JP2008277583A - Plasma processing apparatus - Google Patents

Plasma processing apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2008277583A
JP2008277583A JP2007120278A JP2007120278A JP2008277583A JP 2008277583 A JP2008277583 A JP 2008277583A JP 2007120278 A JP2007120278 A JP 2007120278A JP 2007120278 A JP2007120278 A JP 2007120278A JP 2008277583 A JP2008277583 A JP 2008277583A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
counter electrode
hole
electrode
substrate
processing apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007120278A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5038769B2 (en
Inventor
Yosuke Jinbo
洋介 神保
Teiji Wakamatsu
貞次 若松
Masashi Kikuchi
正志 菊池
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.)
Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ulvac Inc filed Critical Ulvac Inc
Priority to JP2007120278A priority Critical patent/JP5038769B2/en
Publication of JP2008277583A publication Critical patent/JP2008277583A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5038769B2 publication Critical patent/JP5038769B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma processing apparatus capable of simplifying the configuration of the apparatus and generating uniform plasma even if using a high-frequency power supply. <P>SOLUTION: The plasma processing apparatus 10 comprises: a substrate arrangement electrode 21 capable of arranging a substrate 20 to be treated; a counter electrode 22 arranged oppositely nearly in parallel with the substrate arrangement electrode 21 and made of a conductive material so that an AC voltage can be applied to a side opposite to the substrate arrangement electrode 21; and a plate member 35 arranged between the counter electrode 22 and the substrate arrangement electrode 21 and made of a dielectric material. In this case, the plate member 35 is formed so that treatment gas supplied between the plate member 35 and the counter electrode 22 is jetted out of a plurality of gas exhaust ports 36 formed in the plate member 35 toward the substrate arrangement electrode 21. A through hole 50 is formed in the counter electrode 22. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラズマ処理装置に関するものである。   The present invention relates to a plasma processing apparatus.

近年、プラズマの高密度化や低電子エネルギー化を図るために、プラズマ励起周波数の高周波化が試みられている。例えば、薄膜太陽電池セルのアモルファスシリコン薄膜は、13.56MHz駆動の平行平板での容量結合プラズマによるプラズマCVDで製造されている。これをより高周波化すると、プラズマ中の電子エネルギーが小さくなることで、アモルファスシリコン成膜中に発生するSi−H重合反応を抑制でき、高品質な膜が形成される。 In recent years, attempts have been made to increase the plasma excitation frequency in order to increase the plasma density and reduce the electron energy. For example, an amorphous silicon thin film of a thin film solar cell is manufactured by plasma CVD using capacitively coupled plasma on parallel plates driven at 13.56 MHz. When the frequency is further increased, the electron energy in the plasma is reduced, so that the Si—H 2 polymerization reaction generated during the amorphous silicon film formation can be suppressed, and a high quality film is formed.

しかし、プラズマ励起周波数の高周波化は定在波による電極面内の電圧分布劣化を引き起こし、プラズマの分布が不均一になる。そのため、基板の大型化に対応する電極の大面積化が困難であった。具体的には、液晶ディスプレイや薄膜太陽電池の製造に用いられるガラス基板は矩形であるため、それに伴って電極も矩形となるが、矩形電極の場合、プラズマCVDでは四隅のプラズマ密度が著しく低下するという問題があった。   However, increasing the plasma excitation frequency causes the voltage distribution in the electrode surface to deteriorate due to standing waves, resulting in non-uniform plasma distribution. Therefore, it is difficult to increase the area of the electrode corresponding to the increase in the size of the substrate. Specifically, since the glass substrate used for manufacturing a liquid crystal display or a thin film solar cell is rectangular, the electrode is also rectangular, but in the case of a rectangular electrode, plasma density at the four corners is significantly reduced in plasma CVD. There was a problem.

このため、例えば一辺が2mを超えるような大型電極をもつプラズマ装置では、周波数は13.56MHzを採用するのが一般的であり、それ以上の周波数(27.12MHzや40.68MHzなど)は使用することができなかった。   For this reason, for example, in a plasma apparatus having a large electrode with a side exceeding 2 m, the frequency is generally 13.56 MHz, and higher frequencies (27.12 MHz, 40.68 MHz, etc.) are used. I couldn't.

そこで、この問題を解消するために、高高周波を利用したプラズマCVDなどにおいて、大型の基板などを対象として、大面積で均一なプラズマを生成させ、均一処理を行うことができる高周波プラズマ生成装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この高周波プラズマ生成装置は、放電電極に給電された高周波電力に基づいて放電状態を発生させるための放電電極への給電方法であって、異なる発振周波数の高周波を互いに独立する高周波電源を用いて、それぞれの電源の周波数の差により定在波の発生を抑制するものである。
特開2001−274099号公報
Therefore, in order to solve this problem, there is a high-frequency plasma generator capable of generating uniform plasma in a large area and performing uniform processing for large substrates in plasma CVD using high frequency. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1). This high-frequency plasma generation apparatus is a method for supplying power to a discharge electrode for generating a discharge state based on high-frequency power supplied to the discharge electrode, using high-frequency power sources that are independent of each other with high frequencies having different oscillation frequencies, The generation of standing waves is suppressed by the difference in frequency of each power source.
JP 2001-274099 A

ところで、上述の高周波プラズマ生成装置では、複数の高周波電源を用いて、それぞれの位相を変えながら電極に電圧を印加して均一なプラズマを生成させるため、制御が複雑であり、装置に過大な費用をかける必要があった。したがって、装置の量産化が困難であるという問題があった。   By the way, in the above-described high-frequency plasma generation apparatus, since a plurality of high-frequency power sources are used to apply a voltage to the electrodes while changing the phase of each to generate uniform plasma, the control is complicated and the apparatus is excessively expensive. It was necessary to apply. Therefore, there is a problem that mass production of the apparatus is difficult.

そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、装置の構成を簡略化することができ、また、高周波電源を用いても均一なプラズマを生成することができるプラズマ処理装置を提供するものである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and can provide a plasma processing apparatus that can simplify the configuration of the apparatus and can generate uniform plasma even when a high-frequency power source is used. It is to provide.

請求項1に記載した発明は、被処理基板を配置可能な基板配置電極と、該基板配置電極に略平行に対向配置され、前記基板配置電極とは反対側に交流電圧を印加可能に構成された導電性材料からなる対向電極と、該対向電極と前記基板配置電極との間に配置された、誘電体材料からなる板状部材と、を備え、該板状部材は、該板状部材と前記対向電極との間に供給された処理ガスを、前記板状部材に形成された複数のガス噴出口から、前記基板配置電極に向かって噴出するように形成されたプラズマ処理装置において、前記対向電極に、貫通孔が形成されていることを特徴としている。   The invention described in claim 1 is configured such that a substrate placement electrode on which a substrate to be processed can be placed, and a substrate placement electrode that is disposed substantially parallel to the substrate placement electrode, and an AC voltage can be applied to the opposite side of the substrate placement electrode. A counter electrode made of a conductive material, and a plate-like member made of a dielectric material, disposed between the counter electrode and the substrate placement electrode, the plate-like member comprising: In the plasma processing apparatus formed so that the processing gas supplied between the counter electrode and the counter electrode may be ejected from a plurality of gas ejection ports formed in the plate member toward the substrate arrangement electrode. A feature is that a through-hole is formed in the electrode.

このように構成することで、対向電極に印加した交流電圧の電磁波が貫通孔を通過して伝播することができるため、貫通孔の形成位置における電界強度を高めることができる。したがって、貫通孔の位置を調整することで、対向電極の裏面における電圧分布を調整することができるため、対向電極の裏面における電界強度を均一にすることができる。結果として、均一なプラズマを生成することができる効果がある。
また、対向電極に貫通孔を形成するだけで実現することができるため、装置の構成を簡略化することができる効果がある。
By comprising in this way, since the electromagnetic wave of the alternating voltage applied to the counter electrode can propagate through a through-hole, the electric field strength in the formation position of a through-hole can be raised. Therefore, by adjusting the position of the through hole, the voltage distribution on the back surface of the counter electrode can be adjusted, so that the electric field strength on the back surface of the counter electrode can be made uniform. As a result, there is an effect that uniform plasma can be generated.
Moreover, since it can implement | achieve only by forming a through-hole in a counter electrode, there exists an effect which can simplify the structure of an apparatus.

