JP2003059840A - Apparatus and method for plasma treatment - Google Patents

Apparatus and method for plasma treatment

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JP2003059840A
JP2003059840A JP2001246148A JP2001246148A JP2003059840A JP 2003059840 A JP2003059840 A JP 2003059840A JP 2001246148 A JP2001246148 A JP 2001246148A JP 2001246148 A JP2001246148 A JP 2001246148A JP 2003059840 A JP2003059840 A JP 2003059840A
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JP
Japan
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dielectric
plasma
plasma processing
electrode
small electrodes
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JP2001246148A
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Japanese (ja)
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Takashi Inamasu
崇 稲増
Kenji Wada
健司 和田
Haruyuki Morita
春雪 森田
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Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for plasma treatment, capable of increasing the size of the treatment area, improving the treatment speed and improving the treatment quality. SOLUTION: The apparatus for plasma treating comprises a reaction vessel 4, a high-frequency electrode 20 provided in the vessel 4, and a dielectric 6 associated with the electrode 20. The electrode 20 has a plurality of small electrodes 21 to 24 separated from each other. High-frequency voltages, applied to at least two of the electrodes 21 to 24, are different in phases from each other. The dielectric 6 is protruded to a plasma-generating atmosphere side with respect to the electrodes 21 to 24. The strength distribution of an electric field which is applied by the electrode 20 can be made uniform by the dielectric 6.

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、プラズマ処理装置
およびプラズマ処理方法に関し、具体的には、被処理部
材に対し膜堆積、エッチングあるいは表面改質を行うの
に好適なプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method, and more specifically, to a plasma processing apparatus and a plasma processing suitable for performing film deposition, etching or surface modification on a member to be processed. Regarding the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、半導体装置の製造プロセスにおい
て、プラズマエネルギーを利用した薄膜堆積、エッチン
グ、表面改質等の処理が必要不可欠になっている。これ
らのプラズマ処理工程では、液晶ディスプレイや太陽電
池等の半導体装置の大型化、および処理能力向上の要求
に対応した被処理面積の大型化や処理速度の向上、そし
て処理品質の向上が重要な課題である。
2. Description of the Related Art Today, in semiconductor device manufacturing processes, thin film deposition, etching, surface modification and other treatments using plasma energy are indispensable. In these plasma processing steps, it is important to increase the size of semiconductor devices such as liquid crystal displays and solar cells, and to increase the processing area and processing speed in response to the demand for improved processing capacity, and to improve processing quality. Is.

【0003】このようなプラズマ処理の現状について説
明する。代表的なプラズマ処理を用いた膜堆積法である
プラズマCVD法を例にとると、堆積される膜として、
代表的には、シリコンの多結晶薄膜、微結晶薄膜、非晶
質薄膜、および酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、珪化
金属膜等のシリコン化合物膜などがある。プラズマCV
D法における量産性を向上させるためには、成膜速度の
増大と処理面積の大型化が必要となる。成膜速度を増大
させるためには、高周波電力を高める、または原料ガス
の供給量を増加させるなどが考えられる。一方、処理面
積の大型化には、高周波電極の表面最大寸法が大きくな
るほど、電極上で発生する定在波の影響が大きくなる問
題が知られている。その結果、プラズマの面内均一性が
悪くなるため、膜堆積の場合は膜厚や膜特性の面内均一
性の悪化、エッチングの場合はエッチングレートの面内
均一性の悪化を引き起こしてしまう。
The current state of such plasma processing will be described. Taking the plasma CVD method, which is a typical film deposition method using plasma processing, as an example of the deposited film,
Typically, there are a polycrystalline thin film of silicon, a microcrystalline thin film, an amorphous thin film, and a silicon compound film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a metal silicide film. Plasma CV
In order to improve mass productivity in the D method, it is necessary to increase the film forming speed and increase the processing area. In order to increase the film formation rate, it is considered that the high frequency power is increased or the supply amount of the source gas is increased. On the other hand, it is known that, in order to increase the processing area, the influence of the standing wave generated on the electrode increases as the maximum surface dimension of the high-frequency electrode increases. As a result, the in-plane uniformity of plasma is deteriorated, which causes in-plane uniformity of film thickness and film characteristics in the case of film deposition, and in-plane uniformity of etching rate in the case of etching.

【0004】膜厚および膜質の不均一化という問題を解
決するため、特開昭62−130277号公報は、複数
の区画に分割された高周波電圧印加平板電極を有し、か
つ該電極の各区画に印加される高周波電圧を別々に制御
するための電源装置を備えるプラズマCVD装置を開示
する。そのような従来の装置は、図20に示すとおり、
反応室201、分配器231、電力増幅器235、23
6および237を有する。反応室201には、分割電極
240、241および242、ならびに上部電極212
が配置されている。分割電極240、241および24
2には、それぞれ電源218から等しい高周波電圧が印
加されるが、必要に応じて、電力増幅器の印加電圧を調
整し、中央部分の分割電極と周辺端部の分割電極の電圧
とを極くわずか変化させてもよい。
In order to solve the problem of non-uniformity of film thickness and film quality, Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-130277 has a high frequency voltage applying flat plate electrode divided into a plurality of sections, and each section of the electrode. Disclosed is a plasma CVD apparatus including a power supply device for separately controlling a high-frequency voltage applied to the substrate. Such a conventional device, as shown in FIG.
Reaction chamber 201, distributor 231, power amplifiers 235, 23
6 and 237. The reaction chamber 201 includes split electrodes 240, 241 and 242, and an upper electrode 212.
Are arranged. Split electrodes 240, 241, and 24
The same high-frequency voltage is applied to each of the two from the power source 218. However, if necessary, the applied voltage of the power amplifier is adjusted so that the voltage of the split electrode at the central portion and the voltage of the split electrode at the peripheral end are extremely small. You may change it.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、後述するよう
に、上述した従来の装置においても、局所的に処理効果
(たとえば膜厚)が顕著に異なり得るという問題が見出
された。
However, as will be described later, even in the above-mentioned conventional apparatus, there has been found a problem that the processing effect (for example, film thickness) may be significantly different locally.

【0006】本発明の目的は、従来技術の問題を解決す
ることができ、処理面積の大型化、処理速度の向上、お
よび処理品質の向上が可能な、プラズマ処理装置および
プラズマ処理方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method which can solve the problems of the prior art and can increase the processing area, improve the processing speed, and improve the processing quality. Especially.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、特開昭6
2−130277号公報に開示されているような、高周
波電極を複数に分割する手法の効果について詳細な検討
を行った。本発明者らは、図2に示すような、40cm
角のステンレス鋼平板からなり、互いに10mm離間さ
れている9つの小電極21〜29からなる高周波電極を
有するプラズマ処理装置において、各々の小電極に10
0MHzの高周波電力を同出力かつ同位相となるように
印加した時の電界強度分布を電磁界計算により求めた。
ここで、図1に示すように、小電極面に直交する方向を
x方向とし、x方向と直交する小電極面と平行の2方向
をy方向、z方向とする。電磁界計算の結果得られたx
方向の電界Exの強度分布を図3に示す。複数の小電極
から構成される高周波電極全体において中心付近(図3
のA部)で電界が過大となる分布が生じる。これは、各
々の小電極に印加される高周波の畳重により生じるもの
と考えられる。逆に、図3のB部に示すように、隣合う
小電極同士の間隙では電界が過小となる。このことよ
り、プラズマ処理の際に中心付近(A部)で過大なプラ
ズマが発生し、間隙付近(B部)で過小なプラズマが発
生することが予測される。このようなプラズマにより処
理を行うと、処理の均一性や品質に問題が生じることは
明らかである。そこで、A部での強い電界を弱めるた
め、中央の小電極25に、他の電極よりも小さい電力
(他の電極に印加する電力の60%)を印加した。図4
に、本発明者らが電磁界計算から求めた、中央の小電極
25に印加する電力を小さくしたときの、x方向の電界
Exの強度分布を示す。図3のA部に示すような過大な
電界が抑制されており、より均一となる電界強度分布を
得られることがわかる。
The inventors of the present invention have disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
A detailed study was conducted on the effect of the technique of dividing the high-frequency electrode into a plurality as disclosed in JP-A-2-130277. The present inventors have found that the size of 40 cm as shown in FIG.
In a plasma processing apparatus having a high-frequency electrode composed of nine small electrodes 21 to 29, which are made of square stainless steel flat plates and are separated from each other by 10 mm, each small electrode has 10
The electric field strength distribution when high frequency power of 0 MHz was applied so as to have the same output and the same phase was obtained by electromagnetic field calculation.
Here, as shown in FIG. 1, the direction orthogonal to the small electrode surface is the x direction, and the two directions parallel to the small electrode surface orthogonal to the x direction are the y direction and the z direction. X obtained as a result of electromagnetic field calculation
The intensity distribution of the electric field Ex in the direction is shown in FIG. Near the center of the entire high-frequency electrode composed of multiple small electrodes (Fig. 3
(A part of), a distribution in which the electric field becomes excessive occurs. It is considered that this is caused by the high-frequency convolution applied to each small electrode. On the contrary, as shown in part B of FIG. 3, the electric field becomes too small in the gap between the adjacent small electrodes. From this, it is predicted that during plasma processing, excessive plasma will be generated near the center (portion A) and excessive plasma will be generated near the gap (portion B). It is clear that processing with such plasma causes problems in processing uniformity and quality. Therefore, in order to weaken the strong electric field in the portion A, electric power smaller than that of the other electrodes (60% of the electric power applied to the other electrodes) was applied to the small electrode 25 in the center. Figure 4
FIG. 8 shows the intensity distribution of the electric field Ex in the x direction when the power applied to the small electrode 25 at the center, which is obtained by the inventors of the present invention, is reduced. It can be seen that an excessive electric field as shown in part A of FIG. 3 is suppressed and a more uniform electric field intensity distribution can be obtained.

