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JP2006004686A - Plasma processing method and device - Google Patents

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JP2006004686A
JP2006004686A JP2004177849A JP2004177849A JP2006004686A JP 2006004686 A JP2006004686 A JP 2006004686A JP 2004177849 A JP2004177849 A JP 2004177849A JP 2004177849 A JP2004177849 A JP 2004177849A JP 2006004686 A JP2006004686 A JP 2006004686A
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gas
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dielectric
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JP2004177849A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Okumura
智洋 奥村
Mitsuhisa Saito
光央 齋藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

【課題】0.1気圧〜100気圧という比較的高い圧力下で高速な処理を実現できるプラズマ処理方法及び装置を提供する。
【解決手段】第1電極1と第2電極2が平行に配置され、第2電極2上に被処理物3が配置される。第1電極1は裏板4を介して接地されている。第1ガス供給装置5から第1配管6を介して第1ガス溜まり7に不活性ガスとしてのヘリウムガスが供給され、第2ガス供給装置8から第2配管9を介して第2ガス溜まり10に反応性ガスとしてのSF6ガスが供給される。ヘリウムガスを、第1ガス噴出口12から噴出させるとともに、SF6ガスを、第2ガス噴出口13から噴出させつつ、高周波電源11を操作して第1電極と第2電極間に電圧を印加すると、第1電極1と被処理物3の間に面状のプラズマが発生し、被処理物の表面を高速でエッチングすることができた。
【選択図】図1
A plasma processing method and apparatus capable of realizing high-speed processing under a relatively high pressure of 0.1 to 100 atm.
A first electrode and a second electrode are disposed in parallel, and an object to be processed is disposed on the second electrode. The first electrode 1 is grounded via the back plate 4. Helium gas as an inert gas is supplied from the first gas supply device 5 to the first gas reservoir 7 via the first pipe 6, and the second gas reservoir 10 is supplied from the second gas supply device 8 via the second pipe 9. Is supplied with SF 6 gas as a reactive gas. Helium gas is ejected from the first gas ejection port 12 and SF 6 gas is ejected from the second gas ejection port 13, and the high-frequency power source 11 is operated to apply a voltage between the first electrode and the second electrode. Then, planar plasma was generated between the first electrode 1 and the workpiece 3 and the surface of the workpiece could be etched at a high speed.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、プラズマ処理方法及び装置に関するもので、特に0.1気圧〜100気圧という比較的高い圧力下で高速な処理を実現できるプラズマ処理方法及び装置に関するものである。   The present invention relates to a plasma processing method and apparatus, and more particularly to a plasma processing method and apparatus capable of realizing high-speed processing under a relatively high pressure of 0.1 to 100 atmospheres.

従来から、低圧条件下でグロー放電プラズマを発生させて表面改質、薄膜堆積、エッチングなどを行う方法が実用化されている。しかしながら、低圧条件下における処理は、真空ポンプや頑強な密閉容器が必要なことから工業的には不利であるため、半導体や高性能電子部品等の高価な製品に対してしか適用されていない。このため、大気圧近傍の圧力下で放電プラズマを発生させる方法が提案されている。   Conventionally, a method of generating glow discharge plasma under low pressure conditions to perform surface modification, thin film deposition, etching, and the like has been put into practical use. However, the treatment under low-pressure conditions is industrially disadvantageous because it requires a vacuum pump and a robust sealed container, and is therefore only applied to expensive products such as semiconductors and high-performance electronic components. For this reason, a method of generating discharge plasma under a pressure near atmospheric pressure has been proposed.

大面積を均一に処理するための方法として、図18のようなものが考案されている。この方式では、通気孔が開口する面の上に多孔質体を設けておき、通気孔からのガスが多孔質体を通ってプラズマに入るようにしており、ガス噴出口(通気孔)が開口する面の上に多孔質体が設けられていて、通気孔からのガスが多孔質体を通ってプラズマに入る構成にしている。図18に示すプラズマ処理装置は、反応槽31を備え、この槽壁にはガス導入口41及びガス排出口42が設けられており、槽内には上部電極32と下部電極33の二つの平板状電極が所定距離を隔てて対面するようにして平行に設置されている。下部電極33の表面には固体誘電体36が置かれている。上部電極32は交流電源35の出力に接続され、下部電極33は接地されている。   As a method for uniformly processing a large area, a method as shown in FIG. 18 has been devised. In this method, a porous body is provided on the surface where the vent hole is opened so that the gas from the vent hole enters the plasma through the porous body, and the gas outlet (vent hole) is opened. A porous body is provided on the surface to be processed, and the gas from the vent hole enters the plasma through the porous body. The plasma processing apparatus shown in FIG. 18 includes a reaction tank 31, and a gas inlet 41 and a gas outlet 42 are provided in the tank wall. Two flat plates of an upper electrode 32 and a lower electrode 33 are provided in the tank. The parallel electrodes are arranged in parallel so as to face each other at a predetermined distance. A solid dielectric 36 is placed on the surface of the lower electrode 33. The upper electrode 32 is connected to the output of the AC power supply 35, and the lower electrode 33 is grounded.

上部電極32の内部には流路45が設けられているとともに上部電極32の下部電極33に臨む面には多数の通気孔46が開口している。そして、この上部電極32の通気孔46が開口する面の上には多孔質体としての多孔質誘電体50が配置されている。その結果、ガス流入口41から入ったガスは通気孔46から多孔質誘電体530を透過してプラズマに導入されることになる。なお、下部電極33の内部にはヒータ49が設けられており、被処理物34の温度を自由に調節できるようになっている。この装置の場合、上部電極32が多数の通気孔を設けた前面板32aとガス流路45用の裏面板32bとからなる。   A flow path 45 is provided inside the upper electrode 32, and a number of vent holes 46 are opened on the surface of the upper electrode 32 facing the lower electrode 33. A porous dielectric 50 as a porous body is disposed on the surface of the upper electrode 32 where the vent hole 46 opens. As a result, the gas entering from the gas inlet 41 passes through the porous dielectric 530 from the vent hole 46 and is introduced into the plasma. A heater 49 is provided inside the lower electrode 33 so that the temperature of the workpiece 34 can be freely adjusted. In the case of this apparatus, the upper electrode 32 includes a front plate 32 a provided with a large number of air holes and a back plate 32 b for the gas flow path 45.

処理の際には、まず、プラズマ生起ガスとキャリアガスを兼ねるヘリウムガスをガス流入口41から導入するとともに交流電源35を稼働して交流電力の供給を開始する。そうすると、電極32,33の間にグロー放電が発生してプラズマが生起するので、その後、反応にあずかる適当な種類の反応用ガスをヘリウムガスに混入する。そうすると、反応用ガスはヘリウムガスと共に通気孔46から多孔質誘電体50を透過してプラズマに導入されるため、プラズマは反応性プラズマとなる。この反応性プラズマで被処理物34の表面処理等を行うようにする。   At the time of processing, first, helium gas serving as plasma generation gas and carrier gas is introduced from the gas inlet 41 and the AC power supply 35 is operated to start supply of AC power. Then, a glow discharge is generated between the electrodes 32 and 33 to generate plasma, and thereafter, an appropriate type of reaction gas that participates in the reaction is mixed into the helium gas. Then, since the reaction gas passes through the porous dielectric 50 through the vent hole 46 together with the helium gas and is introduced into the plasma, the plasma becomes reactive plasma. The surface of the workpiece 34 is treated with this reactive plasma.

また、図19に示すような、筒状容器内に大気圧若しくはその近傍の圧力下で発生させた複数のストリーマを筒状容器の軸方向に垂直な方向において均一化することによって得られるプラズマで被処理物を処理方法も考案されている。このプラズマ処理装置は、内部に放電空間が定義される筒状容器51、筒状容器の周囲に配置される一対の電極52、53、筒状容器内にストリーマ生成ガスを供給するためのガス供給ユニット(図示せず)、電極間に交流若しくはパルス電圧を印加して複数のストリーマを筒状容器内に生成するための電源54、及び放電空間57内の複数のストリーマを均一化するプラズマ均一化手段とを具備する。   In addition, as shown in FIG. 19, a plasma obtained by homogenizing a plurality of streamers generated in a cylindrical container at atmospheric pressure or in the vicinity thereof in a direction perpendicular to the axial direction of the cylindrical container. A method for treating a workpiece has also been devised. The plasma processing apparatus includes a cylindrical container 51 in which a discharge space is defined, a pair of electrodes 52 and 53 disposed around the cylindrical container, and a gas supply for supplying a streamer generating gas into the cylindrical container. A unit (not shown), a power source 54 for generating a plurality of streamers in a cylindrical container by applying an AC or pulse voltage between electrodes, and a plasma homogenization for uniforming a plurality of streamers in a discharge space 57 Means.

筒状容器51は、例えば、石英ガラス、アルミナ、イットリア、ジルコニウムなどのガラス質材料やセラミック材料などの高融点の絶縁材料(誘電体材料)で形成することができる。図19(a)の筒状容器51は、上端にガス導入口60、下端にプラズマ放出口62を有する矩形筒形状を有し、互いに平行に延出する一対の前壁63及び後壁64と、互いに平行に延出する一対の側壁65とで構成される。図19(b)に示すように、筒状容器51の軸方向に垂直な断面は、長さ(L)と幅(W)を有する矩形形状である。横長断面を有する筒状容器51とするために、長さ(L)は幅(W)より大きく設計されている。尚、図19(b)において、”SW”は筒状容器の内部幅寸法であり、スリット幅と呼ばれる。また、”SL”は、筒状容器の内部長さ寸法(=筒状容器の横長断面の横方向における内寸)であり、スリット長さと呼ばれる。”H”は、筒状容器の高さ寸法である。筒状容器51の前壁63、後壁64及び側壁65に囲まれた内空間が放電空間57として使用される。ストリーマ生成ガスは、ガス導入口60を介して筒状容器51内に導入され、プラズマ放出口62から外部に噴射される。
特許第2837993号公報 特開2002−93768号公報
The cylindrical container 51 can be formed of a high-melting-point insulating material (dielectric material) such as a vitreous material such as quartz glass, alumina, yttria, or zirconium, or a ceramic material. A cylindrical container 51 in FIG. 19A has a rectangular cylindrical shape having a gas inlet 60 at the upper end and a plasma outlet 62 at the lower end, and a pair of front wall 63 and rear wall 64 extending in parallel with each other. , And a pair of side walls 65 extending in parallel to each other. As shown in FIG. 19B, the cross section perpendicular to the axial direction of the cylindrical container 51 is a rectangular shape having a length (L) and a width (W). In order to obtain a cylindrical container 51 having a horizontally long cross section, the length (L) is designed to be larger than the width (W). In FIG. 19B, “S W ” is an internal width dimension of the cylindrical container and is called a slit width. “S L ” is an internal length dimension of the cylindrical container (= inner dimension in the horizontal direction of the horizontal cross section of the cylindrical container), and is called a slit length. “H” is the height dimension of the cylindrical container. An inner space surrounded by the front wall 63, the rear wall 64, and the side wall 65 of the cylindrical container 51 is used as the discharge space 57. The streamer generated gas is introduced into the cylindrical container 51 through the gas inlet 60 and is ejected to the outside from the plasma outlet 62.
Japanese Patent No. 2837993 JP 2002-93768 A

しかしながら、従来例のプラズマ発生方法においては、処理速度が遅いという問題点があった。   However, the conventional plasma generation method has a problem that the processing speed is low.

例えば、図18に示した方式では、ヘリウムなどの不活性ガスに反応性ガスを混合した後、ガス噴出口46から多孔質誘電体50を通って被処理物34の表面に供給されるが、反応性ガスの濃度が低いと反応性ラジカルの生成量が小さく処理速度が低い。逆に、反応性ガスの濃度を高めると、プラズマ密度が低下して処理速度が低下するか、若しくはプラズマが着火しなくなる。   For example, in the method shown in FIG. 18, after a reactive gas is mixed with an inert gas such as helium, the reactive gas is supplied from the gas ejection port 46 to the surface of the workpiece 34 through the porous dielectric 50. When the concentration of the reactive gas is low, the amount of reactive radicals produced is small and the processing speed is low. Conversely, when the concentration of the reactive gas is increased, the plasma density is lowered and the processing speed is lowered, or the plasma is not ignited.

また、図19に示した方式では、被処理物58とは離れた空間である放電空間57にプラズマを発生させるため、被処理物58の近傍では反応性ラジカルの濃度が少なく、処理速度が低い。また、線状のプラズマを走査して大面積の処理に対応していることから、大面積の被処理物に対しては、処理速度が低い。   Further, in the method shown in FIG. 19, since plasma is generated in the discharge space 57 that is a space away from the workpiece 58, the concentration of reactive radicals is small in the vicinity of the workpiece 58 and the processing speed is low. . In addition, since processing of a large area is performed by scanning linear plasma, the processing speed is low for an object to be processed having a large area.

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、0.1気圧〜100気圧という比較的高い圧力下で高速な処理を実現できるプラズマ処理方法及び装置を提供することを目的としている。   In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide a plasma processing method and apparatus capable of realizing high-speed processing under a relatively high pressure of 0.1 to 100 atm.

本願の第1発明のプラズマ処理方法は、第1電極と、被処理物を載置した第2電極間に電圧を印加して面状のプラズマを発生させ、被処理物の表面を処理するプラズマ処理方法であって、第1電極または第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体に設けられた複数の第1ガス噴出口より被処理物の表面に不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに、第1電極または第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体に設けられた複数の第2ガス噴出口より被処理物の表面に反応性ガスを含むガスを噴出させることを特徴とする。   In the plasma processing method of the first invention of the present application, a plasma is generated by applying a voltage between the first electrode and the second electrode on which the object to be processed is placed to generate a planar plasma and processing the surface of the object to be processed. A processing method comprising mainly inert gas on a surface of an object to be processed from a plurality of first gas outlets provided on a first electrode or a dielectric disposed on the object to be processed side of the surface of the first electrode. And a reactive gas is contained on the surface of the object to be processed from a plurality of second gas outlets provided on the first electrode or a dielectric disposed on the object to be processed side of the surface of the first electrode. It is characterized by ejecting gas.

