JP4528418B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4528418B2 JP4528418B2 JP2000145487A JP2000145487A JP4528418B2 JP 4528418 B2 JP4528418 B2 JP 4528418B2 JP 2000145487 A JP2000145487 A JP 2000145487A JP 2000145487 A JP2000145487 A JP 2000145487A JP 4528418 B2 JP4528418 B2 JP 4528418B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- electrode
- plasma processing
- electrodes
- processing apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一つの真空チャンバー内に複数の電極を設け、各電極にそれぞれ処理すべき基板を装着し、真空チャンバー内に発生されたプラズマを利用して例えばエッチング、スパッタリングまたは化学気相成長(化学蒸着)などの所定の処理を行うようにしたプラズマ処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体や電子部品における薄膜形成や機能膜形成、パターン形成にプラズマを利用した種々の装置が用いられている。
このような装置の従来例としては、大面積の電極上に処理すべき複数の基板を装着し、一括処理するように構成したものや、多数の真空チャンバーで枚葉処理するように構成したものが知られている。
大面積の電極上に処理すべき複数の基板を装着し、一括処理する方式のものでは、単位面積当たりの必要電力を換算すると、処理枚数に見合う高い入力電力が必要である。電圧のピーク値は、生成されるプラズマ体積に電子、イオンの各密度を掛けた分上昇する。そのため、処理すべき基板の温度の上昇は大きくなり、またプラズマのダメージも大きくなるという問題がある。
従ってこの方式は、実際問題として、温度管理の必要な基板や電気的にプラズマによるダメージを許容できない基板の処理には適さない。そのためこのような基板の処理には、多室構造で枚葉処理する方式が採用されてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
多室構造で枚葉処理する方式においては、真空排気系及びプラズマ励起系を処理室毎に一台ずつ設ける必要があり、装置設備に掛かるコストが高くつくという問題がある。そのため近年この種の分野において求められている装置の低コスト化の要求を満足させることはできない。
【0004】
一方、装置のコストを低減するために、真空チャンバー内に設けられる複数の高周波電極を共通のマッチング回路網及び高周波励起電源に接続する構成の装置も提案されてきたが、それぞれの電極容量及び電極を装着している接続板(通常銅製)のインダクタンスのばらつきのために一番インピーダンスの低下する電極に放電が集中し、パワー分配が不均一となり、高周波励起の利点である安定したプラズマの生成が困難となる。
【0005】
そこで、本発明は、真空チャンバー内に多数のプラズマ生成空間を形成できる多電極型のプラズマ処理装置を提供することを目的としている。
【0006】
上記目的を達成するために、本発明によれば、一つの真空チャンバー内に設けられた複数の高周波電極のそれぞれに処理すべき基板を装着し、真空チャンバー内に発生されたプラズマを利用して所定の処理を行うようにしたプラズマ処理装置において、真空チャンバー内の長手方向中央軸線位置に、アース電位に接続され、放電空間を制御するアノード電極を配置し、このアノード電極の両側においてアノード電極に対向させて前記複数の高周波電極をそれぞれ配置し、各側の少なくとも二つ以上の高周波電極をそれぞれの真空コンデンサを介して共通のマッチング回路網及び高周波電源に接続したことを特徴としている。
【0007】
代りに、本発明によれば、一つの真空チャンバー内に設けられた複数の高周波電極のそれぞれに処理すべき基板を装着し、真空チャンバー内に発生されたプラズマを利用して所定の処理を行うようにしたプラズマ処理装置において、真空チャンバー内の長手方向中央軸線位置に、アース電位に接続され、放電空間を制御するアノード電極を配置し、このアノード電極の両側においてアノード電極に対向させて前記複数の高周波電極をそれぞれ配置し、各側の少なくとも二つ以上の高周波電極をそれぞれのLC回路を介して共通のマッチング回路網及び高周波電源に接続したことを特徴としている。
【0008】
好ましくは、各高周波電極は、水冷本体と静電吸着電極とを備え、また各高周波電極における静電吸着電極はそれぞれの高周波カットフィルタを介して共通の直流電源に接続され得る。
【0009】
さらに本発明においては、各高周波電極により生成されるプラズマの生成空間を仕切るアース電位の仕切り部材が設けられ得る。
【0010】
本発明において、それぞれの高周波電極に接続された真空コンデンサは、装置の製作上伴い得る高周波電極の容量のばらつき及び高周波電極の装着される接続基体のインダクタンスのばらつきを補正してそれぞれの高周波電極に高周波電力を均一に分配するようにし、それにより各高周波電極と組合さった放電空間に満足な放電が発生され得る。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0012】
図1及び図2には、プラズマエッチング装置として実施した本発明の一実施の形態を示す。図示プラズマエッチング装置においては、長方形の真空チャンバー1の下側壁とそれに対向した上側壁にはそれぞれカソード電極すなわち高周波電極2が四つずつ対称的に設けられている。そして真空チャンバー1内において上下両側の高周波電極2の中間位置すなわち真空チャンバー1の長手方向中央軸線位置に沿って共通のアノード電極3が配置されている。アノード電極3はアース電位に接続されている。上下各側の高周波電極2は二つずつ対を成してそれぞれの可変真空コンデンサ4を介して共通のマッチング回路網(図示していない)及び13.56MHz 、3kWの高周波電源5に接続されている。従って、図示実施の形態においては八つの高周波電極2に対してその半分の四つの高周波電源5が設けられる。マッチング回路網には、インピーダンスを完全に整合するために、LC回路(図示していない)が接続される。
