(57)【要約】  プラズマ処理の均一性の劣化を抑制することが可能なプラズマ処理装置を提供する。  基板２０にプラズマ処理を行う処理室１０と、処理室１０の内部に配置され、基板２０を上面に載置する接地電極１２と、プラズマ空間２６を挟んで接地電極１２と対向する電極板１６と、電極板１６をプラズマ空間２６側の第１主面に電気的に接続し、第１主面の反対側の第２主面を高周波電源２４に接続した高周波電極１４と、頭部の厚さが１ｍｍ〜２ｍｍの範囲であり、頭部を接地電極１２に対向させ、電極板１６を高周波電極１４に固定する低頭六角ボルト１８とを備える。
2010082577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にプラズマ処理を行う処理室と、
前記処理室の内部に配置され、前記基板を上面に載置する接地電極と、
プラズマ空間を挟んで前記接地電極と対向する電極板と、
前記電極板を前記プラズマ空間側の第１主面に電気的に接続し、前記第１主面の反対側の第２主面を高周波電源に接続した高周波電極と、
頭部の厚さが１ｍｍ〜２ｍｍの範囲であり、前記頭部を前記接地電極に対向させ、前記電極板を前記高周波電極に固定する低頭ボルト
とを備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極間に生成されたプラズマにより処理を行うプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エクスターナル型電極を有するプラズマ処理装置は、処理室内で基板を載置する接地された接地電極、及び処理室の外部に露出した裏面に高周波電源が接続された高周波電極を備える。接地電極及び高周波電極それぞれの表面は対向配置される。通常、接地電極は、高周波電極よりも大きな表面積を有する。高周波電極の表面には、着脱可能な電極板が取り付けられる。【０００３】
高周波電力が高周波電極の裏面から供給され、接地電極及び高周波電極の間にプラズマが生成される。生成されたプラズマにより、基板がプラズマ処理される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高周波電極表面への電極板の取り付けに通常の六角ボルトを使用すると、電極板着脱の利便性は高い。しかし、電極板表面から突出した六角ボルトの頭部により、接地電極及び高周波電極間の距離が不均一となる。そのため、六角ボルトの頭部への電界集中に起因して、プラズマ処理の均一性が劣化する。【０００５】
また、高周波電極表面への電極板の取り付けに皿ボルトを使用すると、プラズマ処理の均一性の劣化を抑制することができる。しかし、皿ボルトの締め付けは、頭部頂面に設けられたすりわりや十字溝等の締め付け溝にドライバ等の締め付け工具を差し込んで行われる。そのため、電極板着脱に際して、皿ボルトにトルクをかけにくく、締め付けが不十分となりやすい。また、締め付けにより、締め付け溝がつぶれることもある。このように、皿ボルトを用いて電極板を高周波電極に取り付けると、電極板着脱時の利便性が悪い。更に、電極板に設ける皿ボルト挿入用の貫通孔には、十分な遊びを持たせることができないため、プラズマ処理時の電極板の熱膨張によるボルト緩みが発生するという問題も生じる。【０００６】
本発明の目的は、プラズマ処理の均一性の劣化を抑制することが可能なプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様によれば、（イ）基板にプラズマ処理を行う処理室と、（ロ）処理室の内部に配置され、基板を上面に載置する接地電極と、（ハ）プラズマ空間を挟んで接地電極と対向する電極板と、（ニ）電極板をプラズマ空間側の第１主面に電気的に接続し、第１主面の反対側の第２主面を高周波電源に接続した高周波電極と、（ホ）頭部の厚さが１ｍｍ〜２ｍｍの範囲であり、頭部を接地電極に対向させ、電極板を高周波電極に固定する低頭六角ボルトとを備えるプラズマ処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、プラズマ処理の均一性の劣化を抑制することが可能なプラズマ処理装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置の電極板の取り付けの一例を示す図である。
【図３】図２に示した電極板のＡ−Ａ断面を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置の電極板の取り付けに用いる低頭六角ボルトの他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下図面を参照して、本発明の形態について説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号が付してある。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１１】
又、以下に示す本発明の実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１２】
本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置、例えばプラズマ成膜装置は、図１に示すように、処理室１０、接地電極１２、高周波電極１４を備える。処理室１０は、プラズマ反応により基板２０にプラズマ処理を行う真空チャンバである。プラズマ処理の対象となる基板２０は接地電極１２上に載置される。なお、図１では基板２０は接地電極１２表面に直接載置されているが、接地電極１２上に設置した導電体あるいは絶縁体からなるプレート上に基板２０を載置してもよい。
