JP4431847B2 - Plasma device and its negative electrode - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマ装置およびその陰電極に係り、とくにチャンバ内に陽電極と陰電極とを対向して配するとともに、チャンバ内に微量のガスを導入してプラズマを発生させるようにしたプラズマ装置およびこのプラズマ装置に用いられる陰電極に関する。
【0002】
【従来の技術】
エッチングのための装置の一種として、プラズマ装置が用いられる。図7はこのようなプラズマ装置の原理を示すものであって、真空チャンバ内に陽電極1と陰電極2とが互いに対向配置されるとともに、陰電極2上に被エッチング物体、すなわちワーク3が配置される。そして陽電極1と陰電極2との間に直流電源4による電圧の印加が行なわれる。
【0003】
陽電極1と陰電極2とが配された高真空のチャンバ内に微量のガス、例えアルゴンガスを導入する。すると陰極2によって発生され陽極1に向って飛翔する電子7がアルゴンガスを構成するアルゴン分子と衝突し、これによってアルゴンイオン8が生成される。アルゴンイオン8は陽イオンであるために、陰電極2によって吸引され、陰電極2上のワーク3にぶつかってこのワーク3の表面のエッチングを行なう。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このようにプラズマ装置によるエッチングは、電子7によって陽イオン化されたアルゴンイオン8を陰電極2上のワーク3に衝突させ、これによってアルゴンイオン8によってエッチングを行なうものである。
【0005】
ところが従来のプラズマ装置においては、とくにその電極構造においては、アルゴンイオン8はワーク3のみならず陰電極2にも衝突し、これによって陰電極物質粒子9を四方に飛散させる。このような粒子9は陰電極2から発生する電子7と衝突する。これによって陰電極物質9によるイオン化粒子10が生成される。イオン化粒子10は陽イオンであるために、陰電極2に吸引され、これによって陰電極2上のワーク3に衝突して付着する。
【0006】
このような挙動によれば、ワークを構成する被エッチング物質3はエッチングによって折角クリーン化されようとしているのに、他の物質、すなわち陰電極物質9の粒子が付着して上記のクリーン化を妨げることになる。エッチング後における上記陰電極物質粒子9の除去は困難を極める。
【0007】
このように従来のプラズマ装置によるエッチングは、プラズマ強度を高めていくと陰電極物質9が被エッチング物質3の表面に付着するとともに、その量が次第に増大する。被エッチング物質3が透明の物質である場合には、陰電極物質粒子9によってワーク3の透明性が損なわれる。また陰電極物質粒子9の付着に伴ってエッチング強度が次第に低下する問題がある。また金属接合等によって微量の異種金属が含まれることによって、接合強度への悪影響を発生する。
【0008】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、陰電極を構成する物質粒子が被エッチング物質に再付着しないようにしたプラズマ装置およびその陰電極を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本願の一発明は、チャンバ内に陽電極と陰電極とを対向して配するとともに、チャンバ内に微量のガスを導入してプラズマを発生させるようにしたプラズマ装置において、
前記陰電極を円板状とし、該陰電極の前記陽電極と対向する表面のワークが配される領域の外側に、直径方向と平行であって互いに平行な多数の溝または同心円状の多数の溝を設け、前記溝間の突条の断面形状が三角形であって、前記溝の側面の傾斜角は、プラズマイオンが陰電極に衝突して陰電極物質を飛散させる方向がワークの上方に飛散しない角度であることを特徴とするプラズマ装置に関するものである。
【0011】
陰電極自体に関する主要な発明は、チャンバ内において陽電極と対向して配されるプラズマ装置の陰電極において、
円板状の形状をなすとともに、前記陽電極と対向する表面のワークが配される領域の外側に、直径方向と平行であって互いに平行な多数の溝または同心円状の多数の溝を設け、前記溝間の突条の断面形状が三角形であって、前記溝の側面の傾斜角は、プラズマイオンが陰電極に衝突して陰電極物質を飛散させる方向がワークの上方に飛散しない角度であることを特徴とするプラズマ装置の陰電極に関するものである。
