JP3402053B2 - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents
プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法Info
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- JP3402053B2 JP3402053B2 JP04574296A JP4574296A JP3402053B2 JP 3402053 B2 JP3402053 B2 JP 3402053B2 JP 04574296 A JP04574296 A JP 04574296A JP 4574296 A JP4574296 A JP 4574296A JP 3402053 B2 JP3402053 B2 JP 3402053B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドライエッチン
グ、スパッタリング、プラズマＣＶＤ等のプラズマ処理
装置に関し、特に高周波誘導方式のプラズマ処理装置お
よびプラズマ処理方法に関するものである。
グ、スパッタリング、プラズマＣＶＤ等のプラズマ処理
装置に関し、特に高周波誘導方式のプラズマ処理装置お
よびプラズマ処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の微細化に対応して、
ドライエッチング技術においては高アスペクト比の加工
等を実現するために、またプラズマＣＶＤ技術において
は高アスペクト比の埋め込み等を実現するために、より
高真空でプラズマ処理を行なうことが求められている。
ドライエッチング技術においては高アスペクト比の加工
等を実現するために、またプラズマＣＶＤ技術において
は高アスペクト比の埋め込み等を実現するために、より
高真空でプラズマ処理を行なうことが求められている。
【０００３】例えば、ドライエッチングの場合において
は、高真空において高密度プラズマを発生させると、基
板表面に形成されるイオンシース中でイオンが中性ガス
粒子等と衝突する確率が小さくなるために、イオンの方
向性が基板に向かって揃うことになる。また、処理ガス
の電離度が高いために基板に到達するイオン対中性ラジ
カルの入射粒子束の比が大きくなる。従って、エッチン
グ異方性が高められ、高アスペクト比の加工が可能とな
る。
は、高真空において高密度プラズマを発生させると、基
板表面に形成されるイオンシース中でイオンが中性ガス
粒子等と衝突する確率が小さくなるために、イオンの方
向性が基板に向かって揃うことになる。また、処理ガス
の電離度が高いために基板に到達するイオン対中性ラジ
カルの入射粒子束の比が大きくなる。従って、エッチン
グ異方性が高められ、高アスペクト比の加工が可能とな
る。
【０００４】また、プラズマＣＶＤの場合においては、
高真空において高密度プラズマを発生させると、イオン
によるスパッタリング効果によって微細パターンの埋め
込み、平坦化作用が得られ、高アスペクト比の埋め込み
が可能になる。この高真空において高密度プラズマを発
生させることができるプラズマ処理装置の１つとして、
渦形放電コイルに高周波電圧を印加することによって真
空容器内にプラズマを発生させる高周波誘導方式のプラ
ズマ処理装置が知られている。この方式のプラズマ処理
装置は、真空容器内に高周波磁界を発生させ、その高周
波磁界によって真空容器内に誘導電界を発生させて電子
の加速を行い、プラズマを発生させるもので、コイル電
流を大きくすれば高真空においても高密度プラズマを発
生することができ、十分な処理速度を得ることができ
る。
高真空において高密度プラズマを発生させると、イオン
によるスパッタリング効果によって微細パターンの埋め
込み、平坦化作用が得られ、高アスペクト比の埋め込み
が可能になる。この高真空において高密度プラズマを発
生させることができるプラズマ処理装置の１つとして、
渦形放電コイルに高周波電圧を印加することによって真
空容器内にプラズマを発生させる高周波誘導方式のプラ
ズマ処理装置が知られている。この方式のプラズマ処理
装置は、真空容器内に高周波磁界を発生させ、その高周
波磁界によって真空容器内に誘導電界を発生させて電子
の加速を行い、プラズマを発生させるもので、コイル電
流を大きくすれば高真空においても高密度プラズマを発
生することができ、十分な処理速度を得ることができ
る。
【０００５】従来の高周波誘導方式のプラズマ処理装置
の一例を図８に示す。図８は従来のプラズマ処理装置の
断面を示したものである。真空容器１の上壁は第１の誘
電板３で構成される。この第１の誘電板３上には図１０
の平面図に示す平面状渦形放電コイル４が接着されてい
る。この平面状渦形放電コイル４に高周波電圧を印加す
るために、平面状渦形放電コイル４の中心、点Aは高周
波電源２に接続されており、また平面状渦形放電コイル
４の他端、点Bは接地されている。
の一例を図８に示す。図８は従来のプラズマ処理装置の
断面を示したものである。真空容器１の上壁は第１の誘
電板３で構成される。この第１の誘電板３上には図１０
の平面図に示す平面状渦形放電コイル４が接着されてい
る。この平面状渦形放電コイル４に高周波電圧を印加す
るために、平面状渦形放電コイル４の中心、点Aは高周
波電源２に接続されており、また平面状渦形放電コイル
