JP2012104559A - Device and method for plasma deposition - Google Patents

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Masakazu Taki
正和 滝
Tomohiro Ikeda
知弘 池田
Mutsumi Tsuda
睦 津田
Ken Imamura
謙 今村
Nobuo Fujiwara
伸夫 藤原
Yukihiro Tawara
志浩 田原
Toru Fukazawa
徹 深沢
Akemichi Hirota
明道 廣田
Naofumi Yoneda
尚史 米田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain uniform plasma even when a substrate to be processed having a large area is processed by supply of VHF-band high-frequency power.SOLUTION: In a plasma deposition device, a second principal plane of a first electrode includes a plurality of first feeding points, a plurality of second feeding points, at least a third feeding point and at least a fourth feeding point. The plurality of first feeding points and the plurality of second feeding points are disposed in symmetric positions relative to a symmetry point, and in symmetric positions relative to a symmetry axis, and the high-frequency power fed thereto mutually has a 180-degree phase difference. The at least one third feeding point and the at least one fourth feeding point include a set of feeding points disposed in either positions having an equal distance from the symmetry point and positions on the symmetry axis, or positions having an equal distance from the symmetry point and in symmetric positions relative to the symmetry axis.

Description

本発明は、プラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法に関する。   The present invention relates to a plasma film forming apparatus and a plasma film forming method.

プラズマ成膜装置は、アモルファスシリコン薄膜や微結晶シリコン薄膜等の薄膜を基板上に成膜するための装置として広く用いられている。今日では、例えば薄膜シリコン太陽電池の発電層やフラットディスプレイパネルに用いられる薄膜トランジスタのような大面積薄膜を高速で一時に成膜することができるプラズマ成膜装置も開発されている。大面積のシリコン薄膜を成膜するには、平行平板型プラズマ成膜装置を使用するのが一般的である。   A plasma film forming apparatus is widely used as an apparatus for forming a thin film such as an amorphous silicon thin film or a microcrystalline silicon thin film on a substrate. Nowadays, for example, a plasma film forming apparatus capable of forming a large-area thin film such as a thin film transistor used in a power generation layer of a thin film silicon solar cell or a flat display panel at a high speed at a time has been developed. In order to form a silicon thin film having a large area, it is common to use a parallel plate type plasma film forming apparatus.

平行平板型プラズマ成膜装置は、真空チャンバ内において数mmから数十mmの距離を隔てて対向している2つの電極を有する。これら2つの電極は、水平面内に設置され、一方の電極に高周波電力を供給し、他方の電極が接地されている。シリコン薄膜を成膜する場合、シラン(SiH)や水素(H)等の成膜ガスを、一方の電極に設けられた多数のガス穴を通して放電空間となる電極間のギャップ領域に供給する。放電空間に供給されたガスは高周波電力によってプラズマ化する。成膜ガスはプラズマ中で分解され、ラジカルやイオンとなって被成膜基板へと入射し、基板上にシリコン膜を形成する。一般に、接地されている側となる他方の電極がステージとして用いられ、他方の電極の上に被成膜基板が載置される。 The parallel plate type plasma film forming apparatus has two electrodes facing each other with a distance of several mm to several tens mm in the vacuum chamber. These two electrodes are installed in a horizontal plane, supply high-frequency power to one electrode, and the other electrode is grounded. In the case of forming a silicon thin film, a film forming gas such as silane (SiH 4 ) or hydrogen (H 2 ) is supplied to a gap region between the electrodes serving as a discharge space through a large number of gas holes provided in one electrode. . The gas supplied to the discharge space is turned into plasma by high frequency power. The deposition gas is decomposed in the plasma, becomes radicals and ions, and enters the deposition target substrate to form a silicon film on the substrate. In general, the other electrode on the grounded side is used as a stage, and a deposition target substrate is placed on the other electrode.