【0012】
ここで前記溝の一方の側面が傾斜面であるとともに他方の側面が垂直面であって、前記溝間の突条の断面形状がほぼ直角三角形であってよい。また前記傾斜面の傾斜角が45度以上であってよい。あるいはまた前記溝の一方の側面の傾斜角が45度以上であって他方の側面の傾斜角が90度以上であってよい。
【0013】
本願に含まれる発明の好ましい態様は、例えば図1に示すようなエッチング装置に関するものである。このエッチング装置は高真空に維持される真空容器から成るチャンバ15を備えており、このチャンバ15内に平板状の陽電極37と陰電極20とを対向して配置している。そして陽電極37と陰電極20との間には直流電源あるいは高周波電源によって電圧を印加する。さらに高真空になったチャンバ15内にプラズマを発生させてエッチングを行なうために、アルゴン、酸素、その他各種のガスを微量注入するためのガス注入手段35を備えている。
【0014】
このような構造のチャンバ15内の陰電極20の上に被エッチング物42を載置し、所定の条件下で電源をONにして導入された微量のガスのプラズマを発生させる。このガスは陰電極20からの電子43が陽電極37に吸引されて陽電極37に向う途中上記の希薄ガスの分子44に衝突し、アルゴンイオン45を生成する。このアルゴン等のイオンガス45はプラスの極性を有しているために、陰電極20に吸引されて高速で被エッチング物42の表面に衝突し、これによって被エッチング物42をエッチングする。
【0015】
一方陰電極20の表面にも上記のイオン45が高速で衝突し、陰電極20を構成している物質をエッチングする。このときに陰電極物質粒子48は四方に飛散し、さらに電子43と衝突して陰電極物質粒子48がイオン化粒子49になる。このイオン化粒子49は陰電極20によって吸引されて被エッチング物42の表面に付着する。これは陰電極20の表面形状が平坦であると、陰電極物質粒子48があらゆる方向に飛散することによって発生する現象である。そこで上記の陰電極物質粒子48のイオン化粒子49の飛散方向に方向性を持たせるようにした電極構造にしている。
【0016】
すなわちこのプラズマ装置は、図2に示すように陰電極20の表面に多数の溝57と溝57間の突条58とを交互に形成させ、しかも突条58の断面形状をほぼ直角三角形状に加工を施すようにし、これによって陰電極物質の飛散を防止するようにしている。あるいはまた図3に示すように、陰電極20の上面にその中心に対して同心円状に複数の溝57を形成するとともに、溝57間に同心円状に多数の突条58を形成し、陰電極20の表面からの飛散粒子が溝57の底部に落下する構造にしている。
【0017】
あるいはまた図6に示すように、陰電極20の上面に一方の側面が45度以上の傾斜面65となり他方の側面が90度以上の傾斜面66となるような多数の突条58を形成し、これによって突条58の長さ方向に対して直角方向の断面形状を櫛歯状にした陰電極20としている。
【0018】
このようなプラズマ装置およびその陰電極の構造によれば、陰電極物質の再付着が防止されるために、被エッチング物質のエッチング速度を速めることが可能になり、これによってエッチングの効率あるいは生産性が改善される。またとくにガラスのような透明体のエッチングに用いる場合には、従来の電極構造の場合には電極物質が付着して透明度が失われるが、このような透明度が失われる問題が本電極構造によって解消され、透明感が次第に低下することがなくなる。
【0019】
またこのようなエッチング装置を回路基板の銅電極等の半田付け部分の酸化物除去に用いた場合には、電極物質の付着を抑えることが可能になり、半田付け時に余分な金属が付着することがなく、半田付けの信頼性が向上するようになる。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施の形態に係るプラズマ装置の全体の構成を示すものであって、このプラズマ装置は軸線方向に比較的寸法の短い偏平な円筒状をなす真空チャンバ15を備えている。真空チャンバ15の側面側には真空吸排気口16が形成されるとともに、真空チャンバ15の底部は底板17によって閉塞され、これによってほぼカップ状の形状をなしている。
【0021】
