JPH0837097A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH0837097A JPH0837097A JP6172415A JP17241594A JPH0837097A JP H0837097 A JPH0837097 A JP H0837097A JP 6172415 A JP6172415 A JP 6172415A JP 17241594 A JP17241594 A JP 17241594A JP H0837097 A JPH0837097 A JP H0837097A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 大型基板に対しても良好なプラズマ処理が容
易に可能な装置を実現する。 【構成】 反応ガス２４の供給部２３と排出部２２が設
けられた真空容器１４内に基板１９が配設される基板ホ
ルダー１８を設け、同基板ホルダー１８の基板１９が配
設される面に対向して平行にエレメント間隔が疎と密の
平面型コイル電極である第１電極１６と第２電極１７を
配設したことによって、電極近傍の高周波電力密度が高
い第１電極１６が反応ガスの分解を促進し、電極近傍の
高周波電力密度が均一な第２電極１７がそれを均一化さ
せるため、良好で均一なプラズマ処理を達成することが
可能となる。また、第１電極１６と第２電極１７の配設
位置を調節可能としたことによって、最適条件でのプラ
ズマ処理が可能となる。
易に可能な装置を実現する。 【構成】 反応ガス２４の供給部２３と排出部２２が設
けられた真空容器１４内に基板１９が配設される基板ホ
ルダー１８を設け、同基板ホルダー１８の基板１９が配
設される面に対向して平行にエレメント間隔が疎と密の
平面型コイル電極である第１電極１６と第２電極１７を
配設したことによって、電極近傍の高周波電力密度が高
い第１電極１６が反応ガスの分解を促進し、電極近傍の
高周波電力密度が均一な第２電極１７がそれを均一化さ
せるため、良好で均一なプラズマ処理を達成することが
可能となる。また、第１電極１６と第２電極１７の配設
位置を調節可能としたことによって、最適条件でのプラ
ズマ処理が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ドライエッチング装
置、プラズマ化学蒸着（以下プラズマＣＶＤとする）装
置、アッシング装置等として使用されるプラズマ処理装
置に関する。
置、プラズマ化学蒸着（以下プラズマＣＶＤとする）装
置、アッシング装置等として使用されるプラズマ処理装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のプラズマＣＶＤ装置について、図
５により説明する。図５（ａ）に示す装置は、真空容器
中に設置された高周波電極の間に処理基板が設置され、
電極間に発生するプラズマにより基板上にプラズマ処理
を行う平行平板型のプラズマ処理装置であり、図５
（ｂ）に示す装置は、石英放電管のまわりに放電用コイ
ルをまき、放電管内部にプラズマを発生させ、基板ホル
ダー上の基板上にプラズマ処理を行う誘導結合型のプラ
ズマ処理装置である。
５により説明する。図５（ａ）に示す装置は、真空容器
中に設置された高周波電極の間に処理基板が設置され、
電極間に発生するプラズマにより基板上にプラズマ処理
を行う平行平板型のプラズマ処理装置であり、図５
（ｂ）に示す装置は、石英放電管のまわりに放電用コイ
ルをまき、放電管内部にプラズマを発生させ、基板ホル
ダー上の基板上にプラズマ処理を行う誘導結合型のプラ
ズマ処理装置である。
【０００３】図５（ａ）に示す装置の特徴は、７０cm四
方程度の大面積基板処理が可能なことで、最もオーソド
ックスなタイプである。この装置の場合、高周波電源１
０が接続された高周波電極４と基板ホルダー電極６をほ
ゞ平行に対向させて配置し、これら両電極４，６間にプ
ラズマ放電場１１を形成し、一方の電極６側にヒータ８
により加熱される基板１を配置し、他方の電極４は多孔
を設けて通気性を有した形状とし、シールド３が設けら
れている。
方程度の大面積基板処理が可能なことで、最もオーソド