【００１３】
接地電極１２は、接地される。高周波電極１４は、プラズマを生成するプラズマ空間２６を挟んで接地電極１２の上面と対向する。高周波電極１４は、処理室１０の筐体にスペーサ２２を介して取り付けられる。
【００１４】
高周波電極１４は、プラズマ空間２６側の第１主面と、第１主面の反対側で高周波電源２４に接続される第２主面とを有する。高周波電極１４の第１主面には、表面がプラズマ空間２６に面する電極板１６が取り付けられる。高周波電極１４の第２主面は、処理室１０の外部に露出し、高周波電源２４に接続される。
【００１５】
電極板１６は、高周波電極１４の第１主面に電気的に接続される。低頭六角ボルト１８は、頭部を接地電極１２に対向させ、高周波電極１４の第１主面に電極板１６を固定する。
【００１６】
高周波電極１４は、図１に示したように、処理室１０の筐体と共に圧力隔壁として作用する。したがって、高周波電極１４は処理室から取り外すことは困難である。そのため、プラズマ処理後のメンテナンスのため、電極板１６は、高周波電極１４から機械的に着脱可能である。なお、低頭六角ボルト１８は、図１においては１本示されているが、低頭六角ボルト１８の数は限定されず、２以上の複数の本数であってもよい。
【００１７】
図１に示した電極板１６と接地電極１２との間隔Ｄｅは、プラズマ空間２６の厚さに対応し、均一なプラズマを生成するためには均一であることが望ましい。しかし、低頭六角ボルト１８の頭部は、プラズマ空間２６に突出し、接地電極１２との間隔Ｄｂが小さくなる。そのため、低頭六角ボルト１８の頭部への電界集中が起こり、プラズマが不均一になる。その結果、プラズマ処理が不均一になってしまう。
【００１８】
例えば、図１に示した高周波電極１４及び電極板１６の寸法を約５００ｍｍ、電極板１６と接地電極１２との間隔Ｄｅを約４０ｍｍとする。低頭六角ボルト１８として、Ｍ５の低頭ボルトを用いる。低頭六角ボルト１８は、図２及び図３に示すように、電極板１６に設けられた貫通孔１７を通して高周波電極１４に設けられたメネジ孔１９に締めこまれる。なお、図４に示すように、低頭六角ボルト１８ａとして段付きボルトを用いてもよい。
【００１９】
Ｍ５の低頭六角ボルト１８は、ボルト頭部の厚さｋが約１．５ｍｍである。したがって、低頭六角ボルト１８の頭部と接地電極１２との間隔Ｄｂは、電極板１６と接地電極１２との間隔Ｄｅに対して約３．８％の変化量である。一方、通常の六角ボルトの頭部の厚さは約３．５ｍｍであり、間隔Ｄｂの間隔Ｄｅに対する変化量は、約８．８％である。このように、実施の形態では、間隔Ｄｂの変化が小さく、プラズマ処理の均一性の劣化を抑制することが可能となる。また、低頭六角ボルト１８は、スパナ等の締め付け工具により締め付け、取り外しができ、利便性がよい。
【００２０】
なお、厚さｋが１ｍｍより小さいと、低頭六角ボルト１８の強度が低減し、また、締めこみ作業の利便性も低下する。厚さｋが２ｍｍを超えると、プラズマ処理の均一性の劣化が顕著となる。したがって、低頭六角ボルト１８の頭部の厚さｋは、１ｍｍ〜２ｍｍの範囲が望ましい。
【００２１】
また、高周波電極１４及び電極板１６に用いるステンレス鋼を、それぞれＳＵＳ３０４及びＳＵＳ４３０とする。ＳＵＳ３０４及びＳＵＳ４３０の熱膨張係数は、それぞれ１６×１０−６Ｋ−１及び１１×１０−６Ｋ−１である。プラズマ処理時の仕様温度を４００℃とすると、熱膨張による高周波電極１４及び電極板１６の延びの差は、約１ｍｍとなる。
【００２２】
Ｍ５の低頭六角ボルト１８は、呼び径ｄａが約５ｍｍ、ボルト頭部の六角対辺の二面幅Ｓが約８ｍｍである。そのため、電極板１６に設ける貫通孔１７の直径ｄｔを約６．５ｍｍと大きくすることができる。その結果、高周波電極１４及び電極板１６間のプラズマ処理時の熱膨張歪を約１．５ｍｍ許容でき、熱膨張による低頭六角ボルト１８の緩みを防止することができる。
【００２３】
上記のように、Ｍ５の低頭六角ボルト１８を用いて説明したが、低頭六角ボルト１８のネジ径は限定されない。低頭六角ボルト１８として、電極板１６着脱時の利便性を考慮して、Ｍ４〜Ｍ１２のネジ径が望ましい。
【００２４】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者にはさまざまな代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係わる発明特定事項によってのみ定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、半導体製造、液晶パネル製造、太陽電池製造等に用いられるプラズマ処理装置に適用できる。
【符号の説明】
【００２６】
１０...処理室
１２...接地電極
１４...高周波電極
１６...電極板
１８...低頭六角ボルト
２０...基板
２４...高周波電源
２６...プラズマ空間
【図１】
2010082577.tif 000003
【図２】
2010082577.tif 000004
【図３】
2010082577.tif 000005
【図４】
2010082577.tif 000006
【国際調査報告】
2010082577.tif 000007
2010082577.tif 000008