JP2000054145A - Surface treating device - Google Patents

Surface treating device

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JP2000054145A
JP2000054145A JP10220612A JP22061298A JP2000054145A JP 2000054145 A JP2000054145 A JP 2000054145A JP 10220612 A JP10220612 A JP 10220612A JP 22061298 A JP22061298 A JP 22061298A JP 2000054145 A JP2000054145 A JP 2000054145A
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JP
Japan
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plasma
substrate
surface treatment
outlet
processing chamber
Prior art date
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Application number
JP10220612A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Mizukami
裕之 水上
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface treating device capable of uniformly subjecting a substrate of a large area to plasma treatment at a high speed, and moreover, reducing ion damage and capable of finishing it to a product of high quality. SOLUTION: Casing (2) is partitioned into two chambers of a plasma generating chamber (3) provided with a plasma generating electrodes (5 and 5') and a substrate treating chamber (4) provided with a substrate supporting stand (7). Plural plasma blow-off ports (6) are formed on the electrode (5') composing the bulkhead between the chambers (3 and 4). Moreover, on the substrate treating chamber (4), the substrate supporting stand (7) is arranged in such a manner that a substrate (S) is supported parallel to the flows of plasma from the plasma blow-off ports (6). The substrate supporting stand (7) is movable in the horizontal direction orthogonal to the blow-off direction of the plasma in a state in which the parallel interval with the blow-off direction of the plasma is held.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は基板への各種表面処
理、特に基板への成膜処理に適した表面処理装置に関
し、更に詳しくは、大面積の基板に対して高速で表面処
理を施すことができ、更にはプラズマ流に存在する荷電
粒子によるダメージを低減し、高品質な製品に仕上げる
ことのできる表面処理装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface treatment apparatus suitable for various surface treatments on a substrate, and more particularly, to a surface treatment apparatus suitable for film formation on a substrate. Further, the present invention relates to a surface treatment apparatus capable of reducing damage caused by charged particles present in a plasma stream and finishing a high-quality product.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の平行平板型プラズマCVD (Chem
ical Vapor Deposition)装置は、ケーシング内に一対の
平板状のプラズマ発生電極が平行に対向して設けられて
いる。前記プラズマ発生電極のうち、一方の電極は基板
支持台としての機能を兼ね備えており、更に、同装置は
基板の温度を、気相成長に適した温度に調整するために
ヒータが設けられている。前記一方の電極に基板を載置
した状態で、両プラズマ発生電極間に高周波数の電源
(13. 56MHZ の電源)による電圧が印加される
と、これら電極間で放電が行われる。この放電によりプ
ラズマが発生し、原料ガス、例えばモノシランがプラズ
マ化により分解され、前記基板表面にシリコン膜が形成
される。
2. Description of the Related Art Conventional parallel plate plasma CVD (Chem)
The ical vapor deposition apparatus includes a pair of flat plate-like plasma generating electrodes provided in a casing so as to face each other in parallel. One of the plasma generating electrodes also has a function as a substrate support, and further, the device is provided with a heater to adjust the temperature of the substrate to a temperature suitable for vapor phase growth. . While placing a substrate into the one electrode, the voltage due to the high frequency power supply (power supply 13. 56MH Z) is applied between both the plasma generating electrode, the discharge takes place between these electrodes. A plasma is generated by this discharge, and a raw material gas, for example, monosilane is decomposed by the plasma, and a silicon film is formed on the substrate surface.

【0003】かかる従来の平行平板型のプラズマCVD
装置にあっては、基板を載置する平板状の前記プラズマ
発生電極の面積を大きくすることで、大面積の基板を一
度の成膜処理で成膜することができるといった利点を有
している。しかしながら、従来の平行平板型のプラズマ
CVD装置にあっては、両プラズマ発生電極によりプラ
ズマ化された原料ガスは成膜ガス処理室内に均一に拡散
され、その一部が前記電極上に載置された基板の成膜に
寄与するだけである。このため原料ガスの利用効率が低
く、例えばアモルファスシリコン薄膜や徴結晶シリコン
薄膜を基板上に成膜しようとする場合、成膜速度が0.
01μm/分程度と、投入電力が大きいにもかかわら
ず、成膜速度は遅い。そのため太陽電池などの比較的膜
厚の厚い半導体デバイスを製作するには、更に長時問を
要し、低スループット、高コストの主要因となってい
た。
[0003] Such a conventional parallel plate type plasma CVD.
The apparatus has an advantage that a large-area substrate can be formed by a single film-forming process by increasing the area of the plate-shaped plasma generating electrode on which the substrate is placed. . However, in the conventional parallel plate type plasma CVD apparatus, the source gas converted into plasma by both plasma generating electrodes is uniformly diffused into the film forming gas processing chamber, and a part thereof is placed on the electrode. It only contributes to the deposition of the substrate. For this reason, the utilization efficiency of the raw material gas is low.For example, when an amorphous silicon thin film or a crystalline silicon thin film is to be formed on a substrate, the film forming rate is equal to 0.
Despite the large input power of about 01 μm / min, the deposition rate is low. Therefore, it takes a longer time to manufacture a semiconductor device having a relatively large thickness such as a solar cell, which has been a main factor of low throughput and high cost.

【0004】そこで、成膜速度を上げるために、高周波
電源による投入電力を増大させることも考えられる。し
かしながら、高周波電源による高周波電力の増大に伴
い、気相中で微粉末が多量に発生することになり、微粉
末による膜質の劣化も飛躍的に増大することとなる。
In order to increase the film forming speed, it is conceivable to increase the power supplied by the high frequency power supply. However, with the increase of the high-frequency power by the high-frequency power source, a large amount of fine powder is generated in the gas phase, and the deterioration of the film quality due to the fine powder also increases dramatically.

【0005】従って、従来の平行平板型のプラズマCV
D装置にあっては、こうした微粉末による膜質の劣化を
避けるために、投入電力(投入パワー)を抑え、電流を
少なくせざるを得ない。即ち、実質的には投入電力、電
流の上限値が存在し、成膜速度を一定レベル以上に高め
ることができなかった。
Therefore, a conventional parallel plate type plasma CV
In the case of the D apparatus, in order to avoid the deterioration of the film quality due to such fine powder, the applied power (input power) must be suppressed and the current must be reduced. That is, there are practically upper limits of the applied power and the current, and the film forming rate cannot be increased to a certain level or more.

【0006】これに対して、例えば特開昭63−255
373号公報に開示されている反応装置は、ケーシング
が高周波電源に接続された対向する一対のプラズマ発生
電極と絶縁壁とにより囲まれたプラズマ発生室と基板処
理室との2室に画成されている。前記プラズマ発生室に
は原料ガス導入口が設けられ、一方の前記プラズマ発生
電極の中心に、前記プラズマ発生室から前記基板処理室
に連通する開口が形成されている。また、前記基板処理
室の前記開口に対向する位置には、基板が支持されてい
る。
On the other hand, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-255
In the reactor disclosed in Japanese Patent No. 373, a casing is defined by two chambers, a plasma generation chamber and a substrate processing chamber, which are surrounded by a pair of opposed plasma generation electrodes connected to a high-frequency power supply and an insulating wall. ing. A source gas inlet is provided in the plasma generation chamber, and an opening communicating with the substrate processing chamber from the plasma generation chamber is formed at the center of one of the plasma generation electrodes. A substrate is supported at a position facing the opening in the substrate processing chamber.