請求項2に記載した発明は、前記対向電極が平面視において矩形状に形成され、該対向電極の中心点より四隅に接近した位置に、それぞれ前記交流電圧が印加される給電点が設けられていることを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, the counter electrode is formed in a rectangular shape in plan view, and feeding points to which the AC voltage is applied are provided at positions closer to the four corners than the center point of the counter electrode. It is characterized by being.

このように構成することで、矩形状の対向電極において四隅に接近した位置の電圧分布を調整することができ、対向電極の裏面における電界強度を均一にすることができる。したがって、均一なプラズマを生成することができる効果がある。   With this configuration, the voltage distribution at positions close to the four corners in the rectangular counter electrode can be adjusted, and the electric field strength on the back surface of the counter electrode can be made uniform. Therefore, there is an effect that uniform plasma can be generated.

請求項3に記載した発明は、前記給電点を含む所定領域内のみに、前記貫通孔が形成されていることを特徴としている。   The invention described in claim 3 is characterized in that the through hole is formed only in a predetermined region including the feeding point.

このように構成することで、対向電極の給電点に対応する裏面位置における電界強度を確実に高くすることができるため、より均一なプラズマを生成することができる効果がある。   With such a configuration, the electric field strength at the back surface position corresponding to the feeding point of the counter electrode can be reliably increased, so that there is an effect that more uniform plasma can be generated.

請求項4に記載した発明は、前記給電点を含む所定領域内における前記貫通孔の形成密度は、前記所定領域外における前記貫通孔の形成密度より高くなっていることを特徴としている。   The invention described in claim 4 is characterized in that a formation density of the through holes in a predetermined region including the feeding point is higher than a formation density of the through holes outside the predetermined region.

このように構成することで、対向電極の給電点に対応する裏面位置における電界強度を確実に高くすることができるとともに、対向電極の裏面における電界強度を自在に調整することができるため、さらに均一なプラズマを生成することができる効果がある。   By configuring in this way, the electric field strength at the back surface position corresponding to the feeding point of the counter electrode can be reliably increased, and the electric field strength at the back surface of the counter electrode can be freely adjusted, so that it is more uniform. There is an effect that it is possible to generate a plasma.

請求項5に記載した発明は、前記対向電極の角部を含む所定領域内のみに、前記貫通孔が形成されていることを特徴としている。   The invention described in claim 5 is characterized in that the through hole is formed only in a predetermined region including a corner of the counter electrode.

このように構成することで、給電点の位置に関係なく、対向電極の角部近傍の所定領域における電界強度を高めることができる。したがって、均一なプラズマを生成することができる効果がある。   With this configuration, the electric field strength in a predetermined region near the corner of the counter electrode can be increased regardless of the position of the feeding point. Therefore, there is an effect that uniform plasma can be generated.

請求項6に記載した発明は、前記対向電極の角部を含む所定領域内における前記貫通孔の形成密度は、前記所定領域外における前記貫通孔の形成密度より高くなっていることを特徴としている。   The invention described in claim 6 is characterized in that a formation density of the through holes in a predetermined region including a corner portion of the counter electrode is higher than a formation density of the through holes outside the predetermined region. .

このように構成することで、対向電極の角部近傍の所定領域において、電磁波を貫通孔に沿って伝播させることができるため、所定領域の電界強度を高めることができる。したがって、均一なプラズマを生成することができる効果がある。   With such a configuration, electromagnetic waves can be propagated along the through holes in a predetermined region near the corner of the counter electrode, so that the electric field strength in the predetermined region can be increased. Therefore, there is an effect that uniform plasma can be generated.

請求項7に記載した発明は、前記対向電極における前記板状部材と対向する面に、誘電体からなるプレート部材が貼着され、該プレート部材により、前記対向電極の貫通孔が閉塞されていることを特徴としている。   In a seventh aspect of the present invention, a plate member made of a dielectric material is attached to a surface of the counter electrode that faces the plate-like member, and the through hole of the counter electrode is blocked by the plate member. It is characterized by that.

このように構成することで、プレート部材により対向電極に形成された貫通孔を閉塞することができるため、板状部材と対向電極との間に供給された処理ガスが貫通孔から漏出することなく、確実にガス噴出口から基板配置電極に向かって供給することができる効果がある。   By comprising in this way, since the through-hole formed in the counter electrode by the plate member can be closed, the processing gas supplied between the plate-shaped member and the counter electrode does not leak from the through-hole. There is an effect that the gas can be reliably supplied from the gas outlet toward the substrate arrangement electrode.

請求項8に記載した発明は、前記対向電極の貫通孔が、誘電体からなる埋込部材により閉塞されていることを特徴としている。   The invention described in claim 8 is characterized in that the through hole of the counter electrode is closed by an embedded member made of a dielectric.

このように構成することで、埋込部材により対向電極に形成された貫通孔を閉塞することができるため、板状部材と対向電極との間に供給された処理ガスが貫通孔から漏出することなく、確実にガス噴出口から基板配置電極に向かって供給することができる効果がある。   With this configuration, the through hole formed in the counter electrode can be closed by the embedded member, so that the processing gas supplied between the plate member and the counter electrode leaks from the through hole. And there is an effect that the gas can be reliably supplied from the gas outlet toward the substrate arrangement electrode.

本発明によれば、対向電極に印加した交流電圧の電磁波が、貫通孔を通過して伝播することができるため、貫通孔の形成位置における電界強度を高めることができる。したがって、給電点および貫通孔の位置を調整することで、対向電極の裏面における電圧分布を調整することができるため、対向電極の裏面における電界強度を均一にすることができる。結果として、均一なプラズマを生成することができる効果がある。
また、対向電極に貫通孔を形成するだけで実現することができるため、装置の構成を簡略化することができる効果がある。
According to the present invention, an electromagnetic wave of an alternating voltage applied to the counter electrode can propagate through the through hole, so that the electric field strength at the position where the through hole is formed can be increased. Therefore, since the voltage distribution on the back surface of the counter electrode can be adjusted by adjusting the positions of the feeding point and the through hole, the electric field strength on the back surface of the counter electrode can be made uniform. As a result, there is an effect that uniform plasma can be generated.
Moreover, since it can implement | achieve only by forming a through-hole in a counter electrode, there exists an effect which can simplify the structure of an apparatus.

(第一実施形態)
(成膜装置)
次に、本発明の第一実施形態を図1〜図7に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
(First embodiment)
(Deposition system)
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.

図1は、本実施形態における成膜装置の概略構成図である。
図1に示すように、プラズマCVD法を実施する成膜装置10は、有底筒型形状の真空チャンバ11を有している。真空チャンバ11は、例えばアルミニウムなどの導電材で形成されている。また、真空チャンバ11は、接地されており、接地電位を保持できるように構成されている。さらに、真空チャンバ11の開口周縁部12には、絶縁材からなる絶縁フランジ13が設けられている。そして、真空チャンバ11に連接するようにシールドカバーとして機能する蓋体15が設けられている。つまり、真空チャンバ11および蓋体15で、箱型形状をなすように構成されている。また、絶縁フランジ13により、接地電位に保持される真空チャンバ11と交流電圧が印加される対向電極40とを確実に絶縁することができる。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a film forming apparatus in the present embodiment.
As shown in FIG. 1, a film forming apparatus 10 that performs a plasma CVD method has a bottomed cylindrical vacuum chamber 11. The vacuum chamber 11 is made of a conductive material such as aluminum. The vacuum chamber 11 is grounded and configured to be able to maintain a ground potential. Further, an insulating flange 13 made of an insulating material is provided on the opening peripheral edge 12 of the vacuum chamber 11. A lid 15 that functions as a shield cover is provided so as to be connected to the vacuum chamber 11. That is, the vacuum chamber 11 and the lid 15 are configured to have a box shape. Further, the insulating flange 13 can reliably insulate the vacuum chamber 11 held at the ground potential from the counter electrode 40 to which an AC voltage is applied.

真空チャンバ11の下部には、真空チャンバ11の底部16を挿通するように支柱17が配置されており、支柱17の先端(真空チャンバ11内)は、板状のヒータベース18の底面19と接続されている。また、支柱17は、真空チャンバ11の外部に設けられた図示しない昇降機構に接続されており、上下方向に移動可能に構成されている。つまり、支柱17の先端に接続されているヒータベース18および基板20を載置するための基板テーブル21を上下方向に昇降可能に構成されている。真空チャンバ11の外部において、支柱17の周縁を覆うようにベローズ23が設けられている。   A support column 17 is disposed below the vacuum chamber 11 so as to pass through the bottom 16 of the vacuum chamber 11, and the tip of the support column 17 (inside the vacuum chamber 11) is connected to the bottom surface 19 of the plate-like heater base 18. Has been. Moreover, the support | pillar 17 is connected to the raising / lowering mechanism not shown provided in the exterior of the vacuum chamber 11, and is comprised so that a vertical movement is possible. That is, the heater base 18 connected to the tip of the support column 17 and the substrate table 21 on which the substrate 20 is placed can be moved up and down. A bellows 23 is provided outside the vacuum chamber 11 so as to cover the periphery of the column 17.

