JP7512567B2 - Plasma Processing Equipment - Google Patents
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Description
本発明は、プラズマを利用して、処理対象物に表面改質や成膜などのプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に関するものである。 The present invention relates to a plasma processing apparatus that uses plasma to perform plasma processing such as surface modification and film formation on an object to be processed.
この種のプラズマ処理装置は、真空チャンバ内に導入された原料ガスを、カソード電極からの放電によってプラズマとし、処理対象物に対して表面改質や成膜などのプラズマ処理を施すものである。This type of plasma processing equipment converts the raw gas introduced into a vacuum chamber into plasma by discharging from a cathode electrode, and performs plasma processing such as surface modification and film formation on the object to be processed.
ところで、特許文献１に示すように、前記カソード電極として、平板カソード電極を用いたタイプものとホローカソード電極を用いたタイプものとが知られており、これらは、プラズマの発生態様がやや異なるため、処理目的によって使い分けられている。As shown in Patent Document 1, two types of cathode electrodes are known: one that uses a flat cathode electrode and one that uses a hollow cathode electrode. These types have slightly different plasma generation patterns, and are therefore used depending on the processing purpose.
しかしながら、従来は、ユーザにとってみれば、処理目的が異なれば、双方のプラズマ処理装置が必要になるし、メーカーにとってみれば、種々の処理目的に対応できるように、少なくとも２機種のプラズマ処理装置を製造可能にしておかなければならない。
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、効率的で高品質なプラズマ処理を担保できるのはもちろんのこと、より広い用途に容易に対応できるという従来には全くみられないプラズマ処理装置を提供すべく図ったものである。
However, conventionally, from the viewpoint of a user, if the processing purposes are different, both types of plasma processing apparatus are required, and from the viewpoint of a manufacturer, it is necessary to be capable of manufacturing at least two models of plasma processing apparatus so as to be able to handle various processing purposes.
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide a plasma processing apparatus that is not only capable of ensuring efficient and high-quality plasma processing, but is also capable of easily adapting to a wider range of applications, which is completely unprecedented in the past.
すなわち、本発明に係るプラズマ処理装置は、処理対象物を保持するホルダと、前記ホルダに対向配置され、該ホルダを向く面であるプラズマ生成面に有底のホローが形成されたホローカソード電極と、複数の貫通孔が形成された平板状をなす電位シールド板とを備え、
前記電位シールド板が、前記ホローカソード電極のプラズマ生成面から所定距離隔離して着脱可能に取り付けられているとともに、プラズマ生成面が平面である平板カソード電極を、前記ホローカソード電極と交換し得るように構成されていることを特徴とする。
That is, the plasma processing apparatus according to the present invention includes a holder for holding an object to be processed, a hollow cathode electrode disposed opposite the holder and having a bottomed hollow formed on a plasma generating surface facing the holder, and a flat potential shield plate having a plurality of through holes formed therein.
The potential shield plate is removably attached at a predetermined distance from the plasma generation surface of the hollow cathode electrode, and is configured so that the hollow cathode electrode can be replaced with a flat plate cathode electrode having a flat plasma generation surface.
このようなものであれば、原料ガスの流通経路を共通化することにより、ホローカソード電極と平板カソード電極とを取り換えるだけで、プラズマ処理装置のタイプを、ホローカソード電極タイプと平行平板電極タイプとのいずれにも簡単に変更することができるので、より広い用途に容易に対応できるようになる。また、電位シールド板により、プラズマ処理品質を向上させるとともに、低電力化やサイクルタイムの短縮を図ることができる。 In this way, by sharing the flow path of the raw material gas, the type of plasma processing equipment can be easily changed to either the hollow cathode type or the parallel plate electrode type simply by replacing the hollow cathode electrode with the flat plate cathode electrode, making it easier to accommodate a wider range of applications. In addition, the potential shield plate improves the quality of the plasma processing, while also reducing power consumption and cycle time.
Ｗ・・・処理対象物
１００・・・プラズマ処理装置
１・・・チャンバ
２・・・ホローカソード電極
２ａ・・・プラズマ生成面
２ｂ・・・うら面（反プラズマ生成面）
３・・・ホルダ
４１・・・冷却体
８・・・取付構造
９・・・電位シールド板
９１・・・貫通孔
１０・・・平板カソード電極
W: Processing object 100: Plasma processing apparatus 1: Chamber 2: Hollow cathode electrode 2a: Plasma generating surface 2b: Back surface (opposite to plasma generating surface)
3: Holder 41: Cooling body 8: Mounting structure 9: Potential shield plate 91: Through hole 10: Flat cathode electrode
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。 Below, one embodiment of the present invention is described with reference to the drawings.