底板17の上部には絶縁材18を介して陰電極20が取付けられるようになっている。なお絶縁材18と底板17との間には真空パッキン21が配され、絶縁材18と陰電極20との間には真空パッキン22が配されている。そして底板17の下側から電極取付けねじ23および絶縁ブッシュ24を介して陰電極20が底板17に固定されている。
【0022】
陰電極20の下面のほぼ中央部には屈曲した形状を有する端子25が取付けられている。この端子25は底板17の開口26および絶縁材18の開口27を通して下方に突出されており、プラズマ電極28のマイナス側の電極に接続されている。
【0023】
真空チャンバ15の上部開口の周縁部にリング状をなすスペーサリング31が取付けられる。そしてこのスペーサリング31を介して、真空チャンバ15の上部が円板状をなす蓋板32によって閉塞されるようになっている。なお真空チャンバ15とスペーサリング31との間に真空パッキン33が配され、スペーサリング31と蓋板32との間に真空パッキン34が配されている。また蓋板32のほぼ中央部にはガスノズル35が接続されるようになっている。
【0024】
上記蓋板32の下面には凹部36が形成されており、この凹部36を隔てて蓋板32の下面に陽電極37が取付けられるようになっている。陽電極37には多数の小孔38が形成されている。
【0025】
このような図1に示す本実施の形態のプラズマ装置は、一般的な平行平板型プラズマ装置を構成している。そしてプラズマが高真空状態で発生するのに鑑み、このプラズマ装置を外部の真空ポンプと接続するとともに、プラズマを発生させるエネルギ源として直流あるいは高周波のプラズマ電源28を備えている。
【0026】
プラズマ装置を構成する真空チャンバ15は被エッチング物42の出入れを行なうために、チャンバ蓋32を開閉可能に取付けるようにしている。そして蓋板32と真空チャンバ15との間に真空のリークの防止を行なうための真空パッキン34が配置されている。また真空引きと真空破壊とを兼ねた吸排気口16が真空チャンバ15に形成され、その先端側において真空ポンプに接続され、プラズマを発生するのに必要な0.1パスカル程度の真空圧力まで真空圧力を上げる構造としている。
【0027】
またチャンバ15内には平坦な板状の電極37、20が上下に対向して取付けられており、被エッチング物42を載せる電極20を陰電極とするとともに、この電極20を対向するもう一方の電極37よりも低い電位に保つようにしている。
【0028】
陰電極20はチャンバ15と絶縁しなければならず、チャンバ15の底板17との間に絶縁材料18を配置してリーク防止のためのパッキン21、22を介してチャンバ15と絶縁し、電極取付けねじ23によって固定している。
【0029】
これに対して陰電極20と対向する上側の電極37は陽電極から構成され、陰電極20に対して高い電圧に維持されるようにしている。なお陽電極37は蓋板32の下面に直接取付けられている。なお陽電極37にはプラズマを発生させるアルゴンガス等のガスがチャンバ15内に均一に拡がるように複数の小孔を設けるようにしている。そしてチャンバ15内でプラズマを発生させるガスは蓋板32に設けたガスノズル35を通して外部のガス源から供給されるようにしている。
【0030】
次にこのようなプラズマ装置によるエッチングの動作を説明する。図1に示すチャンバ15内の真空圧力を0.1パスカル程度までに真空吸引する。そしてプラズマを発生するアルゴン、酸素等のガスを微量ガス源からガスノズル35を通してチャンバ15内に導入する。
【0031】
この段階で図1に示す電源28を通して両電極37、20に約1000ボルトの直流あるいは高周波電圧を印加する。
【0032】
このようなプラズマ電源28による電圧の印加によって、陰電極20から電子43が陽電極37に引付けられて飛出す。そして陽電極37に向って高速で飛翔する電子は途中でアルゴン分子44に衝突し、アルゴン分子44の電子を飛ばしてアルゴンイオン45に変える。電子を失ったアルゴン分子はプラスのアルゴンイオン45になり、このアルゴイオン45は陰電極20に引寄せられて陰電極20に向って飛翔し、陰電極20上の被エッチング物42および陰電極20に衝突する。これによってワークを構成する被エッチング物42の表面のエッチングが行なわれる。なおこのときに一部のアルゴンイオン45が陰電極20の表面に衝突する。
【0033】
