JP2018141186A - Processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、処理装置に関する。 The present invention relates to a processing apparatus.
プラズマを用いて、基板に成膜を行う装置が知られている。特許文献1には、真空容器内に基板を保持するホルダを設け、バイアス電源からホルダにバイアス電圧を印加して、成膜を行う装置が記載されている。この装置では、真空容器とバイアス電源とは、絶縁部材により絶縁されている。 An apparatus for forming a film on a substrate using plasma is known. Patent Document 1 describes an apparatus for forming a film by providing a holder for holding a substrate in a vacuum vessel and applying a bias voltage from a bias power source to the holder. In this apparatus, the vacuum vessel and the bias power source are insulated by an insulating member.
特許文献1記載の装置では、バイアス電源からホルダへ繋がる電圧線と絶縁部材とが接触する箇所において電界が集中するため、その箇所にプラズマが侵入すると、異常放電が発生する場合があった。また、プラズマを用いてエッチングを行う場合においても同様に異常放電が発生する場合があった。そのため、プラズマを用いて成膜又はエッチングを行う装置において、このような異常放電の発生を抑制可能な技術が望まれていた。 In the device described in Patent Document 1, since the electric field concentrates at a location where the voltage line connected from the bias power source to the holder and the insulating member are in contact with each other, abnormal discharge may occur when plasma enters the location. Similarly, abnormal discharge may occur when etching is performed using plasma. Therefore, there has been a demand for a technique capable of suppressing the occurrence of such abnormal discharge in an apparatus that performs film formation or etching using plasma.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following forms.
(1)本発明の一形態によれば、導電性を有するワークに成膜又はエッチングを行う処理装置が提供される。この処理装置は;対向配置される第1の型及び第2の型を備え、前記第1の型は第1平面部と前記第1平面部から窪んだ第1窪み部と、を有する真空容器と;前記ワークを前記第1平面部及び前記第2の型から離間させる離間部材と;前記第1平面部と前記第2の型との間に配置され、前記ワークと接触する絶縁部材と;前記ワークに電力を印加する電力印加部と;前記第1の型において前記第1平面部から離間して前記第1窪み部に配置され、前記第1窪み部内に磁場を形成する磁場形成部と、を備える。
このような形態の処理装置であれば、磁場形成部によって第1平面部から離間した位置に形成される磁場ではプラズマ密度が高くなり、第1平面部付近ではプラズマ密度が相対的に低くなるため、ワークと第1平面部とで形成される空間にプラズマが侵入することが抑制される。そのため、ワークと絶縁部材とが接触する箇所におけるプラズマの量が低減されるので、異常放電の発生を抑制することができる。
(1) According to one aspect of the present invention, there is provided a processing apparatus that performs film formation or etching on a conductive workpiece. The processing apparatus includes a first mold and a second mold that are arranged to face each other, and the first mold includes a first flat portion and a first hollow portion that is recessed from the first flat portion. A separating member that separates the workpiece from the first planar portion and the second mold; and an insulating member that is disposed between the first planar portion and the second mold and contacts the workpiece; A power application unit that applies power to the workpiece; a magnetic field formation unit that is disposed in the first depression part and is separated from the first flat part in the first mold, and that forms a magnetic field in the first depression part; .
In the case of such a processing apparatus, the plasma density is high in the magnetic field formed at a position separated from the first plane part by the magnetic field forming unit, and the plasma density is relatively low in the vicinity of the first plane part. The plasma is prevented from entering the space formed by the workpiece and the first flat surface portion. As a result, the amount of plasma at the location where the workpiece and the insulating member contact each other is reduced, so that the occurrence of abnormal discharge can be suppressed.
本発明は、上述した処理装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、ワークの一部に成膜又はエッチングを行う方法等の形態で実現することができる。 The present invention can also be realized in various forms other than the processing apparatus described above. For example, it can be realized in a form such as a method of performing film formation or etching on a part of a work.
