JP6671034B2 - Plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品が実装される基板のクリーニングやエッチングを行うプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method for cleaning and etching a substrate on which electronic components are mounted.
プラズマ処理装置は、減圧雰囲気を形成するチャンバと、チャンバ内に装着された電極体と、電極体に高周波電力を印加する電源部とを具備する。基板を電極体の上に載置し、チャンバ内にガスを導入し、電極体に高周波電力を印加することにより、プラズマが発生し、プラズマに含まれるイオンやラジカルによるエッチング作用により基板の表面処理が行われる。 The plasma processing apparatus includes a chamber that forms a reduced-pressure atmosphere, an electrode body mounted in the chamber, and a power supply that applies high-frequency power to the electrode body. The substrate is placed on the electrode body, gas is introduced into the chamber, and high-frequency power is applied to the electrode body to generate plasma, and the surface treatment of the substrate is performed by an etching action by ions and radicals contained in the plasma. Is performed.
基板は、搬送経路を形成するレールに支持された状態でチャンバ内に搬入される。基板は、チャンバ内で電極体と対向するように配置される。このとき、基板と電極体との間に不規則な隙間が生じると、その隙間で異常放電が発生することがある。 The substrate is carried into the chamber while being supported by rails forming a transfer path. The substrate is disposed in the chamber so as to face the electrode body. At this time, if an irregular gap is formed between the substrate and the electrode body, abnormal discharge may occur in the gap.
そこで、特許文献1は、複数のレールを一体に保持するレール保持体をプラズマ処理装置に設けるとともに、プラズマ発生中は複数のレールによって基板が電極体に押圧されるように、レール保持体を移動させることを提案している。レール保持体は、電極体の周囲に沿って電極体を囲むように配置されている。レール保持体は、強度、軽量化、耐プラズマ性などの理由から、アルミニウム、ステンレス鋼などの導体で形成されている。 Therefore, Patent Document 1 discloses a method in which a rail holding body that integrally holds a plurality of rails is provided in a plasma processing apparatus, and the rail holding body is moved so that a substrate is pressed against an electrode body by the plurality of rails during plasma generation. Propose to let. The rail holder is arranged along the periphery of the electrode body so as to surround the electrode body. The rail holder is formed of a conductor such as aluminum or stainless steel for reasons such as strength, weight reduction, and plasma resistance.
特許文献1は、電極体との間に不規則な隙間が生じないように基板を配置し、その状態で基板をプラズマ処理することを前提としている。この場合、基板は電極体に押圧されるため、基板の片面(上面)だけがプラズマ処理され、基板の電極体との対向面(裏面)を処理することができない。一方、例えばプラズマに含まれる中性のラジカルを利用した化学的エッチングを行う場合には、基板と電極体の間に一定の距離を設けた状態でプラズマを発生させれば、プラズマ中のラジカルが基板と電極体の間の空間にも拡散するため、基板の両面を一度にプラズマ処理することが可能となり、効率的である。よって、基板と電極体との距離を変化させることができ、基板を電極体に押圧した状態だけでなく、基板と電極体との間に一定の距離を設けた状態でもプラズマ処理を行うことができるプラズマ処理装置が望まれている。 Patent Document 1 is based on the premise that a substrate is arranged so that no irregular gap is generated between the electrode body and the substrate, and the substrate is subjected to plasma processing in that state. In this case, since the substrate is pressed against the electrode body, only one surface (upper surface) of the substrate is subjected to plasma processing, and the surface of the substrate facing the electrode body (back surface) cannot be processed. On the other hand, for example, when performing chemical etching using neutral radicals contained in plasma, if plasma is generated with a certain distance provided between the substrate and the electrode body, radicals in the plasma will be generated. Since it also diffuses into the space between the substrate and the electrode body, it is possible to perform plasma processing on both surfaces of the substrate at once, which is efficient. Therefore, the distance between the substrate and the electrode body can be changed, and the plasma processing can be performed not only in a state where the substrate is pressed against the electrode body but also in a state where a certain distance is provided between the substrate and the electrode body. There is a need for a plasma processing apparatus that can be used.
そのためには、基板と電極体との距離を変化させるために、複数のレールを一体に保持するレール保持体の位置を移動させる必要がある。通常、プラズマ処理装置のチャンバは、装置の設置面積を小さくするため、電極体と電極体の周囲に配置されるレール保持体とを収容できる最小限の寸法であることが望ましく、したがって、電極体とレール保持体との間隔は狭い。しかし、電極体とレール保持体との間隔が狭い状態で、両者の位置関係が変化すると、異常放電が生じ易くなることがある。 For that purpose, in order to change the distance between the substrate and the electrode body, it is necessary to move the position of the rail holder that integrally holds the plurality of rails. In general, the chamber of the plasma processing apparatus is desirably of a minimum size capable of accommodating the electrode body and the rail holder arranged around the electrode body in order to reduce the installation area of the apparatus. The distance between the rail and the rail holder is small. However, if the positional relationship between the electrode body and the rail holder is changed in a state where the distance between the electrode body and the rail holder is small, abnormal discharge may easily occur.
