JP2004273637A

JP2004273637A - プラズマ処理装置

Info

Publication number: JP2004273637A
Application number: JP2003060285A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhide Nogami; 光秀野上
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-06
Also published as: JP3583416B2

Abstract

【課題】二重環状の電極を有するプラズマ処理装置において、環状電極の取り外し、組み付け、芯出しの作業を簡易にできるようにする。
【解決手段】プラズマ処理装置Ｍは、環状の内側ホルダ１３と、このホルダ１３を囲む環状の内側電極３０と、この電極３０を囲む環状の外側電極４０と、この電極４０を囲む環状の外側ホルダ１４とを備えている。内側ホルダ１３には、内側電極３０を径方向外側へ押すボルト１７（内側押し手段）が周方向に離間して複数設けられている。外側ホルダ１４には、外側電極４０を径方向内側へ押すボルト１８（外側押し手段）が周方向に離間して複数設けられている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、二重環状をなす一対の電極を備えたプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特許文献１には、同心状をなす一対の誘電体筒にそれぞれ導電体を巻いて二重環状の電極を構成し、内外の環状電極の間の環状空間の全周からプラズマ化された処理ガスを吹出すようにしたプラズマエッチング装置が記載されている。これによって、円環状ウェハーの外縁の全周を一度にエッチングすることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−８２４７８号公報（段落００２８、第５図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電極は、汚れた場合の洗浄や傷んだ場合の交換のために度々脱着する必要がある。その際、電極とそのホルダとの間に、ある程度のクリアランスがないと、取り外し・組み付けの作業がしにくい。しかし、二重環状の電極構造においてクリアランスを設けると、電極の取り付け位置の精度が狂いやすく、内外の電極どうしの中心がずれてしまう可能性がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明に係るプラズマ処理装置は、環状をなす内側ホルダ（内側電極支持部）と、この内側ホルダより大径の環状をなして内側ホルダを囲む内側電極と、この内側電極より大径の環状をなして内側電極を囲む外側電極と、この外側電極より大径の環状をなして外側電極を囲むとともに上記内側ホルダに対して例えば同心をなすように位置固定された外側ホルダ（外側電極支持部）とを備え、上記内側ホルダには上記内側電極を径方向外側へ押す内側押し手段が周方向に離間して複数設けられ、上記外側ホルダには上記外側電極を径方向内側へ押す外側押し手段が周方向に離間して複数設けられていることを特徴とする。内側電極は、複数の内側押し手段を介して内側ホルダに支持され、外側電極は、複数の外側押し手段を介して外側ホルダに支持される。
【０００６】
これによって、内外それぞれの電極について、ホルダとの間にクリアランスを設定することができ、取り外し・組み付けの作業を容易に行うことができる。しかも、押し手段によって電極のホルダに対する位置調節すなわち芯出しを行なうことができ、取り付け位置の精度を十分に確保することができる。
【０００７】