【0007】前記反応装置では前記一対のプラズマ発生
電極に高周波電源により高周波電力を投入すると、両電
極間でプラズマが発生し、前記プラズマ発生室内に導入
された原料ガスがプラズマ化される。このとき、プラズ
マ発生室よりも基板処理室を低圧にすることで、プラズ
マがジェット流となって前記電極に形成された開口から
前記処理室へと噴き出し、同開口に対向して支持された
基板上に導かれる。同装置では更に、前記開口から基板
まで間にプラズマ流と平行な磁場を付与することで、プ
ラズマ流が更に集束されて基板に導かれる。
In the reactor, when high-frequency power is applied to the pair of plasma generating electrodes from a high-frequency power source, plasma is generated between the two electrodes, and the raw material gas introduced into the plasma generating chamber is turned into plasma. At this time, by setting the pressure of the substrate processing chamber lower than that of the plasma generation chamber, the plasma is jetted out from the opening formed in the electrode into the processing chamber as a jet stream, and the substrate supported opposite the opening is supported. Guided above. The apparatus further applies a magnetic field parallel to the plasma flow from the opening to the substrate, so that the plasma flow is further focused and guided to the substrate.

【0008】このようにプラズマ発生室と基板処理室と
の2室に画成し、プラズマ流を基板に向けて積極的に吹
き付ける反応装置では、投入電力を増大させることな
く、成膜速度を高めることができる。更には、成膜速度
が高まるにもかかわらず、薄膜の結晶化も促進され、従
来よりも速い成膜速度で高品質の薄膜を形成することが
できる。
As described above, in a reactor which is divided into two chambers, ie, a plasma generation chamber and a substrate processing chamber, and in which a plasma flow is positively blown toward a substrate, the film forming rate is increased without increasing the input power. be able to. Further, crystallization of the thin film is promoted in spite of the increase in the film forming speed, and a high-quality thin film can be formed at a film forming speed higher than before.

【0009】このようなプラズマ発生室と基板処理室と
の2室に画成された装置により大面積の基板に対して表
面処理を施すためには、前記基板を載置して支持する基
板支持台を例えばベルトコンベアなどの移送手段とし、
前記基板を移送しながら同基板表面に表面処理を施して
いる。また、例えば特開昭63−4957号公報に開示
された電子サイクロトロン共鳴(ECR)放電によりプ
ラズマを発生させる装置では、プラズマ発生室と基板処
理室とを仕切る隔壁に多数のプラズマ吹出口を形成し、
大面積の基板を基板支持台に載置した状態で、プラズマ
処理を施している。
In order to perform a surface treatment on a large-area substrate by means of an apparatus defined in two chambers, a plasma generation chamber and a substrate processing chamber, a substrate support for mounting and supporting the substrate is provided. The table as a transfer means such as a belt conveyor,
A surface treatment is performed on the surface of the substrate while transferring the substrate. In an apparatus for generating plasma by electron cyclotron resonance (ECR) discharge disclosed in, for example, JP-A-63-4957, a large number of plasma outlets are formed in a partition wall separating a plasma generation chamber and a substrate processing chamber. ,
Plasma processing is performed with a large-area substrate placed on a substrate support.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基板を
移送手段により移送しながらプラズマ処理を施す装置で
は、基板の寸法を移送方向に長尺とすることができて
も、移送方向と直交する方向の寸法がある程度の寸法に
限られてしまう。また、隔壁に多数のプラズマ吹出口を
有するプラズマ装置では、実際にはプラズマが全ての孔
から均一に吹き出されることがなく、大面積の基板に均
等なプラズマ処理を施すことが至難であった。
However, in the apparatus for performing the plasma processing while transferring the substrate by the transfer means, even if the size of the substrate can be made longer in the transfer direction, the apparatus can be made longer in the direction perpendicular to the transfer direction. The dimensions are limited to some extent. Further, in a plasma apparatus having a large number of plasma outlets in a partition wall, actually, plasma is not uniformly blown out from all holes, and it is extremely difficult to perform a uniform plasma treatment on a large-area substrate. .

【0011】本発明はかかる問題を解決すべくなされた
ものであり、大面積の基板に対して均等に且つ高速でプ
ラズマ処理を施すことができる表面処理装置を提供する
ことを目的とするものである。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a surface treatment apparatus capable of uniformly and rapidly performing a plasma treatment on a large-sized substrate. is there.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段及び作用効果】かかる課題
を解決するために、本発明は、プラズマ発生手段、原料
ガス導入口、及び基板支持台を備えたケーシング内に、
前記プラズマ発生手段によりプラズマを発生させて原料
ガスをプラズマ化し、前記基板支持台に支持された基板
表面をプラズマ処理する表面処理装置であって、前記ケ
ーシングは、前記プラズマ発生手段を備えたプラズマ発
生室と、前記基板支持台を備えた基板処理室とに画成さ
れ、同基板処理室は一以上のプラズマ吹出口を介して前
記プラズマ発生室と連通されてなり、前記基板処理室に
は、一以上の基板支持台が、同支持台に支持された前記
基板表面と前記プラズマ吹出口からの前記プラズマの吹
出方向とがほぼ平行になるよう配されてなる、ことを特
徴とする表面処理装置を主要な構成としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a plasma generator, a raw material gas inlet, and a casing provided with a substrate support.
A surface processing apparatus for generating plasma by the plasma generating means to convert a raw material gas into plasma and performing plasma processing on a surface of a substrate supported by the substrate support, wherein the casing includes the plasma generating means provided with the plasma generating means. Chamber, and a substrate processing chamber provided with the substrate support, the substrate processing chamber is communicated with the plasma generation chamber through one or more plasma outlets, the substrate processing chamber, A surface treatment apparatus, wherein one or more substrate supports are arranged such that a surface of the substrate supported by the support and a direction in which the plasma is blown out from the plasma outlet are substantially parallel to each other. Is the main configuration.

【0013】前記装置では、プラズマ吹出口から吹き出
されたプラズマの吹出方向と、前記基板支持台に支持さ
れた基板の表面とがほぼ平行であるため、前記基板には
プラズマの吹出方向の全長にわたってプラズマが作用す
る。そのため、大面積の基板であっても短時間で表面処
理を施すことができる。
In the above apparatus, since the direction of the plasma blown out from the plasma outlet is substantially parallel to the surface of the substrate supported by the substrate support, the substrate is provided over the entire length of the plasma in the direction of the plasma blowout. Plasma works. Therefore, surface treatment can be performed in a short time even on a substrate having a large area.

【0014】なお、前記基板としてはガラス、有機フィ
ルム、或いはSUS等の金属を使用することができる。
さらに本発明の装置は多結晶シリコンやアモルファスシ
リコンなどの薄膜を形成する成膜処理の他にも、ポーラ
スシリコンやカーボン微粒子などの微粒子の生成や、ド
ライエッチング、アッシング等の表面処理にも適用可能
である。更に、プラズマ発生手段としては、例えば、平
行平板プラズマ、直流グロープラズマ、VHF高周波プ
ラズマ、ECRプラズマ、又はヘリコン波プラズマなど
の任意の方法を採用できる。また、平行平板プラズマを
採用する場合、一対の電極には直流から高周波まで、任
意の電源を使用することができる。
The substrate can be made of glass, an organic film, or a metal such as SUS.
Furthermore, the apparatus of the present invention can be applied not only to film formation processing for forming thin films such as polycrystalline silicon and amorphous silicon, but also to generation of fine particles such as porous silicon and carbon fine particles, and surface treatment such as dry etching and ashing. It is. Further, as the plasma generating means, any method such as parallel plate plasma, DC glow plasma, VHF high frequency plasma, ECR plasma, or helicon wave plasma can be adopted. In the case of employing parallel plate plasma, an arbitrary power source can be used for a pair of electrodes from DC to high frequency.