４の他端、点Bは接地されている。
【０００６】処理ガスを真空容器１内に導入しながら排
気を行い、真空容器１内を適当な圧力に保つ。このとき
平面状渦形放電コイル４に高周波電圧を印加すると真空
容器１内にプラズマが発生し、電極５上に載置された基
板６に対してエッチング、堆積、表面改質等のプラズマ
処理を行うことができる。このとき高周波電源２を用い
て電極５にも高周波電圧を印加することにより、基板６
に到達するイオンエネルギーを制御することができる。
気を行い、真空容器１内を適当な圧力に保つ。このとき
平面状渦形放電コイル４に高周波電圧を印加すると真空
容器１内にプラズマが発生し、電極５上に載置された基
板６に対してエッチング、堆積、表面改質等のプラズマ
処理を行うことができる。このとき高周波電源２を用い
て電極５にも高周波電圧を印加することにより、基板６
に到達するイオンエネルギーを制御することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８に
示した従来のプラズマ処理の方式では、第１の誘電板３
の内壁面のうち、中心付近がスパッタリングされ、第１
の誘電板３を構成する物質が基板６上に降り落ちたり、
基板６の表面に不純物として取り込まれてしまうという
問題点や、第１の誘電板３の寿命が短いという問題点が
あった。これは第１の誘電板３の上に配される平面状渦
形放電コイル４に印加される高周波電圧の振幅が平面状
渦形放電コイル４の中心ほど大きく、第１の誘電板３の
内壁面のうち、中心付近が大きく負に帯電するためであ
る。
示した従来のプラズマ処理の方式では、第１の誘電板３
の内壁面のうち、中心付近がスパッタリングされ、第１
の誘電板３を構成する物質が基板６上に降り落ちたり、
基板６の表面に不純物として取り込まれてしまうという
問題点や、第１の誘電板３の寿命が短いという問題点が
あった。これは第１の誘電板３の上に配される平面状渦
形放電コイル４に印加される高周波電圧の振幅が平面状
渦形放電コイル４の中心ほど大きく、第１の誘電板３の
内壁面のうち、中心付近が大きく負に帯電するためであ
る。
【０００８】加えて、図８に示した従来の方式では、処
理を重ねていくにつれて、第１の誘電板３に衝突する高
エネルギーイオンによる加熱で第１の誘電板３の温度が
上昇し、平面状渦形放電コイル４が加熱し、第１の誘電
板３との接着がはがれ、変形してしまうという問題があ
った。平面状渦形放電コイル４が変形すると、真空容器
１内のプラズマ分布密度が変化してしまい、処理の面内
均一性が悪化する。実験から、Ａｒガスを用いて連続１
時間放電させると、第１の誘電板３の温度は２００℃ま
で上昇することが分かっている。
理を重ねていくにつれて、第１の誘電板３に衝突する高
エネルギーイオンによる加熱で第１の誘電板３の温度が
上昇し、平面状渦形放電コイル４が加熱し、第１の誘電
板３との接着がはがれ、変形してしまうという問題があ
った。平面状渦形放電コイル４が変形すると、真空容器
１内のプラズマ分布密度が変化してしまい、処理の面内
均一性が悪化する。実験から、Ａｒガスを用いて連続１
時間放電させると、第１の誘電板３の温度は２００℃ま
で上昇することが分かっている。
【０００９】また、図９に示すように、平面状渦形放電
コイル４をコイル固定用誘電板１３に接着し、このコイ
ル固定用誘電板１３を第１の誘電板３の上に設けた場
合、平面状渦形放電コイル４が膨張することによってコ
イル固定用誘電板１３が割れてしまうという問題が発生
した。コイル固定用誘電板１３が割れた場合は、大気中
での異常放電を引き起こすことがある。
コイル４をコイル固定用誘電板１３に接着し、このコイ
ル固定用誘電板１３を第１の誘電板３の上に設けた場
合、平面状渦形放電コイル４が膨張することによってコ
イル固定用誘電板１３が割れてしまうという問題が発生
した。コイル固定用誘電板１３が割れた場合は、大気中
での異常放電を引き起こすことがある。
【００１０】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、第１
の誘電板３の内壁面のうち、中心付近で特に発生するス
パッタリングを抑制するとともに、第１の誘電板３やコ
イル固定用誘電板１３の割れや渦形コイルの変形を抑制
し、大気中で異常放電することのないプラズマ処理装置
を提供することを目的としている。
の誘電板３の内壁面のうち、中心付近で特に発生するス
パッタリングを抑制するとともに、第１の誘電板３やコ
イル固定用誘電板１３の割れや渦形コイルの変形を抑制
し、大気中で異常放電することのないプラズマ処理装置
を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明に係
るプラズマ処理方法は、真空容器内にガスを供給しつつ
排気し、前記真空容器内を所定の圧力に制御しながら、
渦形放電コイルの中心に高周波電圧を印加することで、
前記真空容器内の電極上に配置された基板を処理するプ
ラズマ処理方法であって、前記真空容器の上壁は、平板
状の第１の誘電板で構成され、前記第１の誘電板上に配
されたセラミックで平板状の第２の誘電板とを有し、か
つ、前記第２の誘電板には、前記渦形放電コイルを配す
る渦形放電コイル固定用溝が設けられ、かつ、前記渦形
放電コイル固定用溝の溝幅は、前記渦形放電コイルの線
幅よりも若干広く、前記渦形放電コイルは前記渦形放電
コイル固定用溝にはめ込むように配されることを特徴と