真空チャンバ15内においてプラズマを発生させる諸条件、すなわち真空チャンバ15内の真空圧力、ガスノズル35によるアルゴンガスの注入、ガス流量および圧力、電源電圧等の諸条件を設定し、上述のようなプラズマエッチングを行なうと、イオン化したアルゴンイオン45は高速で陰電極20の表面に衝突し、陰電極物質粒子48をはじき出す。このようにして飛翔する陰電極物質粒子48は四方に飛散るとともに、被エッチング物42の上方に飛んだ陰電極物質粒子48は電子43に衝突し、これによって陰電極物質粒子48の分子から電子がはじき出される。すると陰電極物質粒子48の分子がイオン化してイオン化粒子49が生成される。そしてこのイオン化粒子49はプラスイオンであるために、陰電極20に吸引されて陰電極20上の被エッチング物42の表面に衝突付着する。このようなサイクルが繰返されることによって、被エッチング物42の表面に陰電極物質が付着する。
【0034】
このような陰電極物質粒子48が被エッチング物42の表面に再付着するのを防止するためには、陰電極20ではじき出された陰電極物質粒子48を被エッチング物42の上方に飛ばさないようにすればよい。上記の現象は陰電極20の表面が平坦であることによって発生することに鑑み、ここでは陰電極20の表面形状を変えることによって上記の不具合を防止するようにしている。
【0035】
陰電極20の表面形状として図2に示すような溝加工を行なっている。この陰電極20はその中央に矩形の開口53を備えるとともに、この開口53内に平坦電極を構成する支持台54を置いている。この支持台54は被エッチング物42の大きさと同寸法に構成されており、その上に被エッチング物42が載置される。
【0036】
そして矩形の開口53の外側の領域において、陰電極20の表面に溝57と突条58とを交互に形成している。ここで溝57および突条58はともに陰電極20の中心を通る直径に対して平行であってしかも互いに平行に形成されている。しかもこの突条58は図4および図5に拡大して示すように、その一方の側面が45度以上の急峻な傾斜面59から構成されるとともに、他方の面が垂直面60から構成されている。
【0037】
陰電極20の形状として図2に示すような電極中央部に対して中央部から外側に傾斜部を持たせた断面が直角三角形の溝加工を施して直角三角形の山型の突条58を有する電極を形成することによって、陰電極物質粒子48の再付着を防止することが可能になった。
【0038】
このメカニズムは図4および図5によって説明される。陰電極20の全体形状を図4に示すような断面形状とした場合には、上方から陰電極20に向って飛翔するアルゴンイオン45は陰電極20によって加速されて陰電極20の表面に衝突する。このときのアルゴンイオン45の衝突は陰電極20の表面の45度以上の急峻な傾斜面59で発生するために、陰電極物質48は図5に示すような軌跡ではじき出され、直角三角形の垂直面60に付着するが、再度粒子48が傾斜面59で弾んで運動エネルギを失い、溝57の底部に落込むことになる。従ってアルゴンイオン45が陰電極20の表面に衝突して陰電極物質48を上方に飛翔することが防止される。このような理由から、被エッチング物42の表面に陰電極物質粒子48が再付着するのことを抑えることが可能になった。
【0039】
陰電極20の表面の構造は、図2に示すような陰電極20の中心を通る直径に対して平行な方向の溝57に代えて、図3に示すような同心円状の溝57としてもよい。ここで溝57はその中心に対して同心円状に複数個形成されるとともに、溝57間の突条58はその断面形状が直角三角形になっており、図2に示す実施の形態と同様に、一方の側面が急峻な傾斜面から構成されるとともに、他方の側面が垂直面から構成される。従ってこのような構造によっても、図4および図5に示すような原理が成立し、被エッチング物42に対する陰電極物質粒子48の再付着が防止される。
【0040】
図6はさらに別の実施の形態の陰電極20の断面構造を示している。この断面構造においては、溝57間に形成される突条58はその一方の側面が45度以上の傾斜面65から構成されるとともに、他方の側面が90度以上の傾斜面66から構成されている。
【0041】
このような構成によれば、陰電極20に向って飛翔するアルゴンイオン45は突条58の45度以上の傾斜面65に衝突する。そして傾斜面65の角度が45度以上であるために、アルゴンイオン45によってはじき出される陰電極物質48は下方に落下し、最終的には突条58間の溝57の底部に落下するようになる。従って陰電極20から再び上方に陰電極物質48が飛出すことがなく、これによって陰電極物質粒子48の被エッチング物42に対する再付着が防止される。
