JPH05299382A - プラズマ処理装置およびその方法 - Google Patents

プラズマ処理装置およびその方法

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JPH05299382A
JPH05299382A JP10094492A JP10094492A JPH05299382A JP H05299382 A JPH05299382 A JP H05299382A JP 10094492 A JP10094492 A JP 10094492A JP 10094492 A JP10094492 A JP 10094492A JP H05299382 A JPH05299382 A JP H05299382A
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JP
Japan
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gas
gas diffusion
diffusion plate
electrode portion
electrode
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JP10094492A
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English (en)
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Yuusuke Dobashi
祐亮 土橋
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電界集中および電界不安定を緩和し安定した
プラズマを発生させ、プラズマ処理を安定させる。 【構成】 5は第2の電極部で、第1の電極部と対とな
り真空容器内に配置される。この第2の電極部5には、
ガスを導入するガス導入機構と真空容器内で被処理体の
処理を行うプラズマを発生させる電力を印加する電力印
加機構を備える。50、53はガスを一様に拡散させる
第1、第2のガス拡散板で、スペーサ51、54により
電極20と間隙を形成しボルト56、ナット57で固定
される。そして、第2のガス拡散板53は表面全体をア
ルマイト処理が施され、スペーサ51、54はリング状
に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマを用いてシリ
コンウェハ等の被処理体の加工を行うプラズマ処理装置
およびその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、この種のプラズマ処理装置は、
図4に示すように、下部に排気口2を有する真空容器1
と、この真空容器1内に設けられた第1の電極部3と、
真空容器1内にガスを導入する機能を備えた第2の電極
部5と、図示しないガスボンベによりガスを導入するた
めのガス導入管6と、前記第2の電極部5に高周波を印
加するための高周波電源7と、この高周波電源7と前記
第2の電極部5との間の整合をとるためのマッチングボ
ックス8と、前記真空容器1と第2の電極部5を電気的
に絶縁するための絶縁筒9とから概略構成され、前記第
1の電極部3上に被処理体が載置されて、前記高周波電
源7よりマッチングボックス8を通じて第2の電極部5
に高周波を印加すると、プラズマ10が発生する。
【0003】前記第2の電極部5は、図5にその詳細を
示すように、前記真空容器1内にガスを導入するための
導入穴を有する電極20と、この電極20から真空容器
1内に導入される際にガスが一様に拡散するために設け
られた第1のガス拡散板21と、この第1のガス拡散板
21と電極20との間に間隙をつくるために設けられた
第1のスペーサ22と、この第1のスペーサ22により
電極20と第1のガス拡散板21との間に形成された第
1のガス拡散室23と、前記第1のガス拡散板21より
導入されたガスをさらに一様に拡散して真空容器1内に
導入するために設けられた第2のガス拡散板24と、こ
の第2のガス拡散板24と前記第1のガス拡散板21と
の間隙をつくるための第2のスペーサ25と、このスペ
ーサ25により前記第1のガス拡散板21と第2のガス
拡散板24の間に形成された第2のガス拡散室26と、
これら第1および第2のガス拡散室23および26を周
囲より隔離して形成するために設けられた絶縁板27と
から構成され、これら電極20と第1のガス拡散板21
と第1のスペーサ22と第2のガス拡散板24とスペー
サ25および絶縁板27はボルト28およびナット29
によって固定されている。
【0004】ここで、電極20、第1および第2のスペ
ーサ22、25はSUS(ステンレス)、第1のガス拡