このような構成により、0.1気圧〜100気圧という比較的高い圧力下で高速な処理を実現できる。   With such a configuration, high-speed processing can be realized under a relatively high pressure of 0.1 to 100 atm.

本願の第2発明のプラズマ処理方法は、第1電極と、被処理物を載置した第2電極間に電圧を印加して面状のプラズマを発生させ、被処理物の表面を処理するプラズマ処理方法であって、第1電極の表面の被処理物側に配置された多孔質導電体に設けられた複数の第1ガス噴出口より被処理物の表面に不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに、第1電極または第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体に設けられた複数の第2ガス噴出口より被処理物の表面に反応性ガスを含むガスを噴出させることを特徴とする。   In the plasma processing method of the second invention of the present application, a plasma is generated by applying a voltage between the first electrode and the second electrode on which the object to be processed is placed to generate a planar plasma and processing the surface of the object to be processed. A treatment method comprising a gas mainly composed of an inert gas on a surface of an object to be processed from a plurality of first gas outlets provided in a porous conductor disposed on the object to be processed side of the surface of the first electrode. And a gas containing reactive gas on the surface of the object to be processed from a plurality of second gas outlets provided on the first electrode or a dielectric disposed on the object to be processed side of the surface of the first electrode. It is made to eject.

このような構成により、0.1気圧〜100気圧という比較的高い圧力下で高速な処理を実現できる。   With such a configuration, high-speed processing can be realized under a relatively high pressure of 0.1 to 100 atm.

本願の第1発明のプラズマ処理方法において、好適には、第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体が多孔質誘電体であることが望ましい。このような構成により、アーク放電(火花)の発生を効果的に抑制できる。   In the plasma processing method of the first invention of the present application, it is preferable that the dielectric disposed on the workpiece side of the surface of the first electrode is a porous dielectric. With such a configuration, generation of arc discharge (spark) can be effectively suppressed.

本願の第2発明のプラズマ処理方法において、好適には、第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体が多孔質誘電体であることが望ましい。このような構成により、アーク放電(火花)の発生を効果的に抑制できる。   In the plasma processing method of the second invention of the present application, it is preferable that the dielectric disposed on the workpiece side of the surface of the first electrode is a porous dielectric. With such a configuration, generation of arc discharge (spark) can be effectively suppressed.

本願の第1または第2発明のプラズマ処理方法において、好適には、第1電極内に、第1ガス噴出口より噴出させるガスを充填する第1ガス溜まりと、第1電極内に、第2ガス噴出口より噴出させるガスを充填する第2ガス溜まりとが設けられていることが望ましい。このような構成により、ガスの噴出が均一化される。   In the plasma processing method of the first or second invention of the present application, preferably, a first gas reservoir filled with a gas to be ejected from the first gas ejection port in the first electrode, a second in the first electrode, It is desirable to provide a second gas reservoir that is filled with gas to be ejected from the gas ejection port. With such a configuration, gas ejection is made uniform.

また、好適には、第1ガス溜まり及び第2ガス溜まりが、第1電極と実質的に同電位の導電体で囲まれていることが望ましい。このような構成により、ガス溜まり内での放電を防止することができる。   Preferably, the first gas reservoir and the second gas reservoir are surrounded by a conductor having substantially the same potential as that of the first electrode. With such a configuration, discharge in the gas reservoir can be prevented.

また、好適には、第1ガス噴出口から噴出するガスの流れが、第1ガス噴出口の近傍において、被処理物の表面に対してほぼ垂直であることが望ましい。このような構成により、処理の均一性を高めることができる。   Preferably, the flow of gas ejected from the first gas ejection port is substantially perpendicular to the surface of the workpiece in the vicinity of the first gas ejection port. With such a configuration, the uniformity of processing can be improved.

また、好適には、第1ガス噴出口及び第2ガス噴出口が、被処理物の表面に対して千鳥状または交互に配置されていることが望ましい。このような構成により、処理の均一性を高めることができる。   Preferably, the first gas outlet and the second gas outlet are preferably arranged in a staggered manner or alternately with respect to the surface of the object to be processed. With such a configuration, the uniformity of processing can be improved.

また、好適には、第1電極と第2電極を平行に保ちつつ、第1電極または第2電極を振動させることが望ましい。或いは、第1電極と第2電極を平行に保ちつつ、第1電極または第2電極を回転させてもよい。このような構成により、処理の均一性を高めることができる。   Preferably, it is desirable to vibrate the first electrode or the second electrode while keeping the first electrode and the second electrode parallel. Alternatively, the first electrode or the second electrode may be rotated while keeping the first electrode and the second electrode parallel. With such a configuration, the uniformity of processing can be improved.

本願の第3発明のプラズマ処理方法は、第1電極と、被処理物を載置した第2電極間に電圧を印加して面状のプラズマを発生させ、被処理物の表面を処理するプラズマ処理方法であって、第1電極と実質的に同電位の導電体部の任意の点と被処理物の任意の点とを結ぶ線分が、第1電極の表面の被処理物側に配置された第1誘電体に設けられたガス流路と、第1誘電体の表面の被処理物側に配置された第2誘電体に設けられたガス流路の両方の内側のみを通ることがないよう構成されていることを特徴とする。   In the plasma processing method of the third invention of the present application, a plasma is generated by generating a planar plasma by applying a voltage between the first electrode and the second electrode on which the workpiece is placed, and processing the surface of the workpiece. In the processing method, a line segment connecting an arbitrary point of the conductor portion having substantially the same potential as the first electrode and an arbitrary point of the object to be processed is disposed on the object to be processed side of the surface of the first electrode. It passes only inside both the gas flow path provided in the first dielectric and the gas flow path provided in the second dielectric disposed on the workpiece side of the surface of the first dielectric. It is characterized by not being configured.

このような構成により、0.1気圧〜100気圧という比較的高い圧力下で高速な処理を実現できる。   With such a configuration, high-speed processing can be realized under a relatively high pressure of 0.1 to 100 atm.

本願の第4発明のプラズマ処理装置は、第1電極と、被処理物を載置するための第2電極間と、第1電極または第2電極に電圧を印加するための電源と、第1電極または第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体に設けられた複数の第1ガス噴出口と、第1電極または第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体に設けられた複数の第2ガス噴出口とを備えたことを特徴とする。   A plasma processing apparatus according to a fourth invention of the present application includes a first electrode, a second electrode for placing an object to be processed, a power source for applying a voltage to the first electrode or the second electrode, A plurality of first gas jets provided in a dielectric disposed on the workpiece side of the electrode or the surface of the first electrode, and a dielectric disposed on the workpiece side of the surface of the first electrode or the first electrode And a plurality of second gas outlets provided on the body.

本願の第5発明のプラズマ処理装置は、第1電極と、被処理物を載置するための第2電極間と、第1電極または第2電極に電圧を印加するための電源と、第1電極の表面の被処理物側に配置された多孔質導電体に設けられた複数の第1ガス噴出口と、第1電極または第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体に設けられた複数の第2ガス噴出口とを備えたことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus, comprising: a first electrode; a second electrode for placing an object to be processed; a power source for applying a voltage to the first electrode or the second electrode; A plurality of first gas outlets provided in a porous conductor disposed on the workpiece side of the surface of the electrode, and a dielectric disposed on the workpiece side of the surface of the first electrode or the first electrode. A plurality of second gas outlets provided are provided.

本願の第4発明のプラズマ処理装置において、好適には、第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体が多孔質誘電体であることが望ましい。このような構成により、アーク放電(火花)の発生を効果的に抑制できる。   In the plasma processing apparatus of the fourth invention of the present application, it is preferable that the dielectric disposed on the object to be processed side of the surface of the first electrode is a porous dielectric. With such a configuration, generation of arc discharge (spark) can be effectively suppressed.

本願の第5発明のプラズマ処理装置において、好適には、第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体が多孔質誘電体であることが望ましい。このような構成により、アーク放電(火花)の発生を効果的に抑制できる。   In the plasma processing apparatus of the fifth invention of the present application, it is preferable that the dielectric disposed on the object to be processed side of the surface of the first electrode is a porous dielectric. With such a configuration, generation of arc discharge (spark) can be effectively suppressed.

本願の第4または第5発明のプラズマ処理装置において、好適には、第1電極内に、第1ガス噴出口より噴出させるガスを充填する第1ガス溜まりと、第1電極内に、第2ガス噴出口より噴出させるガスを充填する第2ガス溜まりとが設けられていることが望ましい。このような構成により、ガスの噴出が均一化される。   In the plasma processing apparatus of the fourth or fifth invention of the present application, preferably, a first gas reservoir filled with a gas to be ejected from the first gas ejection port in the first electrode, and a second in the first electrode. It is desirable to provide a second gas reservoir that is filled with gas to be ejected from the gas ejection port. With such a configuration, gas ejection is made uniform.

また、好適には、第1ガス溜まり及び第2ガス溜まりが、第1電極と実質的に同電位の導電体で囲まれていることが望ましい。このような構成により、ガス溜まり内での放電を防止することができる。   Preferably, the first gas reservoir and the second gas reservoir are surrounded by a conductor having substantially the same potential as that of the first electrode. With such a configuration, discharge in the gas reservoir can be prevented.

また、好適には、第1ガス噴出口から噴出するガスの流れが、第1ガス噴出口の近傍において、被処理物の表面に対してほぼ垂直であるように構成されていることが望ましい。   Preferably, the gas flow ejected from the first gas ejection port is configured to be substantially perpendicular to the surface of the workpiece in the vicinity of the first gas ejection port.

このような構成により、処理の均一性を高めることができる。   With such a configuration, the uniformity of processing can be improved.

また、好適には、第1ガス噴出口及び第2ガス噴出口が、被処理物の表面に対して千鳥状または交互に配置されていることが望ましい。このような構成により、処理の均一性を高めることができる。   Preferably, the first gas outlet and the second gas outlet are preferably arranged in a staggered manner or alternately with respect to the surface of the object to be processed. With such a configuration, the uniformity of processing can be improved.

また、好適には、第1電極と第2電極を平行に保ちつつ、第1電極または第2電極を振動させる機構を備えたことが望ましい。或いは、第1電極と第2電極を平行に保ちつつ、第1電極または第2電極を回転させてもよい。このような構成により、処理の均一性を高めることができる。   Preferably, a mechanism for vibrating the first electrode or the second electrode while keeping the first electrode and the second electrode parallel is desirable. Alternatively, the first electrode or the second electrode may be rotated while keeping the first electrode and the second electrode parallel. With such a configuration, the uniformity of processing can be improved.

本願の第6発明のプラズマ処理装置は、第1電極と、被処理物を載置するための第2電極間と、第1電極または第2電極に電圧を印加するための電源と、第1電極の表面の被処理物側に配置された第1誘電体と、第1誘電体の表面の被処理物側に配置された第2誘電体とを備えたプラズマ処理装置であって、第1電極と実質的に同電位の導電体部の任意の点と第2電極の任意の点とを結ぶ線分が、第1誘電体に設けられたガス流路と、第2誘電体に設けられたガス流路の両方の内側のみを通ることがないよう構成されていることを特徴とする。   A plasma processing apparatus according to a sixth invention of the present application includes: a first electrode; a second electrode for placing an object to be processed; a power source for applying a voltage to the first electrode or the second electrode; A plasma processing apparatus comprising: a first dielectric disposed on a workpiece side of a surface of an electrode; and a second dielectric disposed on a workpiece side of a surface of the first dielectric, A line segment connecting an arbitrary point of the conductor portion having substantially the same potential as the electrode and an arbitrary point of the second electrode is provided in the gas passage provided in the first dielectric and in the second dielectric. Further, the gas passage is configured not to pass only inside both of the gas flow paths.

このような構成により、0.1気圧〜100気圧という比較的高い圧力下で高速な処理を実現できる。   With such a configuration, high-speed processing can be realized under a relatively high pressure of 0.1 to 100 atm.

以上のように、本願発明のプラズマ処理方法及び装置によれば、0.1気圧〜100気圧という比較的高い圧力下で高速な処理を実現できるプラズマ処理方法及び装置が実現できる。   As described above, according to the plasma processing method and apparatus of the present invention, a plasma processing method and apparatus capable of realizing high-speed processing under a relatively high pressure of 0.1 to 100 atmospheres can be realized.

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1について、図1を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態1において用いたプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。図1において、第1電極1と第2電極2が平行に配置され、第2電極2上に被処理物3が配置される。第1電極と実質的に同電位の導電体である裏板4が設けられ、第1電極1は裏板4を介して接地されている。第1ガス供給装置5から第1配管6を介して第1ガス溜まり7に不活性ガスとしてのヘリウムガスが供給され、第2ガス供給装置8から第2配管9を介して第2ガス溜まり10に反応性ガスとしてのSF6ガスが供給される。
(Embodiment 1)
Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a plasma processing apparatus used in Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a first electrode 1 and a second electrode 2 are arranged in parallel, and a workpiece 3 is arranged on the second electrode 2. A back plate 4 that is a conductor having substantially the same potential as that of the first electrode is provided, and the first electrode 1 is grounded via the back plate 4. Helium gas as an inert gas is supplied from the first gas supply device 5 to the first gas reservoir 7 via the first pipe 6, and the second gas reservoir 10 is supplied from the second gas supply device 8 via the second pipe 9. Is supplied with SF 6 gas as a reactive gas.

第2電極2には、第2電極2に高周波電圧を印加するための電源11が接続されている。   A power supply 11 for applying a high frequency voltage to the second electrode 2 is connected to the second electrode 2.

第1ガス溜まり7に充填されたヘリウムガスを、第1電極1の表面の被処理物側に配置された複数の第1ガス噴出口12から被処理物3の表面に噴出させるとともに、第2ガス溜まり10に充填されたSF6ガスを、第1電極1の表面の被処理物側に配置された複数の第2ガス噴出口13から被処理物3の表面に噴出させつつ、高周波電源11を操作して第1電極と第2電極間に電圧を印加すると、第1電極1と被処理物3の間に面状のプラズマが発生し、被処理物の表面を処理することができる。 Helium gas filled in the first gas reservoir 7 is ejected to the surface of the object 3 from the plurality of first gas outlets 12 arranged on the object side of the surface of the first electrode 1, and the second The SF 6 gas filled in the gas reservoir 10 is jetted to the surface of the workpiece 3 from the plurality of second gas jets 13 arranged on the workpiece side of the surface of the first electrode 1, and the high frequency power source 11. When a voltage is applied between the first electrode and the second electrode by operating, a planar plasma is generated between the first electrode 1 and the workpiece 3 so that the surface of the workpiece can be treated.

