JP2002518165A - プラズマ加工装置 - Google Patents
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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
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
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- H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
- H01J37/32504—Means for preventing sputtering of the vessel
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 下記のプラズマ加工装置において、誘電体窓からスパッターされる物質の量を少なくする。
【解決手段】（ａ）プラズマ収容領域を有し、誘電体部分を有する室、（ｂ）高周波（ＲＦ）電力をプラズマに結合するためのアンテナ６、（ｃ）プラズマに容量結合するＲＦ電力の大きさを小さくするシールド部材２、から成るプラズマ加工装置において、シールド部材２が、導電性部分を有するようにし、またプラズマと誘電体部分との間に配置されるようにする。
Description
【０００１】 本発明は、プラズマ加工装置、特に該装置の部分を形成する誘電体材料からの
スパッタリングを少なくしたプラズマ加工装置に関する。
スパッタリングを少なくしたプラズマ加工装置に関する。
【０００２】 誘導結合プラズマ源は、ＲＦ電力をプラズマに結合するためのアンテナを必要
とする。このアンテナは、プラズマが発生する室の内部に配置することができ（
この場合、アンテナには絶縁被覆その他のシールドが備えられる）、またはもっ
と普通には室の外部、誘電体窓近くに配置される。絶縁体は、アンテナとプラズ
マとの直接の電気的接触を防ぐために必要である。
とする。このアンテナは、プラズマが発生する室の内部に配置することができ（
この場合、アンテナには絶縁被覆その他のシールドが備えられる）、またはもっ
と普通には室の外部、誘電体窓近くに配置される。絶縁体は、アンテナとプラズ
マとの直接の電気的接触を防ぐために必要である。
【０００３】 理想的な誘導結合プラズマ源の場合、電力は、アンテナからプラズマに純粋に
誘導的に結合され、外乱を受けていないプラズマと誘電体窓のプラズマに面する
表面との間の電位差は小さい。この小さな電位差によって加速されて誘電体窓に
衝突する、プラズマからのイオンは、小さな量のエネルギーしか獲得せず、した
がって誘電体窓から有意の量の物質をスパッターすることはない。
誘導的に結合され、外乱を受けていないプラズマと誘電体窓のプラズマに面する
表面との間の電位差は小さい。この小さな電位差によって加速されて誘電体窓に
衝突する、プラズマからのイオンは、小さな量のエネルギーしか獲得せず、した
がって誘電体窓から有意の量の物質をスパッターすることはない。
【０００４】 不都合なことに、ＲＦ電力が実際のプラズマに誘導結合する場合、通常ある程
度の電力の容量結合が存在する。なぜならば、必要な電流が流れるようにアンテ
ナに沿って電位差が存在しなければならず、またアンテナの一端が接地してある
場合でも、他端に向って徐々に増大するピーク電位が存在するからである。この
容量結合により、プラズマと誘電体窓のプラズマに面した表面との間に有意のＤ
Ｃ電位差の発生がもたらされる。したがって、プラズマからのイオンが、この電
位差によって加速され、誘電体窓材料の有意のスパッタリングを引き起こすのに
十分なエネルギーで誘電体窓に衝突する。スパッターされた物質は、プラズマ加
工室内の他の表面に付着する。この表面は、たとえば、半導体ウェーハその他の
物体でありうる加工物である。
度の電力の容量結合が存在する。なぜならば、必要な電流が流れるようにアンテ
ナに沿って電位差が存在しなければならず、またアンテナの一端が接地してある
場合でも、他端に向って徐々に増大するピーク電位が存在するからである。この
容量結合により、プラズマと誘電体窓のプラズマに面した表面との間に有意のＤ
Ｃ電位差の発生がもたらされる。したがって、プラズマからのイオンが、この電
位差によって加速され、誘電体窓材料の有意のスパッタリングを引き起こすのに
十分なエネルギーで誘電体窓に衝突する。スパッターされた物質は、プラズマ加
工室内の他の表面に付着する。この表面は、たとえば、半導体ウェーハその他の
物体でありうる加工物である。
【０００５】 ある公知の実施態様の場合、プラズマ加工装置の目的は、制御されたやり方で
、加工物をエッチすることであり、あるいは加工物に特定の物質を付着させるこ
とである。物質が誘電体窓からスパッターされると、この物質は必要な過程を妨
害して、劣悪な品質の製品を与え、あるいはまったく許容できない結果をもたら
す。
、加工物をエッチすることであり、あるいは加工物に特定の物質を付着させるこ
とである。物質が誘電体窓からスパッターされると、この物質は必要な過程を妨
害して、劣悪な品質の製品を与え、あるいはまったく許容できない結果をもたら
す。
【０００６】 明らかに、誘電体窓からスパッターされる物質の量を少なくするのが望ましい
。これを行うためには、プラズマに容量結合するＲＦ電力の大きさを小さくする
一方、プラズマに誘導結合するＲＦ電力の大きさに小さな影響しか与えないよう
にすることが必要である。いくつかの方法が提案されている。それらのうちの一
つは、アンテナのある与えられた部分での電圧上昇を低下させ、したがってアン
テナからの電力の容量結合を低下させるように、変圧器その他の手段を使用して
、アンテナへのＲＦ電力の供給を平衡させる構成を用いるものである。この方法
は、イギリス特許出願第９７１４１４２．８号明細書に記載されている。あるい
は、接地された、スロット付きの静電シールドを、アンテナと、隣接する、誘電
