JP2002217174A - Surface treatment equipment - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、気体放電により生
じるプラズマを利用した表面処理装置に係り、特に処理
ガスの励起活性種をワーク表面に接触させることで、当
該ワーク表面へアッシング、エッチング、成膜、酸化等
の処理を施すことができる表面処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface treatment apparatus utilizing plasma generated by a gas discharge, and more particularly to ashing, etching, forming, and etching of a workpiece surface by bringing excited species of a processing gas into contact with the workpiece surface. The present invention relates to a surface treatment apparatus capable of performing a treatment such as film and oxidation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、大気圧近傍の圧力下で、気体放電
によるプラズマを発生させ、ワーク表面へのアッシン
グ、エッチング、成膜、酸化等の処理を施すことができ
る表面処理装置が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a surface treatment apparatus capable of generating plasma by gas discharge under a pressure close to the atmospheric pressure and performing processes such as ashing, etching, film formation, and oxidation on a work surface. I have.
【０００３】図７は、従来の表面処理装置の構造を示す
断面説明図である。同図に示すような従来の表面処理装
置１は、電源電極側２と、接地電極側３とで構成されて
おり、図示しないスライド機構によって一定の隙間４を
保ちつつ、前記接地電極側３を矢印５の方向に往復移動
を可能にしている。FIG. 7 is an explanatory sectional view showing the structure of a conventional surface treatment apparatus. A conventional surface treatment apparatus 1 as shown in FIG. 1 includes a power supply electrode side 2 and a ground electrode side 3, and holds the ground electrode side 3 while maintaining a constant gap 4 by a slide mechanism (not shown). Reciprocating movement is enabled in the direction of arrow 5.
【０００４】固定側となる電源電極側２は、高周波電源
６が接続された電源電極７と、この電源電極７の下方に
位置し、前記接地電極側３と対向する誘電体８とで構成
されている。また電源電極７と誘電体８とは凹凸嵌合さ
れており、電源電極７に形成された凸型形状の放電発生
部９の下方にてプラズマを発生させるようにしている。
また電源電極７における中央部分にはガス流入経路１０
が設けられ、隙間４へ、所定のガスを導入可能にしてい
る。またガス流入経路１０の途中には中間チャンバ１１
が備えられており、ガス供給側に圧力変動等が生じても
隙間４に導入されるガスの流量に変動が生じないように
なっている。The fixed power supply electrode side 2 is composed of a power supply electrode 7 to which a high-frequency power supply 6 is connected, and a dielectric 8 located below the power supply electrode 7 and facing the ground electrode side 3. ing. The power supply electrode 7 and the dielectric 8 are fitted in a concave and convex manner so as to generate plasma below the convex discharge generating portion 9 formed on the power supply electrode 7.
A gas inflow path 10 is provided at a central portion of the power supply electrode 7.
Are provided, and a predetermined gas can be introduced into the gap 4. In the middle of the gas inflow path 10, an intermediate chamber 11 is provided.
Is provided so that the flow rate of the gas introduced into the gap 4 does not fluctuate even if a pressure fluctuation or the like occurs on the gas supply side.
【０００５】一方、移動側となる接地電極側３は、接地
電極１２と、当該接地電極１２の表面に搭載される表面
処理対象となるワーク１３とから構成されており、当該
ワーク１３を放電発生部９の下方で移動させるようにし
ている。On the other hand, the ground electrode 3 on the moving side includes a ground electrode 12 and a work 13 to be subjected to surface treatment mounted on the surface of the ground electrode 12. It is moved below the part 9.
【０００６】そしてこのように構成された表面処理装置
１では、ガス流入経路１０に表面処理の対象となるガス
を導入するとともに高周波電源６を稼働させ、電源電極
７と接地電極１２との間に電位差を発生させ、プラズマ
放電１４を発生させる。そして表面処理の対象となるガ
スがプラズマの状態になったことで、プラズマによって
発生される励起活性種を移動するワーク１３の表面に連
続して接触させ、その表面にアッシング、エッチング、
成膜、酸化等の処理を施すようにしている。In the surface treatment apparatus 1 configured as described above, the gas to be subjected to the surface treatment is introduced into the gas inflow path 10, the high-frequency power supply 6 is operated, and the space between the power supply electrode 7 and the ground electrode 12 is provided. A potential difference is generated, and a plasma discharge 14 is generated. When the gas to be subjected to the surface treatment is in a plasma state, the excited active species generated by the plasma are continuously brought into contact with the surface of the moving workpiece 13, and the surface is ashed, etched, and etched.
Processing such as film formation and oxidation is performed.
【０００７】ところで上述した表面処理装置１では、ガ
ス流入経路を通過するガスが、接地電極側３の移動方向
両側に流れたり、さらに隙間４の側方からも流出したり
するので、放電を安定させる目的から、処理用のガスの
供給量を増大させる必要があった。また処理用のガスの
混合比が変化し、処理レートが低下するという問題が発
生するとともに、処理用のガスに用いられる高価な不活
性ガス（主にヘリウムガス）の使用量増大により処理コ
ストが高騰するという問題も発生する。In the surface treatment apparatus 1 described above, the gas passing through the gas inflow path flows on both sides in the moving direction of the ground electrode side 3 and also flows out from the side of the gap 4, so that the discharge is stabilized. For this purpose, it was necessary to increase the supply amount of the processing gas. In addition, the mixing ratio of the processing gas changes and the processing rate decreases, and the processing cost increases due to an increase in the amount of expensive inert gas (mainly helium gas) used for the processing gas. There is also the problem of soaring.
【０００８】さらに周囲から隙間４に大気が進入し易
く、このため放電が不安定となり、一層処理レートが低
減されるおそれがあるとともに、ワーク１３の表面から
一旦除去した有機物質等が大気中の不純物と反応してワ
ーク１３の表面に再付着するおそれがあった。そこでこ
うした問題点に対処するため特開２０００−１９２２６
１号公報に記載されているような表面処理装置が提案さ
れている。Further, the atmosphere easily enters the gap 4 from the surroundings, so that the discharge becomes unstable, and the treatment rate may be further reduced. In addition, the organic substances and the like once removed from the surface of the work 13 may be removed from the atmosphere. There is a possibility that it reacts with impurities and adheres again to the surface of the work 13. In order to deal with such a problem, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-19226 has been proposed.