具体的には、レール保持体の電極体側の側面や、電極体の外縁部の側面に、プラズマ処理により生成された反応生成物が付着すると、局所的にチャージアップしたり、電極体とレール保持体との間隔がさらに狭まったりして、異常放電が生じ易くなる。また、導体で形成され、接地されているレール保持体の電極体側の角部が、高周波電力の印加されている電極体の外縁部の側面に近接していると、角部に電界が集中し、異常放電が生じ易くなる。このような異常放電は、高周波電力が大きいほど顕著になる。よって、プラズマ処理装置の処理能力を高めるために高周波電力を大きくすることが困難になる。 Specifically, when a reaction product generated by the plasma treatment adheres to the side surface of the rail holder on the side of the electrode body or the side surface of the outer edge of the electrode body, a local charge-up occurs, Abnormal discharge is more likely to occur because the distance from the body is further reduced. Also, if the corner of the electrode holder side of the rail holder, which is formed of a conductor and is grounded, is close to the side surface of the outer edge of the electrode body to which high-frequency power is applied, the electric field concentrates on the corner. , Abnormal discharge is likely to occur. Such abnormal discharge becomes more remarkable as the high-frequency power increases. Therefore, it becomes difficult to increase the high frequency power in order to increase the processing capability of the plasma processing apparatus.
上記に鑑み、本発明の一局面は、基板を収容するチャンバと、前記チャンバ内で前記基板を支持する複数のレールと、前記チャンバ内に収容された前記基板と対向するように配置された電極体と、前記複数のレールを一体に保持するとともに前記電極体の周囲に配置されたレール保持体と、前記基板と前記電極体との距離を変化させるために前記レール保持体を前記基板とともに移動させる移動手段と、前記チャンバ内にプラズマを発生させるために前記電極体に高周波電力を印加する電源部と、を備え、前記基板を前記プラズマに暴露させるときに、前記レール保持体と前記電極体とを結ぶ最短経路を遮るように、絶縁部材が配置される、プラズマ処理装置に関する。 In view of the above, one aspect of the present invention provides a chamber for accommodating a substrate, a plurality of rails for supporting the substrate in the chamber, and an electrode disposed so as to face the substrate accommodated in the chamber. A body, the plurality of rails are integrally held, and a rail holder disposed around the electrode body; and the rail holder is moved together with the substrate to change a distance between the substrate and the electrode body. And a power supply unit for applying high-frequency power to the electrode body to generate plasma in the chamber, and when exposing the substrate to the plasma, the rail holder and the electrode body. The present invention relates to a plasma processing apparatus in which an insulating member is arranged so as to block a shortest path connecting the two.
本発明の別の局面は、複数のレールを用いて基板をチャンバ内で電極体と対向させる工程と、前記チャンバ内にプラズマを発生させるために前記電極体に高周波電力を印加する工程と、前記チャンバ内に発生させたプラズマに前記基板を暴露させる工程と、を具備し、前記複数のレールは、前記電極体の周囲に配置されたレール保持体により一体に保持されており、前記レール保持体は、前記基板と前記電極体との距離を変化させるように前記基板とともに移動可能であり、前記基板を前記プラズマに暴露させるときに、前記レール保持体と前記電極体とを結ぶ最短経路を遮るように、絶縁部材を配置する、プラズマ処理方法に関する。 Another aspect of the present invention is a step of using a plurality of rails to face the substrate to the electrode body in the chamber, applying high-frequency power to the electrode body to generate plasma in the chamber, Exposing the substrate to plasma generated in a chamber, wherein the plurality of rails are integrally held by a rail holder disposed around the electrode body, and the rail holder Is movable together with the substrate so as to change the distance between the substrate and the electrode body, and when exposing the substrate to the plasma, blocks a shortest path connecting the rail holder and the electrode body. Thus, the present invention relates to a plasma processing method in which an insulating member is arranged.
本発明によれば、レール保持体と電極体との位置関係に関わらず、レール保持体と電極体との間で、異常放電が発生するのを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress occurrence of abnormal discharge between the rail holder and the electrode body, regardless of the positional relationship between the rail holder and the electrode body.
本発明に係るプラズマ処理装置は、基板を収容するチャンバと、チャンバ内で基板を支持する複数のレールと、チャンバ内に収容された基板と対向するように配置された電極体と、複数のレールを一体に保持するとともに電極体の周囲に配置されたレール保持体と、基板と電極体との距離を変化させるためにレール保持体を基板とともに移動させる移動手段と、チャンバ内にプラズマを発生させるために電極体に高周波電力を印加する電源部とを備える。レール保持体は、強度、軽量化、耐プラズマ性などの理由から、アルミニウム、ステンレス鋼などの導体で形成されている。 A plasma processing apparatus according to the present invention includes a chamber accommodating a substrate, a plurality of rails supporting the substrate in the chamber, an electrode body disposed to face the substrate accommodated in the chamber, and a plurality of rails. And a rail holding member disposed around the electrode body, moving means for moving the rail holding member together with the substrate to change the distance between the substrate and the electrode body, and generating plasma in the chamber. For applying high frequency power to the electrode body. The rail holder is formed of a conductor such as aluminum or stainless steel for reasons such as strength, weight reduction, and plasma resistance.