A.実施形態:
A1.処理装置の構成:
図1は、本発明の一実施形態における処理装置200の構成を示す概略断面図である。図2は、処理装置200の分解斜視図である。図1及び図2には、相互に直交するXYZ軸が図示されている。なお、直交とは、±20°の範囲を含んでいう。本実施形態では、Y方向は鉛直方向を示し、X方向は水平方向を示し、Z方向はY軸及びX軸に垂直な方向を示す。このことは、以降の図においても同様である。
A. Embodiment:
A1. Processing equipment configuration:
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a
処理装置200は、プラズマを用いて、導電性を有するワークWに成膜又はエッチングを行う装置である。本実施形態では、ワークWは、処理対象物10とマスキング部材21、22とを含む。本実施形態では、処理対象物10は、燃料電池のセパレータの基材として用いられる板状の金属である。本実施形態では、処理装置200は、処理対象物10の処理対象部分10Aに、例えばプラズマCVD法により導電性の炭素系薄膜を形成する。
The
処理装置200は、真空容器(チャンバー)100と、絶縁部材30と、磁場形成部40、41と、離間部材としてのシール部材61,62と、電力印加部70と、を備える。処理装置200は、さらに、開閉装置50と、搬送装置55と、ガス供給装置80と、排気装置90と、制御部95と、パレット130とを備える。なお、図2では、開閉装置50と、搬送装置55と、電力印加部70及びその電力導入部71と、ガス供給装置80及び供給口81と、排気装置90及び排気口91と、制御部95と、は図示を省略している。
The
真空容器100は、分割可能な容器である。本実施形態では、真空容器100は、+Y方向及び−Y方向に分割される。真空容器100は、金属製の容器であり、例えば、ステンレス(SUS)により形成される。真空容器100は、対向配置される第1の型110と第2の型120とを備える。第1の型110は、第1平面部111と第1平面部111から窪んだ第1窪み部114とを備える。真空容器100内にワークWが配置された状態において、第1窪み部114はワークWから離間する方向に窪んでおり、本実施形態ではワークWの上面側の処理対象部分10Aから見て上方(+Y方向)に窪んでいる。また、第1窪み部114は、側部112と底部113とを備える。本実施形態では、第1窪み部114と第1平面部111との接続箇所は、処理対象物10の端部と、同一のYZ平面上に位置している。本実施形態において、第2の型120は、第2平面部121と、第2平面部121から窪んだ124とを備える。真空容器100内にワークWが配置された状態において、第2窪み部124は、ワークWの下面側の処理対象部分10Aから見て下方(−Y方向)に窪んでいる。第2窪み部124は、側部122と底部123とを備える。第2平面部121は、第1の型110の第1平面部111に対応する部分に配置されている。本実施形態では、第2窪み部124と第2平面部121との接続箇所は、処理対象物10の端部と、同一のYZ平面上に位置している。本実施形態において、第1平面部111及び第2平面部121は、XZ平面と平行である。第1の型110及び第2の型120は、真空容器100内にガス供給装置80からガスを供給するための供給口81と、真空容器100内を排気装置90によって排気するための排気口91と、を備える。供給口81及び排気口91には、開閉可能な弁が設けられている。また、第2の型120は、ワークWに電圧を印加するための電力導入部71を備える。第2の型120と電力導入部71との間は、絶縁部材35によって電気的に絶縁されている。本実施形態において、真空容器100は、アース電位を有している。
The vacuum container 100 is a separable container. In the present embodiment, the vacuum container 100 is divided into a + Y direction and a −Y direction. The vacuum container 100 is a metal container, and is formed of, for example, stainless steel (SUS). The vacuum container 100 includes a first mold 110 and a second mold 120 that are arranged to face each other. The first mold 110 includes a first
マスキング部材21、22は、処理対象物10の非処理対象部分10Bを覆う部材である。言い換えると、マスキング部材21、22は、処理対象物10の処理対象部分10Aにおいて開口する部材である。本実施形態では、マスキング部材21(上側マスキング部材21)は、処理対象物10の第1の型110側に配置されている。マスキング部材22(下側マスキング部材22)は、処理対象物10の第2の型120側に配置されている。本実施形態において、下側マスキング部材22は、処理対象物10を支持する。本実施形態において、マスキング部材21及びマスキング部材22は、一部が第1窪み部114内及び第2窪み部124内に配置され、他の部分が第1平面部111と第2平面部の間に配置されている。マスキング部材21、22は、導電性の部材で形成されている。処理対象物10とマスキング部材21、22とは、接触することにより電気的に接続されている。
The
絶縁部材30は、第1の型110の第1平面部111と第2の型120との間に配置され、ワークWと接触する。本実施形態では、絶縁部材30は第1平面部111と第2平面部121との間に配置され、ワークWのうちの下側マスキング部材22と接触する。本実施形態では、絶縁部材30は、下側マスキング部材22に接触して下側マスキング部材22を支持する。絶縁部材30は、例えば、アルミナ(Al2O3)や二酸化ケイ素(SiO2)等のセラミックスで形成されている。
The insulating
