JPS6210285A - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置

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JPS6210285A
JPS6210285A JP14653285A JP14653285A JPS6210285A JP S6210285 A JPS6210285 A JP S6210285A JP 14653285 A JP14653285 A JP 14653285A JP 14653285 A JP14653285 A JP 14653285A JP S6210285 A JPS6210285 A JP S6210285A
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Katsuhiro Iwashita
岩下 克博
Hideki Tateishi
秀樹 立石
Tamotsu Shimizu
保 清水
Sosuke Kawashima
川島 壮介
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、低圧下で基板に1枚ずつ連続してプラズマ処
理を施すプラズマ処理装置に係り、特にプラズマ発生用
の電力を安定的にかつ効率よく供給するために好適なプ
ラズマ処理装置に関する。
〔発明の背景〕
従来のプラズマ処理装置は、特開昭57−185984
号公報に記載のよりに、基板を取り付けた基板ホルダを
真空処理槽内で、その背後のシールド部材とともに回転
させ、基板にコンデンサカップリングを介して電源から
通電し、槽内に設けた電極と基板間にプラズマを発生さ
せ、基板表面にエツチングを施すようにしている。また
、基板ホルダには数枚の基板を置き、基板ホルダと電力
を供給する部分とを固定した構成とすることにより、一
度に数枚の基板をエツチングし得るようになっている。
ところで、本発明の出願人等により次のようなプラズマ
処理装置が開発されている。
すなわち、低圧容器の回りに、ローディングステーショ
ンと、他の複数の処理ステーション、例、tハウ−1−
−ハヘ−り処理ステーションと、スパッタエツチング処
理ステーショント、スパッタ処理ステーションとを配置
し、ワークとしての基板を基板ホルダに保持し、この基
板ホルダに保持された基板を各処理ステーションに順次
移動させ、プラズマ処理を施す技術が開発されている。
このプラズマ処理技術では、予め基板ホルダにプラズマ
発生用のエツチング電極が内蔵されている。そして、例
えばスパッタエツチング処理を行う場合には、エツチン
グ電極がスパッタエツチング処理ステーションに移動し
て来た時に、前記エツチング電極に電力を供給し、基板
ホルダが他の処理ステーションへ移動する時には給電側
の部材である給電棒と、受電側の部材であるエツチング
電極とを切り離さなければならない。
したかって、前記従来のプラズマ処理装置に使用されて
いる基板ホルダと電力の供給部とが固定された構造のも
のでは、前述のごとき各処理ステーションに基板ホルダ
を介して基板を順次移動させて処理するプラズマ処理装
置には適用できなり問題があった。
〔発明の目的」 本発明の目的は、前記従来技術の問題を解決し、基板に
スパッタ処理を施すべく、プラズマ発生を必要とする処
理ステーションの位置で、基板ホルダに内蔵されている
エツチング電極に、安定的罠かつ効率よく電力を供給し
得るプラズマ処理装置を提供することにある。
し発明の概要」 本発明は、基板を取り付ける基板ホルダに受電部を設け
、プラズマを発生させるために必要な処理ステーション
に、前記受電部に向かって進退可能に給電棒を設けたこ
と、前記受X部と給電棒の少なくとも一万を柔構造とし
たこと、前記受電部と給電棒の周囲−1回りの部材との
間に放電を起こさないように、接地されたシールドを設
けたことに特徴を有するもので、この構成により、基板
にスパッタ処理を施すべく、プラズマ発生を必要とjる
処理ステーションの位置で、基板ホルダに内蔵されてし
るエツチング電極に、安定的にかつ効率よく電力を供給
することができる。
〔発明の実施例) 以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第1図は本発明の要部を示す縦断面図、第2図は第1図