一例として、大気圧下で、2m角の被処理物3に対して、ヘリウムガスの流量を15SLM、SF6ガスの流量を3SLMとし、13.56MHzの高周波電圧を第2電極2に印加(電力としては2.5kW)して、被処理物3上のシリコン薄膜をエッチングしたところ、32μm/minという高速なエッチングレートが得られた。 As an example, the flow rate of helium gas is 15 SLM, the flow rate of SF 6 gas is 3 SLM, and a high frequency voltage of 13.56 MHz is applied to the second electrode 2 with respect to a 2 m square workpiece 3 under atmospheric pressure (power) When the silicon thin film on the workpiece 3 was etched, a high etching rate of 32 μm / min was obtained.

比較のため、第1ガス噴出口と第2ガス噴出口の区別を無くし、全てのガス噴出口からヘリウムガス15SLMとSF6ガス3SLMをあらかじめ混合したガスを噴出させて、同様の操作(2kWの高周波電圧を印加)をしたところ、プラズマが発生しなかった。これは、ヘリウムガスの濃度が放電空間内のいずれの場所においても、大気圧近傍で安定したグロー放電を発生しやすい濃度未満となってしまったためであると考えられる。電力を5kWまで増加させるとプラズマが発生したが、このときのシリコン薄膜のエッチングレートは2.4μm/minと低速であった。 For comparison, there is no distinction between the first gas outlet and the second gas outlet, and a gas in which helium gas 15 SLM and SF 6 gas 3 SLM are mixed in advance is ejected from all the gas outlets to perform the same operation (2 kW). When high frequency voltage was applied, no plasma was generated. This is thought to be because the concentration of helium gas is less than the concentration at which stable glow discharge is likely to occur in the vicinity of atmospheric pressure at any location in the discharge space. When the power was increased to 5 kW, plasma was generated. At this time, the etching rate of the silicon thin film was as low as 2.4 μm / min.

このように、第1ガス噴出口からヘリウムガスを、第2ガス噴出口からSF6ガスを噴出させた場合に、小さい電力でプラズマを発生させることができ、かつ、高速な処理ができた理由として、第1電極1と被処理物3の間の放電空間において、ヘリウム濃度が不均一であるため、局所的に大気圧近傍で安定したグロー放電を発生しやすいヘリウム濃度が実現できたこと、そして、そこで発生した比較的長寿命のヘリウムの準安定原子の拡散によって、本来ヘリウムガスの濃度が不足してプラズマが発生しないはずの領域においても、安定したグロー放電が生じ、放電空間内に高密度の反応性ラジカル(Fラジカル)を行き渡らせることができたこと、が考えられる。 As described above, when helium gas is ejected from the first gas ejection port and SF 6 gas is ejected from the second gas ejection port, the plasma can be generated with a small electric power and the high-speed processing can be performed. As the helium concentration is non-uniform in the discharge space between the first electrode 1 and the workpiece 3, a helium concentration capable of generating a stable glow discharge locally near atmospheric pressure has been realized. Then, due to the diffusion of metastable atoms of the relatively long-lived helium generated there, a stable glow discharge is generated even in a region where the concentration of helium gas should be insufficient and plasma should not be generated. It is conceivable that the reactive radicals of the density (F radicals) could be distributed.

なお、図1から明らかなように、第1ガス溜まり7及び第2ガス溜まり10は、第1電極1と実質的に同電位の導電体(第1電極1及び裏板4)で囲まれている。このような構成とすることで、ガス溜まり7及び10内での放電の発生を効果的に防止することができる。なぜなら、ガス溜まり7及び10が同電位の導電体で囲まれていると、ガス溜まり7及び10内に高電界が発生しないためである。   As is clear from FIG. 1, the first gas reservoir 7 and the second gas reservoir 10 are surrounded by a conductor (the first electrode 1 and the back plate 4) having substantially the same potential as the first electrode 1. Yes. With such a configuration, the occurrence of discharge in the gas reservoirs 7 and 10 can be effectively prevented. This is because if the gas reservoirs 7 and 10 are surrounded by a conductor having the same potential, a high electric field is not generated in the gas reservoirs 7 and 10.

(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2について、図2を参照して説明する。
(Embodiment 2)
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.

図2は、本発明の実施の形態2において用いたプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。図2において、第1電極1と第2電極2が平行に配置され、第2電極2上に被処理物3が配置される。第1電極と実質的に同電位の導電体である裏板4が設けられ、第1電極1は裏板4を介して接地されている。第1ガス供給装置5から第1配管6を介して第1ガス溜まり7に不活性ガスとしてのヘリウムガスが供給され、第2ガス供給装置8から第2配管9を介して第2ガス溜まり10に反応性ガスとしてのSF6ガスが供給される。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the plasma processing apparatus used in Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 2, the first electrode 1 and the second electrode 2 are disposed in parallel, and the workpiece 3 is disposed on the second electrode 2. A back plate 4 that is a conductor having substantially the same potential as that of the first electrode is provided, and the first electrode 1 is grounded via the back plate 4. Helium gas as an inert gas is supplied from the first gas supply device 5 to the first gas reservoir 7 via the first pipe 6, and the second gas reservoir 10 is supplied from the second gas supply device 8 via the second pipe 9. Is supplied with SF 6 gas as a reactive gas.

第2電極2には、第2電極2に高周波電圧を印加するための電源11が接続されている。第1ガス溜まり7に充填されたヘリウムガスを、第1電極1に設けられたガス流路を介して、第1電極1の表面の被処理物側に配置された多孔質誘電体14に設けられた複数の第1ガス噴出口12から被処理物3の表面に噴出させるとともに、第2ガス溜まり10に充填されたSF6ガスを、第1電極1に設けられたガス流路を介して、第1電極1の表面の被処理物側に配置された多孔質誘電体14に設けられた複数の第2ガス噴出口13から被処理物3の表面に噴出させつつ、高周波電源11を操作して第1電極と第2電極間に電圧を印加すると、第1電極1と被処理物3の間に面状のプラズマが発生し、被処理物の表面を処理することができる。 A power supply 11 for applying a high frequency voltage to the second electrode 2 is connected to the second electrode 2. The helium gas filled in the first gas reservoir 7 is provided on the porous dielectric 14 disposed on the workpiece side of the surface of the first electrode 1 through the gas flow path provided in the first electrode 1. The SF 6 gas filled in the second gas reservoir 10 is ejected from the plurality of first gas ejection ports 12 to the surface of the workpiece 3 through the gas flow path provided in the first electrode 1. The high-frequency power source 11 is operated while being ejected from the plurality of second gas ejection ports 13 provided in the porous dielectric 14 disposed on the surface of the first electrode 1 on the surface of the object to be processed 3. When a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, planar plasma is generated between the first electrode 1 and the object to be processed 3, and the surface of the object to be processed can be processed.

多孔質誘電体14を用いることにより、誘電体バリア効果と、局所的な高電界の発生を抑制する効果が生じるため、実施の形態1におけるよりも高い電圧を電極2に印加することができ、より高い処理速度を得ることができる。   By using the porous dielectric 14, a dielectric barrier effect and an effect of suppressing the generation of a local high electric field are generated, so that a higher voltage than that in the first embodiment can be applied to the electrode 2. A higher processing speed can be obtained.

(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3について、図3を参照して説明する。
(Embodiment 3)
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.

図3は、本発明の実施の形態3において用いたプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。図3において、第1電極1と第2電極2が平行に配置され、第2電極2上に被処理物3が配置される。第1電極と実質的に同電位の導電体である裏板4が設けられ、第1電極1は裏板4を介して接地されている。第1ガス供給装置5から第1配管6を介して第1ガス溜まり7に不活性ガスとしてのヘリウムガスが供給され、第2ガス供給装置8から第2配管9を介して第2ガス溜まり10に反応性ガスとしてのSF6ガスが供給される。第2電極2には、第2電極2に高周波電圧を印加するための電源11が接続されている。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the plasma processing apparatus used in Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 3, the first electrode 1 and the second electrode 2 are arranged in parallel, and the workpiece 3 is arranged on the second electrode 2. A back plate 4 that is a conductor having substantially the same potential as that of the first electrode is provided, and the first electrode 1 is grounded through the back plate 4. Helium gas as an inert gas is supplied from the first gas supply device 5 to the first gas reservoir 7 through the first pipe 6, and the second gas reservoir 10 is supplied from the second gas supply device 8 through the second pipe 9. Is supplied with SF 6 gas as a reactive gas. A power supply 11 for applying a high frequency voltage to the second electrode 2 is connected to the second electrode 2.

第1ガス溜まり7に充填されたヘリウムガスを、第1電極1に設けられたガス流路を介して、第1電極1の表面の被処理物側に配置された誘電体14に設けられた複数の第1ガス噴出口12から被処理物3の表面に噴出させるとともに、第2ガス溜まり10に充填されたSF6ガスを、第1電極1に設けられたガス流路を介して、第1電極1の表面の被処理物側に配置された誘電体14に設けられた複数の第2ガス噴出口13から被処理物3の表面に噴出させつつ、高周波電源11を操作して第1電極と第2電極間に電圧を印加すると、第1電極1と被処理物3の間に面状のプラズマが発生し、被処理物の表面を処理することができる。 The helium gas filled in the first gas reservoir 7 is provided on the dielectric 14 disposed on the workpiece side on the surface of the first electrode 1 through the gas flow path provided in the first electrode 1. The SF 6 gas filled in the second gas reservoir 10 is ejected from the plurality of first gas ejection ports 12 to the surface of the workpiece 3 and the second gas reservoir 10 is passed through the gas flow path provided in the first electrode 1. The first high-frequency power source 11 is operated to eject the first high-frequency power source 11 from the plurality of second gas jets 13 provided on the dielectric 14 disposed on the workpiece side of the surface of the one electrode 1 while being ejected to the surface of the workpiece 3. When a voltage is applied between the electrode and the second electrode, planar plasma is generated between the first electrode 1 and the object to be processed 3, and the surface of the object to be processed can be processed.

なお、誘電体14には、ガス噴出口12及び13に対応した位置に多孔質誘電体ブロック14−2がはめ込まれており、誘電体バリア効果と、局所的な高電界の発生を抑制する効果が生じるため、実施の形態1におけるよりも高い電圧を電極2に印加することができ、より高い処理速度を得ることができる。また、個々の誘電体ブロック14−2が互いに独立しており、かつ、個々の誘電体ブロック14−2間がベースとなっている誘電体14によって隔離されているため、ガス噴出口12及び13からガスが噴出するまで、ヘリウムガスとSF6ガスが混合されないという利点がある。 The dielectric 14 is fitted with a porous dielectric block 14-2 at a position corresponding to the gas jets 12 and 13, and the dielectric barrier effect and the effect of suppressing the generation of a local high electric field. Therefore, a higher voltage than that in the first embodiment can be applied to the electrode 2, and a higher processing speed can be obtained. Further, since the individual dielectric blocks 14-2 are independent from each other and the individual dielectric blocks 14-2 are isolated by the dielectric 14 as a base, the gas jets 12 and 13 are provided. There is an advantage that the helium gas and the SF 6 gas are not mixed until the gas is ejected.

(実施の形態4)
次に、本発明の実施の形態4について、図4を参照して説明する。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図4は、本発明の実施の形態4において用いたプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。図4において、第1電極1と第2電極2が平行に配置され、第2電極2上に被処理物3が配置される。第1電極と実質的に同電位の導電体である裏板4が設けられ、第1電極1は裏板4を介して接地されている。第1ガス供給装置5から第1配管6を介して第1ガス溜まり7に不活性ガスとしてのヘリウムガスが供給され、第2ガス供給装置8から第2配管9を介して第2ガス溜まり10に反応性ガスとしてのSF6ガスが供給される。第2電極2には、第2電極2に高周波電圧を印加するための電源11が接続されている。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the plasma processing apparatus used in Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 4, the first electrode 1 and the second electrode 2 are disposed in parallel, and the workpiece 3 is disposed on the second electrode 2. A back plate 4 that is a conductor having substantially the same potential as that of the first electrode is provided, and the first electrode 1 is grounded via the back plate 4. Helium gas as an inert gas is supplied from the first gas supply device 5 to the first gas reservoir 7 through the first pipe 6, and the second gas reservoir 10 is supplied from the second gas supply device 8 through the second pipe 9. Is supplied with SF 6 gas as a reactive gas. A power supply 11 for applying a high frequency voltage to the second electrode 2 is connected to the second electrode 2.

第1ガス溜まり7に充填されたヘリウムガスを、第1電極1に設けられたガス流路を介して、第1電極1の表面の被処理物側に配置された誘電体14に設けられた複数の第1ガス噴出口12から被処理物3の表面に噴出させるとともに、第2ガス溜まり10に充填されたSF6ガスを、第1電極1に設けられたガス流路を介して、第1電極1の表面の被処理物側に配置された誘電体14に設けられた複数の第2ガス噴出口13から被処理物3の表面に噴出させつつ、高周波電源11を操作して第1電極と第2電極間に電圧を印加すると、第1電極1と被処理物3の間に面状のプラズマが発生し、被処理物の表面を処理することができる。 The helium gas filled in the first gas reservoir 7 is provided on the dielectric 14 disposed on the workpiece side on the surface of the first electrode 1 through the gas flow path provided in the first electrode 1. The SF 6 gas filled in the second gas reservoir 10 is ejected from the plurality of first gas ejection ports 12 to the surface of the workpiece 3 and the second gas reservoir 10 is passed through the gas flow path provided in the first electrode 1. The first high-frequency power source 11 is operated to eject the first high-frequency power source 11 from the plurality of second gas jets 13 provided on the dielectric 14 disposed on the workpiece side of the surface of the one electrode 1 while being ejected to the surface of the workpiece 3. When a voltage is applied between the electrode and the second electrode, planar plasma is generated between the first electrode 1 and the object to be processed 3, and the surface of the object to be processed can be processed.

