JP2010177137A - High-density plasma source, and forming method of high density plasma - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高密度プラズマ源及び高密度プラズマ生成方法に関する。 The present invention relates to a high-density plasma source and a high-density plasma generation method.
高密度プラズマ源は、例えば、半導体製造分野でのドライエッチング、薄膜形成のためのプラズマCVD(化学気相成長)、材料の表面改質あるいは鋼材の溶接、溶断、近年では目や歯の治療等、様々なところで用いられている。 High-density plasma sources include, for example, dry etching in the semiconductor manufacturing field, plasma CVD (chemical vapor deposition) for thin film formation, surface modification of materials or welding and fusing of steel materials, and in recent years treatment of eyes and teeth It is used in various places.
従来、高密度プラズマ源としては、低気圧動作の高密度プラズマ源、大気圧動作の高密度プラズマ源が知られている。低気圧動作の高密度プラズマ源としては、例えばマグネトロン型や電子サイクロトロン共鳴(ECR)型、低圧グロー放電型などを初めとして多数実用化されている。また、大気圧動作の高密度プラズマ源としては、例えば誘電体バリア型、ホローカソード型、マイクロ波放電型等、現在盛んに開発が進んでいる。 Conventionally, as a high-density plasma source, a low-pressure operation high-density plasma source and an atmospheric-pressure operation high-density plasma source are known. For example, a magnetron type, an electron cyclotron resonance (ECR) type, and a low-pressure glow discharge type have been put to practical use as high-density plasma sources operating at low atmospheric pressure. Further, as a high-density plasma source operating at atmospheric pressure, for example, a dielectric barrier type, a hollow cathode type, a microwave discharge type, and the like are being actively developed.
低圧グロー放電型、誘電体バリア放電型のプラズマ源については、特許文献1に開示されている。
ところで、上述の各種の高密度プラズマ源は、それぞれ最適動作気圧が狭く汎用性に欠けている。 By the way, each of the above-mentioned various high-density plasma sources has a narrow optimum operating pressure and lacks versatility.
本発明は、上述の点に鑑み、低気圧から高気圧まで広い動作気圧に対応できる高密度プラズマ源、及び高密度プラズマ生成方法を提供するものである。 In view of the above points, the present invention provides a high-density plasma source and a high-density plasma generation method that can cope with a wide operating pressure from low pressure to high pressure.
本発明に係る高密度プラズマ源は、 チャンバと、チャンバ内に配置された第1の導電体と、チャンバ内に在って第1の導電体に対向して配置された、複数の誘電体で被覆された第2の導電体と、複数の第2の導電体のそれぞれに同電位の高電圧低周波電圧あるいは高電圧三相交流電圧を印加する交流電源と、第1の導電体に負の直流バイアス電圧を印加する直流バイアス電源とを有し、チャンバと第1の導電体との間の直流放電と、第1導電体と複数の第2の導電体との間の誘電体バリア放電とからなる複合プラズマが発生するように構成したことを特徴とする。 A high-density plasma source according to the present invention includes a chamber, a first conductor disposed in the chamber, and a plurality of dielectrics disposed in the chamber and facing the first conductor. A coated second conductor, an AC power supply that applies a high-voltage low-frequency voltage or a high-voltage three-phase AC voltage to each of the plurality of second conductors, and a negative voltage applied to the first conductor A DC bias power supply for applying a DC bias voltage, a DC discharge between the chamber and the first conductor, and a dielectric barrier discharge between the first conductor and the plurality of second conductors. The present invention is characterized in that a composite plasma comprising:
本発明の高密度プラズマ源では、第1の導電体とチャンバとの間に直流放電が発生し、第1の導電体と誘電体で被覆された第2の導電体との間で誘電体バリア放電が発生する。従って、第1の導電体の近傍空間に直流放電と誘電体バリア放電とからなる複合プラズマ、いわゆるハイブリッドプラズマが生成される。このハイブリッドプラズマは、直流放電と誘電体バリア放電の単純和以上に大きいイオン電流密度が得られ、また誘電体バリア放電のパワーを増加させることにより、より高い気圧で高密度のプラズマが生成される。 In the high-density plasma source of the present invention, a direct current discharge is generated between the first conductor and the chamber, and the dielectric barrier is formed between the first conductor and the second conductor covered with the dielectric. Discharge occurs. Therefore, a composite plasma composed of a direct current discharge and a dielectric barrier discharge, that is, a so-called hybrid plasma is generated in the space near the first conductor. With this hybrid plasma, an ion current density greater than the simple sum of DC discharge and dielectric barrier discharge can be obtained, and by increasing the power of dielectric barrier discharge, high-density plasma is generated at higher atmospheric pressure. .
