JP2001040483A - Plasma treatment film forming device - Google Patents
Plasma treatment film forming deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマＣＶＤ装
置、ドライエッチング装置などの、反応性ガスをプラズ
マ雰囲気で分解反応させて基板加熱用ヒータに載置され
た基板表面に製膜等の処理を行うプラズマ処理製膜装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for forming a film on a surface of a substrate mounted on a substrate heating heater by decomposing a reactive gas in a plasma atmosphere, such as a plasma CVD apparatus and a dry etching apparatus. The present invention relates to a plasma processing film forming apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、例えばプラズマ処理製膜装置とし
ては、図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す構造のものが
知られている。ここで、図１（Ａ）は前記装置の斜視
図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の縦方向に沿う断面図、図
１（Ｃ）は前記装置の内部が明らかとなるように示した
展開図を示す。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a plasma processing film forming apparatus having a structure shown in FIGS. 1A, 1B and 1C is known. Here, FIG. 1 (A) is a perspective view of the device, FIG. 1 (B) is a cross-sectional view along the vertical direction of FIG. 1 (A), and FIG. FIG.
【０００３】図中の付番１は、基板２を載置するための
基板加熱用ヒータ（以下、製膜用ヒータという）を示
す。この製膜用ヒータ１の基板側には、製膜ユニット構
造体３が設置されている。この製膜ユニット構造体３
は、基板側が開口した箱状の製膜ユニットカバー４と、
この製膜ユニットカバー４内に前記基板と向き合うよう
に配置された例えばラダー型タイプのプラズマ電極５
と、このプラズマ電極５を挟んで前記基板２と反対側に
配置され，前記基２にガスを送るガス供給器６と、この
ガス供給器６の背後に配置された防着板７と、排気用メ
ッシュ８とから構成されている。前記プラズマ電極５
は、断面形状が円の枠体５ａと、この枠体５ａに平行に
支持された複数の断面形状が例えば直径６ｍｍの円の丸
棒５ｂとから構成されている。前記プラズマ電極５に
は、高周波電源１３が接続されている。[0005] Reference numeral 1 in the drawing denotes a substrate heating heater (hereinafter, referred to as a film forming heater) for mounting the substrate 2. A film forming unit structure 3 is installed on the substrate side of the film forming heater 1. This film forming unit structure 3
Is a box-shaped film forming unit cover 4 having an open substrate side,
For example, a ladder type plasma electrode 5 disposed in the film forming unit cover 4 so as to face the substrate.
A gas supply device 6 arranged on the opposite side of the substrate 2 with respect to the plasma electrode 5 to send gas to the base 2, a deposition preventing plate 7 disposed behind the gas supply device 6, and an exhaust gas And a mesh 8 for use. The plasma electrode 5
Is composed of a frame 5a having a circular cross section and a plurality of round bars 5b having a cross section of, for example, a diameter of 6 mm and supported in parallel with the frame 5a. A high frequency power supply 13 is connected to the plasma electrode 5.
【０００４】ここで、前記防着板７は、ガス供給器６か
らのガスの供給がプラズマ電極側へスムーズに行わせる
ために設けるものである。前記排気用メッシュ８は、プ
ラズマ電極５と製膜用ヒータ１間の製膜ユニットカバー
４の四方方向（左右，上下方向）に複数箇所（図では２
個づつ）形成された開口部に夫々設けられている。ま
た、排気用メッシュ８は、製膜ユニット構造体３内で発
生させるプラズマエネルギーが製膜ユニット構造体３の
外へ漏れないよう、１０〜５０メッシュ程度の網又は同
程度の穴が開いたパンチングメタルなどで構成されてい
る。前記ガス供給器６は、図１（Ｃ）に示すように、平
行に配置された複数のガス配管９と、これらガス配管群
の上部側，下部側に配管９に夫々連結して配置された上
部ヘッダー１０、下部ヘッダー１１と、これらヘッダー
１０，１１に接続するガス供給管１２とを有している。Here, the deposition-preventing plate 7 is provided in order to supply the gas from the gas supply unit 6 smoothly to the plasma electrode side. The exhaust mesh 8 is provided at a plurality of locations (two in the drawing) in four directions (left and right, up and down directions) of the film forming unit cover 4 between the plasma electrode 5 and the film forming heater 1.
Each of them is provided in the formed opening. Further, the exhaust mesh 8 is formed by punching with a mesh of about 10 to 50 mesh or a hole of the same size so that plasma energy generated in the film forming unit structure 3 does not leak out of the film forming unit structure 3. It is composed of metal. As shown in FIG. 1 (C), the gas supply device 6 is provided with a plurality of gas pipes 9 arranged in parallel, and connected to the pipes 9 on the upper side and the lower side of these gas pipe groups. It has an upper header 10, a lower header 11, and a gas supply pipe 12 connected to the headers 10, 11.
【０００５】こうした構成のプラズマ処理製膜装置にお
いては、反応ガスをプラズマ電極５で分解・反応させ、
これを箱状の製膜ユニットカバー４で囲むことで、プラ
ズマの閉じ込め，製膜領域の限定を行っている。また、
前記ガスは基板２に向かい製膜されるが、製膜に寄与す
るものは例えばプラズマＣＶＤ装置ではせいぜい数％と
少量となり、大部分は製膜ユニット構造体３から排気さ
れる。前記製膜ユニット構造体３からの排気は、製膜ユ
ニットカバー４に設けられた排気用メッシュ５から排気
される。[0005] In the plasma processing film forming apparatus having such a configuration, the reaction gas is decomposed and reacted by the plasma electrode 5.