【0042】
【発明の効果】
プラズマ装置に関する主要な発明は、チャンバ内に陽電極と陰電極とを対向して配するとともに、チャンバ内に微量のガスを導入してプラズマを発生させるようにしたプラズマ装置において、陰電極を円板状とし、該陰電極の陽電極と対向する表面のワークが配される領域の外側に、直径方向と平行であって互いに平行な多数の溝または同心円状の多数の溝を設け、溝間の突条の断面形状が三角形であって、溝の側面の傾斜角は、プラズマイオンが陰電極に衝突して陰電極物質を飛散させる方向がワークの上方に飛散しない角度としたものである。
【0043】
従ってこのような構成に係るプラズマ装置によれば、ガス分子のイオンが傾斜している陰電極の表面にぶつかっても、陰電極を構成する物質の粒子は側方に飛ばされ、陽極側に飛翔することがなく、これによってワークに陰電極物質粒子が再付着することが防止される。
【0044】
陰電極に関する主要な発明は、チャンバ内において陽電極と対向して配されるプラズマ装置の陰電極において、円板状の形状をなすとともに、陽電極と対向する表面のワークが配される領域の外側に、直径方向と平行であって互いに平行な多数の溝または同心円状の多数の溝を設け、溝間の突条の断面形状が三角形であって、溝の側面の傾斜角は、プラズマイオンが陰電極に衝突して陰電極物質を飛散させる方向がワークの上方に飛散しない角度としたものである。
【0045】
従ってこのような陰電極を用いることによって、プラズマガスの分子のイオンは陰電極の表面の傾斜面にぶつかり、このために陰電極物質が飛ばされても、この陰電極物質は溝の底部に落下して陽極側に飛ばされることが防止され、これによって陰電極物質のワークに対する再付着が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】プラズマ装置の全体の構成を示す縦断面図である。
【図2】陰電極の分解斜視図である。
【図3】別の陰電極の一部を破断した斜視図である。
【図4】この陰電極を用いたプラズマエッチングの動作を示す縦断面図である。
【図5】同プラズマ装置における電極の要部拡大縦断面図である。
【図6】別の実施の形態の陰電極の要部拡大縦断面図である。
【図7】従来のプラズマ装置の原理を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
1‥‥陽電極、2‥‥陰電極、3‥‥被エッチング物体(ワーク)、4‥‥直流電源、7‥‥電子、8‥‥アルゴンイオン、9‥‥陰電極物質粒子、10‥‥イオン化粒子、15‥‥真空チャンバ、16‥‥真空吸排気口、17‥‥底板、18‥‥絶縁材、20‥‥陰電極、21、22‥‥真空パッキン、23‥‥電極取付けねじ、24‥‥絶縁ブッシュ、25‥‥端子、26、27‥‥開口、28‥‥プラズマ電源、31‥‥スペーサリング、32‥‥蓋板、33、34‥‥真空パッキン、35‥‥ガスノズル、36‥‥凹部(空間)、37‥‥陽電極、38‥‥小孔、42‥‥被エッチング物(ワーク)、43‥‥電子、44‥‥アルゴン分子、45‥‥アルゴンイオン、48‥‥陰電極物質粒子、49‥‥イオン化粒子、53‥‥矩形の開口、54‥‥支持台(平坦電極)、57‥‥溝、58‥‥突条、59‥‥急峻な傾斜面、60‥‥垂直面、65‥‥45度以上の傾斜面、66‥‥90度以上の傾斜面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma device and its negative electrode, and in particular, a plasma device in which a positive electrode and a negative electrode are arranged facing each other in a chamber, and a small amount of gas is introduced into the chamber to generate plasma. The present invention relates to a negative electrode used in this plasma apparatus.