パレット130は、金属製の板状部材である。パレット130は、ワークWを真空容器100内に搬送する部材でもある。パレット130は、第1の型110の第1平面部111と第2の型120との間に配置される。本実施形態では、パレット130には、絶縁部材30、下側マスキング部材22、処理対象物10及び上側マスキング部材21が、この順に+Y方向に積載されており、パレット130は、絶縁部材30を介してワークWを保持する。本実施形態では、パレット130は、真空容器100が閉じられた状態において真空容器100外に露出する縁部130tを有する。縁部130tは、後述する搬送装置55がパレット130を搬送する際に、パレット130に接触する部分である。本実施形態において、パレット130は、アース電位を有している。パレット130は、例えば、アルミニウム(Al)、ステンレス(SUS)やチタン(Ti)等により構成される。
The
シール部材61、62は、第1の型110の第1平面部111と第2の型120との間に配置されている。シール部材61、62は、真空容器100内の気密を保つための部材である。シール部材61、62は、絶縁性の部材であり、本実施形態ではゴム製の環状部材である。本実施形態では、シール部材61、62は、オーリングを用いている。本実施形態では、シール部材61は第1の型110に設けられた溝部に嵌め込まれている。シール部材62は、第2の型120に設けられた溝部に嵌め込まれている。本実施形態において、シール部材61、62は、ワークWを第1平面部111及び第2の型120から離間させる離間部材でもある。
The
開閉装置50は、真空容器100を開閉するための装置である。本実施形態では、開閉装置50は、第1の型110を+Y方向に移動させて真空容器100を開き、第1の型110を−Y方向に移動させて真空容器100を閉じる。
The opening /
搬送装置55は、パレット130を真空容器100内へ搬送し、パレット130を真空容器100外へ搬送するための装置である。本実施形態では、搬送装置55は、パレット130の縁部130tに接触して、真空容器100が開いた状態において、パレット130及びパレット130に積載された絶縁部材30、マスキング部材21、22、処理対象物10を真空容器100内に搬送する。また、搬送装置55は、搬送したパレット130を下方に移動させることによってパレット130をシール部材62を介して第2の型120上に設置する。また、搬送装置55は、上方に移動させたパレット130をXZ平面に沿って移動させて真空容器100外へ搬送することも可能である。
The
磁場形成部40は第1窪み部114内に磁場を形成するための装置である。磁場形成部41は第2窪み部124内に磁場を形成するための装置である。本実施形態では、磁場形成部40、41は、永久磁石であり、ネオジウム磁石が用いられる。磁場形成部40は、第1の型110において、第1平面部111から離間して第1窪み部114に配置されている。本実施形態では、磁場形成部40は、+X方向の側部112及び−X方向の側部112にそれぞれ配置されている。磁場形成部41は、第2の型120において、第2平面部121から離間して第2窪み部124に配置されている。本実施形態では、磁場形成部41は、+X方向の側部122及び−X方向の側部122にそれぞれ配置されている。
The magnetic
電力印加部70は、ワークWに電力を印加するための装置である。電力印加部70は、真空容器100内に供給された原料ガスをプラズマ化するための電場を生成する。本実施形態では、電力導入部71と処理対象物10及びマスキング部材21、22は陰極であり、第1の型110、第2の型120及びパレット130は陽極である。本実施形態では、電力印加部70は、下側マスキング部材22を通じて処理対象物10にバイアス電圧を印加する。電力印加部70は、例えば、電力導入部71に−3000Vの電圧を印加することができる。なお、本実施形態では、真空容器100及びパレット130はアース(0V)に接続されている。
The
ガス供給装置80は、供給口81を介して、真空容器100内にキャリアガス及び原料ガスを供給する。本実施形態では、ガス供給装置80は、キャリアガスとして例えば窒素(N2)ガスやアルゴン(Ar)ガスを供給し、原料ガスとして例えばピリジン(C5H5N)ガスを供給する。ガス供給装置80は、異なる種類のガスを貯留するタンクと接続されている。ガス供給装置80は、各タンクと供給口81との間に設けられた切替弁が操作されることにより、供給口81に供給されるガスの種類を切り替えることが可能である。また、ガス供給装置80は、真空容器100内の圧力を、開閉装置50が真空容器100を開くことが可能な程度の圧力に戻すために、処理装置200による成膜後やエッチング後に真空容器100内に例えば窒素ガスを供給して真空容器100を復圧する。
The
排気装置90は、排気口91を介して、真空容器100内を排気する。排気装置90は、例えば、ロータリポンプや拡散ポンプ、ターボ分子ポンプ等により構成される。
The
制御部95は、処理装置200全体の動作を制御する。制御部95は、CPUとメモリーとを含む。CPUは、メモリーに格納されたプログラムを実行することによって、処理装置200の制御を行う。このプログラムは、各種記録媒体に記録されていてもよい。例えば、制御部95は、開閉装置50を制御して真空容器100を開き、搬送装置55を制御してパレット130を搬送する。真空容器100内にパレット130が搬送された後、制御部95が真空容器100を閉じると、離間部材としてのシール部材61、62がパレット130に接触することによって、ワークWと第1平面部111及び第2の型120が離間される。また、制御部95は、排気装置90を制御して真空容器100内を排気し、ガス供給装置80を制御して真空容器100内にガスを供給し、電力印加部70を制御してワークWに電力を印加する。
The
図3は、処理装置200の部分拡大図である。図3には、図1に破線で示したX部分が示されている。本実施形態では、磁場形成部40は第1平面部111から+Y方向に離間しており、ワークWは第1平面部111から−Y方向に離間している。図3に示すワークWと磁場形成部40との距離D1は、300mm以上である。また、本実施形態では、磁場形成部41は第2平面部121から−Y方向に離間しており、ワークWは第1平面部111から+Y方向に離間している。図3に示すワークWと磁場形成部41との距離D2は、300mm以上である。なお、距離D1、D2は100mm以上であってもよく、200mm以上であってもよい。
FIG. 3 is a partially enlarged view of the