There has been proposed a surface treatment apparatus as described in Japanese Patent No.
【０００９】図８は、同表面処理装置の構造を示した要
部断面図である。なお上述した表面処理装置１と共通の
部材については同一の番号を付与して説明を行うものと
する。同図に示すような表面処理装置１５も、図示しな
いスライド機構にて接続された電源電極側２と接地電極
側３とで構成されており、双方を相対移動させつつワー
ク１３の表面処理を行うようにしている。FIG. 8 is a sectional view of a main part showing the structure of the surface treatment apparatus. Note that the same members as those of the above-described surface treatment apparatus 1 will be described with the same reference numerals. A surface treatment device 15 as shown in FIG. 1 also includes a power supply electrode side 2 and a ground electrode side 3 connected by a slide mechanism (not shown), and performs the surface treatment of the work 13 while relatively moving both. Like that.
【００１０】そして電源電極側２において、電源電極７
の後端側には後方ブロック１６が取り付けられており、
電極保持ブロック１７と後方ブロック１６とによってガ
ス流入経路１０が形成されている。このように電極保持
ブロック１７と後方ブロック１６とでガス流入経路１０
を形成すれば、本処理装置１５に導入されるガスは、ガ
ス流入経路１０から隙間４の方へと流れ、後方ブロック
１６の側に流れることがなくなり、流れ方向が規制され
る。さらに本処理装置１５には、その両側に図示しない
側板が設けられており、側方へのガスの流出も防ぐよう
になっている。このため処理用のガスは、これら側板
と、後方ブロック１６とで流れ方向が規制され、電源電
極７の下方に発生するプラズマ放電１４の領域を確実に
通過し、その後、本処理装置１５の外部へと排出され
る。このようにガスの流路を規制したことで、処理用の
ガスを無駄に使用することが無くなり、処理コストの低
減を図ることができるようになっている。On the power supply electrode side 2, the power supply electrode 7
A rear block 16 is attached to the rear end of the
The gas inflow path 10 is formed by the electrode holding block 17 and the rear block 16. Thus, the gas inflow path 10 is formed by the electrode holding block 17 and the rear block 16.
Is formed, the gas introduced into the processing apparatus 15 flows from the gas inflow path 10 toward the gap 4 and does not flow toward the rear block 16, so that the flow direction is restricted. Further, the processing apparatus 15 is provided with side plates (not shown) on both sides thereof to prevent gas from flowing out to the side. Therefore, the flow direction of the processing gas is regulated by these side plates and the rear block 16, and surely passes through the region of the plasma discharge 14 generated below the power supply electrode 7. Is discharged to By restricting the gas flow path in this way, the processing gas is not wasted and the processing cost can be reduced.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかし上述した表面処
理装置１５では、上記の問題を解決することはできるも
のの、下記に示すような問題があった。すなわち処理用
のガスが電源電極７における放電発生部９を通過する
際、その始端側では、その殆どが処理用のガスであるた
め、プラズマ化により生じる励起活性種がワークに大量
に接触し、表面処理の効率が向上するものの、放電発生
部９の後端側においては、処理用のガスだけでなく始端
側でワークと処理用のガスとの反応生成物のガスが含ま
れるので、処理ムラが生じ、処理装置全体としてみれ
ば、処理効率が低下してしまうという問題点があった。However, the above-described surface treatment apparatus 15 can solve the above problem, but has the following problems. That is, when the processing gas passes through the discharge generating portion 9 in the power supply electrode 7, most of the processing gas is the processing gas on the starting end side, so that a large amount of excited active species generated by plasma contact the workpiece, Although the efficiency of the surface treatment is improved, not only the processing gas but also the reaction product gas of the workpiece and the processing gas at the starting end is included at the rear end side of the discharge generating section 9, so that the processing unevenness occurs. As a result, there is a problem that the processing efficiency is reduced as a whole of the processing apparatus.
【００１２】本発明は、上記従来の問題点に着目し、処
理用のガスを無駄にすることなく、処理レートを向上さ
せることのできる表面処理装置を提供することを目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a surface treatment apparatus capable of improving the treatment rate without wasting the treatment gas without paying attention to the above-mentioned conventional problems.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は、処理用のガス
が通過する電極の幅を狭くすれば、ワーク側から発生し
た有機物質や処理済みのガスが、電極の後端側に及ぼす
影響を低減させることができ、全体として処理レートを
向上させることができるという知見に基づいてなされた
ものである。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the width of an electrode through which a processing gas passes is reduced so that an organic substance generated from a work side or a processed gas exerts an influence on a rear end side of the electrode. Has been made based on the finding that the processing rate can be improved as a whole.
【００１４】すなわち請求項１に係る表面処理装置は、
処理ガスが供給される放電間隔を介して対向配置され、
前記放電間隔を流れる前記処理ガスの流れ方向に沿って
相互に相対移動可能な電源電極と接地電極とを有し、い
ずれか一方の電極にワーク装着部が設けてある表面処理
装置において、前記ワークを装着しない他の電極は、前
記処理ガスの流れ方向の寸法が一方の電極より小さく形
成されて複数配置され、複数配置した前記他方の電極の
それぞれに対応してガス供給路とガス排出路とを設けた
ことを特徴としている。請求項１に記載の表面処理装置
によれば、電極を複数に分割することで、個々の電極の
幅が狭められる。そしてこの狭められた電極を通過する
ように個々のガス経路を設けるようにすれば、個々の電
極に新規の処理ガスを通過させることが可能になり、こ
のため複数に配列された電極の処理レートを均一にさせ
ることができる。さらに個々の電極の幅を狭めるように
したことから、電極の後端側がワーク側から発生した有
機物質や処理済みのガスによって処理レートを低下させ
ることを防止でき、電極における処理レートの均一化
（始端側と後端側とで）を図ることができる。このよう
に分割された電極の処理レートを均一にするとともに、
個々の電極においても始端側から後端側に至るまで処理
レートの均一化を図るようにしたことから、処理装置全
体として電極の分割前に対して処理レートの向上を図る
ことができる。That is, the surface treatment apparatus according to claim 1 is
Are disposed facing each other with a discharge interval at which the processing gas is supplied,
In a surface treatment apparatus having a power supply electrode and a ground electrode which can move relative to each other along a flow direction of the processing gas flowing through the discharge interval, and wherein one of the electrodes is provided with a work mounting portion, The other electrodes, which are not equipped with, are arranged in plural numbers so that the dimension in the flow direction of the processing gas is formed smaller than one electrode, and the gas supply path and the gas discharge path correspond to each of the plural arranged other electrodes. It is characterized by having provided. According to the surface treatment apparatus of the first aspect, the width of each electrode is reduced by dividing the electrode into a plurality. By providing individual gas paths so as to pass through the narrowed electrodes, it becomes possible to allow a new processing gas to pass through the individual electrodes. Can be made uniform. Further, since the width of each electrode is narrowed, it is possible to prevent the rear end side of the electrode from lowering the processing rate due to the organic substance or the processed gas generated from the work side, and to equalize the processing rate in the electrode ( (Between the start end side and the rear end side). While making the processing rate of the electrode divided in this way uniform,
Since the processing rates of the individual electrodes are made uniform from the start end to the rear end, the processing rate of the entire processing apparatus can be improved compared to before the electrode is divided.