なお、ヒータベース18は、表面が平坦に形成された板状の部材であり、その上面に基板テーブル21が載置されている。ヒータベース18は、例えばインコネル(登録商標)などのニッケル系合金からなる導電材で形成されている。なお、ヒータベース18は、剛性を有し、耐食性および耐熱性を有するものであればよい。   The heater base 18 is a plate-like member having a flat surface, and the substrate table 21 is placed on the upper surface thereof. The heater base 18 is formed of a conductive material made of a nickel-based alloy such as Inconel (registered trademark), for example. The heater base 18 only needs to be rigid and have corrosion resistance and heat resistance.

また、基板テーブル21は、ヒータベース18と同様に表面が平坦に形成された板状の部材であり、その上面に基板20が載置されている。基板テーブル21は、例えばアルミニウム合金などの導電材で形成される。基板テーブル21は接地電極として機能するため、導電性を有するものが採用される。   The substrate table 21 is a plate-like member having a flat surface, similar to the heater base 18, and the substrate 20 is placed on the upper surface thereof. The substrate table 21 is formed of a conductive material such as an aluminum alloy, for example. Since the substrate table 21 functions as a ground electrode, a conductive one is employed.

基板テーブル21は、その内部にヒータ線22が内包されており、温度調節可能に構成されている。ヒータ線22は、基板テーブル21の平面視略中央部の底面から引き出されており、ヒータベース18の平面視略中央部に形成された貫通孔26および支柱17の内部を挿通して、真空チャンバ11の外部へと導かれている。そして、ヒータ線22は真空チャンバ11の外部にて図示しない電源と接続され、温度調節がなされるように構成されている。   The substrate table 21 includes a heater wire 22 therein, and is configured to be temperature adjustable. The heater wire 22 is drawn out from the bottom surface of the substrate table 21 at a substantially central portion in plan view, and is inserted through a through-hole 26 and a column 17 formed in the substantially central portion of the heater base 18 in plan view. 11 to the outside. The heater wire 22 is connected to a power source (not shown) outside the vacuum chamber 11 so that the temperature is adjusted.

また、ヒータベース18と真空チャンバ11との間を接続するようにアースプレート25が平面視において略等間隔に複数配置されている。なお、アースプレート25は、フレキシブルな金属プレートで形成されており、例えば、ニッケル系合金やアルミ合金などで構成されている。つまり、ヒータベース18と真空チャンバ11とは電気的に接続されており、真空チャンバ11が接地電位に保持されるため、ヒータベース18およびヒータベース18に載置されている基板テーブル21も接地電位に保持されるように構成されている。   A plurality of ground plates 25 are arranged at substantially equal intervals in plan view so as to connect between the heater base 18 and the vacuum chamber 11. The ground plate 25 is formed of a flexible metal plate, and is made of, for example, a nickel-based alloy or an aluminum alloy. That is, since the heater base 18 and the vacuum chamber 11 are electrically connected and the vacuum chamber 11 is held at the ground potential, the heater base 18 and the substrate table 21 placed on the heater base 18 are also grounded. It is comprised so that it may be hold | maintained.

真空チャンバ11にはクリーニングガス導入管27が接続されている。クリーニングガス導入管27にはフッ素系ガス供給部28とラジカル源29とが設けられており、フッ素系ガス供給部28から供給されたフッ素ガスをラジカル源29で分解し、これによるフッ素ラジカルを、真空チャンバ11内の成膜空間に供給するように構成されている。つまり、基板20への成膜が何度か繰り返されることにより、真空チャンバ11の内壁面などに付着した成膜材料を、化学反応させることにより除去することができる。   A cleaning gas introduction pipe 27 is connected to the vacuum chamber 11. The cleaning gas introduction pipe 27 is provided with a fluorine-based gas supply unit 28 and a radical source 29. The fluorine gas supplied from the fluorine-based gas supply unit 28 is decomposed by the radical source 29, and the fluorine radicals generated thereby are It is configured to be supplied to the film forming space in the vacuum chamber 11. That is, when the film formation on the substrate 20 is repeated several times, the film formation material attached to the inner wall surface of the vacuum chamber 11 can be removed by a chemical reaction.

さらに、真空チャンバ11には、排気管31が接続され、その先端には、真空ポンプ32が設けられおり、真空チャンバ11内を減圧状態にすることができるように構成されている。   Further, an exhaust pipe 31 is connected to the vacuum chamber 11, and a vacuum pump 32 is provided at the tip thereof so that the inside of the vacuum chamber 11 can be decompressed.

ここで、真空チャンバ11内に、基板テーブル21と対向するようにシャワープレート35が設けられている。シャワープレート35は、例えばアルミナなどの誘電体で形成されている。また、シャワープレート35には多数のガス噴出口36が設けられている。さらに、シャワープレート35の周縁部には、全周に亘って壁部37が形成されている。   Here, a shower plate 35 is provided in the vacuum chamber 11 so as to face the substrate table 21. The shower plate 35 is made of a dielectric material such as alumina. The shower plate 35 is provided with a large number of gas outlets 36. Furthermore, a wall portion 37 is formed on the peripheral edge of the shower plate 35 over the entire circumference.

シャワープレート35の壁部37を覆うように、板状の対向電極40が設けられている。対向電極40は、例えばアルミニウム合金などの導電材で形成されている。シャワープレート35と対向電極40とは連接されて箱型形状をなしている。つまり、シャワープレート35と対向電極40との間には、空間部41が形成されている。また、シャワープレート35および対向電極40は、真空チャンバ11に絶縁フランジ13を介して取り付けられている。   A plate-like counter electrode 40 is provided so as to cover the wall portion 37 of the shower plate 35. The counter electrode 40 is formed of a conductive material such as an aluminum alloy, for example. The shower plate 35 and the counter electrode 40 are connected to each other to form a box shape. That is, a space 41 is formed between the shower plate 35 and the counter electrode 40. The shower plate 35 and the counter electrode 40 are attached to the vacuum chamber 11 via the insulating flange 13.

さらに、対向電極40における空間部41側の面(裏面62)には、例えばアルミナなどの誘電体で形成された誘電プレート42が、裏面62を略全面覆うように設けられている。
そして、誘電プレート42とシャワープレート35との間の距離、つまり、空間部41の垂直方向の距離は、空間部41でプラズマが放電しないように、例えば5mm以下程度に構成されている。
Furthermore, a dielectric plate 42 formed of a dielectric material such as alumina is provided on the surface (back surface 62) of the counter electrode 40 on the space 41 side so as to cover the entire back surface 62.
The distance between the dielectric plate 42 and the shower plate 35, that is, the distance in the vertical direction of the space 41 is configured to be, for example, about 5 mm or less so that plasma does not discharge in the space 41.

対向電極40には、ガス導入管43が接続されており、真空チャンバ11の外部に設けられた成膜ガス供給部45から空間部41に原料ガス(例えば、SiH)を供給できるように構成されている。ガス導入管43は、対向電極40との接続部から蓋体15を貫通して真空チャンバ11の外部へと延設され、成膜ガス供給部45に接続されている。そして、空間部41内に導入された成膜ガスはガス噴出口36から真空チャンバ11内に噴出されるように構成されている。 A gas introduction pipe 43 is connected to the counter electrode 40, and a source gas (for example, SiH 4 ) can be supplied to the space 41 from a film forming gas supply unit 45 provided outside the vacuum chamber 11. Has been. The gas introduction tube 43 extends from the connection portion with the counter electrode 40 through the lid body 15 to the outside of the vacuum chamber 11 and is connected to the film forming gas supply portion 45. The film forming gas introduced into the space 41 is configured to be ejected from the gas ejection port 36 into the vacuum chamber 11.

基板20を基板テーブル21上に配置すると、基板20とシャワープレート35とは互いに近接して平行に位置するように構成されている。基板テーブル21上に基板20を配置した状態で、ガス噴出口36から成膜ガスを噴出させると、その成膜ガスは基板20の表面に吹き付けられるように構成されている。   When the substrate 20 is disposed on the substrate table 21, the substrate 20 and the shower plate 35 are configured to be close to each other and positioned in parallel. When the deposition gas is ejected from the gas ejection port 36 with the substrate 20 placed on the substrate table 21, the deposition gas is sprayed onto the surface of the substrate 20.

