JPH01100925A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＬＳＩ量産用のプラズマ処理装置に係ゎ。

−リ、ｆＦＶｃ処理室内壁の付着物を効率よく除去でき
るようにしたクリーニング方法及び該クリーニング方法
を実施するのに好適なプラズマ処理装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

先ず、従来の平行平板電極を有するプラズマ処理装置の
構成を説明し、続いてそのクリーニング方法の間層点に
ついて述べる。

第４図は従来の゛平行平板電極を有するプラズマ処理装
置の構成図である。処理室１内には被処理物５を載置す
る載置電４ｉｉ２とこれに対向する対向電極４が設けら
れている。載置電極２は処理室１と絶縁材５ｖｃより絶
縁され、整合回路６を介して高周波電源７ｖｃ接続され
ている。対向電極４及び処理室１は接地されている。処
理室１内はガス供−給口８より処理用のガスが供給され
、排気口９より排気されている。

この装置によるプラズマ処理に際しては、載置電極２に
高周波電源７より高周波゛電圧を印加し、プラズマ領域
１０に示すように電極間にプラズマな発生させて行うた
め、プラズマにさらされない処理室１の内壁や対向電極
４の裏面に処理ガスの分解物や反応酸生物が付着する。

従来、これら付着異物の除去は、処理室内の圧力を低く
し、プラズマ領域を拡大させ、プラズマが処理室内壁に
接するようにして行っていた。しかしながら、このよう
な方法では発生するプラズマの主な部分が、先に示した
プラズマ領域１０と同じ２つの両電極間であり、処理室
内壁の付着異物を十分除去することはできなかった。そ
のため、最終的に処理室を大気に開放し、人手により掃
除を定期的にする８聚があり、掃除自体に多大の時間を
要すると共に、処理室を大気に開放によって、処理室内
壁に大気中の水分が吸着され、壁面の腐食や異物の増大
、更には真空排気時間の延長、プラズマ処理自体の不安
定要因増加につながった。故に装置の安定稼動や稼動率
向上、製品歩留向上を因る上で問題ζなり実際の製造工
程に導入するのは極めて困難であった。

これに対し、処理室内のクリ〒ユング作業を、処理室の
大気開放を行わずに実施することを狙った特開昭５７−
４２１５１号、特開昭５８−４６６５９号、特開昭６１
−１０２５９号等の公報に記載のクリーニング方法及び
装置がある。すなわち、載置電極を処理時と反対に接地
し、対向電極を処理室全体と電気的に絶縁して高周波電
源と接続するようスイッチで切り替え、処理室全体を接
地し、排気口より排気しながらガス供給口よりクリーニ
ングガスを送給し、前記対向電極に高周波電圧を印加し
てクリーニングを行う方法及びその装置が開示された。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記構成においてもガスの供給が十分でな
かつたり対向電極と処理室内壁との放電インピーダンス
が高いため、対向電極の裏面のプラズマ発生が弱（、特
定条件でないと、プラズマは十分に広がらないという問
題があった。従って対向電極裏面や処理室内壁の付着異
物はほとんど取れず１回／週の頻度で処理室を大気開放
し、人手により掃除する必要があり、先に述べた装置の
安定稼動や稼動率向上、製品歩留向上を図る上での問題
点を十分解決するには至らなかった。

本発明の目的は処理室の大気開放クリーニング作業の頻
度を低減し、且つ簡便にできるクリーニング方法及びこ
の方法を実施するに好適なプラズマ処理装置を提供する
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明のクリーニング方法
及び装置においては、全体を接地した処理室と、載置電
極、対向電極とは電気的に絶縁する構成とし、載置電極
と対向電極の双方に高周波電圧供給のための整合回路を
設け、高周波電源と前記２つの整合回路との電気的接続
状態を、プラズマ処理とクリーニング時において切り替
える一方、グツズ！処理時に対向電極を接地するよう切
り替えるスイッチを備える構成としている。またクリー
ニング時においてクリーニングガスを対向電極裏面へ十
分供給するガス供給するガス供給系も備える構成として
−・る。更に、載置電極と対向電極の電極間隔を可変と
する電極駆動機構も備える構成もしくは、対向電極にス
ペーサを入れた鼻造とし、載置電極と対向電極との電極
間隔を等制約に変える構成としている。