【0015】前記プラズマ吹出口は、その開口断面が吹
出側に向けて漸増する部分を有することが好ましく、更
には前記プラズマ吹出口は、その入口において開口断面
が吹出側に向けて漸減する部分を有することが好まし
い。前記プラズマ吹出口をかかる形状とすることで、プ
ラズマ発生室内のプラズマを積極的に吹出口内に引き込
み、基板処理室においてプラズマを所望の角度及び所望
の勢いで噴出することができる。
Preferably, the plasma outlet has a portion whose opening cross section gradually increases toward the blowing side, and further, the plasma blowing outlet has a portion at its inlet whose opening cross section gradually decreases toward the blowing side. It is preferred to have. With the above-described shape of the plasma outlet, the plasma in the plasma generation chamber can be actively drawn into the outlet, and the plasma can be jetted in the substrate processing chamber at a desired angle and a desired force.

【0016】また、より大面積の基板に短時間で表面処
理を施すためには、前記プラズマ吹出口は、前記基板と
平行に延びるスリット形状をなし、前記プラズマがシー
ト状に吹き出されることが好ましく、或いは、前記プラ
ズマ吹出口は、前記基板と平行な直線上に複数配列され
てなり、前記プラズマが前記プラズマ吹出口から吹き出
された後に合流しシート状にされることが好ましい。更
には、前記基板支持台を、前記プラズマの吹出方向との
平行間隔を維持し、且つ同吹出方向と直交する方向に移
動可能とすることによって、より大面積の基板に対して
ムラなく且つ高速に表面処理を施すことが可能となる。
In order to perform a surface treatment on a substrate having a larger area in a short time, the plasma outlet may have a slit shape extending parallel to the substrate, and the plasma may be blown out in a sheet shape. Preferably, a plurality of the plasma outlets are arranged on a straight line parallel to the substrate, and the plasma is preferably merged into a sheet after being blown out from the plasma outlet. Further, by maintaining the substrate support base in a direction parallel to the direction in which the plasma is blown out and moving the substrate support in a direction perpendicular to the direction in which the plasma is blown, uniform and high-speed processing can be performed on a substrate having a larger area. Can be subjected to a surface treatment.

【0017】更に、前記プラズマの吹出方向を安定化さ
せるためには、前記基板処理室は、前記プラズマ吹出口
と対向する位置に排気口を有することが最も好ましい
が、設置スペースなどにも鑑み、プラズマの吹出方向に
大きく影響を及ぼすことのない範囲で、適宜、前記排気
口の形成位置を選択できる。
Further, in order to stabilize the blowing direction of the plasma, it is most preferable that the substrate processing chamber has an exhaust port at a position facing the plasma blowing port. The formation position of the exhaust port can be appropriately selected within a range that does not greatly affect the direction in which the plasma is blown out.

【0018】前記原料ガス導入口は、前記プラズマ発生
室やプラズマ吹出口の周壁に開口させることができる
が、同原料ガス導入口を、前記プラズマの流れと直交す
る方向で供給されるよう、前記基板処理室内に開口させ
ることが好ましく、更には前記原料ガス導入口を、前記
基板よりも前記プラズマ吹出口の側に配することが好ま
しい。その場合には、前記原料ガスを効率よく基板に導
くことができると共に、プラズマ発生室内が前記原料ガ
スにより汚染されるのを防止できる。
The source gas inlet can be opened in the peripheral wall of the plasma generating chamber or the plasma outlet, and the source gas inlet is supplied so as to be supplied in a direction orthogonal to the flow of the plasma. It is preferable to open the inside of the substrate processing chamber, and it is further preferable that the raw material gas inlet is disposed closer to the plasma outlet than the substrate. In this case, the source gas can be efficiently guided to the substrate, and the plasma generation chamber can be prevented from being contaminated by the source gas.

【0019】また、本発明の表面処理装置では、前記基
板処理室を二以上とし、各処理室にはそれぞれ一の排気
口と、一以上の前記プラズマ吹出口と、一以上の前記基
板支持台とを配することにより、単一の処理装置で二以
上の基板を同時に処理することが可能となる。また、前
記基板処理室を上下方向に配列した場合には、上方の空
間が大きな場所であれば、最低限の床面積で多数枚を1
度で処理できる表面処理装置を設置でき、スペースの有
効利用を図ることができる。
Further, in the surface treatment apparatus of the present invention, the number of the substrate treatment chambers is two or more, and each treatment chamber has one exhaust port, one or more plasma outlets, and one or more substrate support bases. With this arrangement, two or more substrates can be simultaneously processed by a single processing apparatus. Further, when the substrate processing chambers are vertically arranged, if the space above is large, a large number of substrates can be stored in a minimum floor area.
It is possible to install a surface treatment device capable of performing the treatment at a high degree, and it is possible to effectively use the space.

【0020】なお、二つの前記プラズマ発生室を一の前
記基板処理室を挟んで対向して配し、前記プラズマ発生
室と前記基板処理室とを連通する少なくとも二つの前記
プラズマ吹出口を相対する位置に形成することもでき
る。このように二つの前記吹出口から吹き出されたプラ
ズマを合わせることで、更に大面積の基板を短時間で処
理することが可能となる。
The two plasma generation chambers are arranged to face each other with one of the substrate processing chambers interposed therebetween, and at least two of the plasma outlets communicating the plasma generation chamber and the substrate processing chamber are opposed to each other. It can also be formed at a location. By combining the plasmas blown out from the two blowout ports in this way, it is possible to process a substrate having a larger area in a short time.

【0021】また、前記基板処理室内には、磁力線が前
記プラズマの流れと平行な方向に作用する磁場が付与さ
れてなることが好ましい。その場合には、前記磁場によ
り前記基板処理室内でプラズマが必要以上に広範囲に拡
散されることを防止すると共に、プラズマ密度を高める
ことで、プラズマ内の電子と原料ガス分子との衝突を活
発化し、基板Sの表面処理速度を高めることができる。
Further, it is preferable that a magnetic field is applied to the substrate processing chamber so that lines of magnetic force act in a direction parallel to the flow of the plasma. In this case, the magnetic field prevents the plasma from being diffused more widely than necessary in the substrate processing chamber, and by increasing the plasma density, the collision between electrons in the plasma and source gas molecules is activated. In addition, the surface treatment speed of the substrate S can be increased.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、好適な実施例を参照して具体的に説明する。図1は
本発明の第1実施例である表面処理装置1の正面概略
図、図2は同処理装置1の平面概略図である。前記表面
処理装置1は、外気と遮断されたケーシング2の内部
を、プラズマ発生室3と基板処理室4との2室に画成し
て構成されており、前記プラズマ発生室3と基板処理室
4とは水平方向に隣り合って配されている。前記基板処
理室4内の床面には基板支持台7が設置され、同支持台
7上には基板Sが支持されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to preferred embodiments. FIG. 1 is a schematic front view of a surface treatment apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic plan view of the treatment apparatus 1. The surface treatment apparatus 1 is configured such that the interior of a casing 2 that is cut off from the outside air is defined as two chambers, a plasma generation chamber 3 and a substrate processing chamber 4, and the plasma generation chamber 3 and the substrate processing chamber 4 are arranged adjacent to each other in the horizontal direction. A substrate support 7 is provided on a floor surface in the substrate processing chamber 4, and a substrate S is supported on the support 7.