図3には、さらに、ワークWと絶縁部材30とが接触する箇所(接触点P1)と、ワークWと絶縁部材30とが接触する箇所(接触点P2)と、が示されている。接触点P1は、ワークWと絶縁部材30とが接触する箇所のうち、第1平面部111に対向する箇所である。接触点P1は、処理装置200の断面(図3)において、ワークWと絶縁部材30とが接触する箇所のうち、第1平面部111に最も近い接触箇所である。接触点P2は、ワークWと絶縁部材30とが接触する箇所のうち、第2平面部121に対向する箇所である。接触点P2は、処理装置200の断面(図3)において、ワークWと絶縁部材30とが接触する箇所のうち、第2平面部121に最も近い接触箇所である。図3にはさらに、接触点P1と第1平面部111との距離A1と、ワークWと第1窪み部114の底部113との距離B1と、が示されている。距離A1は、ワークWと絶縁部材30との接触箇所と、第1平面部111との最短距離である。距離B1は、第1窪み部114と対向するワークWと、第1窪み部114の底部113との距離であり、第1窪み部114の底部113とワークWとの最短距離である。また、図3には、接触点P2と第2平面部121との距離A2と、ワークWと第2窪み部124の底部123との距離B2と、が示されている。距離A2は、ワークWと絶縁部材30との接触箇所と、第2平面部121との最短距離である。距離B2は、第2窪み部124と対向するワークWと、第2窪み部124の底部123との距離であり、第2窪み部124の底部123とワークWとの最短距離である。処理装置200において、距離A1は距離B1よりも小さい。言い換えると、ワークWと第1平面部111とで形成される空間は、ワークWと第1窪み部114とで形成される空間よりも小さい。また、本実施形態では、距離A2は、距離B2よりも小さい。言い換えると、ワークWと第2平面部121とで形成される空間は、ワークWと第2窪み部124とで形成される空間よりも小さい。
FIG. 3 further shows a location where the workpiece W and the insulating
本実施形態では、距離A1及び距離A2は、ワークWと真空容器100との間に電力を印加した場合に、ワークWと真空容器100(第1平面部111、第2平面部121)との間に形成されるシースの距離よりも短い。本実施形態では、距離A1及び距離A2は、2.0mm以下である。なお、真空容器100とワークWとの絶縁性を十分に保つ観点から、距離A1及び距離A2は、0.5mm以上であることが好ましい。
In the present embodiment, the distance A1 and the distance A2 are the distances between the workpiece W and the vacuum vessel 100 (the
図3には、さらに、第1窪み部114と第1平面部111との接続箇所Q1及び第2窪み部124と第2平面部121との接続箇所Q2から接触点P1、P2までのX軸に沿った最短距離Cが示されている。距離Cは、第1窪み部114の側部112及び第2窪み部124の側部122から、接触点P1、P2までのX軸に沿った最短距離でもある。本実施形態では、距離Cは、0(ゼロ)よりも大きい。本実施形態では、距離Cは、10mm以上である。
3 further illustrates the X-axis from the connection point Q1 between the
A2.ワーク処理方法:
図4は、処理装置200によるワークWの処理方法について示す工程図である。以下では、処理装置200によりワークWの一部に成膜を行う方法を例に挙げて説明する。処理装置200による成膜では、まず、ワークWが真空容器100内に搬送される搬送工程が行われる(ステップS10)。本実施形態では、パレット130上に、絶縁部材30、下側マスキング部材22、処理対象物10が積載され、さらに、処理対象物10の上に上側マスキング部材21が積載される。こうすることによって、処理対象物10の非処理対象部分10Bが、マスキング部材21、22によって覆われる。その後、真空容器100の第1の型110が開閉装置50によって+Y方向に移動され、絶縁部材30、マスキング部材21、22及び処理対象物10が積載されたパレット130が、搬送装置55によって真空容器100内に搬送される。搬送されたパレット130は、シール部材62を介して第2の型120上に配置される。搬送工程では、パレット130が第2の型120上に配置されると、真空容器100が閉じられる。本実施形態では、開閉装置50によって第1の型110が−Y方向に移動される。真空容器100が閉じられると、離間部材としてのシール部材61、62がパレット130に接触し、ワークWと第1平面部111及び第2の型120が離間される。こうすることによって、ワークWと第1平面部111との間に隙間が形成され、ワークWと第2平面部121との間に隙間が形成される。また、接触点P1と第1平面部111との距離A1は、ワークWと第1窪み部114との距離B1よりも小さくなる。接触点P2と第2平面部121との距離A2は、ワークWと第2窪み部124との距離B2よりも小さくなる。
A2. Work processing method:
FIG. 4 is a process diagram illustrating a method for processing the workpiece W by the
次に、真空容器100内のガスが排気される排気工程が行われる(ステップS20)。本実施形態では、処理装置200は、例えば、窒素ガス雰囲気に設置されている。排気工程では、排気装置90によって排気口91を介して真空容器100内の窒素ガスが排気され、真空容器100内が真空化される。
Next, an exhaust process for exhausting the gas in the vacuum vessel 100 is performed (step S20). In the present embodiment, the
次に、真空容器100内に原料ガスが供給されるガス供給工程が行われる(ステップS30)。ガス供給工程では、ガス供給装置80によって供給口81を介してキャリアガス及び原料ガスが供給される。真空容器100内には、キャリアガスとして、例えば、水素ガス及びアルゴンガスが供給される。また、原料ガスとして、窒素ガス及びピリジンガスが供給される。ガス供給工程では、真空容器100内の圧力値は、例えば、11Paである。