上記内側ホルダには、径方向に沿うボルト孔（内側ネジ孔）が周方向に離間して形成されており、上記内側押し手段が、上記内側ホルダのボルト孔に径方向外側へ向けて螺合されるとともに内側電極に突き当てられるボルト（内側ネジ部材）であり、上記外側ホルダには、径方向に沿うボルト孔（外側ネジ部材）が周方向に離間して形成されており、上記外側押し手段が、上記外側ホルダのボルト孔に径方向内側へ向けて螺合されるとともに外側電極に突き当てられるボルト（外側ネジ部材）であることが望ましい。
これによって、内外の押し手段を簡易な構成にすることができる。
【０００８】
上記内側ホルダと内側電極との間には、内側電極の温調用の冷媒を通す内側冷媒路を有して拡縮可能なＣ字形状（一部切欠環形状）をなす熱伝導性の内側温調部材が介在され、上記内側押し手段が、この内側温調部材を介して上記内側電極を押し、これにより、内側電極の内周面に内側温調部材が押し当てられ、上記外側電極と外側ホルダとの間には、外側電極の温調用の冷媒を通す外側冷媒路を有して拡縮可能なＣ字形状（一部切欠環形状）をなす熱伝導性の外側温調部材が介在され、上記外側押し手段が、この外側温調部材を介して上記外側電極を押し、これにより、外側電極の外周面に外側温調部材が押し当てられることが望ましい。
この構成によれば、温調部材を電極に単に接触させるのではなく押し当てることができるので、両者間の熱伝達状態を良好にすることができ、内外の電極を確実に温調することができる。その一方で、環状の電極自体には冷媒路を形成する必要がなく、製造の容易化を図ることができる。内外の温調部材は、それぞれ拡縮可能なＣ字形状であるので、対応電極に確実に押し当てることができ、温調部材と電極と熱伝達を確実に良好にすることができる。更には、電極の取り外し、組み付け、芯出し作業に支障を来たすことがないようにすることができる。
【０００９】
上記内側温調部材と外側温調部材とが、導電性を有し、これら温調部材の一方に、電界印加手段が接続され、他方の温調部材が、接地されていることが望ましい。
これによって、温調部材を介して電極を電界印加手段に接続したり接地したりすることができ、環状電極の給電・接地構造を簡素化することができる。しかも、温調部材は、対応電極に単に接触するのではなく押し当てられているので、電極との導通状態を確実に良好にすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１および図２は、半導体ウェハーＷを処理対象とする常圧プラズマエッチング装置Ｍ（プラズマ処理装置）を示したものである。はじめにウェハーＷについて説明する。ウェハーＷは、シリコンなどの半導体によって円盤形状に形成されている。ウェハーＷの上面には、例えばスピンコーターによってフォトレジストなどの膜Ｗａが形成されている。この膜Ｗａは、ウェハーＷの上面の全体を覆い、外縁にまで及んでいる。この外縁の膜Ｗａ’（図２の仮想線）を残しておくと、その後の研磨工程で邪魔になったり外縁を把持する工程でパーティクル発生の原因になったりする。そこで、ウェハーＷは、上記成膜工程の次に常圧プラズマエッチング装置Ｍへ送られ、外縁の膜Ｗａ’のエッチング工程に付される。
【００１１】
常圧プラズマエッチング装置Ｍについて説明する。
図１および図２に示すように、常圧プラズマエッチング装置Ｍは、平面視環状のノズルヘッド１０と、処理ガス源２０と、パルス電源７０（電界印加手段）とを備えている。図１および図４に示すように、ノズルヘッド１０を構成する内側ホルダ１３と内側冷却部材５０（内側温調部材）と内側電極３０と外側電極４０と外側冷却部材６０（外側温調部材）と外側ホルダ１４とは、互いに大きさの異なる環状をなし、この順番で内側から同心円状に重ねられ、多重環状をなしている。図２に示すように、これら部材１３，５０，３０，４０，６０，１４の上側に上蓋１２が被せられ、部材１３，５０，３０の下側に内側底板１５が宛がわれ、部材４０，６０，１４の下側に外側底板１５が宛がわれている。
【００１２】
上記ノズルヘッド１０について更に詳述する。
