JP3149448U - Plasma processing equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】 プラズマ処理の均一性の劣化を抑制することが可能なプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】 基板20にプラズマ処理を行う処理室10と、処理室10の内部に配置され、基板20を上面に載置する接地電極12と、プラズマ空間26を挟んで接地電極12と対向する電極板16と、電極板16をプラズマ空間26側の第1主面に電気的に接続し、第1主面の反対側の第2主面を高周波電源24に接続した高周波電極14と、頭部の厚さが1mm〜2mmの範囲であり、頭部を接地電極12に対向させ、電極板16を高周波電極14に固定する低頭六角ボルト18とを備える。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma processing apparatus capable of suppressing deterioration in uniformity of plasma processing. SOLUTION: A processing chamber 10 for performing plasma processing on a substrate 20, a ground electrode 12 disposed inside the processing chamber 10 and placing the substrate 20 on the upper surface, and a ground electrode 12 across the plasma space 26. The electrode plate 16, the electrode plate 16 electrically connected to the first main surface on the plasma space 26 side, and the second main surface opposite to the first main surface connected to the high-frequency power source 24; The thickness of the part is in the range of 1 mm to 2 mm, the head is opposed to the ground electrode 12, and a low-head hexagon bolt 18 that fixes the electrode plate 16 to the high-frequency electrode 14 is provided. [Selection] Figure 1
Description
本考案は、電極間に生成されたプラズマにより処理を行うプラズマ処理装置に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus that performs processing using plasma generated between electrodes.
エクスターナル型電極を有するプラズマ処理装置は、処理室内で基板を載置する接地された接地電極、及び処理室の外部に露出した裏面に高周波電源が接続された高周波電極を備える。接地電極及び高周波電極それぞれの表面は対向配置される。通常、接地電極は、高周波電極よりも大きな表面積を有する。高周波電極の表面には、着脱可能な電極板が取り付けられる。 A plasma processing apparatus having an external electrode includes a grounded ground electrode on which a substrate is placed in a processing chamber, and a high-frequency electrode having a high-frequency power source connected to the back surface exposed to the outside of the processing chamber. The surfaces of the ground electrode and the high-frequency electrode are opposed to each other. Usually, the ground electrode has a larger surface area than the high-frequency electrode. A removable electrode plate is attached to the surface of the high-frequency electrode.
高周波電力が高周波電極の裏面から供給され、接地電極及び高周波電極の間にプラズマが生成される。生成されたプラズマにより、基板がプラズマ処理される。 High frequency power is supplied from the back surface of the high frequency electrode, and plasma is generated between the ground electrode and the high frequency electrode. The substrate is subjected to plasma treatment by the generated plasma.
高周波電極表面への電極板の取り付けに通常の六角ボルトを使用すると、電極板着脱の利便性は高い。しかし、電極板表面から突出した六角ボルトの頭部により、接地電極及び高周波電極間の距離が不均一となる。そのため、六角ボルトの頭部への電界集中に起因して、プラズマ処理の均一性が劣化する。 When a normal hexagon bolt is used to attach the electrode plate to the surface of the high frequency electrode, the convenience of attaching / detaching the electrode plate is high. However, the distance between the ground electrode and the high-frequency electrode becomes non-uniform due to the head of the hexagon bolt that protrudes from the surface of the electrode plate. For this reason, the uniformity of the plasma processing is deteriorated due to the electric field concentration on the head of the hexagon bolt.
また、高周波電極表面への電極板の取り付けに皿ボルトを使用すると、プラズマ処理の均一性の劣化を抑制することができる。しかし、皿ボルトの締め付けは、頭部頂面に設けられたすりわりや十字溝等の締め付け溝にドライバ等の締め付け工具を差し込んで行われる。そのため、電極板着脱に際して、皿ボルトにトルクをかけにくく、締め付けが不十分となりやすい。また、締め付けにより、締め付け溝がつぶれることもある。このように、皿ボルトを用いて電極板を高周波電極に取り付けると、電極板着脱時の利便性が悪い。更に、電極板に設ける皿ボルト挿入用の貫通孔には、十分な遊びを持たせることができないため、プラズマ処理時の電極板の熱膨張によるボルト緩みが発生するという問題も生じる。 In addition, if a countersunk bolt is used to attach the electrode plate to the surface of the high-frequency electrode, it is possible to suppress deterioration in uniformity of plasma processing. However, the countersunk bolt is tightened by inserting a tightening tool such as a screwdriver into a tightening groove such as a slot or a cross groove provided on the top surface of the head. Therefore, when attaching and detaching the electrode plate, it is difficult to apply torque to the countersunk bolt, and tightening tends to be insufficient. Further, the tightening groove may be crushed by tightening. Thus, if an electrode plate is attached to a high frequency electrode using a countersunk bolt, the convenience at the time of electrode plate attachment / detachment will be bad. Furthermore, since the through-hole for inserting the countersunk bolt provided in the electrode plate cannot have sufficient play, there arises a problem that the bolt loosens due to thermal expansion of the electrode plate during plasma processing.