の■部分の拡大断面図、第3図はプラズマ処理装置の一
実施例の縦断側面図、第4図は第6図のIV−1’Z線
横断平面図である。
これらの図に示す本発明の実施例のものは、その第3図
および第4図に示すように、低圧容器としての−IIc
窒谷器1と、これの蓋体4とを有している。
前記真空容器1は、第4図に示すように、平面から見て
五角形に形成され、七〇周壁2の五角形をなす各辺には
開口部3が設けられている。
前記蓋体4は、第3図に示すように、上部7ランジ5お
よび断面凹字型の胴部6とを有して構成され、真空容器
1の内部に胴部6を配して設置されている。
前記真空容器1と蓋体4間には、断面凹字型の主真空室
7が形成されている。この主真空室7は、第3図に示す
ように、真空配管8を通じて真空ポンプ9に連結され、
真空排気されるようKなっている。
前記真空容器1の外側には、第5図および第4図に示す
ように、開口部3に対応する位置に、ローディングステ
ーション10と、第1〜第4の処理ステーション11〜
14とが配置されている。
前記主真空室Z内には、第3図および第4図に示すよう
に、ドラム15が回転可能に配置されている。このドラ
ム15は、前記真空容器1に合わせて、平面から見てほ
ぼ五角形に形成された周壁16を有し、かつ断面凹字型
に形成されている。
前記蓋体4とドラム15とは、第3図および第4図に示
すように、蓋体4の内部に設置されたモータ17と、こ
れに連結された駆動輪18と、巻き掛は伝動部材19と
、被動輪20と、回転軸21とを介して、この実施例で
は水平面内を72度のステップで間欠回転操作されるよ
うになっている0 前記真空室7には、各開口部6に対応させて基板ホルダ
22が配置されている。なお、第5図および第4図中で
は、ローディングステーション10と、第6の処理ステ
ーション15の位置の開口部6に対応させて配置された
基板ホルダ22を代表して示している。各基板ホルダ2
2は、第3図および第4図に示すように、ロッド23に
取り付けられ、蓋体4の胴部6の内側に固定されたガイ
ド部材24にロッド23を介して、真空容器1の周壁2
の半径方向に進退可能に支持されている。各基板ホルダ
22のロッド23における蓋体4の胴部6の中心側に位
置する端部には、ブツシャ25が設けられ、このブツシ
ャ25とガイド部材24間には圧縮はね26が設けられ
ており、この圧縮ばね26を介して各基板ホルダ22は
開口部5から離れる方向に後退付勢されている。また、
蓋体4の内部には第6図に示すように、エアシリンダ2
7と、これに嵌挿されたピストンコンド2日に取り付け
りれた円錐カム29とが設けられでおり、エアシリンダ
27を介して円錐カム29を下降操作することにより、
この円錐カム29により前記ブツシャ25を押し、ロッ
ド23を介して基板ホルダ22を開口部3に接近する方
向に押し、真空容器10周壁2の内側に基板ホルダ22
を密着させるようになっている。さらに、各基板ホルダ
22とドラム15の周壁16間には、基板ホルダ22を
真空容器10周壁2側に進出付勢する板ばね50が介装
されている。前記各基板ホルダ22における開口部3側
の面には、第1図に示すように、基板のり2ンプ爪31
が設けられていて、ワークとしての基板100を保持し
得るようになっている。
前記ローディングステーション10には、第3図および
第4図に示すように、ローディング室32が設けられ、
このローディング室32の外側には基板の取入・取出室
40が設けられている。
前記ローディング室62は、第3図に示すように、バイ
パス配管65を通じて前記真空配管8に接続され、真空
ポンプ9に連通されている。前記ローディング室32に
は、基板の搬送手段54と、エレベータ36と、アーム
38とが設置されている。前記搬送手段64は、基板の
取入・取出室40から基板100を受は堰ってローディ
ング位置55に運びかつエレベータ36から基板100
を受は取って前記取入・取出室40への引き渡し位置ま
で運ぶようになつ−Cいる。前記エレベータ56は、エ
アシリンダ67に連結され、基板100を前記ローディ
ング位置35と、アーム3日との間で授受を行う位置と
に移動させ得るようになっている。
前記アーム58は、基板のチャック(図示せず)を有し
、かつ軸39の回りにエレベータ36と基板ホルダ22
との間を回動し得るように構成されている。