特許文献2には、電極と基板ホルダーとの間にプラズマを発生させるプラズマ処理装置において、電極の2つの部位に、10MHz〜30MHzの高周波電力を供給することが記載されている。具体的には、電極の左右の2つの部位に供給される高周波電力が、互いに干渉しないように時間分割された2種類のパルス変調出力となるように発生されるとされている。これにより、特許文献2によれば、2つの部位の一方のみに高周波電力を供給したときの電界強度分布と他方のみに高周波電力を供給したときの電界強度分布とを重ね合わせて時間平均された電界強度分布を得ることができるので、(縦横の長さが1m×1m以上の)大面積基板全面のプラズマの均一性を高めることができるとされている。   Patent Document 2 describes that in a plasma processing apparatus that generates plasma between an electrode and a substrate holder, high frequency power of 10 MHz to 30 MHz is supplied to two portions of the electrode. Specifically, the high-frequency power supplied to the two left and right parts of the electrode is generated so as to be two types of pulse-modulated outputs that are time-divided so as not to interfere with each other. Thus, according to Patent Document 2, the electric field strength distribution when high-frequency power is supplied to only one of the two parts and the electric field strength distribution when high-frequency power is supplied to only the other are superimposed and time-averaged. It is said that since the electric field strength distribution can be obtained, the plasma uniformity over the entire surface of the large-area substrate (the length and width of 1 m × 1 m or more) can be improved.

一方、近年、成膜品質や成膜速度向上といったニーズに応えるため、従来一般的であった13.56MHzよりも周波数の高いVHF(Very High Frequency)帯の高周波電力を用いて生成したVHFプラズマを成膜に用いることが盛んに研究されている。VHFプラズマは高密度、低電子温度であるという特徴を備えるため、上記のニーズに対する解として期待が持たれている。   On the other hand, in recent years, VHF plasma generated using high frequency power in the VHF (Very High Frequency) band having a frequency higher than that of the conventional 13.56 MHz is used to meet the needs for improving film formation quality and film formation speed. It has been actively studied for use in film formation. Since VHF plasma has the characteristics of high density and low electron temperature, it is expected as a solution to the above needs.

しかしながら、高周波電力の周波数が増加すると、高周波電力の「波」としての性質が顕著に表れ、成膜特性が電極面内で不均一になる傾向にある。すなわち、高周波電力の周波数が増加すると、電極面内で高周波電力が干渉を起こし、定在波を形成することで電界強度分布が不均一になり、その結果プラズマ密度が不均一となり、最終的に成膜速度や膜質そのものが不均一になってしまう傾向にある。近年における被成膜基板の大型化はこの傾向を顕著なものとさせる要因となっており、実用化の上で大きな課題となっている。   However, when the frequency of the high-frequency power increases, the property of the high-frequency power as a “wave” appears remarkably, and the film forming characteristics tend to be non-uniform in the electrode plane. That is, when the frequency of the high-frequency power increases, the high-frequency power causes interference in the electrode plane, and the electric field strength distribution becomes non-uniform by forming a standing wave, resulting in non-uniform plasma density. The film forming speed and film quality itself tend to be non-uniform. In recent years, an increase in the size of a film formation substrate has become a factor that makes this tendency remarkable, and has become a major issue in practical use.

一般に電極サイズは使用する高周波電力の波長λの1/10以下であることが望ましいとされている。これは目安として、電極サイズがλ/10以下であれば定在波が形成しても電界強度の面内ばらつきがおおむね±10%以下に収まるためである。例えば高周波電力の周波数が13.56MHzである場合、電極サイズは2m強まで、高周波電力の周波数がVHF帯例えば60MHzである場合、電極サイズは50cm程度が限界となる。   In general, the electrode size is desirably 1/10 or less of the wavelength λ of the high-frequency power used. This is because, as a guide, if the electrode size is λ / 10 or less, the in-plane variation of the electric field strength is generally within ± 10% even when a standing wave is formed. For example, when the frequency of the high frequency power is 13.56 MHz, the electrode size is limited to a little over 2 m, and when the frequency of the high frequency power is in the VHF band, for example, 60 MHz, the electrode size is limited to about 50 cm.