【0008】図4に示すような均一な電界分布と実際の
膜厚分布との相関を調べるため、製膜実験を行った。そ
の結果得られた膜厚分布を図5に示す。小電極面上に相
当する部分の膜厚は、図4の計算結果と同様の均一な分
布を示したが、隣合う小電極の間隙に相当するB部分で
は、膜厚が大きくなる傾向が見られた。図4の結果から
は電界が小さいため膜厚が小さくなると予測されたが、
逆の結果となった。
In order to examine the correlation between the uniform electric field distribution as shown in FIG. 4 and the actual film thickness distribution, a film forming experiment was conducted. The film thickness distribution obtained as a result is shown in FIG. The film thickness of the portion corresponding to the small electrode surface showed a uniform distribution similar to the calculation result of FIG. 4, but the film thickness tends to increase in the portion B corresponding to the gap between the adjacent small electrodes. Was given. Although it was predicted from the result of FIG. 4 that the electric field was small, the film thickness would be small.
The opposite result was obtained.

【0009】そこで、反応容器のポートより、高周波電
極と被処理部材の間にラングミュアプローブを挿入し、
小電極面上および隣合う小電極の間隙に相当するB部分
において、プラズマ電子密度分布を測定したところ、図
6に示すように、隣合う小電極の間隙に相当するB部分
において、電子密度が大きくなっていることが分かっ
た。
Therefore, a Langmuir probe is inserted from the port of the reaction vessel between the high frequency electrode and the member to be treated,
When the plasma electron density distribution was measured on the small electrode surface and in the portion B corresponding to the gap between the adjacent small electrodes, the electron density was measured in the portion B corresponding to the gap between the adjacent small electrodes as shown in FIG. It turned out to be getting bigger.

【0010】そこで、図4と同じ条件で計算した結果と
して、x方向の電界Exのみならず、各小電極と平行の
y方向の電界Eyおよびz方向の電界Ezをも含めた電
界E=(Ex2+Ey2+Ez21/2を図7に示す。電界
Eは、隣合う小電極の間隙に相当するB部でむしろ強く
なることが分かった。隣接する小電極にそれぞれ印加さ
れる高周波電圧の大きさが異なる場合、隣接する小電極
間に電位差が生じるため、間隙部において強い電界が生
じ、その結果、過大なプラズマが発生し、間隙部に対応
する部分での膜厚が大きくなったと考えられる。
Therefore, as a result of calculation under the same conditions as in FIG. 4, not only the electric field Ex in the x direction but also the electric field Ey in the y direction and the electric field Ez in the z direction parallel to each small electrode are included in the electric field E = ( Ex 2 + Ey 2 + Ez 2 ) 1/2 is shown in FIG. It was found that the electric field E was rather strong at the B portion corresponding to the gap between the adjacent small electrodes. When the magnitude of the high-frequency voltage applied to the adjacent small electrodes is different, a strong electric field is generated in the gap due to the potential difference between the adjacent small electrodes, and as a result, excessive plasma is generated and the gap is generated in the gap. It is considered that the film thickness at the corresponding portion increased.

【0011】上記問題を解決するため、本発明により、
反応容器内において高周波電圧の印加により発生させら
れたプラズマにより所定の部材に処理を行う装置が提供
される。このプラズマ処理装置は、反応容器内に設けら
れた、互いに離された複数の小電極からなる、高周波電
圧を印加するための電極と、複数の小電極の間に挿入さ
れた、プラズマが発生させられる雰囲気よりも高い誘電
率を有する誘電体とを備える。この装置において、複数
の小電極のうち少なくとも2つにそれぞれ印加される高
周波電圧は、大きさが互いに異なる。複数の小電極によ
って印加される電界の強度分布が均一化されるよう、誘
電体を配置することができる。
In order to solve the above problems, according to the present invention,
There is provided an apparatus for treating a predetermined member with plasma generated by applying a high frequency voltage in a reaction container. This plasma processing apparatus includes an electrode for applying a high frequency voltage, which is provided in a reaction container and is composed of a plurality of small electrodes separated from each other, and a plasma inserted between the plurality of small electrodes to generate a plasma. A dielectric having a higher dielectric constant than the atmosphere in which it is stored. In this device, the high frequency voltages applied to at least two of the plurality of small electrodes have different magnitudes. The dielectric can be arranged so that the intensity distribution of the electric field applied by the plurality of small electrodes is made uniform.

【0012】さらに、上記問題を解決するため、本発明
により、反応容器内において高周波電圧の印加により発
生させられたプラズマにより所定の部材に処理を行う方
法が提供される。このプラズマ処理方法は、(a)互い
に離された複数の小電極からなる電極が高周波電圧を印
加するために反応容器内に設けられ、かつプラズマが発
生させられる雰囲気よりも高い誘電率を有する誘電体が
複数の小電極の間に挿入された装置を使用することと、
(b)反応容器内にプラズマを発生させるための雰囲気
を形成することと、(c)複数の小電極にそれぞれ高周
波電圧を印加することにより前記雰囲気から発生させら
れるプラズマを介して所定の部材を処理することとを備
える。この方法において、複数の小電極のうち少なくと
も2つにそれぞれ印加される高周波電圧は、大きさが互
いに異なる。複数の小電極によって印加される電界の強
度分布が均一化されるよう、誘電体を配置することがで
きる。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for treating a predetermined member with plasma generated by applying a high frequency voltage in a reaction vessel. This plasma processing method includes (a) a dielectric in which electrodes composed of a plurality of small electrodes separated from each other are provided in a reaction container for applying a high frequency voltage, and which has a higher dielectric constant than an atmosphere in which plasma is generated. Using a device in which the body is inserted between multiple small electrodes;
(B) forming an atmosphere for generating plasma in the reaction container, and (c) applying a high-frequency voltage to each of the plurality of small electrodes to form a predetermined member through the plasma generated from the atmosphere. Processing. In this method, the high frequency voltages applied to at least two of the plurality of small electrodes have different magnitudes. The dielectric can be arranged so that the intensity distribution of the electric field applied by the plurality of small electrodes is made uniform.

【0013】本発明の好ましい態様において、誘電体
は、複数の小電極からプラズマ生成雰囲気の側に突出し
ている。より具体的に、誘電体は、複数の小電極からプ
ラズマ生成雰囲気の側に10mm以下の長さで突出させ
ることができる。本発明において、誘電体が複数の小電
極からプラズマ生成雰囲気の側に突出している長さは、
部分的に異なっていてもよい。本発明において、誘電体
は、たとえば、部分的にプラズマ生成雰囲気に突出する
形状を有することができる。
In a preferred aspect of the present invention, the dielectric material projects from the plurality of small electrodes toward the plasma generating atmosphere. More specifically, the dielectric can be made to project from the plurality of small electrodes toward the plasma generation atmosphere side with a length of 10 mm or less. In the present invention, the length of the dielectric protruding from the plurality of small electrodes toward the plasma generating atmosphere is
It may be partially different. In the present invention, the dielectric can have, for example, a shape that partially projects into the plasma generation atmosphere.

【0014】本発明において、誘電体は、複数の部分に
分割することができる。誘電体を複数に分割する場合、
複数の小電極の各々に隣接して、当該複数の部分の各々
を、互いに離して設けることができる。誘電体の互いに
隣接する複数の部分の間には、導電体、典型的には金属
板を配置することができる。
In the present invention, the dielectric can be divided into a plurality of parts. When dividing the dielectric into multiple
Adjacent to each of the plurality of small electrodes, each of the plurality of portions can be provided separately from each other. A conductor, typically a metal plate, can be disposed between adjacent portions of the dielectric.

【0015】好ましい態様において、誘電体の比誘電率
は3以上50以下である。典型的に、誘電体の材質は、
アルミナ磁器、石英、ガラス、ベリリア磁器、および炭
化シリコン系磁器よりなる群から選ばれた少なくとも1
種である。
In a preferred embodiment, the dielectric constant of the dielectric is 3 or more and 50 or less. Typically, the dielectric material is
At least one selected from the group consisting of alumina porcelain, quartz, glass, beryllia porcelain, and silicon carbide porcelain.
It is a seed.

【0016】好ましい態様において、複数の小電極の最
大寸法は、高周波の波長の1/4以下である。本発明に
おいて、高周波電圧の周波数は典型的に20〜500M
Hzの範囲にある。
In a preferred embodiment, the maximum size of the plurality of small electrodes is 1/4 or less of the high frequency wavelength. In the present invention, the frequency of the high frequency voltage is typically 20 to 500M.
In the Hz range.

【0017】本発明は、プラズマCVD、プラズマエッ
チング、あるいはプラズマによる表面改質等に適用され
る。特に、本発明による装置はプラズマCVD装置とし
て好適であり、本発明による方法はプラズマCVD法と
して好適であるが、これらに限定されるものではない。
The present invention is applied to plasma CVD, plasma etching, surface modification by plasma, and the like. In particular, the apparatus according to the present invention is suitable as a plasma CVD apparatus, and the method according to the present invention is suitable as a plasma CVD method, but is not limited thereto.

