JPH0226018A - プラズム処理装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、プラズマ処理装置に関する。

、（従来の技術） この種のプラズマ処理装置として、例えばバッチ式プラ
ズマＣＶＤ装置は、第５図に示すような構成を有してい
る。

すなわち、石英反応管１の周囲にはヒータ２が設けられ
、この石英反応管１内にはウェハ３のサセプタを兼ねる
複数の電極板４が平行に配置されている。

そして、各電極板４間で導入される反応ガスのプラズマ
を形成できるように、奇数番目の各電極番４ａにはＲＦ
電源５の一端が接続され、偶数板目の各電極板４ｂには
ＲＦ電源５の他端が接続されるようになっている。

そして、上記のように交互の電極板４に接続させる構成
としては、上記各電極板４の左右に、小径、大径の孔を
形成しておき、奇数枚目の電極板４ａの上記小径孔と接
触し、偶数枚目の電極板４ｂの大径孔とは非接触となる
ように全電極板４に挿通される第１の電極ロッドと、偶
数枚目の電極板４ｂの上記小径孔と接触し、奇数枚目の
電極板４ａの大径孔とは非接触となるように全電極板４
に挿通される第２の電極ロッドとを設ける構成を採用す
ることができる。

また、上記電極板４の大径孔に挿通され、かつ、偶数番
目同士または奇数番目同士の電極板４と両端が接触する
ように、上記第１．第２の電極ロッド周囲に挿通支持さ
れる中空円筒状の絶縁性セパレータを設け、絶縁と共に
電極板４，４間のスペーサーとして供するようにしてい
る。

この種の構造は、例えば米国特許４１７８８７７号の明
細書に具体的に開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） 」二連したように、各電極への通電は第１．第２の電極
ロッドと電極板４の小径孔との接触によって行うように
なっているが、電極板４の孔は各電極間でその大きさに
ばらつきがあることが多く、しかも電極板４が比較的薄
い板であるので小径孔の内周面と電極ロッドの外周面と
の間の接触面積は少なくなっており、電極ロッドと接触
不良を起こして適正な通電を実行できない場合が生じて
いた。このような接触不良が生ずると、該電極間で適正
なプラズマを形成することが不可能となり、処理の歩留
まりが悪化するという問題があった。

そこで、本発明の目的とするところは、上述した従来の
問題点を解決し、平行に配置される各電極板の交互に確
実に接触させて、適正なプラズマを形成することができ
るプラズマ処理装置を提供することにある。

「発明の構成」 （問題点を解決するための手段） 本発明は、対向配置される複数枚の電極板の孔へ電極ロ
ッドを挿入接続するプラズマ処理装置において、 上記電極板および電極ロッドの電気的接続を、上記電極
板の上記孔内のみに限らず、電極板の側壁とも取るよう
に構成している。

そして、上記手段の具体的構成の一例として、電極ロッ
ドにフランジ部を設けて電極板側壁との電気的接触を確
保する他、絶縁性セパレータを有する場合には、下記の
ような構成を採用することもできる。

すなわち、離間して平行に配置され、小径、大径の孔を
形成して成る複数の電極板と、奇敬枚゛目の電極板の上
記小径孔と接触し、偶数枚［１の電極板の大径孔とは非
接触となるように全′３：、極板に挿通される第１の電
極ロッドと、偶数枚目の電極板の上記小径孔と接触し、
奇数枚目の電極板の大径孔とは非接触となるように全電
極板に挿通される第２の電極ロッドと、上記電極板の大
径孔に挿通され、かつ、偶数番目同士または奇数番目同
士の電極板と両端が接触するように」−記第１．第２の
電極ロッド周囲に挿通支持される中空円状の絶縁性セパ
レータとを有するプラズマ装置処理において、 この絶縁性セパレータの内面及び端面、または内面に導
電性部材を形成した構成とすることができる。

（作用） ＠、極ロッドと電極板との電気的接続を可能とする接触
を、電極板の孔部の厚さ方向の接触のみでなく、電極板
の側壁との接触を取ることにより、確実に電気的接続を
確保することができる。

さらに、上記の具体的構成による作用について説明する
と、電極ロッドにフランジ部を設けることで、上記電極
板との側壁との電気的１９続を確保でき、一方、絶縁性
セパレータの内面及び端面、または内面に導電性部材を
形成した場合の作用は下記の通りである。

すなわち、電極ロッドに挿入されるセパレータの内面に
導電性部材を形成することで、所定の長さに亘って電極
ロッドとセパレータの導電部材とが電気的に接続され、
しかも、セパレータの端面に導電性部材を形成すること
で、セパレータの両端で当接している電極板とも、その
セパレータの断面積に相当する領域で電極板との電気的
接続が確保されるので、電極ロッド−導電性部材−電極
板と導通経路を確保することができる。