移動手段によるレール保持体の移動幅は、特に限定されない。ただし、基板をプラズマに暴露させ、基板をプラズマ処理するときの、基板と電極体との距離の変化幅は、通常は0〜40mmの範囲内である。基板と電極体との距離は、基板のサイズ、種類、プラズマ処理の条件に応じて前記範囲から適宜設定される。 The moving width of the rail holder by the moving means is not particularly limited. However, when the substrate is exposed to the plasma and the substrate is subjected to the plasma treatment, the variation width of the distance between the substrate and the electrode body is usually in the range of 0 to 40 mm. The distance between the substrate and the electrode body is appropriately set from the above range according to the size and type of the substrate and the conditions of the plasma processing.
基板をプラズマ処理するときには、レール保持体と電極体との位置関係に関わらず、レール保持体と電極体とを結ぶ最短経路を遮るように絶縁部材が配置される。これにより、レール保持体と電極体との間での異常放電が抑制される。よって、高周波電力の出力を高めて、エッチングレートを高めることが容易となる。 When the substrate is subjected to plasma processing, an insulating member is arranged so as to block the shortest path connecting the rail holder and the electrode body, regardless of the positional relationship between the rail holder and the electrode body. This suppresses abnormal discharge between the rail holder and the electrode body. Therefore, it becomes easy to increase the output of the high-frequency power and increase the etching rate.
イオンによる物理的エッチングを行う場合、できるだけエッチングレートを高める観点からは、基板と電極体との距離をできるだけ小さくすることが望ましく、基板を電極体の表面に接触させることが望ましい。ここで、基板と電極体とが最も近づくときの基板と電極体との距離を第1距離と定義する。 When performing physical etching using ions, from the viewpoint of increasing the etching rate as much as possible, it is desirable that the distance between the substrate and the electrode body be as small as possible, and that the substrate be in contact with the surface of the electrode body. Here, the distance between the substrate and the electrode body when the substrate and the electrode body are closest to each other is defined as a first distance.
第1距離は0〜2mmであることが望ましく、第1距離はゼロである(すなわち基板と電極体とが接触する)ことがさらに望ましい。これにより、電極体に印加される高周波電力を効率的に基板に作用させることができ、プラズマ中のイオンを十分に加速させてから基板に衝突させることができるため、物理的エッチングの効果を高めることができる。物理的エッチングでは、プロセスガスとして、アルゴン、ヘリウムなどを用いることが好ましい。 The first distance is desirably 0 to 2 mm, and the first distance is more desirably zero (that is, the substrate and the electrode body are in contact with each other). Thereby, the high-frequency power applied to the electrode body can be efficiently applied to the substrate, and the ions in the plasma can be sufficiently accelerated before colliding with the substrate, thereby enhancing the effect of the physical etching. be able to. In physical etching, it is preferable to use argon, helium, or the like as a process gas.
ラジカルによる化学的エッチングを行う場合には、基板と電極体との距離を、第1距離より大きい第2距離にして、基板と電極体との間にプラズマを侵入させてもよい。第2距離は、5〜20mmであることがより望ましい。これにより、基板の両面を同時にプラズマ処理することができる。化学的エッチングでは、プロセスガスとして、酸素、フッ化炭素などを用いることが好ましい。 In the case of performing chemical etching using radicals, the distance between the substrate and the electrode body may be set to a second distance larger than the first distance, and plasma may be caused to enter between the substrate and the electrode body. More preferably, the second distance is 5 to 20 mm. Thereby, both surfaces of the substrate can be simultaneously subjected to plasma processing. In chemical etching, it is preferable to use oxygen, fluorocarbon, or the like as a process gas.
