この空洞電極プラズマシス
テムはプラズマ室(図示せず)によつて囲まれて
おり、その内部はテフロン(イー・アイ・デユポ
ン社の登録商標)の如き非導伝性材料で被覆され
保護される。
テムが示されている。この空洞電極プラズマシス
テムはプラズマ室(図示せず)によつて囲まれて
おり、その内部はテフロン(イー・アイ・デユポ
ン社の登録商標)の如き非導伝性材料で被覆され
保護される。
第1の空洞電極70はその1つの主平面にドリ
ル又はパンチで穿たれた複数個の開孔72を持
つ。その開孔は第5図で破線で示す。良好な実施
例において、開孔72は直線的で均一なマトリツ
クスパターンとして示される。然し乍ら、均一な
ガス分布を妨げない任意のパターンが使いうるこ
とは理解されるべきである。
ル又はパンチで穿たれた複数個の開孔72を持
つ。その開孔は第5図で破線で示す。良好な実施
例において、開孔72は直線的で均一なマトリツ
クスパターンとして示される。然し乍ら、均一な
ガス分布を妨げない任意のパターンが使いうるこ
とは理解されるべきである。
この第1空洞電極70と離隔関係で基板74が
配置され、基板の主軸は電極70の主軸と平行で
ある。電極70には高周波電源76が接続され、
基板74は接地される。
配置され、基板の主軸は電極70の主軸と平行で
ある。電極70には高周波電源76が接続され、
基板74は接地される。
基板74に近接し且つ実質的に平行に第2空洞
電極78があり、それは電極の両主平面を通る、
ドリル又はパンチで穿たれた開孔(図示せず)を
持つ。第2高周波電源80はこの空洞電極78に
電気的に接続される。同様に、他の基板82が空
洞電極78と実質的に平行に配置され、且つ接地
される。
電極78があり、それは電極の両主平面を通る、
ドリル又はパンチで穿たれた開孔(図示せず)を
持つ。第2高周波電源80はこの空洞電極78に
電気的に接続される。同様に、他の基板82が空
洞電極78と実質的に平行に配置され、且つ接地
される。
第3空洞電極84は基板82と実質的に平行に
配置される。この電極84もまたドリル又はパン
チで穿たれ、且つ電極の両主平面を貫通する複数
個の開孔(図示せず)持つ。他の高周波電源86
がこの空洞電極84に接続される。他の基板88
が第3空洞電極84と実質的に平行に配置され、
かつ接地されている。
配置される。この電極84もまたドリル又はパン
チで穿たれ、且つ電極の両主平面を貫通する複数
個の開孔(図示せず)持つ。他の高周波電源86
がこの空洞電極84に接続される。他の基板88
が第3空洞電極84と実質的に平行に配置され、
かつ接地されている。
最後に、1つの主平面だけにドリル又はパンチ
で穿たれた開孔(図示せず)を有する第4空洞電
極90は基板88と実質的に平行に配置され、そ
して最後に高周波電源92へ電気的に接続され
る。
で穿たれた開孔(図示せず)を有する第4空洞電
極90は基板88と実質的に平行に配置され、そ
して最後に高周波電源92へ電気的に接続され
る。
ガス導入パイプ94,96,98及び100が
空洞電極70,78,84及び90へ夫々接続さ
れる。操作バルブ94a,96a,98a及び1
00aが独立してガスの流れを閉じるため、対応
する導入パイプ94,96,98及び100に設
置される。導入多岐管即ち導入マニホールド10
1が空洞電極70,78,87及び90へ平均し
てガスを分配するために、導入パイプ94,9
6,98及び100に接続されている。
空洞電極70,78,84及び90へ夫々接続さ
れる。操作バルブ94a,96a,98a及び1
00aが独立してガスの流れを閉じるため、対応
する導入パイプ94,96,98及び100に設
置される。導入多岐管即ち導入マニホールド10
1が空洞電極70,78,87及び90へ平均し
てガスを分配するために、導入パイプ94,9
6,98及び100に接続されている。
電極を挟んでガス導入マニホールド101と反
対側にガス排出パイプがあり、その1個は102
で示されており、各パイプに対応して、独立的に
操作しうるバルブ102Aを持つ。空洞電極7
8,84及び90に関連するガス排出パイプは第
5図には示されていない。すべてのガス排出パイ
プはそれ等に関連する空洞電極と排出マニホール