また、セパレータの内面にのみ導電性部材を形成した場
合には、セパレータの両端と当接している電極板とも、
その導電性部材の厚さ分だけセパレータの内面形状に沿
って電気的接続が確保されるので、同様に電極ロッド−
導電性部材−電極板と導通経路を確保することができる
。

したがって、万一電極ロッドと電極板の小径孔との接触
不良があっても、上記導通経路を確保することで接触不
良を防止することができ、接触の信頼性が向上する。

（実施例） 以下、本発明装置をバッチ式プラズマＣＶＤ装置に適用
した一実施例について、図面を参照して具体的に説明す
る。

本実施例装置の概略構成は、前述した第５図に示す通り
であるが、各電極板４に通電する構成が相違している。

まず、電極板４について説明すると、６インチ半導体ウ
ェハ３を被処理体とする場合には外径が例えば１８０薗
の円形形状に形成され、奇数番目の電極番４ａは、第３
図（Ａ）に示すように、例えば半円に仕切る線上の左側
に小径孔６を、右側に大径孔７を有し、逆に偶数番目の
電極板４ｂは、右側に小径孔６を、左側に大径孔７を有
している。

なお、このようなｔｆ！板４は上下を逆に使用すること
ができるので、大径孔及び小径孔を形成した第３図（Ａ
）または（Ｂ）のいずれか１種即の電極板４のみを用意
し、奇数番目と偶数番目とで上下を逆にして使用すれば
、第３図（Ａ）、（Ｂ）のいずれの場合にも兼用するこ
とができる。また、このような小径孔６．大径孔７の形
成位置については、例えば中心線以下の位置に設ける等
の種々の変形実施が可能である。

そして、このような電極板４の配列として、奇数の使用
態様である電極板４ａと、偶数の使用態様である電極板
４ｂとをそれぞれ交互に配列し、かつ、上記小径孔６に
のみ接触するような外径（例えば３ｒＩａ程度）の第１
．第２４ＪＬ極ロツド１０゜１２を、第２図のように全
電極板４に挿通している。

ここで、上記第１．第２のロッド１０，１２は大径孔７
に対しての接触を確実に防市して絶縁するために、例え
ばセラミックスなどの絶縁性部材で形成されたセパレー
タ１４を用いている。

このセパレータ１４は、中空筒状に形成され、その外径
は前記大径孔７に挿通される程度のものとし、かつ、そ
の内径は前記第１．第２の電極ロッド１０，１２を挿通
可能なものとしている。

そして、このセパレータ１４は、第２図のＡ部の断面拡
大図である第１図に示すように、例えば奇数番目の２枚
の電極板４ａ、４ａ間の電極板４ｂとの絶縁を図るため
に、上記セパレータ１４を電極ロッド１０に挿通すると
共に、電極板４ｂの大径孔７に挿通するように配置し、
かつ、セパレータ１４の両端が電極板４ａ、４ａに当接
するようにすることで、偶数番目の電極板４ａ、４ａ間
の距離が所定に設定され、このようなセパレータを電極
ロッド１０の長手方向に沿うて連続して挿入することで
、平行ピッチを等間隔に維持することができる。

また、偶数番目の電極板４ｂ、４ｂ間にも同様に、奇数
番目の電極板４ａの大径孔７を通してセパレータ１４を
配置している。

ここで、本実施例装置の特徴的構成としては、上記セパ
レータ１４は、第１図に示すようにその内周面及び両端
面に導電性部材例えばアルミＮ１６を例えば厚さ０．１
鴎程度にコーティングしている。

次に、作用について説明する。

このプラズマＣＶＤ装置では、第５図に示すように各電
極板４の例えば表裏面に半導体ウェハ３を図示しない爪
部材等によって支持し、石英反応管１の内部をヒータ２
によって例えば３００〜４００°Ｃ程度まで昇温し、そ
の後石英反応管１内に反応ガスを導入すると共に、ＲＦ
電源５を駆動して偶数番目の電極板４ａと奇数番目の電
極板４ｂとの間に電界を形成し、この結果反応ガスのプ
ラズマを形成して、半導体ウェハ３の表面にプラズマＣ
ＶＤ膜を形成している。

ここで、上記各電極板４に対する通電について説明する
と、上記ＲＦ電源５の一端を前記第１の電極ロッド１０
に接続し、ＲＦ電源５の他端を第２の電極ロッド１２に
接続することで実行している。そして、第１の電極ロッ
ド１０は、偶数番目の電極板４ｂの小径孔６とは接触す
るが、奇数番目の電極板４ａとはセパレータ１４によっ
て絶縁されているので、第１の電極ロッド１０によって
偶数番目の各電極板４ｂのみに通電することができる。

一方、第２の電極ロッド１２は、奇数番目の電極板４ａ
の小径孔６とは接触するが、偶数番目の電極板４ｂとは
セパレータ１４によって絶縁されているので、第２の電
極ロッド１２によって奇数番目の各電極板４ａにのみ通
電することができる。

