JP2011138907A - プラズマ処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プラズマエッチング装置10は、内部にて被処理体をプラズマ処理する処理容器100と、処理容器100の内部にて互いに対向し、その間に処理空間を形成する上部電極105及び下部電極110と、下部電極110に接続され、処理容器100内に高周波電力を出力する第1の高周波電源150とを有する。上部電極105及び下部電極110の少なくともいずれかは、板状の金属から形成された基材と、内部に金属のプレート電極を埋設した状態で前記基材に嵌め込まれ、一部が前記基材から露出した誘電体と、を含む。
【選択図】図1
Description
まず、本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の全体構成について、図1を参照しながら説明する。図1には、本発明の一実施形態に係る電極を上部電極に用いたRIEプラズマエッチング装置(平行平板型プラズマ処理装置)が示されている。RIEプラズマエッチング装置10は、被処理体に所望のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置の一例である。
以下、本実施形態に係る電極構造について図2(a)を参照しながら詳しく説明する。上部電極105は、前述のとおり、上部基材105a及びガス拡散板105bを有している。上部基材105aは、板状の金属から形成された基材の一例である。
溝部105dに設けられたリング電極105eは、図1に示したモータ105fの動力により昇降する。これにより、リング電極105eと各プレート電極210a、210b、210cの電気的接続状態が制御される。なお、リング電極105e及びモータ105fは駆動機構の一例であり、そのうちリング電極105eは駆動部の一例である。駆動部の他の例としては、棒状の電極が挙げられる。
δ=(2/ωσμ)1/2
ただし、ω=2πf(f:周波数)、σ:導電率、μ:透磁率
次に、プレート電極の上記電位制御と電界強度分布との関係について説明する。図2(c)に示したように、上部電極905の中心にフラットな誘電体920を埋設した場合、電極中央での電界強度分布E/Emaxが低下する。高周波の電流が上部電極905の金属表面を流れる際、上部電極905の中心部に設けられた誘電体920の容積に応じたキャパシタンス成分と上部電極905の下面近傍のシースのキャパシタンス成分とにより分圧が生じ、誘電体905の下部にて高周波の電界強度に分散が生じるためである。
次に、リング電極105eとプレート電極210a、210b、210cとの接続方式について図4を参照しながら概念的に説明するとともに、リング電極105eの具体的駆動方法について図5,6に基づきいくつかの例を説明する。
100 処理容器
105 上部電極
105a 上部基材
105b ガス拡散部
105c ガス穴
105d 溝部
105e リング電極
105e1 くぼみ
105f モータ
110 下部電極
110a 下部基材
125 静電チャック機構
150 第1の高周波電源
205、500、920 誘電体
205a 突出部
210a、210b、210c プレート電極
E/Emax 電界強度分布
C コネクタ
Claims (16)
- 内部にて被処理体がプラズマ処理される処理容器と、前記処理容器の内部にて互いに対向し、その間に処理空間を形成する対向電極及び印加電極と、前記印加電極に接続され、前記処理容器内に高周波電力を出力する高周波電源と、を備えるプラズマ処理装置であって、
前記対向電極及び前記印加電極の少なくともいずれかは、
金属から形成された基材と、
内部に金属のプレート電極を埋設した状態で前記基材に嵌め込まれた誘電体と、を備えるプラズマ処理装置。 - 前記プレート電極は、前記誘電体の内部にて互いに間隔をおいて複数枚積層されている請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- 前記複数枚のプレート電極は、パターン化されている請求項1又は請求項2に記載のプラズマ処理装置。
- 前記複数枚のプレート電極は、前記誘電体の中心に対して同心円状に大きさの異なる開口を有している請求項3に記載のプラズマ処理装置。
- 前記複数枚のプレート電極の開口は、プラズマ生成空間側に位置するプレート電極程大きい請求項4に記載のプラズマ処理装置。
- 駆動部を有し、該駆動部を駆動することにより前記複数枚のプレート電極のそれぞれとの物理的接続又は電気的接続を制御する駆動機構を更に備える請求項2〜5のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記駆動機構は、前記駆動部としてのリング電極を駆動することにより前記複数枚のプレート電極のそれぞれと前記リング電極との物理的接続又は電気的接続を制御する請求項6に記載のプラズマ処理装置。
- 前記駆動機構は、前記駆動部を回転させずに昇降させるか、前記駆動部を回転させながら昇降させるか、又は昇降させずに回転させるかのいずれかにより前記複数枚のプレート電極のそれぞれとの物理的接続又は電気的接続を制御する請求項6又は請求項7に記載のプラズマ処理装置。
- 前記複数枚のプレート電極は、同一金属から形成されている請求項2〜8のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記プレート電極のシート抵抗率は、2Ω/□以下である請求項1〜9のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記誘電体のプラズマ生成空間側の面の少なくとも一部は、前記基材から露出している請求項1〜10のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記誘電体のプラズマ生成空間側の面は溶射により覆われている請求項1〜11のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記プレート電極が埋め込まれた電極は、上部電極であり、
前記上部電極には、複数のガス導入管が貫通している請求項1〜12のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 - 前記上部電極の誘電体上方には、前記複数のガス導入管と連通し、ガスを拡散するガス拡散部が設けられている請求項13に記載のプラズマ処理装置。
- 前記プレート電極が埋め込まれた電極は、下部電極であり、
前記下部電極の静電チャック機構に設けられた金属電極の下方にて前記下部電極の誘電体に前記プレート電極が埋設されている請求項1〜12のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 - 印加された高周波電力によりガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマを用いて被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置用の電極であって、
前記電極は、互いに対向し、その間にプラズマ処理空間を形成する対向電極及び印加電極のうちの少なくともいずれかであり、
金属から形成された基材と、
内部に金属のプレート電極を埋設した状態で前記基材に嵌め込まれた誘電体と、を備えるプラズマ処理装置用の電極。
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