JP3813313B2 - Plasma surface treatment equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップ、小物機械電気部品等の表面に成膜、エッチング、清浄等のプラズマを用いた各種処理を施すプラズマ表面処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体基板や小物機械電気部品、光学プラスチック部品等の表面に導体層や絶縁層を成膜・積層したり、逆に、半導体基板の表面や積層物の表面をエッチングするために、プラズマを用いて処理することは現在極めて広く行なわれている。また、近年では基板等の表面の汚れを除去するための洗浄にも、従来のフロン等を用いたウェット処理に代わってプラズマによるドライクリーニング処理が広く用いられるようになりつつある。
【0003】
従来のプラズマ表面処理装置では、反応室内の下方に試料載置台が、そして、それに対向するように上方に平板状電極が配置されるという構造が一般的であった。試料載置台上に試料を載置し、真空にした反応室内に所定圧力の反応ガスを導入した後、上部の平板状電極から高周波電力を投入すると、接地された試料載置台と上部電極との間で放電が生じ、両電極間に反応ガスのプラズマが生成される。このプラズマに試料載置台上の試料を晒すことにより成膜が行なわれ、イオンやラジカルが試料面に強力に衝突することによりエッチングや洗浄が行なわれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
半導体チップは、専らシリコンウェハの1面にのみ成膜、エッチング等の加工が行なわれるだけであるが、例えばハードディスクドライブ用シークヘッドは、薄い弾性金属板(通常、厚さ0.1mm程度のステンレスシートが用いられる)の両面に絶縁シートを介して導体膜を積層した構造を有している。上記従来のプラズマ表面処理装置では、このような場合、片面に成膜を行なった後、一旦処理装置を停止して試料を反転させ、再び成膜を行なうという方法を取らざるを得なかった。
本発明は、このような場合に一度で両面に加工を行なうことができるプラズマ表面処理装置を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された本発明に係るプラズマ表面処理装置は、開口を有する平板状導体である中央電極と、該中央電極の両側に所定距離を置いて配置された第1及び第2対向電極と、を備えることを特徴とするものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
中央電極の開口に、処理対象である試料を固定する。試料は導体又は半導体をベースとしたものとし、電気的に中央電極に接続される。中央電極を接地し、第1及び第2対向電極をそれぞれ高周波電源に接続する。処理室を一旦真空にした後、必要な処理ガスを処理室に導入し、所定の圧力となるように調整する。その後、第1及び第2対向電極に高周波電力を投入すると、第1対向電極と試料の間、及び第2対向電極と試料との間にそれぞれプラズマが生成し、試料は両面からイオン及びラジカルの照射を受けて成膜、エッチング、洗浄等の処理が行なわれる。
【0007】
上記では高周波プラズマにより説明を行なったが、本発明は単に試料の上下面でプラズマを発生させる方法を提供するものであるため、直流プラズマ、マイクロ波プラズマ等、その他各種プラズマ処理装置に対しても同様に適用することができる。
【0008】
【実施例】
本発明の一実施例であるプラズマドライクリーナーを図1〜図3により説明する。図1に示すように、本実施例のプラズマドライクリーナー10は直方体形状を有する反応室11と、それと同一の筐体内に設けられた制御部12とから成る。反応室11の内壁の両側面には後述のトレイ20を挿入するためのレール13が複数段設けられており、内壁の後面には4列のブスバー14、15が設けられている。4列のブスバー14、15は中央側の2列が高周波側14、外側の2列が接地側15となっており、各ブスバー14、15にはレール13の高さに合わせた位置にトレイの端子を挿入するための挿入口141、151(図2)が設けられている。各挿入口141、151の中には、後述のトレイ側端子が挿入されたときに接触を確実にするため、弾性保持手段が設けられている。
【0009】
制御部12には、高周波側端子にプラズマ発生用高周波電力(通常、13.56MHz)を供給するための高周波ユニットや、本クリーナー全体の動作を制御するための制御回路が納められている。
【0010】
反応室11内に装入するトレイ20には、構造及び機能の異なる複数の種類が備えられている。まず、使用される電極の極性により、高周波側トレイ21と接地側トレイ22の2種類に分けられる。図2(a)(b)に示すように、両者は全体の大きさが同じであり、双方とも反応室11のいずれの段のレール13にも区別なく差し込むことができるが、後方の辺に設けられた端子24、25の突出位置が異なる。すなわち、高周波側トレイ21の端子24は高周波側ブスバー14の挿入口141に適合するように中央寄りに設けられており、接地側トレイ22の端子25は接地側ブスバー15の挿入口151に適合するように外側寄りに設けられている。従って、高周波側トレイ21を反応室11のレール13に沿って押し込んだとき、トレイ21の端子24は必ず高周波側ブスバー14の挿入口141に入り、決して接地側ブスバー15の挿入口151に入ることはない。逆に、接地側トレイ22を装入したときは、その端子25は必ず接地側ブスバー15の挿入口151に入り、決して高周波側ブスバー14の挿入口141に入ることはない。
【0011】
反応室11の筐体は接地されているため、高周波側トレイ21は、レール13に接触するフレーム211と、絶縁部材212を介してフレーム211の内部に固定された被洗浄物載置板213から成る(図2(a))。この被洗浄物載置板213がプラズマ生成のための高周波側電極となるものであり、高周波側ブスバー14に挿入されるトレイ端子24はこの被洗浄物載置板213から後方に突出している。なお、接地側トレイ22は電気的に浮遊させる必要はなく、電気的に一体の金属体で構成することができる(図2(b))。