この例では、被処理物3の対向面を誘電体としたことにより、誘電体バリア効果が得られ、実施の形態1におけるよりも高い電圧を電極2に印加することができ、より高い処理速度を得ることができる。   In this example, since the opposing surface of the workpiece 3 is made of a dielectric, a dielectric barrier effect can be obtained, and a higher voltage than that in the first embodiment can be applied to the electrode 2, resulting in a higher processing speed. Can be obtained.

(実施の形態5)
次に、本発明の実施の形態5について、図5を参照して説明する。
(Embodiment 5)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図5は、本発明の実施の形態5において用いたプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。図5において、第1電極1と第2電極2が平行に配置され、第2電極2上に被処理物3が配置される。第1電極と実質的に同電位の導電体である裏板4が設けられ、第1電極1は裏板4を介して接地されている。第1ガス供給装置5から第1配管6を介して第1ガス溜まり7に不活性ガスとしてのヘリウムガスが供給され、第2ガス供給装置8から第2配管9を介して第2ガス溜まり10に反応性ガスとしてのSF6ガスが供給される。第2電極2には、第2電極2に高周波電圧を印加するための電源11が接続されている。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the plasma processing apparatus used in Embodiment 5 of the present invention. In FIG. 5, the first electrode 1 and the second electrode 2 are disposed in parallel, and the workpiece 3 is disposed on the second electrode 2. A back plate 4 that is a conductor having substantially the same potential as that of the first electrode is provided, and the first electrode 1 is grounded via the back plate 4. Helium gas as an inert gas is supplied from the first gas supply device 5 to the first gas reservoir 7 through the first pipe 6, and the second gas reservoir 10 is supplied from the second gas supply device 8 through the second pipe 9. Is supplied with SF 6 gas as a reactive gas. A power supply 11 for applying a high frequency voltage to the second electrode 2 is connected to the second electrode 2.

第1ガス溜まり7に充填されたヘリウムガスを、第1電極1に設けられたガス流路を介して、第1電極1の表面の被処理物側に配置された誘電体14に設けられた複数の第1ガス噴出口12から被処理物3の表面に噴出させるとともに、第2ガス溜まり10に充填されたSF6ガスを、第1電極1に設けられたガス流路を介して、第1電極1の表面の被処理物側に配置された誘電体14に設けられた複数の第2ガス噴出口13から被処理物3の表面に噴出させつつ、高周波電源11を操作して第1電極と第2電極間に電圧を印加すると、第1電極1と被処理物3の間に面状のプラズマが発生し、被処理物の表面を処理することができる。 The helium gas filled in the first gas reservoir 7 is provided on the dielectric 14 disposed on the workpiece side on the surface of the first electrode 1 through the gas flow path provided in the first electrode 1. The SF 6 gas filled in the second gas reservoir 10 is ejected from the plurality of first gas ejection ports 12 to the surface of the workpiece 3 and the second gas reservoir 10 is passed through the gas flow path provided in the first electrode 1. The first high-frequency power source 11 is operated to eject the first high-frequency power source 11 from the plurality of second gas jets 13 provided on the dielectric 14 disposed on the workpiece side of the surface of the one electrode 1 while being ejected to the surface of the workpiece 3. When a voltage is applied between the electrode and the second electrode, planar plasma is generated between the first electrode 1 and the object to be processed 3, and the surface of the object to be processed can be processed.

なお、誘電体14には、第1ガス噴出口12に対応した位置に多孔質導電体ブロック15がはめ込まれ、第2ガス噴出口13に対応した位置に多孔質誘電体ブロック14−2がはめ込まれている。このような構成により、ヘリウムガスの濃度が高い第1ガス噴出口の近傍において電界を強くするとともに局所的な高電界の発生を抑制し、かつ、第2ガス噴出口13の近傍において誘電体バリア効果を発揮させることにより、実施の形態1におけるよりも高い電圧を電極2に印加することができ、より高い処理速度を得ることができる。また、個々の導電体ブロック15と誘電体ブロック14−2が互いに独立しており、かつ、個々の導電体ブロック15と誘電体ブロック14−2間が、ベースとなっている誘電体14によって隔離されているため、ガス噴出口12及び13からガスが噴出するまで、ヘリウムガスとSF6ガスが混合されないという利点がある。 The dielectric 14 is fitted with a porous conductor block 15 at a position corresponding to the first gas jet 12 and a porous dielectric block 14-2 is fitted at a position corresponding to the second gas jet 13. It is. With such a configuration, the electric field is strengthened in the vicinity of the first gas jet outlet where the concentration of helium gas is high, the generation of a local high electric field is suppressed, and the dielectric barrier is provided in the vicinity of the second gas jet outlet 13. By exhibiting the effect, a higher voltage than that in the first embodiment can be applied to the electrode 2 and a higher processing speed can be obtained. Further, the individual conductor block 15 and the dielectric block 14-2 are independent from each other, and the individual conductor block 15 and the dielectric block 14-2 are separated by the base dielectric 14. Therefore, there is an advantage that the helium gas and the SF 6 gas are not mixed until the gas is ejected from the gas ejection ports 12 and 13.

(実施の形態6)
次に、本発明の実施の形態6について、図6を参照して説明する。
(Embodiment 6)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図6は、本発明の実施の形態6において用いたプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。図6において、第1電極1と第2電極2が平行に配置され、第2電極2上に被処理物3が配置される。第1電極と実質的に同電位の導電体である裏板4が設けられ、第1電極1は裏板4を介して接地されている。第1ガス供給装置5から第1配管6を介して第1ガス溜まり7に不活性ガスとしてのヘリウムガスが供給され、第2ガス供給装置8から第2配管9を介して第2ガス溜まり10に反応性ガスとしてのSF6ガスが供給される。第2電極2には、第2電極2に高周波電圧を印加するための電源11が接続されている。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the plasma processing apparatus used in Embodiment 6 of the present invention. In FIG. 6, the first electrode 1 and the second electrode 2 are disposed in parallel, and the workpiece 3 is disposed on the second electrode 2. A back plate 4 that is a conductor having substantially the same potential as that of the first electrode is provided, and the first electrode 1 is grounded via the back plate 4. Helium gas as an inert gas is supplied from the first gas supply device 5 to the first gas reservoir 7 through the first pipe 6, and the second gas reservoir 10 is supplied from the second gas supply device 8 through the second pipe 9. Is supplied with SF 6 gas as a reactive gas. A power supply 11 for applying a high frequency voltage to the second electrode 2 is connected to the second electrode 2.

第1ガス溜まり7に充填されたヘリウムガスを、第1電極1に設けられたガス流路を介して、第1電極1の表面の被処理物側に配置された誘電体14に設けられた複数の第1ガス噴出口12から被処理物3の表面に噴出させるとともに、第2ガス溜まり10に充填されたSF6ガスを、第1電極1に設けられたガス流路を介して、第1電極1の表面の被処理物側に配置された誘電体14に設けられた複数の第2ガス噴出口13から被処理物3の表面に噴出させつつ、高周波電源11を操作して第1電極と第2電極間に電圧を印加すると、第1電極1と被処理物3の間に面状のプラズマが発生し、被処理物の表面を処理することができる。 The helium gas filled in the first gas reservoir 7 is provided on the dielectric 14 disposed on the workpiece side on the surface of the first electrode 1 through the gas flow path provided in the first electrode 1. The SF 6 gas filled in the second gas reservoir 10 is ejected from the plurality of first gas ejection ports 12 to the surface of the workpiece 3 and the second gas reservoir 10 is passed through the gas flow path provided in the first electrode 1. The first high-frequency power source 11 is operated to eject the first high-frequency power source 11 from the plurality of second gas jets 13 provided on the dielectric 14 disposed on the workpiece side of the surface of the one electrode 1 while being ejected to the surface of the workpiece 3. When a voltage is applied between the electrode and the second electrode, planar plasma is generated between the first electrode 1 and the object to be processed 3, and the surface of the object to be processed can be processed.

なお、誘電体14には、第1ガス噴出口12に対応した位置に多孔質導電体ブロック15がはめ込まれている。このような構成により、ヘリウムガスの濃度が高い第1ガス噴出口の近傍において電界を強くするとともに局所的な高電界の発生を抑制し、かつ、第2ガス噴出口13の近傍において誘電体バリア効果を発揮させることにより、実施の形態1におけるよりも高い電圧を電極2に印加することができ、より高い処理速度を得ることができる。また、個々の導電体ブロック15が互いに独立しており、かつ、個々の導電体ブロック15間が、ベースとなっている誘電体14によって隔離されているため、ガス噴出口12及び13からガスが噴出するまで、ヘリウムガスとSF6ガスが混合されないという利点がある。 Note that a porous conductor block 15 is fitted in the dielectric 14 at a position corresponding to the first gas ejection port 12. With such a configuration, the electric field is strengthened in the vicinity of the first gas jet outlet where the concentration of helium gas is high, the generation of a local high electric field is suppressed, and the dielectric barrier is provided in the vicinity of the second gas jet outlet 13. By exhibiting the effect, a higher voltage than that in the first embodiment can be applied to the electrode 2, and a higher processing speed can be obtained. In addition, since the individual conductor blocks 15 are independent from each other and the individual conductor blocks 15 are separated from each other by the dielectric 14 serving as a base, gas flows from the gas outlets 12 and 13. There is an advantage that the helium gas and the SF 6 gas are not mixed until jetting.

また、実施の形態5とは異なり、第2ガス噴出口13に対応した位置に多孔質誘電体ブロック14−2がはめ込まれていないが、第2ガス噴出口13の近傍ではヘリウムガス濃度が小さいため、高電界が発生してもアーク放電(火花)が起きにくいので、このような簡便な構成も可能である。   Unlike Embodiment 5, the porous dielectric block 14-2 is not fitted at a position corresponding to the second gas outlet 13, but the helium gas concentration is small in the vicinity of the second gas outlet 13. Therefore, arc discharge (spark) hardly occurs even when a high electric field is generated, and such a simple configuration is also possible.

(実施の形態7)
次に、本発明の実施の形態7について、図7を参照して説明する。
(Embodiment 7)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図7は、本発明の実施の形態7において用いたプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。図7において、第1電極1と第2電極2が平行に配置され、第2電極2上に被処理物3が配置される。第1電極と実質的に同電位の導電体である裏板4が設けられ、第1電極1は裏板4を介して接地されている。第1ガス供給装置5から第1配管6を介して第1ガス溜まり7に不活性ガスとしてのヘリウムガスが供給され、第2ガス供給装置8から第2配管9を介して第2ガス溜まり10に反応性ガスとしてのSF6ガスが供給される。 FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the plasma processing apparatus used in Embodiment 7 of the present invention. In FIG. 7, the first electrode 1 and the second electrode 2 are disposed in parallel, and the workpiece 3 is disposed on the second electrode 2. A back plate 4 that is a conductor having substantially the same potential as that of the first electrode is provided, and the first electrode 1 is grounded via the back plate 4. Helium gas as an inert gas is supplied from the first gas supply device 5 to the first gas reservoir 7 via the first pipe 6, and the second gas reservoir 10 is supplied from the second gas supply device 8 via the second pipe 9. Is supplied with SF 6 gas as a reactive gas.

第2電極2には、第2電極2に高周波電圧を印加するための電源11が接続されている。第1ガス溜まり7に充填されたヘリウムガスを、第1電極1に設けられたガス流路を介して、第1電極1の表面に設けられた複数の第1ガス噴出口12から被処理物3の表面に噴出させるとともに、第2ガス溜まり10に充填されたSF6ガスを、第1電極1に設けられた複数の第2ガス噴出口13から被処理物3の表面に噴出させつつ、高周波電源11を操作して第1電極と第2電極間に電圧を印加すると、第1電極1と被処理物3の間に面状のプラズマが発生し、被処理物の表面を処理することができる。 A power supply 11 for applying a high frequency voltage to the second electrode 2 is connected to the second electrode 2. The helium gas filled in the first gas reservoir 7 is processed through a gas flow path provided in the first electrode 1 from a plurality of first gas outlets 12 provided on the surface of the first electrode 1. 3, and the SF 6 gas filled in the second gas reservoir 10 is jetted from the plurality of second gas jets 13 provided in the first electrode 1 to the surface of the workpiece 3. When a voltage is applied between the first electrode and the second electrode by operating the high-frequency power source 11, a planar plasma is generated between the first electrode 1 and the object to be processed 3, and the surface of the object to be processed is processed. Can do.

なお、第1電極1には、第1ガス噴出口12に対応した位置に多孔質導電体ブロック15がはめ込まれている。このような構成により、ヘリウムガスの濃度が高い第1ガス噴出口の近傍において電界を強くするとともに局所的な高電界の発生を抑制することにより、実施の形態1におけるよりも高い電圧を電極2に印加することができ、より高い処理速度を得ることができる。また、個々の導電体ブロック15が互いに独立しており、かつ、個々の導電体ブロック15間が、ベースとなっている誘電体14によって隔離されているため、ガス噴出口12及び13からガスが噴出するまで、ヘリウムガスとSF6ガスが混合されないという利点がある。また、実施の形態6とは異なり、被処理物3に対向した面が全て導電体となっており、より高密度のプラズマが発生できる。 A porous conductor block 15 is fitted into the first electrode 1 at a position corresponding to the first gas outlet 12. With such a configuration, the electric field is strengthened in the vicinity of the first gas jet outlet where the concentration of helium gas is high, and the generation of a local high electric field is suppressed, so that a higher voltage than that in the first embodiment is applied to the electrode 2. And higher processing speed can be obtained. In addition, since the individual conductor blocks 15 are independent from each other and the individual conductor blocks 15 are separated from each other by the dielectric 14 serving as a base, gas flows from the gas outlets 12 and 13. There is an advantage that the helium gas and the SF 6 gas are not mixed until jetting. Further, unlike the sixth embodiment, the entire surface facing the object to be processed 3 is a conductor, so that higher density plasma can be generated.