また、対向電極40の表面61には、真空チャンバ11の外部に設けられたRF電源(高周波電源)47からの電源線49が接続されている。ここで、対向電極40の表面61には、電源線49が複数箇所で接続されている(本実施形態では、4箇所)。対向電極40と電源線49との接続点が給電点57として構成される。つまり、対向電極40の複数箇所に高周波電圧を印加可能に構成されている。給電点57は、矩形状の対向電極40の中心点51より四隅に接近した位置に設けられている。   Further, a power line 49 from an RF power source (high frequency power source) 47 provided outside the vacuum chamber 11 is connected to the surface 61 of the counter electrode 40. Here, the power supply line 49 is connected to the surface 61 of the counter electrode 40 at a plurality of locations (four locations in the present embodiment). A connection point between the counter electrode 40 and the power supply line 49 is configured as a feeding point 57. That is, a high frequency voltage can be applied to a plurality of locations of the counter electrode 40. The feeding point 57 is provided at a position closer to the four corners than the center point 51 of the rectangular counter electrode 40.

(貫通孔)
図2は、対向電極40の平面図である。また、以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向およびY軸方向のそれぞれに直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。なお、ガス導入管43が接続されるための貫通孔は図示を省略している。
(Through hole)
FIG. 2 is a plan view of the counter electrode 40. In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The predetermined direction in the horizontal plane is the X-axis direction, the direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane is the Y-axis direction, and the direction orthogonal to each of the X-axis direction and the Y-axis direction (that is, the vertical direction) is the Z-axis direction. To do. A through hole for connecting the gas introduction pipe 43 is not shown.

図2に示すように、対向電極40は、平面視において基板20の外形より大きい矩形形状に形成されている。なお、対向電極40の周縁部は、その一辺がX軸方向と平行になるように設定され、それに直交する辺がY軸方向と平行になるように設定されている。
対向電極40の四隅近傍には、貫通孔50が複数形成され、貫通孔群55が四隅それぞれに構成されている。具体的には、対向電極40をX軸方向およびY方向にそれぞれ2分割し、対向電極40を四等分したうちの一つの領域について説明する。四等分されたうちの一つの領域において、給電点57および対向電極40の角部を含む第一領域71のみに貫通孔50が形成され、それ以外の第二領域72には貫通孔50が形成されていない。つまり、第一領域71に貫通孔群55が形成されている。なお、貫通孔群55は、対向電極40の平面視における中心点51に対して対称な位置(四隅)にそれぞれ形成されている。
As shown in FIG. 2, the counter electrode 40 is formed in a rectangular shape larger than the outer shape of the substrate 20 in plan view. Note that the peripheral edge portion of the counter electrode 40 is set so that one side thereof is parallel to the X-axis direction, and the side perpendicular thereto is set to be parallel to the Y-axis direction.
A plurality of through holes 50 are formed in the vicinity of the four corners of the counter electrode 40, and a through hole group 55 is formed at each of the four corners. Specifically, a description will be given of one region in which the counter electrode 40 is divided into two in the X-axis direction and the Y direction, and the counter electrode 40 is divided into four equal parts. In one of the four divided regions, the through hole 50 is formed only in the first region 71 including the feeding point 57 and the corner of the counter electrode 40, and the through hole 50 is formed in the other second region 72. Not formed. That is, the through hole group 55 is formed in the first region 71. The through-hole groups 55 are formed at positions (four corners) that are symmetrical with respect to the center point 51 in plan view of the counter electrode 40.

ここで、貫通孔50は平面視において長方形の形状をなしている。また、長方形の貫通孔50は、その長軸方向がX軸方向と並行になるように形成された第一貫通孔50aと、長軸方向がY軸方向と並行になるように形成された第二貫通孔50bとのいずれかで構成されている。   Here, the through-hole 50 has a rectangular shape in plan view. In addition, the rectangular through hole 50 has a first through hole 50a formed so that the major axis direction thereof is parallel to the X axis direction, and the first through hole 50a formed such that the major axis direction thereof is parallel to the Y axis direction. It is configured with either of the two through holes 50b.

次に、対向電極40に形成されている貫通孔50および貫通孔群55の構成について図3を用いて詳細に説明する。
図3は、図2のA部詳細図である。
図3に示すように、第一貫通孔50aは、Y軸方向に沿って等間隔に複数形成(本実施形態では、7箇所(図2参照))されるとともに、X軸方向に沿って等間隔に複数形成(本実施形態では、6箇所(図2参照))されている。つまり、第一貫通孔50aは、Y軸方向に沿って隣接する第一貫通孔50aと隙間aを空けるように等間隔に配列形成されるとともに、X軸方向に沿って隣接する第一貫通孔50aと隙間bを空けるように等間隔に配列形成されている。
Next, the configuration of the through hole 50 and the through hole group 55 formed in the counter electrode 40 will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 3 is a detailed view of part A of FIG.
As shown in FIG. 3, a plurality of first through holes 50 a are formed at equal intervals along the Y-axis direction (in this embodiment, seven locations (see FIG. 2)), and along the X-axis direction. A plurality of intervals are formed (in this embodiment, six locations (see FIG. 2)). That is, the first through holes 50a are arranged at equal intervals so as to leave a gap a with the first through holes 50a adjacent along the Y-axis direction, and are adjacent along the X-axis direction. 50a and gap b are arranged at equal intervals.

また、第二貫通孔50bは、隙間aかつ隙間bで形成された領域52に、その領域52の中心と第二貫通孔50bの中心位置が一致するように形成され、第一貫通孔50aと同様にY軸方向とX軸方向に沿って等間隔に配列形成(本実施形態では、Y軸方向に6箇所、X軸方向に7箇所(図2参照))されている。つまり、第一貫通孔50aおよび第二貫通孔50bで形成された貫通孔群55の外形形状は、略正方形に構成されている。   The second through hole 50b is formed in a region 52 formed by the gap a and the gap b so that the center of the region 52 and the center position of the second through hole 50b coincide with each other. Similarly, an array is formed at equal intervals along the Y-axis direction and the X-axis direction (in this embodiment, six locations in the Y-axis direction and seven locations in the X-axis direction (see FIG. 2)). That is, the outer shape of the through-hole group 55 formed by the first through-hole 50a and the second through-hole 50b is substantially square.

図2に戻り、一つの貫通孔群55の中心点は、RF電源47からの高周波電圧の給電点57として構成されている。給電点57には、電源線49が接続されている。
対向電極40の四隅近傍には、貫通孔群55がそれぞれに構成されている。給電点57は、対向電極40の角部を含む第一領域71に形成された貫通孔群55の中心点に設けられている。それ以外の第二領域72には貫通孔50が形成されていない。つまり、給電点57を含む第一領域71のみに貫通孔群55が形成されている。
Returning to FIG. 2, the center point of one through-hole group 55 is configured as a high-frequency voltage feeding point 57 from the RF power source 47. A power supply line 49 is connected to the feeding point 57.
In the vicinity of the four corners of the counter electrode 40, through hole groups 55 are respectively formed. The feeding point 57 is provided at the center point of the through hole group 55 formed in the first region 71 including the corner of the counter electrode 40. The through hole 50 is not formed in the second region 72 other than that. That is, the through hole group 55 is formed only in the first region 71 including the feeding point 57.

上述の貫通孔群55の構成が、対向電極40の四隅において同じように構成されている。したがって、対向電極40には、4箇所から給電可能に構成されている。ここで、RF電源47は、一つの給電点57に対して一台ずつ個別に設けられている。なお、全ての給電点57に対して一台のRF電源47を用いて、一括して電圧を印加可能に構成してもよいし、一台のRF電源47で2箇所の給電点57に電圧を印加可能に構成してもよい。   The configuration of the through-hole group 55 described above is configured in the same manner at the four corners of the counter electrode 40. Therefore, the counter electrode 40 is configured to be fed from four locations. Here, one RF power supply 47 is individually provided for each feeding point 57. It should be noted that a single RF power supply 47 may be used for all the power supply points 57 so that a voltage can be applied collectively, or a single RF power supply 47 can apply voltage to two power supply points 57. May be configured to be able to be applied.