【0023】同プラズマ発生室3内には高周波電源Pに
接続された一対の板状プラズマ発生電極5,5′が配さ
れている。一対の電極5,5′のうち一方の電極5は前
記ケーシング2の側壁2aに絶縁体3aを介して取り付
けられており、他方の電極5′は前記基板処理室4との
隔壁を構成している。更に、前記プラズマ発生室3に
は、前記側壁2aに取り付けられた前記電極5に形成さ
れた図示せぬ原料ガス導入口を有しており、同原料ガス
導入口からモノシラン等の原料ガスがシャワー状に噴出
される。或いは、前記プラズマ発生室3には前記電極5
とは別個に図示せぬ原料ガス導入口が形成されてもよ
く、同導入口から原料ガスが導入される。また、前記原
料ガス導入口からは、プラズマの発生を促進すると共に
プラズマを安定化し、且つ原料ガスを基板Sまで搬送す
るためのキャリアガスが、前記原料ガスに混合されて導
入される。なお、キャリアガス専用の導入口を別途設け
てもよい。
In the plasma generating chamber 3, a pair of plate-like plasma generating electrodes 5, 5 'connected to a high-frequency power source P are arranged. One of the pair of electrodes 5, 5 ′ is attached to the side wall 2 a of the casing 2 via an insulator 3 a, and the other electrode 5 ′ constitutes a partition wall with the substrate processing chamber 4. I have. Further, the plasma generation chamber 3 has a source gas inlet (not shown) formed on the electrode 5 attached to the side wall 2a, and a source gas such as monosilane is showered from the source gas inlet. Spouted in a shape. Alternatively, the electrode 5 is provided in the plasma generation chamber 3.
In addition, a source gas inlet (not shown) may be formed separately, and the source gas is introduced from the inlet. Further, a carrier gas for promoting generation of plasma, stabilizing plasma, and transporting the source gas to the substrate S is mixed with the source gas and introduced from the source gas inlet. Note that an inlet dedicated to the carrier gas may be separately provided.

【0024】隔壁を構成する前記電極5′の中心にはプ
ラズマ吹出口6が形成されており、同プラズマ吹出口6
を介して前記プラズマ発生室3と基板処理室4とが連通
されている。前記プラズマ吹出口6は開口断面が円形を
なし、図3に示すように、その入口側においてはその開
口断面が吹出側に向けて漸減する漸減部分6aを有して
おり、吹出側は開口断面が吹出側に向けて漸増する漸増
部分6bに形成されている。かかる形状の吹出口6とす
ることで、プラズマ発生室3のプラズマを積極的に引き
込み、基板処理室4においてプラズマを所望の角度及び
所望の勢いで噴出させることができる。
A plasma outlet 6 is formed at the center of the electrode 5 'constituting the partition wall.
The plasma generation chamber 3 and the substrate processing chamber 4 communicate with each other via the. The plasma outlet 6 has a circular opening cross section, and as shown in FIG. 3, at the inlet side, the opening cross section has a gradually decreasing portion 6a which gradually decreases toward the blowing side, and the blowing side has an opening cross section. Is formed in a gradually increasing portion 6b that gradually increases toward the blowing side. With the outlet 6 having such a shape, the plasma in the plasma generation chamber 3 can be positively drawn in, and the plasma can be ejected in the substrate processing chamber 4 at a desired angle and a desired force.

【0025】前記基板処置室4内には、基板Sが前記プ
ラズマ吹出口6からのプラズマの流れと平行して支持さ
れるように、基板支持台7が配されている。同基板支持
台7は前記プラズマの吹出方向との平行間隔を維持した
状態で、同吹出方向と直交する水平方向(図2の上下方
向)に移動可能である。また、前記支持台7の下方には
ヒータ8が備えられており、前記基板支持台7上に載置
された基板Sの温度を、気相成長に適した温度に調整す
る。更に基板処理室4の前記プラズマ吹出口6と対向す
る前記ケーシングの側壁2bの中心部には排気口9が形
成され、同排気口9に設けられた図示せぬ開閉バルブ、
圧力調整弁及び真空ポンプにより、同基板処理室4の室
圧が0.1〜数torrとなるよう前記排気口9から排
気がなされる。
A substrate support 7 is disposed in the substrate treatment chamber 4 so that the substrate S is supported in parallel with the flow of plasma from the plasma outlet 6. The substrate support 7 is movable in a horizontal direction (vertical direction in FIG. 2) orthogonal to the blowing direction while maintaining a parallel interval with the blowing direction of the plasma. In addition, a heater 8 is provided below the support table 7, and adjusts the temperature of the substrate S placed on the substrate support table 7 to a temperature suitable for vapor phase growth. Further, an exhaust port 9 is formed at the center of the side wall 2b of the casing facing the plasma outlet 6 of the substrate processing chamber 4, and an open / close valve (not shown) provided in the exhaust port 9;
The gas is exhausted from the exhaust port 9 by a pressure adjusting valve and a vacuum pump so that the chamber pressure of the substrate processing chamber 4 becomes 0.1 to several torr.

【0026】なお、前記排気口9は前記プラズマ吹出口
6から吹き出されるプラズマの吹出方向を乱さないため
にも、本実施例のように前記プラズマ吹出口6と対向す
る位置に設けることが望ましい。しかしながら、表面処
理装置1の設置スペースなどにも鑑み、前記排気口9は
必ずしも上述の位置に設ける必要はなく、プラズマの吹
出方向に大きく影響を及ぼすことのない範囲で、適宜、
前記排気口9の形成位置を変更可能である。
The exhaust port 9 is desirably provided at a position facing the plasma outlet 6 as in this embodiment so as not to disturb the direction of the plasma blown out from the plasma outlet 6. . However, in view of the installation space of the surface treatment apparatus 1 and the like, the exhaust port 9 does not necessarily need to be provided at the above-described position, and may be appropriately set within a range that does not significantly affect the plasma blowing direction.
The formation position of the exhaust port 9 can be changed.

【0027】前記一対のプラズマ発生電極5,5′に高
周波電源Pにより5〜500Wの高周波電力を投入する
と、前記電極5,5′間で放電が起こり、前記プラズマ
発生室3内にプラズマが発生する。そのプラズマによ
り、同プラズマ発生室3内に導入された原料ガス及びキ
ャリアガスがプラズマ化される。このとき、前記基板処
理室4は室圧が0.1〜数torrと、前記プラズマ発
生室3よりも低圧に調整されているため、同プラズマ発
生室3内のプラズマは、前記プラズマ吹出口6からジェ
ット流となって前記基板処理室4内へと噴出する。この
プラズマのジェット流により前記処理室4内の基板S表
面がプラズマ処理され、同基板4の表面に薄膜が形成さ
れる。
When a high frequency power of 5 to 500 W is applied to the pair of plasma generating electrodes 5 and 5 'by the high frequency power supply P, discharge occurs between the electrodes 5 and 5', and plasma is generated in the plasma generating chamber 3. I do. The raw material gas and the carrier gas introduced into the plasma generation chamber 3 are turned into plasma by the plasma. At this time, since the chamber pressure of the substrate processing chamber 4 is adjusted to 0.1 to several torr, which is lower than that of the plasma generation chamber 3, the plasma in the plasma generation chamber 3 And jets into the substrate processing chamber 4 as a jet stream. The surface of the substrate S in the processing chamber 4 is subjected to plasma processing by the jet stream of the plasma, and a thin film is formed on the surface of the substrate 4.