【0018】本発明によれば、たとえば、プラズマCV
D法により、最大寸法が1m以上である基板上に10%
以内の厚み分布で薄膜を形成することができる。そし
て、そのような基板上に形成された薄膜は、光電変換装
置等の半導体装置を構成することができる。ここで「厚
み分布」は、基板上に形成された薄膜を所定の数、たと
えば81個に分割し、それらのフラグメントについて測
定された膜厚の最大値および最小値から、式{(最大値
−最小値)/(最大値+最小値)}×100%により求
めた値とすることができる。
According to the invention, for example, a plasma CV
10% on a substrate with a maximum dimension of 1 m or more by D method
A thin film can be formed with a thickness distribution within the range. The thin film formed on such a substrate can form a semiconductor device such as a photoelectric conversion device. Here, the "thickness distribution" is obtained by dividing the thin film formed on the substrate into a predetermined number, for example, 81 pieces, and using the maximum value and the minimum value of the film thickness measured for the fragments, the expression {(maximum value- The minimum value) / (maximum value + minimum value)} × 100% can be used.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】隣接する小電極にそれぞれ印加さ
れる高周波電圧の大きさが異なる場合、隣接する小電極
間で電位差が生じる。このため、小電極同士の間隙部
分、すなわち図8に示すC領域のような部分では、より
強い電界(小電極面と平行のyもしくはz方向の電界)
が生じる。その強い電界のために、間隙部に相当する部
分でのプラズマ処理速度が大きくなり、処理の不均一が
生じ得る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION When the magnitudes of high-frequency voltages applied to adjacent small electrodes are different from each other, a potential difference occurs between the adjacent small electrodes. For this reason, a stronger electric field (electric field in the y or z direction parallel to the small electrode surface) is generated in the gap between the small electrodes, that is, in the portion such as the area C shown in FIG.
Occurs. Due to the strong electric field, the plasma processing rate in the portion corresponding to the gap portion is increased, and nonuniform processing may occur.

【0020】そこで、間隙部に生じる電界を弱めるため
に、小電極間に誘電体を挿入する。挿入される誘電体
は、比誘電率がほぼ1に等しい処理ガス(プラズマが生
成される雰囲気)より高い誘電率を有する。そのような
誘電体は、電気力線を取込みやすく、誘電体の方に強い
電界がかかるようになる。したがって、プラズマが発生
する処理ガス中の電界が相対的に弱くなり、とりわけ、
挿入した誘電体付近、すなわち隣接する小電極間にかか
る過剰な電界を弱めることが可能となる。その結果、プ
ラズマの面内均一性が向上する。
Therefore, in order to weaken the electric field generated in the gap, a dielectric is inserted between the small electrodes. The inserted dielectric has a higher dielectric constant than the processing gas (atmosphere in which plasma is generated) having a relative dielectric constant equal to about 1. Such a dielectric easily takes in lines of electric force, and a strong electric field is applied to the dielectric. Therefore, the electric field in the process gas generated by the plasma becomes relatively weak, and
It is possible to weaken an excessive electric field applied near the inserted dielectric, that is, between adjacent small electrodes. As a result, the in-plane uniformity of plasma is improved.

【0021】本発明では、高周波電極から印加される電
界の強度分布を均一化するよう誘電体が配置される。本
発明において、誘電体は、単に複数の小電極を分離する
役割を果たしているのではなく、高周波電圧を各小電極
に印加することによって生じる電界の強度分布を均一に
するという役割を有している。
In the present invention, the dielectric is arranged so as to make the intensity distribution of the electric field applied from the high frequency electrode uniform. In the present invention, the dielectric does not merely play a role of separating a plurality of small electrodes, but has a role of making the intensity distribution of the electric field generated by applying a high frequency voltage to each small electrode uniform. There is.

【0022】さらに本発明では、小電極から被処理部材
側(プラズマが生成される空間側)に誘電体を突出させ
ることができる。強い電界がかかる領域を突出した誘電
体で占めることにより、当該領域における過度のプラズ
マ生成を防ぐことができる。
Further, in the present invention, the dielectric can be projected from the small electrode to the side of the member to be processed (the side of the space where plasma is generated). By occupying the region where a strong electric field is applied by the protruding dielectric, it is possible to prevent excessive plasma generation in the region.

【0023】したがって、本発明では、小電極間の領域
におけるプラズマ電子密度の増大を、より効果的に抑制
することができ、プラズマ生成の面内均一性をさらに向
上させることができる。特に、高周波プラズマにおける
電離や解離反応がおきる主な領域は、プラズマのバルク
部とシース部の境界付近にあるため、誘電体の突出長
(小電極からプラズマ生成空間側に突出した誘電体の長
さ)をシース長までの間で調節することで、プラズマの
電離や解離反応量を調節でき、プラズマ電子密度の均一
化、ひいてはプラズマ処理速度の均一化を図ることがで
きる。典型的に、プロセスプラズマにおけるシース長は
10mm以下であるので、10mm以下の範囲、たとえ
ば1〜10mmの範囲で誘電体の突出長を調節すること
が好ましい。
Therefore, according to the present invention, the increase in plasma electron density in the region between the small electrodes can be suppressed more effectively, and the in-plane uniformity of plasma generation can be further improved. In particular, the main region where ionization and dissociation reactions occur in high-frequency plasma is near the boundary between the bulk part and the sheath part of the plasma, so the protruding length of the dielectric (the length of the dielectric protruding from the small electrode to the plasma generation space side) The amount of plasma ionization and the amount of dissociation reaction can be adjusted by adjusting the value of (a) to the sheath length, and the plasma electron density can be made uniform, and thus the plasma processing rate can be made uniform. Since the sheath length in the process plasma is typically 10 mm or less, it is preferable to adjust the protrusion length of the dielectric within a range of 10 mm or less, for example, 1 to 10 mm.

【0024】本発明では、誘電体の全部または一部を小
電極から突出させることができる。電界が強くなる箇
所、弱くなる箇所に応じて、誘電体の突出長を調節すれ
ば、プラズマ処理の面内均一性をさらに向上させること
ができる。
In the present invention, all or part of the dielectric can be projected from the small electrode. The in-plane uniformity of the plasma treatment can be further improved by adjusting the protrusion length of the dielectric depending on the place where the electric field becomes strong or weak.

【0025】また、本発明では、誘電体を複数の部分に
分割してもよい。誘電体の部分を適当な位置に配置する
ことで、電界を局所的に調整することができ、プラズマ
処理による効果をさらに高めることができる。また、誘
電体の分割は、装置構造の自由度を増加させることにな
り好ましい。
In the present invention, the dielectric may be divided into a plurality of parts. By arranging the dielectric portion at an appropriate position, the electric field can be locally adjusted, and the effect of the plasma treatment can be further enhanced. Further, the division of the dielectric is preferable because it increases the degree of freedom of the device structure.

【0026】誘電体を複数の部分に分割する場合、各部
分を各小電極ごとに配置してもよい。各部分は、各小電
極に隣接して配置することができる。たとえば、各部分
は、各小電極を囲むよう配置することができる。各部分
は、互いに離されていることが好ましい。さらに、誘電
体の隣合う部分間に導電体、典型的には金属を配置して
もよい。各部分は、互いに独立して配置することができ
る。このような構造では、プロセス条件に応じて、各小
電極ごとに誘電体の位置を設定することができ、その結
果、必要以上に強い電界を各小電極ごとに抑制すること
ができる。そのような構造も、均一なプラズマ処理効果
に寄与し得る。
When the dielectric is divided into a plurality of parts, each part may be arranged for each small electrode. Each portion can be located adjacent to each small electrode. For example, each portion can be arranged to surround each small electrode. The parts are preferably separated from each other. In addition, a conductor, typically a metal, may be placed between adjacent portions of the dielectric. The parts can be arranged independently of each other. In such a structure, the position of the dielectric can be set for each small electrode according to process conditions, and as a result, an unnecessarily strong electric field can be suppressed for each small electrode. Such a structure can also contribute to a uniform plasma treatment effect.

【0027】好ましい態様において、誘電体は、プラズ
マを生成させる雰囲気の誘電率より高い誘電率、耐プラ
ズマ性、および耐熱性を有する。誘電体の比誘電率は3
〜50が好ましい。典型的に、誘電体の材質には、アル
ミナ磁器、石英、ガラス、ベリリア磁器、および炭化シ
リコン系磁器がある。
In a preferred embodiment, the dielectric has a dielectric constant higher than that of the atmosphere in which plasma is generated, plasma resistance, and heat resistance. The dielectric constant of the dielectric is 3
-50 is preferable. Typically, dielectric materials include alumina porcelain, quartz, glass, beryllia porcelain, and silicon carbide based porcelain.

【0028】また、本発明において、各小電極の最大寸
法を、印加する高周波の波長の1/4以下とすることが
好ましい。そのような寸法により、各小電極面上で定在
波が発生することを防止でき、大きな面積の被処理部材
に対して、より均一なプラズマ処理を施すことが可能と
なる。なお、被処理部材の最大寸法とは、被処理部材表
面上の任意の2点間で最も長い距離をいう。たとえば、
矩形平板状の部材の場合、対角線の長さが最大寸法とな
り、円盤状の部材の場合、直径が最大寸法に相当する。
Further, in the present invention, it is preferable that the maximum size of each small electrode is ¼ or less of the wavelength of the applied high frequency wave. With such a size, it is possible to prevent a standing wave from being generated on each small electrode surface, and it is possible to perform more uniform plasma treatment on a member to be treated having a large area. The maximum dimension of the member to be treated means the longest distance between any two points on the surface of the member to be treated. For example,
In the case of a rectangular plate-shaped member, the length of the diagonal line becomes the maximum dimension, and in the case of a disk-shaped member, the diameter corresponds to the maximum dimension.

【0029】各小電極に印加される高周波電圧の周波数
を20〜500MHzの範囲とすることで、プラズマ中
の電子密度を増大させ、かつ、プラズマポテンシャルを
低く抑えることができるので、処理の高速化と処理品質
の向上が同時に可能となる。
By setting the frequency of the high frequency voltage applied to each small electrode in the range of 20 to 500 MHz, the electron density in the plasma can be increased and the plasma potential can be suppressed to a low level, so that the processing speed can be increased. And the processing quality can be improved at the same time.