本発明に係る高密度プラズマ生成方法は、チャンバ内において、負の直流バイアス電圧が印加された第1の導電体とチャンバとの間で直流放電を発生させ、互いに同電位の高電圧低周波電圧あるいは高電圧三相交流電圧が印加された、複数の誘電体で被覆された第2の導電体と、第1の導電体との間で誘電体バリア放電を発生させ、第1の導電体の近傍空間に直流放電と誘電体バリア放電からなる複合プラズマを生成させることを特徴とする。 A high-density plasma generation method according to the present invention generates a DC discharge between a first conductor to which a negative DC bias voltage is applied and a chamber in a chamber, and a high voltage low frequency voltage having the same potential. Alternatively, a dielectric barrier discharge is generated between the first conductor and the second conductor covered with a plurality of dielectrics to which a high-voltage three-phase AC voltage is applied, and the first conductor A composite plasma comprising a direct current discharge and a dielectric barrier discharge is generated in a nearby space.
本発明の高密度プラズマ生成方法では、第1の導電体の近傍空間に直流放電と誘電体バリア放電とからなる複合プラズマ、いわゆるハイブリッドプラズマを生成することができる。このハイブリッドプラズマは、直流放電と誘電体バリア放電の単純和以上に大きいイオン電流密度が得られ、また誘電体バリア放電のパワーを増加させることにより、より高い気圧で高密度プラズマを生成することができる。 In the high-density plasma generation method of the present invention, a composite plasma composed of a direct current discharge and a dielectric barrier discharge, so-called hybrid plasma, can be generated in the space near the first conductor. This hybrid plasma can produce an ion current density greater than the simple sum of DC discharge and dielectric barrier discharge, and can increase the power of dielectric barrier discharge to generate high-density plasma at higher atmospheric pressure. it can.
本発明に係る高密度プラズマ源、及び高密度プラズマ生成方法によれば、低気圧から高気圧までの広い気圧範囲で高密度プラズマを生成することができる。 According to the high-density plasma source and the high-density plasma generation method according to the present invention, high-density plasma can be generated in a wide atmospheric pressure range from low pressure to high pressure.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[第1実施の形態]
図1及び図2に、本発明に係る高密度プラズマ源の第1実施の形態を示す。第1実施の形態に係る高密度プラズマ源1は、チャンバ2内に、第1の導電体2と、この第1の導電体3に対向して配置された複数の、表面が誘電体5で被覆された第2の導電体4[4A,4B,4C]とを有して成る。本例では、第1導電体3が1つ(1本)の線状体で形成され、第2の導電体4が3つ(3本)の線状体で形成される。また、チャンバ2は、円筒形をなし、例えばステンレスで形成される。
[First Embodiment]
1 and 2 show a first embodiment of a high-density plasma source according to the present invention. The high-
3つの第2の導電体4A、4B、4Cは、第1の導電体3を等角間隔で取り囲むように配置される。また、3つの第2の導電体4A、4B、4Cは、第1の導電体3に対して所要の等しいギャップ長dをもって対向し、かつ第1の導電体3に平行して配置される。第1の導電体3は、円筒形のチャンバ2の中心に位置し、いわゆる円筒形のチャンバ2とは同軸的に配置される。