【００１５】また請求項２に係る表面処理装置は、複数
の前記他の電極に対応して形成される前記放電間隔は、
実質的に相互に遮断してあることを特徴としている。請
求項２に記載の表面処理装置によれば、請求項１の作用
に加え、隣接する電極間の間では相互にガスの通流が生
じるのを防止することができる。このため隣接する電極
側から有機物質や処理済みのガスが混ざることがなくな
り電極における処理レートの向上を図ることができる。According to a second aspect of the present invention, in the surface treatment apparatus, the discharge interval formed corresponding to the plurality of other electrodes is:
It is characterized by being substantially isolated from each other. According to the surface treatment device of the second aspect, in addition to the operation of the first aspect, it is possible to prevent mutual gas flow between adjacent electrodes. Therefore, the organic substance and the processed gas are not mixed from the adjacent electrode side, and the processing rate in the electrode can be improved.
【００１６】そして請求項３に係る表面処理装置は、複
数の前記他の電極は同一形状からなることを特徴として
いる。請求項３に記載の表面処理装置によれば、請求項
１の作用に加え、処理レートの均一化を図ることが出来
る。The surface treatment apparatus according to a third aspect is characterized in that the plurality of other electrodes have the same shape. According to the surface treatment apparatus of the third aspect, in addition to the effect of the first aspect, the treatment rate can be made uniform.
【００１７】また請求項４に係る表面処理装置は、複数
の前記他の電極は、同一電源に並列接続されていること
を特徴としている。請求項４に記載の表面処理装置によ
れば、請求項３の作用に加え、電源に対し分割された電
極を並列に接続するので、同一形状からなる個々の電極
に加わるパワー密度（Ｗ／ｍｍ2）を均一にすることが
できる。このように同一のパワー密度を均一にすれば個
々の電極間で処理レートを均一にすることができるので
ある。A surface treatment apparatus according to a fourth aspect is characterized in that the plurality of other electrodes are connected in parallel to the same power supply. According to the surface treatment apparatus of the fourth aspect, in addition to the function of the third aspect, the divided electrodes are connected in parallel to the power supply, so that the power density (W / mm) applied to the individual electrodes having the same shape is provided. 2 ) can be uniform. Thus, if the same power density is made uniform, the processing rate can be made uniform between the individual electrodes.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る表面処理装
置に好適な具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説
明する。図１は、本実施の形態に係る表面処理装置の正
面図であり、図２は、図１におけるＡ断面図であり、図
３は、同表面処理装置の背面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a surface treatment apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of the surface treatment apparatus according to the present embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along A in FIG. 1, and FIG. 3 is a rear view of the surface treatment apparatus.
【００１９】これらの図に示すように、本実施の形態に
係る表面処理装置２０は、電源電極側２２と、接地電極
側２４とで構成されており、これらは、スライド機構と
なる凹凸構造によって、矢印２６の方向に摺動可能にし
ている。As shown in these figures, the surface treatment apparatus 20 according to the present embodiment is composed of a power supply electrode side 22 and a ground electrode side 24, and these are formed by an uneven structure serving as a slide mechanism. , Can slide in the direction of arrow 26.
【００２０】移動側となる電源電極側２２は、その下面
に凹部を有した電極部２８と、当該電極部２８の後方に
位置する後部ブロック３０とが配置されており、さらに
これら電極部２８と後方ブロック３０の上方には、中間
ブロック３２と上部ブロック３４とがそれぞれ積み重ね
られている。そしてこれら電極部２８や各種ブロックの
側方には、側板３６が設けられており、図示しない締結
用ボルトによって電極部２８や各種ブロックとの結合を
行うようにしている。On the power supply electrode side 22 on the moving side, an electrode portion 28 having a concave portion on the lower surface thereof and a rear block 30 located behind the electrode portion 28 are arranged. Above the rear block 30, an intermediate block 32 and an upper block 34 are stacked, respectively. Side plates 36 are provided on the sides of the electrode portions 28 and the various blocks, and are connected to the electrode portions 28 and the various blocks by fastening bolts (not shown).
【００２１】ところで凹部３８を有した電極部２８に
は、前記凹部３８の幅に相当するだけの長さを有した一
対の電極が矢印２６の方向に沿って平行に配置されてお
り（図２における右側を第１電極４０とし、左側を第２
電極４２とする）、これらは高周波電源４３に並列に接
続されている。なお本実施の形態においては、前記凹部
３８の幅は、１２インチの外径を有したウェハが入るだ
けの幅、すなわち４００ｍｍ程度に設定されており、同
サイズのウェハや基板の表面処理を可能にしている。ま
た上記電極の幅は、約１０ｍｍに設定され、これら電源
電極の総面積は、単一の電源電極を用いて表面処理を行
う場合と同様の面積に設定される。On the electrode portion 28 having the concave portion 38, a pair of electrodes having a length corresponding to the width of the concave portion 38 are arranged in parallel along the direction of the arrow 26 (FIG. 2). The first electrode 40 on the right side and the second electrode on the left side
These are connected in parallel to a high-frequency power supply 43. In the present embodiment, the width of the concave portion 38 is set to a width enough to accommodate a wafer having an outer diameter of 12 inches, that is, about 400 mm, so that surface treatment of a wafer or substrate of the same size is possible. I have to. The width of the electrodes is set to about 10 mm, and the total area of these power supply electrodes is set to the same area as when the surface treatment is performed using a single power supply electrode.