図１〜図４に示すように、ノズルヘッド１０は、装置本体（図示せず）に支持されたヘッド本体１１と、このヘッド本体１１に収容された上記内外の電極３０，４０および内外の冷却部材５０，６０を有している。
【００１３】
内側電極３０は、縦長断面の円環状をなしている。詳細な図示は省略するが、内側電極３０の外周面をはじめとする表面には、固体誘電体が溶射にて被膜されている。
【００１４】
外側電極４０は、内側電極３０と同様の縦長断面で内側電極３０より大径の円環状をなし、内側電極３０を囲んでいる。詳細な図示は省略するが、外側電極４０の内周面をはじめとする表面には、固体誘電体が溶射にて被膜されている。外側電極４０の内径は、内側電極３０の外径より大きい。
【００１５】
これによって、内外の電極３０，４０の間に円環状のプラズマ化空間１０ａが形成されている。このプラズマ化空間１０ａが、後記上蓋１２の処理ガス導入路１２ａと、それに連なる処理ガス供給管２１を介して処理ガス源２０に接続されている。処理ガス源２０には、エッチング用ガスとして例えばＣＦ_４が貯えられている。
【００１６】
内側電極３０は、追って詳述する内側冷却部材５０および給電線７１を介してパルス電源７０（電界印加手段）に接続されている。外側電極４０は、追って詳述する外側冷却部材６０および接地線７２を介して接地されている。これによって、内側電極３０が、電界印加電極（ホット電極）となり、外側電極４０が、接地電極（アース電極）となっている。なお、外側電極４０が、電界印加電極となり、内側電極３０が、接地電極となるように構成してもよい。
【００１７】
内外の電極３０，４０は、互いに同心をなし、しかもそれらの中心がノズルヘッド１０の中心軸と一致するように芯出しされている。この芯出し構造は、本発明の最も特徴的な部分であるので、追って詳述する。
【００１８】
上記ヘッド本体１１は、上蓋１２と、内側ホルダ１３と、外側ホルダ１４と、内側底板１５と、外側底板１６とを有している。
上蓋１２は、中心孔を有する円盤状の複数（図では２つだけ図示）の絶縁樹脂板を積層することによって構成されている。図示は省略するが、この上蓋１２が、ブラケットを介して上記装置本体に固定されている。上蓋１２には、処理ガス導入路１２ａと、後記端管部５５，５６，６５，６６の挿通孔１２ｂが形成されている。
【００１９】
なお、上蓋１２の導入路１２ａは、供給管２１からの処理ガスをプラズマ化空間１０ａの周方向に沿って均一化させたうえでプラズマ化空間１０ａへ導入できるようになっている。すなわち、図２に示すように、例えば、上蓋１２の最上部の構成板には、導入路１２ａの上端開口となる孔１２ｅが、上蓋１２の周方向に一定間隔置きに並んで複数（図４では４つだけ図示）配されている。そして、処理ガス供給管２１が、途中で孔２ｅの数だけ分岐されて各孔１２ｅに接続されている。また、上蓋１２の上側の構成板の下面に、比較的大きな断面の環状凹部１２ｆが形成され、この環状凹部１２ｆとその下側の構成板とによって環状チャンバー１２ｇ（導入路１２ａの中途部）が画成されている。最下部の構成板には、導入路１２ａの下流端開口となる孔１２ｈが、周方向に短間隔置きに並んで多数形成され、これら孔１２ｈが、プラズマ化空間１０ａに連なっている。
【００２０】
図２および図３に示すように、上蓋１２は、電極３０，４０上に被せられている。上蓋１２の最下部の構成板の下面には、同心をなす内外２条の環状凸部１２ｃ，１２ｄが形成されている。これら環状凸部１２ｃ，１２ｄの間に、両電極３０，４０の上端部が挟まれている。内側の環状凸部１２ｃの外径は、内側電極３０の内径より微かに小さく、環状凸部１２ｃの外周面と内側電極３０の内周面との間にクリアランスが設定されている。外側の環状凸部１２ｄの内径は、外側電極４０の外径より微かに大きく、環状凸部１２ｄの内周面と内側電極３０の外周面との間にクリアランスが設定されている。
【００２１】