前記基板の取入・取出室40には、第3図および第4図
に示すように、外部搬送手段(図示せず)との間で基板
100の授受を行う位置に設けられた第1のゲートパル
プ41と、ローディング室32との間に設けられた第2
のゲートパルプ42と、取入・取出室40の内部に設置
された基板搬入用の搬送手段43および基板搬出用の搬
送手段44とを備えている。また、前記取入・取出室4
0は第3図に示すように、真空配管45および真空バル
ブ46を介して補助真空ポンプ47に接続されている。
さらに、前記取入・取出室40は同第3図に示すように
、リーク配管48およびリークガス源49を介してリー
クガス源(図示せず)に接続されている。
前記第1〜第4の処理ステーション11〜14には、第
3図および第4図に示すように、真空容器10周壁2の
外側に副真空室50が設けられている。各副真空室50
は、前記真空容器1の周壁2に設けられた開口部3を介
して主真空呈7に連通し得るようになっている。また、
谷側真空室5Gは第3図および第4図に示すように、真
空容器1の周壁2に基板ホルダ22が密着され、開口部
3が閉塞されるに伴い、独立した真空室を構成するよう
になっている。さらに、各副真空室50には第1図およ
び第3図に示すように、ガス配管51と、真空バルブ5
2と、可変パルプ56とを介して基板処理用のガス供給
源(図示せず)に連結されている。そして、真空容器1
の周壁2の開口部3から外れた位置には、第1図および
第3図に示すように、排気口54が形成され−Cいる。
この排気口54に対応させてバルブ55が設けられてお
り、このバルブ55ハエアシリンダ56により開閉操作
され、このバルブ55による排気口54の流通面積の調
整と、前記可変バルブ53の開度の調整により、副真空
室5o内の圧力を調整し得るようになっている。
前記第1〜第4の処理ステーション11〜14には、副
真空室50の外側に処理ユニット57が設けられている
。この処理ユニット57には、例えば第1の処理ステー
ションではウェーハベークユニットが設けられ、第2の
処理ステーションではスパッタエツチングユニットが設
けられ、m5.第4の処理ステーションではスパッタ処
理ユニットが設けられている。
前記各基板ホルダ22には、第1図および第2図に示す
ように、副真空室50側の面に絶縁物59をはさんでエ
ツチング電極58が取り付けられている。また、このエ
ツチング電極58と同一面上に石英板60が取り付けら
れ、この石英板60によりイオン衝撃による基板100
0重金属汚染を防止するようにしている。なお、基板ホ
ルダ22に設けられたクランプ爪310ベース61とエ
ツチング電極58間には、絶縁物62が介装されている
。さらに、第2〜第4の処理ステーション12〜14の
副真空室50には前記エツチング電極58の対向電極6
3が取り付けられている。
前記エツチング電極58の下部には、第1図および第2
図に示すように、受電部64が設けられている。他方、
真空容器1における第2〜第4の処理ステーション12
〜14寄りの位置には、第1図および第2図に示すよう
に、前記受電部64と接続可能に給電棒65が設けられ
ている。
前記受電部64の接触面64′は凹円弧に形成され、給
電棒65の接触面65′は凹円弧にフィツトする凸円弧
に形成されている。また、前記受電部64は第2図に拡
大して示すように、ベローズ66および通電板68を通
じて前記エツチング電極58に高周波電力を印加し得る
ように接続されており、前記ベローズ66を介して柔構
造に構成されている。また、前記通電板6日と基板ホル
ダ22間には、絶縁物72が介装されている。前記給電
465は、第1図に示すように、真空容器1の底板に絶
縁物67をはさんで立設され、さらに上下駆動手段69
に連結され、受電部64に接続、切り離し可能に設けら
れている。また、給電棒65はケーブル73を介して高
周波電力供給源(図示せず)に接続されている。前記受
電部64および給電棒65は、接地されたシールド70
.71により囲まれ、それぞれ周囲の部材との間に放電
を起こさないようにされている。
前記実施例のプラズマ処理装置は、次のように運転され
、作用する。
すなわち、第3図に示すように1円錐カム用のエアシリ
ンダ27’Q作動させ、ピストンロッド28を介して円
錐カム29を下降させ、この円錐カム29によりフッシ
ャ25を押し、ロッド23を介して基板ホルダ22を真
