JPH057861B2 - - Google Patents
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- JPH057861B2 JPH057861B2 JP60208751A JP20875185A JPH057861B2 JP H057861 B2 JPH057861 B2 JP H057861B2 JP 60208751 A JP60208751 A JP 60208751A JP 20875185 A JP20875185 A JP 20875185A JP H057861 B2 JPH057861 B2 JP H057861B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- plasma
- electrodes
- outer periphery
- workpiece
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- 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
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
- H01J37/32642—Focus rings
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
ガスを相対向する電極間に導入すると共に、高
周波電力を供給してプラズマを発生させ、被加工
物を処理するプラズマ処理装置において、相対向
する電極の少なくともいずれか一方の外周部に誘
電体を配置し、かつ電極外周部に配置したこの誘
電体と他の電極あるいは他の誘電体との間の間隔
が、相対向する電極間隔の70％以下となるよう配
置した狭間隔構成体を設け、プラズマが発生する
領域の拡散を阻止するようにしている。
周波電力を供給してプラズマを発生させ、被加工
物を処理するプラズマ処理装置において、相対向
する電極の少なくともいずれか一方の外周部に誘
電体を配置し、かつ電極外周部に配置したこの誘
電体と他の電極あるいは他の誘電体との間の間隔
が、相対向する電極間隔の70％以下となるよう配
置した狭間隔構成体を設け、プラズマが発生する
領域の拡散を阻止するようにしている。
本発明は、相対向する電極の少なくともいずれ
か一方の外周部に電極間隔よりも狭い間隔の誘電
体を取り付け、プラズマが発生する領域の拡散を
阻止するよう構成したプラズマ処理装置に関する
ものである。
か一方の外周部に電極間隔よりも狭い間隔の誘電
体を取り付け、プラズマが発生する領域の拡散を
阻止するよう構成したプラズマ処理装置に関する
ものである。
従来、相対向する電極のいずれか一方の上に被
加工物を置き、プラズマ処理する装置として例え
ば第３図に示すようなものがある。このプラズマ
処理装置を用いて被加工物を例えば高速エツチン
グ処理する場合には、電極１と電極２との間隔を
狭くすると共に、導入ガスの圧力を高くする必要
がある。この時、電極１，２の外側へプラズマが
はみ出す態様で漏れ、被加工物５上にプラズマが
集中しないという現象がある。このため、投入電
力に比し、エツチング速度がそれほど向上しない
という問題点があつた。また、エツチング速度が
被加工物５の中心部と外周部との間で異なり、不
均一にエツチングされてしまうという問題点があ
つた。
加工物を置き、プラズマ処理する装置として例え
ば第３図に示すようなものがある。このプラズマ
処理装置を用いて被加工物を例えば高速エツチン
グ処理する場合には、電極１と電極２との間隔を
狭くすると共に、導入ガスの圧力を高くする必要
がある。この時、電極１，２の外側へプラズマが
はみ出す態様で漏れ、被加工物５上にプラズマが
集中しないという現象がある。このため、投入電
力に比し、エツチング速度がそれほど向上しない
という問題点があつた。また、エツチング速度が
被加工物５の中心部と外周部との間で異なり、不
均一にエツチングされてしまうという問題点があ
つた。
第４図に示す構成を採用した場合には、電極
１，２の外周部が処理槽の壁面１０に接する構造
となつているため、当該壁面１０が少なくとも電
極１，２の間隔の幅でプラズマに曝される。この
ため、壁面１０からスパツタされた物質が汚染源
となつたり、また例えばテフロンを壁面１０とし
て用いた場合には、フツ素原子が放出され、珪素
化合物などのエツチング処理においては、被加工
物５の中心部と外周部との間のエツチング速度が
異なつてしまうという問題点があつた。更に、プ
ラズマ状態を観察する窓や、処理の進行状態を検
出する装置を取りつけるための窓を設けた場合に
は、プラズマの状態が変化したり、あるいは他の
壁面１０とは異なる窓材の物質が局所的にスパツ
タされて基板上の膜質の分布に変化を生ずるとい
う問題点があつた。
１，２の外周部が処理槽の壁面１０に接する構造
となつているため、当該壁面１０が少なくとも電
極１，２の間隔の幅でプラズマに曝される。この
ため、壁面１０からスパツタされた物質が汚染源