【0028】このとき、前記基板支持台7に支持された
基板Sの表面が前記プラズマ発生室3から前記基板処理
室4へのプラズマの吹出方向と平行であるため、図2に
示すように前記基板Sにはプラズマの吹出方向(図面の
左右方向)の全長にわたってプラズマが作用する。更
に、前記基板支持台7は前記プラズマの吹出方向と直交
し且つ水平な方向(図面の上下方向)に移動可能である
ため、前記基板Sはその全面にわたって高速に且つムラ
なくプラズマ処理がなされる。
At this time, since the surface of the substrate S supported by the substrate support 7 is parallel to the direction in which the plasma is blown from the plasma generation chamber 3 to the substrate processing chamber 4, as shown in FIG. The plasma acts on the substrate S over the entire length of the plasma blowing direction (the horizontal direction in the drawing). Further, since the substrate support 7 is movable in a direction perpendicular to the plasma blowing direction and in a horizontal direction (vertical direction in the drawing), the entire surface of the substrate S is subjected to plasma processing at high speed and without unevenness. .

【0029】以下、本発明の他の実施例及び変形例につ
いて図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説
明において、上述の第1実施例と同一の構成には同一の
符号を付し、その詳細な説明は省略する。
Hereinafter, other embodiments and modifications of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In the following description, the same components as those in the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0030】図4は、本発明の第2実施例である表面処
理装置20の正面概略図、図5は同装置20の平面概略
図である。同表面処理装置20は、プラズマ吹出口10
が基板Sと平行に延びるスリット形状をなし、更に同吹
出口10にはノズル体11が取り付けられている。前記
ノズル体11は開口断面が入口側から吹出側に向けて漸
増する漸増部分11aを有すると共に、その吹出側には
開口断面が吹出側に向けて一定の角筒状部分11bを有
している。前記スリット形状をなしたノズル体11が取
り付けられたプラズマ吹出口10からは、図5に示すよ
うにプラズマがシート状に吹き出される。
FIG. 4 is a schematic front view of a surface treatment apparatus 20 according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic plan view of the apparatus 20. The surface treatment apparatus 20 includes a plasma outlet 10
Has a slit shape extending in parallel with the substrate S, and a nozzle body 11 is attached to the outlet 10. The nozzle body 11 has a gradually increasing portion 11a whose opening cross section gradually increases from the inlet side to the blowing side, and has a square tubular portion 11b whose opening cross section is constant toward the blowing side at the blowing side. . From the plasma outlet 10 to which the nozzle body 11 having the slit shape is attached, plasma is blown out in a sheet shape as shown in FIG.

【0031】この第2実施例の表面処理装置20にあっ
ても、上述した第1実施例と同様に、基板Sがプラズマ
の流れに平行して支持されているため、荷電粒子の衝突
を回避することができる。また、同実施例ではプラズマ
をシート状に吹き出させるため、上述の第1実施例のよ
うに基板Sを移動させなくても、前記基板Sの全表面を
前記シート状のプラズマで一度に処理でき、処理速度が
更に向上すると共に、前記基板支持台7の移動手段を必
要としないため、装置20が簡略化される。
In the surface treatment apparatus 20 of the second embodiment, as in the first embodiment, the substrate S is supported in parallel with the flow of the plasma, so that collision of charged particles is avoided. can do. Further, in this embodiment, since the plasma is blown out in a sheet shape, the entire surface of the substrate S can be treated at once with the sheet-like plasma without moving the substrate S as in the first embodiment. In addition, the processing speed is further improved, and the apparatus 20 is simplified because the moving means of the substrate support 7 is not required.

【0032】なお、プラズマをシート状に吹き出させる
ために、プラズマ吹出口を上述のようにスリット形状と
するのではなく、例えば円形断面をもつ複数個のプラズ
マ吹出口を、前記基板Sと平行な直線上に配列し、プラ
ズマが前記プラズマ吹出口から吹き出された後に合流し
てシート状となるようにすることもできる。
In order to blow out the plasma in the form of a sheet, the plasma outlet is not formed in a slit shape as described above. For example, a plurality of plasma outlets having a circular cross section are formed in parallel with the substrate S. They may be arranged on a straight line, and may be combined into a sheet after the plasma is blown out from the plasma outlet.

【0033】更に、図6は本発明の第3実施例による表
面処理装置30の正面概略図である。同装置30は上述
した第2実施例と同様に、スリット形状をなすプラズマ
吹出口10にノズル体11が取り付けられている。更
に、同装置30では原料ガス導入部12をプラズマ発生
室3に設けることなく前記基板処理室4内に配し、前記
プラズマ発生室3にはキャリアガスのみを導入してい
る。前記原料ガス導入部12は前記基板支持台7の上方
に、前記プラズマ吹出口10から吹き出されたプラズマ
を挟んで配置されている。更に同原料ガス導入部12の
前記基板支持台7に対向する下面には、多数の原料ガス
導入口12aが形成されており、原料ガスが前記導入口
12aから前記プラズマの流れと直交する方向で、且つ
基板Sへ向けて供給される。
FIG. 6 is a schematic front view of a surface treating apparatus 30 according to a third embodiment of the present invention. In the same device 30 as in the second embodiment described above, a nozzle body 11 is attached to a plasma outlet 10 having a slit shape. Further, in the apparatus 30, the source gas introduction unit 12 is disposed in the substrate processing chamber 4 without being provided in the plasma generation chamber 3, and only the carrier gas is introduced into the plasma generation chamber 3. The source gas inlet 12 is disposed above the substrate support 7 with the plasma blown out from the plasma outlet 10 interposed therebetween. Further, a plurality of source gas inlets 12a are formed on the lower surface of the source gas inlet 12 facing the substrate support 7 so that the source gas flows from the inlet 12a in a direction orthogonal to the flow of the plasma. And supplied to the substrate S.

【0034】同装置30ではプラズマ発生室3内でキャ
リアガスのみがプラズマ化されて基板処理室4へと吹き
出す。基板処理室4内ではこのプラズマに向けて原料ガ
スが供給され、原料ガスはプラズマ化されたキャリアガ
スのエネルギーにより分解され、プラズマ化された後、
基板Sに到達する。
In the apparatus 30, only the carrier gas is turned into plasma in the plasma generation chamber 3 and blown out to the substrate processing chamber 4. In the substrate processing chamber 4, a source gas is supplied toward the plasma, and the source gas is decomposed by the energy of the carrier gas that has been turned into plasma and turned into plasma.
It reaches the substrate S.

【0035】このように原料ガスを前記基板Sへ向けて
供給することで、前記基板Sにはプラズマ化された原料
ガスが効率よく作用することとなり、基板Sの処理速度
が更に向上する。また、原料ガスを基板処理室4内で導
入することで、プラズマ発生室3内の内壁面がプラズマ
により汚染されるのを防止できる。なお、前記原料ガス
導入部は、その導入ガスが吹出口10から吹き出された
プラズマに直交するように配されていればよく、吹き出
されたシート状プラズマの下方から導入しても差し支え
ない。
By supplying the source gas to the substrate S in this manner, the source gas converted into plasma acts on the substrate S efficiently, and the processing speed of the substrate S is further improved. Further, by introducing the source gas into the substrate processing chamber 4, the inner wall surface in the plasma generation chamber 3 can be prevented from being contaminated by the plasma. In addition, the raw material gas introduction section may be disposed so that the introduced gas is orthogonal to the plasma blown out from the blow-out port 10, and may be introduced from below the blown sheet-shaped plasma.