本考案の目的は、プラズマ処理の均一性の劣化を抑制することが可能なプラズマ処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of suppressing deterioration in uniformity of plasma processing.
本考案の態様によれば、(イ)基板にプラズマ処理を行う処理室と、(ロ)処理室の内部に配置され、基板を上面に載置する接地電極と、(ハ)プラズマ空間を挟んで接地電極と対向する電極板と、(ニ)電極板をプラズマ空間側の第1主面に電気的に接続し、第1主面の反対側の第2主面を高周波電源に接続した高周波電極と、(ホ)頭部の厚さが1mm〜2mmの範囲であり、頭部を接地電極に対向させ、電極板を高周波電極に固定する低頭六角ボルトとを備えるプラズマ処理装置が提供される。 According to the aspects of the present invention, (b) a processing chamber for performing plasma processing on a substrate, (b) a ground electrode disposed inside the processing chamber and mounting the substrate on the upper surface, and (c) sandwiching the plasma space The electrode plate facing the ground electrode and (d) the electrode plate is electrically connected to the first main surface on the plasma space side, and the second main surface opposite to the first main surface is connected to the high frequency power source. There is provided a plasma processing apparatus comprising: an electrode; and (e) a head having a thickness in a range of 1 mm to 2 mm, a low-head hex bolt that fixes the electrode plate to a high-frequency electrode with the head opposed to a ground electrode. .
本考案によれば、プラズマ処理の均一性の劣化を抑制することが可能なプラズマ処理装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a plasma processing apparatus capable of suppressing deterioration in uniformity of plasma processing.
以下図面を参照して、本考案の形態について説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号が付してある。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
又、以下に示す本考案の実施の形態は、本考案の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本考案の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本考案の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。 Further, the embodiments of the present invention shown below exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is based on the material and shape of components. The structure, arrangement, etc. are not specified below. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope described in the claims.
本考案の実施の形態に係るプラズマ処理装置、例えばプラズマ成膜装置は、図1に示すように、処理室10、接地電極12、高周波電極14を備える。処理室10は、プラズマ反応により基板20にプラズマ処理を行う真空チャンバである。プラズマ処理の対象となる基板20は接地電極12上に載置される。なお、図1では基板20は接地電極12表面に直接載置されているが、接地電極12上に設置した導電体あるいは絶縁体からなるプレート上に基板20を載置してもよい。
As shown in FIG. 1, a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention, for example, a plasma film forming apparatus, includes a
接地電極12は、接地される。高周波電極14は、プラズマを生成するプラズマ空間26を挟んで接地電極12の上面と対向する。高周波電極14は、処理室10の筐体にスペーサ22を介して取り付けられる。
The
高周波電極14は、プラズマ空間26側の第1主面と、第1主面の反対側で高周波電源24に接続される第2主面とを有する。高周波電極14の第1主面には、表面がプラズマ空間26に面する電極板16が取り付けられる。高周波電極14の第2主面は、処理室10の外部に露出し、高周波電源24に接続される。
The high-
電極板16は、高周波電極14の第1主面に電気的に接続される。低頭六角ボルト18は、頭部を接地電極12に対向させ、高周波電極14の第1主面に電極板16を固定する。
The
高周波電極14は、図1に示したように、処理室10の筐体と共に圧力隔壁として作用する。したがって、高周波電極14は処理室から取り外すことは困難である。そのため、プラズマ処理後のメンテナンスのため、電極板16は、高周波電極14から機械的に着脱可能である。なお、低頭六角ボルト18は、図1においては1本示されているが、低頭六角ボルト18の数は限定されず、2以上の複数の本数であってもよい。
As shown in FIG. 1, the high-
図1に示した電極板16と接地電極12との間隔Deは、プラズマ空間26の厚さに対応し、均一なプラズマを生成するためには均一であることが望ましい。しかし、低頭六角ボルト18の頭部は、プラズマ空間26に突出し、接地電極12との間隔Dbが小さくなる。そのため、低頭六角ボルト18の頭部への電界集中が起こり、プラズマが不均一になる。その結果、プラズマ処理が不均一になってしまう。
