JPH05101898A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH05101898A JPH05101898A JP3263865A JP26386591A JPH05101898A JP H05101898 A JPH05101898 A JP H05101898A JP 3263865 A JP3263865 A JP 3263865A JP 26386591 A JP26386591 A JP 26386591A JP H05101898 A JPH05101898 A JP H05101898A
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- Japan
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- reaction gas
- plasma
- reaction
- electrodes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高周波電源とプラズマ処理装置との間のインピ
ーダンス整合をなす共振回路と，反応容器との間の高周
波電力搬送手段による電力損失を排除し，安定したプラ
ズマ発生を可能にするプラズマ処理装置を提供する。 【構成】筐体２の中心軸方向に配設された四重極電極
３，４，５，６に近接して金属板８ａ，８ｂを所定間隔
に配してコンデンサを形成し，該金属板８ａ，８ｂを支
持する金属支柱１２，１４と筐体２とを直結してインダ
クタを形成し，金属板８ａ，８ｂと四重極電極３，４，
５，６とを電気的に直結してコンデンサとインダクタと
からなる共振回路を有する共振空洞を構成すると共に，
前記四重極電極３，４，５，６の中心位置に反応容器Ａ
を配し，該反応容器Ａに真空排気手段と反応ガス供給手
段とを設け，反応容器Ａ内に被処理物２３を収容して，
カプラ９から高周波電力を給電し，反応容器Ａ内にプラ
ズマを発生させる。
ーダンス整合をなす共振回路と，反応容器との間の高周
波電力搬送手段による電力損失を排除し，安定したプラ
ズマ発生を可能にするプラズマ処理装置を提供する。 【構成】筐体２の中心軸方向に配設された四重極電極
３，４，５，６に近接して金属板８ａ，８ｂを所定間隔
に配してコンデンサを形成し，該金属板８ａ，８ｂを支
持する金属支柱１２，１４と筐体２とを直結してインダ
クタを形成し，金属板８ａ，８ｂと四重極電極３，４，
５，６とを電気的に直結してコンデンサとインダクタと
からなる共振回路を有する共振空洞を構成すると共に，
前記四重極電極３，４，５，６の中心位置に反応容器Ａ
を配し，該反応容器Ａに真空排気手段と反応ガス供給手
段とを設け，反応容器Ａ内に被処理物２３を収容して，
カプラ９から高周波電力を給電し，反応容器Ａ内にプラ
ズマを発生させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，反応容器内に導入した
反応ガスをプラズマ化して，収容した被処理物をプラズ
マ処理するプラズマ処理装置に関する。
反応ガスをプラズマ化して，収容した被処理物をプラズ
マ処理するプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマ化した処理ガスにより半導体基
板等の表面にエッチング，成膜等の加工を施すことが行
われる。これに用いられるプラズマ処理装置は，装置内
に導入した処理ガスを高周波電力によりプラズマ化し
て，プラズマ中に含まれるイオンや活性ラジカルによっ
て，装置内に収容した被処理物の加工，清浄，成膜，ス
パッタリング等を行う。このプラズマ処理装置の従来例
について，その概略を説明する。図３は第１の従来例装
置の構成図，図４は第２の従来例装置の構成図である。
図３（ａ）（ｂ）において，反応容器４２に被処理物４
９（例えば，シリコンウェハ等）を収容して，真空ポン
プ４８で反応容器４２内を真空状態にした後，所定量の
反応ガス４６を反応容器４２内に供給する。次いで，図
（ｂ）の側面図に示すように反応容器４２の外壁部に配
