JP2003249452A - Board-treating apparatus - Google Patents

Board-treating apparatus

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JP2003249452A
JP2003249452A JP2002049531A JP2002049531A JP2003249452A JP 2003249452 A JP2003249452 A JP 2003249452A JP 2002049531 A JP2002049531 A JP 2002049531A JP 2002049531 A JP2002049531 A JP 2002049531A JP 2003249452 A JP2003249452 A JP 2003249452A
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Japan
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plasma
plasma source
substrate
source unit
grid
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Application number
JP2002049531A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Koshimizu
隆史 小清水
Osamu Kasahara
修 笠原
Unryu Ogawa
雲龍 小川
Noriyoshi Sato
徳芳 佐藤
Satoru Iizuka
哲 飯塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a plasma that has superb uniformity in a plasma distribution and is clean even on a board having a large area. <P>SOLUTION: A plasma source provided at a position opposite to a board W is divided into a plurality of plasma source units 11 that can be independently controlled. Gas supply ports 41 and 42 and a gas exhaust vent 43 are provided for each plasma source unit 11. An electrode 13 for discharge is provided over the respective plasma source units 11, and high-frequency power to be added to the electrode 13 via a variable inductance 23 can be adjusted. Permanent magnets 31 are provided over the respective electrodes 13 for discharge, arrangement is made by polarity where lines of magnetic force of respective permanent magnets are connected, and magnetron discharge can be controlled by changing the interval and magnetic field strength of the permanent magnet 31. A grid 14 is provided under the plasma source unit 11, and an electronic temperature can be controlled at a grid interval. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、プラズマを用いて
基板を処理する基板処理装置に係り、特に、大面積の基
板の処理に好適な基板処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate using plasma, and more particularly to a substrate processing apparatus suitable for processing a large area substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】基板処理装置において、プラズマを生成
し、そのプラズマによって活性化されたガスを用いて基
板を処理するプラズマプロセスは重要である。このプラ
ズマプロセスの現状と、電子温度の制御性及び基板大型
化の必要性とについて述べる。
2. Description of the Related Art In a substrate processing apparatus, a plasma process in which plasma is generated and a substrate is processed by using a gas activated by the plasma is important. The current state of this plasma process, the controllability of the electron temperature, and the necessity of enlarging the substrate are described.

【0003】(1)プラズマプロセス装置の現状 プラズマプロセスは、エッチングや薄膜堆積など、プラ
ズマ固有の特質を生かした加工技術の実現により、今や
産業界に不可欠な基盤技術としてその重要度が増してい
る。
(1) Current state of plasma process equipment The plasma process is now becoming more important as a basic technology indispensable to the industrial world due to the realization of processing technologies that make use of the unique characteristics of plasma, such as etching and thin film deposition. .

【0004】これまで、高密度化、大面積化が積極的に
行なわれ、12インチ基板対応でプラズマ密度が1011
/cm3に及ぶプラズマ源のいくつかの候補が出そろ
い、プロセス試験や特性解析実験が行なわれている。
Up to now, high density and large area have been positively made, and plasma density of 10 11 can be achieved for 12 inch substrates.
There are several candidates for plasma sources up to / cm 3 , and process tests and characterization experiments have been conducted.

【0005】現在、主なプラズマ源として用いられてい
る平行平板容量結合型プラズマ源は、プラズマ生成効率
が低く、電極からのスパッタリングが起きることにより
クリーンなプラズマを生成することが困難である。
The parallel plate capacitively coupled plasma source currently used as a main plasma source has low plasma generation efficiency, and it is difficult to generate clean plasma due to sputtering from the electrodes.

【0006】その他のプラズマ源としてECRプラズマ
源、誘導結合型プラズマ源、マイクロ表面波、およびヘ
リコン波等の高密度プラズマ源がある。しかし、プラズ
マ密度分布を均一性良く制御したり、クリーンなプラズ
マの生成を可能としたりするまでには至っていない。
Other plasma sources include ECR plasma sources, inductively coupled plasma sources, micro surface waves, and high density plasma sources such as helicon waves. However, it has not been possible to control the plasma density distribution with good uniformity or to enable generation of clean plasma.

【0007】これに対して、筒形の高周波電極にリング
状の永久磁石を用いた変形マグネトロン型プラズマ源
(特開平7−201831号公報)も提案されている。
この公報に記載されたプラズマ源は、筒形の放電用電極
によって形成される高周波電界と、リング状の永久磁石
によって形成される磁界とにより効率よくマグネトロン
放電を発生させることにより、プラズマを生成するよう
になっている。
On the other hand, a modified magnetron type plasma source (Japanese Patent Laid-Open No. 7-201831) using a ring-shaped permanent magnet for a cylindrical high frequency electrode has also been proposed.
The plasma source described in this publication efficiently generates a magnetron discharge by a high frequency electric field formed by a cylindrical discharge electrode and a magnetic field formed by a ring-shaped permanent magnet to generate plasma. It is like this.

【0008】しかし、筒形放電用電極の直径が1mを超
える大型になると、高周波電力供給位置の非対称によ
り、プラズマ分布の均一性が問題になる。
However, when the diameter of the cylindrical discharge electrode becomes larger than 1 m, the plasma distribution uniformity becomes a problem due to the asymmetry of the high frequency power supply position.

【0009】これら高密度プラズマ源及び変形マグネト
ロン型プラズマ源に共通する問題点はプロセス制御のた
めのプラズマ生成を、放電周波数、パルス化、あるいは
ガス種や圧力・放電パワーなどの外部パラメータによっ
て最適化しようとしている点であり、これを押し進めて
いく限りプラズマ制御の自由度が乏しく、技術的に限界
がある。
A problem common to these high-density plasma source and modified magnetron type plasma source is that the plasma generation for process control is optimized by the discharge frequency, pulsing, or external parameters such as gas species, pressure and discharge power. This is a point that is being attempted, and as long as this is pushed forward, the degree of freedom in plasma control is poor, and there is a technical limit.

【0010】(2)電子温度制御の必要性 将来の高精度プロセスでは、このような受動的プラズマ
生成法から脱却し、プラズマそのものを制御し、内部の
電子やイオンのエネルギー分布をより積極的に変化させ
ることにより、必要なラジカル発生やイオン照射を選択
的に行う技術の開発が必要となる。これにより効率的に
表面反応を誘起させ、複雑化した材料プロセスの最適化
を図るとともに、加工精度の一層の向上が可能となる。
特に、電子温度は非弾性反応過程を規定する重要パラメ
ータであり、プラズマ中の電子エネルギー制御技術の開
発は、原子レベルのきめ細かい反応制御実現のため、絶
対に避けては通れない緊急の課題となっている。
(2) Necessity of electron temperature control In future high precision processes, it is necessary to escape from such a passive plasma generation method and control the plasma itself to more positively control the energy distribution of electrons and ions inside. It is necessary to develop a technique for selectively generating the necessary radicals or irradiating the ions by changing them. As a result, the surface reaction can be efficiently induced, the complicated material process can be optimized, and the processing accuracy can be further improved.
In particular, the electron temperature is an important parameter that defines the inelastic reaction process, and the development of electron energy control technology in plasma is an urgent issue that cannot be avoided in order to realize fine reaction control at the atomic level. ing.