レール保持体は、電極体を囲むように電極体の周囲に配置されている。また、レール保持体と電極体との位置関係が変更される場合でも、基板をプラズマ処理するときの基板と電極体との距離が極端に大きくなることはない。そのため、レール保持体の電極体側の側面と、電極体の外縁部の側面とは、基板をプラズマ処理するときには、少なくとも部分的に対向した状態にある。つまり、レール保持体と電極体とを結ぶ最短経路は、レール保持体の電極体側の側面上の点と、電極体の外縁部の側面上の点と、を結ぶ最短経路である。よって、絶縁部材は、電極体の外縁部またはレール保持体の内周面に沿った形状であり、環状もしくは枠状になる。 The rail holder is arranged around the electrode body so as to surround the electrode body. Further, even when the positional relationship between the rail holder and the electrode body is changed, the distance between the substrate and the electrode body when the substrate is subjected to the plasma processing does not become extremely large. Therefore, the side surface of the rail holder on the electrode body side and the side surface of the outer edge of the electrode body are at least partially opposed to each other when the substrate is subjected to plasma processing. That is, the shortest path connecting the rail holder and the electrode body is the shortest path connecting a point on the side surface of the rail holder on the electrode body side and a point on the side surface of the outer edge portion of the electrode body. Therefore, the insulating member has a shape along the outer edge of the electrode body or the inner peripheral surface of the rail holder, and has an annular or frame shape.
環状もしくは枠状の絶縁部材は、電極体およびレール保持体の少なくとも一方に装着される独立した部材であってもよく、電極体およびレール保持体の少なくとも一方の側面の所定部分を覆うように形成された被膜状の絶縁部材であってもよい。また、環状もしくは枠状の絶縁部材の材質は、例えばアルミナ、シリカなどの金属酸化物、窒化珪素、窒化アルミニウムなどの金属窒化物、その他絶縁性セラミック材料であればよい。このとき、絶縁部材の上記最短経路に平行な方向における厚さは、1〜10mmであることが望ましい。 The annular or frame-shaped insulating member may be an independent member attached to at least one of the electrode body and the rail holder, and is formed so as to cover a predetermined portion of at least one side surface of the electrode body and the rail holder. It may be a coated insulating member. The material of the annular or frame-shaped insulating member may be any metal oxide such as alumina or silica, metal nitride such as silicon nitride or aluminum nitride, or any other insulating ceramic material. At this time, the thickness of the insulating member in a direction parallel to the shortest path is desirably 1 to 10 mm.
絶縁部材は、プラズマ処理が行われるときにレール保持体と電極体とを結ぶ最短経路が絶縁部材で遮られるように、例えば、電極体の外縁部の側面の少なくとも一部を覆うように電極体に設けられる。あるいは、絶縁部材は、レール保持体の電極体側の側面の少なくとも一部を覆うようにレール保持体に設けられる。 The insulating member is configured so that the shortest path connecting the rail holder and the electrode body is interrupted by the insulating member when the plasma processing is performed, for example, to cover at least a part of the side surface of the outer edge of the electrode body. Is provided. Alternatively, the insulating member is provided on the rail holder so as to cover at least a part of the side surface on the electrode body side of the rail holder.
電極体の少なくとも一部は、導体で形成されており、導体部分は複数のパーツで構成されてもよい。また、電極体の基板との対向面には、絶縁層が形成されていてもよい。ただし、エッチングレートをより高める観点からは、電極体の基板との対向面には、導体部分が露出していることが望ましい。 At least a part of the electrode body is formed of a conductor, and the conductor portion may be composed of a plurality of parts. Further, an insulating layer may be formed on the surface of the electrode body facing the substrate. However, from the viewpoint of further increasing the etching rate, it is desirable that the conductor portion is exposed on the surface of the electrode body facing the substrate.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法について、具体的に説明する。