【0012】
トレイは、形状面からは、単純な平板状のトレイ、グリッド状のトレイ、そして中央に開口を有する開口トレイに分けられる。
【0013】
これら各種トレイを適宜組み合わせることにより、多様な種類の物品を各種モードで洗浄することができるが、ここでは開口トレイを用いた両面洗浄モードについて説明する。
【0014】
図3(b)に示すように、上下に接地側トレイ41、43を配置し、その間に高周波側とした開口トレイ42を挿入して、その開口部421に金属ベースの被洗浄物422を載置する。金属ベースの被洗浄物422の一例としては、ハードディスクドライブ用シークヘッドを挙げることができる。これは、ステンレスの薄いシート426をベースとし、その両面にポリイミドフィルム427を介して電極層428が形成された構造を有する。多数のシークヘッドが2次元的に配列されたシートを開口トレイ42の開口部421に置き、ベースとなるステンレスシート426と開口トレイ42とを電気的に接続させる。
【0015】
このように被洗浄物422を開口部421に固定した開口トレイ42をレール13に沿って反応室11に装入し、トレイ42の端子424を高周波側ブスバー14の挿入口141に挿入する。反応室11の扉を閉め、内部を一旦真空にした後、アルゴンAr、窒素N2等の洗浄ガスを所定の圧力となるまで反応室11内に導入する。高周波側ブスバー14を介して開口トレイ42に13.56MHzの高周波電力を投入すると、上下の接地側トレイ41、43と被洗浄物422との間で放電が生じ、被洗浄物422の両面で洗浄ガスのプラズマが生成される。これらは上下面からそれぞれ被洗浄物422の表面に照射され、被洗浄物422の表面の汚れを物理的及び化学的に除去する。このように、本実施例のプラズマドライクリーナーでは両面の洗浄が一挙に行なわれるため、被洗浄物422を置き換えるための真空引き等の時間を考慮すると、従来のように片面ずつ洗浄していた場合と比較して洗浄時間を半分以下に低減することができる。
【0016】
ここでは洗浄装置の例を挙げて説明したが、本発明は半導体や光学レンズ等の洗浄にとどまらず、半導体チップ上への導体層や絶縁層の成膜・積層、半導体製造の際のパターンエッチング、強力なエッチング作用によるマイクロマシーニング等、従来行なわれていたあらゆるプラズマ表面処理装置に対して適用することが可能である。また、当業者であれば容易に理解できる通り、本発明は単に試料の上下面でプラズマを発生させる方法を提供するものであるため、上記のような高周波プラズマのみならず、直流プラズマ、マイクロ波プラズマ等、各種プラズマ処理装置に対して適用することができる。
【0017】
【発明の効果】
本発明に係るプラズマ表面処理装置では、両面の処理を一度に行なうことができるため、従来のように片面ずつ処理を行なう場合と比較すると、処理時間は少なくとも半分に低減することができる。さらに、片面を処理した後、一旦真空を破り、被処理物を反転させて再度真空引きを行なって処理を行なうという手動作業を行なう場合には、処理時間の低減効果はより大きなものとなる。もちろん、真空を破ることなく、このような反転作業をマニピュレータ等で自動的に行なうことも可能であるが、装置のコストが大幅に上昇する上、反転時間も考慮しなければならないため、本発明に係る装置は依然大きな優位に立つ。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例であるプラズマドライクリーナーの一部断面斜視図。
【図2】 高周波側トレイ(a)及び接地側トレイ(b)とブスバーの関係を示す斜視図。
【図3】 開口トレイの斜視図(a)と使用時の反応室の断面図(b)。
【符号の説明】
10…プラズマドライクリーナー
11…反応室
12…制御部
13…レール
20、21、22、41、43…トレイ
42…開口トレイ
421…開口部
424…端子
422…被洗浄物(ハードディスクドライブ用シークヘッド)
426…ステンレスベースシート
427…ポリイミドフィルム
428…電極層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma surface treatment apparatus that performs various treatments using plasma such as film formation, etching, and cleaning on the surface of a semiconductor chip, small mechanical electrical component, and the like.
[0002]
[Prior art]
Plasma is used to deposit and stack conductor layers and insulating layers on the surface of semiconductor substrates, small mechanical electrical components, optical plastic components, etc., and conversely to etch the surfaces of semiconductor substrates and laminates. Processing is now very widespread. In recent years, a dry cleaning process using plasma has been widely used for cleaning for removing dirt on the surface of a substrate or the like instead of a conventional wet process using chlorofluorocarbon.
[0003]