[0002]
[Prior art]
A plasma apparatus is used as a kind of apparatus for etching. FIG. 7 shows the principle of such a plasma apparatus. A positive electrode 1 and a
[0003]
A small amount of gas, for example, argon gas, is introduced into a high vacuum chamber in which the positive electrode 1 and the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In this way, the etching by the plasma apparatus is performed by causing the
[0005]
However, in the conventional plasma apparatus, particularly in the electrode structure, the
[0006]
According to such a behavior, the material to be etched 3 constituting the work is about to be cleaned by etching, but particles of other materials, that is, the negative electrode material 9 adhere to prevent the above-mentioned cleaning. It will be. Removal of the negative electrode material particles 9 after etching is extremely difficult.
[0007]
As described above, in the etching using the conventional plasma apparatus, as the plasma intensity is increased, the negative electrode material 9 adheres to the surface of the material to be etched 3 and the amount thereof gradually increases. When the
[0008]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a plasma device and its negative electrode in which material particles constituting the negative electrode are prevented from reattaching to the material to be etched. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
One invention of the present application is a plasma apparatus in which a positive electrode and a negative electrode are arranged facing each other in a chamber, and a plasma is generated by introducing a small amount of gas into the chamber.
The negative electrode is formed into a disk shape, and a large number of grooves or concentric circular shapes parallel to each other and parallel to the diametrical direction outside the region where the workpiece on the surface facing the positive electrode of the negative electrode is disposed. A groove is provided, and the cross-sectional shape of the protrusion between the grooves is a triangle, and the inclination angle of the side surface of the groove is such that the direction in which the plasma ions collide with the negative electrode and the negative electrode material is scattered is scattered above the workpiece. The present invention relates to a plasma device characterized in that the angle is not .
[0011]
The main invention relating to the negative electrode itself is that in the negative electrode of the plasma device arranged opposite to the positive electrode in the chamber,
Forming a disk-like shape and providing a large number of grooves or concentric grooves parallel to each other in the diameter direction outside the region where the workpiece on the surface facing the positive electrode is disposed, The cross-sectional shape of the protrusion between the grooves is a triangle, and the inclination angle of the side surface of the groove is an angle at which the direction in which the plasma ions collide with the negative electrode and scatter the negative electrode material is not scattered above the workpiece. The present invention relates to a negative electrode of a plasma device.
[0012]
Here, one side surface of the groove may be an inclined surface and the other side surface may be a vertical surface, and the cross-sectional shape of the protrusion between the grooves may be a substantially right triangle. The inclination angle of the inclined surface may be 45 degrees or more. Alternatively, the inclination angle of one side surface of the groove may be 45 ° or more and the inclination angle of the other side surface may be 90 ° or more.