【００２２】そして第１電極４０の移動方向前後には、
第１取付板４４（４４Ｒ、４４Ｌ）が第１電極４０を挟
み込むよう配置されているとともに、第２電極４２の移
動方向前後には、第１電極４０と同様、第２取付板４６
（４６Ｒ、４６Ｌ）が第２電極４２を挟み込むよう配置
されている。また第１電極４０および第２電極４２の底
面には、それぞれ第１誘電体４８、第２誘電体５０が取
り付けられており、前記電極からの異常放電を防止する
ようにしている。なお第１誘電体４８および第２誘電体
５０と、接地電極側２４に収められた処理対象物となる
ワーク５２との間に形成される隙間２５の寸法は、発明
者による種々の検討の結果、０．６〜１．０ｍｍの間に
設定される。また第１取付板４４Ｌと第２取付板４６Ｒ
との間には、その両側に空隙を持つよう遮蔽板５４が配
置されている。そして当該遮蔽板５４とワーク５２との
隙間は、前記隙間２５より狭く設定されており、このこ
とから遮蔽板５４の表裏間で通気が生じるのを抑えるよ
うにしている。Before and after the movement direction of the first electrode 40,
The first mounting plate 44 (44R, 44L) is disposed so as to sandwich the first electrode 40, and before and after the moving direction of the second electrode 42, the second mounting plate 46 is disposed similarly to the first electrode 40.
(46R, 46L) are arranged so as to sandwich the second electrode 42. A first dielectric 48 and a second dielectric 50 are attached to the bottom surfaces of the first electrode 40 and the second electrode 42, respectively, to prevent abnormal discharge from the electrodes. The size of the gap 25 formed between the first dielectric 48 and the second dielectric 50 and the workpiece 52 to be processed, which is housed on the ground electrode side 24, is a result of various studies by the inventors. , 0.6 to 1.0 mm. Also, a first mounting plate 44L and a second mounting plate 46R.
The shielding plate 54 is arranged between the two to have a gap on both sides. The gap between the shielding plate 54 and the work 52 is set to be narrower than the gap 25, so that the occurrence of ventilation between the front and back of the shielding plate 54 is suppressed.
【００２３】なお電極部２８と、後部ブロック３０とに
おける凹部３８の両側には、脚部５６が形成されており
（側板３６は脚部５６のさらに外方に取り付けられてい
る）、この脚部５６を接地電極側２４における肩部５８
に接触させることで、前記接地電極側２４との凹凸嵌合
をなし、第１電極４０および第２電極４２の側方から処
理用のガスが漏れるのを防止するようにしている。Note that leg portions 56 are formed on both sides of the concave portion 38 in the electrode portion 28 and the rear block 30 (the side plate 36 is attached further outside the leg portions 56). 56 is a shoulder 58 on the ground electrode side 24
By contacting the first electrode 40 and the second electrode 42, the processing gas is prevented from leaking from the sides of the first electrode 40 and the second electrode 42.
【００２４】接地電極側２４は、アース６０に接続され
た断面凸状の接地電極６２からなり、その中央部には窪
み６４が形成されている。そして当該窪み６４には前述
したワーク５２を登載させるためのマウントプレート６
６が装着される。なおマウントプレート６６に形成され
るワーク装着部は、ワーク５２の形状に応じて種々設定
されている。このためマウントプレート６６自体を交換
すれば、処理対象となるワーク５２の変更を容易に行う
ことができる。また接地電極６２の表面６８は、電源電
極側２２の下部に配置された後方ブロック３０の下面と
摺動可能に密着しており、前記接地電極６２を矢印２６
の方向に往復移動させることが可能になっている。とこ
ろで後方ブロック３０のさらに後方には断面Ｌ字状のカ
バー７０が取り付けられ、前記表面６８を後方ブロック
３０とカバー７０の下面に沿って倣わせることで、接地
電極６２の移動量を拡大させるようにしている。The ground electrode side 24 is formed of a ground electrode 62 having a convex cross section connected to a ground 60, and a depression 64 is formed in the center thereof. The recess 64 has a mount plate 6 for mounting the above-described work 52 thereon.
6 is mounted. The work mounting portion formed on the mount plate 66 is variously set according to the shape of the work 52. Therefore, if the mount plate 66 itself is replaced, the work 52 to be processed can be easily changed. The surface 68 of the ground electrode 62 is slidably adhered to the lower surface of the rear block 30 disposed below the power supply electrode side 22.
It is possible to reciprocate in the direction of. A cover 70 having an L-shaped cross section is attached to the rear of the rear block 30. The movement of the ground electrode 62 is increased by causing the front surface 68 to follow the rear block 30 and the lower surface of the cover 70. Like that.
【００２５】このように構成された表面処理装置２０に
おいて、電源電極側２２では、ワーク５２に処理用のガ
スを送り込むための処理ガス経路が設けられており、そ
してこれら処理ガス経路は、第１電極４０および第２電
極４２をその前後に取りまくようその前後に独立して形
成されている。In the surface treatment apparatus 20 configured as described above, a processing gas path for supplying a processing gas to the work 52 is provided on the power supply electrode side 22, and these processing gas paths are the first processing gas path. They are formed independently before and after the electrode 40 and the second electrode 42 so as to surround them.