となつたり、また例えばテフロンを壁面１０とし
て用いた場合には、フツ素原子が放出され、珪素
化合物などのエツチング処理においては、被加工
物５の中心部と外周部との間のエツチング速度が
異なつてしまうという問題点があつた。更に、プ
ラズマ状態を観察する窓や、処理の進行状態を検
出する装置を取りつけるための窓を設けた場合に
は、プラズマの状態が変化したり、あるいは他の
壁面１０とは異なる窓材の物質が局所的にスパツ
タされて基板上の膜質の分布に変化を生ずるとい
う問題点があつた。
更に、従来例として第５図に示すような方形状
のものがある。電極カバー材１１により、電場を
被加工物上に集中させると共に、電極カバー材１
１として適当な材料を選ぶことで、電極カバー材
１１からのスパツタされた発生ガスにより、エツ
チング速度の均一性を良くすることに主眼がおか
れており、電極２上の電極カバー材１１を通して
電力が漏れ、被加工物５の処理速度が投入電力に
比し、速くならないという問題点があつた。ま
た、電力の漏洩のため、特に高速エツチングにお
いては、電極カバー材１１からスパツタされた物
質の影響が大きく、制御し難いという問題点があ
つた。
のものがある。電極カバー材１１により、電場を
被加工物上に集中させると共に、電極カバー材１
１として適当な材料を選ぶことで、電極カバー材
１１からのスパツタされた発生ガスにより、エツ
チング速度の均一性を良くすることに主眼がおか
れており、電極２上の電極カバー材１１を通して
電力が漏れ、被加工物５の処理速度が投入電力に
比し、速くならないという問題点があつた。ま
た、電力の漏洩のため、特に高速エツチングにお
いては、電極カバー材１１からスパツタされた物
質の影響が大きく、制御し難いという問題点があ
つた。
本発明は、前記問題点を解決するために、被加
工物と概な同寸法の電極上に被加工物を載せ、相
対向する電極の少なくともいずれか一方の外周部
に電極間隔よりも狭い間隔を生じるように誘電体
を取り付ける構造を採用することにより、プラズ
マが発生する領域の拡散を阻止し、効率良好かつ
均一性の良い高速プラズマ処理を行い得るように
している。
工物と概な同寸法の電極上に被加工物を載せ、相
対向する電極の少なくともいずれか一方の外周部
に電極間隔よりも狭い間隔を生じるように誘電体
を取り付ける構造を採用することにより、プラズ
マが発生する領域の拡散を阻止し、効率良好かつ
均一性の良い高速プラズマ処理を行い得るように
している。
第１図は本発明の原理的構成の側面断面図を示
す。図中１，２は電極、４は狭間隔構成体、５は
被加工物、６は高周波電源を表す。
す。図中１，２は電極、４は狭間隔構成体、５は
被加工物、６は高周波電源を表す。
第１図において、円板状の電極１と電極２との
間隔に比べて、外周部の誘電体よりなる狭間隔構
成体４と電極１との間隔は小さく設定してある。
被加工物５は電極２上に配置されている。そし
て、所定のガスが電極１と電極２との間に所定の
圧力で充満されると共に、高周波電極６からコン
デンサを介して高周波電力が電極１と電極２との
間に供給される。
間隔に比べて、外周部の誘電体よりなる狭間隔構
成体４と電極１との間隔は小さく設定してある。
被加工物５は電極２上に配置されている。そし
て、所定のガスが電極１と電極２との間に所定の
圧力で充満されると共に、高周波電極６からコン
デンサを介して高周波電力が電極１と電極２との
間に供給される。
第１図に示すような構成を採用し、電極１と電
極２との間にガスを導入すると共に、高周波電源
６から高周波電力を電極１と電極２との間に供給
すると、電極１と電極２との間に放電が生じ、プ
ラズマが発生する。この場合、電極２の外周部の
誘電体からなる狭間隔構成体４の部分では放電イ
ンピーダンスが大きくなり放電が阻止されるた
め、この狭間隔構成体４で囲まれた内側の電極２
面に放電が均一の態様で集中し、効率良好かつ均
一性の良い高速プラズマ処理を行うことができ
る。この狭間隔構成体４と電極１との間隔は、電
極１と電極２との間隔に比し、約70％以下が効果
的であり、この値は誘電体の誘電率εを２〜10程
度の範囲で変えても変わらない。また、ガス系と
してフツ素系ガスを用いた場合、その間隔は真空
度、投入電力、流量によらず、安定して放電して
いる電極間隔の70％以下が効果的である。更に、
プラズマが誘電体上に入らない為、誘電体自身が
スパツタされないので、プラズマ処理に与える影
響が小さくなり、処理が制御し易くなる。
極２との間にガスを導入すると共に、高周波電源
６から高周波電力を電極１と電極２との間に供給
すると、電極１と電極２との間に放電が生じ、プ
ラズマが発生する。この場合、電極２の外周部の
誘電体からなる狭間隔構成体４の部分では放電イ
ンピーダンスが大きくなり放電が阻止されるた
め、この狭間隔構成体４で囲まれた内側の電極２
面に放電が均一の態様で集中し、効率良好かつ均
一性の良い高速プラズマ処理を行うことができ
る。この狭間隔構成体４と電極１との間隔は、電
極１と電極２との間隔に比し、約70％以下が効果
的であり、この値は誘電体の誘電率εを２〜10程