[0013]
A preferred embodiment of the invention included in the present application relates to an etching apparatus as shown in FIG. This etching apparatus includes a
[0014]
An object to be etched 42 is placed on the
[0015]
On the other hand, the
[0016]
That is, in this plasma apparatus, as shown in FIG. 2, a large number of
[0017]
Alternatively, as shown in FIG. 6, a large number of
[0018]
According to such a plasma apparatus and its negative electrode structure, it is possible to increase the etching rate of the material to be etched because reattachment of the negative electrode material is prevented, thereby improving the efficiency or productivity of etching. Is improved. In particular, when used for etching transparent materials such as glass, the electrode material adheres and loses transparency in the case of the conventional electrode structure, but this electrode structure solves this problem of loss of transparency. As a result, the transparency is not gradually lowered.
[0019]
In addition, when such an etching apparatus is used to remove oxides on the soldered parts such as copper electrodes on the circuit board, it becomes possible to suppress the adhesion of the electrode material, and extra metal adheres during soldering. Therefore, the reliability of soldering is improved.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows the overall configuration of a plasma apparatus according to an embodiment of the present invention. This plasma apparatus includes a
[0021]
A
[0022]
A terminal 25 having a bent shape is attached to a substantially central portion of the lower surface of the
[0023]
A ring-shaped
[0024]
A
[0025]
Such a plasma apparatus of the present embodiment shown in FIG. 1 constitutes a general parallel plate type plasma apparatus. In view of the fact that plasma is generated in a high vacuum state, this plasma apparatus is connected to an external vacuum pump, and a direct current or high frequency
[0026]
In the
[0027]
Further, flat plate-
[0028]
The
[0029]
On the other hand, the
[0030]
Next, the etching operation using such a plasma apparatus will be described. The vacuum pressure in the
[0031]
At this stage, a DC or high-frequency voltage of about 1000 volts is applied to both
[0032]
By applying such a voltage from the
[0033]
Various conditions for generating plasma in the
[0034]
In order to prevent the negative
[0035]
Groove machining as shown in FIG. 2 is performed as the surface shape of the
[0036]
In the region outside the
[0037]
As the shape of the
[0038]
This mechanism is illustrated by FIG. 4 and FIG. When the overall shape of the
[0039]
The surface structure of the
[0040]
FIG. 6 shows a cross-sectional structure of the
[0041]
According to such a configuration, the
[0042]
【The invention's effect】
Main invention relates to a plasma apparatus, the disposed to face the positive electrode and the negative electrode in the chamber, the plasma apparatus that plasma is generated by introducing a small amount of gas into the chamber, the circle a negative electrode A plate-like, and a large number of grooves or concentric grooves parallel to each other in the diameter direction and parallel to each other are provided outside the region where the surface workpiece facing the positive electrode of the negative electrode is disposed, The cross-sectional shape of the protrusion is triangular, and the inclination angle of the side surface of the groove is such that the direction in which the plasma ions collide with the negative electrode and scatter the negative electrode material is not scattered above the workpiece .
[0043]
Therefore, according to the plasma device having such a configuration, even if the ions of the gas molecules hit the inclined surface of the negative electrode, the particles of the material constituting the negative electrode are blown sideways and fly to the anode side. This prevents the negative electrode material particles from reattaching to the workpiece.
[0044]
The main invention related to the negative electrode is that the negative electrode of the plasma device disposed opposite to the positive electrode in the chamber has a disk-like shape and a region where the surface workpiece facing the positive electrode is disposed. A large number of grooves or concentric grooves that are parallel to the diametrical direction and parallel to each other are provided on the outside, and the cross-sectional shape of the protrusions between the grooves is a triangle, and the inclination angle of the side surface of the groove is the plasma ion The direction in which the negative electrode material collides with the negative electrode and scatters the negative electrode material is set to an angle at which the negative electrode material does not scatter upward .
[0045]
Therefore, by using such a negative electrode, the ions of the molecules of the plasma gas collide with the inclined surface of the negative electrode surface, so that even if the negative electrode material is blown, the negative electrode material falls to the bottom of the groove. Thus, the negative electrode material is prevented from being reattached to the workpiece.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of a plasma apparatus.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a negative electrode.