ックスなタイプである。この装置の場合、高周波電源１
０が接続された高周波電極４と基板ホルダー電極６をほ
ゞ平行に対向させて配置し、これら両電極４，６間にプ
ラズマ放電場１１を形成し、一方の電極６側にヒータ８
により加熱される基板１を配置し、他方の電極４は多孔
を設けて通気性を有した形状とし、シールド３が設けら
れている。
【０００４】そして、真空容器５内に導入した反応ガス
２は電極４を通過させてプラズマ放電場１１内に導き、
このプラズマ放電場１１を通過させることによりプラズ
マ分解させたガスを基板１の処理面に供給するものとし
ている。
２は電極４を通過させてプラズマ放電場１１内に導き、
このプラズマ放電場１１を通過させることによりプラズ
マ分解させたガスを基板１の処理面に供給するものとし
ている。
【０００５】図５（ｂ）に示す誘導結合型の装置の場合
は、石英放電管１３上部に放電用コイル１２を配してい
る。この放電用コイル１２はその下部の真空容器５' 内
にプラズマ放電場１１' を形成し、真空容器５' 内には
成膜面をプラズマ放電場１１' に対向させた基板１' と
この基板１' の背面に設けられたヒータ８' とが配置さ
れている。
は、石英放電管１３上部に放電用コイル１２を配してい
る。この放電用コイル１２はその下部の真空容器５' 内
にプラズマ放電場１１' を形成し、真空容器５' 内には
成膜面をプラズマ放電場１１' に対向させた基板１' と
この基板１' の背面に設けられたヒータ８' とが配置さ
れている。
【０００６】前記石英放電管１３には反応ガス２' が導
入され、この反応ガス２' は前記プラズマ放電場１１'
を通して前記基板１' の処理面に導くことができるもの
としている。
入され、この反応ガス２' は前記プラズマ放電場１１'
を通して前記基板１' の処理面に導くことができるもの
としている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置において、
平行平板型のプラズマ処理装置の場合、両電極を大きく
することにより大型化に対処することはできるが、電極
表面積が基板表面積と同等以上に大きくなるため単位面
積当りの高周波電力密度が低くなり、高速、大面積基板
処理を行う際に反応ガスの分解が不十分となり、良好な
基板処理が達成困難になるという課題があった。
平行平板型のプラズマ処理装置の場合、両電極を大きく
することにより大型化に対処することはできるが、電極
表面積が基板表面積と同等以上に大きくなるため単位面
積当りの高周波電力密度が低くなり、高速、大面積基板
処理を行う際に反応ガスの分解が不十分となり、良好な
基板処理が達成困難になるという課題があった。
【０００８】また、誘導結合型のプラズマ処理装置の場
合は、基板の大型化に伴い真空容器を大型化すると、放
電用コイルの直径が大きくなり、均一な放電を行わせる
ことが難しく、現在この種のプラズマＣＶＤ装置は小型
基板にしか対応することができないという課題があっ
た。
合は、基板の大型化に伴い真空容器を大型化すると、放
電用コイルの直径が大きくなり、均一な放電を行わせる
ことが難しく、現在この種のプラズマＣＶＤ装置は小型
基板にしか対応することができないという課題があっ
た。
【０００９】本発明は、上記課題を解決するため、大型
基板に対してプラズマ分布を均一化させ、容易に大面積
基板に対して良好なプラズマ処理を行うことが可能とな
るプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
基板に対してプラズマ分布を均一化させ、容易に大面積
基板に対して良好なプラズマ処理を行うことが可能とな
るプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
（１）本発明のプラズマ処理装置は、反応ガスの供給部
と排出部が設けられた真空容器、同真空容器内に設けら
れ一方の面に基板が配設される基板ホルダー、同基板ホ
ルダーの一方の面に対向して平行に配設されエレメント
間隔が疎の平面型コイル電極である第１電極、同第１電
極と上記基板ホルダーの間にそれぞれに平行に配設され