空容器1の周壁2の内側に密着させ、開口部5を閉基す
る。また、真空容器10周壁2に設けられた排気口54
のバルブ55を開いておく。
この状態で、真空ボンダ9を作動させるとともに1副真
空室50に設けられた可変パルプ53、真空バルブ52
およびガス配管51を通じて少なくとも1つの副真空室
50にArガスを導入し、主真空室7および副真空室5
0を所定の圧力雰囲気に保つ。前記副真空室50内の圧
力は、可変パルプ53の開度、および排気口54の流通
面積を変えることによって調整する。
また、基板の取入・取出室40の第1.第2のゲートバ
ルブ41.42および真空バルブ46を閉じた状態で、
リークバルブ49を開き、リーク配管48からリークガ
スを導入し、基板の取入・取出室40内を大気圧にして
おく。
さらに、ローディング室32に設置されたエレベータ3
6を下降させておき、またバイノ(ス配管33および真
空配管8を通じて、例えば10 Tart台に真空排気
しておく。
前述の状態から基板の取入・取出室40の第1のゲート
バルブ41を開き、外部搬送手段(図示せず)および基
板搬入用の搬送手段43により、基板100をその取入
・取出室40内に搬入した後、第1のゲートバルブ41
を閉じる。
次に、補助真空ポンプ47を作動させ、真空バルブ46
を開き、基板の取入・取出室40内を例えばo、1To
rrに排気した後、第2のデートノ<ルプ42を開き、
基板の取入・取出室40内の搬送手段43とローディン
グ室52内の搬送手段34とにより基板100をローデ
ィング位j135に搬送し、第2のゲートバルブ42を
閉じ、ワークとしての基板100をローディングステー
ション10に引き渡す。
ついで、ローディンゲスデージョン10では、ローディ
ング室32に設置されたエレベータ36が上昇して基板
100をアーム38の位置まで運び、アーム38は基板
100を把持して基板ホルダ22方向に回動し、基板ホ
ルダ22はクランプ爪31を介して基板100を保持す
る。その間、エレベータ66は下降して元位置に戻り、
またアーム38は基板ホルダ22から離れる方向に回動
して元位置に戻る。
次に、円錐カム用のエアシリンダ27により円錐カム2
9を上昇させると、ブツシャ25は圧縮ばね26の作用
により蓋体4の中心部に向かって移動し、基板ホルダ2
2は板ばね50の作用により開口部3から離れてドラム
15の周壁16に接近する方向に移動する。
前記基板ホルダ22をドラム15の周壁16(ilに移
動させた後、蓋体4内に設置されたモータ17を駆動さ
せ、駆動輪18、巻き掛は伝動部材19、被動輪20お
よび回転軸21を介してドラム15を第4図において反
時計方向に1ステー’/、vzン分回転させ、ワークと
しての基板100を保持した基板ホルダ22を第1の処
理ステーション11へ送る。
ついで、再び円錐カム用のエアシリンダ27により円錐
カム29を下降させ、ブツシャ25により基板ホルダ2
2を真空容器10周壁2に密着させ、開口部6を閉塞す
る。
そして、第1の処理ステーション11では、処理ユニッ
ト57により、基板100であるウェー71表面に吸着
した汚染ガスを除去するウエーノ・ベーク処理を施す。
その間、ローディングステーション10テハ、前記外部
搬送手段、基板の取入・取出室40に設けられた部材、
およびローディング室32に設けられた部材の前述の順
序動作を経て、前記ローディングステーション10に回
行された基板ホルダ22に新たな基板100を装着する
次に、第1の処理ステーション11でクエーノ\べ−り
処理を行った後、前記円錐カム用のエアシリンダ27と
、円錐カム29と、これに連動する部材とを介して、基
板ホルダ22をドラム15(/〕周壁16に接近する方
向に移動させる。ついで、モータ17と、これに連動す
る部材を介して再びドラム15を1ステ一シヨン分回転
させ、基板ホルダ22を第2の処理ステーション12に
送る。
前記ドラム15が1ステ一シヨン分回転した後、円錐カ
ム用のエアシリンダ27と、円錐カム29と、これと連
動する部材とにより、基板ホルダ22を第1図のG位置
からH位置に移動させ、真空容器10周壁2に基板ホル
ダ22を密着させて開口部6を閉塞し、第2の処理ステ
ーション12の副真空室50を独立した一Iic望室に
し、この副真空室50内を所定のArガス圧力に保つ。
この状態で、第2の処理ステーション12寄りに設けら