〔作用〕

上記の手段によれば、被処理物のグツズ！処理時には、
前記切り替えスイッチによりで高周波電圧な載置電極側
の整合回路を介して載置電極に供給し、対向電極をアー
スに接続して所望のプラズマ処理を行う。一方りリーエ
ッグ時には、前記切り替えスイッチによ？て高周波電圧
を対向電極側の整合回路を介して対向電極に供給し、載
置電極は前記載置電極側の整合回路を接続したままとす
ることにより、電極間の放電インピーダンスよりも対向
電極と処理室内壁との放電インピーダンスが低くなるよ
う、にコントロールできる。その結果プラズマが処理室
内壁や対向電極裏面に広がり、こうした場所に付着した
異物を効率よ（除去することができる。更にクリーニン
グガスを対向電、極の裏面から送給することや、対向電
極−載置電極の電極間隔を変えることにより対向電極裏
面と処理室内壁との放電インピーダンスが下がって対陣
電極より上側にプラズマが広がり、処理室内壁、の付着
異物低減に一層の効果を生み出す。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を第１図乃至第５図に示し、詳細に
説明する。第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第
２図はクリーニング時のプラズマ領域を比較した図で（
−）は従来、（ｂ）は本発明を示している。また第５図
は本発明の他の実施例を示す構成図である。

第１図、第５図において次の点を除いては第４図と同様
であり対応部分には同一参照符号を付してその説明を省
略する。第４図と相違する点は以下の５点である。第１
点は処理室１と対向電極４とを絶縁物１５を介して電気
的に絶縁し、対向電極４に整合回路６とは別に第２の整
合回路１６を接続したことである。第２点は高周波電源
７と前記２つの整合回路６，１６間の接！５！に切り替
えスイッチ２０を設けた点である。なお、このスイッチ
２０は、高周波電源７の出力を整合回路ｄ、１６に切り
替える部分６ａと、対向電極のプラズマ処理時における
接地とクリーニング時における′ｌＦ１周波電圧印加を
切り替える部分６ｂの連動スイッチで構成されている。

また第５点はクリーニング時におけるクリーニングガス
を対向電極４の裏面へ供給するガス供給０１８を設けた
ことである。更に第４点は、載置電極２と対向電極４と
の電極間隔を可変とする電極駆動機＄１１１４を設けた
点である。第５点は第５図に示すように、対向電極４の
裏面にスペーサ１５を入れた構造とし、対向電極裏面と
、処理室内壁との間隔を等測的に変える構成とした点で
ある。

上記構成において、プラズマ処理時は載量電極２１Ｃ高
周波電圧を印加し、対向電極４を接地するようにスイッ
チ２０を操作することで従来と全く同じ処理を行うこと
ができる、 次にクリーニング時において、前記スイッチ２Ｇを切り
替え、対向電極４に高周波電圧を印加する。

このとき載置電極２は、整合回路６と接続したままでそ
の入力端Ａを高周波電源７と遮断する。こうすることに
よって載置電極２は整合回路６内のキャパシタンス６ｔ
ｘ、６ｅインダクタンス６ｈを介シテ接地状態となる。

このクリーニング時におけるプラズマの広がりを放電イ
ンピーダンスの観点から説明すると次のようになる。通
常のプラズマ処理装置における処理時の放電インピーダ
ンスは１００〜ＩＫＯである。放電安定時はこの放電イ
ンピーダンスが高周波電源７の出力インピーダンス（例
工ば５０Ω）とインピーダンス整合するように整合回路
６が作用し、例えばキャパシタンス６ａが４５０７Ｆ６
Ｃが５７ｏｐＦ　、インダクタンス６ｂが２μＨといり
た値になっている。クリーニング時においては、整合回
路６の入力端Ａは開放となるため、載置電極２と接地間
でこれら５素子が直列接続の形となり、その合成インピ
ーダンスは２０００にもなる。従って第２図（りに示す
ように対向電極４と載置電極２の電極間よりも、対向電
極−処理室内壁間に放電プラズマ１０Ａ　　が広がりや
すくなり、処理室内壁や対向電極４の裏面を十分クリー
ニングすることができる。なお、クリーニング時の整合
回路６０回路定数は前述した値に限定されるものでなく
、この値を変えることによって放電プラズマ１０ｂの広
がりを変えることも可能である。