The three
第2の導電体4[4A,4B,4C]は金属部材で形成されるのが好ましく、例えばCuなどで形成され、表面の誘電体5は耐熱性部材例えば耐熱ガラスで形成されるのが好ましく、例えばパイレックス製チューブで形成される。第1の導電体3は、プラズマ処理される被プラズマ処理部材に応じて材料が選定される。
The second conductor 4 [4A, 4B, 4C] is preferably formed of a metal member, for example, formed of Cu or the like, and the surface dielectric 5 is preferably formed of a heat resistant member such as heat resistant glass. For example, it is formed of a Pyrex tube. The material of the
さらに、高密度プラズマ源1は、第1の導電体3に負の直流バイアス電圧を印加するための負の直流バイアス電源6と、第2の導電体4[4A,4B,4C]のそれぞれに同電位の高電圧低周波電圧あるいは高電圧三相交流電圧を印加するための交流電源7を有する。この交流電源7は、いわゆる低周波電源あるいは三相交流電源である。チャンバ2は接地される。直流バイアス電源6のプラス側は接地される。負の直流バイアス電源6は、第1の導電体に接続され、より詳しくは第1の導電体3とチャンバ2との間に接続される。低周波電源7は、複数の第2の導電体4[4A,4B,4C]に接続され、より詳しくは第1の導電体3と複数の第2の導電体4[4A,4B,4C]との間に接続される。
Further, the high-
負の直流バイアス電源6としては、一例として0V〜−1kVの範囲で可変できるように構成される。交流電源7は、例えば周波数が60Hz〜100KHz、1kVpp〜10kVppの低周波パワーを供給できる低周波の電源で構成される。上記の周波数は、プラズマ密度の平方根に比例するイオンプラズマ周波数以下であればよい。
As an example, the negative DC
次に、上述の高密度プラズマ源1の動作を、高密度プラズマ生成方法と共に説明する。高密度プラズマ源1では、第1の導電体3に負の直流バイアス電源6から負の直流バイアス電圧が印加され、複数の第2の導電体4[4A,4B,4C]に交流電源7から所要の低周波電圧あるいは三相交流電圧が印加される。両電源6,7からの電圧印加により、第1の導電体3とチャンバ2の壁との間に同軸直流放電が発生し、第1の導電体3と第2の導電体4[4A,4B,4C]との間に誘電体バリア放電が発生する。従って、第1の導電体3の近傍空間、すなわち第1の導電体3の周囲の空間に、同軸直流放電と誘電体バリア放電とからなる複合プラズマ、すなわちハイブリッドプラズマが生成される。第1実施の形態では3つの第2の導電体4A、4B、4Cが等角間隔に配置されているので、いわゆるトライアングルプラズマが生成される。
Next, the operation of the high-
図3〜図5は、第1実施の形態の高密度プラズマ源1において、直流バイアス電源6と交流電源7として低周波電源を用いてチャンバ2内でトライアングルプラズマを生成する場合に考えられる3つの放電形態の模式図である。図3は、第1の導電体3に負の直流バイアス電圧のみを印加した場合であり、接地されたチャンバ2の壁と第1の導電体3との間で同軸直流放電8が発生される。図4は、3つの第2の導電体4[4A,4B,4C]に低周波電圧のみを印加した場合であり、第2の導電体4[4A,4B,4C]と第1の導電体3との間、及び第2の導電体4[4A,4B,4C]とチャンバ2の壁との間に誘電体バリア放電9が発生される。図5は、直流バイアス電圧と低周波電圧の両方を印加した場合であり、図3の同軸直流放電8と図4の誘電体バリア放電9を合せた本実施の形態のハイブリッド放電10が発生される。
FIGS. 3 to 5 show three cases in which triangle plasma is generated in the
図6に、同軸直流放電単独の場合と、誘電体バリア放電単独の場合と、同軸直流放電及び誘電体バリア放電を組み合わせた本実施の形態のハイブリッド放電の場合を比較した、イオン電流密度Ji[A/m2])−気圧P[Pa]特性を示す。イオン電流密度は、第1の導電体3に流入するイオン電流を測定して求めたものであり、プラズマ密度に略比例する。
FIG. 6 shows an ionic current density Ji [that compares the case of the coaxial DC discharge alone, the case of the dielectric barrier discharge alone, and the case of the hybrid discharge of the present embodiment in which the coaxial DC discharge and the dielectric barrier discharge are combined. A / m2])-atmospheric pressure P [Pa] characteristics. The ion current density is obtained by measuring the ion current flowing into the