(実施の形態8)
次に、本発明の実施の形態8について、図8〜図13を参照して説明する。
(Embodiment 8)
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図8は、本発明の実施の形態8において用いたプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。図8において、第1電極1と第2電極2が平行に配置され、第2電極2上に被処理物3が配置される。第1電極と実質的に同電位の導電体である裏板4が設けられ、第1電極1は裏板4を介して接地されている。第1ガス供給装置5から第1配管6を介して第1ガス溜まり7に不活性ガスとしてのヘリウムガスが供給され、第2ガス供給装置8から第2配管9を介して第2ガス溜まり10に反応性ガスとしてのSF6ガスが供給される。 FIG. 8 is a sectional view showing a schematic configuration of the plasma processing apparatus used in the eighth embodiment of the present invention. In FIG. 8, the first electrode 1 and the second electrode 2 are disposed in parallel, and the workpiece 3 is disposed on the second electrode 2. A back plate 4 that is a conductor having substantially the same potential as that of the first electrode is provided, and the first electrode 1 is grounded via the back plate 4. Helium gas as an inert gas is supplied from the first gas supply device 5 to the first gas reservoir 7 via the first pipe 6, and the second gas reservoir 10 is supplied from the second gas supply device 8 via the second pipe 9. Is supplied with SF 6 gas as a reactive gas.

第2電極2には、第2電極2に高周波電圧を印加するための電源11が接続されている。第1ガス溜まり7に充填されたヘリウムガスを、第1電極1に設けられたガス流路と、第1電極1の表面の被処理物側に配置された第1誘電体14に設けられた多孔質誘電体ブロック17を介して、第1誘電体14の表面の被処理物側に配置された第2誘電体16に設けられた複数の第1ガス噴出口12から被処理物3の表面に噴出させるとともに、第2ガス溜まり10に充填されたSF6ガスを、第1電極1に設けられたガス流路と、第1電極1の表面の被処理物側に配置された第1誘電体14に設けられた多孔質誘電体ブロック17を介して、第1誘電体14の表面の被処理物側に配置された第2誘電体16に設けられた複数の第2ガス噴出口13から被処理物3の表面に噴出させつつ、高周波電源11を操作して第1電極と第2電極間に電圧を印加すると、第1電極1と被処理物3の間に面状のプラズマが発生し、被処理物の表面を処理することができる。 A power supply 11 for applying a high frequency voltage to the second electrode 2 is connected to the second electrode 2. The helium gas filled in the first gas reservoir 7 is provided in the gas flow path provided in the first electrode 1 and the first dielectric 14 disposed on the workpiece side on the surface of the first electrode 1. The surface of the object to be processed 3 from the plurality of first gas jets 12 provided in the second dielectric 16 disposed on the object to be processed side of the surface of the first dielectric 14 via the porous dielectric block 17. The SF 6 gas filled in the second gas reservoir 10 is injected into the gas flow path provided in the first electrode 1 and the first dielectric disposed on the workpiece side of the surface of the first electrode 1. From the plurality of second gas jets 13 provided in the second dielectric 16 disposed on the workpiece side of the surface of the first dielectric 14 via the porous dielectric block 17 provided in the body 14. While ejecting to the surface of the workpiece 3, the high-frequency power source 11 is operated so that it is between the first electrode and the second electrode When a voltage is applied, it is possible to plasma planar between the first electrode 1 and the object to be treated 3 is generated, to treat the surface of the object to be treated.

なお、第1誘電体14には、ガス噴出口12及び13に対応した位置に多孔質誘電体ブロック17がはめ込まれており、局所的な高電界の発生を抑制する効果が生じるため、実施の形態1におけるよりも高い電圧を電極2に印加することができ、より高い処理速度を得ることができる。また、個々の誘電体ブロック17が互いに独立しており、かつ、個々の誘電体ブロック17間がベースとなっている第1誘電体14によって隔離されているため、ガス噴出口12及び13からガスが噴出するまで、ヘリウムガスとSF6ガスが混合されないという利点がある。 The first dielectric 14 has a porous dielectric block 17 fitted at a position corresponding to the gas ejection ports 12 and 13, and has an effect of suppressing the generation of a local high electric field. A higher voltage than that in the first mode can be applied to the electrode 2, and a higher processing speed can be obtained. Further, since the individual dielectric blocks 17 are independent from each other and are separated from each other by the first dielectric 14 serving as a base, the gas is discharged from the gas outlets 12 and 13. There is an advantage that the helium gas and the SF 6 gas are not mixed until the gas is ejected.

また、第1ガス噴出口12から噴出するガスの流れが、第1ガス噴出口12の近傍において、被処理物の表面に対してほぼ垂直であるように構成されている。このような構成により、ヘリウムガスの濃度が高い部分が被処理物3の近傍にまで存在するようになるため、被処理物3の表面近傍に高い密度のプラズマを発生させることができる。   Further, the flow of the gas ejected from the first gas ejection port 12 is configured to be substantially perpendicular to the surface of the object to be processed in the vicinity of the first gas ejection port 12. With such a configuration, a portion having a high concentration of helium gas is present in the vicinity of the workpiece 3, so that high density plasma can be generated near the surface of the workpiece 3.

ここで、第1ガス噴出口12と、第2ガス噴出口13は、被処理物の表面に対して千鳥状、或いは、交互に配置されているが、これを実現するための具体的な構成として、裏板4、第1電極1、第1誘電体14、第2誘電体16の各構成部分について、その平面構造を以下で説明する。   Here, the first gas outlet 12 and the second gas outlet 13 are arranged in a staggered manner or alternately with respect to the surface of the object to be processed, but a specific configuration for realizing this. The planar structure of each component of the back plate 4, the first electrode 1, the first dielectric 14, and the second dielectric 16 will be described below.

図9は、裏板4をガス溜まりのある部分で切った断面の平面図である。白抜きの部分が第1ガス溜まり7及び第2ガス溜まり10を示す。互いに絡み合った櫛形のガス溜まりが形成されている。第1配管6は第1ガス溜まり7のいずれかに接続されるよう配置され、第2配管9は第2ガス溜まり10のいずれかに接続されるよう配置されている。   FIG. 9 is a plan view of a cross section obtained by cutting the back plate 4 at a portion where there is a gas reservoir. The white portions indicate the first gas reservoir 7 and the second gas reservoir 10. Comb-shaped gas reservoirs that are intertwined with each other are formed. The first pipe 6 is arranged to be connected to one of the first gas reservoirs 7, and the second pipe 9 is arranged to be connected to one of the second gas reservoirs 10.

図10は、第1電極1の平面図である。白抜きの部分がガス流路である。円柱状の貫通穴(ガス流路)が多数設けられている。互いに隣り合うガス流路は、第1ガス溜まりが配置されている部分、第2ガス溜まりが配置されている部分に対応している。つまり、不活性ガスを主体とするガスを流す流路と、反応性ガスを主体とするガスを流す流路は、被処理物の表面に対して千鳥状、或いは、交互に配置されている。   FIG. 10 is a plan view of the first electrode 1. A white portion is a gas flow path. A large number of cylindrical through holes (gas flow paths) are provided. The gas flow paths adjacent to each other correspond to a portion where the first gas reservoir is disposed and a portion where the second gas reservoir is disposed. That is, the flow path for flowing a gas mainly composed of an inert gas and the flow path for flowing a gas mainly composed of a reactive gas are arranged in a staggered manner or alternately with respect to the surface of the object to be processed.

図11は、第1誘電体14の平面図である。第1誘電体14に設けられた多数の貫通穴内に、多孔質誘電体ブロック17がはめ込まれている。第1電極1に設けられた多数のガス流路の位置と、第1誘電体14に設けられた多数の貫通穴の位置、すなわち、多孔質誘電体ブロック17の位置は対応しており、第1電極1と第1誘電体14を重ね合わせたときに第1電極1に設けられた多数のガス流路の位置と、第1誘電体14に設けられた多数の貫通穴の位置、すなわち、多孔質誘電体ブロック17の位置は一致する。   FIG. 11 is a plan view of the first dielectric 14. A porous dielectric block 17 is fitted into a large number of through holes provided in the first dielectric 14. The positions of the multiple gas flow paths provided in the first electrode 1 correspond to the positions of the multiple through holes provided in the first dielectric 14, that is, the position of the porous dielectric block 17. The position of many gas flow paths provided in the first electrode 1 when the 1 electrode 1 and the first dielectric 14 are overlapped, and the position of many through holes provided in the first dielectric 14, that is, The positions of the porous dielectric blocks 17 coincide.

図12は、第2誘電体16の平面図である。第2誘電体16には多数の貫通穴が設けられ、これらが第1ガス噴出口12及び第2ガス噴出口13を形成する。第1電極1に設けられた多数のガス流路の位置と、第2誘電体16に設けられた多数の貫通穴の位置は対応しており、第1電極1と第2誘電体16を重ね合わせたときに第1電極1に設けられた多数のガス流路の位置と、第2誘電体16に設けられた多数の貫通穴の位置は一致する。   FIG. 12 is a plan view of the second dielectric 16. The second dielectric 16 is provided with a number of through holes, which form the first gas jet 12 and the second gas jet 13. The positions of many gas flow paths provided in the first electrode 1 correspond to the positions of many through holes provided in the second dielectric 16, and the first electrode 1 and the second dielectric 16 are overlapped. When combined, the positions of many gas flow paths provided in the first electrode 1 coincide with the positions of many through holes provided in the second dielectric 16.

なお、第2誘電体に設ける多数の貫通穴、すなわち、多数の第1ガス噴出口と第2ガス噴出口は、図13に示すように線状であってもよい。ただし、第1ガス噴出口12と第2ガス噴出口13は、被処理物の表面に対して交互に配置されていることが好ましい。   A number of through holes provided in the second dielectric, that is, a number of first gas outlets and second gas outlets may be linear as shown in FIG. However, it is preferable that the 1st gas ejection port 12 and the 2nd gas ejection port 13 are alternately arrange | positioned with respect to the surface of a to-be-processed object.

(実施の形態9)
次に、本発明の実施の形態9について、図14を参照して説明する。
(Embodiment 9)
Next, Embodiment 9 of the present invention will be described with reference to FIG.

図14は、本発明の実施の形態9において用いたプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。図14において、第1電極1と第2電極2が平行に配置され、第2電極2上に被処理物3が配置される。第1電極と実質的に同電位の導電体である裏板4が設けられ、第1電極1は裏板4を介して接地されている。第1ガス供給装置5から第1配管6を介して第1ガス溜まり7に不活性ガスとしてのヘリウムガスが供給され、第2ガス供給装置8から第2配管9を介して第2ガス溜まり10に反応性ガスとしてのSF6ガスが供給される。 FIG. 14 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the plasma processing apparatus used in Embodiment 9 of the present invention. In FIG. 14, the first electrode 1 and the second electrode 2 are disposed in parallel, and the workpiece 3 is disposed on the second electrode 2. A back plate 4 that is a conductor having substantially the same potential as that of the first electrode is provided, and the first electrode 1 is grounded via the back plate 4. Helium gas as an inert gas is supplied from the first gas supply device 5 to the first gas reservoir 7 through the first pipe 6, and the second gas reservoir 10 is supplied from the second gas supply device 8 through the second pipe 9. Is supplied with SF 6 gas as a reactive gas.

第2電極2には、第2電極2に高周波電圧を印加するための電源11が接続されている。第1ガス溜まり7に充填されたヘリウムガスを、第1電極1に設けられたガス流路と、第1電極1の表面の被処理物側に配置された第1誘電体14に設けられた多孔質誘電体ブロック17を介して、第1誘電体14の表面の被処理物側に配置された第2誘電体16に設けられた複数の第1ガス噴出口12から被処理物3の表面に噴出させるとともに、第2ガス溜まり10に充填されたSF6ガスを、第1電極1に設けられたガス流路と、第1電極1の表面の被処理物側に配置された第1誘電体14に設けられた多孔質誘電体ブロック17を介して、第1誘電体14の表面の被処理物側に配置された第2誘電体16に設けられた複数の第2ガス噴出口13から被処理物3の表面に噴出させつつ、高周波電源11を操作して第1電極と第2電極間に電圧を印加すると、第1電極1と被処理物3の間に面状のプラズマが発生し、被処理物の表面を処理することができる。 A power supply 11 for applying a high frequency voltage to the second electrode 2 is connected to the second electrode 2. The helium gas filled in the first gas reservoir 7 is provided in the gas flow path provided in the first electrode 1 and the first dielectric 14 disposed on the workpiece side on the surface of the first electrode 1. The surface of the object to be processed 3 from the plurality of first gas jets 12 provided in the second dielectric 16 disposed on the object to be processed side of the surface of the first dielectric 14 via the porous dielectric block 17. The SF 6 gas filled in the second gas reservoir 10 is injected into the gas flow path provided in the first electrode 1 and the first dielectric disposed on the workpiece side of the surface of the first electrode 1. From the plurality of second gas jets 13 provided in the second dielectric 16 disposed on the workpiece side of the surface of the first dielectric 14 via the porous dielectric block 17 provided in the body 14. While ejecting to the surface of the workpiece 3, the high-frequency power source 11 is operated so that it is between the first electrode and the second electrode When a voltage is applied, it is possible to plasma planar between the first electrode 1 and the object to be treated 3 is generated, to treat the surface of the object to be treated.

なお、第1誘電体14には、ガス噴出口12及び13に対応した位置に多孔質誘電体ブロック17がはめ込まれており、局所的な高電界の発生を抑制する効果が生じるため、実施の形態1におけるよりも高い電圧を電極2に印加することができ、より高い処理速度を得ることができる。また、個々の誘電体ブロック17が互いに独立しており、かつ、個々の誘電体ブロック17間がベースとなっている第1誘電体14によって隔離されているため、ガス噴出口12及び13からガスが噴出するまで、ヘリウムガスとSF6ガスが混合されないという利点がある。 The first dielectric 14 has a porous dielectric block 17 fitted at a position corresponding to the gas ejection ports 12 and 13, and has an effect of suppressing the generation of a local high electric field. A higher voltage than that in the first mode can be applied to the electrode 2, and a higher processing speed can be obtained. Further, since the individual dielectric blocks 17 are independent from each other and are separated from each other by the first dielectric 14 serving as a base, the gas is discharged from the gas outlets 12 and 13. There is an advantage that the helium gas and the SF 6 gas are not mixed until the gas is ejected.