図１および図４に示すように、内側ホルダ１３は、絶縁樹脂にて構成され、縦長断面の円環状をなすホルダ本体１３ａと、このホルダ本体１３ａの下端部の外周に設けられた鍔１３ｂとを有している。図２に示すように、ホルダ本体１３ａの上面が、上蓋１２の下面の内周寄りの部分に突き当てられるとともに、ホルダ本体１３ａの外周面の上側部分が環状凸部１２ｃの内周面に突き当てられている。この状態で、ホルダ本体１３ａが上蓋１２にボルト締めにて固定されている（図３）。内側ホルダ１３の鍔１３ｂの外径は、内側電極５０の内径より微かに小さく、鍔１３ｂの端面と内側電極５０の内周面との間にクリアランスが設定されている。
【００２２】
図１および図４に示すように、外側ホルダ１４は、絶縁樹脂にて構成され、内側ホルダ１３より大径で縦長断面の円環状をなすホルダ本体１４ａと、このホルダ本体１４ａの下端部の内周に設けられた鍔１４ｂとを有している。図２に示すように、ホルダ本体１４ａの上面が、上蓋１２の下面の外周寄りの部分に突き当てられるとともに、ホルダ本体１４ａの内周面の上側部分が環状凸部１２ｄの外周面に突き当てられている。この状態で、ホルダ本体１４ａが上蓋１２にボルト締めにて固定されている（図３）。ひいては、外側ホルダ１４が、上蓋１２を介して内側ホルダ１３と連結され、しかも、内側ホルダ１３に対して同心をなすように位置固定されている。外側ホルダ１４の鍔１４ｂの内径は、外側電極５０の外径より微かに小さく、鍔１４ｂの端面と外側電極５０の外周面との間にクリアランスが設定されている。
【００２３】
図４に示すように、内側底板１５は、透明な誘電体（絶縁樹脂）にて構成され、中心孔を有する円盤状をなしている。図２に示すように、内側底板１５は、内側ホルダ１３の下面に宛がわれ、ホルダ本体１３ａにボルト締めにて固定されている（図３）。内側底板１５は、内側ホルダ１３の鍔１３ｂより径方向外側へ突出し、この突出部分の上面に内側電極３０が載せられている。内側底板１５の外端面は、内側電極３０の外周面と略面一になっている。内側底板１５は、上記内側電極３０の固体誘電体としての役目を担っている。
【００２４】
図４に示すように、外側底板１６は、誘電体（絶縁樹脂）にて構成され、内側底板１５より大径の中心孔を有する円盤状をなしている。図２に示すように、外側底板１６は、外側ホルダ１４の下面に宛がわれ、ホルダ本体１４ａにボルト締めにて固定されている（図３）。外側底板１６は、外側ホルダ１４の鍔１４ｂより径方向内側へ突出し、この突出部分の上面に外側電極４０が載せられている。外側底板１６の内端面は、外側電極３０の内周面と略面一になっている。外側底板１６は、上記外側電極４０の固体誘電体としての役目をも担っている。外側底板１６の内径は、内側底板１５の外径より大きく、外側底板１６の内周面と内側底板１５の外周面との間に、環状をなす吹出し孔１１ａが形成されている。この吹出し孔１１ａが、電極３０，４０間の環状プラズマ化空間１０ａにストレートに連なっている。
【００２５】
次に、電極冷却構造（電極温調構造）について説明する。
図４に示すように、内側電極３０の冷却手段としての内側冷却部材５０は、平面視Ｃ字形状の金属板で構成された内側伝熱板５１と、この板５１の内周面に設けられた金属製の内側冷媒管５２（内側冷媒路）とを有し、全体としてＣ字形状をなしている。内側冷媒管５２は、上下に一対をなして内側伝熱板５１の周方向に沿って延びる周管部５３，５４と、内側伝熱板５１の両端部において上下の周管部５３，５４の端部どうしを連ねるように垂直に延びる一対の端管部５５，５６とを有している。
【００２６】
図２および図３に示すように、内側冷却部材５０は、内側ホルダ１３の鍔１３ｂに載せられるとともに上蓋１２の環状凸部１２ｃに上から抑えられるようにして、ホルダ本体１３ａと内側電極３０との間に挟まれている。そして、内側伝熱板５１の外周面が、内側電極３０の内周面に添わされている。