The distance De between the
例えば、図1に示した高周波電極14及び電極板16の寸法を約500mm、電極板16と接地電極12との間隔Deを約40mmとする。低頭六角ボルト18として、M5の低頭ボルトを用いる。低頭六角ボルト18は、図2及び図3に示すように、電極板16に設けられた貫通孔17を通して高周波電極14に設けられたメネジ孔19に締めこまれる。なお、図4に示すように、低頭六角ボルト18aとして段付きボルトを用いてもよい。
For example, the dimensions of the high-
M5の低頭六角ボルト18は、ボルト頭部の厚さkが約1.5mmである。したがって、低頭六角ボルト18の頭部と接地電極12との間隔Dbは、電極板16と接地電極12との間隔Deに対して約3.8%の変化量である。一方、通常の六角ボルトの頭部の厚さは約3.5mmであり、間隔Dbの間隔Deに対する変化量は、約8.8%である。このように、実施の形態では、間隔Dbの変化が小さく、プラズマ処理の均一性の劣化を抑制することが可能となる。また、低頭六角ボルト18は、スパナ等の締め付け工具により締め付け、取り外しができ、利便性がよい。
The M5 low
なお、厚さkが1mmより小さいと、低頭六角ボルト18の強度が低減し、また、締めこみ作業の利便性も低下する。厚さkが2mmを超えると、プラズマ処理の均一性の劣化が顕著となる。したがって、低頭六角ボルト18の頭部の厚さkは、1mm〜2mmの範囲が望ましい。
If the thickness k is smaller than 1 mm, the strength of the low-
また、高周波電極14及び電極板16に用いるステンレス鋼を、それぞれSUS304及びSUS430とする。SUS304及びSUS430の熱膨張係数は、それぞれ16×10-6K-1及び11×10-6K-1である。プラズマ処理時の仕様温度を400℃とすると、熱膨張による高周波電極14及び電極板16の延びの差は、約1mmとなる。
The stainless steel used for the high-
M5の低頭六角ボルト18は、呼び径daが約5mm、ボルト頭部の六角対辺の二面幅Sが約8mmである。そのため、電極板16に設ける貫通孔17の直径dtを約6.5mmと大きくすることができる。その結果、高周波電極14及び電極板16間のプラズマ処理時の熱膨張歪を約1.5mm許容でき、熱膨張による低頭六角ボルト18の緩みを防止することができる。
The M5 low-
上記のように、M5の低頭六角ボルト18を用いて説明したが、低頭六角ボルト18のネジ径は限定されない。低頭六角ボルト18として、電極板16着脱時の利便性を考慮して、M4〜M12のネジ径が望ましい。
As described above, the M5 low-
(その他の実施の形態)
上記のように、本考案の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの考案を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者にはさまざまな代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本考案の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係わる考案特定事項によってのみ定められるものである。
(Other embodiments)
As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the technical scope of the present invention is determined only by the specific matters relating to the scope of claims reasonable from the above description.
本考案は、半導体製造、液晶パネル製造、太陽電池製造等に用いられるプラズマ処理装置に適用できる。 The present invention can be applied to a plasma processing apparatus used for semiconductor manufacturing, liquid crystal panel manufacturing, solar cell manufacturing, and the like.
10…処理室
12…接地電極
14…高周波電極
16…電極板
18…低頭六角ボルト
20…基板
24…高周波電源
26…プラズマ空間
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記処理室の内部に配置され、前記基板を上面に載置する接地電極と、
プラズマ空間を挟んで前記接地電極と対向する電極板と、
前記電極板を前記プラズマ空間側の第1主面に電気的に接続し、前記第1主面の反対側の第2主面を高周波電源に接続した高周波電極と、
頭部の厚さが1mm〜2mmの範囲であり、前記頭部を前記接地電極に対向させ、前記電極板を前記高周波電極に固定する低頭六角ボルト
とを備えることを特徴とするプラズマ処理装置。 A processing chamber for performing plasma processing on the substrate;
A ground electrode disposed inside the processing chamber and mounting the substrate on an upper surface;
An electrode plate facing the ground electrode across the plasma space;
A high-frequency electrode in which the electrode plate is electrically connected to the first main surface on the plasma space side, and a second main surface opposite to the first main surface is connected to a high-frequency power source;
A plasma processing apparatus, comprising: a head having a thickness in a range of 1 mm to 2 mm; and a low-head hex bolt that fixes the electrode plate to the high-frequency electrode with the head opposed to the ground electrode.
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