This is enclosed by a box-shaped film forming unit cover 4 to confine the plasma and limit the film forming region. Also,
The gas is deposited toward the substrate 2, but the gas that contributes to the deposition is as small as several percent at most in a plasma CVD apparatus, for example, and most of the gas is exhausted from the deposition unit structure 3. The exhaust from the film forming unit structure 3 is exhausted from an exhaust mesh 5 provided on the film forming unit cover 4.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のプラ
ズマ処理製膜装置によれば、製膜速度を増加させるため
にＲＦ電力を投入すると、製膜ユニットカバー４内でＳ
ｉ系粉末（直径約５００×１０−１０ｍ以上）が発生し
て基板表面の製膜に混入するため、膜品質を低下させる
という問題があった。However, according to the conventional plasma processing film forming apparatus, when RF power is applied to increase the film forming speed, the S film is formed in the film forming unit cover 4.
Since i-type powder (having a diameter of about 500 × 10 −10 m or more) is generated and mixed into the film formation on the substrate surface, there is a problem that the film quality is reduced.
【０００７】本願第１の発明はこうした事情を考慮して
なされたもので、第１に、基板加熱用ヒータに設置され
た基板側が開口された箱状のプラズマ処理ユニットカバ
ーと、このプラズマ処理ユニットカバー内に前記基板と
向き合うように配置されたラダー型のプラズマ電極と、
前記プラズマ処理ユニットカバー内で前記プラズマ電極
を挟んで前記基板と反対側に配置され、前記基板にガス
を供給するガス供給手段とを具備し、前記プラズマ電極
の曲率を増加させた構成とすることにより、放電電極近
傍での電界集中を緩和させてＳｉガスの過分解を抑制す
る事により粉発生量を低減しえるプラズマ処理製膜装置
を提供することを目的とする。The first invention of the present application has been made in view of such circumstances. First, a box-shaped plasma processing unit cover provided on a substrate heating heater and having an open substrate side, and a plasma processing unit cover A ladder-type plasma electrode disposed in the cover so as to face the substrate,
A plasma supply unit that is disposed on the opposite side of the plasma electrode within the plasma processing unit cover and that is opposite to the substrate, and supplies gas to the substrate, wherein the curvature of the plasma electrode is increased. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a plasma processing film forming apparatus capable of reducing the amount of powder generated by alleviating electric field concentration near the discharge electrode and suppressing excessive decomposition of Si gas.
【０００８】第２、第３の発明は、複数のガスパイプか
らのガスの流れに改良を施した構成とすることにより、
ガス淀み部による滞留を無くし、粉が成長する前に製膜
ユニット外へ排出し、粉発生量を低減し得るプラズマ処
理製膜装置を提供することを目的とする。[0008] The second and third aspects of the present invention provide a structure in which the flow of gas from a plurality of gas pipes is improved.
An object of the present invention is to provide a plasma processing film forming apparatus capable of eliminating stagnation due to a gas stagnation portion, discharging the powder outside the film forming unit before growing, and reducing the amount of generated powder.
【０００９】第４の発明は、ラダー型のプラズマ電極と
して周面に複数のガス噴出孔を有した導電製中空体を用
いた構成とすることにより、電極にガス供給機能を備え
させ、粉が発生・成長し易い放電電極周囲での粉の滞留
時間を短くする事により、粉発生量を低減し得るプラズ
マ処理製膜装置を提供することを目的とする。In a fourth aspect of the present invention, a ladder-type plasma electrode is formed by using a conductive hollow body having a plurality of gas ejection holes on a peripheral surface, so that the electrode is provided with a gas supply function and powder is reduced. An object of the present invention is to provide a plasma processing film forming apparatus capable of reducing the amount of generated powder by shortening the residence time of the powder around a discharge electrode which is easily generated and grown.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本願第１の発明は、反応
性ガスをプラズマ雰囲気で分解反応させて基板加熱用ヒ
ータに載置された基板表面に製膜等のプラズマ処理を行
うプラズマ処理製膜装置において、前記基板加熱用ヒー
タに設置された、基板側が開口された箱状のプラズマ処
理ユニットカバーと、このプラズマ処理ユニットカバー
内に前記基板と向き合うように配置されたラダー型のプ
ラズマ電極と、前記プラズマ処理ユニットカバー内で前
記プラズマ電極を挟んで前記基板と反対側に配置され、
前記基板にガスを供給するガス供給手段とを具備し、前
記プラズマ電極の曲率を増加させたことを特徴とするプ
ラズマ処理製膜装置である。Means for Solving the Problems The first invention of the present application is a plasma processing method in which a reactive gas is decomposed and reacted in a plasma atmosphere to perform plasma processing such as film formation on a substrate surface mounted on a substrate heating heater. In the film apparatus, a box-shaped plasma processing unit cover having an opening on the substrate side, provided on the substrate heating heater, and a ladder-type plasma electrode disposed in the plasma processing unit cover so as to face the substrate. Is disposed on the opposite side of the plasma electrode in the plasma processing unit cover and the substrate,
And a gas supply means for supplying a gas to the substrate, wherein a curvature of the plasma electrode is increased.
