JP2001210623A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマ処理中に、ワークやワークが載置さ
れる下部電極部のブロックを効果的に冷却することがで
きるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 真空チャンバ１内に上部電極部２と下部
電極部３を設ける。下部電極部３は比熱の小さい金属か
ら成るブロック２１を有している。ブロック２１にワー
ク１５を真空吸着して載置する吸着孔２６を開孔し、ま
たブロック２１の下部に冷媒路２８を形成する。冷媒路
２８の冷媒を流すことにより、ブロック２１およびブロ
ック２１上のワーク１５を冷却する。
れる下部電極部のブロックを効果的に冷却することがで
きるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 真空チャンバ１内に上部電極部２と下部
電極部３を設ける。下部電極部３は比熱の小さい金属か
ら成るブロック２１を有している。ブロック２１にワー
ク１５を真空吸着して載置する吸着孔２６を開孔し、ま
たブロック２１の下部に冷媒路２８を形成する。冷媒路
２８の冷媒を流すことにより、ブロック２１およびブロ
ック２１上のワーク１５を冷却する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワークの表面のエ
ッチングやクリーニングなどを行うためのプラズマ処理
装置に関するものである。
ッチングやクリーニングなどを行うためのプラズマ処理
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ウエハ表面のエッチングやプリント基板
表面のクリーニングなどのためにプラズマ処理を施すこ
とが知られている。プラズマ処理装置は、真空チャンバ
内の下部電極部上にウエハやプリント基板などのワーク
を載置し、上部電極部と下部電極部の間に高周波電圧を
印加することにより、真空チャンバ内にプラズマを発生
させ、イオンや電子等をワークの表面に衝突させてプラ
ズマ処理を行うものである。
表面のクリーニングなどのためにプラズマ処理を施すこ
とが知られている。プラズマ処理装置は、真空チャンバ
内の下部電極部上にウエハやプリント基板などのワーク
を載置し、上部電極部と下部電極部の間に高周波電圧を
印加することにより、真空チャンバ内にプラズマを発生
させ、イオンや電子等をワークの表面に衝突させてプラ
ズマ処理を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上部電極部と下部電極
部の間にプラズマを発生させると、下部電極部は３００
℃あるいはそれ以上に加熱される。その結果、下部電極
部は熱ダメージを受けて劣化し、また下部電極部上のワ
ークも熱ダメージを受け、最悪の場合は熱破壊される。
また、ウエハの薄形化や、ウエハのストレス層（薄形化
等のための機械研削によってクラックが発生した層）の
除去のためには、ウエハの全面を深くエッチングする必
要がある。このためには、プラズマ密度を高めたり、あ
るいは電極部間に印加する高周波電圧を大きくしてエッ
チングレート（エッチング力）を大きくする必要がある
が、このようにすると下部電極部は益々発熱してワーク
の熱ダメージも大きくなる。したがって従来のプラズマ
処理装置はこのようにワーク全面を深くエッチングする
ような用途には使用困難若しくは使用不能であった。
部の間にプラズマを発生させると、下部電極部は３００
℃あるいはそれ以上に加熱される。その結果、下部電極
部は熱ダメージを受けて劣化し、また下部電極部上のワ
ークも熱ダメージを受け、最悪の場合は熱破壊される。
また、ウエハの薄形化や、ウエハのストレス層（薄形化
等のための機械研削によってクラックが発生した層）の
除去のためには、ウエハの全面を深くエッチングする必
要がある。このためには、プラズマ密度を高めたり、あ
るいは電極部間に印加する高周波電圧を大きくしてエッ
チングレート（エッチング力）を大きくする必要がある
が、このようにすると下部電極部は益々発熱してワーク
の熱ダメージも大きくなる。したがって従来のプラズマ
処理装置はこのようにワーク全面を深くエッチングする
ような用途には使用困難若しくは使用不能であった。
【０００４】そこで本発明は、このような従来の問題点
を解消できるプラズマ処理装置を提供することを目的と
する。
を解消できるプラズマ処理装置を提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、プラズマ発生用ガスが供給される真空チャンバと、
この真空チャンバを真空吸引する真空吸引手段と、真空
チャンバに設けられた上部電極部と下部電極部を備え、
この上部電極部と下部電極部の間に高周波電圧を印加し
てプラズマを発生させ、下部電極部上に載置されたワー
クをプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、前記
下部電極部がワークを載置するブロックを備え、このブ
ロックにワークを真空吸着するための吸着孔を複数開孔
し、またこのブロックの下部に冷媒を流すための冷媒路
を形成し、且つ前記吸着孔を真空吸引する真空吸引手段
と、前記冷媒路に冷媒を流す冷却装置を備えたことを特
徴とするプラズマ処理装置である。
は、プラズマ発生用ガスが供給される真空チャンバと、
この真空チャンバを真空吸引する真空吸引手段と、真空
チャンバに設けられた上部電極部と下部電極部を備え、
この上部電極部と下部電極部の間に高周波電圧を印加し
てプラズマを発生させ、下部電極部上に載置されたワー
クをプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、前記
下部電極部がワークを載置するブロックを備え、このブ
ロックにワークを真空吸着するための吸着孔を複数開孔
し、またこのブロックの下部に冷媒を流すための冷媒路
を形成し、且つ前記吸着孔を真空吸引する真空吸引手段
と、前記冷媒路に冷媒を流す冷却装置を備えたことを特
徴とするプラズマ処理装置である。
【０００６】上記構成において、プラズマ処理中には、
ワークは吸着孔に真空吸着されてブロックにしっかり密
着する。またその状態で、冷媒路に冷媒を流すことによ
り、ブロックは効果的に冷却され、ブロックやワークが
過度に加熱されて熱ダメージを受けるのを防止する。
ワークは吸着孔に真空吸着されてブロックにしっかり密
着する。またその状態で、冷媒路に冷媒を流すことによ
り、ブロックは効果的に冷却され、ブロックやワークが
過度に加熱されて熱ダメージを受けるのを防止する。
【０００７】また請求項２に記載の発明は、前記ブロッ
クが、比熱の小さい金属から成るものであり、この構成
によりワークやブロックをより効果的に冷却できる。
クが、比熱の小さい金属から成るものであり、この構成
によりワークやブロックをより効果的に冷却できる。
【０００８】また請求項３に記載の発明は、前記吸着孔
の真空圧が前記真空チャンバの真空圧よりも小さくなる
ように前記真空チャンバの真空吸引手段と前記吸着孔の
真空吸引手段を制御する制御部を備えたものであり、こ
の構成により、ワークを吸着孔によりしっかり真空吸着
して固定して安定的にプラズマ処理を行うことができ、
またワークをブロックの上面にしっかり密着させてワー
クをブロックにより効果的に冷却することができる。
の真空圧が前記真空チャンバの真空圧よりも小さくなる
ように前記真空チャンバの真空吸引手段と前記吸着孔の
真空吸引手段を制御する制御部を備えたものであり、こ
の構成により、ワークを吸着孔によりしっかり真空吸着
して固定して安定的にプラズマ処理を行うことができ、
またワークをブロックの上面にしっかり密着させてワー
クをブロックにより効果的に冷却することができる。
【０００９】請求項４に記載の発明は、前記上部電極部
と前記下部電極部の間隔の大きさを調整する間隔調整手
段を設け、この間隔の大きさを調整することにより、こ
の間隔に発生するプラズマ密度を調整するようにしたも
のであり、この構成により、間隔の大きさを調整してエ
ッチングレートを変更することができる。
と前記下部電極部の間隔の大きさを調整する間隔調整手
段を設け、この間隔の大きさを調整することにより、こ
の間隔に発生するプラズマ密度を調整するようにしたも
のであり、この構成により、間隔の大きさを調整してエ
ッチングレートを変更することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態にお
けるプラズマ処理装置の全体構成を示す断面図、図２は
本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の部分
拡大断面図、図３は本発明の一実施の形態におけるプラ
ズマ処理装置の下部電極部の吸引孔を示す平面図、図４
は本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の下
部電極部の冷媒路を示す底面図である。
を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態にお
けるプラズマ処理装置の全体構成を示す断面図、図２は
本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の部分
拡大断面図、図３は本発明の一実施の形態におけるプラ
ズマ処理装置の下部電極部の吸引孔を示す平面図、図４
は本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の下
部電極部の冷媒路を示す底面図である。
【００１１】図１において、真空チャンバ１の内部には