また、第1ガス噴出口12から噴出するガスの流れが、第1ガス噴出口12の近傍において、被処理物の表面に対してほぼ垂直であるように構成されている。このような構成により、ヘリウムガスの濃度が高い部分が被処理物3の近傍にまで存在するようになるため、被処理物3の表面近傍に高い密度のプラズマを発生させることができる。   Further, the flow of the gas ejected from the first gas ejection port 12 is configured to be substantially perpendicular to the surface of the object to be processed in the vicinity of the first gas ejection port 12. With such a configuration, a portion having a high concentration of helium gas is present in the vicinity of the workpiece 3, so that high density plasma can be generated near the surface of the workpiece 3.

第2電極2は、振動機構としての振動台18の上に載置されており、振動台18はコントローラ19により振動の振幅及び周期が調整できるようになっている。プラズマ処理を行う際に振動台18を操作して、第1電極と第2電極を平行に保ちつつ、第2電極を振動させることにより、第1ガス噴出口12と、第2ガス噴出口13が、被処理物の表面に対して千鳥状、或いは、交互に配置されていることに起因する処理ムラを効果的に低減することができ、より均一なプラズマ処理が可能となる。   The second electrode 2 is placed on a vibration table 18 as a vibration mechanism, and the vibration table 18 can adjust the amplitude and period of vibration by a controller 19. When the plasma processing is performed, the vibrating table 18 is operated to vibrate the second electrode while keeping the first electrode and the second electrode parallel to each other, whereby the first gas outlet 12 and the second gas outlet 13. However, it is possible to effectively reduce unevenness in processing due to staggered or alternating arrangement with respect to the surface of the object to be processed, thereby enabling more uniform plasma processing.

この場合、振動の振幅は、第1ガス噴出口12と第2ガス噴出口の代表的なピッチの50%以上とすることが好ましい。ピッチの50%未満だと、処理の均一化が不十分な場合がある。振幅は大きくともかまわないが、被処理物3の大きさと第1電極1の大きさがほぼ同じ場合には、ピッチは200%以下が好ましい。ピッチを大きくしすぎると、処理に寄与しない無駄なプラズマの割合が増加するためである。振動はxy方向、つまり、2つの軸方向に行うことが、より均一な処理を実現する上で好ましい。   In this case, the amplitude of vibration is preferably 50% or more of the typical pitch of the first gas outlet 12 and the second gas outlet. If it is less than 50% of the pitch, the process may not be evenly uniform. The amplitude may be large, but when the size of the workpiece 3 and the size of the first electrode 1 are substantially the same, the pitch is preferably 200% or less. This is because if the pitch is too large, the proportion of useless plasma that does not contribute to the processing increases. The vibration is preferably performed in the xy direction, that is, in the two axial directions in order to realize a more uniform process.

被処理物3に比べて第1電極1の大きさが小さい場合は、第1電極を被処理物3上で走査して被処理物3の表面全体に渡る処理を行うことになるので、走査方向には振動させる必要はなく、走査方向とは垂直な方向に振動させればよい。   When the size of the first electrode 1 is smaller than that of the object to be processed 3, the first electrode is scanned on the object 3 to be processed over the entire surface of the object to be processed 3. It is not necessary to vibrate in the direction, and it is sufficient to vibrate in a direction perpendicular to the scanning direction.

また、振動の周期は、最大でプラズマ処理に要する時間と同じ、最小で0.1秒程度が好ましい。プラズマ処理に要する時間よりも振動の周期が長いと、処理の均一化が不十分となる場合がある。また、振動の周期が0.1秒未満だと、高価な高速振動台が必要となるばかりか、ボルトなどの機械部品の緩みが生じる恐れがある。   In addition, the period of vibration is preferably the same as the time required for the plasma treatment at the maximum and about 0.1 seconds at the minimum. If the period of vibration is longer than the time required for the plasma processing, the processing may not be evenly uniform. If the vibration period is less than 0.1 seconds, not only an expensive high-speed shaking table is required, but also mechanical parts such as bolts may be loosened.

なお、第1電極と第2電極を平行に保ちつつ、第1電極を振動させてもよいことはいうまでもない。   Needless to say, the first electrode may be vibrated while keeping the first electrode and the second electrode parallel.

(実施の形態10)
次に、本発明の実施の形態10について、図15を参照して説明する。
(Embodiment 10)
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図15は、本発明の実施の形態10において用いたプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。図15において、第1電極1と第2電極2が平行に配置され、第2電極2上に被処理物3が配置される。第1電極と実質的に同電位の導電体である裏板4が設けられ、第1電極1は裏板4を介して接地されている。第1ガス供給装置5から第1配管6を介して第1ガス溜まり7に不活性ガスとしてのヘリウムガスが供給され、第2ガス供給装置8から第2配管9を介して第2ガス溜まり10に反応性ガスとしてのSF6ガスが供給される。 FIG. 15 is a sectional view showing a schematic configuration of the plasma processing apparatus used in the tenth embodiment of the present invention. In FIG. 15, the first electrode 1 and the second electrode 2 are disposed in parallel, and the workpiece 3 is disposed on the second electrode 2. A back plate 4 that is a conductor having substantially the same potential as that of the first electrode is provided, and the first electrode 1 is grounded via the back plate 4. Helium gas as an inert gas is supplied from the first gas supply device 5 to the first gas reservoir 7 via the first pipe 6, and the second gas reservoir 10 is supplied from the second gas supply device 8 via the second pipe 9. Is supplied with SF 6 gas as a reactive gas.

第2電極2には、第2電極2に高周波電圧を印加するための電源11が接続されている。第1ガス溜まり7に充填されたヘリウムガスを、第1電極1に設けられたガス流路と、第1電極1の表面の被処理物側に配置された第1誘電体14に設けられた多孔質誘電体ブロック17を介して、第1誘電体14の表面の被処理物側に配置された第2誘電体16に設けられた複数の第1ガス噴出口12から被処理物3の表面に噴出させるとともに、第2ガス溜まり10に充填されたSF6ガスを、第1電極1に設けられたガス流路と、第1電極1の表面の被処理物側に配置された第1誘電体14に設けられた多孔質誘電体ブロック17を介して、第1誘電体14の表面の被処理物側に配置された第2誘電体16に設けられた複数の第2ガス噴出口13から被処理物3の表面に噴出させつつ、高周波電源11を操作して第1電極と第2電極間に電圧を印加すると、第1電極1と被処理物3の間に面状のプラズマが発生し、被処理物の表面を処理することができる。 A power supply 11 for applying a high frequency voltage to the second electrode 2 is connected to the second electrode 2. The helium gas filled in the first gas reservoir 7 is provided in the gas flow path provided in the first electrode 1 and the first dielectric 14 disposed on the workpiece side on the surface of the first electrode 1. The surface of the object to be processed 3 from the plurality of first gas jets 12 provided in the second dielectric 16 disposed on the object to be processed side of the surface of the first dielectric 14 via the porous dielectric block 17. The SF 6 gas filled in the second gas reservoir 10 is injected into the gas flow path provided in the first electrode 1 and the first dielectric disposed on the workpiece side of the surface of the first electrode 1. From the plurality of second gas jets 13 provided in the second dielectric 16 disposed on the workpiece side of the surface of the first dielectric 14 via the porous dielectric block 17 provided in the body 14. While ejecting to the surface of the workpiece 3, the high-frequency power source 11 is operated so that it is between the first electrode and the second electrode When a voltage is applied, it is possible to plasma planar between the first electrode 1 and the object to be treated 3 is generated, to treat the surface of the object to be treated.

なお、第1誘電体14には、ガス噴出口12及び13に対応した位置に多孔質誘電体ブロック17がはめ込まれており、局所的な高電界の発生を抑制する効果が生じるため、実施の形態1におけるよりも高い電圧を電極2に印加することができ、より高い処理速度を得ることができる。また、個々の誘電体ブロック17が互いに独立しており、かつ、個々の誘電体ブロック17間がベースとなっている第1誘電体14によって隔離されているため、ガス噴出口12及び13からガスが噴出するまで、ヘリウムガスとSF6ガスが混合されないという利点がある。 The first dielectric 14 has a porous dielectric block 17 fitted at a position corresponding to the gas ejection ports 12 and 13, and has an effect of suppressing the generation of a local high electric field. A higher voltage than that in the first mode can be applied to the electrode 2, and a higher processing speed can be obtained. Further, since the individual dielectric blocks 17 are independent from each other and are separated from each other by the first dielectric 14 serving as a base, the gas is discharged from the gas outlets 12 and 13. There is an advantage that the helium gas and the SF 6 gas are not mixed until the gas is ejected.

また、第1ガス噴出口12から噴出するガスの流れが、第1ガス噴出口12の近傍において、被処理物の表面に対してほぼ垂直であるように構成されている。このような構成により、ヘリウムガスの濃度が高い部分が被処理物3の近傍にまで存在するようになるため、被処理物3の表面近傍に高い密度のプラズマを発生させることができる。   Further, the flow of the gas ejected from the first gas ejection port 12 is configured to be substantially perpendicular to the surface of the object to be processed in the vicinity of the first gas ejection port 12. With such a configuration, a portion having a high concentration of helium gas is present in the vicinity of the workpiece 3, so that high density plasma can be generated near the surface of the workpiece 3.

第2電極2は、回転機構としての回転台20の上に載置されており、回転台20は支柱21によってモーター22に接続され、モーター22の回転によって回転台20が回転できるようになっている。プラズマ処理を行う際に回転台20を操作して、第1電極と第2電極を平行に保ちつつ、第2電極を回転させることにより、第1ガス噴出口12と、第2ガス噴出口13が、被処理物の表面に対して千鳥状、或いは、交互に配置されていることに起因する処理ムラを効果的に低減することができ、より均一なプラズマ処理が可能となる。この場合、回転の周期は、最大でプラズマ処理に要する時間と同じ、最小で0.001秒程度が好ましい。   The second electrode 2 is placed on a turntable 20 as a rotation mechanism, and the turntable 20 is connected to a motor 22 by a support column 21 so that the turntable 20 can be rotated by the rotation of the motor 22. Yes. When the plasma processing is performed, the rotary table 20 is operated to rotate the second electrode while keeping the first electrode and the second electrode parallel to each other, so that the first gas outlet 12 and the second gas outlet 13 are rotated. However, it is possible to effectively reduce unevenness in processing due to staggered or alternating arrangement with respect to the surface of the object to be processed, thereby enabling more uniform plasma processing. In this case, the period of rotation is preferably the same as the time required for the plasma treatment at the maximum and about 0.001 seconds at the minimum.

プラズマ処理に要する時間よりも回転の周期が長いと、処理の均一化が不十分となる場合がある。また、回転の周期が0.001秒未満だと、高価な高速回転台が必要となるばかりか、ボルトなどの機械部品の緩みが生じる恐れがある。   If the rotation period is longer than the time required for the plasma processing, the processing may not be uniform. If the rotation period is less than 0.001 seconds, not only an expensive high-speed turntable is required, but also mechanical parts such as bolts may be loosened.

なお、第1電極と第2電極を平行に保ちつつ、第1電極を回転させてもよいことはいうまでもない。   Needless to say, the first electrode may be rotated while keeping the first electrode and the second electrode parallel.

(実施の形態11)
次に、本発明の実施の形態11について、図16を参照して説明する。
(Embodiment 11)
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図16は、本発明の実施の形態11において用いたプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。図16において、第1電極1と第2電極2が平行に配置され、第2電極2上に被処理物3が配置される。第1電極と実質的に同電位の導電体である裏板4が設けられ、第1電極1は裏板4を介して接地されている。第1ガス供給装置5から第1配管6を介して第1ガス溜まり7に不活性ガスとしてのヘリウムガスが供給され、第2ガス供給装置8から第2配管9を介して第2ガス溜まり10に反応性ガスとしてのSF6ガスが供給される。 FIG. 16 is a sectional view showing a schematic configuration of the plasma processing apparatus used in the eleventh embodiment of the present invention. In FIG. 16, the first electrode 1 and the second electrode 2 are arranged in parallel, and the workpiece 3 is arranged on the second electrode 2. A back plate 4 that is a conductor having substantially the same potential as that of the first electrode is provided, and the first electrode 1 is grounded via the back plate 4. Helium gas as an inert gas is supplied from the first gas supply device 5 to the first gas reservoir 7 via the first pipe 6, and the second gas reservoir 10 is supplied from the second gas supply device 8 via the second pipe 9. Is supplied with SF 6 gas as a reactive gas.

第2電極2には、第2電極2に高周波電圧を印加するための電源11が接続されている。第1ガス溜まり7に充填されたヘリウムガスを、第1電極1に設けられたガス流路と、第1電極の表面の被処理物側に配置された第1誘電体14に設けられたガス流路を介して、第1誘電体の表面の被処理物側に配置された第2誘電体16に設けられた複数の第1ガス噴出口12から被処理物3の表面に噴出させるとともに、第2ガス溜まり10に充填されたSF6ガスを、第1電極1に設けられたガス流路を介して、第1電極の表面の被処理物側に配置された第1誘電体14に設けられたガス流路を介して、第1誘電体の表面の被処理物側に配置された第2誘電体16に設けられた複数の第2ガス噴出口13から被処理物3の表面に噴出させつつ、高周波電源11を操作して第1電極と第2電極間に電圧を印加すると、第1電極1と被処理物3の間に面状のプラズマが発生し、被処理物の表面を処理することができる。 A power supply 11 for applying a high frequency voltage to the second electrode 2 is connected to the second electrode 2. The helium gas filled in the first gas reservoir 7 is converted into a gas flow path provided in the first electrode 1 and a gas provided in the first dielectric 14 disposed on the workpiece side of the surface of the first electrode. While ejecting to the surface of the object to be processed 3 from the plurality of first gas outlets 12 provided on the second dielectric 16 disposed on the object to be processed side of the surface of the first dielectric through the flow path, The SF 6 gas filled in the second gas reservoir 10 is provided on the first dielectric 14 disposed on the workpiece side on the surface of the first electrode through the gas flow path provided in the first electrode 1. Ejected to the surface of the object to be treated 3 from the plurality of second gas outlets 13 provided in the second dielectric 16 disposed on the object side of the surface of the first dielectric through the gas flow path formed. When the voltage is applied between the first electrode and the second electrode by operating the high-frequency power source 11, the first electrode 1 and the object to be processed Plasma planar is generated between the 3, it is possible to treat the surface of the object to be treated.