度の範囲で変えても変わらない。また、ガス系と
してフツ素系ガスを用いた場合、その間隔は真空
度、投入電力、流量によらず、安定して放電して
いる電極間隔の70％以下が効果的である。更に、
プラズマが誘電体上に入らない為、誘電体自身が
スパツタされないので、プラズマ処理に与える影
響が小さくなり、処理が制御し易くなる。
第２図は本発明の１実施例構成の側面断面図を
示し、第２図ａは高周波電力を供給する側の電極
の狭間隔構成体４を配置した実施例構成の側面断
面図、第２図ｂは高周波電力を供給する側の電極
および接地側の電極の両者に狭間隔構成体４を配
置した実施例構成の側面断面図、第２図ｃは接地
側の電極に狭間隔構成体４を配置すると共に高周
波電力を供給する電極側に誘電体を配置した実施
例構成の側面断面図を示す。
示し、第２図ａは高周波電力を供給する側の電極
の狭間隔構成体４を配置した実施例構成の側面断
面図、第２図ｂは高周波電力を供給する側の電極
および接地側の電極の両者に狭間隔構成体４を配
置した実施例構成の側面断面図、第２図ｃは接地
側の電極に狭間隔構成体４を配置すると共に高周
波電力を供給する電極側に誘電体を配置した実施
例構成の側面断面図を示す。
図中、７はガスパイプ、８は処理槽、１６は誘
電体を表す。尚、図中１，２，４ないし６は第１
図図示のものと等効のものである。以下順次詳細
に説明する。
電体を表す。尚、図中１，２，４ないし６は第１
図図示のものと等効のものである。以下順次詳細
に説明する。
第２図ａにおいて、ガスパイプ７を介して所望
のガスが電極１と電極２との間に導入される。そ
して、高周波電源６によつて発生された高周波電
力が電極１と電極２との間に供給されると、プラ
ズマが発生し、電極２上に配置した被加工物５を
プラズマ処理例えばエツチング処理することがで
きる。この場合、一般に電極１と電極２との間の
電極間隔は４ないし10mm程度、ガス圧力は0.5な
いし3Torr、高周波電力密度は１ないし3W／cm2
程度にすることで、高速にエツチングを行うこと
ができる。尚、従来の第３図に示す構造では、電
極間隔が電極１，２の外周部まで同一であり、そ
の周囲が処理槽８との間の空間となるため、プラ
ズマが拡散して電極１と電極２との間に集中しな
い。このため、例えばエツチング速度が投入電力
に比し、遅くなり、しかも均一性が悪くなる。
のガスが電極１と電極２との間に導入される。そ
して、高周波電源６によつて発生された高周波電
力が電極１と電極２との間に供給されると、プラ
ズマが発生し、電極２上に配置した被加工物５を
プラズマ処理例えばエツチング処理することがで
きる。この場合、一般に電極１と電極２との間の
電極間隔は４ないし10mm程度、ガス圧力は0.5な
いし3Torr、高周波電力密度は１ないし3W／cm2
程度にすることで、高速にエツチングを行うこと
ができる。尚、従来の第３図に示す構造では、電
極間隔が電極１，２の外周部まで同一であり、そ
の周囲が処理槽８との間の空間となるため、プラ
ズマが拡散して電極１と電極２との間に集中しな
い。このため、例えばエツチング速度が投入電力
に比し、遅くなり、しかも均一性が悪くなる。
本実施例は、電極２の外周部に狭間隔構成体４
を設け、プラズマを当該狭間隔構成体４によつて
囲まれた内部の電極２上に集中させるようにして
いる。１例として、電極１と電極２との間の電極
間隔を７mmとし、かつ狭間隔構成体４をアルミ
ナ、テフロンなどで作成して当該狭間隔構成体４
と電極１との間の間隔を4.5mm程度とした場合、
プラズマは狭間隔構成体４の内側の電極２上に集
中させることができた。この狭間隔構成体４と電
極１との間の間隔は、導入ガスの種類、圧力、電
極１と電極２との間に供給する高周波電力の大き
さを変えることで、最適値は若干かわり得るが、
電極１と電極２との間の電極間隔の約70％よりも
小さくするとよい。これにより、電極２上に配置
した被加工物５を均一かつ高速にプラズマ処理を
行うことが可能である。更に具体的に言うと、狭
間隔構成体４の幅Ｗは、電極１の直径Ｄの約1/15
以上あると効果的である。
を設け、プラズマを当該狭間隔構成体４によつて
囲まれた内部の電極２上に集中させるようにして
いる。１例として、電極１と電極２との間の電極
間隔を７mmとし、かつ狭間隔構成体４をアルミ
ナ、テフロンなどで作成して当該狭間隔構成体４
と電極１との間の間隔を4.5mm程度とした場合、
プラズマは狭間隔構成体４の内側の電極２上に集
中させることができた。この狭間隔構成体４と電
極１との間の間隔は、導入ガスの種類、圧力、電
極１と電極２との間に供給する高周波電力の大き
さを変えることで、最適値は若干かわり得るが、
電極１と電極２との間の電極間隔の約70％よりも
小さくするとよい。これにより、電極２上に配置
した被加工物５を均一かつ高速にプラズマ処理を
行うことが可能である。更に具体的に言うと、狭
間隔構成体４の幅Ｗは、電極１の直径Ｄの約1/15
以上あると効果的である。
第２図ｂは、狭間隔構成体４を電極１と電極２
との両者に取り付けた場合を示す。このように、
狭間隔構成体４を電極１と電極２との両者に取り