した電極４１ａ，４１ｂ間に高周波電源４４から共振回
路４３を通じて高周波電力を印加すると，反応ガスは高
周波放電によりプラズマ化し，被処理物４９は活性化し
たガスにより所定の処理がなされる。図４においても同
様に，反応容器５１に被処理物５９を収容して，排気管
５３から排気して反応容器５１内を真空状態にした後，
ガス供給管５４から反応ガスを導入する。反応容器５１
内に相対向して配された平板電極５２ａ，５２ｂ間に高
周波電源５６から共振回路５５を通じて高周波電力を印
加すると，反応ガスは高周波放電によりプラズマ化し
て，収容した被処理物５９は活性化したガスにより所定
の処理がなされる。
板等の表面にエッチング，成膜等の加工を施すことが行
われる。これに用いられるプラズマ処理装置は，装置内
に導入した処理ガスを高周波電力によりプラズマ化し
て，プラズマ中に含まれるイオンや活性ラジカルによっ
て，装置内に収容した被処理物の加工，清浄，成膜，ス
パッタリング等を行う。このプラズマ処理装置の従来例
について，その概略を説明する。図３は第１の従来例装
置の構成図，図４は第２の従来例装置の構成図である。
図３（ａ）（ｂ）において，反応容器４２に被処理物４
９（例えば，シリコンウェハ等）を収容して，真空ポン
プ４８で反応容器４２内を真空状態にした後，所定量の
反応ガス４６を反応容器４２内に供給する。次いで，図
（ｂ）の側面図に示すように反応容器４２の外壁部に配
した電極４１ａ，４１ｂ間に高周波電源４４から共振回
路４３を通じて高周波電力を印加すると，反応ガスは高
周波放電によりプラズマ化し，被処理物４９は活性化し
たガスにより所定の処理がなされる。図４においても同
様に，反応容器５１に被処理物５９を収容して，排気管
５３から排気して反応容器５１内を真空状態にした後，
ガス供給管５４から反応ガスを導入する。反応容器５１
内に相対向して配された平板電極５２ａ，５２ｂ間に高
周波電源５６から共振回路５５を通じて高周波電力を印
加すると，反応ガスは高周波放電によりプラズマ化し
て，収容した被処理物５９は活性化したガスにより所定
の処理がなされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例において，
反応容器に効率よく高周波電力を印加するために，共振
回路４３または５５により高周波電源と反応容器とのイ
ンピーダンス整合をとっているが，共振回路と反応容器
との間に，上記例における同軸ケーブル４５または５７
のような高周波電力搬送手段を要し，このような同軸ケ
ーブルあるいは同軸管における供給電力の反射による電
力損失が生じる問題点があった。また，反射波の影響に
よりプラズマの発生が不安定になりやすく，エッチン
グ，成膜等の処理が不均一になる問題点もあった。本発
明は上記問題点に鑑み，共振回路と反応容器との間の高
周波電力搬送手段による電力損失を排除し，安定したプ
ラズマ発生を可能にするプラズマ処理装置を提供するこ
とを目的とする。
反応容器に効率よく高周波電力を印加するために，共振
回路４３または５５により高周波電源と反応容器とのイ
ンピーダンス整合をとっているが，共振回路と反応容器
との間に，上記例における同軸ケーブル４５または５７
のような高周波電力搬送手段を要し，このような同軸ケ
ーブルあるいは同軸管における供給電力の反射による電
力損失が生じる問題点があった。また，反射波の影響に
よりプラズマの発生が不安定になりやすく，エッチン
グ，成膜等の処理が不均一になる問題点もあった。本発
明は上記問題点に鑑み，共振回路と反応容器との間の高
周波電力搬送手段による電力損失を排除し，安定したプ
ラズマ発生を可能にするプラズマ処理装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が採用する手段は，反応容器内に被処理物を収
容して真空状態にした後，反応ガスを導入し，反応容器
に配した電極に高周波電力を印加して前記反応ガスを高
周波放電によりプラズマ化して，活性化したガスにより
前記被処理物の表面を処理するプラズマ処理装置におい
て，筒状の筐体内部の中心軸方向に配設された多重極電
極に近接して複数の金属板を所定間隔に配してコンデン