A conventional plasma surface treatment apparatus generally has a structure in which a sample mounting table is disposed below the reaction chamber, and a plate-like electrode is disposed on the upper side so as to face the sample mounting table. After placing the sample on the sample mounting table and introducing a reaction gas at a predetermined pressure into the vacuum reaction chamber, when high-frequency power is applied from the upper plate electrode, the grounded sample mounting table and the upper electrode Discharge occurs between them, and a plasma of a reactive gas is generated between both electrodes. Film formation is performed by exposing the sample on the sample mounting table to this plasma, and etching and cleaning are performed by ions and radicals strongly colliding with the sample surface.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Semiconductor chips are processed only on one surface of a silicon wafer, such as film formation and etching. For example, a seek head for a hard disk drive is a thin elastic metal plate (usually a stainless steel sheet with a thickness of about 0.1 mm). Is used) and a conductive film is laminated on both surfaces via an insulating sheet. In such a conventional plasma surface treatment apparatus, in such a case, after forming a film on one side, the processing apparatus is temporarily stopped, the sample is inverted, and film formation is performed again.
The present invention provides a plasma surface treatment apparatus capable of processing both surfaces at once in such a case.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A plasma surface treatment apparatus according to the present invention, which has been made to solve the above-described problems, includes a central electrode that is a flat conductor having an opening, and first and first electrodes disposed at a predetermined distance on both sides of the central electrode. 2 counter electrodes.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A sample to be processed is fixed in the opening of the central electrode. The sample is based on a conductor or semiconductor and is electrically connected to the central electrode. The center electrode is grounded, and the first and second counter electrodes are each connected to a high frequency power source. After the processing chamber is once evacuated, the necessary processing gas is introduced into the processing chamber and adjusted to a predetermined pressure. Thereafter, when high-frequency power is applied to the first and second counter electrodes, plasma is generated between the first counter electrode and the sample, and between the second counter electrode and the sample, and the sample has ions and radicals from both sides. Upon irradiation, processing such as film formation, etching, and cleaning is performed.