【0011】(3)大面積均一プロセスの必要性 他方、このような電子温度制御法を、1m級の基板上で
実現するにはいくつかの問題がある。大面積基板上での
プラズマ分布は、ガス圧力、ガス種、放電出力などによ
って大幅に変化するため、個々の放電パラメータにおい
て最適な均一性を大面積基板上で達成するには、基板上
でのプラズマ生成分布をきめ細かく制御できるプラズマ
源の開発が不可欠の課題となっている。
(3) Necessity of large area uniform process On the other hand, there are some problems in realizing such an electron temperature control method on a 1 m class substrate. Since the plasma distribution on a large-area substrate varies greatly depending on the gas pressure, gas species, discharge output, etc., in order to achieve optimum uniformity in individual discharge parameters on a large-area substrate, The development of a plasma source capable of finely controlling the plasma generation distribution has become an essential issue.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上述したような基板処
理装置で用いられる従来のプラズマ源には次のような問
題があった。
The conventional plasma source used in the substrate processing apparatus as described above has the following problems.

【0013】(1)平行平板容量結合型プラズマ源で
は、プラズマ生成効率が低く、電極からのスパッタリン
グが起きる。他のECRプラズマ源等の高密度プラズマ
源では、1個のプラズマ源を使用しているため、高密度
プラズマ源の均一性が悪く、プラズマ密度分布の制御性
が悪い。また、リング状高周波電極を用いた変形マグネ
トロン型プラズマ源では、効率良くプラズマを生成でき
るものの、プラズマ分布の均一性に問題がある。加え
て、反応生成ガスを基板背後から排気していたため、排
ガス処理の効率が悪く、クリーンなプラズマの生成が得
られない。
(1) In the parallel plate capacitively coupled plasma source, the plasma generation efficiency is low and sputtering from the electrodes occurs. In other high density plasma sources such as ECR plasma sources, since one plasma source is used, the uniformity of the high density plasma source is poor and the controllability of the plasma density distribution is poor. Further, in the modified magnetron type plasma source using the ring-shaped high frequency electrode, although plasma can be efficiently generated, there is a problem in the uniformity of plasma distribution. In addition, since the reaction product gas is exhausted from the back of the substrate, the efficiency of exhaust gas treatment is poor, and clean plasma cannot be generated.

【0014】(2)また、従来のプラズマ源は受動的プ
ラズマ生成法という点で共通しており、能動的なプラズ
マ生成法を採用していないため、基板上でのプラズマ生
成分布をきめ細かく制御できない。
(2) Further, the conventional plasma sources are common in that they are passive plasma generation methods and do not employ an active plasma generation method, so that the plasma generation distribution on the substrate cannot be finely controlled. .

【0015】(3)基板上でのプラズマ生成分布をきめ
細かく制御できないので、大面積基板上での最適なプラ
ズマ分布を達成できない。
(3) Since the plasma generation distribution on the substrate cannot be finely controlled, the optimum plasma distribution on the large area substrate cannot be achieved.

【0016】本発明の課題は、上述した従来技術の問題
点を解消して、大面積基板においても、プラズマ分布の
均一性が良く、クリーンなプラズマの生成を可能とする
基板処理装置を提供することにある。また、プラズマ生
成分布をきめ細かく制御でき、基板上での最適なプラズ
マ分布を達成することが可能な基板処理装置を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a substrate processing apparatus capable of producing clean plasma with good uniformity of plasma distribution even in a large area substrate. Especially. Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of finely controlling the plasma generation distribution and achieving the optimum plasma distribution on the substrate.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、ガスを供
給して基板を処理する処理室と、処理室内の基板に対向
する位置に設けられ処理室内でプラズマを生成する複数
のプラズマ源ユニットと、処理室内を排気する複数の排
気口とを備えた基板処理装置である。これによれば、プ
ラズマを生成するプラズマ源を、複数のプラズマ源ユニ
ットで構成したので、基板上でのプラズマ生成分布をユ
ニット単位で制御できる。したがってプラズマ分布の均
一性が良い。また、処理室内を排気する複数の排気口を
備えたので、ガスの滞在期間を低減でき、反応済みのガ
スも直ちに排気できる。したがって、クリーンなプラズ
マを維持できる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a processing chamber for supplying a gas to process a substrate, and a plurality of plasma sources provided in a position facing the substrate in the processing chamber to generate plasma in the processing chamber. The substrate processing apparatus includes a unit and a plurality of exhaust ports that exhaust the inside of the processing chamber. According to this, since the plasma source that generates plasma is composed of the plurality of plasma source units, the plasma generation distribution on the substrate can be controlled in unit. Therefore, the uniformity of plasma distribution is good. Further, since the plurality of exhaust ports for exhausting the inside of the processing chamber are provided, the staying period of the gas can be reduced, and the reacted gas can be immediately exhausted. Therefore, clean plasma can be maintained.

【0018】第2の発明は、第1の発明において、各プ
ラズマ源ユニットは1つの高周波電源に接続され、各プ
ラズマ源ユニットの放電出力は、各プラズマ源ユニット
に設けられた可変インダクタンスや可変キャパシタンス
などからなる可変インピーダンスで独立に制御するよう
構成されることを特徴とする基板処理装置である。これ
によれば、各プラズマ源ユニットは1つの高周波電源に
接続されているので構成が簡単である。また、各プラズ
マ源ユニットの放電出力は可変インピーダンスを用いて
独立に調整可能であるので、プラズマ生成分布をきめ細
かく制御できる。したがって、基板面内プロセスの均一
化に対して最適なプラズマ密度分布が得られる。
In a second aspect based on the first aspect, each plasma source unit is connected to one high frequency power source, and the discharge output of each plasma source unit is a variable inductance or variable capacitance provided in each plasma source unit. The substrate processing apparatus is configured so as to be independently controlled by a variable impedance including the above. According to this, since each plasma source unit is connected to one high frequency power source, the configuration is simple. Further, since the discharge output of each plasma source unit can be independently adjusted using the variable impedance, the plasma generation distribution can be finely controlled. Therefore, an optimum plasma density distribution can be obtained for uniforming the in-plane process of the substrate.