【００２６】電源電極側２２を構成する上部ブロック３
４の上方からは、凹部３８の幅内に複数の処理ガス経路
が電極まわりに形成されている。すなわち第１電極４０
においては、当該第１電極４０を挟むように配置された
第１取付板４４の外側に第１処理ガス経路７２が形成さ
れており、第１誘電体４８の下方に形成される隙間２５
を通じて双方の間の通気を可能としている。また第１取
付板４４Ｒ側の第１処理ガス経路７２の上方には中間チ
ャンバ７４が設けられており、放電ガスの供給側に圧力
変動が生じても前記中間チャンバ７４にてこの変動を吸
収し、電極側へ放電ガスを安定して供給できるようにな
っている。なお第１処理ガス経路７２における中間チャ
ンバ７４の下方には、後方ブロック３０を挿通する第１
副ガス経路７６が接続されており、後方ブロック３０の
背面側に設けられたジョイント７８側から送気される処
理ガスを第１処理ガス経路７２に導入し、当該処理ガス
と、上部ブロック３４の上方より供給される放電ガスと
の混合ガス（処理用のガス）を電極側に送気可能にして
いる。なお第１副ガス経路７６においてもジョイント７
８の後方に中間チャンバ８０が設置されており、処理ガ
スの供給源に圧力変動が生じても、この圧力変動を中間
チャンバ８０で吸収し、第１副ガス経路７６側に安定し
て処理ガスを供給できるようにしている。Upper block 3 constituting power supply electrode side 22
From above, a plurality of processing gas paths are formed around the electrodes within the width of the recess 38. That is, the first electrode 40
In the first embodiment, the first processing gas path 72 is formed outside the first mounting plate 44 disposed so as to sandwich the first electrode 40, and the gap 25 formed below the first dielectric 48 is formed.
This allows ventilation between the two. An intermediate chamber 74 is provided above the first processing gas path 72 on the first mounting plate 44R side. Even if a pressure fluctuation occurs on the discharge gas supply side, the intermediate chamber 74 absorbs this fluctuation. Thus, the discharge gas can be stably supplied to the electrode side. In addition, below the intermediate chamber 74 in the first processing gas path 72, a first
The auxiliary gas path 76 is connected, and the processing gas supplied from the joint 78 side provided on the back side of the rear block 30 is introduced into the first processing gas path 72, and the processing gas and the upper block 34 A gas mixture (a processing gas) with a discharge gas supplied from above can be supplied to the electrode side. In the first sub gas path 76, the joint 7
8, an intermediate chamber 80 is provided. Even if a pressure fluctuation occurs in the processing gas supply source, the pressure fluctuation is absorbed by the intermediate chamber 80, and the processing gas is stably supplied to the first auxiliary gas path 76 side. Can be supplied.
【００２７】一方、第２電極４２側では、第２取付板４
６Ｒの外方に第２処理ガス経路７２が設けられ、第２誘
電体５０の下方に形成される隙間２５に接続するととも
に、前記第２処理ガス経路７２の上方側は、上部ブロッ
ク３４側に延長形成されている。このため上部ブロック
３４側から導入された放電ガスは、その途中に形成され
た中間チャンバ８２を介して、第２誘電体５０の下方の
隙間２５へと移動し、その後は前記隙間２５を通り抜け
て、電源電極側２２と設置電極側２４との間より排出さ
れる。なおこのような第２処理ガス経路８４において
も、中間ブロック３２の側方から第２副ガス経路８９が
接続され、中間ブロック３２の表面に設けられたジョイ
ント８６側から導入された処理ガスを、中間チャンバ８
８と第２副ガス経路８９を介して放電ガスと混合させ、
この混合ガス（処理用のガス）を電極側に送り出せるよ
うになっている。On the other hand, on the second electrode 42 side, the second mounting plate 4
A second processing gas path 72 is provided outside the 6R and is connected to the gap 25 formed below the second dielectric 50. The upper side of the second processing gas path 72 is located on the upper block 34 side. It is extended. Therefore, the discharge gas introduced from the upper block 34 moves to the gap 25 below the second dielectric 50 via the intermediate chamber 82 formed in the middle thereof, and then passes through the gap 25. Are discharged from between the power supply electrode side 22 and the installation electrode side 24. Also in the second processing gas path 84, the second sub-gas path 89 is connected from the side of the intermediate block 32, and the processing gas introduced from the joint 86 side provided on the surface of the intermediate block 32 is Intermediate chamber 8
8 and the discharge gas through the second auxiliary gas passage 89,
This mixed gas (processing gas) can be sent to the electrode side.
【００２８】なお第１処理ガス経路７２における中間チ
ャンバ７４と、第２処理ガス経路８４における中間チャ
ンバ８２には、これらを結ぶように分岐管９０が取り付
けられている。そしてこの分岐管９０によって図示しな
い放電ガス供給源から送気される放電ガスを同量ずつ個
々の処理ガス経路に送り出すようにしている。A branch pipe 90 is attached to the intermediate chamber 74 in the first processing gas path 72 and the intermediate chamber 82 in the second processing gas path 84 so as to connect them. The branch pipe 90 sends the same amount of discharge gas from a discharge gas supply source (not shown) to each processing gas path.
【００２９】このように構成された表面処理装置２０を
用いて、ワーク５２の表面処理を行う手順を説明する。
まず、表面処理対象物となるワーク５２をマウントプレ
ート６６に装着し、その後、ワーク５２が装着された前
記マウントプレート６６を接地電極６２の窪み６４に取
り付ける。こうしてワーク５２を接地電極６２に装着し
た後は、図示しない放電ガス供給源と、処理ガス供給源
から放電ガスと処理ガスとを表面処理装置２０の内部へ
と導入させる。The procedure for performing the surface treatment of the work 52 using the surface treatment apparatus 20 configured as described above will be described.
First, the work 52 to be surface-treated is mounted on the mount plate 66, and then the mount plate 66 on which the work 52 is mounted is mounted on the recess 64 of the ground electrode 62. After the work 52 is mounted on the ground electrode 62 in this way, a discharge gas supply source (not shown) and a discharge gas and a processing gas from the processing gas supply source are introduced into the surface treatment apparatus 20.
【００３０】すなわち放電ガスにおいては、分岐管９０
を通過することによって、その導入量が二分され、中間
チャンバ７４が設けられた第１処理ガス経路７２と、中
間チャンバ８２が設けられた第２処理ガス経路８４と
に、それぞれ同量の放電ガスが導入される。That is, in the discharge gas, the branch pipe 90
, The introduction amount is divided into two, and the same amount of discharge gas is respectively supplied to the first processing gas path 72 provided with the intermediate chamber 74 and the second processing gas path 84 provided with the intermediate chamber 82. Is introduced.