エレメント間隔が密の平面型コイル電極である第２電
極、および上記第１電極と第２電極が接続された高周波
電源を備えたことを特徴としている。
と排出部が設けられた真空容器、同真空容器内に設けら
れ一方の面に基板が配設される基板ホルダー、同基板ホ
ルダーの一方の面に対向して平行に配設されエレメント
間隔が疎の平面型コイル電極である第１電極、同第１電
極と上記基板ホルダーの間にそれぞれに平行に配設され
エレメント間隔が密の平面型コイル電極である第２電
極、および上記第１電極と第２電極が接続された高周波
電源を備えたことを特徴としている。
【００１１】（２）本発明は、上記発明（１）に記載の
プラズマ処理装置において、第１電極と第２電極がそれ
ぞれ基板に対して離接自在に配設されたことを特徴とし
ている。
プラズマ処理装置において、第１電極と第２電極がそれ
ぞれ基板に対して離接自在に配設されたことを特徴とし
ている。
【００１２】
【作用】上記発明（１）において、真空容器内に供給部
より供給された反応ガスは、第１電極と第２電極により
形成されたプラズマ放電場に導かれて分解され、反応ガ
スプラズマを生成して基板の処理面にプラズマ処理を施
す。
より供給された反応ガスは、第１電極と第２電極により
形成されたプラズマ放電場に導かれて分解され、反応ガ
スプラズマを生成して基板の処理面にプラズマ処理を施
す。
【００１３】上記第１電極及び第２電極は、平面型コイ
ル電極により形成されているため、従来の平行平板型電
極の場合に比べて、電極表面積を小さくすることがで
き、高い高周波電力密度を得ることができるため、反応
ガスの分解能力を高めることができる。
ル電極により形成されているため、従来の平行平板型電
極の場合に比べて、電極表面積を小さくすることがで
き、高い高周波電力密度を得ることができるため、反応
ガスの分解能力を高めることができる。
【００１４】上記平面型コイル電極については、エレメ
ント間隔が疎の場合は、密の場合に比べて、高周波電力
密度の高い部分が存在するため、反応ガスの分解は容易
に進むが、不均一になりやすい。一方、密の場合は、反
応ガスの分解は進まないが、均一化は向上する。
ント間隔が疎の場合は、密の場合に比べて、高周波電力
密度の高い部分が存在するため、反応ガスの分解は容易
に進むが、不均一になりやすい。一方、密の場合は、反
応ガスの分解は進まないが、均一化は向上する。
【００１５】そのため、本発明においては、基板ホルダ
ーに対して第１電極と第２電極を平行に配設し、反応ガ
スの分解能力を高めるとともに、その均一化を可能と
し、良好で均一なプラズマ処理が効率よく達成できるも
のとしている。
ーに対して第１電極と第２電極を平行に配設し、反応ガ
スの分解能力を高めるとともに、その均一化を可能と
し、良好で均一なプラズマ処理が効率よく達成できるも
のとしている。
【００１６】上記発明（２）においては、上記発明
（１）における第１電極と第２電極の基板に対する位置
を離接自在としているため、これを調節することによ
り、最適な条件で基板の処理面にプラズマ処理を施すこ
とを可能としている。
（１）における第１電極と第２電極の基板に対する位置
を離接自在としているため、これを調節することによ
り、最適な条件で基板の処理面にプラズマ処理を施すこ
とを可能としている。
【００１７】
【実施例】本発明の一実施例を図１（ａ），（ｂ）によ
り説明する。図１（ａ）に示す本実施例は、真空容器１
４内の下部に設けられ下面にヒータ１５が配設され上面
に基板１９が取付けられる均熱板を兼ねた基板ホルダー
１８、上記真空容器１４内の上部に設けられ多数のガス
噴出口を有し反応ガス２４が外部から供給されるガス供
給パイプ２３、同ガス供給パイプ２３と上記基板ホルダ
ー１８の間に配設され図１（ｂ）に示す形状でそのエレ
メントである極棒のピッチが疎の平面型コイル電極であ
る第１電極１６、同第１電極１６と上記基板ホルダー１
８の間に配設され図１（ｂ）に示す形状でそのエレメン
トである極棒のピッチが密の平面型コイル電極である第
２電極、および上記真空容器１４の底面に接続された真
空ポンプ２２を備えている。なお、上記第１，第２電極
１６，１７は、真空容器１４外に設けられた高周波電源