【0013】
また、各高周波電極2の両側と中央のアノード電極3との間には図示したように、孔径が3mm以下のパンチングメタルまたはメッシュメタルから成るアース電位の仕切り部材6がそれぞれ設けられている。これらの仕切り部材6は、各高周波電極2と中央のアノード電極3との間に画定された空間内に生成される放電プラズマを閉じこめる働きをすると共に、隣接高周波電極2間の高周波干渉を抑制する。
【0014】
図2には、図1の装置における一つの高周波電極2とアノード電極3との関連構成の詳細を拡大して示す。高周波電極2は真空チャンバー1の壁に設けた開口部に例えばテフロン(登録商標)から成る絶縁部材7を介して真空密封的に取付けられている。また高周波電極2は内部に水冷チャネル8を備えている。高周波電極2の表面すなわちアノード電極3に対向した面上にはアルミニウム製の台座9が固着手段10によって固定され、その上に静電吸着電極11が設けられ、この静電吸着電極11上に処理すべき基板、例えばフイルム状基板(図示していない)がアルミナ製のクランプ12によって装着される。この場合、各静電吸着電極11上には一枚の基板が装着されているが、代りに複数枚の基板を装着するようにしてもよい。一般に、静電吸着電極11による吸着力は、処理すべき基板の表面形状に依存し、使用される基板としては吸着すべき導体に制限があり、しかもパターン形成のためにレジストマスクを用いる表面に凸凹があるので、強くできない。また、基板の導体パターンでは強く、それ以外の部分では弱い。さらに基板の熱膨張は材質により異なり、基板の導体パターンでは熱膨張も大きく、プラズマ処理中に膨みが発生し易い。この皺寄せが基板の端面に生じると、基板の端部で異常放電が生じることになる。また静電吸着電極11の表面材がプラズマでエッチングされ、その結果寿命が短くなる。これらの課題を解決するため、アルミナ製のクランプ12は、図示したように基板の周囲縁部を覆うように構成され、また熱膨張を吸収するために基板との間に隙間を残すように構成され得る。さらに静電吸着電極11はリード線13を介して直流電源(図示していない)に接続され、この直流電源は好ましくは全てまたは幾つかの静電吸着電極11に対して共通に設けられ得る。また、静電吸着電極11にはそれぞれ高周波カットフィルタ(図示していない)が接続される。
【0015】
中央のアノード電極3は内部に水冷チャネル14が設けられている。またアノード電極3と各高周波電極2との間の空間において中央のアノード電極3寄りにエッチングガス供給用ガスパイプ15が設けられている。エッチングガスとしてはフッ素を含むハロゲンガスとO2やN2の混合ガス、或いはこの混合ガスにさらにCHF3などのCHを含むガスを混合したものなどが使用され得る。
【0016】
各高周波電極2の両側に設けら、プラズマ領域を限定する仕切り部材6は、高周波プラズマによって誘起される電位を最小にするために上述のようにアース電位に接続され、また各高周波電極2毎のガスの移動すなわちガスの導入及び排気を容易にするため、仕切り部材6は好ましくは開口率45%程度、しかもプラズマの漏れを抑制するため各孔の径3mm以下のメッシュやパンチングメタルで構成される。
【0017】
ところで、図示実施の形態では、高周波電極2は片側に四つずつ設けられているが、二つまたは三つ或いは四つ以上設けてもよい。また図示実施の形態では、二つの高周波電極2に対して一つの高周波電源5が用いられているが、必要により三つ以上の高周波電極2を一つの高周波電源に接続するように構成することもできる。
また、図示装置はバッチ型の装置として実施しているが、当然ロードロック式の装置として実施することもできる。
さらに、本発明においては、真空コンデンサの代りにLC回路を用いても同様な作用効果を得ることができる。
【0018】
次に、本発明に従って、片側に八つずつ全部で16個の高周波電極を設け、図1に示すように、真空チャンバー内の長手方向中央軸線位置に沿って設けた共通のアノード電極の上下各側においてアノード電極に対向させて設け、上下各側の高周波電極を四つ一組としてそれぞれの可変真空コンデンサを介して共通のマッチング回路網及び13.56MHz 、3kWの高周波電源に接続して構成した装置を用意し、真空コンデンサの有無による放電状態及び真空コンデンサの容量の調整を下表に示す。装置の動作条件として真空チャンバー内にCF4とO2をそれぞれ1000SCCM、200SCCM ずつ流し、圧力を10Pa〜30Paとし、投入高周波電力を0.5kW 〜2.5kWとして放電状態を観察した。
【0019】
【0020】
16個の高周波電極に直列に接続した真空コンデンサの容量の値を上の表に示したように調整して、投入高周波電力を2.5kW とした場合の真空チャンバー内圧力10Paと20Paの時のSiO2基板のエッチングレート(オングストローム/分)を測定したところ下記の結果が得られた。
【0021】
上記測定結果から圧力10Paの場合の電極間のばらつきは±1.9%であり、圧力20Paの場合の電極間のばらつきは±3.3%であり、低圧の方がより一様なエッチングレートが得られることが認められる。
【0022】
図3には、ポリイミドの高速エッチングプロセスにおける作業ガスの種類及び流量とエッチング速度との関係を示す。