【0019】第3の発明は、第1の発明において、前記
各プラズマ源ユニットに電子温度を制御するグリッドが
設けられ、各グリッドの隙間が調整可能に構成されてい
ることを特徴とする基板処理装置である。これによれ
ば、プラズマ中の電子がグリッドにより反発され、その
反発量がグリッドの隙間によって調節されるので、プラ
ズマの電子温度を制御できる。電子温度を制御された制
御プラズマによってガスが活性化されるので、ラジカル
生成を制御できる。したがって、基板上のラジカル分布
を均一化して、基板面内プロセスの均一化が図れる。
A third invention is the substrate processing according to the first invention, wherein each of the plasma source units is provided with a grid for controlling an electron temperature, and the gap between the grids is adjustable. It is a device. According to this, the electrons in the plasma are repelled by the grid, and the amount of repulsion is adjusted by the gaps in the grid, so that the electron temperature of the plasma can be controlled. Since the gas is activated by the control plasma whose electron temperature is controlled, radical generation can be controlled. Therefore, the radical distribution on the substrate can be made uniform, and the in-plane process of the substrate can be made uniform.

【0020】また、上記発明において、プラズマ源ユニ
ットを放電用電極に永久磁石を加えた変形マグネトロン
型高周波プラズマ源で構成すると、効率良くマグネトロ
ン放電が発生して、プラズマを生成できるので好まし
い。
Further, in the above invention, it is preferable that the plasma source unit is composed of a modified magnetron type high frequency plasma source in which a permanent magnet is added to a discharge electrode, because a magnetron discharge can be efficiently generated to generate plasma.

【0021】また、各プラズマ源ユニットのグリッドの
内側にキャリアガスを供給し、グリッドの外側にプロセ
スガスを供給することが好ましい。グリッド内側のプラ
ズマ源にキャリアガスを供給すると、プラズマの生成効
率を高くできる。また、グリッドの外側にプロセスガス
を供給すると、電子温度の制御された制御プラズマによ
り、プロセスガスを活性化できるので、生成ラジカル分
布の基板面内均一化が可能となる。
It is preferable that the carrier gas is supplied to the inside of the grid of each plasma source unit and the process gas is supplied to the outside of the grid. When the carrier gas is supplied to the plasma source inside the grid, the plasma generation efficiency can be increased. Further, when the process gas is supplied to the outside of the grid, the process gas can be activated by the control plasma whose electron temperature is controlled, so that the distribution of generated radicals can be made uniform within the substrate surface.

【0022】また、ガスを各プラズマ源ユニットの間か
ら分散して排気することが好ましい。これにより、ガス
の滞在時間が一層低減でき、反応済みのガスもすぐに排
気できるので、クリーンなプラズマを維持できる。
Further, it is preferable that the gas is dispersed and exhausted between the plasma source units. As a result, the residence time of the gas can be further reduced, and the reacted gas can be immediately exhausted, so that clean plasma can be maintained.

【0023】また、各排気口からのガスをチューブで集
め、排気ダクトに導くようにすることが好ましい。この
ようにすると、分散した各排気口を共通の排気ダクトに
接続することができる。
Further, it is preferable that the gas from each exhaust port is collected by a tube and guided to an exhaust duct. In this way, the dispersed exhaust ports can be connected to a common exhaust duct.

【0024】また、変形マグネトロン型の各プラズマ源
ユニットに設けられた複数の永久磁石の間隔が可変であ
ることが好ましい。永久磁石の間隔を可変とすることに
より、磁力線にトラップされる高エネルギー電子の分布
を変えることができ、より生成効率が高いプラズマが得
られる。
Further, it is preferable that the intervals between the plurality of permanent magnets provided in each modified magnetron type plasma source unit are variable. By varying the distance between the permanent magnets, the distribution of high-energy electrons trapped in the lines of magnetic force can be changed, and plasma with higher generation efficiency can be obtained.

【0025】さらに、上記装置発明に対応する方法発明
としては、上記基板処理装置を用い、処理室内の基板に
対向する位置に複数のプラズマを生成し、各プラズマに
ガスを供給ししつつ、複数のプラズマに対応する複数の
排気口から排気して基板を処理する基板処理方法、また
は半導体装置の製造方法とすることができる。
Further, as a method invention corresponding to the above apparatus invention, the substrate processing apparatus is used to generate a plurality of plasmas at positions facing a substrate in a processing chamber, and supply a gas to each plasma, Substrate processing method for processing a substrate by exhausting from a plurality of exhaust ports corresponding to the plasma, or a method for manufacturing a semiconductor device.

【0026】上記方法発明において、各プラズマの生成
を独立に制御可能にしたり、各プラズマの電子温度を独
立に制御可能にしたりすることが好ましい。これによ
り、大型の基板であっても、基板面内プロセスの均一な
基板処理が可能であり、また高品質のデバイスが得られ
る。
In the above method invention, it is preferable that the generation of each plasma can be controlled independently and the electron temperature of each plasma can be controlled independently. As a result, even if the substrate is large, it is possible to perform uniform substrate processing in the in-plane process of the substrate and obtain a high quality device.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下に本発明の基板処理装置を、
変形マグネトロン型プラズマ装置に適用した実施の形態
を説明する。図1は装置の概略正断面図、図2は装置の
平面図、図3は装置の分解斜視図、図4はグリッドの斜
視図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The substrate processing apparatus of the present invention will be described below.
An embodiment applied to a modified magnetron type plasma device will be described. 1 is a schematic front sectional view of the device, FIG. 2 is a plan view of the device, FIG. 3 is an exploded perspective view of the device, and FIG. 4 is a perspective view of the grid.

【0028】図1において、処理室5はガスを供給して
処理室5の下電極となる底部2aに配置される基板Wを
処理する。基板Wは例えばLCD用のガラス基板であ
り、寸法は例えば1m級の矩形の大型基板である。処理
室5は処理容器1内に形成される。処理容器1は、金属
製、例えばアルミ合金またはステンレス製で構成され、
横断面矩形をしている。また処理容器1は、上部が開口
した本体2と開口を閉じる蓋体3とで構成される。
In FIG. 1, the processing chamber 5 supplies gas to process the substrate W placed on the bottom portion 2a which serves as the lower electrode of the processing chamber 5. The substrate W is a glass substrate for LCD, for example, and is a large rectangular substrate having a size of, for example, 1 m. The processing chamber 5 is formed in the processing container 1. The processing container 1 is made of metal, for example, aluminum alloy or stainless steel,
It has a rectangular cross section. The processing container 1 is composed of a main body 2 having an open top and a lid 3 closing the opening.

【0029】蓋体3には、処理室5内を真空引きしてプ
ラズマを生成するプラズマ源10が配設される。プラズ
マ源10は、マルチプラズマ源と呼ばれるべきものであ
り、処理室5内の基板Wに対向する位置に設けられ、個
別にプラズマを生成制御可能な複数のプラズマ源ユニッ
ト11で構成される。
The lid 3 is provided with a plasma source 10 for evacuating the inside of the processing chamber 5 to generate plasma. The plasma source 10, which should be called a multi-plasma source, is provided at a position facing the substrate W in the processing chamber 5, and is composed of a plurality of plasma source units 11 capable of individually generating and controlling plasma.