【0030】本発明によるプラズマ処理装置ならびにプ
ラズマ処理方法は、典型的に、半導体装置の製造工程に
おける膜堆積、エッチング、および表面改質等のプラズ
マ処理に適用される。本発明によれば、被処理面積の大
型化、処理速度の向上および処理品質の向上をなし得
る。本発明によれば、高性能の半導体装置を安価に製造
できる。
The plasma processing apparatus and plasma processing method according to the present invention are typically applied to plasma processing such as film deposition, etching, and surface modification in the manufacturing process of semiconductor devices. According to the present invention, the area to be processed can be increased, the processing speed can be improved, and the processing quality can be improved. According to the present invention, a high-performance semiconductor device can be manufactured at low cost.

【0031】以下、実施例により本発明をさらに説明す
る。実施例では、複数の角型および梯子型小電極に分割
され、それらが平行に配置された、平板状の高周波電極
を有するプラズマCVD装置を開示するが、本発明はそ
のような実施例に限定されるものではない。たとえば、
小電極の形状は角型に限定されるものではなく、棒型、
円板型、球状等でもよく、複数の小電極の配置も平行平
板状に限定されるものではなく、格子状、同心円状など
でもよい。また、プラズマ処理は、CVD等の膜堆積に
限定されるものではなく、本発明をエッチングに適用し
ても、同様に処理品質を向上せしめることができる。
The present invention will be further described below with reference to examples. The embodiment discloses a plasma CVD apparatus having a flat plate-shaped high-frequency electrode, which is divided into a plurality of rectangular and ladder-shaped small electrodes and arranged in parallel, but the present invention is limited to such an embodiment. Not something that is done. For example,
The shape of the small electrode is not limited to a square shape, but a rod shape,
It may be a disc type, a spherical type or the like, and the arrangement of the plurality of small electrodes is not limited to the parallel plate type, but may be a lattice type, a concentric circle type, or the like. Further, the plasma treatment is not limited to the film deposition such as the CVD, and the treatment quality can be similarly improved by applying the present invention to etching.

【0032】[0032]

【実施例】実施例1 本実施例に使用したプラズマCVD装置の略断面図を図
1に示す。ガス導入手段51と真空排気手段52が接続
されたステンレス鋼製の反応容器4内部に、複数の小電
極21〜29に分割されてなる平板状の高周波電極20
と、被処理部材3を載置するステンレス鋼製の被処理部
材配設部31とが互いに平行となるように対向して配置
されている。高周波電極20と被処理部材配設部31は
一対の電極をなす。反応容器4と被処理部材配設部31
は電気的に接地されている。一方、小電極21〜29か
らなる高周波電極20は反応容器4から電気的に絶縁さ
れている。
EXAMPLES Example 1 FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a plasma CVD apparatus used in this example. A flat plate-shaped high-frequency electrode 20 which is divided into a plurality of small electrodes 21 to 29 inside a stainless steel reaction container 4 to which a gas introduction unit 51 and a vacuum exhaust unit 52 are connected.
And the to-be-processed member disposition portion 31 made of stainless steel on which the to-be-processed member 3 is placed are arranged so as to be parallel to each other. The high frequency electrode 20 and the processed member disposition portion 31 form a pair of electrodes. Reaction container 4 and processing target member disposition part 31
Is electrically grounded. On the other hand, the high frequency electrode 20 including the small electrodes 21 to 29 is electrically insulated from the reaction container 4.

【0033】図2は高周波電極20を構成する小電極2
1〜29の斜視図である。各々の小電極は40cm角の
ステンレス鋼平板である。9つの小電極は、正方形状と
なるように配置され、平板状の高周波電極20が形成さ
れる。隣接する小電極同士は10mm離されている。図
1に示すように、その間隙部に比誘電率9.7のアルミ
ナ磁器からなる誘電体6が配置される。小電極21〜2
9は互いに電気的に分離されている。
FIG. 2 shows a small electrode 2 constituting the high frequency electrode 20.
It is a perspective view of 1-29. Each small electrode is a 40 cm square stainless steel plate. The nine small electrodes are arranged in a square shape to form a flat plate-shaped high frequency electrode 20. Adjacent small electrodes are separated by 10 mm. As shown in FIG. 1, a dielectric 6 made of alumina porcelain having a relative dielectric constant of 9.7 is arranged in the gap. Small electrodes 21-2
9 are electrically isolated from each other.

【0034】本実施例における高周波電極と誘電体の斜
視構造を図9に示す。誘電体6の表面と小電極21〜2
9の表面の相対距離をxmmで表わす。本実施例におい
て、誘電体6の表面と小電極21〜29の表面の相対距
離は0mmとした。本実施例において誘電体6は、高周
波電極20の間隙をほぼ完全に埋めている。誘電体6
は、高周波電極20と接しており、かつ、アース電位で
ある反応容器4の壁とも接している。しかし、誘電体が
高周波電極および装置壁と接していることは、本発明に
とって必須ではない。誘電体が高周波電極に接していな
い場合においても、あるいは装置壁に接していない場合
においても、本発明の効果は得られる。
FIG. 9 shows a perspective structure of the high frequency electrode and the dielectric in this embodiment. Surface of dielectric 6 and small electrodes 21-2
The relative distance of the surface of 9 is represented by xmm. In this example, the relative distance between the surface of the dielectric 6 and the surfaces of the small electrodes 21 to 29 was set to 0 mm. In this embodiment, the dielectric 6 almost completely fills the gap between the high frequency electrodes 20. Dielectric 6
Is in contact with the high-frequency electrode 20 and also with the wall of the reaction vessel 4 which is at ground potential. However, it is not essential to the invention that the dielectric contacts the high frequency electrode and the device wall. The effect of the present invention can be obtained even when the dielectric is not in contact with the high-frequency electrode or when it is not in contact with the device wall.

【0035】高周波電源1から発振された高周波電圧
は、分配器8によって9本の高周波伝送線路に分配さ
れ、各々の高周波伝送線路ごとに設けられた電力調節器
91〜99、電力モニタ101〜109および整合器1
11〜119を経て、各々の小電極21〜29に印加さ
れる。インダクタンス、キャパシタンス、抵抗からなる
電気回路により構成された電力調節器91〜99によっ
て個別に調節された電力を、各小電極21〜29ごとに
設けられた電力モニタ101〜109の値を読み取り、
整合器111〜119によって整合をとることで、各小
電極21〜29に印加される高周波電力が調節される。
本実施例では、中央の小電極25に印加する電力を他の
小電極に印加する電力に対し60%となる0.12Wc
-2とした。
The high-frequency voltage oscillated from the high-frequency power source 1 is distributed by the distributor 8 to the nine high-frequency transmission lines, and the power regulators 91 to 99 and the power monitors 101 to 109 provided for the respective high-frequency transmission lines. And matcher 1
It is applied to each of the small electrodes 21 to 29 via 11 to 119. The value of the power monitors 101 to 109 provided for each of the small electrodes 21 to 29 is read as the power individually adjusted by the power regulators 91 to 99 configured by an electric circuit including an inductance, a capacitance, and a resistance,
By performing matching by the matching devices 111 to 119, the high frequency power applied to each of the small electrodes 21 to 29 is adjusted.
In this embodiment, the power applied to the small electrode 25 at the center is 60% of the power applied to the other small electrodes, that is, 0.12 Wc.
m -2 .

【0036】本実施例では、原料ガスにモノシランと水
素を用いて非晶質シリコン薄膜を製膜した。主な製膜条
件は次の通りである。 被処理部材:ガラス基板(1m角) 総ガス流量:SiH4 1300sccm H2 1800sccm 基板温度:200℃ 高周波電力:0.12Wcm-2(小電極25) 0.2Wcm-2(小電極25以外) 周波数:100MHz 製膜圧力:50Pa 小電極と被処理部材との距離:40mm 1時間の製膜処理の後、非晶質シリコン薄膜が堆積され
たガラス基板を反応容器4から取出した。図10に示す
ようにガラス基板から6cm角の81個のサンプルを切
り出して膜厚測定用サンプルとした。図10において、
斜線を引いた49個のサンプルは小電極面上のサンプル
であり、白抜きの32個のサンプルは小電極の間隙部直
上にあたるサンプルである。段差計を用いて、81個す
べてのサンプルの中心部の膜厚を測定した結果、膜厚分
布は10%となり、その平均膜厚は900nmであっ
た。また、小電極面上の49個のサンプルだけでは、膜
厚分布は6%であった。なお、膜厚分布は、所定の個数
のサンプルについて式{(膜厚最大値−膜厚最小値)/
(膜厚最大値+膜厚最小値)}×100%により求め
た。
In this example, an amorphous silicon thin film was formed by using monosilane and hydrogen as source gases. The main film forming conditions are as follows. Workpiece member: Glass substrate (1 m square) Total gas flow rate: SiH 4 1300 sccm H 2 1800 sccm Substrate temperature: 200 ° C. High frequency power: 0.12 Wcm -2 (small electrode 25) 0.2 Wcm -2 (other than small electrode 25) Frequency : 100 MHz Film forming pressure: 50 Pa Distance between small electrode and member to be processed: 40 mm After the film forming process for 1 hour, the glass substrate on which the amorphous silicon thin film was deposited was taken out from the reaction container 4. As shown in FIG. 10, 81 samples of 6 cm square were cut out from the glass substrate to obtain film thickness measurement samples. In FIG.
The forty-nine shaded samples are the samples on the surface of the small electrode, and the white 32 samples are the samples just above the gaps of the small electrodes. As a result of measuring the film thickness at the center of all 81 samples using a step meter, the film thickness distribution was 10%, and the average film thickness was 900 nm. The film thickness distribution was 6% only with 49 samples on the small electrode surface. In addition, the film thickness distribution is calculated by a formula {(maximum film thickness-minimum film thickness) / for a predetermined number of samples.
(Maximum film thickness + minimum film thickness)} × 100%.