する。 また、本発明の第２の発明に係るプラズマ処理装
置は、上壁が平板状の第１の誘電板で構成された真空容
器と、前記第１の誘電板上に配された平板状の第２の誘
電板と、前記第２の誘電板上に配された渦形放電コイル
と、前記渦形放電コイルの中心に接続された高周波電源
からなるプラズマ処理装置であって、前記第２の誘電板
はセラミックであり、前記第２の誘電板の前記渦形放電
コイルに対向する面には渦形放電コイル固定用溝が設け
られ、前記渦形放電コイル固定用溝の溝幅は、前記渦形
放電コイルの線幅よりも若干広く、前記渦形放電コイル
は前記渦形放電コイル固定用溝にはめ込むように配され
ることを特徴とする。
るプラズマ処理方法は、真空容器内にガスを供給しつつ
排気し、前記真空容器内を所定の圧力に制御しながら、
渦形放電コイルの中心に高周波電圧を印加することで、
前記真空容器内の電極上に配置された基板を処理するプ
ラズマ処理方法であって、前記真空容器の上壁は、平板
状の第１の誘電板で構成され、前記第１の誘電板上に配
されたセラミックで平板状の第２の誘電板とを有し、か
つ、前記第２の誘電板には、前記渦形放電コイルを配す
る渦形放電コイル固定用溝が設けられ、かつ、前記渦形
放電コイル固定用溝の溝幅は、前記渦形放電コイルの線
幅よりも若干広く、前記渦形放電コイルは前記渦形放電
コイル固定用溝にはめ込むように配されることを特徴と
する。 また、本発明の第２の発明に係るプラズマ処理装
置は、上壁が平板状の第１の誘電板で構成された真空容
器と、前記第１の誘電板上に配された平板状の第２の誘
電板と、前記第２の誘電板上に配された渦形放電コイル
と、前記渦形放電コイルの中心に接続された高周波電源
からなるプラズマ処理装置であって、前記第２の誘電板
はセラミックであり、前記第２の誘電板の前記渦形放電
コイルに対向する面には渦形放電コイル固定用溝が設け
られ、前記渦形放電コイル固定用溝の溝幅は、前記渦形
放電コイルの線幅よりも若干広く、前記渦形放電コイル
は前記渦形放電コイル固定用溝にはめ込むように配され
ることを特徴とする。
【００１２】また、渦形放電コイル固定用溝を、渦の外
側に近いほど深くなるように施し、渦形放電コイルは、
中心に近いほど第１の誘電板の内壁面との距離が大きい
構造（以下、ドーム状渦形放電コイル）にする。これに
より、第１の誘電板の内壁面のうち、中心付近が特にス
パッタリングされることを防ぐことができる。
側に近いほど深くなるように施し、渦形放電コイルは、
中心に近いほど第１の誘電板の内壁面との距離が大きい
構造（以下、ドーム状渦形放電コイル）にする。これに
より、第１の誘電板の内壁面のうち、中心付近が特にス
パッタリングされることを防ぐことができる。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の具体例を図
１から図７、および図１０から図１２を用いて説明す
る。 （実施の形態１） 図１および図２は実施の形態１のプラズマ処理装置の断
面図を示す図である。図１において、真空容器１内に適
当なガスを導入しつつ排気を行い、真空容器１内を適当
な圧力に保つ。真空容器１の上壁を構成する第１の誘電
板３は、内壁側が真空に接しているので、被プラズマ処
理物に有害なガスを真空中に発生することのない誘電体
を用いる必要がある。第２の誘電板として、アルミナで
構成されるセラミック板８を用いる。セラミック板８の
外壁側には、渦形放電コイル固定用溝９が、その中心に
近いほど浅くなるように加工されており、浅くなる割合
は直線的である。また、渦形放電コイル固定用溝９の溝
幅は室温時のドーム状渦形放電コイル１６の線幅よりも
若干広い。
１から図７、および図１０から図１２を用いて説明す
る。 （実施の形態１） 図１および図２は実施の形態１のプラズマ処理装置の断
面図を示す図である。図１において、真空容器１内に適
当なガスを導入しつつ排気を行い、真空容器１内を適当
な圧力に保つ。真空容器１の上壁を構成する第１の誘電
板３は、内壁側が真空に接しているので、被プラズマ処
理物に有害なガスを真空中に発生することのない誘電体
を用いる必要がある。第２の誘電板として、アルミナで
構成されるセラミック板８を用いる。セラミック板８の
外壁側には、渦形放電コイル固定用溝９が、その中心に
近いほど浅くなるように加工されており、浅くなる割合
は直線的である。また、渦形放電コイル固定用溝９の溝
幅は室温時のドーム状渦形放電コイル１６の線幅よりも
若干広い。
【００２４】渦形放電コイル固定用溝９に沿うように配
されているドーム状渦形放電コイル１６は図１１に示す
ように多重すなわち４つのドーム状渦形放電コイルによ
って構成されている。これら４つのドーム状渦形放電コ
イル１６に高周波電圧を印加するために、それぞれのド
ーム状渦形放電コイル１６の中心、点Ａは高周波電源２
に接続されている。またドーム状渦形放電コイル１６の
それぞれの他端、点Ｂ１ないしＢ４は接地されている。
されているドーム状渦形放電コイル１６は図１１に示す
ように多重すなわち４つのドーム状渦形放電コイルによ
って構成されている。これら４つのドーム状渦形放電コ
イル１６に高周波電圧を印加するために、それぞれのド
ーム状渦形放電コイル１６の中心、点Ａは高周波電源２
に接続されている。またドーム状渦形放電コイル１６の
それぞれの他端、点Ｂ１ないしＢ４は接地されている。
【００２５】ドーム状渦形放電コイル１６に高周波電圧