【0030】プラズマ源ユニット11は、金属製の蓋体
3に設けた複数の開口34に設けられる。各開口34の
周囲は起立した周壁33で囲まれる。周壁33の上部開
口は絶縁体12を介して放電用電極13で覆われ、周壁
33の下部開口となる前記開口34はグリッド14で覆
われる。
The plasma source unit 11 is provided in a plurality of openings 34 provided in the metallic lid 3. The circumference of each opening 34 is surrounded by a standing peripheral wall 33. The upper opening of the peripheral wall 33 is covered with the discharge electrode 13 via the insulator 12, and the opening 34 serving as the lower opening of the peripheral wall 33 is covered with the grid 14.

【0031】プラズマ源ユニット11の内部、すなわち
蓋体3の天井壁3aより外側に突出した周壁33、放電
用電極13、及びグリッド14で囲まれた内部にプラズ
マ生成領域6が形成される。このプラズマ生成領域6に
対して、処理室5内には基板Wを処理するプロセス領域
7が形成され。したがって、一つの大きなプロセス領域
7の基板Wに対向する領域上面に小さなプラズマ領域6
が複数個形成されていることになる。
A plasma generating region 6 is formed inside the plasma source unit 11, that is, inside the peripheral wall 33 protruding outward from the ceiling wall 3a of the lid 3, the discharge electrode 13, and the grid 14. A process area 7 for processing the substrate W is formed in the processing chamber 5 with respect to the plasma generation area 6. Therefore, a small plasma region 6 is formed on the upper surface of one large process region 7 facing the substrate W.
It means that a plurality of are formed.

【0032】各プラズマ源ユニット11の上部に設けら
れた放電用電極13の中心には、1台の高周波電源21
からマッチングボックス22を介して共通の高周波電力
が印加され、高周波電界を接地された蓋体3の天井壁3
aや突出周壁33と放電用電極13との間、すなわちプ
ラズマ源ユニット11内に形成する。各プラズマ源ユニ
ット11には可変インダクタンス23が設けられ、各可
変インダクタンス23を介して高周波電力が印加される
ようになっている。各可変インダクタンス23を調整す
ることにより、放電用電極13に印加される高周波電力
を制御して、各プラズマ生成領域6内に形成される高周
波電界の強さを独立に制御できるようになっている。こ
のように高周波電界の強さを独立して制御することによ
り、各プラズマ源ユニット11の放電出力を制御して、
基板面内処理の均一化に対して最適なプラズマ密度分布
が得られるようになっている。
At the center of the discharge electrode 13 provided above each plasma source unit 11, one high frequency power source 21 is provided.
Common high frequency power is applied from the above through the matching box 22 and the high frequency electric field is grounded to the ceiling wall 3 of the lid 3.
It is formed between a and the protruding peripheral wall 33 and the discharge electrode 13, that is, in the plasma source unit 11. A variable inductance 23 is provided in each plasma source unit 11, and high frequency power is applied via each variable inductance 23. By adjusting each variable inductance 23, it is possible to control the high frequency power applied to the discharge electrode 13 and independently control the strength of the high frequency electric field formed in each plasma generation region 6. . In this way, by independently controlling the strength of the high frequency electric field, the discharge output of each plasma source unit 11 is controlled,
An optimum plasma density distribution can be obtained for uniformizing the in-plane processing of the substrate.

【0033】また、各プラズマ源ユニット11の放電用
電極13上に、磁界を形成する複数の永久磁石31を設
ける。この永久磁石31を加えることによりプラズマ源
ユニット11を変形マグネトロン型プラズマ源としてい
る。各プラズマ源ユニット11の放電用電極13上に設
けられた永久磁石31は、放電用電極13の上部に少な
くとも2個配置されて(図示例では4つ)、放電用電極
13に向けた磁極面の極性が互いに逆向きになるように
構成されている。これにより各放電用電極13の周辺部
を取り巻くように磁界H1が形成される。
A plurality of permanent magnets 31 that form a magnetic field are provided on the discharge electrode 13 of each plasma source unit 11. By adding the permanent magnet 31, the plasma source unit 11 is used as a modified magnetron type plasma source. At least two permanent magnets 31 provided on the discharge electrode 13 of each plasma source unit 11 are arranged above the discharge electrode 13 (four in the illustrated example), and a magnetic pole surface facing the discharge electrode 13 is provided. Are configured so that their polarities are opposite to each other. As a result, a magnetic field H1 is formed so as to surround the peripheral portion of each discharge electrode 13.

【0034】プラズマ生成領域6に生成されたプラズマ
の密度を磁界でも制御するために、永久磁石31の間隔
と磁界強度を可変とすることが好ましい。そのために予
め磁石間隔と磁界強度の異なる永久磁石31を配設した
複数種類のプラズマ源ユニット11を用意しておき、そ
の中から基板処理に適したものを選択できるようにす
る。
In order to control the density of the plasma generated in the plasma generation region 6 also by the magnetic field, it is preferable to make the interval between the permanent magnets 31 and the magnetic field strength variable. For this purpose, a plurality of types of plasma source units 11 in which permanent magnets 31 having different magnet spacings and magnetic field strengths are arranged are prepared in advance, and one suitable for substrate processing can be selected from them.

【0035】処理容器1の接地した周壁2bの外周の上
下に、容器周壁2bを囲繞するようにリング状に2個の
永久磁石32が離間して設けられ、これも周壁2bに向
けた磁極面の極性が互いに逆向きになるように構成され
ている。
Two permanent magnets 32 are provided in a ring shape so as to surround the container peripheral wall 2b at upper and lower sides of the outer periphery of the grounded peripheral wall 2b of the processing container 1, which also has a magnetic pole surface facing the peripheral wall 2b. Are configured so that their polarities are opposite to each other.