【0037】比較例1 図1において誘電体6を取り除いた構造で、他の条件は
実施例1と全く同じとし、製膜したサンプルの膜厚分布
を実施例1と同様にして評価した。その結果、81個す
べてのサンプルに対する膜厚分布は15%となった。ま
た、小電極面上の49個のサンプルだけでは、膜厚分布
は6%であった。
Comparative Example 1 With the structure in which the dielectric 6 was removed in FIG. 1, the other conditions were exactly the same as in Example 1, and the film thickness distribution of the formed sample was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the film thickness distribution for all 81 samples was 15%. The film thickness distribution was 6% only with 49 samples on the small electrode surface.

【0038】以下に示す全ての実施例、比較例において
は、81個全てのサンプルに対する膜厚分布を示す。
In all the examples and comparative examples shown below, the film thickness distributions for all 81 samples are shown.

【0039】実施例2〜7 実施例1と同様の条件で、誘電体6の配置を変え、誘電
体6の面と小電極21〜29の面との相対距離を変化さ
せたときの膜厚分布を図11に示す。誘電体面の位置に
ついて、小電極面を原点の0とし、被処理部材3に近づ
く向き(x方向)を正の方向として表わす。x=−0.
5、0.5、1、2、3、4mmの6点でサンプルを作
製した。その結果を図11に示す。図11には、誘電体
面の位置0mmの実施例1、および誘電体の挿入されて
いない比較例1の結果も含めて表示しており、比較例1
は便宜上誘電体面の位置−1mmにプロットした。
Examples 2 to 7 The film thickness when the arrangement of the dielectric 6 is changed and the relative distance between the surface of the dielectric 6 and the surfaces of the small electrodes 21 to 29 is changed under the same conditions as in Example 1. The distribution is shown in FIG. Regarding the position of the dielectric surface, the small electrode surface is set to 0 of the origin, and the direction (x direction) approaching the processed member 3 is expressed as a positive direction. x = -0.
Samples were prepared at 6 points of 5, 0.5, 1, 2, 3, 4 mm. The result is shown in FIG. FIG. 11 also shows the results of Example 1 in which the position of the dielectric surface is 0 mm and Comparative Example 1 in which the dielectric is not inserted.
Is plotted at the position of the dielectric surface-1 mm for convenience.

【0040】図11より、誘電体が挿入されていない比
較例1と比べると、誘電体が挿入されることで、その膜
厚分布は低減されることが分かった。図11より、電極
面に対して誘電体が被処理部材方向に突出していること
が望ましく、とりわけ、本実施例においては突出長が3
mm以下である場合に、膜厚分布は10%以内と良好で
あり、突出長2mmのとき膜厚分布は最小で7%となっ
た。また、突出長2mmのときの、小電極面上の49個
のサンプルだけでは、膜厚分布は6%であった。したが
って、適した突出長とすることによって、間隙部直上の
膜厚の不均一はほとんどなくなっていることが分かる。
From FIG. 11, it was found that the film thickness distribution was reduced by inserting the dielectric material, as compared with Comparative Example 1 in which the dielectric material was not inserted. From FIG. 11, it is desirable that the dielectric material protrudes toward the member to be processed with respect to the electrode surface, and in particular, in this embodiment, the projection length is 3
When the thickness was less than or equal to mm, the film thickness distribution was as good as 10% or less, and when the protrusion length was 2 mm, the film thickness distribution was 7% at the minimum. Further, the film thickness distribution was 6% only with 49 samples on the small electrode surface when the protrusion length was 2 mm. Therefore, it can be understood that the nonuniformity of the film thickness immediately above the gap is almost eliminated by setting the appropriate protrusion length.

【0041】本実施例においては、誘電体の突出長が3
mmを越えると、間隙部での膜厚が小電極面部での膜厚
よりも小さくなった。誘電体の突出長が大きくなるにし
たがって、間隙部での膜厚が小さくなる傾向が得られ
た。誘電体の突出長を大きくすることで、隣接する小電
極間にかかる電界(y、z方向の電界)を抑制する効果
が大きくなっているためだと考えられる。
In this embodiment, the protrusion length of the dielectric is 3
When it exceeds mm, the film thickness in the gap becomes smaller than that in the small electrode surface. It was found that the film thickness in the gap tends to decrease as the dielectric protrusion length increases. It is considered that the effect of suppressing the electric field (electric field in the y and z directions) applied between the adjacent small electrodes is increased by increasing the protrusion length of the dielectric.

【0042】実施例1〜7のプロセス条件下での、ラン
グミュアプローブによる小電極面上の電子密度を測定し
た結果、どの実施例においてもそのシース厚はおよそ3
mmであった。高周波プラズマにおいて、電離や解離反
応がおきる主な領域は、プラズマのバルク部とシース部
の境界付近にあるため、誘電体の突出長をシース長まで
の間で調節することで、プラズマの電離や解離反応量を
調節できると考えられる。
As a result of measuring the electron density on the small electrode surface by the Langmuir probe under the process conditions of Examples 1 to 7, the sheath thickness was about 3 in all Examples.
It was mm. In high-frequency plasma, the main region where ionization and dissociation reactions occur is near the boundary between the plasma bulk and the sheath.Therefore, adjusting the protrusion length of the dielectric up to the sheath length allows plasma ionization and It is thought that the amount of dissociation reaction can be adjusted.

【0043】実施例8〜12 製膜圧力を20Paとし、それ以外は実施例1と同様の
条件で、誘電体6の配置を変え、誘電体6の面と小電極
21〜29の面との相対距離(図9に示す距離x)を変
化させた。誘電体面の位置は、小電極面を原点の0と
し、被処理部材に近づく向き(x方向)を正の方向とし
て表わし、x=0、5、8、10,12mmの5点でサ
ンプルを作製した。
Examples 8 to 12 Under the same conditions as in Example 1 except that the film forming pressure was 20 Pa, the arrangement of the dielectric 6 was changed and the surface of the dielectric 6 and the surfaces of the small electrodes 21 to 29 were changed. The relative distance (distance x shown in FIG. 9) was changed. Regarding the position of the dielectric surface, the small electrode surface is set to 0 as the origin, the direction (x direction) approaching the member to be processed is expressed as a positive direction, and samples are prepared at 5 points of x = 0, 5, 8, 10, 12 mm. did.

【0044】比較例2 比較例2として、誘電体6を取り除いた構造で、他の条
件は実施例8〜12と全く同じとし、製膜したサンプル
の膜厚分布を評価した。
Comparative Example 2 As Comparative Example 2, the structure in which the dielectric 6 was removed and the other conditions were exactly the same as in Examples 8 to 12, and the film thickness distribution of the sample formed was evaluated.

【0045】図12に、実施例8〜12および誘電体の
挿入されていない比較例2も含めた膜厚分布を表示す
る。比較例2は便宜上誘電体面の位置−1mmにプロッ
トした。
FIG. 12 shows the film thickness distribution of Examples 8 to 12 and Comparative Example 2 in which no dielectric material was inserted. Comparative Example 2 is plotted at the position of the dielectric surface-1 mm for convenience.

【0046】図12より、実施例8〜12においては突
出長が8mmである場合に、膜厚分布が最小の7%とな
り、突出長が10mm以下の場合に膜厚分布は10%以
内と良好な数値を示した。実施例8〜12のプロセス条
件下での、ラングミュアプローブによる小電極面上の電
子密度を測定した結果、どの実施例においてもそのシー
ス厚はおよそ10mmであった。
From FIGS. 12A and 12B, in Examples 8 to 12, when the protrusion length was 8 mm, the film thickness distribution was 7%, which was the minimum, and when the protrusion length was 10 mm or less, the film thickness distribution was 10% or less. It showed a numerical value. As a result of measuring the electron density on the small electrode surface by the Langmuir probe under the process conditions of Examples 8 to 12, the sheath thickness was about 10 mm in all Examples.

【0047】以上の結果より、プロセス条件によりシー
ス厚が変化するために、誘電体の最適な突出長は変化す
るが、シース厚程度までの間で突出長を調節すること
で、良好な膜厚分布を得ることができることが分かっ
た。
From the above results, since the sheath thickness changes depending on the process conditions, the optimum protrusion length of the dielectric changes, but by adjusting the protrusion length up to about the sheath thickness, a good film thickness can be obtained. It turns out that the distribution can be obtained.

【0048】実施例13 実施例1で用いた40cm角のステンレス鋼平板小電極
21〜29の代わりに、図13に示すようにステンレス
鋼製の角型棒状材を溶接し、梯子型に加工した小電極1
21〜129を用いた。梯子型小電極のサイズは40c
m角であり、角型の棒状材の太さは15mm、隣接する
棒状材間のギャップは15mmであった。実施例1と同
様の条件で、誘電体6の突出長を膜厚分布が最小になる
よう調節し、製膜した結果、膜厚分布は8%となった。
Example 13 Instead of the 40 cm square stainless steel flat plate small electrodes 21 to 29 used in Example 1, a stainless steel square rod-shaped member was welded as shown in FIG. 13 and processed into a ladder type. Small electrode 1
21 to 129 were used. The size of the ladder type small electrode is 40c
The square rod-shaped member had a thickness of 15 mm, and the gap between adjacent rod-shaped members was 15 mm. Under the same conditions as in Example 1, the protrusion length of the dielectric 6 was adjusted so that the film thickness distribution was minimized, and as a result of film formation, the film thickness distribution was 8%.