散板21はAl(アルミニウム)、絶縁筒9、絶縁板2
7はセラミック、ボルト28およびナット29はテフロ
ンで形成されている。また、第2のガス拡散板24は図
6に示すように、Alで形成されたガス拡散板24にセ
ラミックコーティング24aが施されている。前記第1
および第2のスペーサ22、25は、図7に示すよう
に、円筒状に形成されている。
【0005】従来のプラズマ処理装置は以上のような構
成であり、以下動作を説明する。まず、第1の電極部3
上に被処理体4を載置したのち、図示しない真空ポンプ
により排気口2より排気を行い、真空容器1内を所定の
圧力まで減圧する。次に、この真空容器1内に、図示し
ないガスボンベからガス導入管6を通して第2の電極部
5より所定の処理圧力となるまでガスを導入する。この
とき、導入されたガスは電極20の中心の穴より第1の
ガス拡散室23に導かれ、この第1のガス拡散室23で
一様に拡散され、第1のガス拡散板21を通って第2の
ガス拡散室26に導かれてさらに拡散して第2のガス拡
散板24を通過して真空容器1内に導入される。
【0006】次に、高周波電源7からマッチングボック
ス8を通して第2の電極部5に高周波(13、56MH
z)を印加すると、第2の電極部5の電極20に印加さ
れた高周波は、第1のスペーサ22、第1のガス拡散板
21、第2のスペーサ25および第2のガス拡散板24
がSUSやAlの電気伝導体で形成されているため、第
1のスペーサ22、第1のガス拡散板21および第2の
スペーサ25通して印加される。このようにして第1の
電極部3と第2の電極部5の間に印加した高周波はプラ
ズマ10を発生させ、被処理体4に所望の処理を行う。
ここで第2のガス拡散板24は、プラズマ10からの衝
撃とガスによる腐食を防止するためAl製のガス拡散板
にプラズマに接触する側にセラミックコーティング24
aが施されている。絶縁筒9、絶縁板27、ボルト2
8、ナット29は電界の外周部への漏れ防止と、突起物
による電界集中を防止するために、セラミックやテフロ
ンの絶縁体で製作されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来のプラズマ処理装
置は以上のように構成されているので、各ガス拡散板、
とくに第2のガス拡散板の穴部には電界集中やプラズマ
の熱によるテフロンの膨張により電極20と各ガス拡散
板、各スペーサ間に間隙が生じ高周波印加時の電界が不
安定になり、プラズマと第2のガス拡散板の穴部に異常
放電が発生し、被処理体に損傷を与える問題点があっ
た。
【0008】したがって、本発明は、上記したような従
来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とす
るところは、電界集中および電界不安定を緩和し安定し
たプラズマを発生させ、プラズマ処理を安定させたプラ
ズマ処理装置および処理方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明に係るプラズマ処理装置は、真空容器内に被
処理体を載置するための第1の電極部と、この第1の電
極部と対向配置され被処理体を処理するためのガスを導
入するガス導入機構と真空容器内で被処理体の処理を行
うためのプラズマを発生させるための電力を印加する電
力印加機構を備えた第2の電極部とを有するプラズマ処
理装置であって、前記第2の電極部に備えられこの電極
部内でガスを一様に拡散させるために複数の穴を有する
ガス拡散板を設けると共に、このガス拡散板の表面全体
にアルマイト処理を施したものである。また、本発明に
係るプラズマ処理装置は、第2の電極部に備えられこの
電極部内でガスを一様に拡散させるために複数個の穴を
有するガス拡散板と、このガス拡散板と前記第2の電極
部との間隙を形成するスペーサとを設けると共に、この
スペーサをリング状に形成したものである。また、本発
明に係るプラズマ処理装置は、第2の電極部に備えられ
この電極部内でガスを一様に拡散させるために複数個の
穴を有するガス拡散板と、このガス拡散板と前記第2の
電極部との間隙を形成するスペーサと、これらスペー
サ、ガス拡散板を前記第2の電極部に固定するボルトお
よびナットとを設けると共に、このボルトおよびナット
の表面を絶縁体でコーティングしたものである。また、
本発明に係るプラズマ処理方法は、真空容器内で第1の
電極部に被処理体を載置し、第1の電極部に対向配置し
た第2の電極部から被処理体を処理するためのガスを導
入すると共に、プラズマを発生させるための電力を印加
して被処理体の処理を行うプラズマ処理方法であって、
前記第2の電極部内に設けた表面全体にアルマイト処理
を施した複数の穴を有するガス拡散板でガスを拡散させ
ると共に、このガス拡散板をリング状のスペーサを介し