【0036】したがって、蓋体3と周壁2bとに配置さ
れた永久磁石31、32は、処理室5内に次のような互
いにつながった3種類の磁力線を形成する。1つは前述
したように放電用電極13上に設けた永久磁石31によ
るもので、H1で示すように、プラズマ生成領域6内に
形成されて、電子をトラップしてプラズマをプラズマ生
成領域6内に閉じ込める。2つは最外側の放電用電極1
3の端部に配置された永久磁石31と処理容器1の周壁
2bの上部に配置された永久磁石32とによるもので、
H2で示すように、プラズマ生成領域6とプロセス領域
7とに跨がって曲線状に形成されて、グリッド14から
放出される電子をトラップして、プラズマが直接基板W
の周辺部と接触しないようにする。3つは処理容器1の
周壁2aの上下に配設された2つの永久磁石32による
もので、周壁2bの内部近傍にH3で示すように形成さ
れて、グリッド14から放出される電子をトラップし
て、プラズマが直接基板Wの外周部と接触しないように
する。このように基板Wの周囲に磁力線H2〜H3をバ
リアのように形成し、プラズマが基板と直接接触しない
ようにして、プラズマからのダメージを防止する。
Therefore, the permanent magnets 31 and 32 arranged on the lid 3 and the peripheral wall 2b form the following three types of magnetic field lines connected to each other in the processing chamber 5. One is the permanent magnet 31 provided on the discharge electrode 13 as described above. As shown by H1, it is formed in the plasma generation region 6 and traps electrons to generate plasma in the plasma generation region 6. Lock it in. Two are outermost discharge electrodes 1
3 by the permanent magnet 31 arranged at the end of the processing container 1 and the permanent magnet 32 arranged at the upper part of the peripheral wall 2b of the processing container 1,
As indicated by H2, a curved line is formed over the plasma generation region 6 and the process region 7 to trap the electrons emitted from the grid 14, and the plasma is directly applied to the substrate W.
Avoid contact with the surrounding area. Three are formed by the two permanent magnets 32 arranged above and below the peripheral wall 2a of the processing container 1. The permanent magnets 32 are formed in the vicinity of the inside of the peripheral wall 2b as indicated by H3 to trap the electrons emitted from the grid 14. The plasma is prevented from coming into direct contact with the outer peripheral portion of the substrate W. In this way, the magnetic lines of force H2 to H3 are formed around the substrate W like barriers so that the plasma does not come into direct contact with the substrate, and damage from the plasma is prevented.

【0037】プラズマ源ユニット11の底部に設けられ
たグリッド14は、電子温度を制御するために浮遊電位
にしてある。また、各グリッド14の隙間は調整可能に
構成されている。隙間の調整は、予め網目の大きさの異
なるグリッド14を取り付けた複数種類のプラズマ源ユ
ニット11を用意しておき、その中から最適なものを選
ぶことによって行なう。浮遊電位グリッド14は、グリ
ッド14を通じてプロセス領域7へ拡散するプラズマを
制御する。プロセス領域7へ供給されるプロセスガスが
プラズマにより活性化されてラジカルが生成されるの
で、制御されたプラズマによりラジカル生成が制御され
る。
The grid 14 provided at the bottom of the plasma source unit 11 has a floating potential in order to control the electron temperature. Further, the gap between the grids 14 is configured to be adjustable. The gap is adjusted by preparing a plurality of types of plasma source units 11 to which grids 14 having different mesh sizes are attached in advance and selecting the optimum one from the plasma source units 11. The floating potential grid 14 controls the plasma that diffuses through the grid 14 to the process area 7. Since the process gas supplied to the process region 7 is activated by plasma to generate radicals, the controlled plasma controls generation of radicals.

【0038】プラズマ源として、各放電用電極13に設
けたキャリアガス導入口41を通してキャリアガス(水
素、アルゴンなど)が、グリッド14内側のプラズマ生
成領域6に供給される。また、グリッド14外側のプロ
セス領域7の低温プラズマ部分に、プラズマ源ユニット
11に隣接した蓋体3の天井壁3aに設けたプロセスガ
ス導入口42からプロセスガス(シラン、メタン等)が
供給される。
As a plasma source, a carrier gas (hydrogen, argon, etc.) is supplied to the plasma generation region 6 inside the grid 14 through the carrier gas inlet 41 provided in each discharge electrode 13. Further, the process gas (silane, methane, etc.) is supplied to the low temperature plasma portion of the process region 7 outside the grid 14 from the process gas inlet 42 provided in the ceiling wall 3a of the lid 3 adjacent to the plasma source unit 11. .

【0039】また、蓋体3の天井壁3aに、処理室5内
を排気する複数の排気口43が設けられ、排気口43は
図示しないポンプに接続されて、基板背後側からではな
く、基板対向側となる蓋体3から排気するようになって
いる。
Further, the ceiling wall 3a of the lid 3 is provided with a plurality of exhaust ports 43 for exhausting the inside of the processing chamber 5, and the exhaust ports 43 are connected to a pump (not shown) so that the substrate does not come from behind the substrate. The air is exhausted from the lid body 3 on the opposite side.

【0040】図2に、処理容器の本体を塞ぐ矩形をした
蓋体3の平面図を示す。ここでは、蓋体3の上部に矩形
状のプラズマ源ユニット11を3×4個整列した配置例
を示している。プラズマ源ユニット11の上部に、図示
していないが、前述したように複数の永久磁石が設けら
れている。各プラズマ源ユニット11の中央に1個のキ
ャリアガス導入口41が設けられる。また、各プラズマ
源ユニット11の対向二辺の外側に2個のプロセスガス
導入口42が設けられる。また、各プラズマ源ユニット
11の4隅外側に4個の排気口43が、プラズマ源ユニ
ット11を囲むようにそれぞれ設けられる。各排気口4
3からのガスは図示しないフレキシブルチューブで集め
て図示しない排気ダクトに導くようになっている。チュ
ーブをフレキシブルチューブにすると各排気口43を容
易に排気ダクトに接続することができる。図示例の12
個のプラズマ源ユニット11に対して、ポンプに通じる
排気口43は20個、キャリアガス導入口41は12
個、プロセスガス導入口42は16個設けてある。
FIG. 2 is a plan view of the rectangular lid 3 that closes the main body of the processing container. Here, an example of arrangement in which 3 × 4 rectangular plasma source units 11 are arranged on the lid 3 is shown. Although not shown, a plurality of permanent magnets are provided above the plasma source unit 11 as described above. One carrier gas inlet 41 is provided in the center of each plasma source unit 11. Further, two process gas inlets 42 are provided outside the two opposite sides of each plasma source unit 11. Further, four exhaust ports 43 are provided outside the four corners of each plasma source unit 11 so as to surround the plasma source unit 11. Each exhaust port 4
The gas from 3 is collected by a flexible tube (not shown) and guided to an exhaust duct (not shown). When the tube is a flexible tube, each exhaust port 43 can be easily connected to the exhaust duct. 12 in the illustrated example
For each plasma source unit 11, 20 exhaust ports 43 communicating with the pump and 12 carrier gas introducing ports 41 are provided.
16 process gas inlets 42 are provided.

【0041】図3(a)は、装置の上部分解斜視図であ
るが、蓋体3には1個のプラズマ源ユニット11だけを
誇張して描いてあるために、図1及び図2とは対応して
いない。蓋体3には、放電用電極13が設けられる。こ
の放電用電極13の上に絶縁層51を介して永久磁石3
1が設けられ、その上に接地カバー50が設けられてい
る。放電用電極13上の最外側にある永久磁石31aは
矩形をしており、その矩形磁石31の中に棒状磁石31
bを複数設けることにより、図1に示すような、永久磁
石31の配列を実現している。
FIG. 3 (a) is an exploded perspective view of the upper part of the apparatus, but since only one plasma source unit 11 is exaggeratedly drawn on the lid body 3, it is different from FIG. 1 and FIG. Not supported. The lid 3 is provided with a discharge electrode 13. A permanent magnet 3 is formed on the discharge electrode 13 with an insulating layer 51 interposed therebetween.
1 is provided, and the ground cover 50 is provided thereon. The outermost permanent magnet 31 a on the discharge electrode 13 has a rectangular shape, and the rod-shaped magnet 31 is included in the rectangular magnet 31.
By providing a plurality of b, the arrangement of the permanent magnets 31 as shown in FIG. 1 is realized.