【0049】棒状材としては、角型に限ったものではな
く、丸型でも薄板型でも可能である。また、梯子型電極
のように電極の両主面間で反応ガスが行き来する場合、
電極の両主面において間隙部が過剰なプラズマを生じさ
せ、その結果、不均一なプラズマから生成した膜堆積種
やエッチング種等が両主面に行き来することになり、プ
ラズマ処理が不均一となる。したがって、電極の両主面
にプラズマが生成する構成の場合、両主面において誘電
体が電極よりもプラズマ側に突出していることが、より
有効である。
The rod-shaped member is not limited to the square type, but may be a round type or a thin plate type. In addition, when a reaction gas flows between both main surfaces of the electrode like a ladder type electrode,
Excessive plasma is generated in the gaps on both main surfaces of the electrode, and as a result, film deposition species, etching species, etc. generated from the non-uniform plasma move back and forth to both main surfaces, resulting in non-uniform plasma processing. Become. Therefore, in the case where plasma is generated on both main surfaces of the electrode, it is more effective that the dielectric material protrudes toward the plasma side of the electrodes on both main surfaces.

【0050】実施例14 図14に示すように、高周波電極部に挿入される誘電体
6を、中央の小電極25のまわりの誘電体61とそれ以
外の誘電体62に分割した。誘電体61を小電極面より
3mm突出させ、誘電体62を小電極面より2mm突出
させた。実施例1と同様の条件で成膜を行なった結果、
膜厚分布は6%であった。誘電体にギャップ構造を形成
し、誘電体中心部の突出長を選択的に大きくすること
で、膜厚のさらなる均一化が可能となる。
Example 14 As shown in FIG. 14, the dielectric 6 inserted in the high frequency electrode portion was divided into a dielectric 61 around the small electrode 25 in the center and a dielectric 62 other than the dielectric 61. The dielectric 61 was projected 3 mm from the small electrode surface, and the dielectric 62 was projected 2 mm from the small electrode surface. As a result of forming a film under the same conditions as in Example 1,
The film thickness distribution was 6%. By forming a gap structure in the dielectric and selectively increasing the protrusion length of the central portion of the dielectric, it becomes possible to further uniformize the film thickness.

【0051】実施例15 図15に示すように、高周波電極に配置する誘電体を9
つに分割した。誘電体161〜169は、9つの小電極
21〜29の側面をそれぞれ囲むように設置される。さ
らに、誘電体161〜169の側面をステンレス鋼製の
平板131〜139でそれぞれ囲んだ。ステンレス鋼製
の平板131〜139は、反応容器4の壁と同電位とし
た。本実施例において誘電体161〜169は、高周波
電極21〜29と接しており、またステンレス鋼製の平
板131〜139とも接している。誘電体161〜16
9はそれぞれ独立して配置されている。小電極面より2
mmの長さで誘電体161〜169を突出させた。実施
例1と同様の条件で、サンプルを作製したところ、サン
プルの膜厚分布は7%となった。この構造では、小電極
ごとに、隣接する小電極間にかかる電界を抑制すること
ができる。各誘電体部を小電極ごとに独立して配置する
ことで、プロセス条件に応じて最適な電極−誘電体配置
を設定することができる。
Embodiment 15 As shown in FIG.
Divided into two. The dielectrics 161 to 169 are installed so as to surround the side surfaces of the nine small electrodes 21 to 29, respectively. Further, the side surfaces of the dielectrics 161 to 169 were surrounded by stainless steel flat plates 131 to 139, respectively. The stainless steel flat plates 131 to 139 were set to the same potential as the wall of the reaction container 4. In this embodiment, the dielectrics 161 to 169 are in contact with the high frequency electrodes 21 to 29 and also with the flat plates 131 to 139 made of stainless steel. Dielectrics 161-16
9 are arranged independently of each other. 2 from the small electrode surface
The dielectrics 161 to 169 were projected with a length of mm. When a sample was manufactured under the same conditions as in Example 1, the film thickness distribution of the sample was 7%. With this structure, an electric field applied between adjacent small electrodes can be suppressed for each small electrode. By arranging each dielectric portion independently for each small electrode, it is possible to set the optimum electrode-dielectric arrangement according to process conditions.

【0052】ここで、平板131〜139を装置壁と同
電位とすることは必須ではなく、隣接する小電極間にか
かる強い電界を抑制することが可能であれば他の態様で
もよい。たとえば、平板131〜139に、ある一定の
電圧を印加してもよいし、平板131〜139を浮遊電
位にしてもよい。また、誘電体131〜169が高周波
電極21〜29および、ステンレス鋼製の平板131〜
139と接していることも、必須ではなく、小電極21
〜29に接していない場合も、ステンレス鋼製の平板1
31〜139と接していない場合においても、本発明の
効果は得られる。
Here, it is not essential to set the flat plates 131 to 139 to the same potential as the device wall, and another mode may be used as long as a strong electric field applied between adjacent small electrodes can be suppressed. For example, a certain constant voltage may be applied to the flat plates 131 to 139, or the flat plates 131 to 139 may have a floating potential. Further, the dielectrics 131 to 169 are high-frequency electrodes 21 to 29 and the stainless steel flat plates 131 to 131.
It is not essential that the small electrode 21 is in contact with the 139.
Flat plate 1 made of stainless steel even when not in contact with ~ 29
The effects of the present invention can be obtained even when not in contact with 31 to 139.

【0053】実施例16〜21 実施例1と同様の電極構造において、誘電体6を、比誘
電率3のガラス、比誘電率3.8の石英、比誘電率6.
5のベリリア磁器、比誘電率50の炭化シリコン系磁
器、比誘電率90の酸化チタン磁器に変更した。実施例
1と同様の成膜条件下で、それぞれの材料において、誘
電体6面と小電極21〜24面との相対距離を膜厚分布
が最も小さくなるように設定した時の、サンプルの膜厚
分布を図16に示す。図16には、実施例1の比誘電率
9.7のアルミナ磁器および、比較例2の誘電体が挿入
されていない比誘電率1の結果も合わせて図示した。
Examples 16 to 21 In the same electrode structure as in Example 1, the dielectric 6 was glass having a relative permittivity of 3, quartz having a relative permittivity of 3.8, and a relative permittivity of 6.
5 was changed to beryllia porcelain, silicon carbide porcelain having a relative permittivity of 50, and titanium oxide porcelain having a relative permittivity of 90. A film of a sample when the relative distance between the dielectric 6 surface and the small electrodes 21 to 24 surface is set so that the film thickness distribution becomes the smallest in each material under the same film forming conditions as in Example 1. The thickness distribution is shown in FIG. FIG. 16 also shows the results of the alumina porcelain having a relative permittivity of 9.7 of Example 1 and the relative permittivity of 1 in which the dielectric body of Comparative Example 2 was not inserted.

【0054】誘電体に強い電界がかかり、間隙部におい
て強い電界がかかるのを防ぐことができるため、図16
に示すように、誘電体が挿入されていない比誘電率1の
場合よりも、各誘電体を挿入した場合に良好な膜厚分布
を得ることができた。好ましくは、誘電体の比誘電率は
3〜50の範囲であり、その範囲では膜厚分布は10%
以内と良好であった。
Since it is possible to prevent a strong electric field from being applied to the dielectric and to prevent a strong electric field from being applied to the gap, FIG.
As shown in (1), a better film thickness distribution could be obtained when each dielectric was inserted, as compared with the case where the relative dielectric constant was 1 in which no dielectric was inserted. Preferably, the dielectric constant of the dielectric material is in the range of 3 to 50, and the film thickness distribution in that range is 10%.
Within was good.

【0055】比誘電率が2程度のテフロン(R)樹脂
も、耐プラズマ性を向上させる表面コート等を行なうこ
とで使用することができる。
Teflon (R) resin having a relative dielectric constant of about 2 can also be used by applying a surface coating or the like for improving plasma resistance.

【0056】上述の各実施例においては、正方形状の小
電極もしくは梯子型の小電極を並べたものを使用した
が、小電極の形状は、長方形、多角形、円形等種々の形
状であってもよい。また、各小電極の最大寸法が印加す
る高周波電圧の波長の1/4以下である場合に、特に顕
著な効果が得られる。
In each of the above-described embodiments, the square small electrodes or the ladder-shaped small electrodes arranged is used, but the small electrodes may have various shapes such as a rectangle, a polygon and a circle. Good. Further, when the maximum size of each small electrode is ¼ or less of the wavelength of the applied high frequency voltage, a particularly remarkable effect is obtained.

【0057】また、各実施例においては、1つの高周波
電源から電力を分配して複数の小電極に印加したが、各
電極ごとに、あるいはいくつかの小電極からなるグルー
プごとに、電源を接続してもよい。
In each of the embodiments, the power is distributed from one high frequency power source and applied to a plurality of small electrodes, but the power source is connected for each electrode or for each group of several small electrodes. You may.

【0058】実施例22 本実施例では、図1に示すプラズマCVD装置を用い
て、非晶質シリコン薄膜からなる光電変換層を形成する
ことで、薄膜太陽電池を作製した。誘電体の小電極から
の突出長は2mmとした。本実施例において作製した薄
膜太陽電池の概略断面図を図17に示す。基板141と
して100cm角で厚さ1.1mmのガラス基板を用
い、この上に透明電極142として、スパッタリング法
によりZnOを約1μmの膜厚となるように形成した。
その後、透明電極142が形成された側が複数の小電極
からなる高周波電極に対向するように、基板141を図
1に示すプラズマCVD装置の反応容器4内部に装入す
る。透明電極142の上に、膜厚30nmのp型非晶質
シリコン薄膜143、膜厚300nmのi型非晶質シリ
コン薄膜144、膜厚30nmのn型非晶質シリコン薄
膜145の順に製膜することで光電変換層を形成した。
p、i、n型各々の非晶質シリコン薄膜の製膜条件を以
下に示す。なお、印可した高周波の周波数は、いずれの
場合も100MHzである。
Example 22 In this example, a thin film solar cell was manufactured by using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 1 to form a photoelectric conversion layer made of an amorphous silicon thin film. The protrusion length of the dielectric from the small electrode was set to 2 mm. FIG. 17 shows a schematic cross-sectional view of the thin film solar cell manufactured in this example. A glass substrate 100 cm square and 1.1 mm thick was used as the substrate 141, and ZnO was formed thereon as the transparent electrode 142 by a sputtering method so as to have a film thickness of about 1 μm.
Then, the substrate 141 is placed inside the reaction container 4 of the plasma CVD apparatus shown in FIG. 1 so that the side on which the transparent electrode 142 is formed faces the high frequency electrode composed of a plurality of small electrodes. A p-type amorphous silicon thin film 143 having a film thickness of 30 nm, an i-type amorphous silicon thin film 144 having a film thickness of 300 nm, and an n-type amorphous silicon thin film 145 having a film thickness of 30 nm are sequentially formed on the transparent electrode 142. Thus, the photoelectric conversion layer was formed.
The film forming conditions for the p-type, i-type, and n-type amorphous silicon thin films are shown below. In addition, the frequency of the applied high frequency is 100 MHz in any case.