イオン電流の測定は、図7に示すように、負の直流バイアス電源6に1kΩの抵抗Rを直列に接続した測定回路で求めた。すなわち、抵抗Rの両端の電圧Vを測定することによって、負のバイアス電圧によって第1の導電体3に引き込まれるイオンを測定し、最終的に計測した電圧値を1kΩで除して、イオン電流を求めた。
As shown in FIG. 7, the ion current was measured by a measurement circuit in which a negative DC bias
図8に、高密度プラズマ源の測定用の概略装置を示す。本装置11は、円筒形のチャンバ2内に、パイレックスガラスチューブによる誘電体5で被覆した銅(Cu)線からなる3つの第2の導電体4[4A,4B,4C]と、金属線からなる1つの第1の導電体3とが配置されて構成される。線状の3つの第2の導電体4[4A,4B,4C]は、それぞれが正三角形の各頂点に位置するように第1のホルダー12の各貫通孔13A、13B、13Cに挿通するようにして保持される。第1の導電体3は、第1のホルダー12に設けられた、上記正三角形の重心位置に対応する貫通孔14に挿通するように配置される。第1の導電体3は、その一端が第2のホルダー15に固定され、他端がスプリング17を介して第3のホルダー16に所要の張力を保って保持される。
FIG. 8 shows a schematic apparatus for measuring a high-density plasma source. This apparatus 11 includes three second conductors 4 [4A, 4B, 4C] made of copper (Cu) wires covered with a dielectric 5 made of Pyrex glass tubes in a
本装置11においては、第2の導電体4[4A,4B,4C]を支持する第1のホルダー12を取り替えることにより、第2の導電体4[4A,4B,4C]と第1の導電体3との間のギャップ長dを可変設定できる構成となっている。また、本装置11は、動作ガスとして、アルゴン(Ar)ガス18と酸素(O)ガス19を使用し、マスフローコントローラ21,22によりガス流量を調整し、ロータリポンプ23により動作気圧を制御し排気する。チャンバ2は接地される。放電用電源としては、第1の導電体3に接続する0V〜1kV間で可変可能な負の直流バイアス電源6と、各第2の導電体4[4A,4B,4C]に接続する13kHz、1kVpp〜10kVpp可変の低周波電源7が使用される。
In this apparatus 11, the
図6のイオン電流密度−気圧特性図においては、ギャップ長dが1.0mm、第1の導電体(タングステンワイヤ)3の直径0.25mm、第2の導電体(銅ワイヤ)4[4A,4B,4C]の直径2.0mm、誘電体5の外径4.0mmとした。 6, the gap length d is 1.0 mm, the diameter of the first conductor (tungsten wire) 3 is 0.25 mm, and the second conductor (copper wire) 4 [4A, 4B, 4C], and the outer diameter of the dielectric 5 is 4.0 mm.
曲線a(○)は負の直流バイアス電圧を−360Vとした同軸直流放電単独の特性である。曲線b(●)は低周波電圧を2kVppとした誘電体バリア放電単独の特性である。曲線cは負の直流バイアス電圧を−360V、低周波電圧を2kVppとしたハイブリッド放電の特性である。曲線dは負の直流バイアス電圧を−360V、低周波電圧を8kVppとしたハイブリッド放電の特性である。 A curve a (◯) is a characteristic of a coaxial DC discharge alone with a negative DC bias voltage of −360V. A curve b (●) shows the characteristics of the dielectric barrier discharge alone with the low frequency voltage set to 2 kVpp. A curve c is a characteristic of the hybrid discharge in which the negative DC bias voltage is −360 V and the low frequency voltage is 2 kVpp. Curve d shows the characteristics of hybrid discharge with a negative DC bias voltage of −360 V and a low frequency voltage of 8 kVpp.