【００２７】
Ｃ字形状をなす金属製の内側伝熱板５１と周管部５３，５４は、弾性を有して若干拡縮できるようになっている。自然状態における伝熱板５１の外径は、内側電極３０の内径と略等しい。これにより、内側冷却部材５０が、内側電極３０の内周面に押し当てられる程度の拡径状態と内側電極３０の内周面から径方向内側へ僅かに離間する程度の縮径状態との間で拡縮可能になっている。
【００２８】
図４に示すように、外側電極３０の冷却手段としての外側冷却部材６０は、平面視Ｃ字形状の金属板で構成された外側伝熱板６１と、この板６１の外周面に設けられた金属性の外側冷媒管６２（外側冷媒路）とを有し、全体として内側冷却部材５０より大径の平面視Ｃ字形状をなしている。外側冷媒管６２は、上下に一対をなして外側伝熱板６１の周方向に沿って延びる周管部６３，６４と、外側伝熱板６１の両端部において上下の周管部６３，６４を連ねるように垂直に延びる一対の端管部６５，６６とを有している。
【００２９】
図２および図３に示すように、外側冷却部材６０は、外側ホルダ１４の鍔１４ｂに載せられるとともに上蓋１２の環状凸部１２ｄに上から抑えられるようにして、ホルダ本体１４ａと外側電極４０との間に挟まれている。そして、外側伝熱板５１の内周面が、外側電極３０の外周面に添わされている。
【００３０】
Ｃ字形状をなす金属製の外側伝熱板６１と周管部６３，６４は、弾性を有して若干拡縮できるようになっている。自然状態における伝熱板６１の内径は、外側電極４０の外径と略等しい。これにより、外側冷却部材６０が、外側電極４０の外周面に押し当てられる程度の縮径状態と外側電極４０の外周面から径方向外側へ僅かに離間する程度の拡径状態との間で拡縮可能になっている。
【００３１】
図２に示すように、内外の冷却部材５０，６０の端管部５５，５６，６５，６６は、それぞれ上蓋１２の挿通孔１２ｂに通され、上蓋１２より上へ突出されている。これら管部５５，５６，６５，６６の上端部に、管継手５５Ｃ，５６Ｃ，６５Ｃ，６６Ｃがそれぞれ取り付けられている。そして、冷媒源８０から冷媒供給管８１が延び、内側冷媒管５２の端管部５５の管継手５５Ｃに連なっている。内側冷媒管５２の端管部５６の管継手５６Ｃと、外側冷媒管６２の端管部６５の管継手６５Ｃとは、連結管８２を介して連結されている。外側冷媒管６２の端管部６６の管継手６６Ｃから冷媒排出管８３が延びている。
【００３２】
勿論、内側冷媒管５２の管継手５６Ｃに冷媒供給管８１を連ね、管継手５５Ｃに連結管８２を連ねてもよく、外側冷媒管６２の管継手６６Ｃに連結管８２を連ね、管継手６５Ｃに冷媒排出管８３を連ねてもよい。外側冷媒管６２の何れかの管継手６５Ｃ，６６Ｃに冷媒供給管８１を連ね、内側冷媒管５２の何れかの管継手５５Ｃ，５６Ｃに冷媒排出管８３を連ね、残りの管継手どうしを連結管８２で連ねてもよい。内外の冷媒管５２，６２を連結管８２で直列接続せず、冷媒管５２，６２ごとに冷媒を並列的に流すようにしてもよい。
なお、冷媒として例えば水が用いられている。
【００３３】
冷却部材５０，６０は、電極３０，４０への給電・接地機構の一部としても兼用されている。すなわち、導電性の内側冷媒管５２の端管部５５には、上蓋１２からの突出部分に給電コネクタ７３が取り付けられている。この給電コネクタ７３に、上記パルス電源７０からの給電線７１が接続されている。また、導電性の外側冷媒管６２の端管部６５には、上蓋１２からの突出部分に接地コネクタ７４が取り付けられている。この接地コネクタ７４に、上記接地線７２が接続されている。
【００３４】
本発明の最も特徴的な部分である電極芯出し構造について説明する。