ここで、成膜特性、例えば膜厚分布のばらつきは、フラットパネルディスプレイ用薄膜トランジスタなどにおいて再現性を確保するために±5%程度の範囲に収まること、太陽電池分野において再現性を確保するために±10%程度の範囲に収まることが、実用化の一つの指標となっている。従来のVHFプラズマ技術では、例えばアモルファスシリコン膜の成膜速度の場合、基板面積50cm×50cm程度で±10〜15%程度と、小面積基板でかろうじて満たしている状況である。   Here, film formation characteristics, for example, variations in film thickness distribution are within a range of about ± 5% in order to ensure reproducibility in flat panel display thin film transistors and the like, and in order to ensure reproducibility in the field of solar cells. The fact that it is within the range of about ± 10% is one indicator of practical use. In the conventional VHF plasma technology, for example, in the case of an amorphous silicon film deposition rate, a substrate area of about 50 cm × 50 cm is about ± 10 to 15%, which is barely satisfied with a small area substrate.

特許文献1には、電極体と基板ホルダーとの間にプラズマを発生させる表面処理装置において、60〜150MHz程度のVHF帯の高周波電力を分岐器により4つに分岐して電極体における4つの電力供給箇所へ供給することが記載されている。また、4つの電力供給箇所を電極体の裏面の中心に対して対称に設定して電極体の前面への電力供給経路を等しくすることが記載されている。これにより、特許文献1によれば、4つの電力供給箇所が均等な位置に設定されるので、電極体の全面に供給される高周波電力の分布が均一になり、均一なプラズマが生成されるとされている。   In Patent Document 1, in a surface treatment apparatus that generates plasma between an electrode body and a substrate holder, high-frequency power in the VHF band of about 60 to 150 MHz is branched into four by a branching device, and the four powers in the electrode body. The supply to the supply point is described. In addition, it is described that four power supply locations are set symmetrically with respect to the center of the back surface of the electrode body so that the power supply paths to the front surface of the electrode body are equal. Thereby, according to Patent Document 1, since the four power supply locations are set at equal positions, the distribution of the high-frequency power supplied to the entire surface of the electrode body becomes uniform, and uniform plasma is generated. Has been.

特許第3425009号公報Japanese Patent No. 3425209 特開2006−216679号公報JP 2006-216679 A

一方、上記の指標は、近年のメーターサイズ(1.1m×1.4m)の基板においては±20〜40%程度とクリアできない傾向にある。   On the other hand, the above-mentioned index tends to be unclearable at about ± 20 to 40% on a recent meter-sized substrate (1.1 m × 1.4 m).

特許文献1に記載の表面処理装置では、4つの電力供給箇所が均等な位置に設定されれば、電極体における4つの電力供給箇所から電極体へ同時に高周波電力を供給することにより、定在波の発生が抑えられるとされている。   In the surface treatment apparatus described in Patent Document 1, if the four power supply locations are set at equal positions, the standing wave is supplied by simultaneously supplying high-frequency power from the four power supply locations in the electrode body to the electrode body. It is said that the occurrence of

しかし、特許文献1には、処理される基板が、550mm×650mm程度の大きさのガラス基板であることが記載されている。特許文献1に記載の技術では、メーターサイズの基板を処理することが想定されていないと考えられる。仮に、特許文献1に記載の技術をメーターサイズの基板に適用した場合、各電力供給箇所から供給された高周波電力の合成された定在波が形成されるためプラズマ分布の不均一性が生じると考えられる。   However, Patent Document 1 describes that the substrate to be processed is a glass substrate having a size of about 550 mm × 650 mm. In the technique described in Patent Document 1, it is considered that a meter-sized substrate is not assumed to be processed. If the technique described in Patent Document 1 is applied to a meter-sized substrate, a standing wave composed of high-frequency power supplied from each power supply location is formed, resulting in non-uniformity in plasma distribution. Conceivable.