上部電極部２と下部電極部３が間隔Ｔをおいて上下に配
設されている。上部電極部２は上方にあり、アース部４
に接地されている。下部電極部３は下方にあり、高周波
電源５に接続されている。上部電極部２と下部電極部３
の間に高周波電圧を印加すると、この間にプラズマが発
生する。上部電極部２と下部電極部３の平面形状は円形
である。
上部電極部２と下部電極部３が間隔Ｔをおいて上下に配
設されている。上部電極部２は上方にあり、アース部４
に接地されている。下部電極部３は下方にあり、高周波
電源５に接続されている。上部電極部２と下部電極部３
の間に高周波電圧を印加すると、この間にプラズマが発
生する。上部電極部２と下部電極部３の平面形状は円形
である。
【００１２】上部電極部２は、アルミニウムなどの導電
体から成るベース部６と、ベース部６の下部に装着され
た板状の絶縁体７から成っている。絶縁体７はガス吹出
部となるものであり、ガス吹出孔となる貫通孔８がその
全面に多数開孔されている。絶縁体７は、石英などの絶
縁物から成っている。
体から成るベース部６と、ベース部６の下部に装着され
た板状の絶縁体７から成っている。絶縁体７はガス吹出
部となるものであり、ガス吹出孔となる貫通孔８がその
全面に多数開孔されている。絶縁体７は、石英などの絶
縁物から成っている。
【００１３】ベース部６と絶縁体７の間にはガス導入部
としての狭い空隙部９が確保されている。図２におい
て、空隙部９の天井面（ベース部６の下面側の表面）は
絶縁部１３で覆われている。絶縁部１３は、セラミック
スを溶射したり、あるいは絶縁板を装着するなどして構
成される。この絶縁部１３は、ベース部６の下面と、こ
の下面が対向する下部電極部３の上面の間に、貫通孔８
を通じて高電流のアーク放電Ｄが発生してプラズマ生成
が不調になるのを防止する。
としての狭い空隙部９が確保されている。図２におい
て、空隙部９の天井面（ベース部６の下面側の表面）は
絶縁部１３で覆われている。絶縁部１３は、セラミック
スを溶射したり、あるいは絶縁板を装着するなどして構
成される。この絶縁部１３は、ベース部６の下面と、こ
の下面が対向する下部電極部３の上面の間に、貫通孔８
を通じて高電流のアーク放電Ｄが発生してプラズマ生成
が不調になるのを防止する。
【００１４】図１において、ベース部６の中央部には上
方へ突出する取付部１０が突設されており、取付部１０
は受部１１を介して真空チャンバ１の上壁に上下動自在
に装着されている。取付部１０には空隙部９に通じる孔
路１２が形成されており、孔路１２にはガス供給部３０
が接続されている。
方へ突出する取付部１０が突設されており、取付部１０
は受部１１を介して真空チャンバ１の上壁に上下動自在
に装着されている。取付部１０には空隙部９に通じる孔
路１２が形成されており、孔路１２にはガス供給部３０
が接続されている。
【００１５】ガス供給部３０は、例えばＣＦ4（４フッ
化炭素）とＯ2（酸素）の混合ガスなどのプラズマ発生
用ガスを真空チャンバ１に供給する。ガス供給部３０内
のプラズマ発生用ガスは、孔路１２を通して空隙部９へ
送られ、複数（多数）の貫通孔８から下部電極部３へ向
って均等に吹出される。したがって、このような電極部
がガス吹出し部を兼務する構造にしたことにより、プラ
ズマ処理に必要なプラズマ発生用ガスを、上部電極部２
と下部電極部３の間に効率よく吹出すことができる。
化炭素）とＯ2（酸素）の混合ガスなどのプラズマ発生
用ガスを真空チャンバ１に供給する。ガス供給部３０内
のプラズマ発生用ガスは、孔路１２を通して空隙部９へ
送られ、複数（多数）の貫通孔８から下部電極部３へ向
って均等に吹出される。したがって、このような電極部
がガス吹出し部を兼務する構造にしたことにより、プラ
ズマ処理に必要なプラズマ発生用ガスを、上部電極部２
と下部電極部３の間に効率よく吹出すことができる。
【００１６】図１および図２において、絶縁体７の外縁
部には外縁体１４が装着されている。外縁体１４は、セ
ラミックスなどの耐熱性が大きく、またプラズマ中のイ
オンや電子によりエッチングされにくい耐フッ素系の絶
縁物から成っている。外縁体１４はリング状であって、
その先端部は先鋭な鋭角のエッジを有するテーパ部であ
り、その外面は中央部側へテーパ状に後退する後退面１
４ａになっている。このように上部電極部２の外縁部の
外面に後退面１４ａを形成することにより、上部電極部
２と真空チャンバ１の内壁面との距離Ｌを実質的に大き
くし、その間に異常な放電が発生しないようにしてい
る。
部には外縁体１４が装着されている。外縁体１４は、セ
ラミックスなどの耐熱性が大きく、またプラズマ中のイ
オンや電子によりエッチングされにくい耐フッ素系の絶
縁物から成っている。外縁体１４はリング状であって、
その先端部は先鋭な鋭角のエッジを有するテーパ部であ
り、その外面は中央部側へテーパ状に後退する後退面１
４ａになっている。このように上部電極部２の外縁部の