【００１１】本願第２の発明は、反応性ガスをプラズマ
雰囲気で分解反応させて基板加熱用ヒータに載置された
基板表面に製膜等のプラズマ処理を行うプラズマ処理製
膜装置において、前記基板加熱用ヒータに設置された、
基板側が開口された箱状のプラズマ処理ユニットカバー
と、このプラズマ処理ユニットカバー内に前記基板と向
き合うように配置されたラダー型のプラズマ電極と、前
記プラズマ処理ユニットカバー内で前記プラズマ電極を
挟んで前記基板と反対側に配置され、前記基板にガスを
供給するガス噴出口を有した複数のガスパイプと、これ
らのガスパイプ間の隙間に埋め込まれたブロックとを具
備することを特徴とするプラズマ処理製膜装置である。The second invention of the present application is directed to a plasma processing film forming apparatus for performing a decomposition process of a reactive gas in a plasma atmosphere to perform a plasma process such as a film forming on a surface of a substrate mounted on a substrate heating heater. Installed in the heater for heating,
A box-shaped plasma processing unit cover having an open substrate side, a ladder-type plasma electrode arranged in the plasma processing unit cover so as to face the substrate, and the plasma electrode sandwiched between the plasma processing unit covers. A plurality of gas pipes having a gas outlet for supplying a gas to the substrate and a block embedded in a gap between the gas pipes, the plasma processing product comprising: It is a membrane device.
【００１２】本願第３の発明は、反応性ガスをプラズマ
雰囲気で分解反応させて基板加熱用ヒータに載置された
基板表面に製膜等のプラズマ処理を行うプラズマ処理製
膜装置において、前記基板加熱用ヒータに設置された、
基板側が開口された箱状のプラズマ処理ユニットカバー
と、このプラズマ処理ユニットカバー内に前記基板と向
き合うように配置されたラダー型のプラズマ電極と、前
記プラズマ処理ユニットカバー内で前記プラズマ電極を
挟んで前記基板と反対側に配置され、前記基板にガスを
供給するガス噴出口を有した複数のガスパイプと、これ
らのガスパイプ間に配置されたガスパイプ間を仕切る仕
切り板とを具備することを特徴とするプラズマ処理製膜
装置である。The third invention of the present application is directed to a plasma processing film forming apparatus for performing a plasma processing such as film forming on a surface of a substrate mounted on a substrate heating heater by decomposing and reacting a reactive gas in a plasma atmosphere. Installed in the heater for heating,
A box-shaped plasma processing unit cover having an open substrate side, a ladder-type plasma electrode arranged in the plasma processing unit cover so as to face the substrate, and the plasma electrode sandwiched between the plasma processing unit covers. It is characterized by comprising a plurality of gas pipes arranged on the opposite side of the substrate and having gas ejection ports for supplying gas to the substrate, and a partition plate for partitioning between the gas pipes arranged between these gas pipes. This is a plasma processing film forming apparatus.
【００１３】本願第４の発明は、反応性ガスをプラズマ
雰囲気で分解反応させて基板加熱用ヒータに載置された
基板表面に製膜等のプラズマ処理を行うプラズマ処理製
膜装置において、前記基板加熱用ヒータに設置された、
基板側が開口された箱状のプラズマ処理ユニットカバー
と、このプラズマ処理ユニットカバー内に前記基板と向
き合うように配置されたラダー型のプラズマ電極とを具
備し、前記プラズマ電極は周面に複数のガス噴出孔を有
した導電製中空体であることを特徴とするプラズマ処理
製膜装置である。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a plasma processing film forming apparatus for performing a plasma treatment such as film forming on a surface of a substrate mounted on a substrate heating heater by decomposing and reacting a reactive gas in a plasma atmosphere. Installed in the heater for heating,
A plasma processing unit cover having a box shape having an open substrate side, and a ladder-type plasma electrode disposed in the plasma processing unit cover so as to face the substrate, wherein the plasma electrode has a plurality of gas A plasma processing film forming apparatus characterized by being a conductive hollow body having an ejection hole.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明のプラズマ処理製膜
装置について詳述する。第１の発明において、ラダー型
のプラズマ電極は、通常、四角形状の枠体と、この枠体
に支持された複数な平行な棒状体から構成される。そこ
で、前記棒状体の断面形状は円形で、かつその直径は１
０ｍｍ以上であることが好ましい。これは、図６から明
らかのように直径が１０ｍｍ未満ではＳｉ系粉末の量が
多いからである。ここで、実験的には、単位放電体積・
単位時間当たりの粉発生量が３×１０−６ｋｇ／ｍ３・
ｓｅｃ以下の場合、粉の影響がなく高品質膜が製膜でき
る結果を得ている。従って、同範囲内に粉発生量を抑え
るには、直径１０ｍｍ以上であることが望ましい。但
し、棒状体は曲率を従来と比べて増加させることが目的
であるので、断面形状は必ずしも円形に限らず、楕円形
等の形状でもよい。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a plasma processing film forming apparatus of the present invention will be described in detail. In the first invention, the ladder-type plasma electrode is usually composed of a rectangular frame and a plurality of parallel rods supported by the frame. Therefore, the cross-sectional shape of the rod is circular and the diameter is 1
It is preferably 0 mm or more. This is because, as is apparent from FIG. 6, when the diameter is less than 10 mm, the amount of the Si-based powder is large. Here, experimentally, the unit discharge volume
Powder generation amount per unit time is 3 × 10 -6 kg / m 3 ·
In the case of less than sec, a result that a high quality film can be formed without the influence of the powder is obtained. Therefore, in order to suppress the amount of generated powder within the same range, the diameter is desirably 10 mm or more. However, since the purpose of the rod-shaped body is to increase the curvature as compared with the conventional one, the cross-sectional shape is not necessarily limited to a circle, but may be an ellipse or the like.