【0059】p型非晶質シリコン薄膜の製膜条件 高周波電力:0.03W/cm2(小電極25) 0.05W/cm2(小電極25以外) 原料ガス:SiH4 150sccm H2 1500sccm B26(2.0%/H2) 300sccm 製膜圧力:50Pa 基板温度:200℃ 小電極と被処理部材との距離:40mm 誘電体の小電極からの突出長:2mm i型非晶質シリコン薄膜の製膜条件 高周波電力:0.12W/cm2(小電極25) 0.2W/cm2(小電極25以外) 原料ガス:SiH4 600sccm H2 900sccm 製膜圧力:50Pa 基板温度:200℃ 小電極と被処理部材との距離:40mm 誘電体の小電極からの突出長:2mm n型非晶質シリコン薄膜の製膜条件 高周波電力:0.024W/cm2(小電極25) 0.04W/cm2(小電極25以外) 原料ガス:SiH4 100sccm H2 1200sccm PH3(2.0%/H2) 100sccm 製膜圧力:50Pa 基板温度:200℃ 小電極と被処理部材との距離:40mm 誘電体の小電極からの突出長:2mm 反応容器から基板141を取り出した後、裏面電極14
6として、スパッタリング法によりAgを300nmの
厚さとなるように形成した。裏面電極146は、光電変
換層を一旦透過した光を反射させることで、発電効率を
改善する役割をも有している。
Film-forming conditions for p-type amorphous silicon thin film High frequency power: 0.03 W / cm 2 (small electrode 25) 0.05 W / cm 2 (other than small electrode 25) Source gas: SiH 4 150 sccm H 2 1500 sccm B 2 H 6 (2.0% / H 2 ) 300 sccm Film forming pressure: 50 Pa Substrate temperature: 200 ° C. Distance between small electrode and target member: 40 mm Projection length of dielectric from small electrode: 2 mm i-type amorphous Film forming conditions for silicon thin film High frequency power: 0.12 W / cm 2 (small electrode 25) 0.2 W / cm 2 (other than small electrode 25) Source gas: SiH 4 600 sccm H 2 900 sccm Film forming pressure: 50 Pa Substrate temperature: 200 ℃ distance between the small electrodes and the workpiece member: 40 mm dielectric protrusion length from the small electrodes: 2 mm n-type film forming conditions high frequency power of the amorphous silicon thin film: 0.024W / cm 2 ( Electrode 25) 0.04 W / cm 2 (small electrodes 25 than) the source gas: SiH 4 100sccm H 2 1200sccm PH 3 (2.0% / H 2) 100sccm Film Pressure: 50 Pa substrate temperature: 200 ° C. under a small electrodes Distance from processing member: 40 mm Projection length from small dielectric electrode: 2 mm Substrate 141 was taken out from reaction vessel, and then back electrode 14
As No. 6, Ag was formed by sputtering to have a thickness of 300 nm. The back surface electrode 146 also has a role of improving the power generation efficiency by reflecting the light once transmitted through the photoelectric conversion layer.

【0060】1枚のガラス基板当たり、9個×9個の単
位セル(4cm角)を作製し、その光電変換効率の分布
を測定した。図18は、81個の単位セルにおける光電
変換効率の平均値を1とした時の、そのバラツキを示し
たものである。
For each glass substrate, 9 × 9 unit cells (4 cm square) were prepared, and the distribution of photoelectric conversion efficiency was measured. FIG. 18 shows the variation when the average value of the photoelectric conversion efficiencies in 81 unit cells is 1.

【0061】比較例3 図1に示したプラズマCVD装置において、誘電体6を
取り除いた構造で、実施例22と同様の条件下、製膜を
行なった。得られた81個の単位セルにおける光電変換
効率のバラツキを、図19に示す。
Comparative Example 3 In the plasma CVD apparatus shown in FIG. 1, film formation was performed under the same conditions as in Example 22 with the structure in which the dielectric 6 was removed. FIG. 19 shows the variation in the photoelectric conversion efficiency in the obtained 81 unit cells.

【0062】本発明のプラズマCVD装置を用いて作製
した薄膜太陽電池の光電変換効率のバラツキは小さく、
本発明のプラズマCVD装置およびプラズマCVD方法
により、歩留の向上をなし得ることが確認できた。
The variation in photoelectric conversion efficiency of the thin film solar cell produced by using the plasma CVD apparatus of the present invention is small,
It was confirmed that the yield can be improved by the plasma CVD apparatus and the plasma CVD method of the present invention.

【0063】本実施例では、本発明のプラズマCVD装
置およびプラズマCVD方法を、非晶質シリコン薄膜を
光電変換層とする薄膜太陽電池の製造プロセスに適用し
たが、本発明の用途はこれに限らない。例えば、多結晶
シリコン薄膜の製膜、あるいは非晶質シリコン薄膜や多
結晶シリコン薄膜のエッチング等においても、本発明を
使用することにより、半導体装置の大型化や処理能力向
上に対応した被処理面積の大型化や処理速度の向上、お
よび処理品質の向上が可能である。このように本発明に
より、膜堆積やエッチング等のプラズマ処理工程におい
て、歩留まり、信頼性、量産性を向上させることができ
る。本発明は、薄膜太陽電池の製造プロセスのみなら
ず、薄膜トランジスタ等の製造プロセスにも適用でき
る。
In the present embodiment, the plasma CVD apparatus and the plasma CVD method of the present invention were applied to the manufacturing process of a thin film solar cell using an amorphous silicon thin film as a photoelectric conversion layer, but the application of the present invention is not limited to this. Absent. For example, in forming a polycrystalline silicon thin film, or etching an amorphous silicon thin film or a polycrystalline silicon thin film, by using the present invention, an area to be processed corresponding to an increase in the size of a semiconductor device or an improvement in processing capability can be obtained. It is possible to increase the size, improve the processing speed, and improve the processing quality. As described above, according to the present invention, yield, reliability, and mass productivity can be improved in plasma processing steps such as film deposition and etching. The present invention can be applied not only to the manufacturing process of a thin film solar cell, but also to the manufacturing process of thin film transistors and the like.

【0064】[0064]

【発明の効果】上述してきたように、本発明によれば、
複数の小電極に大きさの異なる高周波電圧を印加する装
置において、誘電体の適当な配置により、過剰な電界の
印加を制御することができる。本発明によれば、局所的
に過剰に生成されるプラズマを制御することで、最適な
処理効果を容易に得ることができる。
As described above, according to the present invention,
In a device that applies high-frequency voltages of different sizes to a plurality of small electrodes, application of an excessive electric field can be controlled by appropriately disposing a dielectric. According to the present invention, it is possible to easily obtain an optimum processing effect by controlling locally excessively generated plasma.

【0065】本発明により、半導体装置製造プロセスに
おける製膜工程およびエッチング工程等において、半導
体装置の大型化や処理能力向上に対応した被処理面積の
大型化や処理速度の向上、および処理品質の向上が可能
であり、その結果、歩留まり、信頼性、および量産性を
向上させることが可能となる。
According to the present invention, in the film forming step and the etching step in the semiconductor device manufacturing process, the area to be processed is increased, the processing speed is improved, and the processing quality is improved in response to the increase in the size of the semiconductor device and the improvement in the processing capacity. As a result, yield, reliability, and mass productivity can be improved.

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

【図1】 本発明の1つの態様であるプラズマCVD装
置の概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a plasma CVD apparatus that is one embodiment of the present invention.

【図2】 プラズマCVD装置において高周波電圧を印
加する小電極を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a small electrode to which a high frequency voltage is applied in the plasma CVD apparatus.

【図3】 従来のプラズマCVD法における高周波電極
から被処理部材へと向かう電界の強度分布を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing an intensity distribution of an electric field from a high frequency electrode toward a member to be processed in a conventional plasma CVD method.

【図4】 プラズマCVD装置において複数の小電極に
異なる大きさの高周波電圧を印加した場合の、高周波電
極から被処理部材へと向かう電界の強度分布を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing an intensity distribution of an electric field from a high-frequency electrode to a member to be processed when high-frequency voltages having different magnitudes are applied to a plurality of small electrodes in a plasma CVD apparatus.

【図5】 図4に示す場合の、堆積したサンプルの膜厚
分布を示す図である。
5 is a diagram showing a film thickness distribution of a deposited sample in the case shown in FIG.

【図6】 図4に示す場合の、プラズマCVD装置にお
けるプラズマ電子密度分布を示す図である。
6 is a diagram showing a plasma electron density distribution in the plasma CVD apparatus in the case shown in FIG.

【図7】 図4に示す場合の、高周波電極面上の電界強
度分布を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an electric field strength distribution on a high frequency electrode surface in the case shown in FIG.

【図8】 プラズマCVD装置の概略断面図である。FIG. 8 is a schematic sectional view of a plasma CVD apparatus.

【図9】 本発明による高周波電極と誘電体の配置を示
す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing an arrangement of a high frequency electrode and a dielectric according to the present invention.