外面に後退面１４ａを形成することにより、上部電極部
２と真空チャンバ１の内壁面との距離Ｌを実質的に大き
くし、その間に異常な放電が発生しないようにしてい
る。
【００１７】次に、下部電極部３を説明する。下部電極
部３は、アルミニウムなどの導電体から成るベース部２
０と、ベース部２０の上面に装着されたブロック２１
と、ブロック２１の外縁部に装着されたリング状の外縁
体２２から成っている。ブロック２１はワークの載置部
となるものであって、その上面には、プラズマ処理対象
物であるウエハなどのワーク１５が載置される。ベース
部２０から下方へ突出する取付部２３は、真空チャンバ
１の下壁に受部２４を介して装着されている。ブロック
２１は、鋼鉄などの比熱の小さい金属から成っている。
部３は、アルミニウムなどの導電体から成るベース部２
０と、ベース部２０の上面に装着されたブロック２１
と、ブロック２１の外縁部に装着されたリング状の外縁
体２２から成っている。ブロック２１はワークの載置部
となるものであって、その上面には、プラズマ処理対象
物であるウエハなどのワーク１５が載置される。ベース
部２０から下方へ突出する取付部２３は、真空チャンバ
１の下壁に受部２４を介して装着されている。ブロック
２１は、鋼鉄などの比熱の小さい金属から成っている。
【００１８】図１および図２において、ブロック２１は
円板体であって、その厚さ方向の中央部には細い孔路２
５が格子状に形成されており（図３）、孔路２５の交差
部には孔路２５に連通する吸着孔２６が多数マトリクス
状に開孔されている。孔路２５や吸着孔２６は孔部２７
を通して真空吸引手段としての真空ポンプ３１に連通し
ている。したがって真空ポンプ３１が駆動することによ
り、ワーク１５はブロック２１上に真空吸着して固定さ
れる。このように孔路２５や吸着孔２６をブロック２１
の全面に均等に形成することにより、ワーク１５を吸着
孔２６にしっかり真空吸着できる。
円板体であって、その厚さ方向の中央部には細い孔路２
５が格子状に形成されており（図３）、孔路２５の交差
部には孔路２５に連通する吸着孔２６が多数マトリクス
状に開孔されている。孔路２５や吸着孔２６は孔部２７
を通して真空吸引手段としての真空ポンプ３１に連通し
ている。したがって真空ポンプ３１が駆動することによ
り、ワーク１５はブロック２１上に真空吸着して固定さ
れる。このように孔路２５や吸着孔２６をブロック２１
の全面に均等に形成することにより、ワーク１５を吸着
孔２６にしっかり真空吸着できる。
【００１９】この場合、吸着孔２６によるワーク１５の
吸着力が真空チャンバ１の真空圧よりも相対的に小さい
と、ワーク１５を吸着孔２６にしっかり吸着できず、ワ
ーク１５はがたついてしまう。したがって、吸着孔２６
の真空圧が真空チャンバ１の真空圧よりも小さくなるよ
うに（すなわち吸着孔２６の吸着力を真空チャンバ１の
吸引力よりも大きくし、これにより真空チャンバ１の真
空圧のためにワーク１５が浮き上るなどしてがたつかな
いように）、制御部３４で各真空ポンプ３１、３３（い
ずれも後述）を制御する。なお従来のプラズマ処理装置
では、ワークは一般に、高価な静電気手段より電極部に
吸着して保持されていたものであり、そのため製造コス
トがきわめて高かったものである。
吸着力が真空チャンバ１の真空圧よりも相対的に小さい
と、ワーク１５を吸着孔２６にしっかり吸着できず、ワ
ーク１５はがたついてしまう。したがって、吸着孔２６
の真空圧が真空チャンバ１の真空圧よりも小さくなるよ
うに（すなわち吸着孔２６の吸着力を真空チャンバ１の
吸引力よりも大きくし、これにより真空チャンバ１の真
空圧のためにワーク１５が浮き上るなどしてがたつかな
いように）、制御部３４で各真空ポンプ３１、３３（い
ずれも後述）を制御する。なお従来のプラズマ処理装置
では、ワークは一般に、高価な静電気手段より電極部に
吸着して保持されていたものであり、そのため製造コス
トがきわめて高かったものである。
【００２０】ブロック２１の下部には細い冷媒路２８が
形成されている。図４に示すように、冷媒路２８はブロ
ック２１の全面に極力均等に分布するように形成されて
おり、取付部２３に形成された孔部２９を通して冷却装
置３２に接続されている。冷却装置３２から送られた冷
水などの冷媒は冷媒路２８を流れ、ベース部２０、ブロ
ック２１、ブロック２１上のワーク１５を冷却する。こ
のように冷媒路２８をブロック２１の全面に極力均等に
分布するように形成することにより、ブロック２１全体
やブロック２１の上面に吸着孔２６に吸着されて密着し
たワーク１５全体を均一に冷却できる。また、ブロック
２１は、比熱の小さい金属などの物質にて単体のブロッ
クとして形成されているので、冷媒により効果的に冷却
することができる。
形成されている。図４に示すように、冷媒路２８はブロ
ック２１の全面に極力均等に分布するように形成されて
おり、取付部２３に形成された孔部２９を通して冷却装