この例では、第2誘電体16内のガス流路を曲げることにより、第1誘電体14に設けられたガス流路の位置と、第2誘電体に設けられたガス噴出口12及び13の位置がずらされている。このことにより、第1電極と実質的に同電位の導電体部の任意の点と被処理物の任意の点とを結ぶ線分が、第1電極の表面の被処理物側に配置された第1誘電体に設けられたガス流路と、第1誘電体の表面の被処理物側に配置された第2誘電体に設けられたガス流路の両方の内側のみを通ることがない。このような構成により、アーク放電(火花)のきっかけとなるストリーマが発生しにくくなり、実施の形態4と比較してより大きな電圧を印加することができるようになるため、高い処理速度を実現することができる。   In this example, by bending the gas flow path in the second dielectric 16, the position of the gas flow path provided in the first dielectric 14 and the gas outlets 12 and 13 provided in the second dielectric are selected. The position is shifted. As a result, a line segment connecting an arbitrary point of the conductor portion having substantially the same potential as that of the first electrode and an arbitrary point of the object to be processed is arranged on the object to be processed side of the surface of the first electrode. The gas flow path provided in the first dielectric and the gas flow path provided in the second dielectric disposed on the workpiece side of the surface of the first dielectric do not pass only inside. With such a configuration, a streamer that triggers arc discharge (spark) is less likely to occur, and a higher voltage can be applied as compared to the fourth embodiment, thereby realizing a high processing speed. be able to.

(実施の形態12)
次に、本発明の実施の形態12について、図17を参照して説明する。
(Embodiment 12)
Next, Embodiment 12 of the present invention will be described with reference to FIG.

図17は、本発明の実施の形態12において用いたプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。   FIG. 17 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the plasma processing apparatus used in Embodiment 12 of the present invention.

図17において、第1電極1と第2電極2が平行に配置され、第2電極2上に被処理物3が配置される。第1電極と実質的に同電位の導電体である裏板4が設けられ、第1電極1は裏板4を介して接地されている。第1ガス供給装置5から第1配管6を介して第1ガス溜まり7に不活性ガスとしてのヘリウムガスが供給され、第2ガス供給装置8から第2配管9を介して第2ガス溜まり10に反応性ガスとしてのSF6ガスが供給される。第2電極2には、第2電極2に高周波電圧を印加するための電源11が接続されている。 In FIG. 17, the first electrode 1 and the second electrode 2 are disposed in parallel, and the workpiece 3 is disposed on the second electrode 2. A back plate 4 that is a conductor having substantially the same potential as that of the first electrode is provided, and the first electrode 1 is grounded via the back plate 4. Helium gas as an inert gas is supplied from the first gas supply device 5 to the first gas reservoir 7 via the first pipe 6, and the second gas reservoir 10 is supplied from the second gas supply device 8 via the second pipe 9. Is supplied with SF 6 gas as a reactive gas. A power supply 11 for applying a high frequency voltage to the second electrode 2 is connected to the second electrode 2.

第1ガス溜まり7に充填されたヘリウムガスを、第1電極1に設けられたガス流路と、第1電極の表面の被処理物側に配置された第1誘電体14に設けられたガス流路を介して、第1誘電体の表面の被処理物側に配置された第2誘電体16に設けられた複数の第1ガス噴出口12から被処理物3の表面に噴出させるとともに、第2ガス溜まり10に充填されたSF6ガスを、第1電極1に設けられたガス流路を介して、第1電極の表面の被処理物側に配置された第1誘電体14に設けられたガス流路を介して、第1誘電体の表面の被処理物側に配置された第2誘電体16に設けられた複数の第2ガス噴出口13から被処理物3の表面に噴出させつつ、高周波電源11を操作して第1電極と第2電極間に電圧を印加すると、第1電極1と被処理物3の間に面状のプラズマが発生し、被処理物の表面を処理することができる。 The helium gas filled in the first gas reservoir 7 is converted into a gas flow path provided in the first electrode 1 and a gas provided in the first dielectric 14 disposed on the workpiece side of the surface of the first electrode. While ejecting to the surface of the object to be processed 3 from the plurality of first gas outlets 12 provided on the second dielectric 16 disposed on the object to be processed side of the surface of the first dielectric through the flow path, The SF 6 gas filled in the second gas reservoir 10 is provided on the first dielectric 14 disposed on the workpiece side on the surface of the first electrode through the gas flow path provided in the first electrode 1. Ejected to the surface of the object to be treated 3 from the plurality of second gas outlets 13 provided in the second dielectric 16 disposed on the object side of the surface of the first dielectric through the gas flow path formed. When the voltage is applied between the first electrode and the second electrode by operating the high-frequency power source 11, the first electrode 1 and the object to be processed Plasma planar is generated between the 3, it is possible to treat the surface of the object to be treated.

この例では、第1誘電体14内のガス流路を曲げることにより、第1電極1に設けられたガス流路の位置と、第2誘電体に設けられたガス噴出口12及び13の位置がずらされている。このことにより、第1電極と実質的に同電位の導電体部の任意の点と被処理物の任意の点とを結ぶ線分が、第1電極の表面の被処理物側に配置された第1誘電体に設けられたガス流路と、第1誘電体の表面の被処理物側に配置された第2誘電体に設けられたガス流路の両方の内側のみを通ることがない。このような構成により、アーク放電(火花)のきっかけとなるストリーマが発生しにくくなり、実施の形態4と比較してより大きな電圧を印加することができるようになるため、高い処理速度を実現することができる。   In this example, by bending the gas flow path in the first dielectric 14, the position of the gas flow path provided in the first electrode 1 and the positions of the gas jets 12 and 13 provided in the second dielectric are shown. Is shifted. As a result, a line segment connecting an arbitrary point of the conductor portion having substantially the same potential as that of the first electrode and an arbitrary point of the object to be processed is arranged on the object to be processed side of the surface of the first electrode. The gas flow path provided in the first dielectric and the gas flow path provided in the second dielectric disposed on the workpiece side of the surface of the first dielectric do not pass only inside. With such a configuration, a streamer that triggers arc discharge (spark) is less likely to occur, and a higher voltage can be applied as compared to the fourth embodiment, thereby realizing a high processing speed. be able to.

以上述べた本発明の実施の形態において、大気圧下でのプラズマ処理について例示したが、動作圧力範囲は0.1気圧以上100気圧以下が好ましい。圧力が小さいと、完全密閉型の容器や真空ポンプが必要となり、コスト面で不利である。圧力が大きい場合にも完全密閉型の容器が必要となる。大気圧近傍で動作させることが、コスト面、トータル処理時間の面からもっとも有利である。また、高周波電力は基板の面積1平方センチ当たり概ね0.01W〜10W供給する。電力が小さすぎると放電が発生しない場合がある。逆に電力が大きすぎると、アーク放電を引き起こしやすい。   In the embodiment of the present invention described above, plasma processing under atmospheric pressure is exemplified, but the operating pressure range is preferably 0.1 atm or more and 100 atm or less. If the pressure is low, a completely sealed container and a vacuum pump are required, which is disadvantageous in terms of cost. Even when the pressure is high, a completely sealed container is required. Operating near atmospheric pressure is most advantageous in terms of cost and total processing time. In addition, high frequency power is supplied in an amount of approximately 0.01 W to 10 W per square centimeter of substrate area. If the power is too small, discharge may not occur. Conversely, if the power is too large, arc discharge is likely to occur.

また、プラズマ源としていくつかの構成例を示したが、様々な構成を用いることができる。   Further, although several configuration examples are shown as the plasma source, various configurations can be used.

また、13.56MHzの高周波電力を用いてプラズマを発生させる場合を例示したが、数百kHzから数GHzまでの高周波電力を用いてプラズマを発生させることが可能である。或いは、直流電力を用いてもよいし、パルス電力を供給することも可能である。パルス電力を用いる場合は、正負のパルスを交互に供給することによって、誘電体の帯電を解消して連続的に放電を発生させることが可能となる。   Moreover, although the case where plasma was generated using high frequency power of 13.56 MHz was illustrated, it is possible to generate plasma using high frequency power from several hundred kHz to several GHz. Alternatively, direct current power may be used, and pulse power may be supplied. When pulse power is used, by supplying positive and negative pulses alternately, it becomes possible to eliminate the electrification of the dielectric and continuously generate discharge.

また、実施の形態では電力値によって投入電力を表記したが、放電の開始は概ね電圧で決まる。投入電圧は100V以上100kV以下であることが好ましい。投入電圧が100V以下であると、放電が開始しない場合がある。投入電圧が100kV以上であると、アーク放電(火花)の発生を抑制できない場合がある。より好ましくは、電圧が1kV以上10kV以下であることが望ましい。投入電圧が1kV以下であると、放電が開始しない場合がある。投入電圧が10kV以上であると、アーク放電(火花)の発生を抑制できない場合がある。   In the embodiment, the input power is indicated by the power value, but the start of discharge is generally determined by the voltage. The input voltage is preferably 100 V or more and 100 kV or less. If the input voltage is 100 V or less, the discharge may not start. When the input voltage is 100 kV or higher, the occurrence of arc discharge (spark) may not be suppressed. More preferably, the voltage is 1 kV or more and 10 kV or less. If the input voltage is 1 kV or less, the discharge may not start. When the input voltage is 10 kV or higher, the occurrence of arc discharge (spark) may not be suppressed.

また、第1電極を振動させながら第2電極を回転させる、電極または被処理物を振動または回転させながら、ガスの流れに脈動を与えるなど、いくつかの方法を組み合わせて用いることにより、均一性をより効果的に高めることが可能である。   In addition, by using a combination of several methods, such as rotating the second electrode while vibrating the first electrode, or pulsating the gas flow while vibrating or rotating the electrode or the object to be processed, uniformity is achieved. Can be increased more effectively.

また、不活性ガスを主体とするガスとしてヘリウムを用いる場合を例示したが、ヘリウムやアルゴンなどの希ガス、またはこれにケトン類を若干添加したガスなどを用いることができる。   Moreover, although the case where helium is used as a gas mainly composed of an inert gas is exemplified, a rare gas such as helium or argon, or a gas obtained by adding a slight amount of ketones to the gas can be used.

また、反応性ガスを主体とするガスとしてSF6を用いる場合を例示したが、所望の反応に応じて適切なガスを選択することが可能である。例えば、酸化であれば空気または酸素を用いてもよいし、エッチングであればハロゲン含有ガスと酸素などの混合ガスを用いてもよい。或いは、TEOSガスと酸素を用いてシリコン酸化膜を形成することも可能である。単純な濡れ性改善が目的であれば、窒素を主体とするガスを用いてもよい。空気または窒素を主体とするガスを用いると、高価な希ガスを用いないため、ランニングコストが極めて小さくなるという利点がある。 Also, a case has been exemplified using a SF 6 reactive gas as the gas mainly, it is possible to select the appropriate gas depending on the desired reaction. For example, air or oxygen may be used for oxidation, and a mixed gas such as a halogen-containing gas and oxygen may be used for etching. Alternatively, a silicon oxide film can be formed using TEOS gas and oxygen. For the purpose of simple wettability improvement, a nitrogen-based gas may be used. When a gas mainly composed of air or nitrogen is used, there is an advantage that the running cost is extremely reduced because an expensive noble gas is not used.

或いは、反応性ガスを主体とするガスに、ヘリウムなどの不活性ガスを混合させてもよい。この場合、不活性ガスの方が反応性ガスよりも多い流量とすることも可能である。   Alternatively, an inert gas such as helium may be mixed with a gas mainly composed of a reactive gas. In this case, the inert gas can have a higher flow rate than the reactive gas.

また、不活性ガスを主体とするガスの流量が15SLM、反応性ガスを主体とするガスの流量が3LSMである場合を例示したが、不活性ガスを主体とするガスの流量:反応性ガスを主体とするガスの流量は、概ね1:5〜10:1程度であることが好ましい。1:5よりも反応性ガスの流量比が大きいと、プラズマが発生しにくくなる。10:1よりも不活性ガスの流量比が大きいと、十分な処理速度が得られないことがある。   Further, the case where the flow rate of the gas mainly composed of inert gas is 15 SLM and the flow rate of the gas mainly composed of reactive gas is 3 LSM, but the flow rate of gas mainly composed of inert gas: The main gas flow rate is preferably about 1: 5 to 10: 1. When the flow rate ratio of the reactive gas is larger than 1: 5, it becomes difficult to generate plasma. When the flow rate ratio of the inert gas is larger than 10: 1, a sufficient processing speed may not be obtained.

多孔質誘電体としては、多孔質ガラス、多孔質セラミックス、フィルター用に使われるガラス繊維集合体、高分子繊維集合体などの誘電体材からなる多孔質体(多孔質誘電体)から適宜選択して用いることが可能である。   The porous dielectric is appropriately selected from porous materials (porous dielectric materials) made of dielectric materials such as porous glass, porous ceramics, glass fiber aggregates used for filters, and polymer fiber aggregates. Can be used.

また、第2電極に電圧を印加する場合を例示したが、第1電極に電圧を印加してもよい。   Moreover, although the case where the voltage was applied to the 2nd electrode was illustrated, you may apply a voltage to the 1st electrode.

また、第1ガス噴出口と第2ガス噴出口の間のピッチは、概ね1mm〜50mmであることが好ましい。1mmよりもピッチが狭いと、第1電極側の構成部品の製造コストが高くなる。50mmよりもピッチが広いと、処理ムラが大きくなり、処理の均一性が損なわれる。   Moreover, it is preferable that the pitch between a 1st gas jet port and a 2nd gas jet port is 1-50 mm in general. When the pitch is narrower than 1 mm, the manufacturing cost of the component on the first electrode side increases. When the pitch is wider than 50 mm, the processing unevenness increases and the processing uniformity is impaired.