本実施形態にかかるプラズマ処理装置１００は、図１に模式的に示すように、真空チャンバ１（以下、単にチャンバ１ともいう。）と、該チャンバ１内に互いに対向するように配置されたホローカソード電極２及びホルダ３と、前記ホローカソード電極２を冷却する冷却機構４と、前記ホローカソード電極２に高周波電圧を印加する電源５とを備えており、チャンバ１内に導入された原料ガス（例えば、Ｏ２／Ａｒ）をホローカソード電極２からの放電によりプラズマとし、これによって、前記ホルダ３に保持させた処理対象物Ｗを表面改質処理するものである。 As shown in FIG. 1 , the plasma processing apparatus 100 of this embodiment comprises a vacuum chamber 1 (hereinafter, simply referred to as chamber 1), a hollow cathode electrode 2 and a holder 3 arranged facing each other within the chamber 1, a cooling mechanism 4 for cooling the hollow cathode electrode 2, and a power source 5 for applying a high-frequency voltage to the hollow cathode electrode 2. A raw material gas (e.g., O 2 /Ar) introduced into the chamber 1 is converted into plasma by discharge from the hollow cathode electrode 2, thereby performing a surface modification process on the processing object W held by the holder 3.
次に、各部を詳述する。
前記チャンバ１は、一対の対向壁１１、１２とその間の側周壁１３とから形成される密閉可能な金属製のものであり、その内部空間を減圧する図示しない排気系に接続されている。そして、一方の対向壁１１にホローカソード電極２が取り付けられ、他方の対向壁１２に前記ホルダ３が取り付けられている。また、前記側周壁１３には、原料ガスが導入される図示しない原料ガス導入口が形成してある。なお、この真空チャンバ１は、電位でいえば、接地されている。
Next, each part will be described in detail.
The chamber 1 is made of metal and can be sealed, and is formed of a pair of opposing walls 11, 12 and a side wall 13 between them, and is connected to an exhaust system (not shown) that reduces the pressure inside the chamber. A hollow cathode electrode 2 is attached to one of the opposing walls 11, and the holder 3 is attached to the other opposing wall 12. A source gas inlet (not shown) through which source gas is introduced is formed in the side wall 13. In terms of potential, the vacuum chamber 1 is grounded.
前記ホローカソード電極２は、例えば、矩形等厚平板をなすものである。そして、そのホルダ３側を向く一方の面であるプラズマ生成面２ａには、有底円孔状のホロー７がマトリクス状に規則正しく設けられており、他方の面２ｂ（以下、うら面２ｂともいう。）は平面となっている。
前記ホルダ３は、台状をなすもので、ホローカソード電極２を向く面には、前記処理対象物Ｗを保持する保持領域が設けられている。
The hollow cathode electrode 2 is, for example, a rectangular flat plate of equal thickness. A number of bottomed circular hollows 7 are regularly arranged in a matrix on one surface 2a of the hollow cathode electrode 2 facing the holder 3, which is a plasma generating surface 2a, and the other surface 2b (hereinafter also referred to as the back surface 2b) is flat.
The holder 3 is in the form of a platform, and a holding area for holding the object W to be treated is provided on the surface facing the hollow cathode electrode 2 .
前記冷却機構４は、導電体である金属製の冷却体４１と、この冷却体４１の内部に形成された流路４１ａに冷媒（ここでは液体である水）を循環流通させるポンプ等からなる循環機構４２とを備えたものである。The cooling mechanism 4 comprises a metal cooling body 41 which is an electrical conductor, and a circulation mechanism 42 consisting of a pump or the like which circulates a refrigerant (here, liquid water) through a flow path 41a formed inside the cooling body 41.