(作用)
次に、成膜装置10を用いて基板20に成膜する場合の作用について説明する。
図1に戻り、上記構成の成膜装置10を用いて基板20の表面に薄膜を成膜するには、まず、真空ポンプ32で真空チャンバ11内を排気する。真空チャンバ11内を減圧状態に維持した状態で、基板20を真空チャンバ11内に搬入し、基板テーブル21上に載置する。ここで、基板20を載置する前は、基板テーブル21は真空チャンバ11内の下方に位置している。つまり、基板テーブル21とシャワープレート35との間隔が広くなっており、基板20を基板テーブル21上に載置しやすい状態に保持されている。
(Function)
Next, an operation when a film is formed on the substrate 20 using the film forming apparatus 10 will be described.
Returning to FIG. 1, in order to form a thin film on the surface of the substrate 20 using the film forming apparatus 10 having the above configuration, first, the vacuum chamber 11 is evacuated by the vacuum pump 32. The substrate 20 is carried into the vacuum chamber 11 and placed on the substrate table 21 while maintaining the vacuum chamber 11 in a reduced pressure state. Here, before the substrate 20 is placed, the substrate table 21 is positioned below the vacuum chamber 11. That is, the distance between the substrate table 21 and the shower plate 35 is wide, and the substrate 20 is held in a state where it can be easily placed on the substrate table 21.

そして、基板20が基板テーブル21上に載置された後に、図示しない昇降装置が起動して支柱17が上方へ押し上げられ、それに合わせて基板テーブル21上に載置された基板20も上方へと移動して、シャワープレート35との間隔を、成膜を行うのに適正な距離に保持される。その後、ガス導入管43から成膜ガス(原料ガス)を空間部41に導入して、シャワープレート35のガス噴出口36から真空チャンバ11内に成膜ガスを噴出させる。ここで、誘電プレート42により対向電極40に形成された貫通孔50を閉塞しているため、成膜ガスは確実にガス噴出口36から噴出される。   Then, after the substrate 20 is placed on the substrate table 21, a lifting device (not shown) is activated and the support column 17 is pushed upward, and the substrate 20 placed on the substrate table 21 is also moved upward accordingly. It moves and the space | interval with the shower plate 35 is hold | maintained at the appropriate distance for performing film-forming. Thereafter, a film forming gas (raw material gas) is introduced into the space 41 from the gas introduction pipe 43, and the film forming gas is ejected into the vacuum chamber 11 from the gas ejection port 36 of the shower plate 35. Here, since the through hole 50 formed in the counter electrode 40 is closed by the dielectric plate 42, the deposition gas is surely ejected from the gas ejection port 36.

真空チャンバ11を接地電位に接続した状態で、RF電源47を起動して真空チャンバ11内の対向電極40の表面61に高周波電圧を印加する。つまり、真空チャンバ11と電気的に接続されている基板テーブル21が接地電極として機能し、対向電極40と基板テーブル21との間に高周波電圧が印加されて放電が生じ、シャワープレート35と基板20の表面との間にプラズマが発生する。こうして発生したプラズマ内で成膜ガスが分解され、基板20の表面で気相成長反応が起こることにより、基板20の表面に薄膜が成膜される。   With the vacuum chamber 11 connected to the ground potential, the RF power supply 47 is activated to apply a high frequency voltage to the surface 61 of the counter electrode 40 in the vacuum chamber 11. That is, the substrate table 21 electrically connected to the vacuum chamber 11 functions as a ground electrode, and a high frequency voltage is applied between the counter electrode 40 and the substrate table 21 to cause discharge, and the shower plate 35 and the substrate 20 are discharged. Plasma is generated between the surface and the surface. The deposition gas is decomposed in the plasma generated in this way, and a vapor phase growth reaction occurs on the surface of the substrate 20, whereby a thin film is formed on the surface of the substrate 20.

また、基板20は真空チャンバ11内の基板テーブル21のヒータ作用によって予め所定温度(200〜450℃)に加熱されており、活性化した成膜ガスが基板20の表面に到達すると、加熱によってこの成膜ガスが反応し、基板20の表面に反応生成物が堆積する。   The substrate 20 is heated to a predetermined temperature (200 to 450 ° C.) in advance by the heater action of the substrate table 21 in the vacuum chamber 11. When the activated film forming gas reaches the surface of the substrate 20, the substrate 20 is heated to The film forming gas reacts to deposit reaction products on the surface of the substrate 20.

ここで、対向電極40の表面61の4箇所の給電点57に高周波電圧を印加すると、その電磁波は、対向電極40の表面61を伝播して、対向電極40の周縁部において表面61から裏面62に沿って回り込むように伝播するものと、対向電極40の貫通孔50に沿って表面61から裏面62に伝播するものとが混在する。これにより、対向電極40の裏面62に生成される四隅近傍の電界強度を高くすることができる。   Here, when a high frequency voltage is applied to four feeding points 57 on the surface 61 of the counter electrode 40, the electromagnetic wave propagates through the surface 61 of the counter electrode 40, and from the surface 61 to the back surface 62 at the peripheral edge of the counter electrode 40. And those that propagate along the through hole 50 of the counter electrode 40 from the front surface 61 to the back surface 62 are mixed. Thereby, the electric field intensity near the four corners generated on the back surface 62 of the counter electrode 40 can be increased.

これは、給電点57に対応する対向電極40の裏面62位置において、貫通孔50を伝播してきた電磁波が位相ずれなく合成されるため、その位置において電界強度が高められる。したがって、対向電極40の四隅において、電界強度の低下を抑制することができる。つまり、シャワープレート35と基板20との間に生成されるプラズマの不均一を抑制することができ、基板20に成膜むらが生じることなく成膜をすることができる。   This is because, at the position of the back surface 62 of the counter electrode 40 corresponding to the feeding point 57, the electromagnetic wave propagating through the through hole 50 is synthesized without phase shift, so that the electric field strength is increased at that position. Therefore, it is possible to suppress a decrease in electric field strength at the four corners of the counter electrode 40. That is, nonuniformity of plasma generated between the shower plate 35 and the substrate 20 can be suppressed, and film formation can be performed without causing uneven film formation on the substrate 20.

(シミュレーション結果)
次に、対向電極に貫通孔を形成したときの効果についてのシミュレーション結果について説明する。
図4は、シミュレーションで用いた対向電極の平面図であり、図5は、図4のB部拡大図である。また、図6は、対向電極に給電したときの電界強度の比較図である。
図4に示すように、対向電極65は、平面視において2050mm×2450mmの大きさを有する矩形状の板状部材である。対向電極65を、X軸方向およびY軸方向にそれぞれ二等分して四分割したうちの一つの領域に貫通孔群66を形成した。貫通孔群66は、上述した第一実施形態と略同等に配列形成した。
(simulation result)
Next, the simulation result about the effect at the time of forming a through-hole in a counter electrode is demonstrated.
FIG. 4 is a plan view of the counter electrode used in the simulation, and FIG. 5 is an enlarged view of a portion B in FIG. FIG. 6 is a comparison diagram of electric field strength when power is supplied to the counter electrode.
As shown in FIG. 4, the counter electrode 65 is a rectangular plate-like member having a size of 2050 mm × 2450 mm in plan view. The through-hole group 66 was formed in one area of the counter electrode 65 which was divided into four equal parts in the X-axis direction and the Y-axis direction. The through-hole group 66 was formed in an array substantially the same as that in the first embodiment described above.

図5に示すように、一つの貫通孔67の大きさは80mm×20mmの大きさで形成し、隣接する貫通孔67の中心軸のピッチが122mmとなるようにX軸方向およびY軸方向(上述の第一貫通孔50aおよび第二貫通孔50b)とも構成した。また、貫通孔67の誘電率はε=1(空気と同値)として計算した。   As shown in FIG. 5, the size of one through-hole 67 is 80 mm × 20 mm, and the X-axis direction and Y-axis direction ( The first through hole 50a and the second through hole 50b) are also configured. The dielectric constant of the through hole 67 was calculated as ε = 1 (equivalent to air).

このように、貫通孔群66が形成された対向電極65の中心点68に27.12MHzの高周波電圧を給電する。このときの対向電極65の短辺の中心軸69に沿う方向の電界強度を図6の(A)に示す。なお、中心点68が長辺方向0mmの位置である。
一方、貫通孔群66が形成されていない対向電極の中心点に高周波電圧を給電したときの上述と同じ中心軸69における電界強度を図6の(B)に示す。
In this way, a high frequency voltage of 27.12 MHz is supplied to the center point 68 of the counter electrode 65 in which the through-hole group 66 is formed. The electric field strength in the direction along the central axis 69 of the short side of the counter electrode 65 at this time is shown in FIG. The center point 68 is a position in the long side direction of 0 mm.
On the other hand, FIG. 6B shows the electric field intensity at the same central axis 69 as described above when a high-frequency voltage is supplied to the center point of the counter electrode where the through-hole group 66 is not formed.