【0036】図7は上述した第3実施例の変形例である
表面処理装置30′の正面概略図である。同変形例で
は、前記原料ガス導入部12′が前記基板支持台7に支
持された前記基板Sよりも前記プラズマ吹出口10の側
に偏位させ、前記基板Sよりもプラズマの流れの上流部
に配されている。このような配置にすることで、前記基
板Sにはそのプラズマ吹出口10の側の端部にも完全に
プラズマ化された原料ガスが作用することとなり、前記
基板Sの表面に均一な処理がなされる。また、リング状
の原料ガス導入部を前記吹出口10の近傍に配し、前記
リング状の原料ガス導入部の内周面に形成されたガス導
入口から原料ガスを、前記吹出口10から吹き出された
シート状又は棒状のプラズマに向けて導入することも可
能である。
FIG. 7 is a schematic front view of a surface treatment apparatus 30 'which is a modification of the third embodiment described above. In the modification, the raw material gas introduction unit 12 ′ is shifted more toward the plasma outlet 10 than the substrate S supported by the substrate support 7, and the upstream portion of the plasma flow from the substrate S. It is arranged in. With such an arrangement, the source gas completely plasmatized also acts on the end of the substrate S on the side of the plasma outlet 10, so that a uniform treatment can be performed on the surface of the substrate S. Done. In addition, a ring-shaped source gas inlet is disposed near the outlet 10, and the source gas is blown out from the outlet 10 through a gas inlet formed in the inner peripheral surface of the ring-shaped source gas inlet. It is also possible to introduce the plasma toward a formed sheet or rod-shaped plasma.

【0037】図8は本発明の第4実施例による表面処理
装置40の正面概略図である。同装置40は、前記第2
実施例による表面処理装置20に、更に、前記基板処理
室4内に磁場を付与するためのコイル状の電磁石13を
備えた構成である。前記電磁石13は前記基板処理室4
の部分に対応するケーシング2の外周を囲むようにして
配されており、磁力線が前記プラズマの流れと平行な方
向に作用する磁場が付与される。
FIG. 8 is a schematic front view of a surface treatment apparatus 40 according to a fourth embodiment of the present invention. The device 40 is provided with the second
The surface processing apparatus 20 according to the embodiment further includes a coil-shaped electromagnet 13 for applying a magnetic field to the substrate processing chamber 4. The electromagnet 13 is provided in the substrate processing chamber 4.
Is provided so as to surround the outer periphery of the casing 2 corresponding to the above-mentioned portion, and a magnetic field is applied in which the lines of magnetic force act in a direction parallel to the flow of the plasma.

【0038】かかる表面処理装置40では、プラズマ吹
出口10から吹き出されたシート状のプラズマが、磁場
の作用により前記基板処理室4内で必要以上に広範囲に
拡散されることを防止し、プラズマ密度を高めて、プラ
ズマ内の電子と原料ガス分子との衝突を活発化してい
る。その結果、基板Sの表面処理速度を高めることがで
きる。なお、前記電磁石13に替えて、永久磁石や超伝
導磁石を磁力線が前記プラズマの流れと平行な方向に作
用するよう配することも可能である。
In the surface treatment apparatus 40, the sheet-like plasma blown out from the plasma outlet 10 is prevented from being diffused more than necessary in the substrate processing chamber 4 by the action of the magnetic field, and the plasma density is reduced. And the collision of electrons in the plasma with the source gas molecules is activated. As a result, the surface treatment speed of the substrate S can be increased. Instead of the electromagnet 13, it is also possible to arrange a permanent magnet or a superconducting magnet such that the lines of magnetic force act in a direction parallel to the flow of the plasma.

【0039】図9は本発明の第5実施例による表面処理
装置50の正面概略図である。同装置50は上述した第
2実施例と同様に、スリット形状をなすプラズマ吹出口
10にノズル体11が取り付けられており、プラズマが
シート状に吹き出される。本実施例装置50では、前記
基板処置室4内に二つの基板支持台7,7′が前記プラ
ズマを挟んで上下に配され、各基板支持台7,7′に支
持された基板Sは前記プラズマ吹出口6からのプラズマ
の流れと平行している。また、前記支持台7にはそれぞ
れヒータ8,8′が備えられており、各前記基板支持台
7の表面に支持された基板Sの温度を、気相成長に適し
た温度に調整する。
FIG. 9 is a schematic front view of a surface treatment apparatus 50 according to a fifth embodiment of the present invention. In the same device 50, a nozzle body 11 is attached to a slit-shaped plasma outlet 10 as in the second embodiment described above, and plasma is blown out in a sheet shape. In the apparatus 50 of the present embodiment, two substrate supports 7, 7 'are arranged vertically above and below the substrate treatment chamber 4 with the plasma interposed therebetween, and the substrate S supported by each substrate support 7, 7' is It is parallel to the flow of plasma from the plasma outlet 6. The support 7 is provided with heaters 8 and 8 ', respectively, and adjusts the temperature of the substrate S supported on the surface of each substrate support 7 to a temperature suitable for vapor phase growth.

【0040】かかる構成を備えた本実施例装置50によ
れば、上述の第2実施例の効果に加えて、プラズマ吹出
口10からシート状に吹き出されて基板処理室4内で拡
散するプラズマは、同処理室4内の上方及び下方に支持
された基板S,Sの双方に作用する。そのため1枚の基
板Sを処理するために必要なプラズマと略同一のプラズ
マの量で、且つ略同一の処理時間によって、2枚の基板
S,Sに表面処理を施すことができ、プラズマを無駄な
く効率よく利用することができる。
According to the apparatus 50 of this embodiment having such a configuration, in addition to the effects of the above-described second embodiment, the plasma blown out from the plasma outlet 10 into a sheet and diffused in the substrate processing chamber 4 is , And acts on both substrates S, S supported above and below in the processing chamber 4. Therefore, the surface treatment can be performed on the two substrates S with substantially the same amount of plasma as that required for processing one substrate S and with substantially the same processing time, and the plasma is wasted. And can be used efficiently.

【0041】図10は本発明の第6実施例による表面処
理装置60の正面概略図である。同装置60は、外気と
遮断されたケーシング2の内部が、二つのプラズマ発生
室3,3′と基板処理室4との3室に画成されており、
二つの前記プラズマ発生室3は前記基板処理室4を挟ん
で左右に対向して配されている。
FIG. 10 is a schematic front view of a surface treatment apparatus 60 according to a sixth embodiment of the present invention. In the same device 60, the inside of the casing 2, which is cut off from the outside air, is defined as three chambers of two plasma generation chambers 3, 3 'and a substrate processing chamber 4,
The two plasma generation chambers 3 are disposed to face left and right with the substrate processing chamber 4 interposed therebetween.

【0042】前記各プラズマ発生室3,3′内には、そ
れぞれ高周波電源Pに接続された一対の板状プラズマ発
生電極5,5′が配されている。一対の電極5,5′の
うち一方の電極5,5は前記ケーシング2の側壁2a,
2bに絶縁体3a,3aを介して取り付けられており、
他方の電極5′,5′は前記基板処理室4との隔壁を構
成している。
In each of the plasma generating chambers 3, 3 ', a pair of plate-like plasma generating electrodes 5, 5' connected to a high-frequency power source P are arranged. One of the pair of electrodes 5, 5 'is connected to a side wall 2a of the casing 2,
2b via insulators 3a, 3a,
The other electrodes 5 ′ and 5 ′ constitute a partition wall with the substrate processing chamber 4.

【0043】隔壁を構成する前記各電極5′の中心には
スリット状のプラズマ吹出口10が形成されており、同
プラズマ吹出口10を介して前記プラズマ発生室3,
3′と基板処理室4とが連通されている。前記プラズマ
吹出口10には更にノズル体11が取り付けられてい
る。各プラズマ発生室3,3′に形成されたノズル吹出
口10,10は、前記基板処理室4内で互いに対向して
開口している。
A slit-shaped plasma outlet 10 is formed at the center of each of the electrodes 5 'constituting the partition, and the plasma generating chambers 3 and 3 are formed through the plasma outlet 10.
3 ′ and the substrate processing chamber 4 are communicated. The plasma outlet 10 is further provided with a nozzle body 11. Nozzle outlets 10, 10 formed in each of the plasma generation chambers 3, 3 'are open to face each other in the substrate processing chamber 4.