【0042】図3(b)は装置の下部分解斜視図であ
る。これに示すように、永久磁石32を設けた容器側壁
2b及び基板Wを載置した容器底壁2aは共に接地され
る。容器側壁2bの外周の上下に沿って設けた2本の永
久磁石32は、丸印部を拡大した断面図に示すように、
容器側壁2bに対向する磁極面が互いに異極となるよう
に配設され、磁極Nから容器側壁2bを通って磁極Sに
向かう磁界H3を形成するようになっている。
FIG. 3B is a bottom exploded perspective view of the apparatus. As shown, the container side wall 2b provided with the permanent magnet 32 and the container bottom wall 2a on which the substrate W is placed are both grounded. The two permanent magnets 32 provided along the top and bottom of the outer circumference of the container side wall 2b are, as shown in the enlarged sectional view of the circle mark portion,
The magnetic pole surfaces facing the container side wall 2b are arranged so as to have different polarities, and a magnetic field H3 is formed from the magnetic pole N toward the magnetic pole S through the container side wall 2b.

【0043】図4に示すように、プラズマ源ユニットの
底部に設けられるグリッド14は、枠体14aに網14
bを張って構成され、負に帯電した電子を制御する。グ
リッド14は、アースせずに浮かして浮遊電位とする。
プラズマ生成領域6からグリッド14に向かってプロセ
ス領域7へ拡散する電子が抑制されるため、グリッド1
4が負に帯電し、さらにシース電位が大きくなり電子が
拡散するのを抑制する。プラズマ源ユニット11を選択
し、グリッド14の隙間を変えることによって電子温度
が制御され、プロセス領域7のラジカル生成が制御され
る。なお、グリッド14を浮遊電位とせずに、グリッド
の電位を変えてリアルタイムで制御するようにしてもよ
い。
As shown in FIG. 4, the grid 14 provided at the bottom of the plasma source unit has a frame 14a and a net 14
It is constructed by stretching b to control the negatively charged electrons. The grid 14 is floated to a floating potential without being grounded.
Since electrons diffusing from the plasma generation region 6 toward the grid 14 to the process region 7 are suppressed, the grid 1
4 is negatively charged, the sheath potential is further increased, and the diffusion of electrons is suppressed. By selecting the plasma source unit 11 and changing the gap of the grid 14, the electron temperature is controlled and the radical generation in the process region 7 is controlled. Note that the grid 14 may be controlled in real time by changing the grid potential, instead of the floating potential.

【0044】次に、上述したマルチプラズマ源を有する
変形マグネトロン型プラズマ装置の作用を図5を用いて
説明する。
Next, the operation of the modified magnetron type plasma device having the above multi-plasma source will be described with reference to FIG.

【0045】ステップ100:基板処理(成膜) 基板Wは別室から装置の処理室5に搬送されて、処理室
底部2aに設置される。処理室5はポンプによって複数
の排気口43から真空引きされる。真空引き後、各プラ
ズマ源ユニット11のキャリアガス導入口41からキャ
リアガスが、またプロセスガス導入口42からプロセス
ガスが導入されつつ、排気口43から排気される。各プ
ラズマ源ユニット11の放電用電極13に高周波電源2
1から高周波電力を加えてプラズマをオンする。する
と、放電用電極13による高周波電界と、放電用電極1
3の上部の配置された永久磁石31による磁界とによ
り、各プラズマ源ユニット11内でマグネトロン放電を
発生し、キャリアガスが電離して各プラズマ生成領域6
に高周波プラズマが生成される。プラズマは荷電粒子で
あるため、放電用電極13の周辺部や、放電用電極13
の上部に配置された永久磁石31によって閉じ込めら
れ、拡散を妨げられる。その結果、プラズマ生成領域6
内に均一かつ高密度なプラズマを得ることができる。
Step 100: Substrate processing (film formation) The substrate W is transferred from another chamber to the processing chamber 5 of the apparatus and set on the processing chamber bottom 2a. The processing chamber 5 is evacuated from the plurality of exhaust ports 43 by a pump. After evacuation, the carrier gas is introduced from the carrier gas introduction port 41 of each plasma source unit 11 and the process gas is introduced from the process gas introduction port 42, and is exhausted from the exhaust port 43. A high frequency power source 2 is provided on the discharge electrode 13 of each plasma source unit 11.
High frequency power is applied from 1 to turn on the plasma. Then, the high frequency electric field generated by the discharge electrode 13 and the discharge electrode 1
Magnetron discharge is generated in each plasma source unit 11 by the magnetic field generated by the permanent magnets 31 arranged above the plasma generator units 3, and the carrier gas is ionized to generate each plasma generation region 6
High-frequency plasma is generated in the. Since the plasma is charged particles, the periphery of the discharge electrode 13 and the discharge electrode 13
It is confined by the permanent magnets 31 arranged on the upper part of the, and diffusion is hindered. As a result, the plasma generation region 6
A uniform and high-density plasma can be obtained inside.

【0046】各プラズマ生成領域6で生成されたプラズ
マが各浮遊電位グリッド14を通って下方に位置する共
通のプロセス領域7へ拡散し、グリッド14の下側で電
子温度が低温化される。このグリッド14外側のプロセ
ス領域7の低温プラズマ部分にプロセスガス供給口42
からプロセスガスが供給され、このプロセスガスが電子
温度の制御されたプラズマにより活性化される。電子温
度はプロセスガス(分子性ガス)の解離(分解)度を決
定する。低いと低分解、高いと高分解され、複雑なラジ
カル種分布となる。各グリッド14から拡散した制御プ
ラズマは、プロセス領域7内に形成されているコーナの
磁界H2や側壁近傍の磁界H3によって閉じ込められ、
基板W上には到達しないようになっている。複雑なラジ
カル種分布をもつ活性化されたプロセスガスによって、
基板W上に成膜処理を行なう。このとき低圧ガス圧力、
低温で成膜ができる。
The plasma generated in each plasma generation region 6 diffuses through each floating potential grid 14 to the common process region 7 located below, and the electron temperature is lowered below the grid 14. The process gas supply port 42 is provided in the low temperature plasma portion of the process region 7 outside the grid 14.
Is supplied with a process gas, and the process gas is activated by plasma whose electron temperature is controlled. The electron temperature determines the degree of dissociation (decomposition) of the process gas (molecular gas). A low level results in low decomposition, and a high level results in high decomposition, resulting in a complicated radical species distribution. The control plasma diffused from each grid 14 is confined by the magnetic field H2 at the corner and the magnetic field H3 near the side wall formed in the process region 7,
It does not reach on the substrate W. With an activated process gas with a complex radical species distribution,
A film forming process is performed on the substrate W. At this time, low pressure gas pressure,
Film can be formed at low temperature.