サを形成し，該金属板を支持する金属支柱と前記筐体と
を直結してインダクタを形成し，前記金属板と前記多重
極電極とを電気的に直結してコンデンサとインダクタと
からなる共振回路を構成し，該共振回路に高周波電力を
印加することにより，前記多重極電極に高周波電圧が励
起されるよう構成された共振空洞と、前記共振空洞の多
重極電極の中心位置に配した非導電性の真空ダクトの両
端に真空チャンバを接続すると共に，真空排気手段に接
続される排気管と反応ガス供給手段に接続される反応ガ
ス吸入管とを備えた前記反応容器とを具備してなるプラ
ズマ処理装置として構成される。
に本発明が採用する手段は，反応容器内に被処理物を収
容して真空状態にした後，反応ガスを導入し，反応容器
に配した電極に高周波電力を印加して前記反応ガスを高
周波放電によりプラズマ化して，活性化したガスにより
前記被処理物の表面を処理するプラズマ処理装置におい
て，筒状の筐体内部の中心軸方向に配設された多重極電
極に近接して複数の金属板を所定間隔に配してコンデン
サを形成し，該金属板を支持する金属支柱と前記筐体と
を直結してインダクタを形成し，前記金属板と前記多重
極電極とを電気的に直結してコンデンサとインダクタと
からなる共振回路を構成し，該共振回路に高周波電力を
印加することにより，前記多重極電極に高周波電圧が励
起されるよう構成された共振空洞と、前記共振空洞の多
重極電極の中心位置に配した非導電性の真空ダクトの両
端に真空チャンバを接続すると共に，真空排気手段に接
続される排気管と反応ガス供給手段に接続される反応ガ
ス吸入管とを備えた前記反応容器とを具備してなるプラ
ズマ処理装置として構成される。
【０００５】
【作用】本発明による構成によれば，真空ダクト内に被
処理物を収容した後，排気管から反応容器内の空気を排
気して真空状態とし，次いで吸気管から所定量の反応ガ
スを反応容器内に導入する。この後，共振空洞に高周波
電力を印加すると，多重極電極に高周波電圧が励起さ
れ，多重極電極の中心位置に配置された真空ダクト内の
反応ガスは，電極間の高周波放電によりプラズマ化する
ので，真空ダクト内に収容された被処理物はプラズマ化
した反応ガスにより所定の表面処理がなされる。前記共
振空洞にはコンデンサとインダクタとが内部構成されて
おり，且つコンデンサを形成する金属板の間隔を調節す
ることにより共振周波数が可変となるので，高周波電源
と共振空洞との整合が共振空洞内で実行される結果，供
給電力の反射がなくなるため，電力効率がよく，且つ安
定したプラズマ発生がなされる。
処理物を収容した後，排気管から反応容器内の空気を排
気して真空状態とし，次いで吸気管から所定量の反応ガ
スを反応容器内に導入する。この後，共振空洞に高周波
電力を印加すると，多重極電極に高周波電圧が励起さ
れ，多重極電極の中心位置に配置された真空ダクト内の
反応ガスは，電極間の高周波放電によりプラズマ化する
ので，真空ダクト内に収容された被処理物はプラズマ化
した反応ガスにより所定の表面処理がなされる。前記共
振空洞にはコンデンサとインダクタとが内部構成されて
おり，且つコンデンサを形成する金属板の間隔を調節す
ることにより共振周波数が可変となるので，高周波電源
と共振空洞との整合が共振空洞内で実行される結果，供
給電力の反射がなくなるため，電力効率がよく，且つ安
定したプラズマ発生がなされる。
【０００６】
【実施例】以下，添付図面を参照して，本発明を具体化
した実施例につき説明する。尚，以下の実施例は本発明
を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定
するものではない。ここに，図１，図２は本発明の一実
施例に係るプラズマ処理の構造を示すもので，図１は正
面構成図，図２は図１におけるＡ−Ａ′矢視断面図であ
る。本プラズマ処理装置１は，図１に示すように正断面
が矩形形状の筐体２の中心軸方向に電極３，４，５，６
が配され，図２に示すように絶縁支柱７により支持さ
れ，電極３と４，電極５と６とが互いに向かい合う四重
極電極を構成している。電極３，４，５，６の周囲の長
手方向には，電極３，４，５，６に近接して円環状の銅