２０，２１にそれぞれ接続されている。
り説明する。図１（ａ）に示す本実施例は、真空容器１
４内の下部に設けられ下面にヒータ１５が配設され上面
に基板１９が取付けられる均熱板を兼ねた基板ホルダー
１８、上記真空容器１４内の上部に設けられ多数のガス
噴出口を有し反応ガス２４が外部から供給されるガス供
給パイプ２３、同ガス供給パイプ２３と上記基板ホルダ
ー１８の間に配設され図１（ｂ）に示す形状でそのエレ
メントである極棒のピッチが疎の平面型コイル電極であ
る第１電極１６、同第１電極１６と上記基板ホルダー１
８の間に配設され図１（ｂ）に示す形状でそのエレメン
トである極棒のピッチが密の平面型コイル電極である第
２電極、および上記真空容器１４の底面に接続された真
空ポンプ２２を備えている。なお、上記第１，第２電極
１６，１７は、真空容器１４外に設けられた高周波電源
２０，２１にそれぞれ接続されている。
【００１８】上記において、反応ガス２４は、ガス供給
パイプ２３により真空容器１４内に供給され、プラズマ
処理に寄与し得なかった反応ガス２４及びエッチング、
アッシング時に発生する余分な生成物は、真空ポンプ２
２により真空容器１４の外部へ排出される。
パイプ２３により真空容器１４内に供給され、プラズマ
処理に寄与し得なかった反応ガス２４及びエッチング、
アッシング時に発生する余分な生成物は、真空ポンプ２
２により真空容器１４の外部へ排出される。
【００１９】また、第１電極１６及び第２電極１７は、
それぞれ高周波電源２０，２１より高周波電力が供給さ
れてプラズマ放電場を形成し、このプラズマ放電場には
上記ガス供給パイプ２３により供給された反応ガスが導
かれ、均一に分解された反応ガスプラズマが生成され、
基板１９の処理面に良好で均一なプラズマ処理がなされ
る。
それぞれ高周波電源２０，２１より高周波電力が供給さ
れてプラズマ放電場を形成し、このプラズマ放電場には
上記ガス供給パイプ２３により供給された反応ガスが導
かれ、均一に分解された反応ガスプラズマが生成され、
基板１９の処理面に良好で均一なプラズマ処理がなされ
る。
【００２０】本実施例においては、平面型コイル電極を
用いるが、その理由について以下に説明する。従来の大
面積基板処理用として比較的多く用いられていた平行平
板型電極を用いたプラズマ処理装置の場合、基板と同等
以上の電極面積が必要となり単位面積当たりの高周波電
力密度が低く、反応ガスを十分に分解することができる
高周波電力密度が得られるまでの高周波電力を供給する
ためには、電極冷却系や電力導入部が非常におおがかり
なものとなり、効率が悪いものとなっていた。
用いるが、その理由について以下に説明する。従来の大
面積基板処理用として比較的多く用いられていた平行平
板型電極を用いたプラズマ処理装置の場合、基板と同等
以上の電極面積が必要となり単位面積当たりの高周波電
力密度が低く、反応ガスを十分に分解することができる
高周波電力密度が得られるまでの高周波電力を供給する
ためには、電極冷却系や電力導入部が非常におおがかり
なものとなり、効率が悪いものとなっていた。
【００２１】これに対し、本実施例の図１（ｂ）に示す
平面型コイル電極を高周波電極として用いたプラズマ処
理装置の場合には、供給される高周波電力に対して電極
表面積が小さいために、高い高周波電力密度を得ること
ができ、反応ガスを十分に分解することが可能となって
いる。
平面型コイル電極を高周波電極として用いたプラズマ処
理装置の場合には、供給される高周波電力に対して電極
表面積が小さいために、高い高周波電力密度を得ること
ができ、反応ガスを十分に分解することが可能となって
いる。
【００２２】また、本実施例においては、極棒ピッチが
疎と密の平面型コイル電極である第１電極１６と第２電
極１７を用いているが、その理由について以下に説明す
る。図１（ｂ）に示す平面型コイル電極を用いた場合の
高周波電力密度は、電極近傍においては極棒を中心とし
て同心円状の電界が形成されるため、電極近傍において
は図２に示すように凹凸のある分布となる。
疎と密の平面型コイル電極である第１電極１６と第２電
極１７を用いているが、その理由について以下に説明す