【0047】例えば膜種a−Si:Hの成膜条件は、次
の通りである。 プロセスガス種SiH4(10sccm) キャリアガス種H2(100sccm) 温度300℃ 圧力0.133Pa(100mTorr)
For example, the film forming conditions for the film type a-Si: H are as follows. Process gas type SiH 4 (10 sccm) Carrier gas type H 2 (100 sccm) Temperature 300 ° C. Pressure 0.133 Pa (100 mTorr)

【0048】成膜が終了したら、高周波電力の放電用電
極13への印加を止めてプラズマをオフする。そして処
理室5を排気した後、処理済みの基板Wを別室へ送り出
す。
When the film formation is completed, the application of high frequency power to the discharge electrode 13 is stopped and the plasma is turned off. Then, after exhausting the processing chamber 5, the processed substrate W is sent to another chamber.

【0049】ステップ200:プロセス評価 このようにして別室に取り出した処理済み基板を、公知
の方法を用いて、そのプロセス評価する。
Step 200: Process evaluation The processed substrate thus taken out to another chamber is subjected to process evaluation by a known method.

【0050】ステップ300:不均一性判定 プロセス評価により基板面内に成膜の不均一性が発見さ
れたか否かを判定する。不均一性が発見されない場合
は、装置の初期設定で問題はないとして、ステップ10
0〜ステップ300を繰り返し、基板に成膜処理を施
す。不均一性が発見された場合は、装置の初期設定を変
えるべく、ステップ400に進む。
Step 300: Non-uniformity determination process It is determined whether non-uniformity of film formation is found in the substrate surface by the process evaluation. If no inhomogeneity is found, the device initialization is not a problem and step 10
The substrate is subjected to film formation processing by repeating steps 0 to 300. If non-uniformity is found, proceed to step 400 to change the device defaults.

【0051】ステップ400:調整 成膜の基板面内不均一性を解消するために、不均一分布
に対応する各プラズマ源ユニット11の可変インダクタ
ンス23の値を変えて、放電用電極13に加えられる電
力バランスを調整するか、各プラズマ源ユニット11を
交換して、永久磁石31の間隔、磁力変更によるマグネ
トロン放電の調整、またはグリッド14の隙間変更によ
る電子温度の調整を行なう。特に、グリッド14の隙間
を変化させることにより、グリッド14の外側の電子温
度は通常温度(数eV)から低温(1eV以下)の範囲
で制御できる。
Step 400: In order to eliminate the in-plane non-uniformity of the substrate for the adjustment film formation, the value of the variable inductance 23 of each plasma source unit 11 corresponding to the non-uniform distribution is changed and added to the discharge electrode 13. The power balance is adjusted or each plasma source unit 11 is replaced to adjust the spacing of the permanent magnets 31, the magnetron discharge by changing the magnetic force, or the electron temperature by changing the gap of the grid 14. In particular, by changing the gap of the grid 14, the electron temperature outside the grid 14 can be controlled in the range of normal temperature (several eV) to low temperature (1 eV or less).

【0052】調整後、基板面内不均一性が解消されるま
で、上記ステップ100〜ステップ400を繰り返す。
After the adjustment, the above steps 100 to 400 are repeated until the non-uniformity of the substrate surface is eliminated.

【0053】以上述べたように本実施の形態によれば、
プラズマ源を複数のプラズマ源ユニットに分割し、各プ
ラズマ源ユニットを個別に制御できるようにしたので、
1つのプラズマ源でプラズマを生成する場合に比べて、
基板上のプラズマ密度分布の制御性を向上できる。
As described above, according to this embodiment,
Since the plasma source is divided into multiple plasma source units and each plasma source unit can be controlled individually,
Compared with the case of generating plasma with one plasma source,
The controllability of the plasma density distribution on the substrate can be improved.

【0054】また、マルチプラズマ源でありながら、放
電用の高周波電力を分散供給するようにしたので、1台
の高周波電源およびマッチングボックスを設けるだけで
よく、電源構成が簡単である。
Further, since the high frequency electric power for discharge is distributed and supplied even though it is a multi-plasma source, only one high frequency electric power source and a matching box need be provided, and the power source configuration is simple.

【0055】また、各プラズマ源ユニットの放電出力
は、可変インダクタンスを制御して高周波電力を調整す
ることで容易に調整できる。また、各放電用電極に設け
た永久磁石を、それぞれの永久磁石の磁力線がつながる
ような極性で配置して、永久磁石の間隔と磁界強度を可
変にして、調整された磁力線に高エネルギー電子をトラ
ップさせ、かつトラップされた高エネルギー電子を、調
整された高周波電力で磁力線に沿って往復運動させるす
ることで、プラズマの生成を制御できる。さらに、各プ
ラズマ源ユニットのグリッドによる電子温度制御による
能動的なプラズマ生成法を採用しているので、上記放電
出力やプラズマ生成制御によるプラズマ生成分布の制御
に加えて、基板上でのプラズマ生成分布をきめ細かく制
御できる。なお、実施の形態では、放電出力、プラズマ
生成制御、電子温度制御の全てを制御可能にしている
が、これらを任意に組合わせて制御するようにしても、
あるいは単独制御するようにしても良い。
The discharge output of each plasma source unit can be easily adjusted by controlling the variable inductance to adjust the high frequency power. In addition, the permanent magnets provided on each discharge electrode are arranged with a polarity such that the magnetic lines of force of the respective permanent magnets are connected to each other, and the spacing between the permanent magnets and the magnetic field strength are made variable so that high-energy electrons can be applied to the adjusted magnetic lines of force. The generation of plasma can be controlled by causing the trapped high-energy electrons to reciprocate along the magnetic field lines with the adjusted high-frequency power. Furthermore, since the active plasma generation method by electron temperature control by the grid of each plasma source unit is adopted, in addition to the control of the plasma generation distribution by the above discharge output and plasma generation control, the plasma generation distribution on the substrate Can be finely controlled. In the embodiment, all of the discharge output, plasma generation control, and electron temperature control are controllable, but even if they are controlled in any combination,
Alternatively, it may be independently controlled.

【0056】また、各プラズマ源ユニットの放電用電極
の中心位置に高周波電力を分散供給するようにしたの
で、処理容器が大型になっても、単一のプラズマ源のと
きのような高周波電力供給位置の非対称は起こらず、そ
れに起因するプラズマ分布の均一性の問題も生じない。
したがって、大面積基板上でも最適なプラズマ分布を達
成でき、直径が1mを超える大型基板になってもプラズ
マ分布の均一性を確保できる。
Further, since the high-frequency power is distributed and supplied to the central position of the discharge electrode of each plasma source unit, even if the processing container becomes large, the high-frequency power is supplied like a single plasma source. The position asymmetry does not occur, and the plasma distribution uniformity problem caused thereby does not occur.
Therefore, the optimum plasma distribution can be achieved even on a large-area substrate, and the uniformity of plasma distribution can be ensured even for a large-sized substrate having a diameter exceeding 1 m.