れた給電俸用の上下駆動手段69を作動させ、給vti
465を上昇させ、この給電棒65の接触面6ダを、基
板ホルダ22に設けられた受電部64の接触面64′に
当接ぢせ、給電棒65に受電部64を電気的に接続する
この接続に際して、受電部64にはペローズ66が設け
られていて柔構造とされ、かつ受電部64と給電棒65
の接触面64’ 、 65’が凹、凸円弧に形成されて
いるため、受電部64と給電棒65とを極めて安定した
状態に接続することができる。
また、受電部64と給電棒65の周囲が接地されたシー
ルド70 、71により囲まれているので、高周波電力
の印加時において、回ヴの部材との放電を防止すること
ができる。
前記第2の処理ステーション12の副真空室50内を所
定のArガス圧力に保ち、受電部64に給電棒65を接
続した後、ケーブル73、給電棒65、受電部64、ベ
ローズ66および通電板68を通じてエツチング電極5
8に高周波電力を印加すると、エツチング電極58の表
面に放電が起き、Arイオンが基板100を衝撃し、基
板100の表面をクリーニングする。
この第2の処理ステーション12でのスパッタエツチン
グ処理の効果により、スパッタ成膜前の、基板1000
表面の酸化物層を除去でき、これにより下地材料と、成
膜材料との電気的接触が改善される。
前記スパッタエツチング処理を行った後、給電棒用の上
下駆動手段69により給電棒65を下降させ、受電部6
4と給電棒65とを切り離す。
ついで、円錐カム用のエアシリンダ27と、円錐カム2
9と、これに連動する部材とにより、基板ホルダ22を
ドラム15の周壁16に接近する位置、つまり第1図の
H位置からG位置へ移動させ、モータ17と、これに連
動する部材を介してドラム15を再び1ステ一シヨン分
回転させ、基板ホルダ22を第3の処理ステーション1
3に送る。
この第5の処理ステーション13では、前記円錐カム用
のエアシリンダ27と、円錐カム29と、これに連動す
る部材とにより、基板ホルダ22を真空容器10周壁2
に密着させた後、処理ユニット57により常法に従い基
板100にスパッタ処理を施し、成膜する。
ついで、基板ホルダ22をドラム15の周壁16に接近
する方向に移動させ、ドラム15を1ステ一シヨン分回
転させ、基板ホルダ22を第4の処理ステーション14
に送る。
最終処理ステーションである第4の処理ステーション1
4では、前記第3の処理ステーション13と同様の処理
を行い、基板100にg膜し、製品としての基板100
をローディングステーション10に回送する。
前記ローディングステーション10では、基板ホルダ2
2からアーム38のチャックにより、製品としての基板
100を受は取り、アーム38からエレベータ36に引
き渡し、エレベータ36はローディング呈52に設けら
れた搬送手段34に製品としての基板100を引き渡す
そして、基板の取入・取出室40の第2のゲートバルブ
42が開いてローディング室32に新たな基板100を
搬入する時に、前記搬送手段34から基板の取入・取出
室40に設けられている基板搬出用の搬送手段44に製
品としての基板100を引き渡し、第1のゲートパルプ
41が開いた時に前記基板搬出用の搬送手段44から外
部搬送手段に製品としての基板100を引き渡して1t
イクルを終了する。
この実施例では、前述のローディングステーション10
での基板の取入・取出作業と並行して第1〜第4の処理
ステーション11〜14において基板100にそれぞれ
所定の処理を施す。
したがって、この実施例によれば、前述の動作を繰り返
して行うことにより、多数の基板100に連続的に一連
のスパッタ処理を施すことができる。
さらに、主真空室Z内において、基板100は垂直姿勢
に保持されて第1〜第4の処理ステーション11〜14
に回送されるので、基板100の上方から落下する異物
の付着を防止することができる。
また、主真空室Z内に設けられた各部材は、大気に触れ
ることがないため、第1の処理ステーション11である
ウェーハベーク処理ステーションで高温に加熱された基
板ホルダ22等が常温の大気で冷却されないので、加熱
と冷却の繰り返しによるトラブルを防止できるとともに
、スパッタ処理には好ましくない大気中のガスの正真空
室7への侵入を低減することができる。
なお、本発明では、処理ステーションの数や、ローディ