図1は、プラズマ処理装置100の外観を模式的に示す斜視図である。プラズマ処理装置100は、基体110と、内側にドーム状の空間を有する蓋体120とで形成されている。基体110は、外部レール200と連結されている。
Hereinafter, a plasma processing apparatus and a plasma processing method according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the appearance of the
図2は、プラズマ処理装置100の基体110を模式的に示す斜視図であり、図3は、基体110を模式的に示す平面図である。外部レール200は、内部レール130と連結されており、内部レール130とともに、基板300を搬送する搬送経路を形成している。基板300は、内部レール130を介して電極体112と対向するように基体110に装着されるか、電極体112の上面に載置される。すなわち、基板300を収容するチャンバは、基体110と蓋体120とが一体となることで形成される。電極体112は、電源部400と接続されている。電源部400は、例えば高周波電源401と、自動整合器402とで構成されている。自動整合器402は、電極体112と蓋体120との間に印加される高周波の反射波による干渉を防止する作用を有する。
FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating the
蓋体120は、基体110が具備する電極体112の対極としての機能を有している。基板300は、外部レール200から内部レール130に受け渡されることによりチャンバ内に搬入され、プラズマ処理された後、内部レール130から外部レール200に受け渡されることによりチャンバ外に搬出される。
The
チャンバ内は、チャンバと連通する排気口117を介して、減圧雰囲気に維持可能である。排気口117は、図示しない真空吸引手段と連通している。真空吸引手段は、真空ポンプ、排気配管、圧力調整バルブなどで構成されている。基体110と蓋体120との間にはシール部材116が設けられ、チャンバ内の密閉性が高められる。なお、図示しないが、プラズマ処理装置100は、プラズマ原料となるプロセスガスをチャンバ内に導入するためのガス供給手段を具備する。ガス供給手段は、アルゴン、酸素、窒素などのプロセスガスを供給するガスボンベ、チャンバ内にプロセスガスを導入する配管などで構成されている。
The inside of the chamber can be maintained at a reduced pressure atmosphere through an
図2および図3に示すように、内部レール130は、電極体112を囲むように配置された枠状のレール保持体140に一体に保持されている。図4は、レール保持体と複数のレールとを模式的に示す斜視図である。レール保持体140は、シャフト141を具備し、シャフト141を基体110のベース111(図4参照)に対して摺動させることにより上下に移動可能となっている。内部レール130は、その長手方向の両端部において、レール保持体140に固定されている。よって、内部レール130は、レール保持体140とともに上下に移動する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
内部レール130は、プラズマ処理中にプラズマに晒されるため、硬度の高い絶縁材料で形成することが好ましい。内部レール130を構成する絶縁材料としては、アルミナ、シリカなどの金属酸化物、窒化珪素、窒化アルミニウムなどの金属窒化物、その他絶縁性セラミック材料などが好ましい。一方、レール保持体140は、強度、軽量化、耐プラズマ性などの理由から、導体で形成されている。
Since the
図5および図6は、図3に示すプラズマ処理装置100のA−A線断面図に相当する。図5は、チャンバを開放した状態(蓋体120を基体110から離した状態)を示している。基板300のチャンバ内への搬入時およびチャンバ外への搬出時には、チャンバが開放される。図6は、チャンバを閉じた状態(蓋体120の開口端を基体110に接触させた状態)を示している。基板300をプラズマ処理する際には、チャンバが閉じられる。チャンバの開閉は、蓋体120が基体110に対して、上下に移動することで行われる。蓋体120の移動は、図示しない所定の駆動源によって制御される。
5 and 6 correspond to a cross-sectional view taken along line AA of the
図5および図6では、電極体112は、第1絶縁部材114を介して、ベース111により保持されている。電極体112は、プラズマ処理の際に基板300に面する上部電極体112aと、第1絶縁部材114を介してベース111に面する下部電極体112bとで構成されている。上部電極体112aおよび下部電極体112bは、いずれも導体で形成されている。電極体112の外縁部には、上部電極体112aと下部電極体112bとの間に挟持されるように、枠状の第2絶縁部材115が装着されている。これにより、電極体112の外縁部の側面は、その全周に亘って第2絶縁部材115で覆われ、枠状のレール保持体140と電極体112とを結ぶ最短経路が過不足なく第2絶縁部材で遮られる。
5 and 6, the
プラズマ処理装置100において、基板300と電極体112との距離を変化させるためにレール保持体140を移動させる移動手段は、基体110に装着された付勢手段118と、蓋体120に設けられた連動手段121とで構成されている。
In the
付勢手段118の付勢力は、基板300と電極体112との距離を大きくする方向に作用する。すなわち、付勢手段118は、無負荷状態では、レール保持体140を上方に押し上げており、内部レール130に支持されている基板300と電極体112との間には十分な隙間が形成される。付勢手段118が無負荷状態となるのは、蓋体120が基体110から十分に離れ、チャンバが開放された状態で達成される。
The urging force of the urging means 118 acts in a direction to increase the distance between the
蓋体120の開口端が基体110に密着し、チャンバが閉じられた状態では、蓋体120に設けられた連動手段121がレール保持体140に当接し、レール保持体140に対して、付勢手段118による付勢力に対向する力を作用させる。これにより、レール保持体140は下方に押し下げられる。
In a state where the opening end of the
チャンバが閉じられた状態において、基板300と電極体112との距離は、最小の第1距離になる。一方、チャンバが完全に開放された状態において、基板300と電極体112との距離は、第1距離より大きい第2距離になる。
In a state where the chamber is closed, the distance between the