また、このクリーニング時においてクリーニングガスを
対向電極裏面にガス供給口Ｂを通じて積極的に供給する
ことにより更にクリーニング効果を従来の５倍に高める
ことができる。

更に対向電極４の位置を駆動機＄１４を操作してエツチ
ング処理時とクリーニング時で２つの電極２．４間の間
隔を変える。これにより、対向電極裏面と処理室内壁と
の放電インピーダンスが下がってプラズマが広がり、ク
リーニング状態を変えることも可能である。

なお、電極間隔を変える手段は、駆動機＃１１４を設置
、操作するのに限定されず、次のようにしても可能であ
る。それを第５図において説明する。

第５図は本発明の他の実施例を示し、第１図と同一部分
は同一参照符号を付しである。第５図で１５はスペーサ
であり、これを対向電極４の裏面く備えである。そして
、スペーサ１５は、２つの電極２．４間及び対向電極４
と処理室内壁との間隔を略画的に変える作用をする。す
なわち、プラズマ処瑠時においては前述と同様にスイッ
チ２０を操作、して対向電極４はアース電位とするため
、スペーサ１５の存在によりてプラズマ発生領域は変わ
らず、全く同じ処理を行うことができる。

次にクリーニング時において、スイッチ２０を切り替え
、対向電極４に高周波が印加されていると、スペーサ１
５があることによって、対向電極４−処理室内壁の間隔
ｄ、と、電極２，４の間隔ｄ１とを、等測的ｖｃｄ！≦
ｄ、とすることができ、対向電極４と処理室内壁間の放
電インピーダンスが下がる。従り℃プラズマ発生領域が
、対向電極間のみならず第２図Ｃｂ）　Ｋ示すように処
理室全体に広がり、処理室内壁の付着異物を低減できる
。ちなみに、従・来は第２図（−）に示すように載置電
極２と対向電極４の間でしかプラズマが発生しておらず
、処理室内壁や、対向電極４の裏面Ｂの付着異物が十分
除去できない状態であった。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によるプラズマ処理装置のク
リーニング方法は、容易に処理室内壁に広範囲のプラズ
マ領域を発生することができるので、処理ガスの分解生
成物や反応生成物による付着異物を十分除去でき、プラ
ズマ処理装置の稼動率向上及び安定稼動による製品歩留
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はクリ
ーニング時のプラズマ領域を示した説明図、第５図は本
発明の他の一実施例を示す構成図、第４図は従来のプラ
ズマ処理装置の構成図である。 １・・・処理室、２・・・載置電極、５，１３・・・絶
縁物、４・・・対向電極、６．１６・・・整合回路、７
・・・高周波電源、８　、１８−・・ガス供給口、１４
・・・電極駆動機構、１５・・・スペーサ、２０・・・
切り替えスイッチ。 躬　２　口 Ｃｂ） 躬　３０ 躬　４　区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、プラズマ処理装置の被処理物を載置する載置電極に
   接続された第一の整合回路と、該載置電極に対向する電
   極（対向電極という。以下同じ）に接続された第二の整
   合回路と、これら２つの整合回路への高周波電源の出力
   を切り替え、かつ対向電極における第二の整合回路と接
   地とを切り替えるスイッチを備え、プラスマ処理時にお
   いて、第一の整合回路に高周波電圧を印加し、対向電極
   を接地して処理を行うプラズマ処理装置において、クリ
   ーニング時に載置電極と第一の整合回路を接続したまま
   、第二の整合回路を介して対向電極に高周波電圧を供給
   することを特徴とするプラズマ処理装置。