る。図１（ｂ）に示す平面型コイル電極を用いた場合の
高周波電力密度は、電極近傍においては極棒を中心とし
て同心円状の電界が形成されるため、電極近傍において
は図２に示すように凹凸のある分布となる。
【００２３】同じ高周波電力を図１（ｂ）に示す平面型
コイル電極に入力した場合、極棒数が少ない方が高周波
電力密度が高くなり、反応ガスの分解が容易に進むが、
図２（ａ）に示すように高周波電力密度の分布に不均一
が生じる。これに対して、極棒本数を増やした場合、図
２（ｂ）に示すように均一度は向上するが、高周波電力
密度が低下し、反応ガスの分解が比較的進まない。
コイル電極に入力した場合、極棒数が少ない方が高周波
電力密度が高くなり、反応ガスの分解が容易に進むが、
図２（ａ）に示すように高周波電力密度の分布に不均一
が生じる。これに対して、極棒本数を増やした場合、図
２（ｂ）に示すように均一度は向上するが、高周波電力
密度が低下し、反応ガスの分解が比較的進まない。
【００２４】そこで、本実施例においては、それぞれの
短所を改善するために極棒数の少ないものを第１電極１
６とし、極棒数の多いものを第２電極１７として採用し
ているため、第１電極１６で反応ガスの高効率の分解を
促進し、第２電極でその均一化を図ることができる。
短所を改善するために極棒数の少ないものを第１電極１
６とし、極棒数の多いものを第２電極１７として採用し
ているため、第１電極１６で反応ガスの高効率の分解を
促進し、第２電極でその均一化を図ることができる。
【００２５】なお、上記第１電極１６、及び第２電極１
７は基板１９からの距離がそれぞれ調節可能であり、反
応ガスの分解、均一化を最適とすることができるように
なっている。
７は基板１９からの距離がそれぞれ調節可能であり、反
応ガスの分解、均一化を最適とすることができるように
なっている。
【００２６】本実施例では、第１電極、第２電極にそれ
ぞれ別の高周波電源を接続した場合について述べたが、
図３に示すように第１電極、第２電極を一体のものと
し、それに１台の高周波電源を接続してもよい。
ぞれ別の高周波電源を接続した場合について述べたが、
図３に示すように第１電極、第２電極を一体のものと
し、それに１台の高周波電源を接続してもよい。
【００２７】また、本実施例では、ハシゴ型平面コイル
型電極を用いた場合について述べたが、インダクタンス
を有する電極であればこれに限定するものではなく、図
４に示すような電極を始め種々の電極を用いることがで
きる。
型電極を用いた場合について述べたが、インダクタンス
を有する電極であればこれに限定するものではなく、図
４に示すような電極を始め種々の電極を用いることがで
きる。
【００２８】
【発明の効果】本発明のプラズマ処理装置は、反応ガス
の供給部と排出部が設けられた真空容器内に基板が配設
される基板ホルダーを設け、同基板ホルダーの基板が配
設される面に対向して平行にエレメント間隔が疎と密の
平面型コイル電極である第１電極と第２電極を配設した
ことによって、電極近傍の高周波電力密度が高い第１電
極が反応ガスの分解を促進し、電極近傍の高周波電力密
度が均一な第２電極がそれを均一化させるため、良好で
均一なプラズマ処理を達成することが可能となる。ま
た、第１電極と第２電極の配設位置を調節可能としたこ
とによって、最適条件でのプラズマ処理が可能となる。
の供給部と排出部が設けられた真空容器内に基板が配設
される基板ホルダーを設け、同基板ホルダーの基板が配
設される面に対向して平行にエレメント間隔が疎と密の
平面型コイル電極である第１電極と第２電極を配設した
ことによって、電極近傍の高周波電力密度が高い第１電
極が反応ガスの分解を促進し、電極近傍の高周波電力密
度が均一な第２電極がそれを均一化させるため、良好で
均一なプラズマ処理を達成することが可能となる。ま
た、第１電極と第２電極の配設位置を調節可能としたこ
とによって、最適条件でのプラズマ処理が可能となる。
【図１】本発明の一実施例に係るプラズマ処理装置の説
明図で、（ａ）は全体説明図、（ｂ）は平面型コイル電
極の説明図である。
明図で、（ａ）は全体説明図、（ｂ）は平面型コイル電
極の説明図である。
【図２】上記一実施例に係る平面型コイル電極の作用説