を印加すると、第１の誘電板３を介して真空容器１内に
高周波電場が誘起されることにより、真空容器１内にプ
ラズマが発生し、電極５上に載置された基板６に対して
エッチング、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行なう
ことができる。図１に示すように、電極５にも高周波電
源２により高周波電圧を印加することで、基板６に到達
するイオンエネルギーを制御することができる。
を印加すると、第１の誘電板３を介して真空容器１内に
高周波電場が誘起されることにより、真空容器１内にプ
ラズマが発生し、電極５上に載置された基板６に対して
エッチング、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行なう
ことができる。図１に示すように、電極５にも高周波電
源２により高周波電圧を印加することで、基板６に到達
するイオンエネルギーを制御することができる。
【００２６】５００ｎｍ厚のシリコン酸化膜付きの基板
６を、ガス種及びその流量、圧力、ドーム状渦形放電コ
イル１６に印加する高周波電力、電極５に印加する高周
波電力をそれぞれ、Ｃ4Ｆ8／Ｈ2＝５０／１５ｓｃｃ
ｍ、１０ｍＴｏｒｒ、１０００Ｗ、３００Ｗという条件
で複数枚連続でエッチングしたところ、第１の誘電板３
に衝突する高エネルギーイオンによる加熱で第１の誘電
板３の温度が上昇し、１０枚目で第１の誘電板３の温度
が２００℃に達した。しかし、セラミック板８に設けた
渦形放電コイル固定用溝９の溝幅は、室温時のドーム状
渦形放電コイル１６の線幅よりも若干広く、ドーム状渦
形放電コイル１６は渦形放電コイル固定用溝９に、接着
せずにはめ込むように配しているため、ドーム状渦形放
電コイル１６が昇温により膨張したが、セラミック板８
の割れは発生しなかった。
６を、ガス種及びその流量、圧力、ドーム状渦形放電コ
イル１６に印加する高周波電力、電極５に印加する高周
波電力をそれぞれ、Ｃ4Ｆ8／Ｈ2＝５０／１５ｓｃｃ
ｍ、１０ｍＴｏｒｒ、１０００Ｗ、３００Ｗという条件
で複数枚連続でエッチングしたところ、第１の誘電板３
に衝突する高エネルギーイオンによる加熱で第１の誘電
板３の温度が上昇し、１０枚目で第１の誘電板３の温度
が２００℃に達した。しかし、セラミック板８に設けた
渦形放電コイル固定用溝９の溝幅は、室温時のドーム状
渦形放電コイル１６の線幅よりも若干広く、ドーム状渦
形放電コイル１６は渦形放電コイル固定用溝９に、接着
せずにはめ込むように配しているため、ドーム状渦形放
電コイル１６が昇温により膨張したが、セラミック板８
の割れは発生しなかった。
【００２７】以上、第１の実施形態では、セラミック板
８の材質としてアルミナを用いた例について説明した
が、ジルコニア等、他の誘電体材料を用いても良い。ま
た、図２に示すように、セラミック板８と第１の誘電板
３の間に平面状ヒータ１０を設けてもよく、この場合第
１の誘電板３の温度を安定化させ、ダスト防止、メンテ
ナンスサイクルの増大、再現性の向上を図ることができ
る。
８の材質としてアルミナを用いた例について説明した
が、ジルコニア等、他の誘電体材料を用いても良い。ま
た、図２に示すように、セラミック板８と第１の誘電板
３の間に平面状ヒータ１０を設けてもよく、この場合第
１の誘電板３の温度を安定化させ、ダスト防止、メンテ
ナンスサイクルの増大、再現性の向上を図ることができ
る。
【００２８】さらに、セラミック板８に代えてガラス板
１１を用いてもよい。 （実施の形態２）図３および図６は実施の形態２のプラ
ズマ処理装置の断面図を示す図である。また、図４およ
び図５は本実施の形態のプラズマ処理装置に用いられる
快削性セラミック板の平面図である。図３に示すプラズ
マ処理装置は図１に示したプラズマ処理装置を構成する
セラミック８板を快削性セラミック板１２に置き換えた
ものである。さらに、快削性セラミック板１２と第１の
誘電板３との間に放電防止板１５が設けられている。
１１を用いてもよい。 （実施の形態２）図３および図６は実施の形態２のプラ
ズマ処理装置の断面図を示す図である。また、図４およ
び図５は本実施の形態のプラズマ処理装置に用いられる
快削性セラミック板の平面図である。図３に示すプラズ
マ処理装置は図１に示したプラズマ処理装置を構成する
セラミック８板を快削性セラミック板１２に置き換えた
ものである。さらに、快削性セラミック板１２と第１の
誘電板３との間に放電防止板１５が設けられている。
【００２９】快削性セラミック板１２は厚さは５ｍｍ、
面積は１４００cm2である。我々の実験では、厚さは５
ｍｍの快削性セラミック板１２を用いた場合、その面積
が３５０cm2を超えるものであるとき、快削性セラミッ
ク板１２は熱によって割れてしまうことがあることがわ
かっている。第２の誘電板である快削性セラミック板１
２が割れてしまうと、その上に配されたドーム状渦形放
電コイル１６が変形し、さらに割れた箇所において異常
放電が発生してしまうという不具合が起こりうる。
面積は１４００cm2である。我々の実験では、厚さは５
ｍｍの快削性セラミック板１２を用いた場合、その面積
が３５０cm2を超えるものであるとき、快削性セラミッ
ク板１２は熱によって割れてしまうことがあることがわ
かっている。第２の誘電板である快削性セラミック板１
２が割れてしまうと、その上に配されたドーム状渦形放
電コイル１６が変形し、さらに割れた箇所において異常