置３２に接続されている。冷却装置３２から送られた冷
水などの冷媒は冷媒路２８を流れ、ベース部２０、ブロ
ック２１、ブロック２１上のワーク１５を冷却する。こ
のように冷媒路２８をブロック２１の全面に極力均等に
分布するように形成することにより、ブロック２１全体
やブロック２１の上面に吸着孔２６に吸着されて密着し
たワーク１５全体を均一に冷却できる。また、ブロック
２１は、比熱の小さい金属などの物質にて単体のブロッ
クとして形成されているので、冷媒により効果的に冷却
することができる。
【００２１】外縁体２２は上部電極部２の外縁体１４と
同材質、同形状のものであって、その外面に中央部側へ
テーパ状に後退する後退面２２ａを形成することによ
り、下部電極部３と真空チャンバ１の内壁面との距離Ｌ
を実質的に大きくしている。また外縁体１４、２２の外
面を後退面１４ａ、２２ａにすることにより、外面同士
の距離Ｌ’を実質的に大きくし、その間に放電が発生し
にくいようにしている。図１において、３３は真空ポン
プであり、真空チャンバ１の内部を真空吸引する。
同材質、同形状のものであって、その外面に中央部側へ
テーパ状に後退する後退面２２ａを形成することによ
り、下部電極部３と真空チャンバ１の内壁面との距離Ｌ
を実質的に大きくしている。また外縁体１４、２２の外
面を後退面１４ａ、２２ａにすることにより、外面同士
の距離Ｌ’を実質的に大きくし、その間に放電が発生し
にくいようにしている。図１において、３３は真空ポン
プであり、真空チャンバ１の内部を真空吸引する。
【００２２】３４は制御部であって、真空吸引手段を構
成する真空ポンプ３１、３３などの破線で接続した各要
素を制御する。なお、真空ポンプ３１、３３には、必要
に応じて、その吸引路を開閉するバルブが付設される。
また図示しないが、真空チャンバ１や吸着孔２６の真空
圧を測定するための圧力センサが適所に設けられてお
り、制御部３４は圧力センサの測定信号に基づいて真空
ポンプ３１、３３などの制御を行う。ここで、制御部３
４は、吸着孔２６の真空圧が、真空チャンバ１の真空圧
よりも小さくなるように（すなわち、吸着孔２６が真空
チャンバ１の真空圧よりも強い吸着力でワーク１５を真
空吸着するように）、真空チャンバ１の真空ポンプ３３
と吸着孔２６の真空ポンプ３１を制御する。このように
吸着孔２６の真空圧を真空ポンプ１の真空圧よりも小さ
くすれば、ワーク１５はブロック２１にしっかり密着さ
れてブロック２１から不要に浮き上るなどしてがたつく
ようなことはなく、したがってワーク１５をブロック２
１上にしっかり固定してプラズマ処理を行うことができ
る。
成する真空ポンプ３１、３３などの破線で接続した各要
素を制御する。なお、真空ポンプ３１、３３には、必要
に応じて、その吸引路を開閉するバルブが付設される。
また図示しないが、真空チャンバ１や吸着孔２６の真空
圧を測定するための圧力センサが適所に設けられてお
り、制御部３４は圧力センサの測定信号に基づいて真空
ポンプ３１、３３などの制御を行う。ここで、制御部３
４は、吸着孔２６の真空圧が、真空チャンバ１の真空圧
よりも小さくなるように（すなわち、吸着孔２６が真空
チャンバ１の真空圧よりも強い吸着力でワーク１５を真
空吸着するように）、真空チャンバ１の真空ポンプ３３
と吸着孔２６の真空ポンプ３１を制御する。このように
吸着孔２６の真空圧を真空ポンプ１の真空圧よりも小さ
くすれば、ワーク１５はブロック２１にしっかり密着さ
れてブロック２１から不要に浮き上るなどしてがたつく
ようなことはなく、したがってワーク１５をブロック２
１上にしっかり固定してプラズマ処理を行うことができ
る。
【００２３】図１において、取付部１０はシリンダ１７
のロッド１８にアーム１９を介して連結されている。ロ
ッド１８を突没させると、上部電極部２は上下動し、下
部電極部３との間隔Ｔの大きさが調整される。このよう
に間隔Ｔの大きさを調整自在にすることにより、この間
隔Ｔに発生するプラズマ密度を調整してエッチングレー
トを変更することができる。なお、間隔Ｔが小さい程プ
ラズマ密度は高くなってエッチングレートは大きくな
る。したがってワーク１５の表面を深くエッチングする
ような場合は、間隔Ｔを小さくしてプラズマ密度を高く
する。またワーク１５を出し入れ手段（図外）により真
空チャンバ１に出し入れするときは、間隔Ｔを大きくす
ることにより、ワーク１５を下部電極部３上に難なく移
載することができ、また、これからピックアップして取
り出すことができる。なお本実施の形態では、上部電極
部２を上下動させることにより、間隔Ｔの大きさを調整
しているが、下部電極部３を上下動させて間隔Ｔの大き
さを変更するようにしてもよい。またシリンダ１７が間
隔調整手段となるものであるが、間隔調整手段としては
シリンダ１７に限らず、送りねじ機構などでもよい。ま
た真空チャンバ１に上部電極部２を兼務させてもよく、