【００３１】一方、処理ガス側においても、ジョイント
７８より中間チャンバ８０を介して、第１副ガス経路７
６に処理ガスが導入されるとともに、前記第１副ガス経
路７６と同様、第２副ガス経路８９にもジョイント８６
から中間チャンバ８８を介して処理ガスが導入される。
なお第１副ガス経路７６および第２副ガス経路８９に導
入される処理ガスは、それぞれ同量となるよう設定され
る。On the other hand, also on the processing gas side, the first auxiliary gas path 7
6 and the joint 86 is connected to the second sub-gas path 89 in the same manner as the first sub-gas path 76.
Through the intermediate chamber 88.
The processing gases introduced into the first sub-gas path 76 and the second sub-gas path 89 are set to be equal to each other.
【００３２】このように第１電極４０側と第２電極４２
側とで、それぞれ同量の放電ガスと処理ガスとを送り出
すことで、同一の混合率からなる混合ガスが生成され、
当該混合ガスがそれぞれの電極側へと移動する。なお第
１電極４０側においては、混合ガスは、第１電極４０の
下方の隙間２５を通過した後、第１取付板４４Ｌと遮蔽
板５４との間に形成される経路に沿って上昇し、本表面
処理装置２０の外部へと放出される。また第２電極４２
側においては、混合ガスは第２電極４２の下方の隙間２
５を通過した後、第２誘電体５０とワーク５２（あるい
はマウントプレート６６）との間で形成される隙間２５
から、本表面処理装置２０の外部へと放出される。As described above, the first electrode 40 side and the second electrode 42
By sending out the same amount of discharge gas and processing gas on each side, a mixed gas having the same mixing ratio is generated,
The mixed gas moves to each electrode side. On the first electrode 40 side, the mixed gas passes through the gap 25 below the first electrode 40, and then rises along a path formed between the first mounting plate 44L and the shielding plate 54, It is released to the outside of the present surface treatment device 20. Also, the second electrode 42
On the side, the mixed gas is supplied to the gap 2 below the second electrode 42.
5, a gap 25 formed between the second dielectric 50 and the work 52 (or the mount plate 66).
From the surface treatment apparatus 20 to the outside.
【００３３】そしてこれら放電ガスと処理ガスとを経路
に沿って送気させるとともに、高周波電源４３を稼働さ
せ、電源電極側２２と接地電極側２４との間に電位差を
発生させ、第１電極４０および第２電極４２の下方にそ
れぞれ放電によりプラズマを発生させる（なお本実施の
形態では、電位差によりプラズマが発生する領域を第１
プラズマ発生領域９２と第２プラズマ発生領域９４と設
定する）。このようにプラズマを発生させた後は、接地
電極６２の表面６８を後方ブロック３０とカバー７０に
密着させつつ、これを矢印２６の方向に沿って移動さ
せ、第１プラズマ発生領域９２と第２プラズマ発生領域
９４にワーク５２がかかるようにする。Then, the discharge gas and the processing gas are supplied along the path, and the high-frequency power supply 43 is operated to generate a potential difference between the power supply electrode side 22 and the ground electrode side 24, so that the first electrode 40 And a plasma is generated by discharge below the second electrode 42 (in this embodiment, the region where the plasma is generated due to the potential difference is the first
The plasma generation region 92 and the second plasma generation region 94 are set). After the plasma is generated in this manner, the surface 68 of the ground electrode 62 is moved in the direction of the arrow 26 while keeping the surface 68 of the ground electrode 62 in close contact with the rear block 30 and the cover 70, and the first plasma generation region 92 and the second The work 52 is made to hang over the plasma generation region 94.
【００３４】このように第１電極４０および第２電極４
２の下方に発生させたプラズマ領域にワーク５２がかか
るようにすれば、プラズマによって生じた励起活性種を
ワーク５２の表面に接触させることが可能になり、処理
ガスの種類によってアッシング、エッチング、成膜、酸
化等の処理を施すことが可能になる。なお具体的には、
処理ガスとして多くの場合、Ｏ2やＣＦ4、あるいはその
他フレオンなどが使用されており、一方、放電ガスに
は、ヘリウムやクリプトン、アルゴンなどが使用されて
いる。As described above, the first electrode 40 and the second electrode 4
If the work 52 is applied to the plasma region generated below the workpiece 2, the excited active species generated by the plasma can be brought into contact with the surface of the work 52, and the ashing, etching, and forming may be performed depending on the type of the processing gas. It becomes possible to perform processing such as film and oxidation. Specifically,
In many cases, O 2 , CF 4 , or freon is used as a processing gas, while helium, krypton, argon, or the like is used as a discharge gas.
【００３５】ところで同表面処理装置２０では、電源電
極を分割し、第１電極４０と第２電極とに分割したこと
から、単一の電源電極にて表面処理を行うことに対し
て、種々の作用効果を得ることができる。In the surface treatment apparatus 20, the power supply electrode is divided into the first electrode 40 and the second electrode. The operation and effect can be obtained.
【００３６】図４は、図２における要部拡大図を示す。
すなわち同図に示すように、本表面処理装置２０では、
個々の電源電極の幅は、単一の電源電極を用いて表面処
理を行う場合に対して半分に設定されており、この電源
電極を２つ並べることで単一の電源電極を用いたときと
同様の面積を稼ぐようにしている。そしてこれらの電源
電極に対し、同一の高周波電源を接続することから、電
源電圧におけるパワー密度（Ｗ／ｍｍ2）は、電源電極
の分割前後で同一になる。また放電ガスおよび処理ガス
の使用量も、単一の電源電極を用いて表面処理を行う場
合と同様であり、これらのガス量が分割後の電源電極に
等しく供給される。FIG. 4 is an enlarged view of a main part in FIG.
That is, as shown in FIG.