ディスクからなる金属板８ａ及び８ｂが交互に所定の間
隔で配置され，金属板８ａ，８ａ……はＲＦコンタクト
電極１０により電極３，４に電気的に直結され，金属板
８ｂ，８ｂ……はＲＦコンタクト電極１１により電極
５，６に直結されている。更に，金属板８ａ，８ａ……
は銅製の支柱１２，１２……により垂直方向から支持さ
れて筐体２に電気的に直結され，金属板８ｂ，８ｂ……
は支柱１４，１４……により水平方向から支持されて筐
体２に電気的に直結されている。上記支柱１２及び１４
は，それぞれ筐体２の内壁部に加工された蟻溝１５に沿
って中心軸方向へ移動可能に配備されており，支柱１
２，１２……及び支柱１４，１４……の各間隙には，金
属板８ａ及び８ｂの間隔を所定の等間隔に支持し得る幅
寸法のスペーサ１６及び１７が嵌挿され，支柱１２とス
ペーサ１６及び支柱１４とスペーサ１７とは，それぞれ
ボルト１８によって共締めされている。上記複数の金属
板８ａ及び８ｂによりコンデンサが形成され，支柱１
２，筐体２，支柱１４により開ループのワンターンコイ
ルが形成されて，コンデンサとインダクタとによる共振
回路が構成される。金属板８ａ及び８ｂの間隔をスペー
サ１６，１７の幅寸法を変更することにより，コンデン
サの容量が変化するので，筐体２を任意の共振周波数の
共振空洞とすることができる。図１に示すようにループ
型カプラ９により所定周波数の高周波電力を印加する
と，共振モード例えばＴＥ２１０モードの共振周波数を
励起させることができる。このとき互いに向かい合った
電極３，４には同電位，互いに隣り合った電極５，６に
は逆電位の電位が発生する。
した実施例につき説明する。尚，以下の実施例は本発明
を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定
するものではない。ここに，図１，図２は本発明の一実
施例に係るプラズマ処理の構造を示すもので，図１は正
面構成図，図２は図１におけるＡ−Ａ′矢視断面図であ
る。本プラズマ処理装置１は，図１に示すように正断面
が矩形形状の筐体２の中心軸方向に電極３，４，５，６
が配され，図２に示すように絶縁支柱７により支持さ
れ，電極３と４，電極５と６とが互いに向かい合う四重
極電極を構成している。電極３，４，５，６の周囲の長
手方向には，電極３，４，５，６に近接して円環状の銅
ディスクからなる金属板８ａ及び８ｂが交互に所定の間
隔で配置され，金属板８ａ，８ａ……はＲＦコンタクト
電極１０により電極３，４に電気的に直結され，金属板
８ｂ，８ｂ……はＲＦコンタクト電極１１により電極
５，６に直結されている。更に，金属板８ａ，８ａ……
は銅製の支柱１２，１２……により垂直方向から支持さ
れて筐体２に電気的に直結され，金属板８ｂ，８ｂ……
は支柱１４，１４……により水平方向から支持されて筐
体２に電気的に直結されている。上記支柱１２及び１４
は，それぞれ筐体２の内壁部に加工された蟻溝１５に沿
って中心軸方向へ移動可能に配備されており，支柱１
２，１２……及び支柱１４，１４……の各間隙には，金
属板８ａ及び８ｂの間隔を所定の等間隔に支持し得る幅
寸法のスペーサ１６及び１７が嵌挿され，支柱１２とス
ペーサ１６及び支柱１４とスペーサ１７とは，それぞれ
ボルト１８によって共締めされている。上記複数の金属
板８ａ及び８ｂによりコンデンサが形成され，支柱１
２，筐体２，支柱１４により開ループのワンターンコイ
ルが形成されて，コンデンサとインダクタとによる共振
回路が構成される。金属板８ａ及び８ｂの間隔をスペー
サ１６，１７の幅寸法を変更することにより，コンデン
サの容量が変化するので，筐体２を任意の共振周波数の
共振空洞とすることができる。図１に示すようにループ
型カプラ９により所定周波数の高周波電力を印加する
と，共振モード例えばＴＥ２１０モードの共振周波数を
励起させることができる。このとき互いに向かい合った
電極３，４には同電位，互いに隣り合った電極５，６に
は逆電位の電位が発生する。
【０００７】上記電極３，４，５，６で囲まれた空間
に，図２に示すように石英ガラス，セラミック等からな
る非導電性の真空ダクト２１を配し，該真空ダクト２１