連動手段121は、チャンバが閉じられた状態において、基板300と電極体112との距離が第1距離になるようにレール保持体140を押圧できる部材であればよい。連動手段121は、例えば、蓋体120の内壁面に着脱可能に装着された突起部材であればよい。突起部材の形状は特に限定されない。
The interlocking means 121 may be any member that can press the
連動手段121を蓋体120の内壁面から取り外すと、チャンバが閉じられた状態においても、基板300と電極体112との距離は、第1距離よりも大きい第2距離のままで内部レール130に支持される。これにより、プラズマを基板300の両面に対して作用させることができる。すなわち、図示例のプラズマ処理装置100は、連動手段121の着脱により、基板300と電極体112との距離を変更できるように設計されている。また、電極体112の外縁部の側面が第2絶縁部材115で覆われているため、連動手段121が装着されているとき、および連動手段121が取り外されているときの両方において、異常放電の発生を抑制することができる。
When the interlocking means 121 is removed from the inner wall surface of the
内部レール130は、基板300の搬送方向に延在するようにレール保持体140に架け渡されている。基板300を支持する一対の内部レール130は、それぞれが、基板300を搬送するときに基板300の端部の下面と当接する摺動面131を具備する。このような摺動面131は、一対の内部レール300の互いに対向する側面のそれぞれに、溝を形成することにより設けられる。なお、内部レール130は、チャンバ内で基板300を少なくとも一時的に支持する機能を有すればよく、常に、基板300を支持している必要はない。例えば、基板300が電極体112の上面に載置されているときには、内部レール130が基板300を支持する必要はない。
The
摺動面131の対岸には、基板300と電極体112との距離を第1距離に設定するときに基板300の端部の上面と当接する鍔部132が存在する。鍔部132の下面(基板300の端部の上面と当接する面)は、基板300の搬送中には、電極体112の上面よりも上方に配置される。鍔部132の下面は、基板300と電極体112との距離が第1距離であるときには、電極体112の上面と同程度に配置される。このとき、基板300の端縁は、鍔部132の下面により、電極体112に対して押圧される。これにより、基板300と電極体112との間には、不規則な隙間が形成されにくくなっている。
On the opposite side of the sliding
電極体112の上面は、基板300と電極体112との距離が第1距離であるときに、内部レール130を収容する溝112gを有する。溝112gの深さは、基板300と電極体112との距離が第1距離であるときに、鍔部132の下面が、電極体112の上面と同程度になるように設計されている。
The upper surface of the
電極体112を、上部電極体112aと、下部電極体112bとで構成する場合、上部電極体112aを交換することで、基板300の種類に応じて、基板300と電極体112との距離や上部電極体112aの材質を柔軟に変更することが可能となる。このときは、平板状の下部電極体112bの上面に、複数の板状部材を並べて、複数の板状部材からなる上部電極体112aを構成してもよい。
When the
次に、図7および図8は、図3に示すプラズマ処理装置100の変形例を示し、それぞれが図5および図6に対応するA−A線における矢視断面図である。図7は、チャンバを開放した状態を示している。図8は、チャンバを閉じた状態を示している。図7および図8でも、図1〜6に示す構成要素に対応する構成要素には同じ符号を付している。
Next, FIGS. 7 and 8 show modified examples of the
図7および図8に示す変形例では、電極体112の外縁部には絶縁部材が設けられず、レール保持体140の電極体112側の側面を覆うように、第3絶縁部材142がレール保持体に装着されている。これにより、枠状のレール保持体の内周面に沿って形成されるレール保持体と電極体とを結ぶ最短経路を、過不足なく第3絶縁部材142で遮ることができる。なお、図示例では、第3絶縁部材142は、レール保持体140の電極体112側の側面だけを覆っているが、第3絶縁部材142は、更にレール保持体140の下面を覆ってもよく、レール保持体140の全面を覆ってもよい。
In the modified examples shown in FIGS. 7 and 8, no insulating member is provided on the outer edge of the
次に、本発明に係るプラズマ処理方法は、基板を複数のレールに支持させてチャンバ内で電極体と対向させる工程と、チャンバ内にプラズマを発生させるために電極体に高周波電力を印加する工程と、チャンバ内に発生させたプラズマに基板を暴露させる工程と、を具備する。ここで、複数のレールは、電極体の周囲に配置されたレール保持体により一体に保持されている。レール保持体は、基板と電極体との距離を変化させるように移動可能である。ただし、基板をプラズマに暴露させるとき、レール保持体と電極体とを結ぶ最短経路を遮るように、絶縁部材が配置される。上記プラズマ処理方法には、上記プラズマ処理装置を用いて基板をプラズマ処理する方法が包含される。 Next, the plasma processing method according to the present invention includes a step of supporting the substrate on a plurality of rails to face the electrode body in the chamber and a step of applying high-frequency power to the electrode body to generate plasma in the chamber. And exposing the substrate to plasma generated in the chamber. Here, the plurality of rails are integrally held by a rail holding body disposed around the electrode body. The rail holder is movable so as to change the distance between the substrate and the electrode body. However, when exposing the substrate to plasma, the insulating member is arranged so as to block the shortest path connecting the rail holder and the electrode body. The plasma processing method includes a method of performing plasma processing on a substrate using the plasma processing apparatus.
