JPS6269620A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPS6269620A JPS6269620A JP60208751A JP20875185A JPS6269620A JP S6269620 A JPS6269620 A JP S6269620A JP 60208751 A JP60208751 A JP 60208751A JP 20875185 A JP20875185 A JP 20875185A JP S6269620 A JPS6269620 A JP S6269620A
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- plasma
- electrodes
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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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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。
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。
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。
〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕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ｌ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っ
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
いう問題点があった。
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ｌ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っ
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
いう問題点があった。
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に接する構造となっているため
、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からスパッタさ
れた物質が汚染源となったり、また例えばテフロンを壁
面１０として用いた場合には、フン素原子が放出され、
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って
しまうという問題点があった。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ば、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
所的にスパッタされて基板−にの膜質の分布に変化を生
ずるという問題点があった。
周部が処理槽の壁面１０に接する構造となっているため
、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からスパッタさ
れた物質が汚染源となったり、また例えばテフロンを壁
面１０として用いた場合には、フン素原子が放出され、
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って
しまうという問題点があった。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ば、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
所的にスパッタされて基板−にの膜質の分布に変化を生
ずるという問題点があった。
更に、従来例として第５図に示すようなノｊ形状のもの
がある。電極カバー＋４１１により、電場を被加工物」
二に集中させると共に、電極カバー材１１として適当な
材料を選ぶことで、電極カバー材１１からのスパッタさ
れた発生ガスにより、エツチング処理の均一性を良くす
ることに主眼がおがれており、電極２１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った。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１】からスパッ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った。
がある。電極カバー＋４１１により、電場を被加工物」
二に集中させると共に、電極カバー材１１として適当な
材料を選ぶことで、電極カバー材１１からのスパッタさ
れた発生ガスにより、エツチング処理の均一性を良くす
ることに主眼がおがれており、電極２１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った。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１】からスパッ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った。
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。
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
ば高周波電源を表す。
、１．２は電極、４は狭間隔構成体、５は被加工物、６
ば高周波電源を表す。
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ｌ
との間隔は小さく設定しである。
べて、外周部の誘電体よりなる狭間隔構成体４と電極ｌ
との間隔は小さく設定しである。
被加工物５は電極２」二に配置されている。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、高周波電源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。
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、高周波電源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。
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、ガス系としてフッ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、誘電体自身がスバッタ
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。
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、誘電体自身がスバッタ
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。
（実施例〕
第２図ば本発明の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（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。
２図（ａ）は高周波電力を供給する側の電極に狭間隔構
成体４を配置した実施例構成の側面断面図、第２図（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。
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、ガスバイブ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。
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によっ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−Ｌ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３ＴＯｒ ｒ、高周波電
力密度は１ないし３Ｗ／ｃｍ”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。
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−Ｌ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３ＴＯｒ ｒ、高周波電
力密度は１ないし３Ｗ／ｃｍ”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によって囲まれた内部の
電極２−ヒ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の直径りの約
１／１５以上あると効果的である。
プラズマを当該狭間隔構成体４によって囲まれた内部の
電極２−ヒ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の直径りの約
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っ
ても同一の効果が得られる。
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っ
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■と電極２
との間の横方向の囲みが小さくなり、構造によっては殆
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。
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■と電極２
との間の横方向の囲みが小さくなり、構造によっては殆
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１
０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
けを行っても、被加工物５」二のプラズマの状態に影響
を及ぼすことがない。
に取り付けられているため、従来の第４図に示す壁面１
０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
けを行っても、被加工物５」二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、
プラズマが発生ず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。
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、
プラズマが発生ず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、Ｉ６は誘電体を表す。
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、Ｉ６は誘電体を表す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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 true JPS6269620A (ja) | 1987-03-30 |
| JPH057861B2 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) |
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| JPH02268429A (ja) * | 1989-04-11 | 1990-11-02 | Tokyo Electron Ltd | プラズマエッチング装置 |
| JPH0340427A (ja) * | 1989-07-07 | 1991-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ドライエッチング装置 |
| US5411624A (en) * | 1991-07-23 | 1995-05-02 | Tokyo Electron Limited | Magnetron plasma processing apparatus |
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