の前後に真空チャンバ３０，３１を設けて反応容器Ａが
構成されている。反応容器には真空ポンプ２４及び反応
ガス供給管２２が接続される。一方の真空チャンバ３０
には，テープ状の被処理物２３を巻き取った送出スプー
ル２９を配し，他方の真空チャンバ３１には，真空チャ
ンバ３０から真空ダクト２１を通して送られてくる被処
理物２３を巻き取る巻取スプール３２が配されている。
被処理物２３は，送出スプール２９及び巻取スプール３
２に接続される回転駆動手段により，所定の速度で送出
スプール２９から送り出され，送出ローラ２８ａによっ
て真空ダクト２１への送出方向を定めて真空ダクト２１
内に送出され，巻取ローラ２８ｂを介して巻取スプール
３２に巻き取られる。上記構成になるプラズマ処理は，
次のように実施される。まず，反応容器Ａ内に被処理物
２３を収容して容器を密閉状態にし，真空ポンプ２４を
駆動して反応容器Ａ内を真空状態にした後，反応ガス供
給管２２のバルブ２７を開き，供給される反応ガスを流
量計２６で調整して反応容器Ａに所定のガス圧になるよ
うに充填する。次いで，高周波電源３３から高周波電力
をカプラ９から装置内に給電すると所定の共振モードが
励起され，電極３，４，５，６に電位が発生して，これ
ら電極３，４，５，６によりつくられる電場及び磁場に
より反応容器２９内に封入された反応ガスをプラズマ化
する。このとき，被処理物２３を真空ダクト２１内を所
定の速度で移動させると，プラズマ化した反応ガスのイ
オンあるいは活性ラジカルにより，その表面をエッチン
グ，成膜，クリーニング，スパッタリング等の処理を行
うことができる。処理終了時には，残留ガスを排気し
て，窒素ガス等を反応容器Ａ内に供給して大気圧に戻し
た後，被処理物２３を取り出す。本装置において処理さ
れる被処理物２３として，リードフレーム，磁気テー
プ，鋼管などを処理対象とすることができる。
に，図２に示すように石英ガラス，セラミック等からな
る非導電性の真空ダクト２１を配し，該真空ダクト２１
の前後に真空チャンバ３０，３１を設けて反応容器Ａが
構成されている。反応容器には真空ポンプ２４及び反応
ガス供給管２２が接続される。一方の真空チャンバ３０
には，テープ状の被処理物２３を巻き取った送出スプー
ル２９を配し，他方の真空チャンバ３１には，真空チャ
ンバ３０から真空ダクト２１を通して送られてくる被処
理物２３を巻き取る巻取スプール３２が配されている。
被処理物２３は，送出スプール２９及び巻取スプール３
２に接続される回転駆動手段により，所定の速度で送出
スプール２９から送り出され，送出ローラ２８ａによっ
て真空ダクト２１への送出方向を定めて真空ダクト２１
内に送出され，巻取ローラ２８ｂを介して巻取スプール
３２に巻き取られる。上記構成になるプラズマ処理は，
次のように実施される。まず，反応容器Ａ内に被処理物
２３を収容して容器を密閉状態にし，真空ポンプ２４を
駆動して反応容器Ａ内を真空状態にした後，反応ガス供
給管２２のバルブ２７を開き，供給される反応ガスを流
量計２６で調整して反応容器Ａに所定のガス圧になるよ
うに充填する。次いで，高周波電源３３から高周波電力
をカプラ９から装置内に給電すると所定の共振モードが
励起され，電極３，４，５，６に電位が発生して，これ
ら電極３，４，５，６によりつくられる電場及び磁場に
より反応容器２９内に封入された反応ガスをプラズマ化
する。このとき，被処理物２３を真空ダクト２１内を所
定の速度で移動させると，プラズマ化した反応ガスのイ
オンあるいは活性ラジカルにより，その表面をエッチン
グ，成膜，クリーニング，スパッタリング等の処理を行
うことができる。処理終了時には，残留ガスを排気し
て，窒素ガス等を反応容器Ａ内に供給して大気圧に戻し
た後，被処理物２３を取り出す。本装置において処理さ
れる被処理物２３として，リードフレーム，磁気テー
プ，鋼管などを処理対象とすることができる。
【０００８】
【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば，プラ
ズマ放電をなす電極と共振回路とが直結されているた
め，供給される高周波電力の反射波の発生が排除され，
従って，反射波による電力損失及びプラズマの不安定が