体窓の表面との間に配置することができる。この構成は米国特許第５，２３４，
５２９号明細書に記載されている。シールドにスロットが存在しない場合、スロ
ットが短絡された一巻きを形成するので、電力はプラズマではなくこのシールド
に誘導結合するであろう。スロットの存在はシールドに誘導結合する電力の大き
さを著しく低下させるが、また十分な静電シールドとしての有効性をも低下させ
るので、ＲＦ電力の一部が、アンテナからシールドの間隙を通り、プラズマに容
量結合する。
。これを行うためには、プラズマに容量結合するＲＦ電力の大きさを小さくする
一方、プラズマに誘導結合するＲＦ電力の大きさに小さな影響しか与えないよう
にすることが必要である。いくつかの方法が提案されている。それらのうちの一
つは、アンテナのある与えられた部分での電圧上昇を低下させ、したがってアン
テナからの電力の容量結合を低下させるように、変圧器その他の手段を使用して
、アンテナへのＲＦ電力の供給を平衡させる構成を用いるものである。この方法
は、イギリス特許出願第９７１４１４２．８号明細書に記載されている。あるい
は、接地された、スロット付きの静電シールドを、アンテナと、隣接する、誘電
体窓の表面との間に配置することができる。この構成は米国特許第５，２３４，
５２９号明細書に記載されている。シールドにスロットが存在しない場合、スロ
ットが短絡された一巻きを形成するので、電力はプラズマではなくこのシールド
に誘導結合するであろう。スロットの存在はシールドに誘導結合する電力の大き
さを著しく低下させるが、また十分な静電シールドとしての有効性をも低下させ
るので、ＲＦ電力の一部が、アンテナからシールドの間隙を通り、プラズマに容
量結合する。
【０００７】 本発明は、誘電体スパッタリングの影響を小さくするものである。
【０００８】 本発明の第一の側面によれば、 （ａ）プラズマ収容領域を有し、誘電体部分を有する室、 （ｂ）高周波（ＲＦ）電力をプラズマに結合するためのアンテナ、 （ｃ）プラズマに容量結合するＲＦ電力の大きさを小さくするシールド部材、
から成るプラズマ加工装置であって、 シールド部材が導電性部分を有し、シールド部材がプラズマと誘電体部分との
間に配置されることを特徴とするプラズマ加工装置が提供される。好ましくは、
前記室は当業者に公知のタイプの真空室である。
から成るプラズマ加工装置であって、 シールド部材が導電性部分を有し、シールド部材がプラズマと誘電体部分との
間に配置されることを特徴とするプラズマ加工装置が提供される。好ましくは、
前記室は当業者に公知のタイプの真空室である。
【０００９】 誘電体部分は、アンテナとプラズマとの間に配置される誘電体窓とすることが
できる。
できる。
【００１０】 導電性部分は、アンテナによって形成されうる大きな電場からプラズマをしゃ
へいするように作用する。この導電性部分が存在しないと、ＲＦ電力がプラズマ
に容量結合し、プラズマと誘電体部分との間に大きなイオン加速電圧が発生しう
る。
へいするように作用する。この導電性部分が存在しないと、ＲＦ電力がプラズマ
に容量結合し、プラズマと誘電体部分との間に大きなイオン加速電圧が発生しう
る。
【００１１】 導電性部分は、接地されているか、電気的に浮動したままにしておかれるか、
または室壁に対して適当なＤＣ電位にバイアスされているようにすることができ
る。最後のケースでは、ＤＣ電位はパルス化するかまたは連続とすることができ
る。
または室壁に対して適当なＤＣ電位にバイアスされているようにすることができ
る。最後のケースでは、ＤＣ電位はパルス化するかまたは連続とすることができ
る。
【００１２】 好ましくは、導電性部分は、アンテナ内の電流の方向に平行な誘導電流が流れ
うる経路が実質的に存在しないように作られる。したがって、導電性部分は、Ｒ
Ｆ電力のプラズマへの容量結合を低下させるが、ＲＦ電力のプラズマへの誘導結
合を大きくは低下させない。
うる経路が実質的に存在しないように作られる。したがって、導電性部分は、Ｒ
Ｆ電力のプラズマへの容量結合を低下させるが、ＲＦ電力のプラズマへの誘導結
合を大きくは低下させない。
【００１３】 アンテナの方向に電流を運びうる導体はすべて、アンテナから十分離して、一
般に４０ｍｍよりも大きく離して、配置すべきである。
般に４０ｍｍよりも大きく離して、配置すべきである。
【００１４】 誘電体部分とシールドは、すぐ近くにあるようにすべきであり、それが便利で
ある。しかし、間隔が小さすぎると、シールドの導電性要素間で放電の起こる機
会が多くなりうる。間隔が大きすぎると、結合が低効率になりうる。
ある。しかし、間隔が小さすぎると、シールドの導電性要素間で放電の起こる機
会が多くなりうる。間隔が大きすぎると、結合が低効率になりうる。
【００１５】 好ましい実施態様においては、シールド部材が複数の開口を有する。これらの
開口は、任意の適当な形状をとることができる。あとで例を示す。
開口は、任意の適当な形状をとることができる。あとで例を示す。
【００１６】 シールド部材と誘電体部分との間隔はあらかじめ設定することができ、あるい
は調節できるようにすることができる。
は調節できるようにすることができる。
【００１７】 シールド部材は、導電性材料で作られた第一の部分と導電性または非導電性材
料で作られた第二の部分とから成るようにすることができる。第一および第二の
部分は、開口を有することができ、誘電体部分とプラズマとの間で直接の見通し
がきかないように、ずらして配置することができる。第二の部分の導電性または
非導電性材料と第一の部分の導電性材料との間には、重なりたとえば小さな重な
りがあるようにすることができる。
料で作られた第二の部分とから成るようにすることができる。第一および第二の
部分は、開口を有することができ、誘電体部分とプラズマとの間で直接の見通し
がきかないように、ずらして配置することができる。第二の部分の導電性または
非導電性材料と第一の部分の導電性材料との間には、重なりたとえば小さな重な
りがあるようにすることができる。
【００１８】 第二の部分を導電性材料で作る場合、第一および第二の部分の導電性材料は重