ド104に接続されており、空洞電極からガスを
均一に排気させる。
対側にガス排出パイプがあり、その1個は102
で示されており、各パイプに対応して、独立的に
操作しうるバルブ102Aを持つ。空洞電極7
8,84及び90に関連するガス排出パイプは第
5図には示されていない。すべてのガス排出パイ
プはそれ等に関連する空洞電極と排出マニホール
ド104に接続されており、空洞電極からガスを
均一に排気させる。
ガス供給主パイプ106が導入マニホールド1
01へ接続される。同様に、ガス排気主パイプ1
08が排出マニホールド104へ接続される。
01へ接続される。同様に、ガス排気主パイプ1
08が排出マニホールド104へ接続される。
若し望むならば、ガス導入パイプ106,9
4,96,98,100及びマニホールド101
の機能と、ガス排出パイプ108,102及びマ
ニホールド104の機能とは反転することが出来
ることは理解されるべきである。つまり、必要に
応じて、ガスは主ガス排出パイプ108によつて
導入し、主ガス供給パイプ106によ排出ずるこ
とが出来る。
4,96,98,100及びマニホールド101
の機能と、ガス排出パイプ108,102及びマ
ニホールド104の機能とは反転することが出来
ることは理解されるべきである。つまり、必要に
応じて、ガスは主ガス排出パイプ108によつて
導入し、主ガス供給パイプ106によ排出ずるこ
とが出来る。
空洞電極と直接に結合した導入及び排出パイプ
の使用は基板の間のガスの配分及びガスの流れを
最大にするので、ガスの流れを均一化及び電界の
均一化を確実にする。これ等の均一化の組み合せ
の利益は、プラズマ処理中でより正確でより均一
なエツチング又は付着が生じることである。
の使用は基板の間のガスの配分及びガスの流れを
最大にするので、ガスの流れを均一化及び電界の
均一化を確実にする。これ等の均一化の組み合せ
の利益は、プラズマ処理中でより正確でより均一
なエツチング又は付着が生じることである。
空洞電極プラズマシステムを良く理解するため
に操作バルブ94A、96A,98A,100
A,102A及び図示されていない操作バルブに
ついて説明する。圧力を加えられたガスが導入マ
ニホールド101を経てガス供給主パイプ106
から導入された時、バルブ94A,96A,98
A及び100Aはガスを空洞電極70,78,8
4及び90へ到達させ導入させる。排出パイプの
弁102A及び示されていない他のパイプが閉位
置にされていると、ガスは空洞電極の開孔72を
通るよう強制される。このようにして、対応する
ガス導入口94,96,98及び100により圧
力を加えられて空洞電極70,78,84及び9
0中に導入されたガスは実質的に均一な態様で基
板74,82及び88をエツチングするための電
極の開孔72を経て配分される。
に操作バルブ94A、96A,98A,100
A,102A及び図示されていない操作バルブに
ついて説明する。圧力を加えられたガスが導入マ
ニホールド101を経てガス供給主パイプ106
から導入された時、バルブ94A,96A,98
A及び100Aはガスを空洞電極70,78,8
4及び90へ到達させ導入させる。排出パイプの
弁102A及び示されていない他のパイプが閉位
置にされていると、ガスは空洞電極の開孔72を
通るよう強制される。このようにして、対応する
ガス導入口94,96,98及び100により圧
力を加えられて空洞電極70,78,84及び9
0中に導入されたガスは実質的に均一な態様で基
板74,82及び88をエツチングするための電
極の開孔72を経て配分される。
導入バルブ94A,96A,98A及び100
Aと、排出バルブ10A及び図示されていない他
の排出バルブとを適当に設定することにより、空
洞電極70,78,84,90を通るガス流を幾
つかのガス流のパターンのうちの1つにすること
が出来る。個々の基板又は基板の群は導入及び排
出バルブを適当に設定することにより、そしてガ
ス供給主パイプ106及びガス排気主パイプ10
8を選択することによつて処理することが出来
る。本発明に従つて、空洞電極及び基板の数は任
意に選択しうることは理解されるべきである。