前記冷却体４１は、図２に示すように、例えば、鍔部４１１を有した矩形平板状をなすものであり、その一方の面４１ｂがホローカソード電極２と輪郭形状が同じ矩形となっている。そして、この冷却体４１の鍔部４１１が、前記真空チャンバ１の一方の対向壁１１に設けられた開口１１ａを塞ぐようにして当該対向壁１１に取り付けられているとともに、該冷却体４１の一方の面４１ｂが、真空チャンバ１内に突出するように、該開口１１ａに嵌り込んでいる。なお、図２中符号６は、冷却体４１と真空チャンバ１とを電気的に絶縁するために、該冷却体４１と対向壁１１との間に介在させた矩形環状をなす絶縁体である。2, the cooling body 41 is, for example, a rectangular flat plate having a flange 411, and one surface 41b of the cooling body 41 has the same rectangular contour as the hollow cathode electrode 2. The flange 411 of the cooling body 41 is attached to one of the opposing walls 11 of the vacuum chamber 1 so as to cover the opening 11a provided in the opposing wall 11, and one surface 41b of the cooling body 41 is fitted into the opening 11a so as to protrude into the vacuum chamber 1. The reference numeral 6 in FIG. 2 denotes a rectangular ring-shaped insulator interposed between the cooling body 41 and the opposing wall 11 to electrically insulate the cooling body 41 from the vacuum chamber 1.
そして、上述したように、真空チャンバ１内に突出する冷却体４１の一方の面４１ｂに、前記ホローカソード電極２のうら面２ｂが、所定の取付構造８により密着させて取り付けられている。 As described above, the back surface 2b of the hollow cathode electrode 2 is tightly attached to one surface 41b of the cooling body 41 protruding into the vacuum chamber 1 by a specified mounting structure 8.
この取付構造８とは、例えば、前記冷却体４１の一方の面の複数個所に設けられたネジ穴（図示しない）に対し、前記ホローカソード電極２の対応箇所に貫通させた複数のネジ挿通孔（図示しない）を介してネジ（図示しない）をそれぞれ締結することにより、ホローカソード電極２を前記冷却体４１に着脱可能に取り付けるものである。もっとも、取付構造８はこれに限られるものではなく、例えば、クリップなどを利用して着脱可能としたものでも構わない。 The mounting structure 8 is, for example, a structure in which the hollow cathode electrode 2 is detachably mounted to the cooling body 41 by fastening screws (not shown) through a plurality of screw insertion holes (not shown) that penetrate corresponding locations of the hollow cathode electrode 2 to screw holes (not shown) provided at a plurality of locations on one side of the cooling body 41. However, the mounting structure 8 is not limited to this, and may be, for example, a structure that is detachable using a clip or the like.
さらに、この実施形態では、図１、図２に示すように、電位シールド板９がホローカソード電極２とホルダ３との間に配設してある。この電位シールド板９は、例えば前記ホローカソード電極２よりも大きい、矩形等厚平板状をなすものであり、ホローカソード電極２と近接対向するように配置されている。 Furthermore, in this embodiment, as shown in Figures 1 and 2, a potential shielding plate 9 is disposed between the hollow cathode electrode 2 and the holder 3. This potential shielding plate 9 is, for example, a rectangular, flat plate of equal thickness that is larger than the hollow cathode electrode 2, and is disposed so as to face the hollow cathode electrode 2 closely.
具体的には、図２に示すように、前記対向壁１１に設けられた開口１１ａの周縁部から内側に向かって一体に突出する保持体１４が設けてあり、この保持体１４の先端部に前記電位シールド板９の周縁部がネジ等により着脱可能に取り付けてある。このことにより、電位シールド板９の電位は、真空チャンバ１と同じ接地電位に維持される。また、この電位シールド板９には、図２等に示すように、前記ホローカソード電極２の各ホロー７と同軸となる位置に、該ホロー７よりも大径の貫通孔９１がそれぞれ設けてある。2, a holder 14 is provided which protrudes inward from the periphery of the opening 11a provided in the opposing wall 11, and the periphery of the potential shield plate 9 is detachably attached to the tip of this holder 14 with screws or the like. This maintains the potential of the potential shield plate 9 at the same ground potential as the vacuum chamber 1. In addition, as shown in FIG. 2, the potential shield plate 9 is provided with through holes 91 which are larger in diameter than the hollows 7 at positions coaxial with the hollow cathode electrode 2.
電源５は、冷却体４１を介して前記ホローカソード電極２に高周波電力を供給するものである。 The power supply 5 supplies high frequency power to the hollow cathode electrode 2 via the cooling body 41.