FIG. 3 is a perspective view in which a part of another negative electrode is broken.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the operation of plasma etching using this negative electrode.
FIG. 5 is an enlarged vertical cross-sectional view of a main part of an electrode in the plasma apparatus.
FIG. 6 is an enlarged longitudinal sectional view of a main part of a negative electrode according to another embodiment.
FIG. 7 is an enlarged sectional view showing the principle of a conventional plasma apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Positive electrode, 2 ... Negative electrode, 3 ... Object to be etched (workpiece), 4 ... DC power supply, 7 ... Electron, 8 ... Argon ion, 9 ... Negative electrode material particle, 10 ... Ionized particles, 15 ... Vacuum chamber, 16 ... Vacuum inlet / outlet, 17 ... Bottom plate, 18 ... Insulating material, 20 ... Negative electrode, 21, 22 ... Vacuum packing, 23 ... Electrode mounting screw, 24 ... Insulating bush, 25 ... Terminal, 26, 27 ... Opening, 28 ... Plasma power supply, 31 ... Spacer ring, 32 ... Lid plate, 33, 34 ... Vacuum packing, 35 ... Gas nozzle, 36 ... ··· depression (space), 37 ··· positive electrode, 38 ··· small hole, 42 ··· to be etched (workpiece), 43 · · · electron, 44 · · · argon molecule, 45 · · · argon ion, 48 · · · negative electrode Material particles, 49 ... Ionized particles, 53 ... Rectangle Opening, 54 ... Supporting base (flat electrode), 57 ... Groove, 58 ... Projection, 59 ... Steep inclined surface, 60 ... Vertical surface, 65 ... 45 ° or more inclined surface, 66 ... Inclined surface of 90 degrees or more
Claims (5)
前記陰電極を円板状とし、該陰電極の前記陽電極と対向する表面のワークが配される領域の外側に、直径方向と平行であって互いに平行な多数の溝または同心円状の多数の溝を設け、前記溝間の突条の断面形状が三角形であって、前記溝の側面の傾斜角は、プラズマイオンが陰電極に衝突して陰電極物質を飛散させる方向がワークの上方に飛散しない角度であることを特徴とするプラズマ装置。In the plasma apparatus in which the positive electrode and the negative electrode are arranged facing each other in the chamber, and a plasma is generated by introducing a small amount of gas into the chamber.
The negative electrode is formed into a disk shape, and a large number of grooves or concentric circular shapes parallel to each other and parallel to the diametrical direction outside the region where the workpiece on the surface of the negative electrode facing the positive electrode is disposed A groove is provided, and the cross-sectional shape of the protrusion between the grooves is a triangle, and the inclination angle of the side surface of the groove is such that the direction in which the plasma ions collide with the negative electrode and the negative electrode material is scattered is scattered above the workpiece. A plasma apparatus characterized in that the angle is not .
円板状の形状をなすとともに、前記陽電極と対向する表面のワークが配される領域の外側に、直径方向と平行であって互いに平行な多数の溝または同心円状の多数の溝を設け、前記溝間の突条の断面形状が三角形であって、前記溝の側面の傾斜角は、プラズマイオンが陰電極に衝突して陰電極物質を飛散させる方向がワークの上方に飛散しない角度であることを特徴とするプラズマ装置の陰電極。In the negative electrode of the plasma device arranged opposite to the positive electrode in the chamber,
Forming a disk-like shape and providing a large number of grooves or concentric grooves parallel to each other in the diameter direction outside the region where the workpiece on the surface facing the positive electrode is disposed, The cross-sectional shape of the protrusion between the grooves is a triangle, and the inclination angle of the side surface of the groove is an angle at which the direction in which the plasma ions collide with the negative electrode and scatter the negative electrode material is not scattered above the workpiece. The negative electrode of the plasma apparatus characterized by the above-mentioned.
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