明図で（ａ）は極棒ピッチが疎の場合、（ｂ）は極棒ピ
ッチが密の場合の説明図である。
明図で（ａ）は極棒ピッチが疎の場合、（ｂ）は極棒ピ
ッチが密の場合の説明図である。
【図３】上記一実施例に係る第１，２電極が一体の場合
の説明図である。
の説明図である。
【図４】上記一実施例に係る第１，２電極の他の形状の
説明図である。
説明図である。
【図５】従来の装置の説明図である。
１４ 真空容器 １５ ヒータ １６ 第１電極 １７ 第２電極 １８ 基板ホルダー １９ 基板 ２０，２１ 高周波電源 ２２ 真空ポンプ ２３ ガス供給パイプ ２４ 反応ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3065 (72)発明者 濱本 員年 長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工業株式 会社長崎造船所内
Claims (2)
- 【請求項１】 反応ガスの供給部と排出部が設けられた
真空容器、同真空容器内に設けられ一方の面に基板が配
設される基板ホルダー、同基板ホルダーの一方の面に対
向して平行に配設されエレメント間隔が疎の平面型コイ
ル電極である第１電極、同第１電極と上記基板ホルダー
の間にそれぞれに平行に配設されエレメント間隔が密の
平面型コイル電極である第２電極、および上記第１電極
と第２電極が接続された高周波電源を備えたことを特徴
とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のプラズマ処理装置にお
いて、第１電極と第２電極がそれぞれ基板に対して離接
自在に配設されたことを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06172415A JP3117366B2 (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06172415A JP3117366B2 (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0837097A true JPH0837097A (ja) | 1996-02-06 |
| JP3117366B2 JP3117366B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=15941542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06172415A Expired - Fee Related JP3117366B2 (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3117366B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001077028A (ja) * | 1999-09-07 | 2001-03-23 | Fuji Xerox Co Ltd | 半導体製造装置および半導体製造システム |
| JP2001118795A (ja) * | 1999-10-19 | 2001-04-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | プラズマ生成装置 |
| WO2003077293A1 (fr) * | 2002-03-14 | 2003-09-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Structure d'alimentation haute frequence et dispositif cvd au plasma l'utilisant |
| JP2006164543A (ja) * | 2004-12-02 | 2006-06-22 | Serubakku:Kk | 有機ｅｌ素子の封止膜、有機ｅｌ表示パネルおよびその製造方法 |
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