なることができるが、相当の大きさのＲＦ電力が誘導結合しうる回路が形成され
てはならない。さらに、第二の部分が導電性材料で作られる場合、好ましくは、
この部分が第一の部分と同様の仕方で動作して、アンテナからプラズマへの電力
の直接の容量結合が小さくなるようにする。
なることができるが、相当の大きさのＲＦ電力が誘導結合しうる回路が形成され
てはならない。さらに、第二の部分が導電性材料で作られる場合、好ましくは、
この部分が第一の部分と同様の仕方で動作して、アンテナからプラズマへの電力
の直接の容量結合が小さくなるようにする。
【００１９】 第一および第二の部分がどちらも導電性材料で作られる場合、第一および第二
の部分の重なりの組合せによって、アンテナからプラズマへのＲＦ電力の容量結
合のほとんどすべてを効率的に防ぐことができる。これを、導電性材料で作られ
た単一部分のみから成るシールド部材を使用する場合、または導電性材料で作ら
れた第一の部分を非導電性材料で作られた第二の部分と組合せて使用する場合と
比較すべきである。これらの場合、導電性材料によるしゃへいによって容量結合
が低下するが、開口の存在のためまだある程度の容量結合が存在する。しかし、
非導電性材料で作られた第二の部分の使用はある種の利点を有する。非導電性材
料がイオンを吸収できる場合には、特にそうである。あるいは、または、さらに
、非導電性材料は、スパッタリングの結果として、誘電体部分を形成する材料に
比して、汚染されにくいということがありうる。いずれの場合も、導電性および
／または非導電性材料として選択する材料は、任意の適当な材料、特に効率的に
イオンを捕捉する材料とすることができる。
の部分の重なりの組合せによって、アンテナからプラズマへのＲＦ電力の容量結
合のほとんどすべてを効率的に防ぐことができる。これを、導電性材料で作られ
た単一部分のみから成るシールド部材を使用する場合、または導電性材料で作ら
れた第一の部分を非導電性材料で作られた第二の部分と組合せて使用する場合と
比較すべきである。これらの場合、導電性材料によるしゃへいによって容量結合
が低下するが、開口の存在のためまだある程度の容量結合が存在する。しかし、
非導電性材料で作られた第二の部分の使用はある種の利点を有する。非導電性材
料がイオンを吸収できる場合には、特にそうである。あるいは、または、さらに
、非導電性材料は、スパッタリングの結果として、誘電体部分を形成する材料に
比して、汚染されにくいということがありうる。いずれの場合も、導電性および
／または非導電性材料として選択する材料は、任意の適当な材料、特に効率的に
イオンを捕捉する材料とすることができる。
【００２０】 第二の部分は、必要であれば寸法を適当に変えて、第一の部分と類似の形状と
することができる。しかし、これは本質的ではない。第二の部分が非導電性であ
る場合には、特にそうである。
することができる。しかし、これは本質的ではない。第二の部分が非導電性であ
る場合には、特にそうである。
【００２１】 シールド部材は、加熱して、加工中のシールド部材への付着または残留物堆積
を小さくすることができる。シールド部材のどちらかまたは両方の部分を、加熱
することができる。この加熱はいくつかの方法で実施することができる。たとえ
ば、シールド部材のどちらかまたは両方の部分を（第二のシールド部分が絶縁性
材料で作られている場合には、第一のシールド部分のみ）、前記部分の一部が、
ＲＦ電力が誘導結合できる閉ループを形成するように設計することができる。シ
ールド部材の当該部分に結合するＲＦ電力により、局所的加熱がなされ、この熱
がシールド部材当該部分の残りの部分に伝導される。使用するＲＦ電力は加工用
アンテナから得られる電力の一部とすることができる。この場合、プラズマに結
合する電力が減少し、またシールド部材の当該部分に結合する電力は必要な加工
電力に比例して増大する。あるいは、ＲＦ電力を、プラズマ室の外部にあるか、
または室の内部にあってプラズマから適当に絶縁された第二のループアンテナか
ら、シールド部材の当該部分に誘導結合させることができる。このやり方は加工
用アンテナからの電力の一部を使用するものに比して利点を有する。この第二の
アンテナに供給する電力は、シールド部材の温度をプラズマに結合する電力とは
独立に設定するために、調節することができるからである。シールド部材の部分
に適当な管を取りつけることにより、液体または気体の媒質をプラズマ加工室の
外部から循環させることができる。この媒質はプラズマ加工室の外部で選定温度
に加熱され、また循環のために適当なポンプが使用される。管からシールド部材
の部分への良好な熱伝導を保証するために、管はシールド部材の当該部分にしっ
かりと取りつける。管が室壁を通り抜けられるようにするために、真空に適合す
るフィードスルーが必要である。
を小さくすることができる。シールド部材のどちらかまたは両方の部分を、加熱
することができる。この加熱はいくつかの方法で実施することができる。たとえ
ば、シールド部材のどちらかまたは両方の部分を（第二のシールド部分が絶縁性
材料で作られている場合には、第一のシールド部分のみ）、前記部分の一部が、
ＲＦ電力が誘導結合できる閉ループを形成するように設計することができる。シ
ールド部材の当該部分に結合するＲＦ電力により、局所的加熱がなされ、この熱
がシールド部材当該部分の残りの部分に伝導される。使用するＲＦ電力は加工用
アンテナから得られる電力の一部とすることができる。この場合、プラズマに結
合する電力が減少し、またシールド部材の当該部分に結合する電力は必要な加工
電力に比例して増大する。あるいは、ＲＦ電力を、プラズマ室の外部にあるか、
または室の内部にあってプラズマから適当に絶縁された第二のループアンテナか
ら、シールド部材の当該部分に誘導結合させることができる。このやり方は加工
用アンテナからの電力の一部を使用するものに比して利点を有する。この第二の
アンテナに供給する電力は、シールド部材の温度をプラズマに結合する電力とは
独立に設定するために、調節することができるからである。シールド部材の部分
に適当な管を取りつけることにより、液体または気体の媒質をプラズマ加工室の