【0023】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によるプラズマ処理装置においては、真空チャンバー内の長手方向中央軸線位置に、アース電位に接続され、放電空間を制御するアノード電極を配置し、このアノード電極の両側においてアノード電極に対向させて前記複数の高周波電極をそれぞれ配置し、各側の少なくとも二つ以上の高周波電極をそれぞれの真空コンデンサまたはLC回路を介して共通のマッチング回路網及び共通の高周波電源に接続するように構成しているので、全高周波電極に高周波電力を均一に分配することができると共に、電源及びマッチング回路網の数を大幅に(実際には半分以下に)削減することができるようになる。その結果、装置のコストを大幅に低減させることができるだけでなく、装置の重量も低減でき、さらにはメンテナンスのための十分な空間が確保できるなどの効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一つの実施の形態によるプラズマ処理装置を示す概略平面図。
【図2】 図1に示すプラズマ処理装置の細部の構造を示す拡大縦断面図。
【図3】 本発明によるプラズマ処理装置によるポリイミドの高速エッチングプロセスにおける作業ガスの種類及び流量とエッチング速度との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
1:真空チャンバー
2:高周波電極
3:アノード電極(対向電極)
4:真空コンデンサ
5:共通のマッチング回路網及び高周波電源
6:仕切り部材
Claims (5)
- 一つの真空チャンバー内に設けられた複数の高周波電極のそれぞれに処理すべき基板を装着し、真空チャンバー内に発生されたプラズマを利用して所定の処理を行うようにしたプラズマ処理装置において、真空チャンバー内の長手方向中央軸線位置に、アース電位に接続され、放電空間を制御するアノード電極を配置し、このアノード電極の両側においてアノード電極に対向させて前記複数の高周波電極をそれぞれ配置し、各側の少なくとも二つ以上の高周波電極をそれぞれの真空コンデンサを介して共通のマッチング回路網及び高周波電源に接続したことを特徴とするプラズマ処理装置。
- 各高周波電極が水冷本体と静電吸着電極とを備えていることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- 各高周波電極における静電吸着電極をそれぞれの高周波カットフィルタを介して共通の直流電源に接続したことを特徴とする請求項2に記載のプラズマ処理装置。
- さらに各高周波電極により生成されるプラズマの生成空間を仕切るアース電位の仕切り部材を設けたことを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- 一つの真空チャンバー内に設けられた複数の高周波電極のそれぞれに処理すべき基板を装着し、真空チャンバー内に発生されたプラズマを利用して所定の処理を行うようにしたプラズマ処理装置において、真空チャンバー内の長手方向中央軸線位置に、アース電位に接続され、放電空間を制御するアノード電極を配置し、このアノード電極の両側においてアノード電極に対向させて前記複数の高周波電極をそれぞれ配置し、各側の少なくとも二つ以上の高周波電極をそれぞれのLC回路を介して共通のマッチング回路網及び高周波電源に接続したことを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000145487A JP4528418B2 (ja) | 1999-09-03 | 2000-05-17 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24992699 | 1999-09-03 | ||
JP11-249926 | 1999-09-03 | ||
JP2000145487A JP4528418B2 (ja) | 1999-09-03 | 2000-05-17 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001144079A JP2001144079A (ja) | 2001-05-25 |
JP4528418B2 true JP4528418B2 (ja) | 2010-08-18 |
Family
ID=26539556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000145487A Expired - Lifetime JP4528418B2 (ja) | 1999-09-03 | 2000-05-17 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4528418B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101754564B (zh) * | 2008-12-09 | 2014-02-19 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 等离子体加工设备 |
KR101151419B1 (ko) | 2010-07-30 | 2012-06-01 | 주식회사 플라즈마트 | Rf 전력 분배 장치 및 rf 전력 분배 방법 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0430728U (ja) * | 1990-07-04 | 1992-03-12 | ||
JPH06120171A (ja) * | 1992-10-02 | 1994-04-28 | Toshiba Corp | ドライエッチング装置 |
JPH0786238A (ja) * | 1993-06-29 | 1995-03-31 | Kokusai Electric Co Ltd | プラズマ励起用電極 |
JPH08236602A (ja) * | 1995-02-27 | 1996-09-13 | Fujitsu Ltd | 静電吸着装置 |
JPH0982683A (ja) * | 1995-09-12 | 1997-03-28 | Toshiba Corp | ドライエッチング装置 |