内側ホルダ１３のホルダ本体１３ａには、周方向に一定間隔置きにボルト孔１３ｃが形成されている。ボルト孔１３ｃは、ホルダ本体１３ａを厚さ方向すなわち径方向に貫いている。これらボルト孔１３ｃに、ホルダ１３の内周側から押しボルト１７（内側押し手段）がそれぞれねじ込まれている。押しボルト１７は、絶縁樹脂で構成されている。この押しボルト１７の先端が、内側冷却部材５０の上下の周管部５２，５３の間を通って伝熱板５１に突き当たり、この伝熱板５１を拡径方向へ押して内側電極３０に押し付けている。ひいては、伝熱板５１を介して内側電極３０を径方向外側へ押している。周方向に離れた複数の押しボルト１７の押し力によって、内側電極３０がヘッド本体１１に安定的に支持されている。そして、これら押しボルト１７どうしのねじ込み量を互いに調節することにより、内側電極３０の芯出しがなされるようになっている。
【００３５】
外側ホルダ１４のホルダ本体１４ａには、周方向に一定間隔置きにボルト孔１４ｃが形成されている。ボルト孔１４ｃは、ホルダ本体１４ａを厚さ方向すなわち径方向に貫いている。これらボルト孔１４ｃに、ホルダ１４の外周側から押しボルト１８（外側押し手段）がそれぞれねじ込まれている。押しボルト１８は、絶縁樹脂で構成されている。この押しボルト１８の先端が、外側冷却部材６０の上下の周管部６２，６３の間を通って伝熱板６１に突き当たり、この伝熱板６１を縮径方向へ押して外側電極４０に押し付けている。ひいては、伝熱板６１を介して外側電極４０を径方向内側へ押している。周方向に離れた複数の押しボルト１７の押し力によって、内側電極３０がヘッド本体１１に安定的に支持されている。そして、これら押しボルト１８どうしのねじ込み量を互いに調節することにより、外側電極４０の芯出しがなされるようになっている。
【００３６】
上記のように構成された常圧プラズマエッチング装置Ｍの動作を説明する。
ノズルヘッド１０の下方に処理対象のウェハーＷをセットする。このとき、ノズルヘッド１０の中心軸線とウェハーの中心が一致するようにする。これによって、環状吹出し孔１１ａの真下に、ウェハーＷの外縁が位置されることになる。
【００３７】
次に、処理ガス源２０からの処理ガスを、供給管２１および導入路１２ａを介して環状プラズマ化空間１０ａの全周に均一に導入する。
併行して、パルス電源７０からパルス電圧を出力する。このパルス電圧は、給電線７１および内側冷却部材５０を介して内側電極３０に印加される。ここで、内側冷却部材５０は、内側電極３０に単に接触しているのではなく押しボルト１７にて押し付けられているので、良好な導通状態にすることができ、これにより、パルス電圧を内側電極３０に確実に印加することができる。同様に、外側電極４０と外側冷却部材６０とは、押しボルト１８の押し付けによって良好な導通状態にすることができ、これにより、外側電極４０の接地を確実に取ることができる。よって、電極３０，４０間の環状プラズマ化空間１０ａにパルス電界が形成され、この電界によってプラズマ化空間１０ａの処理ガスをプラズマ化することができる。このプラズマ化された処理ガスが、環状吹出し孔１１ａの全周から吹出され、ウェハーＷの外縁の全周に吹き付けられる。これによって、ウェハーＷの外縁の膜Ｗａ’を全周にわたって一度にエッチングすることができる。したがって、エッチング工程の所要時間を極めて短くすることができる。
【００３８】
また、冷媒源７０の冷媒を供給管８１に送り込む。この冷媒は、供給管８１を経て内側冷却部材５０の端管部５５に導入される。そして、上下の周管部５３，５４に分流して周方向に流れる。この周管部５３，５４での流通過程で、内側伝熱板５１ひいては内側電極３０を冷却（温調）することができる。ここで、内側伝熱板５１は、広い伝熱面積を有し、しかも複数の押しボルト１７によって伝熱面（外周面）の全体を内側電極３０に単に接触させるのではなく押し当てることができ、これにより良好な熱伝達状態にすることができる。更には、冷媒を、周管部５３，５４で約一周させることができ、しかも上下２条の周管部５３，５４で各々約一周させることができる。これにより、伝熱板５１のほぼ全体を確実に冷却でき、ひいては、内側電極３０のほぼ全体を確実に冷却することができる。
【００３９】