Next, a gas supply process is performed in which the source gas is supplied into the vacuum container 100 (step S30). In the gas supply process, the carrier gas and the source gas are supplied from the
次に、ワークWに電力が印加される電力印加工程が行われる(ステップS40)。電力印加工程では、電力印加部70によって、ワークWに例えば−3000Vの電力が印加される。電力印加部70によってワークWに電力が印加されると、第1窪み部114内及び第2窪み部124内にプラズマが発生し、処理対象物10の処理対象部分10Aに薄膜が形成される。電力印加工程では、ワークWに電力が印加されることにより、真空容器100の第1窪み部114内及び第2窪み部124内が高温化する。例えば、第1窪み部114内及び第2窪み部124内に配置される処理対象物10の中央部分の温度は、600℃に達する。電力印加工程が終了すると、原料ガスの供給と電力の印加とが停止される。
Next, a power application process in which power is applied to the workpiece W is performed (step S40). In the power application step, power of −3000 V, for example, is applied to the workpiece W by the
次に、真空容器100内の圧力が調整される復圧工程が行われる(ステップS50)。本実施形態では、真空容器100内の圧力を、開閉装置50によって真空容器100を開くことが可能な程度の圧力に戻すために、ガス供給装置80によって真空容器100内に窒素ガスが供給される。なお、真空容器100内の圧力が調整されると、第1の型110が開閉装置50によって+Y方向に移動され、搬送装置55によって絶縁部材30、マスキング部材21、22及び処理対象物10が積載されたパレット130が、真空容器100から搬出される。以上のようにして処理装置200による一連の処理が終了する。
Next, a return pressure process is performed in which the pressure in the vacuum vessel 100 is adjusted (step S50). In the present embodiment, nitrogen gas is supplied into the vacuum container 100 by the
図5は、真空容器100内に発生したプラズマの様子を説明するための概念図である。図5には、磁場形成部40、41によって形成される磁場が、実線矢印で示されている。プラズマは、マイナス電荷を持った電子とプラス電荷を持ったイオン(正イオン)とが全体として同数存在するものである。電力印加工程においてプラズマが発生すると、第1窪み部114内の電子は磁場形成部40が形成する磁場に引き寄せられる。また、第1窪み部114内の正イオンも、電子とともに磁場形成部40が形成する磁場に引き寄せられる。そのため、第1窪み部114内のプラズマ密度は、磁場形成部40が形成する磁場及びその付近で高くなる。一方、磁場から離れた位置、例えば、第1平面部111付近のプラズマ密度は相対的に低くなる。同様に、第2窪み部124内の電子は磁場形成部41が形成する磁場に引き寄せられる。また、第2窪み部124内の正イオンも電子とともに磁場形成部41が形成する磁場に引き寄せられる。そのため、第2窪み部124内のプラズマ密度は、磁場形成部41が形成する磁場を含む磁場及びその付近で高くなる。一方、磁場から離れた位置、例えば、第2平面部121付近のプラズマ密度は相対的に低くなる。なお、磁場に引き寄せられた正イオンは、図5に破線矢印で示すように陰極であるワークWに向かい、ワークWが成膜される。
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the state of plasma generated in the vacuum vessel 100. In FIG. 5, the magnetic field formed by the magnetic
A3.効果:
A3−1.効果1:
本実施形態の処理装置200は、第1の型110において、第1平面部111から離間して第1窪み部114に配置された磁場形成部40を備える、そのため、磁場形成部40によって第1平面部111から離間した位置に形成される磁場ではプラズマ密度が高くなり、第1平面部111付近ではプラズマ密度が相対的に低くなるので、ワークWと第1平面部111とで形成される空間にプラズマが侵入することが抑制される。その結果、ワークWと絶縁部材30とが接触する箇所(接触点P1)におけるプラズマの量が低減されるので、異常放電の発生を抑制することができる。
A3. effect:
A3-1. Effect 1:
The
同様に、処理装置200は、第2の型120において、第2平面部121から離間して第2窪み部124に配置された磁場形成部41を備える。そのため、磁場形成部41によって第2平面部121から離間した位置に形成される磁場ではプラズマ密度が高くなり、第2平面部121付近ではプラズマ密度が相対的に低くなるので、ワークWと第2平面部121とで形成される空間にプラズマが侵入することが抑制される。その結果、ワークWと絶縁部材30とが接触する箇所(接触点P2)におけるプラズマの量が低減されるので、異常放電の発生を抑制することができる。
Similarly, in the second mold 120, the