しかして、この実施形態におけるプラズマ処理装置１００は、図３に示すように、前記ホローカソード電極２と交換可能な平板カソード電極１０を備えている。
この平板カソード電極１０は、前記ホローカソード電極２と平面視略同一形状をなす矩形等厚平板状のものであり、ホルダ３側を向くプラズマ生成面１０ａは平面である。
そして、この平板カソード電極１０を、ホローカソード電極２と共通する取付構造８によって前記冷却体４１に着脱可能に密着させることができるようにしてある。
Thus, the plasma processing apparatus 100 in this embodiment is provided with a flat plate cathode electrode 10 which is replaceable with the hollow cathode electrode 2, as shown in FIG.
The flat-plate cathode electrode 10 has a rectangular, flat, and thick shape that is substantially the same as the hollow cathode electrode 2 when viewed from above, and the plasma generating surface 10a facing the holder 3 is flat.
The flat plate cathode 10 can be detachably attached to the cooling body 41 by means of a mounting structure 8 which is common to the hollow cathode 2 .
具体的には、該平板カソード電極１０には、前記ホローカソード電極２のネジ挿通孔と同じ位置にネジ挿通孔が設けてあり、ホローカソード電極２同様、冷却体４１のネジ穴に、前記ネジ挿通孔を通過させたネジを締結することにより、平板カソード電極１０のうら面１０ｂを前記冷却体４１の端面４１ｂに着脱可能に取り付けることができるようにしてある。なお、平板カソード電極１０を取り付けた場合は、電位シールド板９は取り外される。Specifically, the flat cathode electrode 10 has a screw insertion hole at the same position as the screw insertion hole of the hollow cathode electrode 2, and similarly to the hollow cathode electrode 2, the back surface 10b of the flat cathode electrode 10 can be detachably attached to the end surface 41b of the cooling body 41 by fastening a screw that has passed through the screw insertion hole to the screw hole of the cooling body 41. When the flat cathode electrode 10 is attached, the potential shield plate 9 is removed.
次に、上述したプラズマ処理装置１００を用いたプラズマ処理（表面改質）方法について簡単に説明する。Next, we will briefly explain the plasma processing (surface modification) method using the above-mentioned plasma processing device 100.
まず、ホローカソード電極２及び電位シールド板９が取り付けられている場合（図１）について述べる。
ホルダ３上に処理対象物Ｗを配置した状態で、図示しない原料ガス導入口から真空チャンバ１内に原料ガスを導入するとともに、電源５を駆動し、ホローカソード電極２に高周波電力を供給する。
First, the case where the hollow cathode electrode 2 and the potential shield plate 9 are attached (FIG. 1) will be described.
With the processing object W placed on the holder 3 , a source gas is introduced into the vacuum chamber 1 from a source gas inlet (not shown), and the power source 5 is driven to supply high frequency power to the hollow cathode electrode 2 .
このことにより、ホローカソード電極２と電位シールド板９との間、特にホローカソード電極２のホロー７内またはその近傍で放電が生じて原料ガスがプラズマ化し、そのプラズマが、電位シールド板９の貫通孔９１を通って処理対象物Ｗに至り、該処理対象物Ｗの表面を改質する。As a result, a discharge occurs between the hollow cathode electrode 2 and the potential shield plate 9, particularly within or near the hollow 7 of the hollow cathode electrode 2, converting the raw material gas into plasma, and this plasma passes through the through hole 91 in the potential shield plate 9 to reach the object to be treated W, modifying the surface of the object to be treated W.
平板カソード電極１０を用いる場合は、前記ホローカソード電極２及び電位シールド板９を取り外し、図３に示すように、冷却体４１の一面に平板カソード電極１０を取り付ける。When using a flat cathode electrode 10, the hollow cathode electrode 2 and potential shield plate 9 are removed, and the flat cathode electrode 10 is attached to one side of the cooling body 41 as shown in Figure 3.
そして、ホローカソード電極２の場合と同様、ホルダ３上に処理対象物Ｗを配置した後、原料ガス導入口から真空チャンバ１内に原料ガスを導入するとともに、電源５を駆動し、平板カソード電極１０に高周波電力を供給する。 Then, as in the case of the hollow cathode electrode 2, after placing the object to be treated W on the holder 3, raw material gas is introduced into the vacuum chamber 1 through the raw material gas inlet, and the power supply 5 is driven to supply high-frequency power to the flat plate cathode electrode 10.
このことにより、平板カソード電極１０とホルダ３との間でグロー放電が生じ、原料ガスがプラズマ化して処理対象物Ｗの表面を改質する。もちろん、処理対象物Ｗを原料ガス分子で成膜することも可能である。This causes a glow discharge between the flat cathode electrode 10 and the holder 3, converting the raw material gas into plasma and modifying the surface of the workpiece W. Of course, it is also possible to form a film on the workpiece W using raw material gas molecules.
以上に述べた構成によれば、冷却体４１に対し、ホローカソード電極２または平板カソード電極１０のいずれかを取り付けるだけで、真空チャンバ１、ホルダ３、原料ガスの供給経路などの他の構成をほとんど変えることなく、プラズマ処理装置１００のタイプを、ホローカソード電極タイプと平行平板電極タイプとのいずれにも容易に変更することができる。 According to the configuration described above, by simply attaching either the hollow cathode electrode 2 or the flat plate cathode electrode 10 to the cooling body 41, the type of plasma processing device 100 can be easily changed to either the hollow cathode electrode type or the parallel plate electrode type, with almost no changes to other configurations such as the vacuum chamber 1, the holder 3, the supply path for the raw material gas, etc.
したがって、ユーザにとってみれば、処理目的に応じたタイプにプラズマ処理装置１００を変更することができるので、その用途が大幅に広がる。
また、メーカーにとってみれば、電極を取り換えるだけで２つのタイプのプラズマ処理装置１００を製造できるので、ユーザからの発注に柔軟かつ迅速に応じることができるし、部材の共通化によるコスト削減も図れる。
Therefore, from the user's point of view, the plasma processing apparatus 100 can be changed to a type suited to the processing purpose, thereby greatly expanding the range of uses.
From the manufacturer's perspective, two types of plasma processing apparatuses 100 can be manufactured simply by replacing the electrodes, allowing them to respond flexibly and quickly to orders from users and also reducing costs by standardizing parts.
さらに本実施形態では、ホローカソード電極２と電位シールド板９とがセットになっているため、電極の交換時には、電位シールド板９の着脱が必要となるところ、チャンバ１が接地してあるので、電位シールド板９を該チャンバ１（から一体に突出する前記保持体１４）にネジなどで直接取り付けるだけでよく、その着脱に大きな手間がかかることもないし、該電位シールド板９を接地電位に維持するための特段の配線等も不要となる。 Furthermore, in this embodiment, since the hollow cathode electrode 2 and the potential shield plate 9 are set, the potential shield plate 9 needs to be attached and detached when replacing the electrode. However, since the chamber 1 is grounded, it is sufficient to directly attach the potential shield plate 9 to the chamber 1 (the holder 14 that protrudes integrally from the chamber 1) using screws or the like, so that attachment and detachment does not require significant effort, and there is no need for special wiring, etc. to maintain the potential shield plate 9 at ground potential.
また、冷却体４１がホローカソード電極２のうら面２ｂおよび平板カソード電極１０のうら面１０ｂの全てに面密着しているので、これら電極２、１０を均一に冷却することができ、その熱変形を抑制するなどして効率的で高品質なプラズマ処理が可能になる。 In addition, since the cooling body 41 is in surface contact with the entire back surface 2b of the hollow cathode electrode 2 and the back surface 10b of the flat cathode electrode 10, these electrodes 2, 10 can be uniformly cooled, and their thermal deformation can be suppressed, enabling efficient, high-quality plasma processing.
さらにこの実施形態では、ホローカソード電極２とホルダ３との間に電位シールド板９を介在させているので、平行平板型放電（ＣＣＰ）の発生を抑制するとともに、そのことによる処理対象物Ｗの温度上昇を抑制でき、例えば処理対象物Ｗがプラスチック材料などであっても、その変形や溶融の問題を回避できる。 Furthermore, in this embodiment, a potential shield plate 9 is interposed between the hollow cathode electrode 2 and the holder 3, which suppresses the occurrence of parallel plate discharge (CCP) and the resulting increase in temperature of the object to be treated W. For example, even if the object to be treated W is made of a plastic material, problems such as deformation or melting can be avoided.