て前記第2の電極部に表面を絶縁体でコーティングした
ボルトおよびナットで固定したものである。
【0010】
【作用】本発明においては、ガス拡散板の表面全体をア
ルマイト処理を施したことにより、電界集中が発生しな
い。また、スペーサをリング状に形成し、ボルトとナッ
トとを絶縁体でコーティングしたことにより、電極、ガ
ス拡散板およびスペーサ間の接触面積が増大すると共
に、密着性が向上する。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明
する。図1は本発明に係るプラズマ処理装置の要部側断
面図である。同図において、1は真空容器、9はセラミ
ックで形成された絶縁筒、20は前記真空容器1にガス
を導入するために中心に導入穴を備えた電極20、27
はセラミックで形成され、前記第2の電極部5の外周部
を構成する絶縁板、50はAlで形成され前記電極20
を通して前記真空容器1にガスを導入する際、ガスが一
様に拡散するために設けられた第1のガス拡散板、51
はAlで形成され、前記電極20と前記第1のガス拡散
板50の間に間隙をつくり、かつ前記電極20と前記第
1のガス拡散板50との接触面積を大きくするために、
図3に示すようにリング状とした第1のスペーサ、52
は前記電極20と第1のガス拡散板50の間に形成され
た第1のガス拡散室、53は前記第1のガス拡散板50
より導入されたガスをさらに一様に拡散し前記真空容器
1内に導入するために設けられた第2のガス拡散板であ
る。
【0012】そして、この第2のガス拡散板53は、図
2に示すように、Alで形成されたガス拡散板53の表
面全体に亘って、アルマイト処理53aを施されてい
る。54は、Alで形成され前記第1のガス拡散板50
と前記第2のガス拡散板53との間に間隙を形成し、か
つ前記第1のガス拡散板50と前記第2のガス拡散板5
3との接触面積を大きくするために、図3に示すように
リング状に形成された第2のスペーサ、55は前記第1
のガス拡散板50と前記第2のガス拡散板53との間に
形成された第2のガス拡散室、56は前記電極20、絶
縁板27、第1および第2のガス拡散板50、53およ
び第1および第2のスペーサ51、54を固定し前記第
2の電極部5を構成するSUSからなり、表面をテフロ
ンでコーティングされたボルト、57はSUSからな
り、表面をテフロンでコーティングされ前記ボルト56
を固定するためのナットである。
【0013】本発明のプラズマ処理装置は以上の構成で
あり、以下に動作を説明する。まず、図示しないガスボ
ンベから電極20に導入されたガスは、第1のガス拡散
室52に導入され一様に拡散する。第1のガス拡散室5
2で拡散したガスは、第1のガス拡散板50を通過して
第2のガス拡散室55でさらに拡散され、第2のガス拡
散板53を通過して真空容器1内に導入される。次に、
真空容器1内をガス排気量とガス導入量を調整し、真空
容器1内を所定の圧力にしたのち、高周波電源7により
マッチングボックス8を介して電極20に印加する。電
極20に印加された高周波電力は、第1のスペーサ5
1、第1のガス拡散板50、第2のスペーサ54および
第2のガス拡散板53に通電されてガスに印加され、プ
ラズマを発生させる。
【0014】このとき、第1および第2のスペーサ5
1、54はリング状に形成され、またボルト56および
ナット57はSUSからなり、表面にテフロンをコーテ
ィングしているので、電極20および第1のガス拡散板
50と第1のスペーサ51、第1のガス拡散板50およ
び第2のガス拡散板53と第2のスペーサ54間の接触
面積が増大し、かつ締結力が増大するので密着性が良好
となり、このためガスに印加される高周波電力の安定性
が増大する。また、第2のガス拡散板53はAlで形成
されたガス拡散板53の表面全体に均一にアルマイト処
理53aが施されているので、穴部53bにおける電界
集中が緩和され、この結果、以上放電が解消され、安定
したプラズマが生成されるため、被処理体4への損傷が
なくなり、装置の安定性および稼働率が向上する。
【0015】なお、本実施例では、絶縁筒9、絶縁板2
7をセラミックで形成したが、テフロンやガラス等の他
の絶縁部材で形成してもよく、また電極20をSUS、
第1および第2のスペーサ51、54および第1のガス
拡散板50をAlで形成したが、電極20をAl、第1
および第2のスペーサ51、54および第1のガス拡散
板50をSUS等の他の電気伝導体で形成してもよいこ
とは勿論である。また、第2のガス拡散板53の表面全
体にアルマイト処理53aを施したが、テフロンコーテ
ィング等の他の絶縁体を施してよく、また、ボルト56
およびナット57は、テフロンコーティングで被覆した
が、セラミックコーティング等の他の絶縁体で被覆して
