JPH051072Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案はプラズマデボジシヨン装置やプラズマ
エツチング装置に適用して有効なプラズマ処理装
置に関するものである。

（従来の技術） 此の種のプラズマ処理装置においては、上下電
極に高周波電力を印加する高周波発振器の電気的
効率、即ち、供給電力に対するプラズマ発生出力
が、50〜70％と極めて低く、省エネルギ上不利で
あると共に、供給電力を高出力にしなければ満足
のゆくプラズマ処理効果が得られないのみなら
ず、下記のような重大な欠陥を有している。

即ち、一般に、上下電極間で形成されたプラズ
マ中には反応ガスの分解により生成された分子、
原子、ラジカルやイオン、電子の荷電粒子等が存
在してウエーハは、これらに直接曝されており、
特に電子は上下電極間に印加された高周波電力に
追随して加速され、ウエーハに衝突し易い状態に
ある。このため、供給電力を高出力にすると、電
子は高速でウエーハに衝突するようになり、ウエ
ーハ温度の上昇やマスク用としてのホトレジスト
膜への悪影響等、更にはウエーハの電気的特性へ
の悪影響等の作用を及ぼし、所謂電気的ダメージ
をウエーハに与えることになる。特に、半導体集
積回路の微細パターン形成のためには、ウエーハ
の温度の上昇、ホトレジスト膜の変形は極力避け
る必要がある。

前記の問題点を防止するために、第４図に示す
装置が提案されている。この装置は、反応容器Ａ
内に設けた上部電極Ｂと、試料Ｃが載置された下
部電極Ｄとの間に網目状の中間電極Ｅを設け、上
部電極Ｂと中間電極Ｅとの間に高周波電源Ｆにて
高周波電力を印加する電気回路Ｇを、又、下部電
極Ｄと中間電極Ｅとの間にはバイアス電圧又は高
周波電力を印加するように電気回路Ｈを設けてい
る。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、前記の装置においては、上部電
極と下部電極間の距離が固定であるため、例えば
条件等の異なる試料を同じ装置で処理することは
できず、又反応容器内部の真空度及びガス条件等
環境の変化に対する微調整も行なうことができな
いという問題があつた。

そこで、本考案においては、試料がプラズマ中
に直接曝されることなく、且つ１台の装置で種々
特性のある各種処理を行うことができる装置を提
供しようとするものである。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本考案におけるプラズマ処理装置は、反応容器
１内に上下部電極２，３を対向させて設置し、上
下部電極２，３のいずれか一方で試料５を支持
し、他方の電極は反応ガスを導入しプラズマ励起
室１１を形成する筺体の中間電極８で包囲し、こ
の中間電極８は他方の電極と共に反応容器１に対
して昇降自在に設け、中間電極８の試料５側に多
数のガス通過孔１２，１２，…を設け、この中間
電極８と他方の電極との間は高周波電力を印加す
る回路を、中間電極８と試料側電極にはバイアス
電圧又は高周波電力を印加する回路を設けたもの
である。

（実施例） 本考案の第１実施例を第１図に基いて詳細に説
明すると、反応容器１内に平板で形成した上部電
極２と下部電極３とを対向して設置する。下部電
極３は反応容器１の底部を貫通した軸４で回転自
在に支持され、上面にウエーハ等の試料５を載置
しており、軸４はシール機構６で反応容器１に対
し、密閉できるようになつている。

一方、上部電極２は反応容器１の天井を貫通し
た軸７で支持されている。この上部電極２は導電
性材料で筺体に形成した中間電極８内に全周面が
中間電極８に対して空間を形成するように収納さ
れている。そして、中間電極８の上面には軸７を
囲繞するように形成した導入管９を設けてガス供
給装置１０から処理ガスを導入するようになつて
おり、中間電極８の内部にプラズマを発生させる
プラズマ励起室１１を形成せしむる。この中間電
極８は試料５側に多数のガス通過孔１２，１２，
…を設けている。又導入管９はシール機構１３で
反応容器１に対し密閉状態で貫通しており、図面
では省略したが、昇降装置で上部電極２と共に反
応容器１に対して昇降できるようになつている。

又、上部電極２と中間電極８は高周波電源１４
に接続され、中間電極８と下部電極３間に直流電
源１５を設けてバイアス電圧を印加するようにな
つている。

図中１６は排気口である。

（作用） 第１実施例は前記のように構成したもので、中
間電極８を上部電極２と共に昇降させて、試料５
に対する最適位置に上部電極２にセツトし、高周
波電力によりプラズマ励起を行い、励起ガスをガ
ス通過孔１２，１２，…から排出させて試料５に
吹付けるようになつている。

次に、第２実施例を第２図に基いて説明する
と、本実施例は一般にカソードカツプリング方式
と呼ばれている方式で、反応容器１をアルミニウ
ム等の導電性材料で形成し、それを接地側とした
もので、中間電極８の導入管９と反応容器１とを
接続線１７で接続し、上部電極２と反応容器１と
を高周波電源１４に接続し、更に下部電極３と反
応容器１とを高周波電源１４′に接続したもので
ある。

他は全て第１実施例と同一なので、同一符号を
付し説明を省略する。

尚、前記実施例においては接続線１７を用いる
ように説明したが、シール機構１３が電気的導通
があれば不用である。

次に、第３実施例を第３図に基いて説明する
と、本実施例は気相成長装置に実施した場合で、
試料５は上部電極２に設けた穴（図示省略）に嵌
入させて支持させている。そして、下部電極３を
中間電極８で包囲し、試料５に対して昇降できる
ように構成し、上部電極２の上面に加周波加熱コ
イル１８を設置して化学気相成長を行うようにし
たものである。

他は、第２実施例と同一なので同一符号を付し
説明を省略する。

〔考案の効果〕

本考案においては、中間電極８と試料５を支持
していない側の電極とは、両者間の間隔を変える
ことなく、試料５に対し、間隔を変化させること
ができるため、安定したプラズマ励起を行うこと
ができ、１台の装置で、種々異つた特性のプラズ
マ処理を行うことができる。

又、反応ガスの分解により生成された分子、原
子、ラジカルやイオン、電子の荷電粒子等に試料
が曝されることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るプラズマ処理装置の第１
実施例の断面図、第２図は第２実施例の断面図、
第３図は第３実施例の断面図、第４図は従来装置
の断面図である。 １……反応容器、２……上部電極、３……下部
電極、５……試料、８……中間電極、１１……プ
ラズマ励起室、１２……ガス通過孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 反応容器１内に上下部電極２，３を対向させて
   設置し、上下部電極２，３のいずれか一方で試料
   ５を支持し、他方の電極は反応ガスを導入しプラ
   ズマ励起室１１を形成する筺体の中間電極８で包
   囲し、この中間電極８は他方の電極と共に反応容
   器１に対して昇降自在に設け、中間電極８の試料
   ５側に多数のガス通過孔１２，１２，…を設け、
   この中間電極８と他方の電極との間は高周波電力
   を印加する回路を、中間電極８と試料側電極には
   バイアス電圧又は高周波電力を印加する回路を設
   けたことを特徴とするプラズマ処理装置。