図6の(A)と(B)とを比較すると、(B)の方は中心点68に対応した位置で電界強度が最大となり、中心点68から遠ざかるにつれて電界強度が弱くなることが分かる。これは、中心点68に印加された高周波電圧の電磁波が対向電極65の表面から裏面に放射状に伝播し、裏面の中心点で電磁波が位相ずれを生じることなく到達するために電界強度が最大となり、周縁部では電磁波の到達時間にばらつきが発生し、位相ずれが生じることにより電界強度が弱くなる。   Comparing FIG. 6A and FIG. 6B, it can be seen that in FIG. 6B, the electric field strength is maximum at a position corresponding to the center point 68, and the electric field strength decreases as the distance from the center point 68 increases. This is because the electromagnetic wave of the high-frequency voltage applied to the center point 68 propagates radially from the front surface to the back surface of the counter electrode 65, and reaches the electromagnetic wave at the center point on the back surface without causing a phase shift. In the peripheral portion, the arrival time of the electromagnetic wave varies, and the electric field strength becomes weak due to the phase shift.

逆に、(A)では中心軸69上において、略均一な電界強度が得られることが分かる。つまり、対向電極65に貫通孔群66を形成した場合の方が、高周波電圧を印加したときの電界強度を対向電極65の略全面に亘って均一にすることができる。したがって、それによりプラズマも略均一に生成されるため、対向電極65に対向するように配置されている基板に均一に成膜をすることができる。また、この結果から給電点が貫通孔群66の中心点でなくても対向電極65に貫通孔67を形成することで、電界強度を略均一に調整できることが分かる。   On the contrary, in (A), it can be seen that a substantially uniform electric field strength can be obtained on the central axis 69. That is, when the through-hole group 66 is formed in the counter electrode 65, the electric field strength when a high frequency voltage is applied can be made uniform over substantially the entire surface of the counter electrode 65. Accordingly, since plasma is generated substantially uniformly, the film can be uniformly formed on the substrate arranged to face the counter electrode 65. Further, it can be seen from this result that the electric field strength can be adjusted substantially uniformly by forming the through hole 67 in the counter electrode 65 even if the feeding point is not the center point of the through hole group 66.

次に、本実施形態における別の態様として、図7のように対向電極を構成することもできる。
図7は、本実施形態における対向電極の別の態様の平面図である。
図7に示すように、対向電極80の四隅近傍には、貫通孔81が複数形成され、貫通孔群83がそれぞれ構成されている。なお、貫通孔群83は、対向電極80の平面視における中心点85に対して対称な位置にそれぞれ形成されている。
Next, as another aspect of the present embodiment, a counter electrode can be configured as shown in FIG.
FIG. 7 is a plan view of another aspect of the counter electrode in the present embodiment.
As shown in FIG. 7, a plurality of through holes 81 are formed in the vicinity of the four corners of the counter electrode 80, and a through hole group 83 is formed. The through-hole groups 83 are formed at positions symmetrical with respect to the center point 85 in plan view of the counter electrode 80.

ここで、貫通孔81は平面視において円形の形状をなしている。また、貫通孔群83の中心点は、RF電源47からの高周波電圧の給電点57として構成されている。そして、貫通孔81は、給電点57を中心としてX軸およびY軸に対称となるように複数形成され、貫通孔群83が構成されている。このように構成することで、上述の長方形の貫通孔の場合と略同等の効果が得られる。   Here, the through-hole 81 has a circular shape in plan view. The center point of the through-hole group 83 is configured as a high-frequency voltage feeding point 57 from the RF power source 47. A plurality of through holes 81 are formed so as to be symmetric with respect to the X axis and the Y axis with the feeding point 57 as the center, and a through hole group 83 is configured. By comprising in this way, the effect substantially the same as the case of the above-mentioned rectangular through-hole is acquired.

また、貫通孔81は、Z軸方向に沿った断面において(貫通孔81の幅)/(対向電極40の厚み)で求められるアスペクト比が大きい方が、貫通孔81に電磁波が伝播されやすい。貫通孔81を円形にすることで、アスペクト比を大きく設定し易いため、給電点57の直下部の電界強度をより高めることができる。   In addition, in the through hole 81, electromagnetic waves are more easily propagated to the through hole 81 when the aspect ratio calculated by (width of the through hole 81) / (thickness of the counter electrode 40) is larger in the cross section along the Z-axis direction. By making the through-hole 81 circular, it is easy to set the aspect ratio large, so that the electric field strength immediately below the feeding point 57 can be further increased.

本実施形態によれば、基板20を配置可能な基板テーブル(基板配置電極)21と、基板配テーブル21に略平行に対向配置され、基板テーブル21とは反対側に交流電圧を印加可能に構成された導電性材料からなる対向電極22と、対向電極22と基板テーブル21との間に配置された、誘電体材料からなるシャワープレート35と、を備え、シャワープレート35は、そのシャワープレート35と対向電極22との間に供給された成膜ガスを、シャワープレート35に形成された複数のガス噴出口36から、基板テーブル21に向かって噴出するように形成された成膜装置10において、対向電極22に、貫通孔50を形成した。   According to the present embodiment, a substrate table (substrate placement electrode) 21 on which a substrate 20 can be placed, and a substrate placement table 21 are arranged so as to face each other substantially parallel, and an AC voltage can be applied to the opposite side of the substrate table 21. A counter electrode 22 made of a conductive material and a shower plate 35 made of a dielectric material disposed between the counter electrode 22 and the substrate table 21, and the shower plate 35 In the film forming apparatus 10 formed so as to eject the film forming gas supplied between the counter electrode 22 and the substrate table 21 from a plurality of gas outlets 36 formed in the shower plate 35. A through hole 50 was formed in the electrode 22.

このように構成したため、対向電極22に印加した交流電圧の電磁波が貫通孔50を通過して伝播することができるため、貫通孔50の形成位置における電界強度を高めることができる。したがって、貫通孔50の位置を調整することで、対向電極22の裏面62における電圧分布を調整することができるため、対向電極22の裏面62における電界強度を均一にすることができる。結果として、均一なプラズマを生成することができる。
また、対向電極22に貫通孔50を形成するだけで実現することができるため、装置の構成を簡略化することができる。
Since it comprised in this way, since the electromagnetic wave of the alternating voltage applied to the counter electrode 22 can propagate through the through-hole 50, the electric field strength in the formation position of the through-hole 50 can be raised. Therefore, by adjusting the position of the through hole 50, the voltage distribution on the back surface 62 of the counter electrode 22 can be adjusted, so that the electric field strength on the back surface 62 of the counter electrode 22 can be made uniform. As a result, uniform plasma can be generated.
Moreover, since it can implement | achieve only by forming the through-hole 50 in the counter electrode 22, the structure of an apparatus can be simplified.

また、対向電極22が平面視において矩形状に形成され、対向電極22の中心点51より四隅に接近した位置に、それぞれ交流電圧が印加される給電点57を設けた。
このように構成したため、矩形状の対向電極22において四隅に接近した位置の電圧分布を調整することができ、対向電極22の裏面62における電界強度を均一にすることができる。したがって、均一なプラズマを生成することができる。
Further, the opposing electrode 22 is formed in a rectangular shape in plan view, and feeding points 57 to which an AC voltage is applied are provided at positions closer to the four corners than the center point 51 of the opposing electrode 22.
Since it comprised in this way, the voltage distribution of the position close | similar to the four corners in the rectangular opposing electrode 22 can be adjusted, and the electric field strength in the back surface 62 of the opposing electrode 22 can be made uniform. Therefore, uniform plasma can be generated.

また、給電点57を含む第一領域71内のみに、貫通孔50を形成した。
このように構成したため、対向電極22の給電点57に対応する裏面62位置における電界強度を確実に高くすることができるため、より均一なプラズマを生成することができる。
Further, the through hole 50 was formed only in the first region 71 including the feeding point 57.
Since it comprised in this way, since the electric field strength in the back surface 62 position corresponding to the feeding point 57 of the counter electrode 22 can be made high reliably, more uniform plasma can be produced | generated.

さらに、対向電極22におけるシャワープレート35と対向する面(裏面62)に、誘電体からなるプレート部材42を貼着し、プレート部材42により、対向電極22の貫通孔50を閉塞した。   Further, a plate member 42 made of a dielectric material was attached to the surface (back surface 62) of the counter electrode 22 facing the shower plate 35, and the through hole 50 of the counter electrode 22 was closed by the plate member 42.