以下、基板300と電極体112との距離を最小の第1距離に設定して、プラズマ処理を行う第1の方法について説明する。
まず、チャンバが開放された状態で、基板300が外部レール200から基体110が具備する内部レール130に受け渡される。その後、基板300は、内部レール130の摺動面131に接触しながら電極体112との対向位置まで移送される。このとき、レール保持体140は、付勢手段118からの付勢力によって内部レール130を押し上げており、基板300と電極体112との間には十分な距離(第2距離)がある。
Hereinafter, a first method of performing the plasma processing by setting the distance between the
First, with the chamber open, the
次に、蓋体120を基体110の方向に移動させてチャンバを閉じる。このとき、蓋体120に設けられた連動手段121の先端がレール保持体140に当接し、蓋体120の移動に連動してレール保持体140を下方に押し下げる。これに伴い、内部レール130と基板300も下方に押し下げられる。内部レール130が電極体112の溝112gの底面に当接すると、内部レール130の鍔部132の下面が基板300の端部の上面と当接し、基板300が電極体112の上面にしっかりと固定される。その結果、基板300と電極体112との距離は最小の第1距離で固定され、基板300と電極体112との間に不規則な隙間が形成されることが抑制される。
Next, the
次に、密閉状態のチャンバ内の空気を、吸引手段を用いて排気し、所定の減圧状態に至った時点で、例えば基体110の内部に装着されたガス供給手段からチャンバ内にアルゴンなどのプロセスガスが導入される。
Next, the air in the sealed chamber is exhausted using a suction means, and when a predetermined reduced pressure state is reached, for example, a process such as argon is introduced into the chamber from a gas supply means mounted inside the
チャンバ内が所定の圧力に達した時点で、電源部400により、電極体112と接地された蓋体120との間に、高周波電力が印加される。これにより、チャンバ内のプロセスガスがプラズマ化される。その結果、基板300の表面は、プラズマに暴露され、基板300の表面が洗浄される。
When the pressure in the chamber reaches a predetermined pressure, the
プラズマによる基板300の洗浄が終了すると、チャンバ内が大気に開放され、減圧状態が解除される。次に、蓋体120を基体110に対して上昇させると、連動手段121によるレール保持体140への付勢力が解除され、基板300を支持した内部レール130がレール保持体140とともに上昇する。これにより、内部レール130の摺動面131と外部レール200とが同一平面内に配置され、基板300が外部レール200に受け渡されて搬出される。
When the cleaning of the
次に、基板300と電極体112との距離を最大の第2距離に設定して、プラズマ処理を行う第2の方法について説明する。
まず、第1の方法と同様に、チャンバが開放された状態で、基板300が外部レール200から基体110が具備する内部レール130に受け渡され、所定の位置まで移送される。このとき、基板300と電極体112との距離は、第2距離に設定されている。
Next, a second method for performing the plasma processing by setting the distance between the
First, as in the first method, with the chamber open, the
次に、連動手段121が取り外された蓋体120を、基体110の方向に移動させてチャンバを閉じる。このとき、レール保持体140は、蓋体120の移動に連動することなく、静止した状態である。よって、基板300と電極体112との距離は最大の第2距離のままである。
Next, the
次に、密閉状態のチャンバ内の空気を排気し、所定の減圧状態に至った時点で、チャンバ内に、化学的エッチングを行うための酸素などのプロセスガスが導入される。 Next, the air in the hermetically sealed chamber is exhausted, and when a predetermined reduced pressure state is reached, a process gas such as oxygen for performing chemical etching is introduced into the chamber.
チャンバ内が所定の圧力に達した時点で、電源部400により、電極体112と接地された蓋体120との間に高周波電力が印加される。これにより、チャンバ内のプロセスガスがプラズマ化される。プラズマは、基板300と電極体112との間の空間にも回り込むことができるため、基板300の両面が洗浄される。
When the pressure in the chamber reaches a predetermined pressure, the
プラズマによる基板300の洗浄が終了すると、チャンバ内が大気に開放され、蓋体120を基体110に対して上昇させる。このとき、内部レール130の摺動面131と外部レール200とは同一平面内に配置されているため、基板300はそのまま外部レール200に受け渡され、搬出される。
When the cleaning of the
ここで、第1の方法と第2の方法とでは、基板300と電極体112との距離が異なっており、レール保持体140と電極体112との位置関係も異なっている。そのため、仮にレール保持体140と電極体112とを結ぶ最短経路を遮る第2絶縁部材または第3絶縁部材が存在しない場合には、少なくともどちらかの方法で基板300をプラズマ処理する際に、レール保持体140と電極体112との間で異常放電が生じ易くなる。具体的には、レール保持体140の電極体112側の側面や、電極体112の外縁部の側面に、プラズマ処理により生成された反応生成物が付着すると、局所的にチャージアップしたり、電極体112とレール保持体140との間隔がさらに狭まったりして、異常放電が生じ易くなる。また、導体で形成され、接地されているレール保持体140の電極体112側の角部が、高周波電力の印加されている電極体112の外縁部の側面に近接していると、角部に電界が集中し、異常放電が生じ易くなる。一方、上記実施形態では、電極体112の外縁部の側面を覆う第2絶縁部材またはレール保持体140の電極体112側の側面を覆う第3絶縁部材が存在するため、基板300と電極体112との距離に関係なく、異常放電の発生が抑制される。
Here, the distance between the
なお、上記実施形態では、レール保持体140の移動を蓋体120の移動に連動させる場合を示したが、蓋体120とは独立に、レール保持体140を上下に移動させる機構を装着してもよい。例えば、蓋体120に連動手段121を設けず、かつ基体110に付勢手段118を設ける代わりに、レール保持体140のシャフト141を上下させる昇降機構(エアーアクチュエータなど)を装着してもよい。この場合、レール保持体140の移動は蓋体120の移動に連動せず、任意のタイミングでレール保持体140を移動可能になる。よって、チャンバ内を大気に開放することなく、例えば、プラズマ処理の途中で、基板300と電極体112との距離を変更させることができる。
In the above embodiment, the case where the movement of the
また、連動手段121を取り付ける位置(高さ)を可変にしたり、サイズの異なる複数種の連動手段121から任意の連動手段を選択して蓋体120に取り付け可能にしたりすることで、基板300と電極体112との距離を可変にすることもできる。