Aと、排出バルブ10A及び図示されていない他
の排出バルブとを適当に設定することにより、空
洞電極70,78,84,90を通るガス流を幾
つかのガス流のパターンのうちの1つにすること
が出来る。個々の基板又は基板の群は導入及び排
出バルブを適当に設定することにより、そしてガ
ス供給主パイプ106及びガス排気主パイプ10
8を選択することによつて処理することが出来
る。本発明に従つて、空洞電極及び基板の数は任
意に選択しうることは理解されるべきである。
ガス導入パイプ94,96,98及び100は
プラズマ反応が維持されるガスを導入するのに使
われる。そのようなガスは通常、CF4、酸素、ア
ンモニア、フレオンなどである。上述のガスの任
意の混合気体を含むガス組成もまた使用出来る。
更にまた、既に述べたように、アルゴン及び酸素
の混合気体は高い縦横比を持つスルーホールを清
浄するために、相対的に低い周波数の高周波電源
で使用することが出来る。
プラズマ反応が維持されるガスを導入するのに使
われる。そのようなガスは通常、CF4、酸素、ア
ンモニア、フレオンなどである。上述のガスの任
意の混合気体を含むガス組成もまた使用出来る。
更にまた、既に述べたように、アルゴン及び酸素
の混合気体は高い縦横比を持つスルーホールを清
浄するために、相対的に低い周波数の高周波電源
で使用することが出来る。
良好な実施例において、高周波電源間の位相の
相違は以下の通りである。高周波電源76及び8
6は互に同位相であるけれども、上述の高周波電
源76及び86に対しては180°、位相がずれてい
る。代表的な周波数は50キロヘルツ乃至13.5メガ
ヘルツ範囲にある。
相違は以下の通りである。高周波電源76及び8
6は互に同位相であるけれども、上述の高周波電
源76及び86に対しては180°、位相がずれてい
る。代表的な周波数は50キロヘルツ乃至13.5メガ
ヘルツ範囲にある。
第6図を参照すると、空洞電極70及び78
と、その間に挟まれた基板74とが第5図の線6
−6に沿つて切断された断面図が示されている。
空洞電極70は2つの壁を有し、左の壁109は
開孔がなく、右の壁110の多数の開孔72があ
る。電極70の右壁110開孔72は、反応室5
0(第4図)の左部分から右部分へガスを分散さ
せるようにテーパが付されている。従つて、電極
70の開孔72は壁110の左側で小さな直径を
有し、電極70の壁110の右側では大きな直径
を有する。
と、その間に挟まれた基板74とが第5図の線6
−6に沿つて切断された断面図が示されている。
空洞電極70は2つの壁を有し、左の壁109は
開孔がなく、右の壁110の多数の開孔72があ
る。電極70の右壁110開孔72は、反応室5
0(第4図)の左部分から右部分へガスを分散さ
せるようにテーパが付されている。従つて、電極
70の開孔72は壁110の左側で小さな直径を
有し、電極70の壁110の右側では大きな直径
を有する。
テーパの付された孔72の方向は基板74の右
側の主平面へ均一のガスを配分させるように、空
洞電極78の左側壁112では逆向きにされる。
図示のような開孔72のテーパは、2個の空洞電
極70及び78の中間1個のに基体74が置かれ
た図示の例に適する。他の配列及び電極の開孔7
2の方向は、ガス流の方向や同時に処理される基
板の数によつて、容易にデザインしうる。
側の主平面へ均一のガスを配分させるように、空
洞電極78の左側壁112では逆向きにされる。
図示のような開孔72のテーパは、2個の空洞電
極70及び78の中間1個のに基体74が置かれ
た図示の例に適する。他の配列及び電極の開孔7
2の方向は、ガス流の方向や同時に処理される基
板の数によつて、容易にデザインしうる。
第7図を参照すると、均一なガス流と均一な電
界を有する連続プラズマ処理プロセスに適するシ
ステムの平面図が示される。真空ロツク114が
リニヤ反応室115へ接続される。真空ロツク1
14は、反応室内の環境又は真空状態に影響する
ことなく、基板122A,122B,122C又
は他の基体を反応室115へ搬入し且つ輸送路1
23に沿つて移動するのに用いられる。
界を有する連続プラズマ処理プロセスに適するシ
ステムの平面図が示される。真空ロツク114が