なお、下記表に、前記ホローカソード電極２を用いて処理対象物ＷであるＡＢＳ基板の表面改質を行い、さらにその上にスパッタリングによりＣｕを成膜した場合のピール強度評価結果を示す。比較対象は、図４に示す従来型のホローカソード電極を有するプラズマ処理装置である。The table below shows the peel strength evaluation results when the hollow cathode electrode 2 is used to modify the surface of the ABS substrate, which is the object to be processed W, and a Cu film is then formed on top of the surface by sputtering. The object for comparison is a plasma processing apparatus having a conventional hollow cathode electrode as shown in Figure 4.
この結果から明らかにように、従来型と比べて、本実施形態のプラズマ処理装置１００によれば、半分以下の電力でほぼ同等の密着強度を得ることができるし、放電時間を短くしてサイクルタイムを短くすることも可能になる。As is clear from these results, compared to conventional types, the plasma processing apparatus 100 of this embodiment can achieve approximately the same adhesion strength with less than half the power, and it also makes it possible to shorten the discharge time and thereby the cycle time.
以上に述べた本実施形態の特徴は次のようにまとめることができる。
（１）本実施形態に係るプラズマ処理装置１００は、処理対象物Ｗを保持するホルダ３と、前記ホルダ３に対向配置され、該ホルダ３を向く面であるプラズマ生成面２ａに有底のホロー７が形成されたホローカソード電極２と、前記プラズマ生成面２ａから所定距離隔離して着脱可能に取り付けられているとともに、複数の貫通孔９１が形成された平板状をなす電位シールド板９とを備え、
プラズマ生成面２ａが平面である平板カソード電極１０が、前記ホローカソード電極２と交換可能に構成されていることを特徴とする。
The features of the present embodiment described above can be summarized as follows.
(1) The plasma processing apparatus 100 according to this embodiment includes a holder 3 for holding an object W to be processed, a hollow cathode electrode 2 arranged opposite the holder 3 and having a bottomed hollow 7 formed on a plasma generating surface 2a facing the holder 3, and a flat potential shield plate 9 detachably attached at a predetermined distance from the plasma generating surface 2a and having a plurality of through holes 91 formed therein.
The plasma generating surface 2 a of the flat plate cathode electrode 10 is flat and is configured to be replaceable with the hollow cathode electrode 2 .
（２）電位シールド板９の着脱構造の簡単化を図るには、前記ホローカソード電極２及び電位シールド板９を収容する、接地電位等の基準電位に設定されたチャンバ１をさらに備え、前記ホローカソード電極２が前記チャンバ１に絶縁部材を介して取り付けられているとともに、前記電位シールド板９は、前記チャンバ１に直接的に取り付けられているものが好ましい。(2) In order to simplify the attachment and detachment structure of the potential shield plate 9, it is preferable to further provide a chamber 1 that houses the hollow cathode electrode 2 and the potential shield plate 9 and is set to a reference potential such as ground potential, and the hollow cathode electrode 2 is attached to the chamber 1 via an insulating member and the potential shield plate 9 is attached directly to the chamber 1.
（３）交換を容易化するための具体的な実施態様としては、前記ホローカソード電極２が取り付けられてこれを冷却する冷却体４１をさらに備え、前記冷却体４１に対し、前記平板カソード電極１０が、前記ホローカソード電極２と交換可能に取り付けられているものを挙げることができる。 (3) A specific embodiment for facilitating replacement includes a cooling body 41 to which the hollow cathode electrode 2 is attached and which cools it, and the flat cathode electrode 10 is attached to the cooling body 41 so as to be replaceable with the hollow cathode electrode 2.
（４）ホローカソード電極２と平板カソード電極１０の取り換えをさらに容易化するとともに部品点数等の削減を図るには、前記冷却体４１に対するホローカソード電極２の取付構造８を、当該冷却機構４に対する前記平板カソード電極１０の取付構造８と共通化しておくことが望ましい。 (4) In order to further facilitate replacement of the hollow cathode electrode 2 and the flat cathode electrode 10 and to reduce the number of parts, etc., it is desirable to make the mounting structure 8 of the hollow cathode electrode 2 relative to the cooling body 41 common to the mounting structure 8 of the flat cathode electrode 10 relative to the cooling mechanism 4.