【００１５】第２の発明において、ガスパイプに形成さ
れるガス噴出口の数や径は、製膜条件等に応じて任意に
設定することができる。また、ガスパイプの間の隙間に
配置されるブロックはガスパイプからのガスの滞留をな
くすために設置するものであるが、これは一体ものでも
よいし、あるいは夫々独立していてもよい。前記ブロッ
クの材質としては、例えばＳＵＳ３０４、ニッケル、ア
ルミナが挙げられる。In the second invention, the number and diameter of the gas outlets formed in the gas pipe can be arbitrarily set according to the film forming conditions and the like. Further, the blocks arranged in the gaps between the gas pipes are installed in order to eliminate the stagnation of gas from the gas pipes, but they may be integrated or may be independent of each other. Examples of the material of the block include SUS304, nickel, and alumina.
【００１６】第３の発明において、ガスパイプ間の仕切
り板はプラズマ電極近傍のガス流速を増加させる目的の
ために設置されるもので、その材質としては、アルミ
ナ、ジルコニア等が挙げられる。また、仕切り板の長さ
は、製膜の条件に応じて任意に設定することができる。In the third aspect, the partition plate between the gas pipes is provided for the purpose of increasing the gas flow rate near the plasma electrode, and examples of the material include alumina and zirconia. In addition, the length of the partition plate can be arbitrarily set according to the conditions for film formation.
【００１７】第４の発明において、ラダー型のプラズマ
電極はガス供給機能を備えている。こうした電極を用い
ることにより、電極近傍のシース滞在時間を短くして粉
発生量を低減できる。そして、前記プラズマ電極は、例
えば後述するように、中空の導電製枠体と、この枠体に
平行に支持された複数の導電製中空体とから構成されて
いる。ここで、前記枠体の断面形状としては例えば円
形、四角形等が挙げられ、中空体の断面形状としては例
えば円形、楕円形等の形状が挙げられる。そして、中空
体の周面には、ガス噴出のためのガス噴出孔が多数設け
られている。ここで、ガス噴出孔の数や径や位置は、基
板の製膜条件に応じて任意に設定できる。In the fourth aspect, the ladder-type plasma electrode has a gas supply function. By using such an electrode, the sheath staying time near the electrode can be shortened and the amount of generated powder can be reduced. The plasma electrode includes, for example, a hollow conductive frame and a plurality of conductive hollow bodies supported in parallel with the frame, as described later. Here, the cross-sectional shape of the frame body is, for example, a circle or a square, and the cross-sectional shape of the hollow body is, for example, a circular or elliptical shape. A large number of gas ejection holes for gas ejection are provided on the peripheral surface of the hollow body. Here, the number, diameter, and position of the gas ejection holes can be arbitrarily set according to the film forming conditions of the substrate.
【００１８】[0018]
【実施例】以下、本発明の各実施例を図面参照して説明
する。但し、下記実施例に述べられる各構成部材の材料
や寸法等は一例を示すもので、本発明の権利範囲を特定
するものではない。 （実施例１）図２（Ａ），（Ｂ）を参照する。ここで、
図２（Ａ）は本発明の実施例１に係るプラズマ処理製膜
装置の展開図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿
う断面図を示す。図中の付番２１は、基板２２を載置す
るための基板加熱用ヒータ（以下、製膜用ヒータとい
う）を示す。この製膜用ヒータ２１の基板側には、製膜
ユニット構造体２３が設置されている。この製膜ユニッ
ト構造体２３は、基板側が開口した箱状の製膜ユニット
カバー２４と、この製膜ユニットカバー２４内に前記基
板２２と向き合うように配置された断面形状が例えば円
のラダー型のプラズマ電極２５と、このプラズマ電極２
５を挟んで前記基板２２と反対側に配置され，前記基２
２にガスを送るガス供給器（ガス供給手段）２６と、こ
のガス供給器２６の背後に配置された防着板２７と、排
気用メッシュ（図示せず）とから構成されている。前記
プラズマ電極２５には、高周波電源２８が接続されてい
る。前記プラズマ電極２５は、断面形状が円の枠体２５
ａと、この枠体２５ａに平行に支持された複数の断面形
状が例えば直径１０ｍｍの円の丸棒２５ｂとから構成さ
れている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the materials, dimensions, and the like of the respective components described in the following examples are merely examples, and do not specify the scope of rights of the present invention. Embodiment 1 FIGS. 2A and 2B are referred to. here,
FIG. 2A is a developed view of the plasma processing film forming apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 2A. Reference numeral 21 in the figure indicates a substrate heating heater (hereinafter, referred to as a film forming heater) for mounting the substrate 22. On the substrate side of the film forming heater 21, a film forming unit structure 23 is provided. The film-forming unit structure 23 has a box-shaped film-forming unit cover 24 having an open substrate side, and a ladder-shaped ladder-shaped cross-section disposed inside the film-forming unit cover 24 so as to face the substrate 22. The plasma electrode 25 and the plasma electrode 2
5 on the opposite side of the substrate 22 and the base 2
The gas supply unit 26 includes a gas supply unit (gas supply unit) 26 for sending gas to the fuel cell 2, a deposition preventing plate 27 disposed behind the gas supply unit 26, and an exhaust mesh (not shown). A high-frequency power supply 28 is connected to the plasma electrode 25. The plasma electrode 25 has a frame 25 having a circular cross section.