リニヤ反応室115へ接続される。真空ロツク1
14は、反応室内の環境又は真空状態に影響する
ことなく、基板122A,122B,122C又
は他の基体を反応室115へ搬入し且つ輸送路1
23に沿つて移動するのに用いられる。
反応室115内であつてその中心線の一方の側
に、高周波電源、RF1に電気的に接続されている
3個の空洞電極116がある。これ等3個の電極
116は互に同位相にある。
に、高周波電源、RF1に電気的に接続されている
3個の空洞電極116がある。これ等3個の電極
116は互に同位相にある。
他の3個の空洞電極118が反応室の中心線の
反対側に配置されており、各々は上述の電極11
6の1つに対応する。電極118は第2の高周波
電源RF2に電気的に接続されており、互に同位相
にあるが、電極116に関しては180°位相がずれ
ている。
反対側に配置されており、各々は上述の電極11
6の1つに対応する。電極118は第2の高周波
電源RF2に電気的に接続されており、互に同位相
にあるが、電極116に関しては180°位相がずれ
ている。
第1の真空ロツク114の反対側に、第2の真
空ロツク120が反応室115に設けられてい
る。真空ロツク120は反応室115の環境又は
真空状態に影響を与えることなく、反応室115
から基板122A,122B,122Cを取り出
すのに使われる。
空ロツク120が反応室115に設けられてい
る。真空ロツク120は反応室115の環境又は
真空状態に影響を与えることなく、反応室115
から基板122A,122B,122Cを取り出
すのに使われる。
第7図において、基板122A,122B,1
22Cを横方向に並べて示す。電極116及び1
18は互に平行であり、基板をはさんで図の上下
方向に夫々配置されている。基板122A,12
2B,122Cはこの実施例では接地されてお
り、プラズマ処理の間では一定の電位に維持され
る。
22Cを横方向に並べて示す。電極116及び1
18は互に平行であり、基板をはさんで図の上下
方向に夫々配置されている。基板122A,12
2B,122Cはこの実施例では接地されてお
り、プラズマ処理の間では一定の電位に維持され
る。
動作について説明すると、基体122A,12
2B,122Cは第1の真空ロツク114から輸
送路123に沿つて、空洞電極116及び118
の間の反応室115を通り、第1の真空ロツク1
20へ進められる。図示されていない駆動装置が
輸送路123上の各基板を反応室の1つの位置か
ら他の位置へ、逐次直線的に、連続的に進める。
第1の真空ロツク114内に設置された加熱素子
14はプラズマエツチング又はプラズマ付着が起
こる前に、基板122A,122B,122Cを
予備加熱するのに使われる。
2B,122Cは第1の真空ロツク114から輸
送路123に沿つて、空洞電極116及び118
の間の反応室115を通り、第1の真空ロツク1
20へ進められる。図示されていない駆動装置が
輸送路123上の各基板を反応室の1つの位置か
ら他の位置へ、逐次直線的に、連続的に進める。
第1の真空ロツク114内に設置された加熱素子
14はプラズマエツチング又はプラズマ付着が起
こる前に、基板122A,122B,122Cを
予備加熱するのに使われる。
図示されていないが、第5図に関連して説明し
た記載に基づいて、空洞電極116及び118を
介してプラズマ処理に使われるガス供給又は排出
装置が設けられる。空洞電極116及び118は
両側に噴出孔を有し、且つ基板122A,122
B,122Cと対面する中間壁に中央吸入孔を形
成する一連の開孔を持つている。かくて空洞電極
116及び118を通つて流れるガス流と、基板
122A,122B,122Cを通り且つ取りま
くガス流が第7図の矢印のように流れる。図示し
ないが、他の実施例として、反応室115は2以
上の部分に分割して、各部分を互に離隔し、夫々
の部分が異なつた気体組成で基板を処理するよう
にすることが出来る。他の実施例として、1個又
はそれ以上の第2の反応室を第1反応室115及
び真空ロツク120の間に設置して、夫々はお互
に独立させて、各反応室毎に異なつたプラズマ処
理を行うことが出来る。このような一連プラズマ