図6の特性図によれば、誘電体バリア放電(曲線b)と同軸直流放電(曲線a)のどちらか単独では第1の導電体3に入射するイオン電流密度が低いが、それらを同時に放電させたハイブリッド放電(曲線c、d)は、両者の単純和以上に大きなイオン電流密度が得られるシナジー効果が確認できる。また、ハイブリッド放電で、ハイブリッド放電のパワーを増加させることにより、より高い気圧でプラズマを生成できる。
According to the characteristic diagram of FIG. 6, either the dielectric barrier discharge (curve b) or the coaxial direct current discharge (curve a) alone has a low ion current density incident on the
上述の第1実施の形態に係る高密度プラズマ源1によれば、ハイブリッド放電により低気圧から高気圧までの広い気圧範囲での高密度プラズマの生成が可能になる。
According to the high-
第1実施の形態の高密度プラズマ源1において、第1の導電体3を被プラズマ処理部材とすることができる。このときは、第2の導電体4がいわゆる電極となり、この電極に対向する第1の導電体3が表面処理すべき被処理体となる。この構成においては、低気圧から高気圧までの広い気圧範囲での高密度プラズマ生成が可能になり、第1導電体3による被プラズマ処理部材に対し高速での処理、例えば、表面改質や表面皮膜のストリッピング(剥ぎ取り)などの表面処理、あるいは各種機能性膜のコーティング(いわゆる表面処理)、等を行うことができる。機能性膜のコーティングでは、チャンバ内に機能性膜を成膜するための所要のソースガスが導入される。
In the high-
[第2実施の形態]
図9及び図10に、本発明に係る高密度プラズマ源の第2実施の形態を示す。第2実施の形態に係る高密度プラズマ源31は、チャンバ2内に、1つの第1の導電体3と、この第1の導電体3を等角間隔で取り囲む3つ以上、本例では3つの誘電体5で被覆された第2の導電体4[4A,4B,4C]との組合せを1ユニット32として、複数のユニットを配置して構成される。この場合、複数のユニットは、誘電体5で被覆された第2の導電体4を隣接するユニット32間で共有するように配置される。
[Second Embodiment]
9 and 10 show a second embodiment of the high-density plasma source according to the present invention. The high-
各ユニット32における第1の導電体3には、負の直流バイアス電圧を印加するための共通の負の直流バイアス電源6(図示せず)が接続され、各ユニット32の第2の導電体4には、互いに同電位となるように高電圧低周波電圧あるいは高電圧三相交流電圧を印加するための共通の低周波電源7(図示せず)が接続される。その他の構成は、第1実施の形態で説明したと同様であるので、重複説明を省略する。各ユニット32での放電形態は、第1実施の形態で説明したと同様のハイブリッド放電である。
A common negative DC bias power source 6 (not shown) for applying a negative DC bias voltage is connected to the
第2実施の形態に係る高密度プラズマ源31によれば、各ユニット32に同時にハイブリッド放電を生成することができる。また、各ユニット32の第1の導電体3を被プラズマ処理部材とするときには、複数の第1の導電体3による被プラズマ処理部材を同時に、かつ高速で表面処理することができ、処理時間の短縮が図れる。
According to the high-
第1実施の形態及び第2実施の形態では、1つの第1の導電体3を、等角間隔で配した3つの第2の導電体4で取り囲むようにした構成としたが、その他の例として、第1、第2実施の形態において、1つの第1の導電体3を、等角間隔で配置した4つ以上の第2の導電体4で取り囲むようにした構成とすることができる。この構成においては、第1の導電体3の周りに、より均一化されたハイブリッド放電の生成が可能になる。但し、1つの第1の導電体3と3つの誘電体5で被覆された第2の導電体4の組合せの方が、構成の簡素化を図ることができる。
In the first embodiment and the second embodiment, the configuration is such that one
[第3実施の形態]
第3実施の形態に係る高密度プラズマ源は、図示しないが、チャンバ内に、1つの第1の導電体と、この第1の導電体を両側から挟む2つの誘電体で被覆された第2の導電体とを配置して構成される。第1実施の形態と同様に、円筒形のチャンバに同軸的に線状の第1の導電体を配置し、第1の導電体に対して所要のギャップ長を介して対向するように、線状の2つの誘電体で被覆された第2の導電体を対称位置(180度の間隔)に配置することができる。チャンバは接地され、第1の導電体は負の直流バイアス電源に接続され、第2の導電体は低周波電源あるいは三相交流電源に接続される。第1の導電体を被プラズマ処理部材で構成することもできる。
[Third Embodiment]