a and a plurality of round bars 25b each having a plurality of cross-sectional shapes supported in parallel with the frame 25a and having a diameter of, for example, 10 mm.
【００１９】ここで、前記防着板２７は、ガス供給器２
６からのガスの供給がプラズマ電極側へスムーズに行わ
せるために設けるものである。前記排気用メッシュは、
プラズマ電極２５と製膜用ヒータ２１間の製膜ユニット
カバー２４の四方方向（左右，上下方向）に複数箇所
（図では２個づつ）形成された開口部に夫々設けられて
いる。また、排気用メッシュは、製膜ユニット構造体２
３内で発生させるプラズマエネルギーが製膜ユニット構
造体２３の外へ漏れないよう、１０〜５０メッシュ程度
の網又は同程度の穴が開いたパンチングメタルなどで構
成されている。前記ガス供給器２６は、平行に配置され
た複数のガス配管２９と、これらガス配管群の上部側，
下部側に配管２９と夫々連結して配置された上部ヘッダ
ー３０、下部ヘッダー３１と、これらヘッダー３０，３
１に接続するガス供給管３２とを有している。Here, the attachment-preventing plate 27 is connected to the gas supply device 2.
This is provided so that the supply of gas from 6 can be performed smoothly to the plasma electrode side. The exhaust mesh,
The film forming unit cover 24 between the plasma electrode 25 and the film forming heater 21 is provided at a plurality of openings (two in the figure) in four directions (left and right, up and down directions), respectively. Further, the exhaust mesh is formed by the film forming unit structure 2.
In order to prevent the plasma energy generated in 3 from leaking out of the film forming unit structure 23, it is made of a mesh of about 10 to 50 mesh or a punching metal having the same size of holes. The gas supply device 26 includes a plurality of gas pipes 29 arranged in parallel, an upper side of these gas pipe groups,
An upper header 30, a lower header 31, and a header 30, 3, which are arranged on the lower side in connection with the pipe 29, respectively.
1 and a gas supply pipe 32 connected to the gas supply pipe 32.
【００２０】こうした構成のプラズマ処理製膜装置にお
いては、反応ガスをプラズマ電極２５で分解・反応さ
せ、これを箱状の製膜ユニットカバー２４で囲むこと
で、プラズマの閉じ込め，製膜領域の限定を行ってい
る。また、前記ガスは基板２２に向かい製膜されるが、
製膜に寄与するものは例えばプラズマＣＶＤ装置ではせ
いぜい数％と少量となり、大部分は製膜ユニット構造体
２３から排気される。前記製膜ユニット構造体２３から
の排気は、製膜ユニットカバー２４に設けられた排気用
メッシュから排気される。In the plasma processing film forming apparatus having such a configuration, the reaction gas is decomposed and reacted by the plasma electrode 25, and this is surrounded by a box-shaped film forming unit cover 24, thereby confining the plasma and limiting the film forming area. It is carried out. Further, the gas is formed toward the substrate 22,
What contributes to the film formation is, for example, at most a few% in a plasma CVD apparatus, and most is exhausted from the film formation unit structure 23. The exhaust from the film forming unit structure 23 is exhausted from an exhaust mesh provided on the film forming unit cover 24.
【００２１】上記実施例１によれば、プラズマ電極２５
を、断面形状が円の枠体２５ａと、この枠体２５ａに平
行に支持された複数の断面形状が例えば直径１０ｍｍの
円の丸棒２５ｂとから構成しているため、従来と比べ、
放電電極近傍での電界集中を緩和させ、Ｓｉ系粉末等の
粉の発生量を低減することができる。このことは、図６
のプラズマ電極を構成する丸棒の直径と粉発生量とを比
較した特性図より明らかである。即ち、従来のように直
径が６ｍｍの場合は粉発生量が多く膜品質を低下させて
いたが、直径を１０ｍｍとすることにより、粉発生量を
著しく低減することが確認できる。なお、丸棒の径は１
０ｍｍに限らず、１０ｍｍ以上でもよい。According to the first embodiment, the plasma electrode 25
Is composed of a frame 25a having a circular cross section and a round bar 25b having a plurality of cross sections supported in parallel with the frame 25a, for example, having a diameter of 10 mm.
The electric field concentration in the vicinity of the discharge electrode can be reduced, and the amount of powder such as Si powder can be reduced. This is illustrated in FIG.