処理段は、の例えば、エツチング、ホールの清浄
化、基板処理及び付着、又はそれ等の組み合せの
ために有用である。
た記載に基づいて、空洞電極116及び118を
介してプラズマ処理に使われるガス供給又は排出
装置が設けられる。空洞電極116及び118は
両側に噴出孔を有し、且つ基板122A,122
B,122Cと対面する中間壁に中央吸入孔を形
成する一連の開孔を持つている。かくて空洞電極
116及び118を通つて流れるガス流と、基板
122A,122B,122Cを通り且つ取りま
くガス流が第7図の矢印のように流れる。図示し
ないが、他の実施例として、反応室115は2以
上の部分に分割して、各部分を互に離隔し、夫々
の部分が異なつた気体組成で基板を処理するよう
にすることが出来る。他の実施例として、1個又
はそれ以上の第2の反応室を第1反応室115及
び真空ロツク120の間に設置して、夫々はお互
に独立させて、各反応室毎に異なつたプラズマ処
理を行うことが出来る。このような一連プラズマ
処理段は、の例えば、エツチング、ホールの清浄
化、基板処理及び付着、又はそれ等の組み合せの
ために有用である。
別の例として、連続的若しくは準連続的のプラ
ズマ処理を行うために反応室を円形に配置しても
よい。その装置は2個のシリンダ(円筒状素子)
を含み、その上端及び下端には上部及び下部密閉
板が取り付けられる。
ズマ処理を行うために反応室を円形に配置しても
よい。その装置は2個のシリンダ(円筒状素子)
を含み、その上端及び下端には上部及び下部密閉
板が取り付けられる。
内側シリンダは中央真空ポンプへ連結するため
の真空マニホールドを形成する。
の真空マニホールドを形成する。
外側シリンダと内側シリンダとの間に、全体と
して放射状の適当な隔壁が設けられ、処理装置を
独立した隔離室に分割する。これ等の隔離室は、
リング状の台に乗せられて適当に回転するように
構成される。
して放射状の適当な隔壁が設けられ、処理装置を
独立した隔離室に分割する。これ等の隔離室は、
リング状の台に乗せられて適当に回転するように
構成される。
通常のエアロツク即ち真空ロツク素子が1つの
処理室に連結されており、そこで基体を差し入れ
(即ちロードし)たり、取り出し(即ちアンロー
ドし)たりするように構成すればよい。
処理室に連結されており、そこで基体を差し入れ
(即ちロードし)たり、取り出し(即ちアンロー
ドし)たりするように構成すればよい。
リング状の台はモータのような任意の原動機及
び歯車で駆動されうる。リング状の台の外縁は例
えば、回転が容易に達成出来るように、駆動ピニ
オンの歯型と合致する歯型に形成してもよい。摩
擦機構のような他の駆動方式を利用することは言
うまでもない。ここに記載されたことは単なる参
考に過ぎない。
び歯車で駆動されうる。リング状の台の外縁は例
えば、回転が容易に達成出来るように、駆動ピニ
オンの歯型と合致する歯型に形成してもよい。摩
擦機構のような他の駆動方式を利用することは言
うまでもない。ここに記載されたことは単なる参
考に過ぎない。
リング状の台は順次に処理室内を移動し、この
移動が起きると、任意所望の態様で設定された適
宜の環境内に置かれた基体は種々の処理室内に置
かれたスパツタリング陰極素子を高周波励起によ
つてスパツタリング処理が行われるか、若しくは
他の真空処理が施される。
移動が起きると、任意所望の態様で設定された適
宜の環境内に置かれた基体は種々の処理室内に置
かれたスパツタリング陰極素子を高周波励起によ
つてスパツタリング処理が行われるか、若しくは
他の真空処理が施される。
約1.2メートルの直径の円筒形処理装置は3.3メ
ートルの長さのインライン型即ち直線型装置と等
価である。円形処理システムは基体のローデイン
グ及びアンローデイングを隣りの領域で行うのに
反し、リニヤ型システムは、既に説明したよう
に、ローデイング及びアンローデイングはシステ
ムの両端で行う必要があつた。
ートルの長さのインライン型即ち直線型装置と等
価である。円形処理システムは基体のローデイン
グ及びアンローデイングを隣りの領域で行うのに
反し、リニヤ型システムは、既に説明したよう
に、ローデイング及びアンローデイングはシステ