なくなるため，電力効率がよく，且つ均一なプラズマ処
理を行うことができる。
ズマ放電をなす電極と共振回路とが直結されているた
め，供給される高周波電力の反射波の発生が排除され，
従って，反射波による電力損失及びプラズマの不安定が
なくなるため，電力効率がよく，且つ均一なプラズマ処
理を行うことができる。
【図１】本発明の実施例プラズマ処理装置の正面構成
図。
図。
【図２】同上のＡ−Ａ′矢視断面構成図。
【図３】第１の従来例装置の構成図。
【図４】第２の従来例装置の構成図。
１…プラズマ処理装置 ２…筐体 ３，４，５，６…電極 ８ａ，８ｂ…金属板 ９…カプラ １０，１１…ＲＦコンタクト電極 １２，１４…支柱 ２１…真空ダクト ２２…反応ガス供給管 ２３…被処理物 ２４…真空ポンプ ３３…高周波電源 Ａ…反応容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 敏司 兵庫県神戸市西区美賀多台１−４−１ (72)発明者 今中 博文 兵庫県神戸市西区美賀多台１−４−１
Claims (1)
- 【請求項１】反応容器内に被処理物を収容して真空状態
にした後，反応ガスを導入し，反応容器に配した電極に
高周波電力を印加して前記反応ガスを高周波放電により
プラズマ化し，活性化したガスにより前記被処理物の表
面を処理するプラズマ処理装置において， 筒状の筐体内部の中心軸方向に配設された多重極電極に
近接して複数の金属板を所定間隔に配してコンデンサを
形成し，該金属板を支持する金属支柱と前記筐体とを直
結してインダクタを形成し，前記金属板と前記多重極電
極とを電気的に直結してコンデンサとインダクタとから
なる共振回路を構成し，該共振回路に高周波電力を印加
することにより，前記多重極電極に高周波電圧が励起さ
れるよう構成された共振空洞と、 前記共振空洞の多重極電極の中心位置に配した非導電性
の真空ダクトの両端に真空チャンバを接続すると共に，
真空排気手段に接続される排気管と反応ガス供給手段に
接続される反応ガス吸入管とを備えた前記反応容器と，
を具備してなるプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3263865A JPH05101898A (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3263865A JPH05101898A (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05101898A true JPH05101898A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=17395321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3263865A Pending JPH05101898A (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05101898A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7004108B2 (en) | 2000-11-16 | 2006-02-28 | Lg Electronics Inc. | Apparatus for fixing an electrode in plasma polymerizing apparatus |
| CN111408328A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-14 | 苏州睿祥宝材料科技有限公司 | 一种辊轮驱动的滚筒式工业粉体处理设备及其方法 |
-
1991
- 1991-10-11 JP JP3263865A patent/JPH05101898A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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