Although not shown, the high-density plasma source according to the third embodiment includes a second conductor covered with one first conductor and two dielectrics sandwiching the first conductor from both sides in the chamber. The conductor is arranged. Similar to the first embodiment, a linear first conductor is arranged coaxially in a cylindrical chamber, and the wire is arranged so as to face the first conductor through a required gap length. The second conductor covered with two dielectrics can be arranged at symmetrical positions (at an interval of 180 degrees). The chamber is grounded, the first conductor is connected to a negative DC bias power source, and the second conductor is connected to a low frequency power source or a three-phase AC power source. The first conductor can also be composed of a plasma processing member.
第3実施の形態に係る高密度プラズマ源においても、第1実施の形態で説明したと同様に、第1の導電体の周りの空間に上述のハイブリッド放電が生成される。第1の導電体を被プラズマ処理部材で構成するときは、この被プラズマ処理部材の全表面に対して、生成されたハイブリッドプラズマによる表面処理を行うことができる。 Also in the high-density plasma source according to the third embodiment, the hybrid discharge described above is generated in the space around the first conductor, as described in the first embodiment. When the first conductor is formed of a plasma processing member, the entire surface of the plasma processing member can be subjected to surface treatment with the generated hybrid plasma.
上例では、第1の導電体3を線状体で形成したが、平板状体、可撓性薄板状体、リボン状体、その他の部材等で構成することも可能である。例えば、第1の導電3に半導体基板を用いることも可能である。
In the above example, the
上述の本発明の高密度プラズマ源は、プラズマエッチング、プラズマCVDなどのプラズマ源として利用することができる。例えば、本発明の高密度プラズマ源は、シリコンインゴットからシリコンウェハを切り出す際に用いられるソーワイヤの表面処理に適用可能である。 The above-described high-density plasma source of the present invention can be used as a plasma source such as plasma etching or plasma CVD. For example, the high-density plasma source of the present invention can be applied to the surface treatment of saw wires used when a silicon wafer is cut out from a silicon ingot.
カーボン(C)添加の鉄(Fe)からなるソーワイヤは、表面にブラスめっき(Cu:65%、Zn:35%)皮膜が施されている。このブラスめっきは、ソーワイヤの伸線加工で必要となるめっき処理である。ソーワイヤでシリコンウェハを切り出す際に、ブラスめっきの主成分であるCuが拡散係数の大きな物質であるため、Cuがシリコンウェハ内に拡散する恐れがある。シリコンウェハにCuが拡散すると、シリコンの導電性が変化し、シリコン基板に回路素子を形成したときに、回路素子に対して流れるべき所以外へ電流が流入するなどの誤動作を生じさせる可能性がある。 A saw wire made of iron (Fe) with carbon (C) added has a brass plating (Cu: 65%, Zn: 35%) film on the surface. This brass plating is a plating process required for the drawing process of saw wires. When cutting a silicon wafer with saw wire, Cu, which is a main component of brass plating, is a substance having a large diffusion coefficient, and therefore Cu may be diffused into the silicon wafer. If Cu diffuses into the silicon wafer, the conductivity of the silicon changes, and when a circuit element is formed on the silicon substrate, it may cause a malfunction such as an inflow of current to a place other than where the circuit element should flow. is there.