ムの両端で行う必要があつた。
円形状の処理室の配列によつて、基板をロード
し且つアンロードすることは、任意の簡単な自動
化の方法を達成しうるし、且つ環境を変化するこ
となしに、連続的又は半連続的動作が可能とな
る。また、これは異なつたタイプの処理をコンピ
ユータにより容易に制御しうるし、自動化が容易
となる。
し且つアンロードすることは、任意の簡単な自動
化の方法を達成しうるし、且つ環境を変化するこ
となしに、連続的又は半連続的動作が可能とな
る。また、これは異なつたタイプの処理をコンピ
ユータにより容易に制御しうるし、自動化が容易
となる。
円形状の反応装置及び第7図に示された直線状
の反応装置は基板即ち基体を垂直方向又は水平方
向の何れにも移送する装置にも利用しうることが
理解される。
の反応装置は基板即ち基体を垂直方向又は水平方
向の何れにも移送する装置にも利用しうることが
理解される。
酸素プラズマは、銅及び通常普通に使われる導
電体と、エポキシ樹脂などの電気の不良導体との
接着を向上するために、上述の連続的プラズマ装
置を使うことが出来る。
電体と、エポキシ樹脂などの電気の不良導体との
接着を向上するために、上述の連続的プラズマ装
置を使うことが出来る。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明は被処理基板の広
い領域にわたつて均一なプラズマ領域を確実に発
生しうるので、プラズマ処理による製品の質の改
善を計るばかりでなく、プラズマ処理工程の連続
化及び自動化を容易にするなどの効果を有する。
い領域にわたつて均一なプラズマ領域を確実に発
生しうるので、プラズマ処理による製品の質の改
善を計るばかりでなく、プラズマ処理工程の連続
化及び自動化を容易にするなどの効果を有する。
第1図は本発明のプラズマ領域発生装置の模式
図、第2図はプラズマ領域を発生する従来装置の
模式図、第3図は基板を取り囲んでプラズマ領域
を発生する従来装置の模式図、第4図は反応室の
模式断面図、第5図はガスの流れを説明するため
の複数個の基体と空洞電極の斜視図、第6図は第
5図の線6−6に沿つて切断した空洞電極の断面
図、第7図は本発明に従つたプラズマ連続処理装
置の1実施例の平面図である。 10,12,28,30,58,60……電
極、34,36,64,68,76,80,8
6,92,RF1,RF2……高周波電源、32,
54,74,82,122A,122B,122
C……基板、70,78,84,90,116,
118……空洞電極。
図、第2図はプラズマ領域を発生する従来装置の
模式図、第3図は基板を取り囲んでプラズマ領域
を発生する従来装置の模式図、第4図は反応室の
模式断面図、第5図はガスの流れを説明するため
の複数個の基体と空洞電極の斜視図、第6図は第
5図の線6−6に沿つて切断した空洞電極の断面
図、第7図は本発明に従つたプラズマ連続処理装
置の1実施例の平面図である。 10,12,28,30,58,60……電
極、34,36,64,68,76,80,8
6,92,RF1,RF2……高周波電源、32,
54,74,82,122A,122B,122
C……基板、70,78,84,90,116,
118……空洞電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 表裏両面に夫々導電部分を有する基板を処理
するため、実質的に均一なプラズマを発生するシ
ステムにおいて、 互に対向する関係で、上記基板の表裏両面に配
置された2個の電極手段と、 上記電極手段の第1の電極に電気的に接続され
た第1高周波電源と、 上記電極手段の第2の電極に電気的に接続され
た第2高周波電源とから成り、 上記第2高周波電源は上記第1高周波電源に関
して位相をずらせたことを特徴とするプラズマ発
生装置。
Applications Claiming Priority (2)
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| US692145 | 1985-01-17 |
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