その後、冷媒は、端管部５６で合流し、連結管８２を経て、外冷却部材６０の端管部６５に送られる。そして、上下の周管部６３，６４に分流して周方向に流れる。この周管部６３，６４での流通過程で、外側伝熱板６１ひいては外側電極４０を冷却（温調）することができる。ここで、外側伝熱板６１は、広い伝熱面積を有し、しかも複数の押しボルト１８によって伝熱面（内周面）の全体を外側電極４０に単に接触させるのではなく押し当てることができ、これにより良好な熱伝達状態にすることができる。更には、冷媒を、周管部６３，６４で約一周させることができ、しかも上下２条の周管部６３，６４で各々約一周させることができる。これにより、伝熱板６１のほぼ全体を確実に冷却でき、ひいては、内側電極３０のほぼ全体を確実に冷却することができる。その後、冷媒は、端管部６６で合流し、排出管８３によって排出される。
このように、常圧プラズマエッチング装置Ｍによれば、冷却部材５０，６０によって環状電極３０，４０を確実に冷却できるとともに、環状電極３０，４０自体には冷媒路を形成する必要がなく、製造の容易化を図ることができる。
【００４０】
常圧プラズマエッチング装置Ｍによれば、押しボルト１７を緩めて内側ホルダ１３側へ後退させることによって、内側電極３０および内側冷却部材５０を簡単に取り外したり組み付けたりすることができる。同様に、押しボルト１８を緩めて外側ホルダ１４側へ後退させることによって、外側電極４０および外側冷却部材６０を簡単に取り外したり組み付けたりすることができる。ひいては、電極３０，４０のメンテナンス作業を容易化することができる。更に、Ｃ字形状の冷却部材５０，６０を拡縮させることにより、取り外し、組み付け作業を一層容易化することができる。
【００４１】
しかも、組み付けの際は、複数の内側押しボルト１７どうしのねじ込み量を調節することによって、内側電極３０の芯出しを行なうことができる。同様に、複数の外側押しボルト１８どうしのねじ込み量を調節することによって、外側電極４０の芯出しを行なうことができる。すなわち、内外の電極３０，４０どうしが同心をなし、しかもこれらの中心がノズルヘッド１０の中心軸と一致するように正確に位置決めすることができる。これによって、プラズマ化空間１０ａを全周にわたって均一な幅にすることができる。ひいては、吹出し孔１１ａからの吹出しプラズマを全周にわたって一様にすることができる。この結果、ウェハーＷの外縁のエッチングを全周にわたって確実に均一化することができる。
【００４２】
本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の形態を採用可能である。
例えば、電極やそのホルダは、真円の環状に限らず、楕円や直線を含む円等の非真円の環状になっていてもよい。それに合わせて、温調部材のＣ字形状も、一部切欠非真円状になっていてもよい。
外側ホルダが、内側ホルダに対して偏芯するように位置固定されていてもよく、内側電極と外側電極が、各々正規の位置において互いに偏芯していてもよい。
内側ホルダと外側ホルダが、一体物になっていてもよい。
温調部材は、電極を冷却するものに限らず、加温するものであってもよく、電極を所定温度に維持するために、時には冷却し、時には加温するものであってもよい。冷媒として常温水や冷水に代えて温水を用いてもよい。
周管部は、各伝熱板に１本だけ設けてもよく、伝熱板の幅方向に並んで３本以上設けてもよい。周管部は、例えば波状に蛇行しながら伝熱板の周方向に延びていてもよい。
内側温調部材の外径が、自然状態において内側電極の内径より大きく、内側温調部材が、それ自体の弾性力によって内側電極の内周面に押し当てられるようにしてもよい。同様に、外側温調部材の内径が、自然状態において外側電極の外径より大きく、外側温調部材が、それ自体の弾性力によって外側電極の外周面に押し当てられるようにしてもよい。