It is clear from the characteristic diagram comparing the diameter of the round bar constituting the plasma electrode and the amount of generated powder. That is, when the diameter is 6 mm as in the related art, the amount of generated powder is large and the film quality is deteriorated. However, it can be confirmed that the amount of generated powder is significantly reduced by setting the diameter to 10 mm. The diameter of the round bar is 1
Not limited to 0 mm, it may be 10 mm or more.
【００２２】（実施例２）図３を参照する。但し、図２
と同部材は同符番を付して説明を省略し、要部のみ説明
する。なお、図３では便宜上プラズマ電極２５は丸棒２
５ｂ部分のみ図示しており、基板はプラズマ電極２５の
上方に位置する（後述する図４、図５の場合も同様）。
図３中の付番４１は、前記プラズマ処理ユニットカバー
２４内で前記プラズマ電極２５を挟んで前記基板２２と
反対側に配置され、前記基板２２にガスを供給する複数
のガス噴出口４１ａを有した複数のガスパイプを示す。
これらのガスパイプ４１，４１間の隙間には、突起状の
ブロック４２が埋め込まれている。(Embodiment 2) Referring to FIG. However, FIG.
The same members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted, and only the main parts will be described. In FIG. 3, the plasma electrode 25 is a round bar 2 for convenience.
Only the portion 5b is shown, and the substrate is located above the plasma electrode 25 (the same applies to FIGS. 4 and 5 described later).
Reference numeral 41 in FIG. 3 has a plurality of gas outlets 41 a that are arranged in the plasma processing unit cover 24 on the opposite side to the substrate 22 with the plasma electrode 25 interposed therebetween and supply gas to the substrate 22. 2 shows a plurality of gas pipes.
A projecting block 42 is embedded in the gap between the gas pipes 41, 41.
【００２３】こうした構成の実施例２によれば、複数の
ガス噴出口４１ａを有したガスパイプ４１，４１間のガ
ス淀み部を突起状のブロック４２で埋め、ガスパイプ４
１間の隙間を極力なくす構造になっているため、ガスの
滞留を無くし、粉成長を抑制して粉発生量を低減でき
る。According to the second embodiment having such a configuration, the gas stagnation portion between the gas pipes 41 having a plurality of gas ejection ports 41a is filled with the projecting block 42, and the gas pipe 4
Since the gap between the two is minimized, the stagnation of the gas is eliminated, the powder growth is suppressed, and the amount of generated powder can be reduced.
【００２４】（実施例３）図４を参照する。但し、図
２、図３と同部材は同符番を付して説明を省略し、要部
のみ説明する。図４中の付番４１は、図３の場合と同
様、前記基板２２にガスを供給する複数のガス噴出口４
１ａを有した複数のガスパイプを示す。これらのガスパ
イプ４１，４１間の隙間には、仕切り板５１が夫々配置
されている。(Embodiment 3) Referring to FIG. However, the same members as those in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only the main parts will be described. The number 41 in FIG. 4 indicates a plurality of gas outlets 4 for supplying gas to the substrate 22 as in FIG.
1 shows a plurality of gas pipes having 1a. In the gap between these gas pipes 41, 41, partition plates 51 are respectively arranged.
【００２５】こうした構成の実施例２によれば、各ガス
パイプ４１，４１間の隙間に仕切り板５１を夫々配置し
た構成となっているため、ガスパイプ４１のガス噴出口
４１ａからのガスをプラズマ電極２５側にガイドでき、
もってプラズマ電極２５近傍のガス流速を増加させ、粉
成長を抑制して粉発生量を低減できる。 （実施例４）図５（Ａ），（Ｂ）を参照する。ここで、
図５（Ａ）は実施例４に係るプラズマ処理製膜装置の
電極周辺の説明図、図５（Ｂ）はプラズマ電極の平面図
を示す。但し、図２と同部材は同符番を付して説明を省
略し、要部のみ説明する。図中の付番６１は、ガス供給
機能を備えたラダー型のプラズマ電極を示す。このプラ
ズマ電極６１は、断面形状が円の中空の導電製枠体６２
と、この枠体６２内に平行に配置された断面形状が円の
複数の中空の導電製中空体６３とを備えている。前記導
電製中空体６３の周面には、複数のガス噴出孔６３ａが
形成されている。According to the second embodiment having such a configuration, since the partition plates 51 are arranged in the gaps between the gas pipes 41, 41, the gas from the gas outlet 41a of the gas pipe 41 is supplied to the plasma electrode 25. Can guide to the side,
As a result, the gas flow rate near the plasma electrode 25 can be increased to suppress powder growth and reduce the amount of generated powder. (Embodiment 4) Referring to FIGS. 5 (A) and 5 (B). here,
FIG. 5A is an explanatory view of the periphery of the electrode of the plasma processing film forming apparatus according to the fourth embodiment, and FIG. 5B is a plan view of the plasma electrode. However, the same members as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted, and only the main parts will be described. Reference numeral 61 in the figure indicates a ladder-type plasma electrode having a gas supply function. The plasma electrode 61 has a hollow conductive frame body 62 having a circular cross section.