また、成膜時には、第1窪み部114内及び第2窪み部124内にプラズマが発生するため、第1窪み部114内及び第2窪み部内に位置するワークWの温度は、第1平面部111と第2平面部121との間に位置するワークWの温度よりも高くなるため、温度差によってワークWに反りが発生するおそれがある。しかし、本実施形態の処理装置200によれば、接触点P1,P2におけるプラズマの量が低減され、異常放電の発生を抑制することができるため、磁場形成部40、41を備えていない場合と比較して、距離Cを短くすることが可能となる。その結果、第1窪み部114内及び第2窪み部124内を広く設計して、第1平面部111と第2平面部121との間に配置されるマスキング部材21、22の容量を小さくすることができるので、マスキング部材21、22と接する処理対象物10の外周部と処理対象部分10Aとの温度差によって、処理対象物10に反りが発生することを抑制することができる。
Further, since plasma is generated in the
A3−2.効果2:
また、本実施形態の処理装置200では、真空容器100が閉じられた状態において、ワークWと接触する絶縁部材30は第1の型110の第1平面部111と第2の型120との間に配置され、ワークWと絶縁部材30との接触点(接触箇所)P1と、第1平面部111と、の距離A1は、ワークWと第1窪み部114の底部113との距離B1よりも小さいため、ワークWと第1平面部111とで形成される空間に第1窪み部114や第2窪み部124からプラズマが侵入することが抑制される。そのため、接触点P1におけるプラズマの量が低減されるので、異常放電の発生を抑制することができる。
A3-2. Effect 2:
In the
同様に、ワークWと絶縁部材30との接触点(接触箇所)P2と、第2平面部121と、の距離A2は、ワークWと第2窪み部124の底部123との距離B2よりも小さいため、ワークWと第2平面部121とで形成される空間に第2窪み部124や第1窪み部114からプラズマが侵入することが抑制される。そのため、接触点P2におけるプラズマの量が低減されるので、異常放電の発生を抑制することができる。
Similarly, the distance A2 between the contact point (contact point) P2 between the workpiece W and the insulating
また、第1窪み部114と第1平面部111との接続箇所Q1及び第2窪み部124と第2平面部121との接続箇所Q2から、絶縁部材30までのX軸に沿った距離Cは0(ゼロ)よりも大きいため、第1窪み部114及び第2窪み部124で形成されるプラズマが発生する空間と、ワークWと絶縁部材30との接触点P1、P2とが離れている。そのため、接触点P1、P2におけるプラズマの量がより低減されるので、異常放電の発生をより抑制することができる。
Further, the distance C along the X-axis from the connection point Q1 between the
また、ワークWと絶縁部材30との接触点P1と、第1平面部111と、の距離A1は、ワークWと第1平面部111との間に形成されるシースの距離よりも短いため、ワークWと第1平面部111との間にプラズマを発生させないようにすることができる。また、ワークWと絶縁部材30との接触点P2と、第2平面部121と、の距離A2は、ワークWと第2平面部121との間に形成されるシースの距離よりも短いため、ワークWと第2平面部121との間にプラズマを発生させないようにすることができる。そのため、接触点P1、P2におけるプラズマの量が効果的に低減されるので、異常放電の発生を効果的に抑制することができる。
Further, since the distance A1 between the contact point P1 between the workpiece W and the insulating
また、距離A1及び距離A2は2.0mm以下であるため、ワークWと第1平面部111とで形成される空間及びワークWと第2平面部121とで形成される空間に、第1窪み部114及び第2窪み部124からプラズマが侵入することが一層抑制される。また、ワークWと第1平面部111との間にプラズマを発生させないようにすることができる。また、ワークWと第2平面部121との間にプラズマを発生させないようにすることができる。そのため、接触点P1、P2におけるプラズマの量が一層低減されるので、異常放電の発生を一層抑制することができる。
Further, since the distance A1 and the distance A2 are 2.0 mm or less, the first depression is formed in the space formed by the workpiece W and the
また、処理装置200において、ワークWの処理対象部分10Aは第1窪み部114内の空間及び第2窪み部124内の空間に向けられており、絶縁部材30とワークWの端部(マスキング部材22の端部)とは、第1平面部111と第2平面部121との間に位置している。そのため、ワークW全体をプラズマが発生する空間内に収容する場合と比較して、処理装置200を小型化することができる。また、処理装置200では、成膜又はエッチングのために排気が行われる空間が小さいので、排気に要する時間を短くすることができ、ワークWに成膜又はエッチングを行うために要する時間を短くすることができる。
In the
B.変形例:
B1.変形例1:
上述の実施形態では、処理装置200は、磁場形成部40、41を備えているが、処理装置200は、第1の型110と第2の型のいずれか一方に磁場形成部を備えていればよい。また、上述の実施形態では、磁場形成部40は、第1の型110において側部112に配置され、磁場形成部41は第2の型120において側部122に配置されている。これに対し、磁場形成部40は底部113に配置されていてもよく、磁場形成部41は底部123に配置されていてもよい。また、例えば、磁場形成部40は、側部112と底部113とにそれぞれ配置されていてもよい。この場合には、側部112に配置された磁場形成部40が形成する磁場と、底部113に配置された磁場形成部40が形成する磁場と、が互いに弱めあわないように、それぞれの磁場形成部40の位置を離すことが好ましい。
B. Variation:
B1. Modification 1:
In the above-described embodiment, the
B2.変形例2:
上述の実施形態では、磁場形成部40、41はネオジウム系の永久磁石であるが、磁場形成部40、41は、サマリウム−コバルト等のサマリウム系磁石や、フェライト系の磁石であってもよい。また、磁場形成部40、41は、コイルとコイルに電流を流す電源とから構成されていてもよい。