この場合、下部電極部３を上下動させて間隔を調整す
る。
のロッド１８にアーム１９を介して連結されている。ロ
ッド１８を突没させると、上部電極部２は上下動し、下
部電極部３との間隔Ｔの大きさが調整される。このよう
に間隔Ｔの大きさを調整自在にすることにより、この間
隔Ｔに発生するプラズマ密度を調整してエッチングレー
トを変更することができる。なお、間隔Ｔが小さい程プ
ラズマ密度は高くなってエッチングレートは大きくな
る。したがってワーク１５の表面を深くエッチングする
ような場合は、間隔Ｔを小さくしてプラズマ密度を高く
する。またワーク１５を出し入れ手段（図外）により真
空チャンバ１に出し入れするときは、間隔Ｔを大きくす
ることにより、ワーク１５を下部電極部３上に難なく移
載することができ、また、これからピックアップして取
り出すことができる。なお本実施の形態では、上部電極
部２を上下動させることにより、間隔Ｔの大きさを調整
しているが、下部電極部３を上下動させて間隔Ｔの大き
さを変更するようにしてもよい。またシリンダ１７が間
隔調整手段となるものであるが、間隔調整手段としては
シリンダ１７に限らず、送りねじ機構などでもよい。ま
た真空チャンバ１に上部電極部２を兼務させてもよく、
この場合、下部電極部３を上下動させて間隔を調整す
る。
【００２４】このプラズマ処理装置は上記のような構成
より成り、次にプラズマ処理動作について説明する。図
１において、ブロック２１上にワーク１５を載置し、真
空ポンプ３１によりワーク１５を吸着してワーク１５が
がたつかないように固定した後、真空ポンプ３３を駆動
して真空チャンバ１の内部を真空吸引する。この場合、
上述したように、真空ポンプ３１によるワーク１５の吸
着力を真空ポンプ３３による吸引力よりも大きくし、プ
ラズマ処理中にワーク１５が浮き上るなどしてがたつか
ないようにする。またガス供給部３０からプラズマ発生
用ガスを孔路１２を通して供給して貫通孔８から下方へ
吹出させ、下部電極部３のベース部２０に高周波電圧を
印加する。すると上部電極部２と下部電極部３の間にプ
ラズマが発生し、ワーク１５の表面にプラズマ中のイオ
ン等などが衝突してプラズマ処理（エッチングやクリー
ニングなど）が行われる。
より成り、次にプラズマ処理動作について説明する。図
１において、ブロック２１上にワーク１５を載置し、真
空ポンプ３１によりワーク１５を吸着してワーク１５が
がたつかないように固定した後、真空ポンプ３３を駆動
して真空チャンバ１の内部を真空吸引する。この場合、
上述したように、真空ポンプ３１によるワーク１５の吸
着力を真空ポンプ３３による吸引力よりも大きくし、プ
ラズマ処理中にワーク１５が浮き上るなどしてがたつか
ないようにする。またガス供給部３０からプラズマ発生
用ガスを孔路１２を通して供給して貫通孔８から下方へ
吹出させ、下部電極部３のベース部２０に高周波電圧を
印加する。すると上部電極部２と下部電極部３の間にプ
ラズマが発生し、ワーク１５の表面にプラズマ中のイオ
ン等などが衝突してプラズマ処理（エッチングやクリー
ニングなど）が行われる。
【００２５】ここで、プラズマ処理中には、冷媒路２８
には冷水などの冷媒が流され、ブロック２１はその全体
が冷却される。またワーク１５は吸着孔２６に真空吸着
されることにより、ブロック２１の上面にぴったり密着
している。したがって、プラズマ処理中にワーク１５や
ブロック２１が過度に加熱されることはない。
には冷水などの冷媒が流され、ブロック２１はその全体
が冷却される。またワーク１５は吸着孔２６に真空吸着
されることにより、ブロック２１の上面にぴったり密着
している。したがって、プラズマ処理中にワーク１５や
ブロック２１が過度に加熱されることはない。
【００２６】さて、図２において、上部電極部２と下部
電極部３の間にはプラズマが発生するが、後退面１４
ａ、２２ａと真空チャンバ１の内壁面との距離Ｌは大き
く、また後退面１４ａと後退面２２ａの距離Ｌ’も大き
い。したがって上部電極部２と下部電極部３の間には異
常な放電は発生せず、また高周波電源５に接続された下
部電極部３と真空チャンバ１の間にも異常な放電は発生
せず、下部電極部３と真空チャンバ１の内壁面は短絡し
ない。したがってプラズマは上部電極部２と下部電極部
３の間に閉じ込められ、ワーク１５のプラズマ処理は安
定的に行われる。
電極部３の間にはプラズマが発生するが、後退面１４
ａ、２２ａと真空チャンバ１の内壁面との距離Ｌは大き
く、また後退面１４ａと後退面２２ａの距離Ｌ’も大き
い。したがって上部電極部２と下部電極部３の間には異
常な放電は発生せず、また高周波電源５に接続された下
部電極部３と真空チャンバ１の間にも異常な放電は発生
せず、下部電極部３と真空チャンバ１の内壁面は短絡し
ない。したがってプラズマは上部電極部２と下部電極部
３の間に閉じ込められ、ワーク１５のプラズマ処理は安
定的に行われる。