ングステーションおよび処理ステーションの具体的構造
や、基板ホルダ22に対するエツチング電極58の取付
構造等については、図面に示す実施例に限らず、要は所
期の機能を発揮し得る構造であればよい。
さらに、基板ホルダ22に取り付けられたエツチング電
極58に、高周波電力を印加する受電部64と給電棒6
5において、柔構造を構成するベローズ66を受電部6
4と給電棒65のいずれか一方に組み入れたものであれ
ばよく、また受電部64の接触面64′を凸円弧に形成
し、給電棒65の接触面65′を凹円弧に形成してもよ
い。
〔発明の効果〕
以上説明した本発明によれば、基板ホルダに受電部を設
け、プラズマを発生させて基板を処理する処理ステーシ
ョンに、前記受電部に向かって進退可能に給電棒を設け
るとともに、前記受電部と給電棒の少なくとも一方を柔
構造としているので、低圧容器の回りに、スパッタ処理
ステーションを含む複数の処理ステーションを配置し、
基板を取り付けた基板ホルダを前記処理ステーションに
順次移動させ、基板にスパッタ処理を施すプラズマ処理
装置におhて、前記基板にスパッタ処理を施すべく、プ
ラズマ発生を必要とする処理ステーションの位置で、基
板ホルダに内蔵されているエツチング電極に電力を安定
的に供給し得る効果がある。
また、本発明によれば、前記受電部と給電棒の周囲に、
回りの部材との間に放電を起こさないように、接地され
たシールドを設けているので、異常放電をなくすること
ができ、したがって前記エツチング電極に効率よく電力
を供給し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の要部を示す縦断面図、第2図は第1図
のI部分の拡大断面図、第6図は本発明プラズマ処理装
置の一実施例の縦断側面図、第4図は第6図の■−IV
線横断平面図である。 1・・・真空容器、     4 ・蓋体、7゛主真空
室、    9・・・真空ポンプ、1U・・・ローディ
ングステーション、11〜14−・・第1〜第4の処理
ステーション、15・・・ドラム、2ノ・・・基板ホル
ダ、52・・・ローディング室、40・・・基板の取入
・取出室、50・副真空室、57・・・処理ユニット、
58・・・エツチング電極) 64・・・エツチング電極の受電部、 64′・受電部の接触面、 65・・・給電棒、65′
・・・給電棒の接触面、 66・・柔構造を構成しているベローズ、08・・通電
板、 69・・・給電棒の上下駆動手段、 70 、71・・受一部とi電棒のシールド、ioo 
 ・基板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、低圧容器の回りに、スパッタ処理ステーションを含
    む複数の処理ステーションを配置し、ワークとしての基
    板を取り付けた基板ホルダを前記処理ステーションに順
    次移動させ、基板にスパッタ処理を施すプラズマ処理装
    置において、前記基板ホルダに受電部を設け、プラズマ
    を発生させるために必要な処理ステーションに、前記受
    電部に向かって進退可能に給電棒を設けるとともに、前
    記受電部と給電棒の少なくとも一方を柔構造とし、さら
    に前記受電部と給電棒の周囲に、回りの部材との間に放
    電を起こさないように、接地されたシールドを設けたこ
    とを特徴とするプラズマ処理装置。 2、特許請求の範囲第1項において、前記受電部と給電
    棒との接触面の一方を凸円弧に形成し、他方を凹円弧に
    形成したことを特徴とするプラズマ処理装置。
JP14653285A 1985-07-05 1985-07-05 プラズマ処理装置 Granted JPS6210285A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007080906A1 (ja) * 2006-01-11 2007-07-19 Ulvac, Inc. スパッタリング装置

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WO2007080906A1 (ja) * 2006-01-11 2007-07-19 Ulvac, Inc. スパッタリング装置

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