【0044】前記基板処置室4内には、基板Sが前記プ
ラズマ吹出口10からのプラズマの流れと平行して支持
されるように、基板支持台7が配されており、同支持台
7の下方には基板Sの温度を調整するためにヒータ8が
備えられている。また、前記ケーシング2の下壁2cに
は、前記処理室4に対応する位置に排気口9が形成さ
れ、同排気口9に設けられた図示せぬ開閉バルブ、圧力
調整弁及び真空ポンプにより、同基板処理室4の室圧が
0.1〜数torrとなるよう前記排気口9から排気が
なされる。
A substrate support 7 is provided in the substrate treatment chamber 4 so that the substrate S is supported in parallel with the flow of plasma from the plasma outlet 10. A heater 8 for adjusting the temperature of the substrate S is provided below. An exhaust port 9 is formed in the lower wall 2c of the casing 2 at a position corresponding to the processing chamber 4, and an open / close valve, a pressure regulating valve, and a vacuum pump (not shown) provided in the exhaust port 9 The gas is exhausted from the exhaust port 9 so that the chamber pressure of the substrate processing chamber 4 becomes 0.1 to several torr.

【0045】前記プラズマ発生室3,3′内で発生した
プラズマは、それぞれ各前記プラズマ吹出口10,10
からシート状に前記基板処理室4へと吹き出す。両吹出
口10,10から相対して吹き出されたシート状のプラ
ズマは、前記基板処理室4内で合わさって前記基板Sに
作用する。そのため、更に大きな面積の基板Sに表面処
理を施すことが可能となる。
The plasma generated in the plasma generating chambers 3 and 3 'is supplied to the plasma outlets 10 and 10 respectively.
From the substrate processing chamber 4 in the form of a sheet. The sheet-like plasmas blown out from the two outlets 10 and 10 are combined in the substrate processing chamber 4 and act on the substrate S. Therefore, it is possible to perform a surface treatment on the substrate S having a larger area.

【0046】図11は本発明の第7実施例による表面処
理装置70の正面概略図である。同装置70は、外気と
遮断されたケーシング2が、プラズマ発生室3と3つの
基板処理室4,4′,4″との4室に画成されている。
3つの前記基板処理室4,4′,4″は上下方向に配列
されており、前記プラズマ発生室3はその全基板処理室
4,4′,4″と隣接して配されている。
FIG. 11 is a schematic front view of a surface treatment apparatus 70 according to a seventh embodiment of the present invention. In the apparatus 70, a casing 2 which is cut off from the outside air is defined as four chambers of a plasma generation chamber 3 and three substrate processing chambers 4, 4 ', and 4 ".
The three substrate processing chambers 4, 4 ', 4 "are vertically arranged, and the plasma generation chamber 3 is arranged adjacent to all the substrate processing chambers 4, 4', 4".

【0047】前記プラズマ発生室3内には、高周波電源
Pに接続された一対の板状プラズマ発生電極5,5′が
配されている。一対の電極5,5′のうち一方の電極5
は前記ケーシング2の側壁2aに絶縁体3aを介して取
り付けられており、他方の電極5′は3つの前記基板処
理室4,4′,4″との隔壁を構成している。
In the plasma generating chamber 3, a pair of plate-like plasma generating electrodes 5, 5 'connected to a high frequency power source P are arranged. One electrode 5 of a pair of electrodes 5, 5 '
Is mounted on the side wall 2a of the casing 2 via an insulator 3a, and the other electrode 5 'constitutes a partition wall with the three substrate processing chambers 4, 4', 4 ".

【0048】隔壁を構成する各前記電極5′にはスリッ
ト状のプラズマ吹出口10が3つ形成されており、各プ
ラズマ吹出口10はそれぞれ前記基板処理室4,4′,
4″と連通している。更に前記プラズマ吹出口10には
ノズル体11が取り付けられている。
Each of the electrodes 5 'constituting the partition has three slit-shaped plasma outlets 10 formed therein, and each of the plasma outlets 10 is connected to the substrate processing chamber 4, 4', respectively.
4 ". Further, a nozzle body 11 is attached to the plasma outlet 10.

【0049】前記基板処置室4,4′,4″内には、そ
れぞれ基板Sが前記プラズマ吹出口6からのプラズマの
流れと平行して支持されるように、基板支持台7が配さ
れており、同支持台7の下方には基板Sの温度を調整す
るためにヒータ8が備えられている。また、前記ケーシ
ング2の側壁4bには、前記プラズマ吹出口10と対向
する位置に前記各処理室4,4′,4″の排気口9が形
成され、3つの排気口9は1つのダクト9aに連結され
ている。前記ダクト9aには図示せぬ開閉バルブ、圧力
調整弁及び真空ポンプが配されており、各基板処理室
4,4′,4″の室圧が0.1〜数torrとなるよう
前記ダクト9aから排気がなされる。
In the substrate treatment chambers 4, 4 ′, and 4 ″, a substrate support table 7 is arranged so that the substrate S is supported in parallel with the flow of plasma from the plasma outlet 6. In addition, a heater 8 is provided below the support table 7 to adjust the temperature of the substrate S. Further, the side wall 4b of the casing 2 is provided at a position facing the plasma outlet 10 on each side. Exhaust ports 9 of the processing chambers 4, 4 ', 4 "are formed, and the three exhaust ports 9 are connected to one duct 9a. The duct 9a is provided with an opening / closing valve, a pressure regulating valve, and a vacuum pump (not shown), and the duct 9a is arranged so that the chamber pressure of each of the substrate processing chambers 4, 4 ', 4 "is 0.1 to several torr. The exhaust is made from.

【0050】プラズマ発生室3内で発生したプラズマ
は、ほぼ均等に3つの前記基板処理室4,4′,4″へ
とシート状に吹き出される。このように、本実施例の表
面処理装置70は、多数の基板Sを一度に処理すること
ができるにも関わらず、上方での空間が大きな場所であ
れば最小限の床面積で設置可能であり、スペースの有効
利用を図ることができる。
The plasma generated in the plasma generation chamber 3 is almost uniformly blown out into the three substrate processing chambers 4, 4 ′ and 4 ″ in the form of a sheet. Although 70 can process a large number of substrates S at one time, it can be installed with a minimum floor area as long as the space above is large, and effective use of space can be achieved. .

【0051】なお、上述した実施例ではプラズマ発生電
極5,5′を高周波電源に接続し高周波電力を印加して
いるが、直流から高周波までの任意の電源により任意の
電力を印加することができる。またプラズマ発生手段と
しては、上述の実施例のような一対のプラズマ発生電極
を使用する平行平板プラズマの他にも、マイクロ波と磁
界とを同時に印加し、電子サイクロトロン共鳴(EC
R)放電させてプラズマを発生させるECRプラズマ、
直流グロープラズマ、VHF高周波プラズマ、又はヘリ
コン波プラズマなどの任意の方法を採用できる。
In the above-described embodiment, the plasma generating electrodes 5 and 5 'are connected to a high-frequency power source to apply high-frequency power. However, any power from DC to high-frequency can apply any power. . As the plasma generating means, in addition to the parallel plate plasma using a pair of plasma generating electrodes as in the above-described embodiment, a microwave and a magnetic field are simultaneously applied, and electron cyclotron resonance (EC) is performed.
R) ECR plasma for generating plasma by discharging;
Any method such as DC glow plasma, VHF high frequency plasma, or helicon wave plasma can be adopted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例である表面処理装置の正面
概略図である。
FIG. 1 is a schematic front view of a surface treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記装置の平面概略図である。FIG. 2 is a schematic plan view of the device.