【0057】また、各プラズマ源ユニット毎にガス供給
口を設けると共に、各プラズマ源ユニットの周囲に複数
の排気口を設けて、ガスの供給、排気もプラズマ源ユニ
ット毎に行うことができるので、ガス供給系を一本化し
たり、基板背後に排気口を設けたりする場合と比較し
て、ガスの滞在期間を低減でき、反応済みガスなどの排
ガスも直ちに排気できる。したがって、生成ラジカル分
布の基板面内均一化を実現できる。また、効率の良いガ
ス排気を行うことができ、クリーンなプラズマ生成を実
現できる。
Since a gas supply port is provided for each plasma source unit and a plurality of exhaust ports are provided around each plasma source unit, gas can be supplied and exhausted for each plasma source unit. Compared with the case where the gas supply system is unified or an exhaust port is provided behind the substrate, the gas stay period can be shortened and exhaust gas such as reacted gas can be immediately exhausted. Therefore, it is possible to realize the uniform distribution of the generated radicals in the substrate surface. Also, efficient gas exhaust can be performed, and clean plasma generation can be realized.

【0058】なお、実施の形態では、電子温度制御を行
なう手段としてグリッドを使用したが、プラズマ制御が
できるものであればグリッドに限定されない。例えば、
同じく電子を反発して電子の流れを制御する蛇行流路な
どで構成してもよい。また、周壁を蓋体の外側に設け
て、プラズマ生成領域がプロセス領域に対して外部に凸
となるようにしたが、周壁を蓋体よりも内側に設けて、
プラズマ生成領域がプロセス領域に対して内部に凸とな
るようしてもよい。また、基板処理には、成膜の他に、
エッチング等も含まれる。
In the embodiment, the grid is used as the means for controlling the electron temperature, but the grid is not limited as long as it can control the plasma. For example,
Similarly, it may be configured by a meandering channel or the like that repels electrons to control the flow of electrons. Further, the peripheral wall is provided outside the lid so that the plasma generation region is convex outward with respect to the process region, but the peripheral wall is provided inside the lid,
The plasma generation region may be convex inward with respect to the process region. In addition to the film formation, the substrate processing includes
Etching and the like are also included.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明によれば、大面積基板において
も、プラズマ分布の均一性が良く、クリーンなプラズマ
の生成を実現できる。また、プラズマ生成分布をきめ細
かく制御でき、基板上での最適なプラズマ分布を達成す
ることができる。
According to the present invention, even on a large-area substrate, the plasma distribution is good and a clean plasma can be generated. Further, the plasma generation distribution can be finely controlled, and the optimum plasma distribution on the substrate can be achieved.

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

【図1】実施の形態による変形マグネトロン型プラズマ
装置の断面概略図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a modified magnetron type plasma device according to an embodiment.

【図2】実施の形態による処理容器の蓋体におけるプラ
ズマ源ユニットの配置例である。
FIG. 2 is an arrangement example of plasma source units in a lid of a processing container according to an embodiment.

【図3】実施の形態による変形マグネトロン型プラズマ
装置の分解斜視図であり、(a)は装置の上部、(b)
は装置の下部をそれぞれ示す。
3A and 3B are exploded perspective views of a modified magnetron-type plasma device according to an embodiment, FIG. 3A is an upper part of the device, and FIG.
Indicate the lower part of the device, respectively.

【図4】実施の形態によるグリッドの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a grid according to an embodiment.

【図5】実施の形態による装置の作用を説明するフロー
図である。
FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the device according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 処理室 11 プラズマ源ユニット 14 グリッド 21 高周波電源 23 可変インダクタンス 41、42 ガス導入口 43 排気口 W 基板 5 processing room 11 Plasma source unit 14 grid 21 high frequency power supply 23 Variable inductance 41, 42 gas inlet 43 Exhaust port W board

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠原 修 東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式 会社日立国際電気内 (72)発明者 小川 雲龍 東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式 会社日立国際電気内 (72)発明者 佐藤 徳芳 宮城県仙台市泉区明通3−14 (72)発明者 飯塚 哲 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉05 Fターム(参考) 4G075 AA30 AA63 BC02 BD14 CA15 CA42 CA47 CA65 EC21 4K030 AA06 AA17 BA31 FA03 KA15 KA19 KA30 KA34 5F045 AA08 AB04 AC01 AD07 DP03 EF08 EH14 EH16    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Osamu Kasahara             3-14-20 Higashi-Nakano, Nakano-ku, Tokyo Stocks             Hitachi Kokusai Electric Co., Ltd. (72) Inventor Ogawa Unryu             3-14-20 Higashi-Nakano, Nakano-ku, Tokyo Stocks             Hitachi Kokusai Electric Co., Ltd. (72) Inventor Noriyoshi Sato             3-14 Akiradori, Izumi-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture (72) Inventor Satoshi Iizuka             05 Aoba, Aramaki, Aoba-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture F-term (reference) 4G075 AA30 AA63 BC02 BD14 CA15                       CA42 CA47 CA65 EC21                 4K030 AA06 AA17 BA31 FA03 KA15                       KA19 KA30 KA34                 5F045 AA08 AB04 AC01 AD07 DP03                       EF08 EH14 EH16

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ガスを供給して基板を処理する処理室と、 処理室内の基板に対向する位置に設けられ処理室内でプ
ラズマを生成する複数のプラズマ源ユニットと、 処理室内を排気する複数の排気口とを備えた基板処理装
置。
1. A processing chamber for supplying a gas to process a substrate, a plurality of plasma source units provided in a position facing the substrate in the processing chamber for generating plasma in the processing chamber, and a plurality of exhaust chambers for exhausting the processing chamber. A substrate processing apparatus having an exhaust port.
【請求項2】各プラズマ源ユニットは1つの高周波電源
に接続され、各プラズマ源ユニットの放電出力は、各プ
ラズマ源ユニットに設けられた可変インピーダンスで独
立に制御するよう構成されることを特徴とする請求項1
に記載の基板処理装置。
2. Each plasma source unit is connected to one high-frequency power source, and the discharge output of each plasma source unit is configured to be independently controlled by a variable impedance provided in each plasma source unit. Claim 1
The substrate processing apparatus according to.
【請求項3】前記各プラズマ源ユニットに、電子温度を
制御するグリッドが設けられ、各グリッドの隙間は調整
可能に構成されることを特徴とする請求項1に記載の基
板処理装置。
3. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein each of the plasma source units is provided with a grid for controlling an electron temperature, and a gap between the grids is adjustable.
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