B2. Modification 2:
In the above-described embodiment, the magnetic
B3.変形例3:
図6は、変形例3における処理装置200mを示す図である。本変形例の処理装置200mでは、第1窪み部114mと第1平面部111mとの接続箇所Q1及び第2窪み部124mと第2平面部121mとの接続箇所Q2から、ワークWと絶縁部材30との接触点P1、P2までの第1平面部111mに沿った最短距離が、0(ゼロ)である。本変形例では、接続箇所Q2と接触点P2とは、同一のYZ平面に位置している。そのため、真空容器100mでは、上側マスキング部材21が、上述の実施形態よりも第1の型110mの第1窪み部114m内に露出しており、下側マスキング部材22の一部が、上述の実施形態よりも第2の型120mの第2窪み部124m内に露出している。なお、本変形例においても、上述の実施形態と同様に、第1の型110mは、第1平面部111mから離間して第1窪み部114mに配置された磁場形成部40を備える。また、第2の型120mは、第2平面部121mから離間して第2窪み部124mに配置された磁場形成部41を備える。さらに、本変形例においても、上述の実施形態と同様に、接触点P1と第1平面部111mとの距離は、ワークWと第1窪み部114mの底部113mとの距離よりも小さい。また、接触点P2と第2平面部121mとの距離は、ワークWと第2窪み部124mの底部123mとの距離よりも小さい。そのため、このような処理装置200mによっても、上述の効果1及び効果2を奏する。
B3. Modification 3:
FIG. 6 is a diagram illustrating a
B4.変形例4:
図7は、変形例4における処理装置200bを示す図である。処理装置200bは、実施形態の処理装置200とは異なり、処理対象物10の第1窪み部114側のみに成膜又はエッチングを行う。そのため、本変形例では、真空容器100bの第2の型120bと処理対象物10との間に空間がなく、第2の型120b上に絶縁部材30bが接触し、絶縁部材30b上に下側マスキング部材22bが接触し、下側マスキング部材22b上に処理対象物10の下側全面が接触する。また、本変形例では、処理装置200bがパレット130を備えていない。また、本変形例では、第1の型110b側に電力導入部71が備えられている。処理装置200bでは、絶縁部材30bが第1平面部111と第2の型120bとの間でワークWに接触する。また、処理装置200nでは、絶縁性のシール部材61と絶縁部材30bとが、ワークWを第1平面部111部及び前記第2の型120bから離間させる離間部材に相当する。なお、本変形例においても、上述の実施形態と同様に、第1の型110bは、第1平面部111から離間して第1窪み部114に配置された磁場形成部40を備える。さらに、本変形例においても、ワークWと絶縁部材30bとの接触点P1bと、第1平面部111と、の距離は、ワークWと第1窪み部114の底部113との距離よりも小さい。そのため、このような処理装置200bによっても、上述の効果1及び効果2を奏する。
B4. Modification 4:
FIG. 7 is a diagram illustrating a
B5.変形例5:
図8は、変形例5における処理装置200nを示す図である。処理装置200nでは、パレット130及び絶縁部材30が用いられずに、ワークW(処理対象物10n)が搬送装置55によって真空容器100内に搬送される。処理装置200nでは、絶縁性のシール部材61n、62nが、第1平面部111と第2の型120との間でワークWに接触する。処理装置200nでは、シール部材61n、62nがワークWを第1平面部111部及び前記第2の型120から離間させる離間部材に相当する。シール部材61nは、第1の型110の第1平面部111及び処理対象物10nの非処理対象部分10nBに接触している。シール部材62nは、第2の型120の第2平面部121及び非処理対象部分10nBに接触している。本変形例においても、上述の実施形態と同様に、第1の型110は、第1平面部111から離間して第1窪み部114に配置された磁場形成部40を備え、第2の型120は、第2平面部121から離間して第2窪み部124に配置された磁場形成部41を備える。また、図8には、ワークWとシール部材61nとの接触点P1nと、ワークWとシール部材62nとの接触点P2nと、が示されている。本変形例においても、上述の実施形態と同様に、接触点P1nと第1平面部111との距離は、ワークWと第1窪み部114の底部113との距離よりも小さい。また、接触点P2nと第2平面部121との距離は、ワークWと第2窪み部124の底部123との距離よりも小さい。このような処理装置200nによっても、上述の実施形態の効果1及び効果2を奏する。なお、本変形例において、ワークWは、処理対象物10nとマスキング部材21、22とにより構成されていてもよい。
B5. Modification 5:
FIG. 8 is a diagram illustrating a
B6.変形例6:
上述の実施形態では、処理装置200によりワークWの一部に成膜を行っている。これに対し、処理装置200により、ワークWの一部にエッチングを行ってもよい。エッチングを行う場合には、上述の処理のうち、ガス供給工程(図4)において、真空容器100内に例えば主にアルゴンを含むガスが供給されてもよい。
B6. Modification 6:
In the above-described embodiment, the
B7.変形例7:
上述の実施形態では、接触点P1と第1平面部111との距離A1は、ワークWと第1平面部111との間に形成されるシースの距離よりも短く、接触点P2と第2平面部121との距離A2は、ワークWと第2平面部121との間に形成されるシースの距離よりも短い。これに対し、距離A1と距離A2とのうち、いずれか一方がシースの距離よりも大きくてもよく、両方がシースの距離よりも大きくてもよい。また、上述の実施形態では、距離A1及び距離A2は2.0mm以下である。これに対し、距離A1と距離A2のうち、いずれか一方が2.0mmより大きくてもよく、両方が、2.0mmより大きくてもよい。