放電が発生してしまうという不具合が起こりうる。
【００３０】そこで、快削性セラミック板１２の割れを
防止するために、図４に示すように快削性セラミック板
１２を４分割して、分割された各々の快削性セラミック
板１２の面積が３５０cm2となるようにした。これによ
って、快削性セラミック板１２の割れを防止することが
できるが、快削性セラミック板１２が分割された箇所で
は異常放電が起こってしまう。そこで、快削性セラミッ
ク板１２と第１の誘電板３との間に誘電体で構成される
放電防止板１５を配することによって異常放電を防止し
ている。
防止するために、図４に示すように快削性セラミック板
１２を４分割して、分割された各々の快削性セラミック
板１２の面積が３５０cm2となるようにした。これによ
って、快削性セラミック板１２の割れを防止することが
できるが、快削性セラミック板１２が分割された箇所で
は異常放電が起こってしまう。そこで、快削性セラミッ
ク板１２と第１の誘電板３との間に誘電体で構成される
放電防止板１５を配することによって異常放電を防止し
ている。
【００３１】なお、プラズマ処理装置が小型であって、
快削性セラミック板１２の面積が３５０cm2以下である
ときは、快削性セラミック板１２が熱によって割れてし
まうことがないので、快削性セラミック板１２を分割す
る必要はなく、従って放電防止板１５を用いる必要もな
い。５００ｎｍ厚のシリコン酸化膜付きの基板６を、ガ
ス種及びその流量、圧力、ドーム状渦形放電コイル１６
に印加する高周波電力、電極５に印加する高周波電力を
それぞれ、Ｃ4Ｆ8／Ｈ2＝５０／１５ｓｃｃｍ、１０ｍ
Ｔｏｒｒ、１０００Ｗ、３００Ｗという条件で複数枚連
続でエッチングしたところ、第１の誘電板３に衝突する
高エネルギーイオンによる加熱で第１の誘電板３の温度
が上昇し、１０枚目で第１の誘電板３の温度が２００℃
に達した。しかし、快削性セラミック板１２に設けた渦
形放電コイル固定用溝９の溝幅は、室温時のドーム状渦
形放電コイル１６の線幅よりも若干広く、ドーム状渦形
放電コイル１６は渦形放電コイル固定用溝９に、接着せ
ずにはめ込むように配しているため、ドーム状渦形放電
コイル１６が昇温により膨張しても、快削性セラミック
板１２の割れは発生しなかった。
快削性セラミック板１２の面積が３５０cm2以下である
ときは、快削性セラミック板１２が熱によって割れてし
まうことがないので、快削性セラミック板１２を分割す
る必要はなく、従って放電防止板１５を用いる必要もな
い。５００ｎｍ厚のシリコン酸化膜付きの基板６を、ガ
ス種及びその流量、圧力、ドーム状渦形放電コイル１６
に印加する高周波電力、電極５に印加する高周波電力を
それぞれ、Ｃ4Ｆ8／Ｈ2＝５０／１５ｓｃｃｍ、１０ｍ
Ｔｏｒｒ、１０００Ｗ、３００Ｗという条件で複数枚連
続でエッチングしたところ、第１の誘電板３に衝突する
高エネルギーイオンによる加熱で第１の誘電板３の温度
が上昇し、１０枚目で第１の誘電板３の温度が２００℃
に達した。しかし、快削性セラミック板１２に設けた渦
形放電コイル固定用溝９の溝幅は、室温時のドーム状渦
形放電コイル１６の線幅よりも若干広く、ドーム状渦形
放電コイル１６は渦形放電コイル固定用溝９に、接着せ
ずにはめ込むように配しているため、ドーム状渦形放電
コイル１６が昇温により膨張しても、快削性セラミック
板１２の割れは発生しなかった。
【００３２】また、図６に示すように、放電防止板１５
と第１の誘電板３との間に平面状ヒータ１０を設けるこ
とにより、第１の誘電板３の温度を安定化させ、ダスト
防止、メンテナンスサイクルの増大、再現性の向上を図
ることができる。快削性セラミック板の構成を示す平面
図５において４つのドーム状渦形放電コイル１６のう
ち、１つのドーム状渦形放電コイルに着目する。このド
ーム状渦形放電コイル１６に沿う溝をそれぞれ９−a、
９−b、９−c、９−d、溝の深さをそれぞれ一定値（９
−a）、（９−b）、（９−c）、（９−d）とする。ただ
し、それぞれの関係は（９−a）＜（９−b）＜（９−
c）＜（９−d）である。このようにそれぞれの溝の深さ
を一定とし、それぞれを渦の中心から外側に向かって渦
形階段的に深く加工すれば、渦状の溝を直線的に深く加
工することに比べて溝加工のコストは小さい。
と第１の誘電板３との間に平面状ヒータ１０を設けるこ
とにより、第１の誘電板３の温度を安定化させ、ダスト
防止、メンテナンスサイクルの増大、再現性の向上を図
ることができる。快削性セラミック板の構成を示す平面
図５において４つのドーム状渦形放電コイル１６のう
ち、１つのドーム状渦形放電コイルに着目する。このド
ーム状渦形放電コイル１６に沿う溝をそれぞれ９−a、
９−b、９−c、９−d、溝の深さをそれぞれ一定値（９
−a）、（９−b）、（９−c）、（９−d）とする。ただ
し、それぞれの関係は（９−a）＜（９−b）＜（９−
c）＜（９−d）である。このようにそれぞれの溝の深さ
を一定とし、それぞれを渦の中心から外側に向かって渦
形階段的に深く加工すれば、渦状の溝を直線的に深く加
工することに比べて溝加工のコストは小さい。
【００３３】本実施の形態においては、快削性セラミッ
ク板１２の分割数を４として説明したが、分割数は４に
限定されるものではない。なお、一般によく知られてい
る快削性セラミックとしては、三井鉱山マテリアル
（株）の「マセライト」（商標）や、住金ホトンセラミ