外部から循環させることができる。この媒質はプラズマ加工室の外部で選定温度
に加熱され、また循環のために適当なポンプが使用される。管からシールド部材
の部分への良好な熱伝導を保証するために、管はシールド部材の当該部分にしっ
かりと取りつける。管が室壁を通り抜けられるようにするために、真空に適合す
るフィードスルーが必要である。
【００２２】 一つの実施態様においては、シールド部材は突き出たフィンガーから成り、隣
接するフィンガーが一端または両端で連結される。両端で連結する場合、スロッ
ト構造が形成される。たとえば、シールド部材が実質的に円形である場合、フィ
ンガーは事実上円の中心を指すことになる。隣接フィンガーは円板により円の中
心で結合することができる。あるいは、フィンガーを互い違いに端で連結するこ
とができる。シールド部材が第一の部分と第二の部分とから成る場合、第二の部
分は第一の部分と類似の形状とすることができるが、誘電体部分とプラズマとの
間で直接の見通しがきかないように、第一の部分に対して回転させることができ
、あるいは、同じ効果を得るために、実質的に第一の部分の陰画（誘電体部分に
対して）とすることができる。このような実施態様はフラットアンテナとともに
使用する場合に特に適当であることがわかっている。あるいは、または、さらに
、シールド部材の開口は複数のスロットの形にすることができる。たとえば、シ
ールド部材は、円筒形とすることができ、この円筒は開口端を有することができ
る。この実施態様は、誘電体窓が円筒形で、円形コイルアンテナで包囲されてい
る場合に特に適当である。このコイルは一回巻きまたは複数巻きとすることがで
きる。
接するフィンガーが一端または両端で連結される。両端で連結する場合、スロッ
ト構造が形成される。たとえば、シールド部材が実質的に円形である場合、フィ
ンガーは事実上円の中心を指すことになる。隣接フィンガーは円板により円の中
心で結合することができる。あるいは、フィンガーを互い違いに端で連結するこ
とができる。シールド部材が第一の部分と第二の部分とから成る場合、第二の部
分は第一の部分と類似の形状とすることができるが、誘電体部分とプラズマとの
間で直接の見通しがきかないように、第一の部分に対して回転させることができ
、あるいは、同じ効果を得るために、実質的に第一の部分の陰画（誘電体部分に
対して）とすることができる。このような実施態様はフラットアンテナとともに
使用する場合に特に適当であることがわかっている。あるいは、または、さらに
、シールド部材の開口は複数のスロットの形にすることができる。たとえば、シ
ールド部材は、円筒形とすることができ、この円筒は開口端を有することができ
る。この実施態様は、誘電体窓が円筒形で、円形コイルアンテナで包囲されてい
る場合に特に適当である。このコイルは一回巻きまたは複数巻きとすることがで
きる。
【００２３】 もう一つの実施態様においては、シールド部材の断面がトラフの形であり、該
トラフは、少なくとも一部が、対応する形状の誘電体部分によって包囲されてい
る。この実施態様、あるいは他の任意の適当な実施態様の場合、シールド部材を
環状とすることができる。
トラフは、少なくとも一部が、対応する形状の誘電体部分によって包囲されてい
る。この実施態様、あるいは他の任意の適当な実施態様の場合、シールド部材を
環状とすることができる。
【００２４】 本発明の第二の側面によれば、プラズマに容量結合する高周波（ＲＦ）電力の
大きさを小さくすることができ、また導電性材料で作られている第一の部分と導
電性または非導電性材料で作られている第二の部分とから成ることを特徴とする
シールド部材が提供される。
大きさを小さくすることができ、また導電性材料で作られている第一の部分と導
電性または非導電性材料で作られている第二の部分とから成ることを特徴とする
シールド部材が提供される。
【００２５】 このシールド部材は、特に、前記のプラズマ加工装置で使用するためのもので
あり、また前記の好ましい特徴または代替特徴を有しうる。特に、第一および第
二の部分は開口を有することができ、また、これらの部分は、たとえばプラズマ
加工装置内で誘電体部分とプラズマとの間に配置されたとき、シールド部材を通
しての直接の見通しがきかないように配置することができる。
あり、また前記の好ましい特徴または代替特徴を有しうる。特に、第一および第
二の部分は開口を有することができ、また、これらの部分は、たとえばプラズマ
加工装置内で誘電体部分とプラズマとの間に配置されたとき、シールド部材を通
しての直接の見通しがきかないように配置することができる。
【００２６】 以上、本発明を説明したが、本発明には、前記の特徴および下記の説明に示す
特徴のすべての発明的組合せが含まれる。
特徴のすべての発明的組合せが含まれる。
【００２７】 以下、添付の図面を参照しつつ、例を用いて、本発明を説明する。
【００２８】 図１と２には、シールドアセンブリの全体を、１で示す。シールドアセンブリ
１は、プラズマ発生室（図示せず）内に配置することができる。また、図１は、
プラズマ発生室の真空側から見た様子を示す。シールドアセンブリ１は、導電性
材料で作られた第一のシールド部分２を有する。第一のシールド部分２は、大体
円形であり、該部分２の外側領域から中心領域に延びるフィンガー３を有する。
シールドアセンブリ１は、第二のシールド部分４（図１には示さない）をも有す
る。円形の誘電体窓５が、第一のシールド部分２に隣接して、室のプラズマ領域
から遠い側に配置してある。フラットアンテナ６が、誘電体窓５に隣接して、該
窓の大気側、すなわち室のプラズマ領域から遠い側に、配置してある。
１は、プラズマ発生室（図示せず）内に配置することができる。また、図１は、
プラズマ発生室の真空側から見た様子を示す。シールドアセンブリ１は、導電性
材料で作られた第一のシールド部分２を有する。第一のシールド部分２は、大体
円形であり、該部分２の外側領域から中心領域に延びるフィンガー３を有する。
シールドアセンブリ１は、第二のシールド部分４（図１には示さない）をも有す