本発明は、環状に処理するものであれば、エッチングに限られず、洗浄などの他のプラズマ表面処理にも適用できる。
本発明は、常圧下に限らず、減圧下でのプラズマ表面処理にも適用できる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、内外それぞれの環状電極について、ホルダとの間にクリアランスを設定することができ、取り外し・組み付けの作業を容易に行うことができる。しかも、押し手段によって電極のホルダに対する位置調節すなわち芯出しを行なうことができ、取り付け位置の精度を十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る常圧プラズマエッチング装置のノズルヘッドの平面断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う上記ノズルヘッドの縦断面図を含む上記常圧プラズマエッチング装置の概略構成図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う上記ノズルヘッドの縦断面図である。
【図４】上記ノズルヘッドの分解斜視図である。
【符号の説明】
Ｍ常圧プラズマエッチング装置（常圧プラズマ処理装置）
１０ノズルヘッド
１３内側ホルダ
１３ｃ内側ホルダのボルト孔
１４外側ホルダ
１４ｃ外側ホルダのボルト孔
１７押しボルト（内側押し手段）
１８押しボルト（外側押し手段）
３０内側電極
４０外側電極
５０内側冷却部材（内側温調部材）
５２内側冷媒管（内側冷媒路）
６０外側冷却部材（外側温調部材）
６２外側冷媒管（外側冷媒路）
７０パルス電源（電界印加手段）
７１給電線
７２接地線

Claims

環状をなす内側ホルダと、この内側ホルダより大径の環状をなして内側ホルダを囲む内側電極と、この内側電極より大径の環状をなして内側電極を囲む外側電極と、この外側電極より大径の環状をなして外側電極を囲むとともに上記内側ホルダに対して位置固定された外側ホルダとを備え、上記内側ホルダには上記内側電極を径方向外側へ押す内側押し手段が周方向に離間して複数設けられ、上記外側ホルダには上記外側電極を径方向内側へ押す外側押し手段が周方向に離間して複数設けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。
上記内側ホルダには、径方向に沿うボルト孔が周方向に離間して形成されており、上記内側押し手段が、上記内側ホルダのボルト孔に径方向外側へ向けて螺合されるとともに内側電極に突き当てられるボルトであり、上記外側ホルダには、径方向に沿うボルト孔が周方向に離間して形成されており、上記外側押し手段が、上記外側ホルダのボルト孔に径方向内側へ向けて螺合されるとともに外側電極に突き当てられるボルトであることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
上記内側ホルダと内側電極との間には、内側電極の温調用の冷媒を通す内側冷媒路を有して拡縮可能なＣ字形状をなす熱伝導性の内側温調部材が介在され、上記内側押し手段が、この内側温調部材を介して上記内側電極を押し、これにより、内側電極の内周面に内側温調部材が押し当てられ、
上記外側電極と外側ホルダとの間には、外側電極の温調用の冷媒を通す外側冷媒路を有して拡縮可能なＣ字形状をなす熱伝導性の外側温調部材が介在され、上記外側押し手段が、この外側温調部材を介して上記外側電極を押し、これにより、外側電極の外周面に外側温調部材が押し当てられることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
上記内側温調部材と外側温調部材とが、導電性を有し、これら温調部材の一方に、電界印加手段が接続され、他方の温調部材が、接地されていることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。