ック（株）の「ホトベール」（商標）等がある。
ク板１２の分割数を４として説明したが、分割数は４に
限定されるものではない。なお、一般によく知られてい
る快削性セラミックとしては、三井鉱山マテリアル
（株）の「マセライト」（商標）や、住金ホトンセラミ
ック（株）の「ホトベール」（商標）等がある。
【００３４】（実施の形態３）図７は実施の形態３のプ
ラズマ処理装置の断面図を示す図である。実施の形態１
において、ドーム状渦形放電コイル１６の上方に、図７
に示すような第３の誘電板１４を設けた構成とすれば、
ドーム状渦形放電コイル１６が熱によって若干変形して
も、ドーム状渦形放電コイル１６が渦形放電コイル用溝
９から浮き上がってしまうことを防止することができ
る。
ラズマ処理装置の断面図を示す図である。実施の形態１
において、ドーム状渦形放電コイル１６の上方に、図７
に示すような第３の誘電板１４を設けた構成とすれば、
ドーム状渦形放電コイル１６が熱によって若干変形して
も、ドーム状渦形放電コイル１６が渦形放電コイル用溝
９から浮き上がってしまうことを防止することができ
る。
【００３５】以上の各実施の形態において、ドーム状渦
形放電コイル１６として、多重のドーム状渦形放電コイ
ルを用いたが、図１２（a）または（b）に示すような一
部多重のドーム状渦形放電コイル、あるいは多重ではな
い単一のドーム状渦形放電コイル、すなわち図１０の平
面図に示した平面状渦形放電コイル４をドーム状とした
ものを用いてもよい。
形放電コイル１６として、多重のドーム状渦形放電コイ
ルを用いたが、図１２（a）または（b）に示すような一
部多重のドーム状渦形放電コイル、あるいは多重ではな
い単一のドーム状渦形放電コイル、すなわち図１０の平
面図に示した平面状渦形放電コイル４をドーム状とした
ものを用いてもよい。
【００３６】
【発明の効果】本発明のプラズマ処理方法によれば、真
空容器内にガスを供給しつつ排気し、前記真空容器内を
所定の圧力に制御しながら、渦形放電コイルの中心に高
周波電圧を印加することで、前記真空容器内の電極上に
配置された基板を処理するプラズマ処理方法であって、
前記真空容器の上壁は、平板状の第１の誘電板で構成さ
れ、前記第１の誘電板上に配されたセラミックで平板状
の第２の誘電板とを有し、かつ、前記第２の誘電板に
は、前記渦形放電コイルを配する渦形放電コイル固定用
溝が設けられ、かつ、前記渦形放電コイル固定用溝の溝
幅は、前記渦形放電コイルの線幅よりも若干広く、前記
渦形放電コイルは前記渦形放電コイル固定用溝にはめ込
むように配されることにより、誘電体から伝導する熱に
よって渦形放電コイルが線方向に膨張し、渦形放電コイ
ルが半径方向に膨らんでも、第２の誘電板が割れること
を防止することができることから、真空容器内に安定し
たプラズマを発生させることが固定できる。 また、本発
明のプラズマ処理装置によれば、上壁が平板状の第１の
誘電板で構成された真空容器と、前記第１の誘電板上に
配された平板状の第２の誘電板と、前記第２の誘電板上
に配された渦形放電コイルと、前記渦形放電コイルの中
心に接続された高周波電源からなるプラズマ処理装置で
あって、前記第２の誘電板はセラミックであり、前記第
２の誘電板の前記渦形放電コイルに対向する面には渦形
放電コイル固定用溝が設けられ、前記渦形放電コイル固
定用溝の溝幅は、前記渦形放電コイルの線幅よりも若干
広く、前記渦形放電コイルは前記渦形放電コイル固定用
溝にはめ込むように配されることにより、誘電体から伝
導する熱によって渦形放電コイルが線方向に膨張し、渦
形放電コイルが半径方向に膨らんでも、第２の誘電板が
割れることを防止し、渦形放電コイルを安定的に固定で
きる。
空容器内にガスを供給しつつ排気し、前記真空容器内を
所定の圧力に制御しながら、渦形放電コイルの中心に高
周波電圧を印加することで、前記真空容器内の電極上に
配置された基板を処理するプラズマ処理方法であって、
前記真空容器の上壁は、平板状の第１の誘電板で構成さ
れ、前記第１の誘電板上に配されたセラミックで平板状
の第２の誘電板とを有し、かつ、前記第２の誘電板に
は、前記渦形放電コイルを配する渦形放電コイル固定用
溝が設けられ、かつ、前記渦形放電コイル固定用溝の溝
幅は、前記渦形放電コイルの線幅よりも若干広く、前記
渦形放電コイルは前記渦形放電コイル固定用溝にはめ込
むように配されることにより、誘電体から伝導する熱に
よって渦形放電コイルが線方向に膨張し、渦形放電コイ
ルが半径方向に膨らんでも、第２の誘電板が割れること
を防止することができることから、真空容器内に安定し
たプラズマを発生させることが固定できる。 また、本発
明のプラズマ処理装置によれば、上壁が平板状の第１の
誘電板で構成された真空容器と、前記第１の誘電板上に
配された平板状の第２の誘電板と、前記第２の誘電板上
に配された渦形放電コイルと、前記渦形放電コイルの中
心に接続された高周波電源からなるプラズマ処理装置で
あって、前記第２の誘電板はセラミックであり、前記第
２の誘電板の前記渦形放電コイルに対向する面には渦形
放電コイル固定用溝が設けられ、前記渦形放電コイル固
定用溝の溝幅は、前記渦形放電コイルの線幅よりも若干
広く、前記渦形放電コイルは前記渦形放電コイル固定用
溝にはめ込むように配されることにより、誘電体から伝
導する熱によって渦形放電コイルが線方向に膨張し、渦
形放電コイルが半径方向に膨らんでも、第２の誘電板が