The width of each power supply electrode is set to be half that of the case where surface treatment is performed using a single power supply electrode. I try to earn the same area. Since the same high-frequency power supply is connected to these power supply electrodes, the power density (W / mm 2 ) at the power supply voltage becomes the same before and after the power supply electrode is divided. The amounts of the discharge gas and the processing gas used are the same as in the case where the surface treatment is performed using a single power supply electrode, and the amounts of these gases are equally supplied to the divided power supply electrodes.
【００３７】このように電源電極の分割前後で、パワー
密度と使用ガス量を同一にした場合、本表面処理装置２
０では、第１電極４０側と第２電極４２側のそれぞれに
新規の混合ガスを供給することが可能になり、このため
第１電極４０側と第２電極４２側のワーク５２に対する
処理レートを等しくすることができる。そして第１電極
４０および第２電極４２の幅を狭めるようにしたことか
ら、ワーク側から発生した有機物質や処理済みのガス
が、電源電極の後端側に影響を及ぼすのを防止すること
ができ、これにより同一電極における始端側から後端側
に至る処理レートの均一化を図ることができる。このよ
うに分割された第１電極４０と第２電極４２の処理レー
トを均一にするとともに、個々の電源電極においても始
端側から後端側に至るまで処理レートの均一化を図るこ
とができるので、処理装置全体として電源電極の分割前
に対して処理レートの向上を図ることが可能になる。When the power density and the amount of gas used are the same before and after the division of the power supply electrode, the surface treatment apparatus 2
At 0, a new mixed gas can be supplied to each of the first electrode 40 side and the second electrode 42 side, and therefore, the processing rate of the workpiece 52 on the first electrode 40 side and the second electrode 42 side is reduced. Can be equal. Since the widths of the first electrode 40 and the second electrode 42 are reduced, it is possible to prevent an organic substance generated from the work side or a processed gas from affecting the rear end side of the power supply electrode. This makes it possible to equalize the processing rate of the same electrode from the start end to the rear end. The processing rates of the first electrode 40 and the second electrode 42 thus divided can be made uniform, and the processing rates of the individual power supply electrodes can be made uniform from the start end to the rear end. Further, it is possible to improve the processing rate of the entire processing apparatus as compared to before the power supply electrodes are divided.
【００３８】なお発明者は、上記発明の実証を行うため
種々の実験を行った。図５は、電源電極の分割前後にお
けるアッシング量の変化を示したグラフであり、図６
は、電源電極側と接地電極側との隙間に対するアッシン
グ量の変化を示したグラフである。The inventor conducted various experiments to verify the above-mentioned invention. FIG. 5 is a graph showing a change in ashing amount before and after the division of the power supply electrode.
Is a graph showing a change in ashing amount with respect to a gap between the power electrode side and the ground electrode side.
【００３９】図５に示す実験では、分割前後で電源電極
におけるパワー密度が等しくなっており、さらに導入さ
れる処理ガスおよび放電ガスも同量となっている。この
ように諸条件を同一にしても、電源電極を分割すること
で、分割された各電源電極に新規の混合ガスを導入する
ことができる。このため電源電極間における処理レート
の均一化を図ることができ、また個々の電源電極におけ
る始端側と終端側とでの処理レートの差を少なくするこ
とができるので、表面処理装置全体として電源電極の分
割前に対して処理レートの向上を図ることが可能にな
る。In the experiment shown in FIG. 5, the power densities at the power supply electrodes before and after the division are equal, and the introduced processing gas and discharge gas are also equal. Even when the conditions are the same, a new mixed gas can be introduced into each of the divided power electrodes by dividing the power electrodes. For this reason, the processing rate between the power supply electrodes can be made uniform, and the difference in the processing rate between the start end side and the end side of each power supply electrode can be reduced. The processing rate can be improved compared to before the division.
【００４０】また図６においては、電源電極側と接地電
極側との隙間を０．６ｍｍと１．０ｍｍとに設定し、そ
れぞれのアッシング量を比較したが、隙間が狭くなると
プラスマ放電の発生が容易になり、より多くの励起活性
種をワーク表面に接触させることができる。このためア
ッシングレートの向上を図ることができる。そして隙間
の間隔を狭めるようにすれば、処理ガスが通過するガス
経路の断面積が小さくなるので、処理ガスの通過速度
（すなわち流速）を早めたり、処理ガスの使用量を低減
させることができる。このため電極の後端側に、ワーク
側から発生した有機物質や処理済みのガスが留まること
を防止でき、電極における処理レートの均一化（始端側
と後端側とで）を図ることが可能にしたり、幅広のワー
ク（１２インチ程度の半導体ウェハなど）などを、少な
い混合ガスにて処理することが可能になる。In FIG. 6, the gap between the power supply electrode side and the ground electrode side was set to 0.6 mm and 1.0 mm, and the respective ashing amounts were compared. However, when the gap was narrowed, plasma discharge occurred. This makes it easier to bring more excited active species into contact with the work surface. Therefore, the ashing rate can be improved. If the space between the gaps is reduced, the cross-sectional area of the gas path through which the processing gas passes becomes smaller, so that the processing gas passage speed (that is, the flow velocity) can be increased or the usage amount of the processing gas can be reduced. . For this reason, it is possible to prevent the organic substance generated from the work side and the processed gas from remaining on the rear end side of the electrode, and it is possible to equalize the processing rate of the electrode (between the start end side and the rear end side). Or a wide workpiece (such as a semiconductor wafer of about 12 inches) can be processed with a small amount of mixed gas.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、処
理ガスが供給される放電間隔を介して対向配置され、前
記放電間隔を流れる前記処理ガスの流れ方向に沿って相
互に相対移動可能な電源電極と接地電極とを有し、いず
れか一方の電極にワーク装着部が設けてある表面処理装
置において、前記ワークを装着しない他の電極は、前記
処理ガスの流れ方向の寸法が一方の電極より小さく形成
されて複数配置され、複数配置した前記他方の電極のそ
れぞれに対応してガス供給路とガス排出路とを設けたこ
とから、処理用のガスを無駄にすることなく、処理レー
トを向上させることが可能になる。As described above, according to the present invention, the processing gases are disposed opposite to each other with a discharge interval between them, and are relatively movable along the flow direction of the processing gas flowing through the discharge interval. In a surface treatment apparatus having a power supply electrode and a ground electrode, and one of the electrodes is provided with a work mounting portion, the other electrode on which the work is not mounted has a dimension in the flow direction of the processing gas of one of the electrodes. Since the gas supply path and the gas discharge path are provided corresponding to each of the plurality of other electrodes that are formed smaller than the electrodes and are disposed in plurality, the processing rate can be reduced without wasting the processing gas. Can be improved.