本願発明のプラズマ発生処理及び装置によれば、0.1気圧〜100気圧という比較的高い圧力下で高速な処理が実現できる。したがって、プラズマを発生させて表面改質、薄膜堆積、エッチングなどを行うための構成として、広範に適用することができ、半導体や、液晶、FED、PDPなどのディスプレイ、或いは、電子部品、プリント基板などの製造に利用できる。   According to the plasma generation process and apparatus of the present invention, a high-speed process can be realized under a relatively high pressure of 0.1 to 100 atmospheres. Therefore, it can be widely applied as a structure for generating plasma to perform surface modification, thin film deposition, etching, and the like, displays such as semiconductors, liquid crystals, FEDs, PDPs, electronic parts, printed boards. It can be used for manufacturing.

本発明の実施の形態1において用いたプラズマ処理装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus used in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態2において用いたプラズマ処理装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus used in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態3において用いたプラズマ処理装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus used in Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施の形態4において用いたプラズマ処理装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus used in Embodiment 4 of the present invention 本発明の実施の形態5において用いたプラズマ処理装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus used in Embodiment 5 of the present invention 本発明の実施の形態6において用いたプラズマ処理装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus used in Embodiment 6 of the present invention 本発明の実施の形態7において用いたプラズマ処理装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus used in Embodiment 7 of the present invention 本発明の実施の形態8において用いたプラズマ処理装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus used in Embodiment 8 of the present invention 本発明の実施の形態8において用いた裏板の構成を示す平面図The top view which shows the structure of the back plate used in Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施の形態8において用いた第1電極の構成を示す平面図The top view which shows the structure of the 1st electrode used in Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施の形態8において用いた第1誘電体の構成を示す平面図The top view which shows the structure of the 1st dielectric material used in Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施の形態8において用いた第2誘電体の構成を示す平面図The top view which shows the structure of the 2nd dielectric material used in Embodiment 8 of this invention 本発明の実施の形態8において用いた第2誘電体の構成を示す平面図The top view which shows the structure of the 2nd dielectric material used in Embodiment 8 of this invention 本発明の実施の形態9において用いたプラズマ処理装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus used in Embodiment 9 of the present invention 本発明の実施の形態10において用いたプラズマ処理装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus used in Embodiment 10 of the present invention 本発明の実施の形態11において用いたプラズマ処理装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus used in Embodiment 11 of the present invention 本発明の実施の形態12において用いたプラズマ処理装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus used in Embodiment 12 of the present invention. 従来例において用いたプラズマ処理装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus used in a conventional example 従来例において用いたプラズマ処理装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus used in a conventional example

符号の説明Explanation of symbols

1 第1電極
2 第2電極
3 被処理物
4 第1電極の裏板
5 第1ガス供給装置
6 第1配管
7 第1ガス溜まり
8 第2ガス供給装置
9 第2配管
10 第2ガス溜まり
11 高周波電源
1 1st electrode 2 2nd electrode
3 Workpiece
4 Back plate of the first electrode
5 First gas supply device
6 1st piping 7 1st gas reservoir 8 2nd gas supply device 9 2nd piping 10 2nd gas reservoir 11 High frequency power supply

Claims (22)

第1電極と、被処理物を載置した第2電極間に電圧を印加して面状のプラズマを発生させ、前記被処理物の表面を処理するプラズマ処理方法であって、
前記第1電極または前記第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体に設けられた複数の第1ガス噴出口より前記被処理物の表面に不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに、前記第1電極または前記第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体に設けられた複数の第2ガス噴出口より前記被処理物の表面に反応性ガスを含むガスを噴出させること
を特徴とするプラズマ処理方法。
A plasma processing method for generating a planar plasma by applying a voltage between a first electrode and a second electrode on which an object to be processed is placed, and processing the surface of the object to be processed,
A gas mainly composed of an inert gas is supplied to the surface of the object to be processed from a plurality of first gas outlets provided in the first electrode or a dielectric disposed on the object to be processed side of the surface of the first electrode. The surface of the object to be processed is included in the surface of the object to be processed from a plurality of second gas outlets provided on the first electrode or a dielectric disposed on the object to be processed side of the surface of the first electrode. A plasma processing method characterized by ejecting a gas.
第1電極と、被処理物を載置した第2電極間に電圧を印加して面状のプラズマを発生させ、前記被処理物の表面を処理するプラズマ処理方法であって、前記第1電極の表面の被処理物側に配置された多孔質導電体に設けられた複数の第1ガス噴出口より前記被処理物の表面に不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに、前記第1電極または前記第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体に設けられた複数の第2ガス噴出口より前記被処理物の表面に反応性ガスを含むガスを噴出させること
を特徴とするプラズマ処理方法。
A plasma processing method for generating a planar plasma by applying a voltage between a first electrode and a second electrode on which an object to be processed is placed, and processing the surface of the object to be processed, wherein the first electrode A gas mainly composed of an inert gas is ejected from the plurality of first gas ejection ports provided in a porous conductor disposed on the surface of the object to be processed to the surface of the object to be processed. A gas containing a reactive gas is ejected to the surface of the object to be processed from a plurality of second gas outlets provided on the electrode or the dielectric disposed on the object to be processed side of the surface of the first electrode. A plasma processing method.
第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体が多孔質誘電体であることを特徴とする請求項1記載のプラズマ処理方法。 2. The plasma processing method according to claim 1, wherein the dielectric disposed on the object side of the surface of the first electrode is a porous dielectric. 第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体が多孔質誘電体であることを特徴とする請求項2記載のプラズマ処理方法。 3. The plasma processing method according to claim 2, wherein the dielectric disposed on the object side of the surface of the first electrode is a porous dielectric. 第1電極内に、第1ガス噴出口より噴出させるガスを充填する第1ガス溜まりと、第1電極内に、第2ガス噴出口より噴出させるガスを充填する第2ガス溜まりとが設けられていることを特徴とする請求項1または2記載のプラズマ処理方法。 A first gas reservoir filled with a gas ejected from the first gas ejection port is provided in the first electrode, and a second gas reservoir filled with a gas ejected from the second gas ejection port in the first electrode. The plasma processing method according to claim 1, wherein the plasma processing method is provided. 第1ガス溜まり及び第2ガス溜まりが、第1電極と実質的に同電位の導電体で囲まれていることを特徴とする請求項5記載のプラズマ処理方法。 The plasma processing method according to claim 5, wherein the first gas reservoir and the second gas reservoir are surrounded by a conductor having substantially the same potential as that of the first electrode. 第1ガス噴出口から噴出するガスの流れが、第1ガス噴出口の近傍において、被処理物の表面に対してほぼ垂直であることを特徴とする請求項1または2記載のプラズマ処理方法。 3. The plasma processing method according to claim 1, wherein the flow of the gas ejected from the first gas ejection port is substantially perpendicular to the surface of the object to be processed in the vicinity of the first gas ejection port. 第1ガス噴出口及び第2ガス噴出口が、被処理物の表面に対して千鳥状または交互に配置されていることを特徴とする請求項1または2記載のプラズマ処理方法。 The plasma processing method according to claim 1, wherein the first gas outlet and the second gas outlet are arranged in a staggered manner or alternately with respect to the surface of the object to be processed. 第1電極と第2電極を平行に保ちつつ、第1電極または第2電極を振動させることを特徴とする請求項1または2記載のプラズマ処理方法。 3. The plasma processing method according to claim 1, wherein the first electrode or the second electrode is vibrated while the first electrode and the second electrode are kept in parallel. 第1電極と第2電極を平行に保ちつつ、第1電極または第2電極を回転させることを特徴とする請求項1または2記載のプラズマ処理方法。 3. The plasma processing method according to claim 1, wherein the first electrode or the second electrode is rotated while keeping the first electrode and the second electrode parallel to each other. 第1電極と、被処理物を載置した第2電極間に電圧を印加して面状のプラズマを発生させ、前記被処理物の表面を処理するプラズマ処理方法であって、前記第1電極と実質的に同電位の導電体部の任意の点と前記被処理物の任意の点とを結ぶ線分が、前記第1電極の表面の被処理物側に配置された第1誘電体に設けられたガス流路と、第1誘電体の表面の被処理物側に配置された第2誘電体に設けられたガス流路の両方の内側のみを通ることがないよう構成されていること
を特徴とするプラズマ処理方法。
A plasma processing method for generating a planar plasma by applying a voltage between a first electrode and a second electrode on which an object to be processed is placed, and processing the surface of the object to be processed, wherein the first electrode And a line segment connecting an arbitrary point of the conductor portion having substantially the same potential and an arbitrary point of the object to be processed is formed on the first dielectric disposed on the object side of the surface of the first electrode. It is configured so that it does not pass through both the gas flow path provided and the gas flow path provided in the second dielectric disposed on the workpiece side of the surface of the first dielectric. A plasma processing method characterized by the above.
第1電極と、被処理物を載置するための第2電極間と、前記第1電極または前記第2電極に電圧を印加するための電源と、前記第1電極または前記第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体に設けられた複数の第1ガス噴出口と、前記第1電極または前記第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体に設けられた複数の第2ガス噴出口とを備えたこと
を特徴とするプラズマ処理装置。
Between the first electrode, the second electrode for placing the workpiece, a power source for applying a voltage to the first electrode or the second electrode, and the surface of the first electrode or the first electrode A plurality of first gas outlets provided in the dielectric disposed on the object to be processed, and a dielectric disposed on the object to be processed on the surface of the first electrode or the first electrode. A plasma processing apparatus comprising a plurality of second gas ejection ports.
第1電極と、被処理物を載置するための第2電極間と、前記第1電極または前記第2電極に電圧を印加するための電源と、前記第1電極の表面の被処理物側に配置された多孔質導電体に設けられた複数の第1ガス噴出口と、前記第1電極または前記第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体に設けられた複数の第2ガス噴出口とを備えたこと
を特徴とするプラズマ処理装置。
Between the first electrode and the second electrode for placing the workpiece, a power source for applying a voltage to the first electrode or the second electrode, and the workpiece side of the surface of the first electrode A plurality of first gas outlets provided in the porous conductor disposed in the first electrode, and a plurality of first gas nozzles disposed in the dielectric disposed on the workpiece side of the surface of the first electrode or the first electrode. A plasma processing apparatus comprising a two-gas ejection port.
第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体が多孔質誘電体であることを特徴とする請求項12記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 12, wherein the dielectric disposed on the object to be processed side of the surface of the first electrode is a porous dielectric. 第1電極の表面の被処理物側に配置された誘電体が多孔質誘電体であることを特徴とする請求項13記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 13, wherein the dielectric disposed on the processing object side of the surface of the first electrode is a porous dielectric. 第1電極内に、第1ガス噴出口より噴出させるガスを充填する第1ガス溜まりと、第1電極内に、第2ガス噴出口より噴出させるガスを充填する第2ガス溜まりとが設けられていることを特徴とする請求項12または13記載のプラズマ処理装置。 A first gas reservoir filled with a gas ejected from the first gas ejection port is provided in the first electrode, and a second gas reservoir filled with a gas ejected from the second gas ejection port in the first electrode. The plasma processing apparatus according to claim 12, wherein the plasma processing apparatus is provided. 第1ガス溜まり及び第2ガス溜まりが、第1電極と実質的に同電位の導電体で囲まれていることを特徴とする請求項16記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 16, wherein the first gas reservoir and the second gas reservoir are surrounded by a conductor having substantially the same potential as that of the first electrode. 第1ガス噴出口から噴出するガスの流れが、第1ガス噴出口の近傍において、被処理物の表面に対してほぼ垂直であるように構成されていることを特徴とする請求項12または13記載のプラズマ処理装置。 The flow of the gas ejected from the first gas ejection port is configured to be substantially perpendicular to the surface of the workpiece in the vicinity of the first gas ejection port. The plasma processing apparatus as described. 第1ガス噴出口及び第2ガス噴出口が、被処理物の表面に対して千鳥状または交互に配置されていることを特徴とする請求項12または13記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 12 or 13, wherein the first gas outlet and the second gas outlet are arranged in a zigzag manner or alternately with respect to the surface of the object to be processed. 第1電極と第2電極を平行に保ちつつ、第1電極または第2電極を振動させる機構を備えたことを特徴とする請求項12または13記載のプラズマ処理装置。 14. The plasma processing apparatus according to claim 12, further comprising a mechanism that vibrates the first electrode or the second electrode while keeping the first electrode and the second electrode parallel to each other. 第1電極と第2電極を平行に保ちつつ、第1電極または第2電極を回転させる機構を備えたことを特徴とする請求項12または13記載のプラズマ処理装置。 14. The plasma processing apparatus according to claim 12, further comprising a mechanism for rotating the first electrode or the second electrode while keeping the first electrode and the second electrode parallel to each other. 第1電極と、被処理物を載置するための第2電極間と、前記第1電極または前記第2電極に電圧を印加するための電源と、前記第1電極の表面の被処理物側に配置された第1誘電体と、前記第1誘電体の表面の被処理物側に配置された第2誘電体とを備えたプラズマ処理装置であって、
前記第1電極と実質的に同電位の導電体部の任意の点と第2電極の任意の点とを結ぶ線分が、前記第1誘電体に設けられたガス流路と、前記第2誘電体に設けられたガス流路の両方の内側のみを通ることがないよう構成されていること
を特徴とするプラズマ処理装置。
Between the first electrode and the second electrode for placing the workpiece, a power source for applying a voltage to the first electrode or the second electrode, and the workpiece side of the surface of the first electrode A plasma processing apparatus comprising: a first dielectric disposed on a surface of the first dielectric; and a second dielectric disposed on a workpiece side of the surface of the first dielectric,
A line segment connecting an arbitrary point of the conductor portion having substantially the same potential as the first electrode and an arbitrary point of the second electrode is a gas flow path provided in the first dielectric, and the second A plasma processing apparatus, wherein the plasma processing apparatus is configured not to pass only inside both gas flow paths provided in a dielectric.
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