そのため、Cuフリーなソーワイヤが必要となる。このソーワイヤから表面のCu含有のブラスめっき皮膜を除去する処理として、現状では硫酸や塩酸を使用したウェットプロセスが用いられている。このウェットプロセスでは、アンモニア水と過酸化水素水を使用するため環境負荷が大きくなるという問題と、使用後の廃液処理が困難であるという問題がある。 Therefore, a Cu-free saw wire is required. Currently, a wet process using sulfuric acid or hydrochloric acid is used as a process for removing the surface Cu-containing brass plating film from the saw wire. In this wet process, there are problems that the environmental load increases because ammonia water and hydrogen peroxide water are used, and that waste liquid treatment after use is difficult.
上記のウェットプロセスに代わり低温で高い反応速度が得られ、廃液処理が不要で、かつ使用後の排ガス処理が廃液処理に比べて容易な、プラズマを用いたドライプロセスが望まれている。上述の本発明に係る高密度プラズマ源が、ソーワイヤのブラスめっき皮膜を除去するドライプロセスのプラズマ源に応用することができる。この場合、第1の導電体が、表面処理すべきソーワイヤとなり、高密度プラズマ源中を移送される。このときドライプロセスは、動作気圧を高気圧〜中気圧程度とし、通常エッチングガスとして用いられる塩素ガスやフッ素ガスを動作ガスとて用いずにエッチングを行う。本発明の高密度プラズマ源では、例えば、動作ガスとしては、アルゴン(Ar)と酸素(O)の混合ガスを用いることができる。前述したイオン電流密度は、エッチングレートに略比例する。 A dry process using plasma is desired in which a high reaction rate is obtained at a low temperature instead of the above wet process, waste liquid treatment is unnecessary, and exhaust gas treatment after use is easier than waste liquid treatment. The above-described high-density plasma source according to the present invention can be applied to a dry process plasma source for removing the brass plating film of the saw wire. In this case, the first conductor becomes a saw wire to be surface-treated and is transferred through the high-density plasma source. At this time, in the dry process, the operation pressure is set to a high pressure to a medium pressure, and etching is performed without using chlorine gas or fluorine gas, which is usually used as an etching gas, as the operation gas. In the high-density plasma source of the present invention, for example, a mixed gas of argon (Ar) and oxygen (O) can be used as the operating gas. The above-described ion current density is substantially proportional to the etching rate.
1,31・・高密度プラズマ源、2・・チャンバ、3・・第1の導電体、4[4A,4B,4C]・・第2の導電体、5・・誘電体、6・・直流バイアス電源、7・・低周波電源、8・・同軸直流放電、9・・誘電体バリア放電、10・・ハイブリッド放電、11・・の高密度プラズマ源の測定用の装置、32・・1ユニット 1, 31 .. High-density plasma source, 2 .. Chamber, 3 .. First conductor, 4 [4A, 4B, 4C] .. Second conductor, 5 .. Dielectric, 6. Bias power supply, 7 ·· Low frequency power supply, 8 ·· Coaxial DC discharge, 9 ·· Dielectric barrier discharge, 10 ·· Hybrid discharge, 11 ·· Equipment for high density plasma source measurement, 32 ·· 1 unit
Claims (12)
前記チャンバ内に配置された第1の導電体と、
前記チャンバ内に在って前記第1の導電体に対向して配置された、複数の誘電体で被覆された第2の導電体と、
前記複数の第2の導電体のそれぞれに同電位の高電圧低周波電圧あるいは高電圧三相交流電圧を印加する交流電源と、
前記第1の導電体に負の直流バイアス電圧を印加する直流バイアス電源とを有し、
前記チャンバと前記第1の導電体との間の直流放電と、前記第1導電体と前記複数の第2の導電体との間の誘電体バリア放電とからなる複合プラズマが発生する
ことを特徴とする高密度プラズマ源。 A chamber;
A first conductor disposed in the chamber;
A second conductor coated with a plurality of dielectrics disposed within the chamber and facing the first conductor;
An AC power supply for applying a high voltage low frequency voltage or a high voltage three-phase AC voltage of the same potential to each of the plurality of second conductors;
A DC bias power supply for applying a negative DC bias voltage to the first conductor;
A composite plasma comprising a DC discharge between the chamber and the first conductor and a dielectric barrier discharge between the first conductor and the plurality of second conductors is generated. A high-density plasma source.