る。円形の誘電体窓５が、第一のシールド部分２に隣接して、室のプラズマ領域
から遠い側に配置してある。フラットアンテナ６が、誘電体窓５に隣接して、該
窓の大気側、すなわち室のプラズマ領域から遠い側に、配置してある。
【００２９】 第一のシールド部分２は、任意の適当な導電性材料で作ることができる。通常
、この部分は接地されるが、前述のように、室壁に対して、所定のパルス化また
は連続ＤＣ電位となるようにバイアスをかけることができる。第二のシールド部
分の形状は変えることができる。一つの実施態様においては、第二のシールド部
分４（導電性または非導電性材料で作ることができる）は、第一のシールド部分
２と類似または同じ形状とすることができるが、部分２に対して回転させ、部分
２のフィンガー３の間の間隙が第二のシールド部分４の対応するフィンガーで覆
われ、このとき小さな重なり部分が生じるようにする。したがって、第二のシー
ルド部分４は、第一のシールド部分２のフィンガー３の間のプラズマから“見え
る”誘電体窓５の各部分をしゃへいする。第二のシールド部分４は任意の適当な
形状を有することができる。たとえば、フィンガーは、円の中心にほとんど届く
ところまで延びて、非常に小さな開口が残るようにすることができ、またはフィ
ンガーを両端で連結することができ、またはフィンガーを外側および内側の端で
交互に連結することができる。あるいは、第一のシールド部分２または第二のシ
ールド部分４のどちらかを、その中心領域から周縁に向って外向きに延びるフィ
ンガー３から成るようにすることができる。このような実施態様は、もう一つの
シールド部分が図１と２に示す形状である場合、シールドアセンブリの中心領域
においても、誘電体窓とプラズマとの間に“見える”経路が生じるのを防ぐ。
、この部分は接地されるが、前述のように、室壁に対して、所定のパルス化また
は連続ＤＣ電位となるようにバイアスをかけることができる。第二のシールド部
分の形状は変えることができる。一つの実施態様においては、第二のシールド部
分４（導電性または非導電性材料で作ることができる）は、第一のシールド部分
２と類似または同じ形状とすることができるが、部分２に対して回転させ、部分
２のフィンガー３の間の間隙が第二のシールド部分４の対応するフィンガーで覆
われ、このとき小さな重なり部分が生じるようにする。したがって、第二のシー
ルド部分４は、第一のシールド部分２のフィンガー３の間のプラズマから“見え
る”誘電体窓５の各部分をしゃへいする。第二のシールド部分４は任意の適当な
形状を有することができる。たとえば、フィンガーは、円の中心にほとんど届く
ところまで延びて、非常に小さな開口が残るようにすることができ、またはフィ
ンガーを両端で連結することができ、またはフィンガーを外側および内側の端で
交互に連結することができる。あるいは、第一のシールド部分２または第二のシ
ールド部分４のどちらかを、その中心領域から周縁に向って外向きに延びるフィ
ンガー３から成るようにすることができる。このような実施態様は、もう一つの
シールド部分が図１と２に示す形状である場合、シールドアセンブリの中心領域
においても、誘電体窓とプラズマとの間に“見える”経路が生じるのを防ぐ。
【００３０】 第二のシールド部分４が導電性である場合、そのフィンガーは第一のシール
ド部分２のフィンガーと電気的接触をしてはならない。この電気的接触がないよ
うにしないと、ＲＦ電力が誘導結合して散逸しうる経路が形成されうる。第二の
シールド部分４が非導電性である場合、該部分は第一のシールド部分２と類似の
形状であってもなくても良い。部分４が連続リングを形成する場合でも、ＲＦ電
力は該部分に誘導結合しないからである。
ド部分２のフィンガーと電気的接触をしてはならない。この電気的接触がないよ
うにしないと、ＲＦ電力が誘導結合して散逸しうる経路が形成されうる。第二の
シールド部分４が非導電性である場合、該部分は第一のシールド部分２と類似の
形状であってもなくても良い。部分４が連続リングを形成する場合でも、ＲＦ電
力は該部分に誘導結合しないからである。
【００３１】 第二のシールド部分４が導電性である場合、該部分は第一のシールド部分２と
同様の仕方で作用して、アンテナからプラズマへの電力の直接の容量結合を減少
させる。第一および第二の部分２および４が両方とも導電性材料で作られている
場合、これらの部分の重なりの組合せにより、ＲＦ電力のプラズマへの容量結合
のほとんどすべてが効率的に防がれる。
同様の仕方で作用して、アンテナからプラズマへの電力の直接の容量結合を減少
させる。第一および第二の部分２および４が両方とも導電性材料で作られている
場合、これらの部分の重なりの組合せにより、ＲＦ電力のプラズマへの容量結合
のほとんどすべてが効率的に防がれる。
【００３２】 第一のシールド部分２と第二のシールド部分４とが有限の厚さを有する場合、
プラズマは、誘電体窓５の厚さ、第一および第二のシールド部分２、４それぞれ
の厚さ、ならびにシールド部分２と４との間の間隔、および第一のシールド部分
２と窓５との間の間隔から成る合計距離だけ、アンテナから離れている、という
ことになる。この合計距離が大きい場合、ＲＦ電力のプラズマへの誘導結合は効
率が低下する。しかし、シールド部分２および４とアンテナ６との間隔が小さい
場合、アンテナとシールドとの間の容量結合が増大し、ＲＦ電力の散逸が生じる
。
プラズマは、誘電体窓５の厚さ、第一および第二のシールド部分２、４それぞれ
の厚さ、ならびにシールド部分２と４との間の間隔、および第一のシールド部分
２と窓５との間の間隔から成る合計距離だけ、アンテナから離れている、という
ことになる。この合計距離が大きい場合、ＲＦ電力のプラズマへの誘導結合は効
率が低下する。しかし、シールド部分２および４とアンテナ６との間隔が小さい
場合、アンテナとシールドとの間の容量結合が増大し、ＲＦ電力の散逸が生じる
。
【００３３】 図３と４に移ると、これらの図には、シールドアセンブリ、誘電体窓、および
アンテナの代替構成が示してある。この場合、環状アンテナ７が円筒形の誘電体
容器８を包囲しており、該容器内に、全体を９で示す円筒形シールドアセンブリ