割れることを防止し、渦形放電コイルを安定的に固定で
きる。
【００３７】また、渦形放電コイル固定用溝を、渦の外
側に近いほど深くなるように施し、前記渦形放電コイル
をドーム状とすることにより、第１の誘電板の内壁面の
うち、中心付近が特にスパッタリングされることを防ぐ
ことができる。
側に近いほど深くなるように施し、前記渦形放電コイル
をドーム状とすることにより、第１の誘電板の内壁面の
うち、中心付近が特にスパッタリングされることを防ぐ
ことができる。
【図１】本発明の実施の形態１のプラズマ処理装置の断
面図
面図
【図２】本発明の実施の形態１のプラズマ処理装置の他
の構成例を示す断面図
の構成例を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態２のプラズマ処理装置の断
面図
面図
【図４】分割された快削性セラミック板の平面図
【図５】多段階の渦形放電コイル用溝を有する快削性セ
ラミック板の平面図
ラミック板の平面図
【図６】本発明の実施の形態２のプラズマ処理装置の他
の構成例を示す断面図
の構成例を示す断面図
【図７】本発明の実施の形態３のプラズマ処理装置の構
成を示す断面図
成を示す断面図
【図８】従来例のプラズマ処理装置の構成を示す断面図
【図９】他の従来例のプラズマ処理装置の構成を示す断
面図
面図
【図１０】平面状渦形放電コイルのまたはドーム状渦形
放電コイルの平面図
放電コイルの平面図
【図１１】多重のドーム状渦形放電コイルの平面図
【図１２】一部多重のドーム状渦形放電コイルの平面図
１ 真空容器
２ 高周波電源
３ 第１の誘電板
４ 平面状渦形放電コイル
５ 電極
６ 基板
８ セラミック板
９ 渦形放電コイル固定用溝
１０ 平面状ヒータ
１１ ガラス板
１２ 快削性セラミック板
１３ コイル固定用誘電板
１４ 第３の誘電板
１５ 放電防止板
１６ ドーム状渦形放電コイル
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−211699（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−106096（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−279984（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−88190（ＪＰ，Ａ)
米国特許5401350（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/3065
H01L 21/203
H01L 21/205
H05H 1/46
Claims (12)
- 【請求項１】 真空容器内にガスを供給しつつ排気し、
前記真空容器内を所定の圧力に制御しながら、渦形放電
コイルの中心に高周波電圧を印加することで、前記真空
容器内の電極上に配置された基板を処理するプラズマ処
理方法であって、 前記真空容器の上壁は、平板状の第１の誘電板で構成さ
れ、前記第１の誘電板上に配されたセラミックで平板状
の第２の誘電板とを有し、かつ、前記第２の誘電板に
は、前記渦形放電コイルを配する渦形放電コイル固定用
溝が設けられ、かつ、前記渦形放電コイル固定用溝の溝
幅は、前記渦形放電コイルの線幅よりも若干広く、前記
渦形放電コイルは前記渦形放電コイル固定用溝にはめ込
むように配されることを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項２】 上壁が平板状の第１の誘電板で構成され
た真空容器と、前記第１の誘電板上に配された平板状の
第２の誘電板と、前記第２の誘電板上に配された渦形放
電コイルと、前記渦形放電コイルの中心に接続された高
周波電源からなるプラズマ処理装置であって、 前記第２の誘電板はセラミックであり、前記第２の誘電
板の前記渦形放電コイルに対向する面には渦形放電コイ
ル固定用溝が設けられ、前記渦形放電コイル固定用溝の
溝幅は、前記渦形放電コイルの線幅よりも若干広く、前
記渦形放電コイルは前記渦形放電コイル固定用溝にはめ
込むように配されることを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項３】 渦形放電コイル固定用溝は、渦形放電コ
イルの渦の外側に近いほど深く、前記渦形放電コイル
は、その中心に近いほど前記第１の誘電板の内壁面との
距離が大きくなるように構成されることを特徴とする請
求項２記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項４】 渦形放電コイル固定用溝は、渦形放電コ
イルの渦の外側に近いほど深く、その深くなる割合は一
定であることを特徴とする請求項３記載のプラズマ処理
装置。 - 【請求項５】 渦形放電コイル固定用溝は、渦形放電コ
イルの渦の外側に近いほど段階的に深くなるように構成
されることを特徴とする請求項３記載のプラズマ処理装
置。 - 【請求項６】 第２の誘電板は複数に分割され、前記第
２の誘電板と前記第１の誘電板との間に放電防止板が配
されることを特徴とする請求項２から請求項５の何れか
１項に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項７】 放電防止板の厚さが５ｍｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項６記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項８】 第２の誘電板の厚さが５ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に
記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項９】 第１の誘電板を加熱する手段を設けたこ
とを特徴とする請求項２から請求項８の何れか１項に記
載のプラズマ処理装置。 - 【請求項１０】 渦形放電コイルは、渦形放電コイル固
定用溝の底部に密着され、第２及び第３の誘電板との間
に挟み込まれた構成であることを特徴とする請求項２記
載のプラズマ処理装置。 - 【請求項１１】 渦形放電コイルは、渦形放電コイル固
定用溝の底部に密着され、第２及び第３の誘電板との間
に挟み込まれた構成のプラズマ処理装置であって、前記
第３の誘電板の前記渦形放電コイルに対向する面が凹面
であることを特徴とする請求項３から請求項９の何れか
１項に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項１２】 渦形放電コイルの一部または全部が多
重の渦形であることを特徴とする請求項２から請求項１
１の何れか１項に記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04574296A JP3402053B2 (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04574296A JP3402053B2 (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09246240A JPH09246240A (ja) | 1997-09-19 |
| JP3402053B2 true JP3402053B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=12727781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04574296A Expired - Fee Related JP3402053B2 (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3402053B2 (ja) |
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| TW200845197A (en) * | 2007-03-28 | 2008-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Plasma etching apparatus |
| KR100869544B1 (ko) * | 2007-05-28 | 2008-11-19 | 중앙대학교 산학협력단 | 플라즈마 식각장치 |
| KR101008680B1 (ko) * | 2008-11-27 | 2011-01-17 | 세메스 주식회사 | 세라믹 돔 구조체 및 이를 이용하는 플라즈마 처리 장치 |
| CN102548180A (zh) * | 2010-12-27 | 2012-07-04 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 介质窗、电感耦合线圈组件及等离子体处理设备 |
| CN103721290B (zh) * | 2013-12-18 | 2016-08-17 | 欧普康视科技股份有限公司 | 一种接触镜消毒湿润系统及消毒湿润方法 |
| JP6418543B2 (ja) * | 2014-03-27 | 2018-11-07 | 株式会社プラズマイオンアシスト | プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置用アンテナユニット |
| JP6406631B2 (ja) * | 2014-10-22 | 2018-10-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP6304550B2 (ja) * | 2014-10-22 | 2018-04-04 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP2017045916A (ja) * | 2015-08-28 | 2017-03-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| JP6551673B2 (ja) * | 2015-08-28 | 2019-07-31 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
-
1996
- 1996-03-04 JP JP04574296A patent/JP3402053B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH09246240A (ja) | 1997-09-19 |
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