【００２７】以上のように、上部電極部２と下部電極部
３の外縁部である外縁体１４、２２の外面を後退面１４
ａ、２２ａとしたことにより異常な放電（短絡）は発生
しにくい。したがって、シリンダ１７を作動させて上部
電極部２と下部電極部３の間隔Ｔを小さくし、あるいは
下部電極部３に高電圧を印加し、上部電極部２と下部電
極部３の間に発生するプラズマの密度を高くしてエッチ
ングレート（エッチング力）を大きくし、速やか且つ強
力にプラズマ処理することができる。因みに、本発明者
の実験結果によれば、上記間隔Ｔは、従来のものの１／
４以下にすることができた（従来のものの間隔は一般に
４０ｍｍ程度、本発明によれば間隔Ｔは１０ｍｍ以下に
することが可能）。また外縁体１４、２２を耐熱性が大
きく、またプラズマイオンによりエッチングされにくい
セラミックスなどの素材により形成したことにより、外
縁体１４、２２の劣化損耗を防止できる。なおシリンダ
１７は、望ましくは制御部３４で制御する。
３の外縁部である外縁体１４、２２の外面を後退面１４
ａ、２２ａとしたことにより異常な放電（短絡）は発生
しにくい。したがって、シリンダ１７を作動させて上部
電極部２と下部電極部３の間隔Ｔを小さくし、あるいは
下部電極部３に高電圧を印加し、上部電極部２と下部電
極部３の間に発生するプラズマの密度を高くしてエッチ
ングレート（エッチング力）を大きくし、速やか且つ強
力にプラズマ処理することができる。因みに、本発明者
の実験結果によれば、上記間隔Ｔは、従来のものの１／
４以下にすることができた（従来のものの間隔は一般に
４０ｍｍ程度、本発明によれば間隔Ｔは１０ｍｍ以下に
することが可能）。また外縁体１４、２２を耐熱性が大
きく、またプラズマイオンによりエッチングされにくい
セラミックスなどの素材により形成したことにより、外
縁体１４、２２の劣化損耗を防止できる。なおシリンダ
１７は、望ましくは制御部３４で制御する。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ラズマ処理中にワークやブロックを効果的に冷却し、ワ
ークやブロックが過剰に加熱されて熱ダメージを受ける
のを解消できる。また本発明によれば、エッチングレー
ト（エッチング力）を大きくしてもワークやブロックが
受ける熱ダメージは小さいので、上部電極部と下部電極
部間の間隔を小さくしたり、あるいは上部電極部と下部
電極部間に印加する高周波電圧を大きくするなどしてプ
ラズマ密度を高くすることができるので、ウエハの薄形
化や、ウエハの機械研削面に生じたストレス層を除去す
る等のために、ウエハの全面を深くエッチングするため
のプラズマ処理装置として特に有利である。
ラズマ処理中にワークやブロックを効果的に冷却し、ワ
ークやブロックが過剰に加熱されて熱ダメージを受ける
のを解消できる。また本発明によれば、エッチングレー
ト（エッチング力）を大きくしてもワークやブロックが
受ける熱ダメージは小さいので、上部電極部と下部電極
部間の間隔を小さくしたり、あるいは上部電極部と下部
電極部間に印加する高周波電圧を大きくするなどしてプ
ラズマ密度を高くすることができるので、ウエハの薄形
化や、ウエハの機械研削面に生じたストレス層を除去す
る等のために、ウエハの全面を深くエッチングするため
のプラズマ処理装置として特に有利である。
【００２９】また請求項３の発明によれば、ワークを吸
着孔にしっかり真空吸着して固定して安定的にプラズマ
処理を行うことができ、またワークをブロックの上面に
しっかり密着させてワークをブロックにより効果的に冷
却することができる。
着孔にしっかり真空吸着して固定して安定的にプラズマ
処理を行うことができ、またワークをブロックの上面に
しっかり密着させてワークをブロックにより効果的に冷
却することができる。
【００３０】また請求項４の発明によれば、上部電極部
と下部電極部の間隔を調整することにより、この間隔に
生じるプラズマ密度を調整してエッチングレートを変更
することができ、且つワークの下部電極部上への移載や
これからの取り出しを容易に行うことができる。
と下部電極部の間隔を調整することにより、この間隔に
生じるプラズマ密度を調整してエッチングレートを変更
することができ、且つワークの下部電極部上への移載や
これからの取り出しを容易に行うことができる。
【図１】本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装
置の全体構成を示す断面図
置の全体構成を示す断面図
【図２】本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装
置の部分拡大断面図
置の部分拡大断面図
【図３】本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装
置の下部電極部の吸引孔を示す平面図