が配置されている。シールドアセンブリ９は、第一のシールド部分１０と第二の
シールド部分１１とから成り、第二のシールド部分１１は第一のシールド部分１
０に対応する形状を有し、部分１０の内部に配置してある。図３は、誘電体容器
８の外側から見た図であり、プラズマ室のふたははずされている。環状アンテナ
７は円形コイルの形であり、このコイルは一巻きまたは複数巻きとすることがで
きる。
アンテナの代替構成が示してある。この場合、環状アンテナ７が円筒形の誘電体
容器８を包囲しており、該容器内に、全体を９で示す円筒形シールドアセンブリ
が配置されている。シールドアセンブリ９は、第一のシールド部分１０と第二の
シールド部分１１とから成り、第二のシールド部分１１は第一のシールド部分１
０に対応する形状を有し、部分１０の内部に配置してある。図３は、誘電体容器
８の外側から見た図であり、プラズマ室のふたははずされている。環状アンテナ
７は円形コイルの形であり、このコイルは一巻きまたは複数巻きとすることがで
きる。
【００３４】 第一のシールド部分１０はスロット１２を有し、これらのスロットは、垂直に
、アンテナ７の領域に切り抜いてあって、ＲＦ電力がシールドではなくプラズマ
に誘導結合することができるようになっている。第二のシールド部分１１は、第
一のシールド部分１０と大体同じ形を有するが、部分１０に対して回転させて、
第一および第二のシールド部分のスロット１２が整列しないように、すなわち互
い違いになるようになっている。前記のように、第二のシールド部分１１は導電
性または非導電性材料で作ることができる。導電性材料は静電しゃへいを良くす
るという利点があり、電力のプラズマへの容量結合を減少させるが、一方非導電
性材料は、イオン吸収表面、または、プラズマ室内での使用に際してスパッタリ
ングが起こる場合に加工物を有意に汚染することのない表面、を与える。
、アンテナ７の領域に切り抜いてあって、ＲＦ電力がシールドではなくプラズマ
に誘導結合することができるようになっている。第二のシールド部分１１は、第
一のシールド部分１０と大体同じ形を有するが、部分１０に対して回転させて、
第一および第二のシールド部分のスロット１２が整列しないように、すなわち互
い違いになるようになっている。前記のように、第二のシールド部分１１は導電
性または非導電性材料で作ることができる。導電性材料は静電しゃへいを良くす
るという利点があり、電力のプラズマへの容量結合を減少させるが、一方非導電
性材料は、イオン吸収表面、または、プラズマ室内での使用に際してスパッタリ
ングが起こる場合に加工物を有意に汚染することのない表面、を与える。
【００３５】 代替実施態様を、図５、６、および７に示す。円形コイルアンテナ１３が、ト
ラフの形の誘電体窓１４内に配置してある。誘電体窓１４の外側領域のまわりに
、全体を１５で示すシールドアセンブリが配置してある。シールドアセンブリ１
５は第一のシールド部分１６を有し、該部分自身は、外側表面を第二のシールド
部分１７（図７には示していない）によって実質的に包囲されている。シールド
アセンブリ１５は、トラフ形の誘電体窓１４の外側に配置してあり、シールドア
センブリ１５が誘電体窓１４によってアンテナ１３から分離されるようになって
いる。誘電体窓１４自身は、使用時、プラズマ加工装置の真空容器内に配置され
る。
ラフの形の誘電体窓１４内に配置してある。誘電体窓１４の外側領域のまわりに
、全体を１５で示すシールドアセンブリが配置してある。シールドアセンブリ１
５は第一のシールド部分１６を有し、該部分自身は、外側表面を第二のシールド
部分１７（図７には示していない）によって実質的に包囲されている。シールド
アセンブリ１５は、トラフ形の誘電体窓１４の外側に配置してあり、シールドア
センブリ１５が誘電体窓１４によってアンテナ１３から分離されるようになって
いる。誘電体窓１４自身は、使用時、プラズマ加工装置の真空容器内に配置され
る。
【００３６】 第一のシールド部分１６は導電性環状構造の形である。第一のシールド部分１
６と誘電体窓１４との間の間隔は、あらかじめ設定することができ、あるいは調
節できるようにすることができる。このことは本発明のすべての実施態様に対し
てあてはまる。第一のシールド部分１６は該部分に切り抜かれたスロット１８を
有し、これらのスロットは好ましくはアンテナ１３の局所軸に直交する。示され
ている実施態様の場合、第二のシールド部分１７は、第一のシールド部分１６と
同じ断面形を有するが、適当に大きな寸法を有し、アンテナ１３から第一のシー
ルド部分１６よりもわずかに大きな距離に配置されるようになっている。第二の
シールド部分１７はスロット１９を有し、これらのスロット１９は、第一のシー
ルド部分１６のスロット１８と同様のものであるが、スロット１８に対してずら
して、スロット１８と１９が互い違いになるようにしてある。この場合も、アン
テナは一回巻きのコイルとして示してあるが、これは、誘電体窓１４の側面およ
び底のいずれかまたは両方に隣接する複数巻きのものの使用を排除することを意
図するものではない。
６と誘電体窓１４との間の間隔は、あらかじめ設定することができ、あるいは調
節できるようにすることができる。このことは本発明のすべての実施態様に対し
てあてはまる。第一のシールド部分１６は該部分に切り抜かれたスロット１８を
有し、これらのスロットは好ましくはアンテナ１３の局所軸に直交する。示され
ている実施態様の場合、第二のシールド部分１７は、第一のシールド部分１６と
同じ断面形を有するが、適当に大きな寸法を有し、アンテナ１３から第一のシー
ルド部分１６よりもわずかに大きな距離に配置されるようになっている。第二の
シールド部分１７はスロット１９を有し、これらのスロット１９は、第一のシー
ルド部分１６のスロット１８と同様のものであるが、スロット１８に対してずら
して、スロット１８と１９が互い違いになるようにしてある。この場合も、アン
テナは一回巻きのコイルとして示してあるが、これは、誘電体窓１４の側面およ
び底のいずれかまたは両方に隣接する複数巻きのものの使用を排除することを意
図するものではない。