ことを特徴とする請求項1記載の高密度プラズマ源。 2. The high-density plasma source according to claim 1, wherein two or more second conductors covered with the dielectric are arranged so as to surround the first conductor at equiangular intervals.
前記誘電体で被覆された第2の導電体が線状体である
ことを特徴とする請求項2記載の高密度プラズマ源。 The first conductor is a linear plasma processing member;
The high-density plasma source according to claim 2, wherein the second conductor covered with the dielectric is a linear body.
複数のユニットが、前記誘電体で被覆された第2の導電体を隣接するユニット間で共有するように配置され、
各前記ユニットにおいて前記複合プラズマが発生する
ことを特徴とする請求項2記載の高密度プラズマ源。 A combination of one first conductor and a second conductor covered with three or more dielectrics surrounding the first conductor at equiangular intervals as one unit,
A plurality of units are arranged to share the second conductor covered with the dielectric between adjacent units,
The high-density plasma source according to claim 2, wherein the composite plasma is generated in each of the units.
ことを特徴とする請求項1記載の高密度プラズマ源。 The high-density plasma source according to claim 1, wherein the second conductor covered with the plurality of dielectrics is disposed so as to sandwich the first conductor.
ことを特徴とする請求項1記載の高密度プラズマ源。 The high-density plasma source according to claim 1, wherein the first conductor is a plasma processing member.
負の直流バイアス電圧が印加された第1の導電体と前記チャンバとの間で直流放電を発生させ、
互いに同電位の高電圧低周波電圧あるいは高電圧三相交流電圧が印加された、複数の誘電体で被覆された第2の導電体と、前記第1の導電体との間で誘電体バリア放電を発生させ、
前記第1の導電体に近い空間に前記直流放電と前記誘電体バリア放電からなる複合プラズマを生成させる
ことを特徴とする高密度プラズマ生成方法。 In the chamber
A DC discharge is generated between the first conductor to which a negative DC bias voltage is applied and the chamber;
Dielectric barrier discharge between a first conductor and a second conductor covered with a plurality of dielectrics to which a high-voltage low-frequency voltage or a high-voltage three-phase AC voltage having the same potential is applied. Is generated,
A high-density plasma generation method, comprising: generating a composite plasma including the DC discharge and the dielectric barrier discharge in a space close to the first conductor.
ことを特徴とする請求項7記載の高密度プラズマ生成方法。 Three or more second conductors coated with the dielectric surround the first conductor at equiangular intervals, the second conductor coated with each dielectric, and the first conductor The high-density plasma generation method according to claim 7, wherein dielectric barrier discharge is generated between the conductors.
前記誘電体で被覆された第2の導電体を線状体とした
ことを特徴とする請求項8記載の高密度プラズマ生成方法。 The first conductor is a linear plasma processing member,
The high-density plasma generation method according to claim 8, wherein the second conductor covered with the dielectric is a linear body.
各ユニットにおいて前記複合プラズマを生成させる
ことを特徴とする請求項7記載の高密度プラズマ生成方法。 A combination of one first conductor and a second conductor covered with three or more dielectrics surrounding the first conductor at equiangular intervals is defined as one unit. The second conductor covered with the dielectric is arranged to be shared between adjacent units;
The high-density plasma generation method according to claim 7, wherein the composite plasma is generated in each unit.
ことを特徴とする請求項7記載の高密度プラズマ生成方法。 The high-density plasma generation method according to claim 7, wherein the second conductor covered with the plurality of dielectrics is disposed so as to sandwich the first conductor.
ことを特徴とする請求項7記載の高密度プラズマ生成方法。 The high-density plasma generation method according to claim 7, wherein the first conductor is a plasma processing member.
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