付けることによつても同一の効果が得られる。
との両者に取り付けた場合を示す。このように、
狭間隔構成体４を電極１と電極２との両者に取り
付けることによつても同一の効果が得られる。
第２図ｃは、狭間隔構成体４を接地した電極１
側に取り付けた場合を示す。このように、狭間隔
構成体４を接地側の電極１に取り付けた場合に
は、電極１と電極２との間の横方向の囲みが小さ
くなり、構造によつては殆ど囲み込みが無くなる
ので、高周波電力を供給する電極２側に厚さが十
分ある誘電体１６を用いて囲むことが効果的であ
る。
側に取り付けた場合を示す。このように、狭間隔
構成体４を接地側の電極１に取り付けた場合に
は、電極１と電極２との間の横方向の囲みが小さ
くなり、構造によつては殆ど囲み込みが無くなる
ので、高周波電力を供給する電極２側に厚さが十
分ある誘電体１６を用いて囲むことが効果的であ
る。
また、狭間隔構成体４は電極１，２の外周部に
リング状に取り付けられているため、従来の第４
図に示す壁面１０とは異なり、プラズマに曝され
る面積が小さい。しかも壁面１０を狭間隔構成体
４の外側に配置することとなるので、プラズマ状
態を検出するための窓などの取り付けを行つて
も、被加工物５上のプラズマの状態に影響を及ぼ
すことがない。
リング状に取り付けられているため、従来の第４
図に示す壁面１０とは異なり、プラズマに曝され
る面積が小さい。しかも壁面１０を狭間隔構成体
４の外側に配置することとなるので、プラズマ状
態を検出するための窓などの取り付けを行つて
も、被加工物５上のプラズマの状態に影響を及ぼ
すことがない。
以上説明したように、本発明によれば、相対向
する電極の少なくともいずれか一方の外周部に電
極間隔よりも狭い間隔の誘電体を取り付ける構造
を採用しているため、プラズマが発生する領域の
拡散を阻止し、プラズマを電極間に集中させて発
生させ、効率良好かつ均一性の良い高速プラズマ
処理を行うことができる。
する電極の少なくともいずれか一方の外周部に電
極間隔よりも狭い間隔の誘電体を取り付ける構造
を採用しているため、プラズマが発生する領域の
拡散を阻止し、プラズマを電極間に集中させて発
生させ、効率良好かつ均一性の良い高速プラズマ
処理を行うことができる。
第１図は本発明の原理的構成の側面断面図、第
２図は本発明の１実施例構成の側面断面図、第３
図、第４図および第５図は従来のプラズマ処理装
置の側面断面図を示す。 図中、１，２は電極、４は狭間隔構成体、５は
被加工物、６は高周波電源、１６は誘電体を表
す。
２図は本発明の１実施例構成の側面断面図、第３
図、第４図および第５図は従来のプラズマ処理装
置の側面断面図を示す。 図中、１，２は電極、４は狭間隔構成体、５は
被加工物、６は高周波電源、１６は誘電体を表
す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガス相対向する電極間に導入すると共に、高
周波電力を当該電極間に供給してプラズマを発生
させ、電極上に配置した被加工物をプラズマ処理
するプラズマ処理装置において、 相対向する電極の少なくともいずれか一方の外
周部に誘電体を配置し、かつ電極の外周部に配置
したこの誘電体と他の電極あるいは他の誘電体と
の間の間隔が、相対向する電極間隔の70％以下で
あつて、排気およびプラズマ観察し得る隙間を持
つよう配置した狭間隔構成体を設けると共にこの
隙間のみから排気し、 プラズマが発生する領域の拡散を阻止するよう
構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60208751A JPS6269620A (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | プラズマ処理装置 |
| US07/785,256 US5413673A (en) | 1985-09-24 | 1991-11-04 | Plasma processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60208751A JPS6269620A (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6269620A JPS6269620A (ja) | 1987-03-30 |
| JPH057861B2 true JPH057861B2 (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=16561475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60208751A Granted JPS6269620A (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | プラズマ処理装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5413673A (ja) |