上記の作用は、第１．第２の電極ロッド１０゜１２と電
極板４の小径孔６との接触が確保されている場合に実現
可能となるが、この小径孔６の大きさは必ずしも一定せ
ず、しかも小径孔６の内周面と電極ロッド１０又は１２
の外周面との間の接触面積は少ないので、常時適正な接
触が確保できるとは保障し得ない。

そこで、本実施例ではセパレータ１４にコーティングし
て形成したアルミ層１６によって、電極ロッド１０又は
１２と電極板４との間に、上記小径孔６に顆らない通電
経路を別途形成し、両者の接触の信頼性を向上している
。

すなわち、電極ロッド１０または１２の周りに挿入され
るセパレータ１４の内面にアルミ層１６を形成すること
で、上記小径孔６とロッド１０または１２との接触長さ
以、Ｅの長さに亘って、電極ロッド１０または１２とセ
パレータ１４のアルミ層１６とが電気的に接続された状
態となっている。

しかも、偶数番目同士または奇数番目同士の上記電極板
４と接触するセパレータ１４の端面もアルミ層１６とす
ることで、電極ロッド１０または１２−アルミ屑１６−
電極板４と導通経路を確保することができる。したがっ
て、万一電極ロッド１０または１２と電極板４の小径孔
６との接触不良があっても、上記導通経路を確保するこ
とで接触不良を防止することができる。

ここで、上記のような導通経路は、セパレータ１４の内
面にのみアルミ層１６を形成することでも、この内面に
形成されたアルミ層１６の厚さ分だけその円周方向で電
極板４と接触を確保することができ、必ずしも端面まで
アルミ層１６を形成するものに限らない。

接触の信頼性の面からいえば、セパレータ１４の端面ま
でアルミ層１６をコーティングするものが好ましいが、
コーティングの容易さからいえばセパレータ１４の内面
にのみアルミ層１６をコーティングするものが好ましい
。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、本発明をプラズマＣＶＤに適用した場合には、
被処理体としては半導体ウェハに限らず、ＬＣＤ　（液
晶デイスプレー）基板などの種々の被処理体を使用でき
、さらには本発明は上記のようなプラズマＣＶＤに限ら
ず、プラズマエツチャー等、種々のプラズマ処理装置に
適用することができる。

また、セパレータ１４に形成される導電性部材としては
、上記実施例の場合３００〜４００°Ｃと比較的低温で
処理可能なプラズマＣＶＤの場合にはアルミ層とするこ
とができるが、これよりも高温処理が必要となる場合に
は、ＳｉＣなどの処理条件に応じた種々の材質を採用す
ることができる。

また、中空筒状のセパレータ１４に上記のような導電性
部材を形成する方法は種々考えられるが、その一つとし
て、第４図に示すように予めセパレータ１４を半割れ状
に２分割した形のセパレータ１４ａ、１４ｂに形成して
おき、このような状態゛でＣＤＶ等により導電性部材を
その内周面及び端面に形成し、その後に両者を固定して
中空筒状に形成する方法を採用することができる。

また、上記の電極板の側壁に対する電気的接続を確保す
るためには、必ずしもセパレータ１４に導電性部材を形
成するものに限らず、電極ロッドの形状を変更し、例え
ばフランジ部を形成し、このフランジ部の面と上記電極
板側壁面とを直接接触させて電気的接続を取るように構
成することもできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば電極板の孔部の厚
さ方向のみで電極ロッドとの電気的接触を確保するので
なく、電極板の側壁とも電気的接続のための接触を確保
しているので、万一電極ロッドとこれを挿通ずる２極板
の孔との接触が不良であっても、電極板の側壁部分で電
極ロッドと電極板間の導通経路を確保することができる
ので、両者間の電気的接続のための接触の信頼性を大幅
に向上することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明をプラズマＣＶＤ装置に適用した場合
の、＄ｒ、極ロッドと電極板との接触部分を拡大して説
明するための概略断面図、 第２図は、電極板の配列支持形態の全体構成を示す概略
説明図、 第３図（Ａ）、ＣＢ）は、それぞれ奇数番目の電極板、
偶数番目の電極板を説明するための概略説明図、 第４図は、導電性部材を形成する前の反割れ形状とした
セパレータの一構成例を説明するための概略斜視図、 第５図は、プラズマＣＶＤ装置の概略構成を説明するた
めの概略説明図である。 ３・・・被処理体、 ４・・・電極板、 ４ａ・・・奇数番目の電極板、 ４ｂ・・・偶数番目の電極板、 ５・・・ＲＦ電源、 ６・・・小径孔、 ７・・・大径孔、 １０．１２・・・電極ロッド、 １４・・・セパレータ、 １６・・・導電性部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対向配置される複数枚の電極板の孔へ電極ロッドを挿入
   接続するプラズマ処理装置において、上記電極板および
   電極ロッドの電気的接続を、上記電極板の上記孔内のみ
   に限らず、電極板の側壁とも取るように構成したことを
   特徴とするプラズマ処理装置。