B7. Modification 7:
In the above-described embodiment, the distance A1 between the contact point P1 and the first
B8.変形例8:
上述の実施形態では、第1窪み部114は、側部112と底部113とを備えているが、第1窪み部114は、第1平面部111から処理対象物10と離れる方向に窪んでいればよく、例えば、半球状であってもよい。この場合には、第1窪み部114の底部113は、第1窪み部114と対向するワークWから最も離れた箇所であってもよく、ワークWと第1窪み部114の底部113との距離B1は、第1窪み部114と対向するワークWと、第1窪み部114のワークWから最も離れた箇所と、の距離であってもよい。
B8. Modification 8:
In the above-described embodiment, the
B9.変形例9:
上述の実施形態では、真空容器100及びパレット130はアース電位であるが、真空容器100及びパレット130はアース電位でなくてもよい。電力印加部70は真空容器100と処理対象物10との間に処理対象物10を成膜又はエッチングするための電力を印加できればよい。
B9. Modification 9:
In the above-described embodiment, the vacuum vessel 100 and the
本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態や変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組合せを行うことが可能である。また、前述した実施形態及び各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments and modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are intended to solve part or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the effects, replacement or combination can be appropriately performed. Moreover, elements other than the elements described in the independent claims among the constituent elements in the embodiment and each modification described above are additional elements and can be omitted as appropriate.
10、10n…処理対象物
10A、10nA…処理対象部分
10B、10nB…非処理対象部分
21、22、22b…マスキング部材
30、30b…絶縁部材
35…絶縁部材
40、41…磁場形成部
50…開閉装置
55…搬送装置
61、62、61n、62n…シール部材
70…電力印加部
71…電力導入部
80…ガス供給装置
81…供給口
90…排気装置
91…排気口
95…制御部
100、100b、100m…真空容器
110、110b、110m…第1の型
111、111m…第1平面部
112…側部
113、113m…底部
114、114m…第1窪み部
120、120b、120m…第2の型
121、121m…第2平面部
122…側部
123、123m…底部
124、124m…第2窪み部
130…パレット
130t…縁部
200、200b、200m、200n…処理装置
A1、A2、B1、B2、C、D1、D2…距離
P1、P1b、P1n、P2、P2n…接触点
Q1、Q2…接続箇所
W…ワーク
DESCRIPTION OF
Claims (1)
対向配置される第1の型及び第2の型を備え、前記第1の型は第1平面部と前記第1平面部から窪んだ第1窪み部と、を有する真空容器と、
前記ワークを前記第1平面部及び前記第2の型から離間させる離間部材と、
前記第1平面部と前記第2の型との間に配置され、前記ワークと接触する絶縁部材と、
前記ワークに電力を印加する電力印加部と、
前記第1の型において前記第1平面部から離間して前記第1窪み部に配置され、前記第1窪み部内に磁場を形成する磁場形成部と、を備える、
処理装置。 A processing apparatus for performing film formation or etching on a conductive workpiece using plasma,
A vacuum vessel having a first mold and a second mold arranged to face each other, the first mold having a first flat portion and a first hollow portion recessed from the first flat portion;
A separating member that separates the workpiece from the first plane portion and the second mold;
An insulating member disposed between the first planar portion and the second mold and in contact with the workpiece;
A power application unit that applies power to the workpiece;
A magnetic field forming unit that is disposed in the first depression part apart from the first flat part in the first mold and forms a magnetic field in the first depression part,
Processing equipment.
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