【図10】 成膜した基板からのサンプル切り出し箇所
を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a portion where a sample is cut out from a substrate on which a film is formed.

【図11】 実施例1〜7および比較例1にかかる誘電
体の小電極面よりの突出長と膜厚分布との関係を示す図
である。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the protrusion length from the small electrode surface and the film thickness distribution of the dielectrics according to Examples 1 to 7 and Comparative Example 1.

【図12】 実施例8〜12および比較例2にかかる誘
電体の小電極面よりの突出長と膜厚分布との関係を示す
図である。
FIG. 12 is a diagram showing a relationship between a projection length from a small electrode surface and a film thickness distribution of dielectrics according to Examples 8 to 12 and Comparative Example 2.

【図13】 梯子型小電極からなる高周波電極を示す斜
視図である。
FIG. 13 is a perspective view showing a high-frequency electrode composed of a ladder-type small electrode.

【図14】 本発明によるもう一つの高周波電極−誘電
体構造を示す斜視図である。
FIG. 14 is a perspective view showing another high frequency electrode-dielectric structure according to the present invention.

【図15】 本発明による他の高周波電極−誘電体構造
を示す平面図である。
FIG. 15 is a plan view showing another high-frequency electrode-dielectric structure according to the present invention.

【図16】 高周波電極の間隙に挿入する誘電体の比誘
電率と膜厚分布との関係を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a relationship between a relative dielectric constant of a dielectric material inserted in a gap between high frequency electrodes and a film thickness distribution.

【図17】 実施例22で作製された薄膜太陽電池の概
略断面図である。
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of a thin film solar cell manufactured in Example 22.

【図18】 実施例22で作製された薄膜太陽電池にお
ける光電変換効率のバラツキを示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing a variation in photoelectric conversion efficiency in the thin film solar cell manufactured in Example 22.

【図19】 比較例3で作製された薄膜太陽電池におけ
る光電変換効率のバラツキを示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing variations in photoelectric conversion efficiency in the thin-film solar cell manufactured in Comparative Example 3.

【図20】 従来のプラズマCVD装置の概略断面図で
ある。
FIG. 20 is a schematic sectional view of a conventional plasma CVD apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 高周波電源、3 被処理部材、4 反応容器、6,
61,62,161〜169 誘電体、8 分配器、2
0 高周波電極、21〜29 小電極、31被処理部材
配設部、51 ガス導入手段、52 ガス排気手段、9
1〜99 電力調節器、101〜109 電力モニタ、
111〜119 整合器、121〜129 梯子型小電
極、131〜139 ステンレス鋼製の平板、141
ガラス基板、142 透明電極、143 p型非晶質シ
リコン薄膜、144 i型非晶質シリコン薄膜、145
n型非晶質シリコン薄膜、146 裏面電極。
1 high frequency power source, 3 processed material, 4 reaction vessel, 6,
61, 62, 161-169 Dielectrics, 8 distributors, 2
0 high-frequency electrode, 21 to 29 small electrodes, 31 treated member disposing portion, 51 gas introducing means, 52 gas exhausting means, 9
1-99 power regulator, 101-109 power monitor,
111-119 Matching device, 121-129 Ladder type small electrode, 131-139 Flat plate made of stainless steel, 141
Glass substrate, 142 transparent electrode, 143 p-type amorphous silicon thin film, 144 i-type amorphous silicon thin film, 145
n-type amorphous silicon thin film, 146 back electrode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 春雪 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Fターム(参考) 4K030 FA03 JA01 JA18 KA14 KA30 KA46 5F045 AA08 AB04 AC01 AF07 BB01 CA13 DP02 EH04 EH08 EH14 EH19 EH20    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Haruki Morita             22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka             Inside the company F-term (reference) 4K030 FA03 JA01 JA18 KA14 KA30                       KA46                 5F045 AA08 AB04 AC01 AF07 BB01                       CA13 DP02 EH04 EH08 EH14                       EH19 EH20

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反応容器内において高周波電圧の印加に
より発生させられたプラズマにより所定の部材に処理を
行う装置であって、 前記反応容器内に設けられた、互いに離された複数の小
電極からなる、前記高周波電圧を印加するための電極
と、 前記複数の小電極の間に挿入された、前記プラズマが発
生させられる雰囲気よりも高い誘電率を有する誘電体と
を備え、 前記複数の小電極のうち少なくとも2つにそれぞれ印加
される高周波電圧は、大きさが互いに異なることを特徴
とする、プラズマ処理装置。
1. An apparatus for treating a predetermined member with plasma generated by applying a high-frequency voltage in a reaction container, comprising: a plurality of small electrodes provided in the reaction container and separated from each other. An electrode for applying the high-frequency voltage, and a dielectric having a higher dielectric constant than the atmosphere in which the plasma is generated, the electrode being inserted between the plurality of small electrodes. The plasma processing apparatus is characterized in that the high-frequency voltages applied to at least two of them have different magnitudes.
【請求項2】 前記誘電体が、前記複数の小電極から前
記雰囲気の側に突出していることを特徴とする、請求項
1に記載のプラズマ処理装置。
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the dielectric is projected from the plurality of small electrodes toward the atmosphere.
【請求項3】 前記誘電体が、前記複数の小電極から前
記雰囲気の側に10mm以下の長さで突出していること
を特徴とする、請求項1に記載のプラズマ処理装置。
3. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the dielectric material protrudes from the plurality of small electrodes toward the atmosphere with a length of 10 mm or less.
【請求項4】 前記誘電体が前記複数の小電極から前記
雰囲気の側に突出している長さは、部分的に異なってい
ることを特徴とする、請求項2または3に記載のプラズ
マ処理装置。
4. The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the lengths of the dielectrics protruding from the plurality of small electrodes toward the atmosphere are partially different. .
【請求項5】 前記誘電体は、複数の部分に分割されて
いることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に
記載のプラズマ処理装置。
5. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the dielectric is divided into a plurality of parts.
【請求項6】 前記複数の小電極の各々に隣接して、前
記複数の部分の各々が、互いに離れて設けられているこ
とを特徴とする、請求項5に記載のプラズマ処理装置。
6. The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein each of the plurality of portions is provided adjacent to each of the plurality of small electrodes and apart from each other.
【請求項7】 前記誘電体の互いに隣接する複数の部分
の間には、導電体が配置されていることを特徴とする、
請求項6に記載のプラズマ処理装置。
7. A conductor is disposed between a plurality of adjacent portions of the dielectric body,
The plasma processing apparatus according to claim 6.
【請求項8】 前記誘電体の比誘電率が3以上50以下
であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項
に記載のプラズマ処理装置。
8. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the dielectric constant of the dielectric is 3 or more and 50 or less.
【請求項9】 前記誘電体の材質が、アルミナ磁器、石
英、ガラス、ベリリア磁器、および炭化シリコン系磁器
よりなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特
徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のプラズ
マ処理装置。
9. The material of the dielectric is at least one selected from the group consisting of alumina porcelain, quartz, glass, beryllia porcelain, and silicon carbide porcelain. The plasma processing apparatus according to claim 1.
【請求項10】 前記複数の小電極の最大寸法が、前記
高周波の波長の1/4以下であることを特徴とする、請
求項1〜9のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
10. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the maximum size of the plurality of small electrodes is ¼ or less of the wavelength of the high frequency.
【請求項11】 前記高周波電圧の周波数が20〜50
0MHzの範囲にあることを特徴とする、請求項1〜1
0のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
11. The high frequency voltage has a frequency of 20 to 50.
It is in the range of 0 MHz.
0. The plasma processing apparatus according to any one of 0.
【請求項12】 プラズマCVD装置であることを特徴
とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載のプラズ
マ処理装置。
12. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma processing apparatus is a plasma CVD apparatus.
【請求項13】 反応容器内において高周波電圧の印加
により発生させられたプラズマにより所定の部材に処理
を行う方法であって、 互いに離された複数の小電極からなる電極が前記高周波
電圧を印加するために前記反応容器内に設けられ、かつ
前記プラズマが発生させられる雰囲気よりも高い誘電率
を有する誘電体が前記複数の小電極の間に挿入された装
置を使用することと、 前記反応容器内に前記プラズマを発生させるための雰囲
気を形成することと、 前記複数の小電極にそれぞれ高周波電圧を印加すること
により前記雰囲気から発生させられるプラズマを介して
所定の部材を処理することとを備え、 前記複数の小電極のうち少なくとも2つにそれぞれ印加
される高周波電圧は、大きさが互いに異なることを特徴
とする、プラズマ処理方法。
13. A method for treating a predetermined member with plasma generated by application of a high frequency voltage in a reaction container, wherein electrodes comprising a plurality of small electrodes separated from each other apply the high frequency voltage. For using a device provided in the reaction vessel and having a dielectric constant higher than that of the atmosphere in which the plasma is generated is inserted between the plurality of small electrodes; To form an atmosphere for generating the plasma, and processing a predetermined member through the plasma generated from the atmosphere by applying a high-frequency voltage to each of the plurality of small electrodes, The high-frequency voltage applied to at least two of the plurality of small electrodes has different magnitudes from each other. Law.
【請求項14】 前記高周波電圧の周波数が20〜50
0MHzの範囲にあることを特徴とする、請求項13に
記載のプラズマ処理方法。
14. The frequency of the high frequency voltage is 20 to 50.
14. The plasma processing method according to claim 13, wherein the plasma processing method is in the range of 0 MHz.
【請求項15】 プラズマCVD法により、最大寸法が
1m以上である基板上に10%以内の厚み分布で薄膜を
形成することを特徴とする、請求項14または15に記
載のプラズマ処理方法。
15. The plasma processing method according to claim 14, wherein a thin film is formed by a plasma CVD method on a substrate having a maximum dimension of 1 m or more with a thickness distribution of 10% or less.
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