【図１】 本発明の一つの実施態様の、誘電体窓を与える室の真空側から見た平面図であ
る。
る。
【図２】 図１に示す構造物の断面図である。
【図３】 本発明の代替実施態様の、室のふたをはずした状態の斜視図である。
【図４】 図３に示す構造物の断面図である。
【図５】 本発明のもう一つの実施態様の垂直断面図である。
【図６】 図５に示す実施態様の水平断面図である。
【図７】 図５と６に示す実施態様の、一部切り欠き斜視図である。
１ シールドアセンブリ ２ 第一のシールド部分 ３ ２のフィンガー ４ 第二のシールド部分 ５ 誘電体窓 ６ フラットアンテナ １３ コイルアンテナ １５ シールドアセンブリ １６ 第一のシールド部分 １７ 第二のシールド部分 １８、１９ スロット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｌ Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 BC06 CA12 DA01 EB41 FC11 FC15 4K029 DC20 DC35 4K057 DA16 DA20 DD01 DM29 DM40 DN01 5F004 AA16 BA20 BB13 BB32 BD04 5F045 AA08 BB15 EH03 EH06 EH11
Claims (24)
- 【請求項１】 （ａ）プラズマ収容領域を有し、誘電体部分を有する室、 （ｂ）高周波（ＲＦ）電力をプラズマに結合するためのアンテナ、 （ｃ）プラズマに容量結合するＲＦ電力の大きさを小さくするシールド部材、
から成るプラズマ加工装置であって、 シールド部材が導電性部分を有し、シールド部材がプラズマと誘電体部分との
間に配置されることを特徴とするプラズマ加工装置。 - 【請求項２】 誘電体部分が、アンテナとプラズマとの間に配置される誘電
体窓であることを特徴とする請求項１記載のプラズマ加工装置。 - 【請求項３】 導電性部分が、接地されているか、電気的に浮動したままに
しておかれるか、または室壁に対して適当なＤＣ電位にバイアスされていること
を特徴とする請求項１または２記載のプラズマ加工装置。 - 【請求項４】 ＤＣ電位がパルス化されていることを特徴とする請求項３記
載のプラズマ加工装置。 - 【請求項５】 ＤＣ電位が連続であることを特徴とする請求項３記載のプラ
ズマ加工装置。 - 【請求項６】 導電性部分が、アンテナ内の電流の方向に平行な誘導電流が
流れうる経路が実質的に存在しないように作られていることを特徴とする請求項
１から５の中のいずれか１つに記載のプラズマ加工装置。 - 【請求項７】 シールド部材が複数の開口を有することを特徴とする請求項
１から６の中のいずれか１つに記載のプラズマ加工装置。 - 【請求項８】 シールド部材と誘電体部分との間隔があらかじめ設定される
ことを特徴とする請求項１から７の中のいずれか１つに記載のプラズマ加工装置
。 - 【請求項９】 シールド部材と誘電体部分との間隔が調節できることを特徴
とする請求項１から７の中のいずれか１つに記載のプラズマ加工装置。 - 【請求項１０】 シールド部材が、導電性材料で作られた第一の部分と導電
性または非導電性材料で作られた第二の部分とから成る請求項１から９の中のい
ずれか１つに記載のプラズマ加工装置。 - 【請求項１１】 第一および第二の部分が開口を有する請求項１０記載のプ
ラズマ加工装置。 - 【請求項１２】 第一および第二の部分が、誘電体部分とプラズマとの間で
直接の見通しがきかないように、ずらしてあることを特徴とする請求項１０また
は１１記載のプラズマ加工装置。 - 【請求項１３】 第二の部分の導電性または非導電性材料と第一の部分の導
電性材料との間に重なりがあることを特徴とする請求項１０から１２の中のいず
れか１つに記載のプラズマ加工装置。 - 【請求項１４】 導電性および／または非導電性材料がイオンを効率的に捕
捉することを特徴とする請求項１０から１３の中のいずれか１つに記載のプラズ
マ加工装置。 - 【請求項１５】 第二の部分が第一の部分と類似の形状である請求項１０か
ら１４の中のいずれか１つに記載のプラズマ加工装置。 - 【請求項１６】 シールド部材が加熱されることを特徴とする請求項１から
１５の中のいずれか１つに記載のプラズマ加工装置。 - 【請求項１７】 加熱が、ＲＦ電力のシールド部材への誘導結合によって実
現されることを特徴とする請求項１６記載のプラズマ加工装置。 - 【請求項１８】 シールド部材が突き出たフィンガーから成り、隣接するフ
ィンガーが一端または両端で連結されていることを特徴とする請求項１から１７
の中のいずれか１つに記載のプラズマ加工装置。 - 【請求項１９】 シールド部材が、該部材に形成された複数のスロットを有
する請求項１から１８の中のいずれか１つに記載のプラズマ加工装置。 - 【請求項２０】 シールド部材が円筒形であることを特徴とする請求項１か
ら１９の中のいずれか１つに記載のプラズマ加工装置。 - 【請求項２１】 シールドの断面がトラフの形であり、該トラフが少なくと
も部分的に、対応する形状の誘電体部分を包囲していることを特徴とする請求項
１から１９の中のいずれか１つに記載のプラズマ加工装置。 - 【請求項２２】 シールド部材が環状であることを特徴とする請求項１から
２１の中のいずれか１つに記載のプラズマ加工装置。 - 【請求項２３】 プラズマに容量結合する高周波電力の大きさを小さくする
ことができ、また導電性材料で作られている第一の部分と導電性または非導電性
材料で作られている第二の部分とから成ることを特徴とするシールド部材。 - 【請求項２４】 第一および第二の部分が開口を有し、これらの部分が、シ
ールド部材を通しての直接の見通しがきかないように配置されることを特徴とす
る請求項２３記載のシールド部材。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB9812852.3A GB9812852D0 (en) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | Plasma processing apparatus |