（５）前記冷却体４１にカソード電極２、１０を直接的に接続できるようにして、前記取付構造８の簡単化を図るには、前記冷却体４１が導電体で形成されており、プラズマ放電のための高周波電源が、該冷却体４１を通じて前記カソード電極２、１０に接続されているものが好適である。 (5) In order to simplify the mounting structure 8 by enabling the cathode electrodes 2, 10 to be directly connected to the cooling body 41, it is preferable that the cooling body 41 be formed from a conductor and that a high-frequency power source for plasma discharge be connected to the cathode electrodes 2, 10 through the cooling body 41.
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、各カソード電極の形状は円形状に限られず、矩形状や多角形状などでもよい。冷却体の形状も種々変更可能であるし、冷却機構も液冷式に限られず、空冷式や冷凍サイクルを利用したものなどでも構わない。また、温水を用いて７０度程度に温調を行うようにしてもよい。
ホローの形状は、有底凹部であればよく、例えば矩形状の穴や溝でも構わない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment.
For example, the shape of each cathode electrode is not limited to a circle, but may be a rectangle or a polygon. The shape of the cooling body may also be changed in various ways, and the cooling mechanism is not limited to a liquid-cooling type, but may be an air-cooling type or a type using a refrigeration cycle. In addition, the temperature may be adjusted to about 70 degrees using hot water.
The shape of the hollow may be any shape as long as it is a bottomed recess, and may be, for example, a rectangular hole or groove.
各カソード電極の冷却体に対する取付構造や電位シールド板の取付構造も前記実施形態に限られない。
ホルダや電位シールド板は、接地電位のみならず、他の電位に設定してもよいし、高周波電源に限られず、直流電源でも可能である。
プラズマ処理は、表面改質処理に限られず、成膜やエッチングでも構わない。例えば、原料ガスとしてＣＨ４ガスを導入してＤＬＣ成膜したり、Ａｒガスを導入してエッチングしたりすることも可能である。
その他、本発明は、以上に述べた図示例や説明に限られることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
The mounting structure of each cathode electrode to the cooling body and the mounting structure of the potential shield plate are not limited to those in the above-described embodiment.
The holder and the potential shield plate may be set to other potentials instead of the ground potential, and the power source is not limited to the high frequency power source, but may be a DC power source.
The plasma processing is not limited to surface modification processing, and may be film formation or etching. For example, it is possible to introduce CH4 gas as a raw material gas to form a DLC film, or introduce Ar gas to perform etching.
In addition, the present invention is not limited to the illustrated examples and explanations given above, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
ホローカソード電極と平板カソード電極とを取り換えるだけで、プラズマ処理装置のタイプを、ホローカソード電極タイプと平行平板電極タイプとのいずれにも簡単に変更することができるので、より広い用途に容易に対応できるようになる。また、電位シールド板により、プラズマ処理品質を向上させるとともに、低電力化やサイクルタイムの短縮を図ることができる。
By simply replacing the hollow cathode electrode with the flat plate electrode, the type of plasma processing device can be easily changed to either the hollow cathode electrode type or the parallel plate electrode type, making it possible to easily accommodate a wider range of uses. In addition, the potential shield plate improves the plasma processing quality, while reducing power consumption and shortening the cycle time.
Claims (6)
前記ホルダに対向配置され、該ホルダを向く面であるプラズマ生成面に有底のホローが形成されたホローカソード電極と、
該ホローカソード電極のプラズマ生成面から所定距離隔離して着脱可能に取り付けられるとともに、複数の貫通孔が形成された平板状をなす電位シールド板とを備え、
プラズマ生成面が平面である平板カソード電極を、前記ホローカソード電極と交換可能に構成されているプラズマ処理装置。 A holder for holding an object to be processed;
a hollow cathode electrode disposed opposite the holder and having a bottomed hollow formed on a plasma generating surface facing the holder;
a flat potential shield plate having a plurality of through holes formed therein, the flat potential shield plate being detachably attached at a predetermined distance from the plasma generating surface of the hollow cathode electrode;
A plasma processing apparatus configured so that a plate cathode electrode having a flat plasma generating surface can be replaced with the hollow cathode electrode.
前記冷却体に対し、前記平板カソード電極が、前記ホローカソード電極と交換可能に取り付けられる請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。 The hollow cathode electrode is attached to a cooling body that cools the hollow cathode electrode.
3. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the flat cathode electrode is attached to the cooling body so as to be replaceable with the hollow cathode electrode.
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