置の下部電極部の吸引孔を示す平面図
【図４】本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装
置の下部電極部の冷媒路を示す底面図
置の下部電極部の冷媒路を示す底面図
１ 真空チャンバ ２ 上部電極部 ３ 下部電極部 １５ ワーク １７ シリンダ（間隔調整手段） ２１ ブロック ２６ 吸着孔 ２８ 冷媒路 ３１ 真空ポンプ ３２ 冷却装置 ３３ 真空ポンプ ３４ 制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩井 哲博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4G075 AA30 AA62 AA63 BC06 BC10 CA03 CA05 CA25 CA47 EB42 FB02 FB04 FC11 4K057 DB06 DD01 DG02 DG15 DG16 DM02 DM06 DM35 DM39 DN01 5F004 BA06 BA07 BB13 BB20 BB25
Claims (4)
- 【請求項１】プラズマ発生用ガスが供給される真空チャ
ンバと、この真空チャンバを真空吸引する真空吸引手段
と、真空チャンバに設けられた上部電極部と下部電極部
を備え、この上部電極部と下部電極部の間に高周波電圧
を印加してプラズマを発生させ、下部電極部上に載置さ
れたワークをプラズマ処理するプラズマ処理装置であっ
て、 前記下部電極部がワークを載置するブロックを備え、こ
のブロックにワークを真空吸着するための吸着孔を複数
開孔し、またこのブロックの下部に冷媒を流すための冷
媒路を形成し、且つ前記吸着孔を真空吸引する真空吸引
手段と、前記冷媒路に冷媒を流す冷却装置を備えたこと
を特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】前記ブロックが、比熱の小さい金属から成
ることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３】前記吸着孔の真空圧が前記真空チャンバの
真空圧よりも小さくなるように前記真空チャンバの真空
吸引手段と前記吸着孔の真空吸引手段を制御する制御部
を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のプラ
ズマ処理装置。 - 【請求項４】前記上部電極部と前記下部電極部の間隔の
大きさを調整する間隔調整手段を設け、この間隔の大き
さを調整することにより、この間隔に発生するプラズマ
密度を調整するようにしたことを特徴とする請求項１乃
至３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000016764A JP3637827B2 (ja) | 2000-01-26 | 2000-01-26 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000016764A JP3637827B2 (ja) | 2000-01-26 | 2000-01-26 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001210623A true JP2001210623A (ja) | 2001-08-03 |
| JP3637827B2 JP3637827B2 (ja) | 2005-04-13 |
Family
ID=18543855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000016764A Expired - Fee Related JP3637827B2 (ja) | 2000-01-26 | 2000-01-26 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3637827B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090266488A1 (en) * | 2005-04-05 | 2009-10-29 | Kiyoshi Arita | Plasma Processing Apparatus |
| CN111161994A (zh) * | 2020-02-12 | 2020-05-15 | 南京苏曼等离子科技有限公司 | 等离子体表面处理设备及方法 |
-
2000
- 2000-01-26 JP JP2000016764A patent/JP3637827B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3637827B2 (ja) | 2005-04-13 |
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