| JP (1) | JPS6269620A (ja) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07111965B2 (ja) * | 1988-01-25 | 1995-11-29 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング装置 |
| EP0346055B1 (en) * | 1988-06-06 | 1995-04-19 | Research Development Corporation Of Japan | Method for causing plasma reaction under atmospheric pressure |
| JPH02268429A (ja) * | 1989-04-11 | 1990-11-02 | Tokyo Electron Ltd | プラズマエッチング装置 |
| JP2733316B2 (ja) * | 1989-07-07 | 1998-03-30 | 松下電器産業株式会社 | ドライエッチング装置およびその方法 |
| US5411624A (en) * | 1991-07-23 | 1995-05-02 | Tokyo Electron Limited | Magnetron plasma processing apparatus |
| US6001432A (en) * | 1992-11-19 | 1999-12-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Apparatus for forming films on a substrate |
| US7264850B1 (en) | 1992-12-28 | 2007-09-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Process for treating a substrate with a plasma |
| US6001431A (en) * | 1992-12-28 | 1999-12-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Process for fabricating a magnetic recording medium |
| US6835523B1 (en) | 1993-05-09 | 2004-12-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Apparatus for fabricating coating and method of fabricating the coating |
| US5499754A (en) * | 1993-11-19 | 1996-03-19 | Mcnc | Fluxless soldering sample pretreating system |
| JP3343629B2 (ja) * | 1993-11-30 | 2002-11-11 | アネルバ株式会社 | プラズマ処理装置 |
| US5891350A (en) | 1994-12-15 | 1999-04-06 | Applied Materials, Inc. | Adjusting DC bias voltage in plasma chambers |
| TW323387B (ja) * | 1995-06-07 | 1997-12-21 | Tokyo Electron Co Ltd | |
| US5534751A (en) * | 1995-07-10 | 1996-07-09 | Lam Research Corporation | Plasma etching apparatus utilizing plasma confinement |
| JP3019002B2 (ja) * | 1996-09-20 | 2000-03-13 | 日本電気株式会社 | ドライエッチング装置及びドライエッチング方法 |
| US5879573A (en) * | 1997-08-12 | 1999-03-09 | Vlsi Technology, Inc. | Method for optimizing a gap for plasma processing |
| US6019060A (en) * | 1998-06-24 | 2000-02-01 | Lam Research Corporation | Cam-based arrangement for positioning confinement rings in a plasma processing chamber |
| US6972071B1 (en) * | 1999-07-13 | 2005-12-06 | Nordson Corporation | High-speed symmetrical plasma treatment system |
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