【図１】本実施の形態に係る表面処理装置の正面図であ
る。FIG. 1 is a front view of a surface treatment apparatus according to the present embodiment.
【図２】図１におけるＡ断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line A in FIG.
【図３】同表面処理装置の背面図である。FIG. 3 is a rear view of the surface treatment apparatus.
【図４】図２における要部拡大図を示す。FIG. 4 is an enlarged view of a main part in FIG. 2;
【図５】電源電極の分割前後におけるアッシング量の変
化を示したグラフである。FIG. 5 is a graph showing a change in an ashing amount before and after division of a power supply electrode.
【図６】電源電極側と接地電極側との隙間に対するアッ
シング量の変化を示したグラフである。FIG. 6 is a graph showing a change in an ashing amount with respect to a gap between a power supply electrode side and a ground electrode side.
【図７】従来の表面処理装置の構造を示す断面説明図で
ある。FIG. 7 is an explanatory sectional view showing the structure of a conventional surface treatment apparatus.
【図８】従来の他の表面処理装置の構造を示した要部断
面図である。FIG. 8 is a sectional view of a main part showing a structure of another conventional surface treatment apparatus.
１………表面処理装置、２………電源電極側、３………
接地電極側、４………隙間、５………矢印、６………高
周波電源、７………電源電極、８………誘電体、９……
…放電発生部、１０………ガス流入経路、１１………中
間チャンバ、１２………接地電極、１３………ワーク、
１４………プラズマ放電、１５………表面処理装置、１
６………後方ブロック、２０………表面処理装置、２２
………電源電極側、２４………接地電極側、２５………
隙間、２６………矢印、２８………電極部、３０………
後方ブロック、３２………中間ブロック、３４………上
部ブロック、３６………側板、３８………凹部、４０…
……第１電極、４２………第２電極、４３………高周波
電源、４４………第１取付板、４６………第２取付板、
４８………第１誘電体、５０………第２誘電体、５２…
……ワーク、５４………遮蔽板、５６………脚部、５８
………肩部、６０………アース、６２………接地電極、
６４………窪み、６６………マウントプレート、６８…
……表面、７０………カバー、７２………第１処理ガス
経路、７４………中間チャンバ、７６………第１副ガス
経路、７８………ジョイント、８０………中間チャン
バ、８２………中間チャンバ、８４………第２処理ガス
経路、８６………ジョイント、８８………中間チャン
バ、８９………第２副ガス経路、９０………分岐管、９
２………第１プラズマ発生領域、９４………第２プラズ
マ発生領域1. Surface treatment device 2. Power supply electrode side 3.
Ground electrode side, 4 gaps, 5 arrows, 6 high-frequency power supply, 7 power supply electrodes, 8 dielectrics, 9
... Discharge generating part, 10... Gas inflow path, 11... Intermediate chamber, 12... Ground electrode, 13.
14 plasma discharge, 15 surface treatment device, 1
6 ... rear block, 20 ... surface treatment device, 22
...... Power supply electrode side, 24 ...... Ground electrode side, 25 ......
Gap, 26 ... Arrow, 28 ... Electrode, 30 ...
Rear block, 32 Middle block, 34 Upper block, 36 Side plate, 38 recess, 40
... First electrode, 42... Second electrode, 43... High-frequency power supply, 44... First mounting plate, 46.
48 first dielectric, 50 second dielectric, 52
...... workpiece, 54 ... shield plate, 56 ... leg, 58
... shoulder, 60 ... ground, 62 ... ground electrode,
64 ... hollow, 66 ... mount plate, 68 ...
... Surface 70, cover 72, first processing gas path 74, intermediate chamber 76, first sub-gas path 78, joint 80, intermediate chamber 80 82 intermediate chamber, 84 second processing gas path, 86 joint 88 intermediate chamber 89 second auxiliary gas path 90 branch pipe 9
2. First plasma generation region 94 Second plasma generation region
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K057 DA12 DA16 DD01 DE08 DE14 DE15 DE20 DG07 DM04 DM06 DM37 DN01 5F004 AA14 BA20 BB28 BD01 CA05 DA01 DA22 DA23 DA26 DB26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4K057 DA12 DA16 DD01 DE08 DE14 DE15 DE20 DG07 DM04 DM06 DM37 DN01 5F004 AA14 BA20 BB28 BD01 CA05 DA01 DA22 DA23 DA26 DB26
Claims (4)
対向配置され、前記放電間隔を流れる前記処理ガスの流
れ方向に沿って相互に相対移動可能な電源電極と接地電
極とを有し、いずれか一方の電極にワーク装着部が設け
てある表面処理装置において、前記ワークを装着しない
他の電極は、前記処理ガスの流れ方向の寸法が一方の電
極より小さく形成されて複数配置され、複数配置した前
記他方の電極のそれぞれに対応してガス供給路とガス排
出路とを設けたことを特徴とする表面処理装置。1. A power supply electrode and a ground electrode which are opposed to each other via a discharge interval to which a processing gas is supplied, and which are relatively movable relative to each other along a flow direction of the processing gas flowing through the discharge interval, In a surface treatment apparatus in which a work mounting portion is provided on any one of the electrodes, the other electrodes on which the work is not mounted are formed in such a manner that the size of the processing gas in the flow direction is smaller than that of one of the electrodes, and the plurality of electrodes are arranged. A surface treatment apparatus, wherein a gas supply path and a gas discharge path are provided corresponding to each of the other electrodes arranged.
る前記放電間隔は、実質的に相互に遮断してあることを
特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。2. The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the discharge intervals formed corresponding to the plurality of other electrodes are substantially cut off from each other.
ことを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。3. The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the plurality of other electrodes have the same shape.
接続されていることを特徴とする請求項３に記載の表面
処理装置。4. The apparatus according to claim 3, wherein the plurality of other electrodes are connected in parallel to the same power supply.
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