| GB9812852.3 | 1998-06-16 | ||
| PCT/GB1999/001913 WO1999066531A1 (en) | 1998-06-16 | 1999-06-16 | Plasma processing apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002518165A true JP2002518165A (ja) | 2002-06-25 |
Family
ID=10833772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000555274A Pending JP2002518165A (ja) | 1998-06-16 | 1999-06-16 | プラズマ加工装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1004136A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002518165A (ja) |
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| GB (1) | GB9812852D0 (ja) |
| WO (1) | WO1999066531A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2012138411A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Canon Anelva Corp | プラズマ処理装置 |
| JP2021009790A (ja) * | 2019-07-01 | 2021-01-28 | 日新電機株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP2022107642A (ja) * | 2015-02-13 | 2022-07-22 | エスピーティーエス テクノロジーズ リミティド | プラズマ生成装置及び方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100481313B1 (ko) * | 2001-11-09 | 2005-04-07 | 최대규 | 유도결합 플라즈마 반응기 |
| CN1322167C (zh) * | 2004-11-05 | 2007-06-20 | 哈尔滨工业大学 | 复合等离子体表面处理装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3458912B2 (ja) * | 1994-11-15 | 2003-10-20 | アネルバ株式会社 | プラズマ処理装置 |
| US5763851A (en) * | 1995-11-27 | 1998-06-09 | Applied Materials, Inc. | Slotted RF coil shield for plasma deposition system |
| TW327236B (en) * | 1996-03-12 | 1998-02-21 | Varian Associates | Inductively coupled plasma reactor with faraday-sputter shield |
| EP0908921A1 (en) * | 1997-10-10 | 1999-04-14 | European Community | Process chamber for plasma enhanced chemical vapour deposition and apparatus employing said process chamber |
-
1998
- 1998-06-16 GB GBGB9812852.3A patent/GB9812852D0/en not_active Ceased
-
1999
- 1999-06-16 JP JP2000555274A patent/JP2002518165A/ja active Pending
- 1999-06-16 EP EP99926627A patent/EP1004136A1/en not_active Withdrawn
- 1999-06-16 WO PCT/GB1999/001913 patent/WO1999066531A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-06-16 KR KR1020007001570A patent/KR20010022962A/ko not_active Application Discontinuation
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|---|---|---|---|---|
| JP2012138411A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Canon Anelva Corp | プラズマ処理装置 |
| JP2022107642A (ja) * | 2015-02-13 | 2022-07-22 | エスピーティーエス テクノロジーズ リミティド | プラズマ生成装置及び方法 |
| JP7279236B2 (ja) | 2015-02-13 | 2023-05-22 | エスピーティーエス テクノロジーズ リミティド | プラズマ生成装置及び方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| WO1999066531A1 (en) | 1999-12-23 |
| GB9812852D0 (en) | 1998-08-12 |
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