もよく、また機械的あるいは熱的強度(特に熱膨張率が
小さい)が充分であれば、絶縁体自体で形成されたボル
トおよびナットを用いても、上記した実施例と同等の作
用効果を有する。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
極部内でガスを一様に拡散させるたの複数の穴を有する
ガス拡散板の表面全体にアルマイト処理を施したので、
電界の集中が防止でき、また、スペーサをリング状に形
成し、ボルトとナットとを絶縁体でコーティングしたこ
とにより、電極、ガス拡散板およびスペーサ間の接触面
積が増大すると共に、密着性が向上して、安定したプラ
ズマが生成でき、非処理体の損傷が防止でき、このため
装置の安定性と稼働率の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプラズマ処理装置の要部側断面図
である。
【図2】本発明に係るプラズマ処理装置のガス拡散板の
詳細側断面図である。
【図3】本発明に係るプラズマ処理装置のスペーサの外
観斜視図である。
【図4】一般的なプラズマ処理装置の側断面図である。
【図5】従来のプラズマ処理装置の要部側断面図であ
る。
【図6】従来のプラズマ処理装置のガス拡散板の詳細側
断面図である。
【図7】従来のプラズマ処理装置のスペーサの外観斜視
図である。
【符号の説明】
1 真空容器 5 第2の電極部 20 電極 50 第1のガス拡散板 51 第1のスペーサ 52 第2のガス拡散室 53 第2のガス拡散板 53a アルマイト処理 54 第2のスペーサ 55 第2のガス拡散室 56 ボルト 57 ナット

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空容器内に被処理体を載置するための
    第1の電極部と、この第1の電極部と対向配置され被処
    理体を処理するためのガスを導入するガス導入機構と真
    空容器内で被処理体の処理を行うためのプラズマを発生
    させるための電力を印加する電力印加機構を備えた第2
    の電極部とを有するプラズマ処理装置において、前記第
    2の電極部に備えられこの電極部内でガスを一様に拡散
    させるために複数の穴を有するガス拡散板を設けると共
    に、このガス拡散板の表面全体にアルマイト処理を施し
    たことを特徴とするプラズマ処理装置。
  2. 【請求項2】 真空容器内に被処理体を載置するための
    第1の電極部と、この第1の電極部と対向配置され被処
    理体を処理するためのガスを導入するガス導入機構と真
    空容器内で被処理体の処理を行うためのプラズマを発生
    させるための電力を印加する電力印加機構を備えた第2
    の電極部とを有するプラズマ処理装置において、前記第
    2の電極部に備えられこの電極部内でガスを一様に拡散
    させるために複数個の穴を有するガス拡散板と、このガ
    ス拡散板と前記第2の電極部との間隙を形成するスペー
    サとを設けると共に、このスペーサをリング状に形成し
    たことを特徴とするプラズマ処理装置。
  3. 【請求項3】 真空容器内に被処理体を載置するための
    第1の電極部と、この第1の電極部と対向配置され被処
    理体を処理するためのガスを導入するガス導入機構と真
    空容器内で被処理体の処理を行うためのプラズマを発生
    させるための電力を印加する電力印加機構を備えた第2
    の電極部とを有するプラズマ処理装置において、前記第
    2の電極部に備えられこの電極部内でガスを一様に拡散
    させるために複数個の穴を有するガス拡散板と、このガ
    ス拡散板と前記第2の電極部との間隙を形成するスペー
    サと、これらスペーサ、ガス拡散板を前記第2の電極部
    に固定するボルトおよびナットとを設けると共に、この
    ボルトおよびナットの表面を絶縁体でコーティングした
    ことを特徴とするプラズマ処理装置。
  4. 【請求項4】 真空容器内で第1の電極部に被処理体を
    載置し、第1の電極部に対向配置した第2の電極部から
    被処理体を処理するためのガスを導入すると共に、プラ
    ズマを発生させるための電力を印加して被処理体の処理
    を行うプラズマ処理方法において、前記第2の電極部内
    に設けた表面全体にアルマイト処理を施した複数の穴を
    有するガス拡散板でガスを拡散させると共に、このガス
    拡散板をリング状のスペーサを介して前記第2の電極部
    に表面を絶縁体でコーティングしたボルトおよびナット
    で固定したことを特徴とするプラズマ処理方法。
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