And a plurality of hollow conductive hollow bodies 63 having a circular cross section and arranged in parallel in the frame body 62. On the peripheral surface of the conductive hollow body 63, a plurality of gas ejection holes 63a are formed.
【００２６】上記実施例４によれば、プラズマ電極とし
てガス供給機能を備えたラダー型のプラズマ電極６１を
設けた構成となっているため、プラズマと電極間に存在
する電界強度が高いシース領域での滞在時間を短くして
粉発生量を低減できる。なお、上記実施例４において、
導電製枠体や導電製中空体の断面形状は円である場合に
ついて述べたが、これに限定されない。また、ガス噴出
孔の数や大きさも特に限定されず、用途に応じて任意に
設定できる。According to the fourth embodiment, since the ladder-type plasma electrode 61 having a gas supply function is provided as the plasma electrode, the sheath region having a high electric field strength between the plasma and the electrode is provided. And the amount of generated powder can be reduced. In the fourth embodiment,
Although the case where the cross-sectional shape of the conductive frame or the conductive hollow body is a circle has been described, the present invention is not limited to this. Also, the number and size of the gas ejection holes are not particularly limited, and can be arbitrarily set according to the application.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上詳述したように第１の発明によれ
ば、プラズマ電極の曲率を増加させた構成とすることに
より、放電電極近傍での電界集中を緩和させて粉発生量
を低減しえるプラズマ処理製膜装置できる。As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, the curvature of the plasma electrode is increased to reduce the concentration of the electric field near the discharge electrode and reduce the amount of powder generated. Plasma processing film forming equipment.
【００２８】また、第２、第３の発明によれば、複数の
ガスパイプからのガスの流れに改良を施した構成とする
ことにより、ガス淀み部による滞留を無くし、粉発生量
を低減し得るプラズマ処理製膜装置を提供できる。According to the second and third aspects of the present invention, by improving the flow of gas from the plurality of gas pipes, stagnation due to gas stagnation portions can be eliminated, and the amount of powder generated can be reduced. A plasma processing film forming apparatus can be provided.
【００２９】更に、第４の発明にょれば、ラダー型のプ
ラズマ電極として周面に複数のガス噴出孔を有した導電
製中空体を用いた構成とすることにより、電極にガス供
給機能を備えさせ、もって上記と同様、粉発生量を低減
し得るプラズマ処理製膜装置を提供できる。Further, according to the fourth aspect of the invention, the electrode is provided with a gas supply function by using a conductive hollow body having a plurality of gas ejection holes on the peripheral surface as a ladder-type plasma electrode. Thus, a plasma processing film forming apparatus capable of reducing the amount of generated powder can be provided as described above.
【図１】従来のプラズマ処理製膜装置の説明図。FIG. 1 is an explanatory view of a conventional plasma processing film forming apparatus.
【図２】本発明の実施例１に係るプラズマ処理製膜装置
の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a plasma processing film forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施例２に係るプラズマ処理製膜装置
の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a plasma processing film forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施例３に係るプラズマ処理製膜装置
の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a plasma processing film forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施例４に係るプラズマ処理製膜装置
の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of a plasma processing film forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施例１におけるプラズマ電極の丸棒
の直径と粉発生量殿関係を示す特性図。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the diameter of a round bar of a plasma electrode and the amount of generated powder in Example 1 of the present invention.
２１…製膜用ヒータ、 ２２…基板、 ２３…製膜ユニット構造体、 ２４…製膜ユニットカバー、 ２５、６１…プラズマ電極、 ２５ａ、６２…枠体、 ２５ｂ…丸棒、 ２７…棒着板、 ２８…高周波電源、 ２９…上部ヘッダー、 ３０…上部ヘッダー、 ３１…ガス配管、 ４１…ガスパイプ、 ４１ａ…ガス噴出口、 ５１…仕切り板。 Reference numeral 21: film forming heater, 22: substrate, 23: film forming unit structure, 24: film forming unit cover, 25, 61: plasma electrode, 25a, 62: frame, 25b: round bar, 27: rod mounting plate , 28: high frequency power supply, 29: upper header, 30: upper header, 31: gas pipe, 41: gas pipe, 41a: gas outlet, 51: partition plate.
フロントページの続き (72)発明者 笹川 英四郎 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 小川 和彦 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 Ｆターム(参考） 4K030 EA05 EA06 FA03 KA12 KA15 KA23 5F004 AA13 AA16 BA20 BB13 BB26 BB28 BB29 BC03 CA02 Continued on the front page (72) Eijiro Sasakawa 1-1, Akunouracho, Nagasaki-shi, Nagasaki Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagasaki Shipyard (72) Inventor Kazuhiko Ogawa 1-1-1, Akunouracho, Nagasaki-shi, Nagasaki Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 4K030 EA05 EA06 FA03 KA12 KA15 KA23 5F004 AA13 AA16 BA20 BB13 BB26 BB28 BB29 BC03 CA02
Claims (5)
させて基板加熱用ヒータに載置された基板表面に製膜等
のプラズマ処理を行うプラズマ処理製膜装置において、 前記基板加熱用ヒータに設置された、基板側が開口され
た箱状のプラズマ処理ユニットカバーと、このプラズマ
処理ユニットカバー内に前記基板と向き合うように配置
されたラダー型のプラズマ電極と、前記プラズマ処理ユ
ニットカバー内で前記プラズマ電極を挟んで前記基板と
反対側に配置され、前記基板にガスを供給するガス供給
手段とを具備し、前記プラズマ電極の曲率を増加させた
ことを特徴とするプラズマ処理製膜装置。1. A plasma processing apparatus for performing a plasma treatment such as film formation on a surface of a substrate mounted on a substrate heating heater by decomposing and reacting a reactive gas in a plasma atmosphere. A box-shaped plasma processing unit cover having an opened substrate side, a ladder-type plasma electrode disposed in the plasma processing unit cover so as to face the substrate, and the plasma electrode in the plasma processing unit cover. A gas supply means for supplying a gas to the substrate, the gas supply means being arranged on the opposite side of the substrate with respect to the substrate, and the curvature of the plasma electrode is increased.