【図3】上記装置のプラズマ吹出口の拡大断面図であ
る。
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a plasma outlet of the apparatus.

【図4】本発明の第2実施例である表面処理装置の正面
概略図である。
FIG. 4 is a schematic front view of a surface treatment apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図5】上記装置の平面概略図である。FIG. 5 is a schematic plan view of the device.

【図6】本発明の第3実施例である表面処理装置の正面
概略図である。
FIG. 6 is a schematic front view of a surface treatment apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図7】上記第2実施例の変形例である表面処理装置の
正面概略図である。
FIG. 7 is a schematic front view of a surface treatment apparatus which is a modification of the second embodiment.

【図8】本発明の第4実施例である表面処理装置の正面
概略図である。
FIG. 8 is a schematic front view of a surface treatment apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第5実施例である表面処理装置の正面
概略図である。
FIG. 9 is a schematic front view of a surface treatment apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第6実施例である表面処理装置の正
面概略図である。
FIG. 10 is a schematic front view of a surface treatment apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第7実施例である表面処理装置の正
面概略図である。
FIG. 11 is a schematic front view of a surface treatment apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,20,30,40,50,60,70 表面処理装置 2 ケーシング 2a,2b 側壁 2c 下壁 3,3′ プラズマ発生室 3a 絶縁体 4,4′,4″ 基板処理室 5,5′ プラズマ発生電極 6 プラズマ吹出口 6a 漸減部分 6b 漸増部分 7 基板支持台 8 ヒータ 9 排気口 9a ダクト 10 プラズマ吹出口 11 ノズル体 11a 漸増部分 11b 筒状部分 12 原料ガス供給部 12a 原料ガス供給口 13 電磁石 S 基板 P 高周波電源 1, 20, 30, 40, 50, 60, 70 Surface treatment device 2 Casing 2a, 2b Side wall 2c Lower wall 3, 3 'Plasma generation chamber 3a Insulator 4, 4', 4 "Substrate processing chamber 5, 5 'Plasma Generation electrode 6 Plasma outlet 6a Gradual decrease 6b Gradual increase 7 Substrate support 8 Heater 9 Exhaust port 9a Duct 10 Plasma vent 11 Nozzle body 11a Increasing part 11b Cylindrical part 12 Source gas supply part 12a Source gas supply port 13 Electromagnet S Substrate P High frequency power supply

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Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プラズマ発生手段、原料ガス導入口、及
び基板支持台を備えたケーシング内に、前記プラズマ発
生手段によりプラズマを発生させて原料ガスをプラズマ
化し、前記基板支持台に支持された基板表面をプラズマ
処理する表面処理装置であって、 前記ケーシングは、前記プラズマ発生手段を備えたプラ
ズマ発生室と、前記基板支持台を備えた基板処理室とに
画成され、 同基板処理室は一以上のプラズマ吹出口を介して前記プ
ラズマ発生室と連通されてなり、 前記基板処理室には、一以上の基板支持台が、同支持台
に支持された前記基板表面と前記プラズマ吹出口からの
前記プラズマの吹出方向とがほぼ平行になるよう配され
てなる、ことを特徴とする表面処理装置。
1. A method comprising: generating plasma in a casing provided with plasma generating means, a raw material gas inlet, and a substrate support by the plasma generating means to convert the raw material gas into plasma; and supporting the substrate supported by the substrate support. A surface processing apparatus for performing plasma processing on a surface, wherein the casing is defined by a plasma generation chamber including the plasma generation unit and a substrate processing chamber including the substrate support. The plasma processing chamber communicates with the plasma generation chamber through the above-described plasma outlet, and the substrate processing chamber has one or more substrate supports, the substrate surface supported by the support and the substrate surface and the plasma outlet. A surface treatment apparatus characterized by being arranged so that a direction in which the plasma is blown out is substantially parallel.
【請求項2】 前記プラズマ吹出口は、その開口断面が
吹出側に向けて漸増する部分を有してなる請求項1記載
の表面処理装置。
2. The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the plasma outlet has a portion whose opening cross section gradually increases toward the outlet side.
【請求項3】 前記プラズマ吹出口は、その入口におい
て開口断面が吹出側に向けて漸減する部分を有してなる
請求項2記載の表面処理装置。
3. The surface treatment apparatus according to claim 2, wherein the plasma outlet has a portion having an opening cross-section that gradually decreases toward the outlet at the inlet.
【請求項4】 前記プラズマ吹出口は、前記基板と平行
に延びるスリット形状をなし、前記プラズマがシート状
に吹き出される請求項1〜3のいずれかに記載の表面処
理装置。
4. The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the plasma outlet has a slit shape extending in parallel with the substrate, and the plasma is blown out in a sheet shape.
【請求項5】 前記プラズマ吹出口は、前記基板と平行
な直線上に複数配列されてなり、前記プラズマが前記プ
ラズマ吹出口から吹き出された後に合流しシート状にさ
れる請求項1〜3のいずれかに記載の表面処理装置。
5. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the plasma outlets are arranged on a straight line parallel to the substrate, and the plasma is merged into a sheet after being blown out from the plasma outlet. The surface treatment device according to any one of the above.
【請求項6】 前記基板支持台は、前記プラズマの吹出
方向との平行間隔を維持し、且つ同吹出方向と直交する
方向に移動可能である請求項1〜5のいずれかに記載の
表面処理装置。
6. The surface treatment according to claim 1, wherein the substrate support pedestal maintains a parallel interval with a direction of blowing the plasma and is movable in a direction orthogonal to the direction of blowing the plasma. apparatus.
【請求項7】 前記基板処理室は、前記プラズマ吹出口
と対向する位置に排気口を有してなる請求項1記載の表
面処理装置。
7. The surface processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate processing chamber has an exhaust port at a position facing the plasma outlet.
【請求項8】 前記原料ガス導入口は、原料ガスが前記
プラズマの流れと直交する方向で供給されるよう、前記
基板処理室内に開口してなる請求項1記載の表面処理装
置。
8. The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the source gas introduction port is opened in the substrate processing chamber so that the source gas is supplied in a direction orthogonal to the flow of the plasma.
【請求項9】 前記原料ガス導入口は、前記基板よりも
前記プラズマの流れの上流部に配されてなる請求項8記
載の表面処理装置。
9. The surface treatment apparatus according to claim 8, wherein the raw material gas inlet is disposed upstream of the substrate with respect to the flow of the plasma.
【請求項10】 前記基板処理室が二以上であり、各処
理室にはそれぞれ一の排気口と、一以上の前記プラズマ
吹出口と、一以上の前記基板支持台とが配されてなる請
求項1記載の表面処理装置。
10. The apparatus according to claim 1, wherein the number of the substrate processing chambers is two or more, and each processing chamber is provided with one exhaust port, one or more plasma outlets, and one or more substrate support tables. Item 4. The surface treatment apparatus according to Item 1.
【請求項11】 前記基板処理室内には、磁力線が前記
プラズマの流れと平行な方向に作用する磁場が付与され
てなる請求項1記載の表面処理装置。
11. The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein a magnetic field in which lines of magnetic force act in a direction parallel to the flow of the plasma is applied to the substrate processing chamber.
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