Further, by changing the position (height) at which the interlocking means 121 is attached, or by selecting an arbitrary interlocking means from a plurality of types of interlocking means 121 having different sizes so that the interlocking means 121 can be attached to the
また、上記実施形態では、プラズマ処理装置100を用いて基板300を洗浄する場合を説明したが、基板300に対してエッチング加工を行う場合にも、上記方法に準じてエッチングを行うことができる。
In the above embodiment, the case where the
本発明に係るプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法は、特に、基板と電極体との距離を変更することが望まれる場合や、高出力の電力で効率的なプラズマ処理を行うことが望まれる場合に適している。 The plasma processing apparatus and the plasma processing method according to the present invention are particularly preferable when it is desired to change the distance between the substrate and the electrode body, or when it is desired to perform efficient plasma processing with high output power. Are suitable.
100:プラズマ処理装置、110:基体、111:ベース、112:電極体、112a:上部電極体、112b:下部電極体、112g:溝、114:第1絶縁部材、115:第2絶縁部材、116:シール部材、117:排気口、118:付勢手段、120:蓋体、121:連動手段、130:内部レール、131:摺動面、132:鍔部、140:レール保持体、141:シャフト、142:第3絶縁部材、200:外部レール、300:基板、400:電源部、401:高周波電源、402:自動整合器 100: plasma processing apparatus, 110: base, 111: base, 112: electrode body, 112a: upper electrode body, 112b: lower electrode body, 112g: groove, 114: first insulating member, 115: second insulating member, 116 : Seal member, 117: exhaust port, 118: urging means, 120: lid, 121: interlocking means, 130: internal rail, 131: sliding surface, 132: flange, 140: rail holder, 141: shaft , 142: third insulating member, 200: outer rail, 300: substrate, 400: power supply unit, 401: high frequency power supply, 402: automatic matching device
Claims (5)
前記チャンバ内で前記基板を支持する複数のレールと、
前記チャンバ内に収容された前記基板と対向するように配置された電極体と、
前記複数のレールを一体に保持するとともに前記電極体の周囲に配置されたレール保持体と、
前記基板と前記電極体との距離を変化させるために前記レール保持体を前記基板とともに移動させる移動手段と、
前記チャンバ内にプラズマを発生させるために前記電極体に高周波電力を印加する電源部と、を備え、
前記基板を前記プラズマに暴露させるときに、前記レール保持体と前記電極体とを結ぶ最短経路を遮るように、絶縁部材が配置される、プラズマ処理装置。 A chamber for accommodating the substrate;
A plurality of rails supporting the substrate in the chamber;
An electrode body disposed so as to face the substrate housed in the chamber;
A rail holder that holds the plurality of rails together and is disposed around the electrode body;
Moving means for moving the rail holder together with the substrate to change the distance between the substrate and the electrode body,
A power supply unit for applying high-frequency power to the electrode body to generate plasma in the chamber,
A plasma processing apparatus, wherein when exposing the substrate to the plasma, an insulating member is disposed so as to block a shortest path connecting the rail holder and the electrode body.
前記チャンバ内にプラズマを発生させるために前記電極体に高周波電力を印加する工程と、
前記チャンバ内に発生させたプラズマに前記基板を暴露させる工程と、を具備し、
前記複数のレールは、前記電極体の周囲に配置されたレール保持体により一体に保持されており、
前記レール保持体は、前記基板と前記電極体との距離を変化させるように前記基板とともに移動可能であり、
前記基板を前記プラズマに暴露させるときに、前記レール保持体と前記電極体とを結ぶ最短経路を遮るように、絶縁部材を配置する、プラズマ処理方法。
A step of using a plurality of rails to face the substrate to the electrode body in the chamber,
Applying high frequency power to the electrode body to generate plasma in the chamber;
Exposing the substrate to plasma generated in the chamber,
The plurality of rails are integrally held by a rail holding body disposed around the electrode body,
The rail holder is movable with the substrate so as to change a distance between the substrate and the electrode body,
When exposing the said board | substrate to the said plasma, the plasma processing method of arrange | positioning an insulating member so that the shortest path which connects the said rail holding body and the said electrode body may be interrupted.
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