[0007]
In the above description, the high-frequency plasma is used. However, since the present invention simply provides a method for generating plasma on the upper and lower surfaces of the sample, it can be applied to various plasma processing apparatuses such as DC plasma and microwave plasma. The same can be applied.
[0008]
【Example】
A plasma dry cleaner according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the
[0009]
The
[0010]
The
[0011]
Since the housing of the
[0012]
The tray is divided into a simple flat plate-shaped tray, a grid-shaped tray, and an opening tray having an opening in the center in terms of shape.
[0013]
Various types of articles can be cleaned in various modes by appropriately combining these various trays. Here, a double-sided cleaning mode using an open tray will be described.
[0014]
As shown in FIG. 3B, the grounding side trays 41 and 43 are arranged above and below, an opening
[0015]
Thus, the opening
[0016]
Here, the example of the cleaning apparatus has been described. However, the present invention is not limited to cleaning of semiconductors and optical lenses, but the formation of a conductive layer or an insulating layer on a semiconductor chip and the pattern etching during semiconductor manufacturing. The present invention can be applied to any conventional plasma surface treatment apparatus such as micromachining by a strong etching action. As can be easily understood by those skilled in the art, the present invention merely provides a method for generating plasma on the upper and lower surfaces of a sample. It can be applied to various plasma processing apparatuses such as plasma.
[0017]
【The invention's effect】
Since the plasma surface treatment apparatus according to the present invention can perform both-side processing at the same time, the processing time can be reduced to at least half as compared with the conventional case where the processing is performed on each side. Further, in the case of performing a manual operation in which processing is performed by breaking the vacuum once, inverting the object to be processed, and performing evacuation again after processing one side, the effect of reducing the processing time becomes greater. Of course, it is possible to automatically perform such a reversing operation with a manipulator or the like without breaking the vacuum. However, since the cost of the apparatus greatly increases and the reversing time must be taken into consideration, the present invention Such devices still have a significant advantage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view of a plasma dry cleaner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a relationship between a high frequency side tray (a) and a ground side tray (b) and a bus bar.
FIG. 3 is a perspective view (a) of an open tray and a sectional view (b) of a reaction chamber in use.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
426 ... Stainless
Claims (5)
b) 接地側ブスバーの挿入口に対応する端子を有する接地側トレイと、
c) 電源側ブスバーの挿入口に対応する端子を有する電源側トレイと、
d) 電源側ブスバーに接続された電源と、
を備えることを特徴とするプラズマ表面処理装置。a) a ground-side bus bar and a power-side bus bar each having a plurality of insertion openings provided in the housing;
b) a ground side tray having a terminal corresponding to the insertion port of the ground side bus bar;
c) a power supply side tray having a terminal corresponding to the insertion slot of the power supply side bus bar;
d) a power supply connected to the power bus bar;
A plasma surface treatment apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP20089397A JP3813313B2 (en) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | Plasma surface treatment equipment |
Applications Claiming Priority (1)
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JP20089397A JP3813313B2 (en) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | Plasma surface treatment equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1131600A JPH1131600A (en) | 1999-02-02 |
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Family
ID=16432014
Family Applications (1)
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JP20089397A Expired - Lifetime JP3813313B2 (en) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | Plasma surface treatment equipment |
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Families Citing this family (2)
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FR2938120B1 (en) * | 2008-10-31 | 2011-04-08 | Commissariat Energie Atomique | PROCESS FOR FORMATION OF A MONOCRYSTALLINE LAYER IN THE MICROELECTRONIC DOMAIN |
-
1997
- 1997-07-09 JP JP20089397A patent/JP3813313B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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