このように構成したため、プレート部材42により対向電極22に形成された貫通孔50を閉塞することができるため、シャワープレート35と対向電極22との間に供給された成膜ガスが貫通孔50から漏出することなく、確実にガス噴出口36から基板テーブル21に向かって供給することができる。   Since it comprised in this way, since the through-hole 50 formed in the counter electrode 22 with the plate member 42 can be obstruct | occluded, the film-forming gas supplied between the shower plate 35 and the counter electrode 22 is from the through-hole 50. It is possible to reliably supply the gas from the gas outlet 36 toward the substrate table 21 without leaking.

そして、対向電極22の構成を上述のように給電点57の位置および貫通孔50の位置や大きさを調整することで、発振周波数27.12MHzのような高周波電圧を印加しても、対向電極22の略全面に亘ってプラズマを均一に生成することができる。印加電圧をより高周波にすることで、プラズマ密度を高くすることができる分、個々の電子エネルギー(電子温度)が下がるため、過剰に重合した反応が起き得にくく、光劣化の要因のひとつであるSi−H2結合がアモルファスシリコン膜の中に取り込まれにくくなるためである。   Then, by adjusting the position of the feed point 57 and the position and size of the through hole 50 as described above, the counter electrode 22 can be adjusted even when a high frequency voltage such as an oscillation frequency of 27.12 MHz is applied. Plasma can be generated uniformly over substantially the entire surface 22. Since the plasma density can be increased by increasing the applied voltage, the individual electron energy (electron temperature) decreases, making it difficult for excessive polymerization reactions to occur, which is one of the causes of photodegradation. This is because the Si—H 2 bond is less likely to be taken into the amorphous silicon film.

したがって、平面視において3m×3mという大型基板であっても、基板の略全面に均一に成膜をすることができる。シミュレーション結果からは、貫通孔を設けない場合には膜厚分布が±30%程度あったものを、貫通孔を設けることで膜厚分布を±10%程度に向上することができた。   Therefore, even if it is a large substrate of 3 m × 3 m in plan view, it is possible to form a film uniformly on substantially the entire surface of the substrate. From the simulation results, when the through hole was not provided, the film thickness distribution was about ± 30%, but by providing the through hole, the film thickness distribution could be improved to about ± 10%.

また、印加電圧の周波数を13.56MHzとして良好な太陽電池の光発電効果を得ることができる膜質を得るには成膜速度は500Å/分程度が上限となる。一方、本実施形態のように印加電圧の周波数を27.12MHzとすると成膜速度を1000Å/分としても上述と同等以上の光発電効果を得ることができる膜を成膜することができる。したがって、生産効率を向上することができる。   Further, in order to obtain a film quality capable of obtaining a favorable photovoltaic effect of a solar cell by setting the frequency of the applied voltage to 13.56 MHz, the upper limit of the film formation rate is about 500 Å / min. On the other hand, when the frequency of the applied voltage is 27.12 MHz as in the present embodiment, a film capable of obtaining a photovoltaic effect equal to or higher than the above can be formed even when the film formation rate is 1000 Å / min. Therefore, production efficiency can be improved.

(第二実施形態)
次に、本発明の第二実施形態を図8に基づいて説明する。なお、本実施形態の構成は、第一実施形態と対向電極の貫通孔の形成方法が異なるのみで、その他は略同一の構成であるため、同一部分に同一符号を付して詳細な説明を省略する。
図8は、本実施形態における対向電極の平面図である。
図8に示すように、対向電極90は、平面視において基板20の外形より大きい矩形形状に形成されている。対向電極90には、貫通孔91が複数形成されている。なお、貫通孔91は、対向電極90の平面視における中心点92に対して点対称な位置にそれぞれ形成されている。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the present embodiment is different from that of the first embodiment only in the method of forming the through hole of the counter electrode, and the others are substantially the same configuration. Omitted.
FIG. 8 is a plan view of the counter electrode in the present embodiment.
As shown in FIG. 8, the counter electrode 90 is formed in a rectangular shape larger than the outer shape of the substrate 20 in plan view. A plurality of through holes 91 are formed in the counter electrode 90. The through holes 91 are respectively formed at positions that are point-symmetric with respect to the center point 92 in plan view of the counter electrode 90.

貫通孔91は平面視において円形の形状をなしている。また、第一実施形態と略同一位置に、RF電源47からの高周波電圧の給電点57が構成されている。したがって、対向電極90には、4箇所から給電可能に構成されている。
ここで、貫通孔91は、対向電極90の略全面に形成されている。また、貫通孔91は、給電点57近傍には、数多く形成されており、対向電極90の中心点92に近づくにつれて数少なく形成されている。具体的には、第一実施形態と同様に、四等分されたうちの一つの領域において、給電点57および対向電極40の角部を含む第一領域71に形成された貫通孔91の形成密度が、それ以外の第二領域72に形成された貫通孔91の形成密度より高くなるように構成されている。
The through hole 91 has a circular shape in plan view. In addition, a high-frequency voltage feeding point 57 from the RF power source 47 is configured at substantially the same position as in the first embodiment. Therefore, the counter electrode 90 is configured to be able to supply power from four locations.
Here, the through hole 91 is formed on substantially the entire surface of the counter electrode 90. In addition, a large number of through holes 91 are formed in the vicinity of the feeding point 57, and the number of through holes 91 is decreased as the center point 92 of the counter electrode 90 is approached. Specifically, as in the first embodiment, the formation of the through hole 91 formed in the first region 71 including the feeding point 57 and the corner of the counter electrode 40 in one of the four divided regions. The density is configured to be higher than the formation density of the through holes 91 formed in the other second regions 72.

本実施形態によれば、給電点57を含む第一領域71内における貫通孔91の形成密度を、第一領域71外(第二領域72)における貫通孔91の形成密度より高くした。   According to this embodiment, the formation density of the through holes 91 in the first region 71 including the feeding point 57 is set higher than the formation density of the through holes 91 outside the first region 71 (second region 72).

このように構成したため、第一実施形態の効果に加え、対向電極22の給電点57に対応する裏面位置における電界強度を確実に高くすることができるとともに、対向電極22の裏面62における電界強度を自在に調整することができるため、さらに均一なプラズマを生成することができる。   With this configuration, in addition to the effects of the first embodiment, the electric field strength at the back surface position corresponding to the feeding point 57 of the counter electrode 22 can be reliably increased, and the electric field strength at the back surface 62 of the counter electrode 22 can be increased. Since it can be adjusted freely, more uniform plasma can be generated.

尚、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態において、対向電極の裏面に誘電プレートを設けた場合の説明をしたが、誘電プレートを設けず、対向電極に形成した貫通孔に誘電体からなる埋込部材を充填するようにしてもよい。このように構成することで、誘電プレートを設けた場合と略同一の効果を得ることができる。
It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes those in which various modifications are made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific materials, configurations, and the like given in the embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate.
For example, in this embodiment, the case where the dielectric plate is provided on the back surface of the counter electrode has been described. However, the dielectric plate is not provided, and the through hole formed in the counter electrode is filled with the embedded member made of a dielectric. May be. By configuring in this way, substantially the same effect as when the dielectric plate is provided can be obtained.

また、本実施形態において、貫通孔の形状を平面視において長方形や円形としたが、それ以外の形状で貫通孔を形成してもよい。
また、本実施形態において、対向電極に給電点を4箇所設けた場合の説明をしたが、給電点の箇所数は4箇所でなくてもよい。
また、本実施形態において、対向電極に各種貫通孔を対向電極の一部に形成したり、貫通孔の形成密度を領域により異なるようにして形成したりしたが、対向電極の全面に亘って略均一に貫通孔を形成してもよい。
さらに、本実施形態において、成膜装置に本発明を適用した場合の説明をしたが、それに限らず、エッチング装置などに採用してもよい。
In the present embodiment, the shape of the through hole is rectangular or circular in plan view, but the through hole may be formed in other shapes.
In the present embodiment, the description has been given of the case where four feeding points are provided on the counter electrode, but the number of feeding points may not be four.
Further, in the present embodiment, various through holes are formed in the counter electrode as a part of the counter electrode, or the through holes are formed with different density depending on the region. You may form a through-hole uniformly.
Furthermore, in this embodiment, although the case where this invention was applied to the film-forming apparatus was demonstrated, you may employ | adopt not only to it but to an etching apparatus.