JPH09320966A (ja) * | 1996-05-27 | 1997-12-12 | Sharp Corp | プラズマ励起化学気相成長装置及びプラズマエッチング装置 |
-
2000
- 2000-05-17 JP JP2000145487A patent/JP4528418B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0430728U (ja) * | 1990-07-04 | 1992-03-12 | ||
JPH06120171A (ja) * | 1992-10-02 | 1994-04-28 | Toshiba Corp | ドライエッチング装置 |
JPH0786238A (ja) * | 1993-06-29 | 1995-03-31 | Kokusai Electric Co Ltd | プラズマ励起用電極 |
JPH08236602A (ja) * | 1995-02-27 | 1996-09-13 | Fujitsu Ltd | 静電吸着装置 |
JPH0982683A (ja) * | 1995-09-12 | 1997-03-28 | Toshiba Corp | ドライエッチング装置 |
JPH09320966A (ja) * | 1996-05-27 | 1997-12-12 | Sharp Corp | プラズマ励起化学気相成長装置及びプラズマエッチング装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001144079A (ja) | 2001-05-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100394484B1 (ko) | 플라즈마 처리 방법 및 장치 | |
JP3123883U (ja) | プラズマ処理チャンバ内で使用されるプロセスキット | |
US8080126B2 (en) | Plasma processing apparatus | |
EP0064163B1 (en) | High speed plasma etching system | |
US7510667B2 (en) | Plasma processing method and apparatus | |
KR100926380B1 (ko) | 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 | |
EP1079671A2 (en) | Antenna device for generating inductively coupled plasma | |
US10264662B2 (en) | Plasma processing apparatus | |
TWI408744B (zh) | Plasma processing device and plasma processing method | |
US20130112666A1 (en) | Plasma processing apparatus | |
JP2006511059A (ja) | 半導体チャンバ、及びプラズマ処理チャンバ内のプラズマの制御方法 | |
JP2006502556A (ja) | 半導体ワークピースを処理するためのプラズマリアクタ | |
KR100842947B1 (ko) | 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치 | |
KR20060056972A (ko) | 플라즈마 처리 장치에서 회귀 전류의 균형을 이루는 방법 | |
JP4585648B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP4467667B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP3646901B2 (ja) | プラズマ励起用アンテナ、プラズマ処理装置 | |
JP4528418B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
KR20100129368A (ko) | 복합 주파수를 이용한 대면적 플라즈마 반응기 | |
JP4576011B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
KR100753869B1 (ko) | 복합형 플라즈마 반응기 | |
JPH08222399A (ja) | 高周波プラズマ発生装置 | |
CN214477329U (zh) | 等离子体处理装置和下电极组件 | |
KR20050001831A (ko) | 플라즈마 처리 장치 | |
EP3748668B1 (en) | Reactive ion etching device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070418 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070927 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100210 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100412 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100512 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100607 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130611 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4528418 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |