JP2013140918A - Plasma processing device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はプラズマ処理装置に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus.
プラズマ処理装置は、平行に設置された対向する一対の電極のうちの一方に被処理物である基板が設置され、反応ガス雰囲気下で電極間にプラズマ放電を起こして基板表面をプラズマ処理する装置である。
プラズマを安定的に発生させるには、基板とそれに対向する電極との間の放電ギャップ長の管理が重要であるため、電極間距離(例えば5〜30mm程度)が一定に維持されている。
A plasma processing apparatus is an apparatus in which a substrate, which is an object to be processed, is installed on one of a pair of opposed electrodes arranged in parallel, and plasma processing is performed on the substrate surface by causing plasma discharge between the electrodes in a reactive gas atmosphere. It is.
In order to stably generate plasma, it is important to manage the discharge gap length between the substrate and the electrode facing the substrate, so the distance between electrodes (for example, about 5 to 30 mm) is maintained constant.
具体的には対向電極の外周縁の四つ角がチャンバー内に固設された複数の支持片上に載置されネジで各電極の高さが調整されることによって所定の電極間距離に維持されている(特許文献1参照)。 Specifically, the four corners of the outer peripheral edge of the counter electrode are placed on a plurality of support pieces fixed in the chamber, and the height of each electrode is adjusted with screws to maintain a predetermined distance between the electrodes. (See Patent Document 1).
ところで、プラズマ処理装置では、電極の清掃や補修を行うために、電極の交換を行う必要がある。しかし、電極を交換した場合、放電を再現するために電極の位置をもと通り正確に復元することが重要であるが、その作業は時間と熟練を要するものであった。この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、電極交換に際して容易に電極位置を正確に復元することが可能なプラズマ処理装置を提供するものである。 By the way, in a plasma processing apparatus, in order to clean and repair an electrode, it is necessary to exchange an electrode. However, when the electrode is replaced, it is important to restore the position of the electrode accurately in order to reproduce the discharge. However, this operation requires time and skill. The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a plasma processing apparatus that can easily restore the position of an electrode easily when replacing an electrode.
この発明は、チャンバーと、チャンバー内に配置されてプラズマ放電を発生させる平板状の第1および第2電極と、第1および第2電極を水平に、かつ、互いに対向して載置する載置部材と、第1および第2電極を載置部材に載置するときに第1および第2電極の水平方向の位置を規定する位置決め機構とを備えるプラズマ処理装置を提供するものである。 The present invention relates to a chamber, a flat plate-like first and second electrode that is disposed in the chamber and generates plasma discharge, and a first and second electrode that are placed horizontally and opposite to each other. A plasma processing apparatus is provided that includes a member and a positioning mechanism that defines the horizontal positions of the first and second electrodes when the first and second electrodes are placed on the placement member.
この発明によれば、第1および第2電極が載置部材に載置されるときに、第1および第2電極の水平方向の位置を規定する位置決め機構を備えるので、第1又は第2電極の交換時には、交換される電極の位置が位置決め機構により規定され、電極位置が容易に復元される。 According to this invention, when the first and second electrodes are placed on the placement member, the first or second electrode is provided with the positioning mechanism that defines the horizontal position of the first and second electrodes. At the time of replacement, the position of the electrode to be replaced is defined by the positioning mechanism, and the electrode position is easily restored.
この発明のプラズマ処理装置は、チャンバーと、チャンバー内に配置されてプラズマ放電を発生させる平板状の第1および第2電極と、第1および第2電極を水平に、かつ、互いに対向して載置する載置部材と、第1および第2電極を載置部材に載置するときに第1および第2電極の水平方向の位置を規定する位置決め機構とを備えることを特徴とする。 The plasma processing apparatus of the present invention has a chamber, flat plate-like first and second electrodes that are disposed in the chamber and generate plasma discharge, and the first and second electrodes mounted horizontally and opposite to each other. And a positioning mechanism that defines the horizontal positions of the first and second electrodes when the first and second electrodes are mounted on the mounting member.
位置決め機構は、第1および第2電極の少なくとも一方に下向きに突出する突起と、載置部材に形成され前記突起を収容可能な凹部からなってもよい。
位置決め機構は、第1および第2電極の少なくとも一方に下向きに突出する突起と、載置部材に形成され前記突起を貫通させる貫通孔と、貫通した突起の抜け止め部材とを備えてもよい。
位置決め機構は、第1および第2電極の少なくとも一方に形成された凹部と、載置部材に形成され前記凹部に収容可能な突起からなってもよい。
載置部材は、第1および第2電極の少なくとも一方に接触して給電する給電端子を備えると共に、前記給電端子と電源とを接続する給電ケーブルの一部を内蔵してもよい。
The positioning mechanism may include a protrusion protruding downward on at least one of the first and second electrodes and a recess formed on the mounting member and accommodating the protrusion.
The positioning mechanism may include a protrusion protruding downward on at least one of the first and second electrodes, a through hole formed in the mounting member and penetrating the protrusion, and a retaining member for the protruding protrusion.
The positioning mechanism may include a recess formed in at least one of the first and second electrodes and a protrusion formed in the mounting member and accommodated in the recess.
The mounting member may include a power feeding terminal that contacts and feeds power to at least one of the first and second electrodes, and may include a part of a power feeding cable that connects the power feeding terminal and a power source.
以下、図面に示す実施形態1と2を用いてこの発明を詳述する。
実施形態1
図1はこの発明の実施形態1のプラズマ処理装置を示す構成説明図である。
実施形態1のプラズマ処理装置は、図1に示すように、内部に反応室を構成するステンレス鋼製のチャンバーMと、チャンバーM内に配置されてプラズマ放電を発生させる平板状の方形の2対の第1電極11および第2電極12と、第1電極11と第2電極12を平行かつ水平に対向してそれぞれ載置するセラミック製の載置部材13と、第1電極11を介して電極間に反応ガスGを導入するガス導入管15と、チャンバーM内から反応ガスを排気する排気部6と、第1電極11と第2電極12間に給電ケーブル16と接地ケーブル17を介して電圧を印加する電源部Eとを備える。
Hereinafter, the present invention will be described in detail using Embodiments 1 and 2 shown in the drawings.
Embodiment 1
FIG. 1 is a structural explanatory view showing a plasma processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus of Embodiment 1 includes a stainless steel chamber M that constitutes a reaction chamber, and two pairs of flat rectangular plates that are disposed in the chamber M and generate plasma discharge. The
実施形態1では、第2電極12上に被処理物である基板Sが設置され、基板Sの表面がプラズマ処理され、例えばシリコン膜が製膜されたり、ドライエッチング処理がなされたりする。また、実施形態1では、第1および第2電極11、12の電極の2対が上下2段でチャンバーM内に配置される例を示しているが、1対または3対以上でもよい。
In the first embodiment, a substrate S, which is an object to be processed, is placed on the
排気部6としては、真空ポンプ6a、真空ポンプ6aとチャンバーMとを接続する排気管6bと、チャンバーMと真空ポンプ6aとの間に配置された圧力制御器6cとを備える。
電源部Eは、例えば、1〜60MHzの周波数で10W〜100kWの電力、具体的には、13.56MHz〜60MHzで10W〜10kWの電力を発生するプラズマ励起電源であり、高周波発生器E1と、インピーダンス整合器E2とを備える。
The exhaust unit 6 includes a
The power source E is, for example, a plasma excitation power source that generates power of 10 W to 100 kW at a frequency of 1 to 60 MHz, specifically, 10 W to 10 kW at 13.56 MHz to 60 MHz, and a high frequency generator E 1 . includes an impedance matching device E 2.
図2は第1電極11および第2電極12の上面図である。
図2に示すように、第1電極11および第2電極12は、長方形であり、ステンレス鋼やアルミニウム合金などから作製される。第1電極11および第2電極12の4つの角部にそれぞれ同じ材料で作製されたタブTが設けられている。詳しくは後述する。
FIG. 2 is a top view of the
As shown in FIG. 2, the
第1電極11は、内部が空洞であると共に、対となる第2電極12に面するプラズマ放電面には多数の貫通穴が形成されている。貫通孔の加工は、直径0.1mm〜2mmの円形穴を数mm〜数cmピッチで行うのが望ましい。
The
また、第1電極11の一端面には、ガス導入管15が接続されており、反応ガスGが図示しないガス供給源から第1電極11の内部に供給され、多数の貫通穴から基板Sの表面に向かって噴出するように構成されている。なお、原料ガスとしては、シリコン膜の製膜については例えば、H2で希釈したSiH4(モノシラン)ガスが使用される他、ドライエッチングについては例えばArで希釈したNF3(三フッ化窒素)が使用される。
In addition, a
第1電極11の下方に配置される第2電極12は、内部に図示しないヒータを有すると共に、上面に基板Sが設置され、プラズマ放電処理時に基板S(例えばシリコン基板、ガラス基板等)を加熱する。
The
また、第2電極12は、ステンレス鋼、アルミニウム合金、カーボンなどの、導電性および耐熱性を備えた材料で製作される。
第1電極11と第2電極12の寸法は、薄膜を形成するための基板Sの寸法に合わせて適当な値に決定されている。例えば、基板Sの寸法900〜1200mm×400〜900mmに対して、1000〜1500mm×600〜1000mmに設計される。
The
The dimensions of the
第2電極12に内蔵されたヒータは、第2電極12を室温から300℃まで加熱制御するものであり、例えば、シースヒータと熱電対を内蔵したものを用いることができる。
The heater built in the
図3は図1に示すプラズマ処理装置の位置決め機構40を示す説明図である。
同図に示すように第1および第2電極11、12は、4つの角部に設けられたタブT(図2参照)が、下向きに突出する円柱状のボス(突起)21を備える。
FIG. 3 is an explanatory view showing a
As shown in the figure, the first and
一方、載置部材13は、載置面14に形成された円筒状の凹部22を備える。ボス21の外径と凹部22の内径とは、必要な位置決め精度に合わせて決定される。
従って、この実施形態では、第1および第2電極11、12のタブTが、載置部材13の載置面14に載置されるとき、ボス21が凹部22に嵌入され、その載置位置が決定される。
従って、第1電極11又は第2電極12を新しい電極と交換しても交換前の載置位置を正確に復元することができる。
On the other hand, the
Therefore, in this embodiment, when the tabs T of the first and
Therefore, even if the
図4は図3の位置決め機構の第1変形例40aを示す説明図である。
この変形例40aでは、載置部材13は凹部22(図3)に代えて貫通丸穴24を備える。
FIG. 4 is an explanatory view showing a
In this
また、タブTはボス21(図3)よりも長い円柱状のボス23を備え、ボス23は貫通丸穴24を貫通して露出する部分にロックレバー(クサビ)26を受け入れるクサビ形の溝25を備える。
The tab T is provided with a
従って、この変形例40aでは、第1および第2電極11、12のタブTが、載置部材13の載置面14に載置されるとき、ボス23が貫通丸穴24を貫通し、その載置位置が決定される。そして、溝25にロックレバー26が嵌入されることにより、第1および第2電極11、12は載置部材13に堅牢に固定される。
なお、ロックレバー26の代わりにピンを用い、ボス23に形成した横穴にピンを貫通させてボス23を載置部材13に固定するようにしてもよい。
Therefore, in this modified example 40a, when the tab T of the first and
Note that a pin may be used instead of the
図5は図3の位置決め機構の第2変形例40bを示す説明図である。
この変形例40bでは、タブTはボス21の代わりに貫通丸穴28を備える。一方載置部材13は、載置面14に上向きに突出する円柱状のボス(突起)27を備える。ボス27の外径と貫通丸孔28の内径とは、必要な位置決め精度に合わせて決定される。
FIG. 5 is an explanatory view showing a
In this modified example 40b, the tab T includes a through-
従って、この変形例40bでは、第1および第2電極11、12のタブTが、載置部材13の載置面14に載置されるとき、ボス27が貫通丸穴28を貫通し、その載置位置が決定される。従って、第1電極11又は第2電極12を新しく交換しても、交換前の載置位置が正確に復元される。
Therefore, in the modified example 40b, when the tab T of the first and
実施形態2
図6はこの発明の実施形態2のプラズマ処理装置を示す構成説明図である。
この実施形態では、第1電極11を載置する載置部材13の一部が載置部材13aに、第2電極12を載置する載置部材13の一部が載置部材13aに、それぞれ置換されている。そして、給電ケーブル16が第1電極11を載置する載置部材13aに接続され、接地ケーブル17が第2電極12を載置する載置部材13aに接続されている。
それ以外の構成は実施形態1と同等であるので、説明を省略する。
Embodiment 2
FIG. 6 is a structural explanatory view showing a plasma processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
In this embodiment, a part of the mounting
Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
図7は載置部材13aの給電機構50を示す説明図である。
図7において、位置決め機構は図3のものと同等である。
給電機構50は、凹部22の底部に設けられたコイルスプリング状のリン青銅製の給電端子31と、載置部材13aにトンネル状に形成されたケーブル案内路29と、ケーブル案内路29を通って給電端子31に接続された給電又は接地ケーブル16、17から構成される。
FIG. 7 is an explanatory view showing the
In FIG. 7, the positioning mechanism is the same as that of FIG.
The
このような構成において、第1電極11又は第2電極12が載置部材13aに載置され、ボス21が凹部22に嵌入されると、ボス21の先端がコイルスプリング状の給電端子31に加圧接触し、第1電極11又は第2電極12と電源部Eとの通電が、給電端子31と給電ケーブル16又は接地ケーブル17を介して行われる。なお、載置部材13aは載置部材13と同様に絶縁物(セラミック)で形成されている。
In such a configuration, when the
従って、第1電極11又は第2電極12を新しく交換しても、給電ケーブル16および接地ケーブル17の接続および分離作業が不要となり、交換作業が容易になる。
Therefore, even if the
図8は載置部材13aの給電機構の第1変形例50aを示す説明図である。
図8において、位置決め機構は図4のものと同等である。
給電機構50aは、貫通丸穴24の上部開口周縁のリング状凹部30に嵌入されたリング状の銅合金製の給電端子32と、載置部材13aにトンネル状に形成されたケーブル案内路29と、ケーブル案内路29を通って給電端子32に接続された給電又は接地ケーブル16、17から構成される。
FIG. 8 is an explanatory view showing a
In FIG. 8, the positioning mechanism is the same as that of FIG.
The
このような構成において、第1電極11又は第2電極12が載置部材13aに載置され、ボス23が貫通丸穴24を貫通すると、タブTの下面がリング状の給電端子32に加圧接触し、第1電極11又は第2電極12と電源部Eとの通電が、給電端子32と給電ケーブル16又は接地ケーブル17を介して行われる。
従って、第1電極11又は第2電極12を新しく交換しても、給電ケーブル16および接地ケーブル17の接続および分離作業が不要となり、交換作業が容易になる。
In such a configuration, when the
Therefore, even if the
図9は載置部材13aの給電機構の第2変形例50bを示す説明図である。
図9において、位置決め機構は図5のものと同等である。
給電機構50bは、載置面14のボス27の周縁のリング状凹部30に嵌入されたリング状の銅合金製の給電端子32と、載置部材13aにトンネル状に形成されたケーブル案内路29と、ケーブル案内路29を通って給電端子31に接続された給電又は接地ケーブル16、17から構成される。
FIG. 9 is an explanatory view showing a
In FIG. 9, the positioning mechanism is the same as that of FIG.
The
このような構成において、第1電極11又は第2電極12が載置部材13aに載置され、ボス27が貫通丸穴28を貫通すると、タブTの下面がリング状の給電端子32に加圧接触し、第1電極11又は第2電極12と電源部Eとの通電が、給電端子32と給電ケーブル16又は接地ケーブル17を介して行われる。
従って、第1電極11又は第2電極12を新しく交換しても、給電ケーブル16および接地ケーブル17の接続分離作業が不要となり、交換作業が容易になる。
In such a configuration, when the
Therefore, even if the
6 排気部
11 第1電極
12 第2電極
13 載置部材
13a 載置部材
14 載置面
15 ガス導入管
16 給電ケーブル
17 接地ケーブル
21 ボス
22 凹部
23 ボス
24 貫通丸穴
25 溝
26 ロックレバー
27 ボス
28 貫通丸穴
29 ケーブル案内路
30 リング状凹部
31 給電端子
32 給電端子
40,40a,40b 位置決め機構
50,50a,50b 給電機構
M チャンバー
S 基板
T タブ
G ガス
E 電源部
E1 高周波発生器
E2 インピーダンス整合器
6
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JP2012001204A JP2013140918A (en) | 2012-01-06 | 2012-01-06 | Plasma processing device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111095500A (en) * | 2018-06-19 | 2020-05-01 | 东京毅力科创株式会社 | Mounting table and substrate processing apparatus |
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2012
- 2012-01-06 JP JP2012001204A patent/JP2013140918A/en active Pending
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CN111095500B (en) * | 2018-06-19 | 2024-01-09 | 东京毅力科创株式会社 | Stage and substrate processing apparatus |
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