本発明の実施形態における成膜装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the film-forming apparatus in embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態における対向電極を示す平面図である。It is a top view which shows the counter electrode in 1st embodiment of this invention. 図2のA部拡大詳細図である。It is the A section enlarged detail drawing of FIG. 本発明の実施形態におけるシミュレーションに用いた対向電極の平面図である。It is a top view of the counter electrode used for the simulation in the embodiment of the present invention. 図4のB部拡大詳細図である。It is the B section enlarged detail drawing of FIG. シミュレーション結果を示すグラフであり、(A)が本発明の場合、(B)が従来の貫通孔が形成されていない場合における電界強度を示すグラフである。It is a graph which shows a simulation result, (A) is a graph which shows the electric field strength in case the conventional through-hole is not formed, when (A) is the present invention. 本発明の第一実施形態における対向電極の別の態様を示す平面図である。It is a top view which shows another aspect of the counter electrode in 1st embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態における対向電極を示す平面図である。It is a top view which shows the counter electrode in 2nd embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…成膜装置(プラズマ処理装置) 11…真空チャンバ(チャンバ) 20…基板 21…基板テーブル(基板配置電極) 35…シャワープレート(板状部材) 36…ガス噴出口 40,65,80,90…対向電極 42…誘電プレート(プレート部材) 50,67,81,91…貫通孔 57…給電点   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Film-forming apparatus (plasma processing apparatus) 11 ... Vacuum chamber (chamber) 20 ... Substrate 21 ... Substrate table (substrate arrangement electrode) 35 ... Shower plate (plate-like member) 36 ... Gas ejection port 40, 65, 80, 90 ... Counter electrode 42 ... Dielectric plate (plate member) 50, 67, 81, 91 ... Through hole 57 ... Feeding point

Claims (8)

被処理基板を配置可能な基板配置電極と、
該基板配置電極に略平行に対向配置され、前記基板配置電極とは反対側に交流電圧を印加可能に構成された導電性材料からなる対向電極と、
該対向電極と前記基板配置電極との間に配置された、誘電体材料からなる板状部材と、を備え、
該板状部材は、該板状部材と前記対向電極との間に供給された処理ガスを、前記板状部材に形成された複数のガス噴出口から、前記基板配置電極に向かって噴出するように形成されたプラズマ処理装置において、
前記対向電極に、貫通孔が形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
A substrate placement electrode on which a substrate to be treated can be placed;
A counter electrode made of a conductive material that is arranged to oppose the substrate arrangement electrode substantially in parallel and is configured to be able to apply an AC voltage to the opposite side of the substrate arrangement electrode;
A plate-like member made of a dielectric material, disposed between the counter electrode and the substrate placement electrode,
The plate-like member jets the processing gas supplied between the plate-like member and the counter electrode from a plurality of gas jets formed in the plate-like member toward the substrate arrangement electrode. In the plasma processing apparatus formed in
A plasma processing apparatus, wherein a through hole is formed in the counter electrode.
前記対向電極が平面視において矩形状に形成され、
該対向電極の中心点より四隅に接近した位置に、それぞれ前記交流電圧が印加される給電点が設けられ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。
The counter electrode is formed in a rectangular shape in plan view,
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein feed points to which the AC voltage is applied are provided at positions closer to the four corners than a center point of the counter electrode. 3.
前記給電点を含む所定領域内のみに、前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項2に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the through hole is formed only in a predetermined region including the feeding point. 前記給電点を含む所定領域内における前記貫通孔の形成密度は、前記所定領域外における前記貫通孔の形成密度より高くなっていることを特徴とする請求項2に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein a formation density of the through holes in a predetermined region including the feeding point is higher than a formation density of the through holes outside the predetermined region. 前記対向電極の角部を含む所定領域内のみに、前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the through hole is formed only in a predetermined region including a corner portion of the counter electrode. 前記対向電極の角部を含む所定領域内における前記貫通孔の形成密度は、前記所定領域外における前記貫通孔の形成密度より高くなっていることを特徴とする請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。   3. The plasma according to claim 1, wherein a formation density of the through holes in a predetermined region including a corner portion of the counter electrode is higher than a formation density of the through holes outside the predetermined region. Processing equipment. 前記対向電極における前記板状部材と対向する面に、誘電体からなるプレート部材が貼着され、
該プレート部材により、前記対向電極の貫通孔が閉塞されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
A plate member made of a dielectric material is attached to a surface of the counter electrode facing the plate-like member,
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the through hole of the counter electrode is closed by the plate member.
前記対向電極の貫通孔が、誘電体からなる埋込部材により閉塞されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the through hole of the counter electrode is closed by an embedded member made of a dielectric.
JP2007120278A 2007-04-27 2007-04-27 Plasma processing equipment Active JP5038769B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007120278A JP5038769B2 (en) 2007-04-27 2007-04-27 Plasma processing equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007120278A JP5038769B2 (en) 2007-04-27 2007-04-27 Plasma processing equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008277583A true JP2008277583A (en) 2008-11-13
JP5038769B2 JP5038769B2 (en) 2012-10-03

Family

ID=40055182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007120278A Active JP5038769B2 (en) 2007-04-27 2007-04-27 Plasma processing equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5038769B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012182221A (en) * 2011-02-28 2012-09-20 Taiheiyo Cement Corp Substrate supporting member
JP2014170742A (en) * 2013-02-28 2014-09-18 Novellus Systems Incorporated Ceramic showerhead with embedded rf electrode for capacitively coupled plasma reactor
CN113179676A (en) * 2019-11-27 2021-07-27 东芝三菱电机产业系统株式会社 Active gas generating device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08325759A (en) * 1995-05-30 1996-12-10 Anelva Corp Surface-treating device
JPH09298189A (en) * 1996-04-30 1997-11-18 Seiko Epson Corp Plasma treatment method and plasma treatment apparatus
JP2000260598A (en) * 1999-03-12 2000-09-22 Sharp Corp Plasma generating device
JP2006049544A (en) * 2004-08-04 2006-02-16 Canon Anelva Corp Substrate processing apparatus and substrate processing method using same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08325759A (en) * 1995-05-30 1996-12-10 Anelva Corp Surface-treating device
JPH09298189A (en) * 1996-04-30 1997-11-18 Seiko Epson Corp Plasma treatment method and plasma treatment apparatus
JP2000260598A (en) * 1999-03-12 2000-09-22 Sharp Corp Plasma generating device
JP2006049544A (en) * 2004-08-04 2006-02-16 Canon Anelva Corp Substrate processing apparatus and substrate processing method using same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012182221A (en) * 2011-02-28 2012-09-20 Taiheiyo Cement Corp Substrate supporting member
JP2014170742A (en) * 2013-02-28 2014-09-18 Novellus Systems Incorporated Ceramic showerhead with embedded rf electrode for capacitively coupled plasma reactor
CN113179676A (en) * 2019-11-27 2021-07-27 东芝三菱电机产业系统株式会社 Active gas generating device
CN113179676B (en) * 2019-11-27 2024-04-09 东芝三菱电机产业系统株式会社 Active gas generating device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5038769B2 (en) 2012-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8312839B2 (en) Mixing frequency at multiple feeding points
US20110272099A1 (en) Plasma processing apparatus and method for the plasma processing of substrates
JP6144453B2 (en) Plasma processing equipment
JP5443127B2 (en) Plasma processing equipment
CN101043784A (en) Hybrid plasma reactor
JP5377749B2 (en) Plasma generator
JP5038769B2 (en) Plasma processing equipment
JP2010212277A (en) Film forming apparatus
JP2010161316A (en) Plasma processing device
KR101236397B1 (en) Substrate processing apparatus
JP6476355B2 (en) Shower head and vacuum processing device
KR101349266B1 (en) Plasma processing apparatus and method of forming micro crystal silicon layer
TWI463923B (en) Plasma processing device
CN101472384B (en) Atmos plasma reactor
KR20100008052A (en) Chemical vapor deposition apparatus
WO2014203719A1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
KR101613798B1 (en) Shower head for vapor deposition equipment
JP5302835B2 (en) Plasma processing equipment
KR100911327B1 (en) Plasma generator
JP3581813B2 (en) Thin film manufacturing method and thin film solar cell manufacturing method
KR102018183B1 (en) Apparatus for processing substrate
JP2004200233A (en) Plasma production device
KR20160050522A (en) Plasma deposition apparatus
JP2006086470A (en) Plasma generator
JP2012097356A (en) Apparatus and method for substrate treatment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090901

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120327

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120525

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120612

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120706

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150713

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5038769

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250