で、かつ直径１０ｍｍ以上であることを特徴とする請求
項１記載のプラズマ処理製膜装置。2. The plasma processing film forming apparatus according to claim 1, wherein the plasma electrode has a circular cross section and a diameter of 10 mm or more.
させて基板加熱用ヒータに載置された基板表面に製膜等
のプラズマ処理を行うプラズマ処理製膜装置において、 前記基板加熱用ヒータに設置された、基板側が開口され
た箱状のプラズマ処理ユニットカバーと、このプラズマ
処理ユニットカバー内に前記基板と向き合うように配置
されたラダー型のプラズマ電極と、前記プラズマ処理ユ
ニットカバー内で前記プラズマ電極を挟んで前記基板と
反対側に配置され、前記基板にガスを供給するガス噴出
口を有した複数のガスパイプと、これらのガスパイプ間
の隙間に埋め込まれたブロックとを具備することを特徴
とするプラズマ処理製膜装置。3. A plasma processing film forming apparatus for performing a decomposition process of a reactive gas in a plasma atmosphere to perform a plasma process such as film forming on a surface of a substrate mounted on the substrate heating heater. A box-shaped plasma processing unit cover having an opened substrate side, a ladder-type plasma electrode disposed in the plasma processing unit cover so as to face the substrate, and the plasma electrode in the plasma processing unit cover. A plurality of gas pipes, which are arranged on the opposite side of the substrate and have a gas ejection port for supplying gas to the substrate, and blocks embedded in gaps between these gas pipes. Plasma processing film forming equipment.
させて基板加熱用ヒータに載置された基板表面に製膜等
のプラズマ処理を行うプラズマ処理製膜装置において、 前記基板加熱用ヒータに設置された、基板側が開口され
た箱状のプラズマ処理ユニットカバーと、このプラズマ
処理ユニットカバー内に前記基板と向き合うように配置
されたラダー型のプラズマ電極と、前記プラズマ処理ユ
ニットカバー内で前記プラズマ電極を挟んで前記基板と
反対側に配置され、前記基板にガスを供給するガス噴出
口を有した複数のガスパイプと、これらのガスパイプ間
に配置されたガスパイプ間を仕切る仕切り板とを具備す
ることを特徴とするプラズマ処理製膜装置。4. A plasma processing film forming apparatus for performing a plasma treatment such as film forming on a surface of a substrate mounted on a substrate heating heater by decomposing and reacting a reactive gas in a plasma atmosphere. A box-shaped plasma processing unit cover having an opened substrate side, a ladder-type plasma electrode disposed in the plasma processing unit cover so as to face the substrate, and the plasma electrode in the plasma processing unit cover. A plurality of gas pipes arranged on the opposite side of the substrate with a gas ejection port for supplying gas to the substrate, and a partition plate for partitioning the gas pipes disposed between the gas pipes. Characteristic plasma processing film forming equipment.
させて基板加熱用ヒータに載置された基板表面に製膜等
のプラズマ処理を行うプラズマ処理製膜装置において、 前記基板加熱用ヒータに設置された、基板側が開口され
た箱状のプラズマ処理ユニットカバーと、このプラズマ
処理ユニットカバー内に前記基板と向き合うように配置
されたラダー型のプラズマ電極とを具備し、前記プラズ
マ電極は周面に複数のガス噴出孔を有した導電製中空体
であることを特徴とするプラズマ処理製膜装置。5. A plasma processing film forming apparatus for performing a plasma treatment such as film forming on a surface of a substrate mounted on a substrate heating heater by decomposing and reacting a reactive gas in a plasma atmosphere. A plasma processing unit cover in the form of a box having a substrate side opened, and a ladder-type plasma electrode disposed in the plasma processing unit cover so as to face the substrate, wherein the plasma electrode is provided on the peripheral surface. A plasma processing film forming apparatus characterized by being a conductive hollow body having a plurality of gas ejection holes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21522899A JP3746639B2 (en) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | Plasma processing film forming equipment |
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| JP (1) | JP3746639B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006331740A (en) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Sharp Corp | Plasma processor |
| JP2015508565A (en) * | 2012-01-27 | 2015-03-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | Segmented antenna assembly |
| DE102013112855A1 (en) * | 2013-11-21 | 2015-05-21 | Aixtron Se | Apparatus and method for manufacturing carbon nanostructures |
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1999
- 1999-07-29 JP JP21522899A patent/JP3746639B2/en not_active Expired - Fee Related
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