実際に本発明者が検討したところ、1.1m×1.4mの大型基板に対して電極の周囲4点から同時に給電を行ってプラズマの生成を試みたが、電極中央にプラズマが局在して生成し、均一なプラズマは得られなかった。定在波の形成は波の干渉という基本的な物理現象に起因しているため根本的な解決(定在波そのものを抑えること)は非常に困難であると考えられる。   When the present inventor actually examined, an attempt was made to generate plasma by simultaneously supplying power from four points around the electrode to a 1.1 m × 1.4 m large substrate, but the plasma was localized in the center of the electrode. A uniform plasma was not obtained. Since the formation of standing waves is caused by the fundamental physical phenomenon of wave interference, it is considered that the fundamental solution (suppressing the standing waves themselves) is very difficult.

このように、特許文献1に記載の表面処理装置を用いてメーターサイズの基板(大面積の被処理基板)を処理した場合、均一なプラズマを得ることは困難である。   As described above, when a meter-sized substrate (substrate to be processed having a large area) is processed using the surface treatment apparatus described in Patent Document 1, it is difficult to obtain uniform plasma.

また、特許文献2には、上述のように、10MHz〜30MHzの高周波電力を供給することが記載されている。特許文献2に記載の技術では、VHF帯の高周波電力を供給することが想定されていないと考えられる。   Patent Document 2 describes supplying high frequency power of 10 MHz to 30 MHz as described above. In the technique described in Patent Document 2, it is considered that high-frequency power in the VHF band is not supposed to be supplied.

すなわち、特許文献2に記載の技術では、電極面上で対向する位置に接続された電源同士が互いに干渉を起こさないよう、交互にオン/オフすることで均一化を図っている。しかし、周波数がVHF帯になると定在波の形成がより顕著になり、結果、電界分布は節点をともなった曲線的な形状になる。このVHF帯においても、2つの定在波を重ね合わせることで均一化は可能であるが、腹と節の位置がちょうどπ/4ずれる条件(例えば電極のサイズがλ/4の奇数倍など)を満たす場合に限定される。しかも実際の成膜やエッチングプロセスなどにおいては、プロセス条件によってプラズマパラメータが変化し、それにともないλも変化する。したがって実用的な観点でもプロセスマージンが非常に小さくなる傾向にあり、特許文献2に記載の技術の、VHF帯の周波数領域への適用は難しい。   That is, in the technique described in Patent Document 2, the power sources connected to the positions facing each other on the electrode surface are alternately turned on / off so that they do not interfere with each other. However, when the frequency is in the VHF band, the formation of standing waves becomes more prominent, and as a result, the electric field distribution has a curved shape with nodes. Even in this VHF band, it is possible to make uniform by superimposing two standing waves, but the condition that the positions of the antinode and the node are exactly π / 4 (for example, the electrode size is an odd multiple of λ / 4). Limited to satisfy. Moreover, in an actual film formation or etching process, the plasma parameter changes depending on the process conditions, and λ also changes accordingly. Accordingly, the process margin tends to be very small from a practical viewpoint, and it is difficult to apply the technique described in Patent Document 2 to the frequency region of the VHF band.

加えて、複数の部位を交互にオン/オフして電力供給を行う特許文献2に記載された方法では、オン状態の電力供給条件が、オフ状態の電力供給部位に接続されているマッチャー(整合器)のインピーダンス(回路定数)に依存するため、マッチャーの整合調整が困難となる傾向にある。この観点からも、特許文献2に記載の技術の、VHF帯の周波数領域への適用は難しい。   In addition, in the method described in Patent Document 2 in which power supply is performed by alternately turning on / off a plurality of parts, a matcher (matching) in which an on-state power supply condition is connected to an off-state power supply part. The matching of the matcher tends to be difficult. From this point of view, it is difficult to apply the technique described in Patent Document 2 to the frequency region of the VHF band.

このように、特許文献2に記載されたプラズマ処理装置を用いてVHF帯の高周波電力の供給を行った場合、均一なプラズマを得ることは困難である。   As described above, when the high-frequency power in the VHF band is supplied using the plasma processing apparatus described in Patent Document 2, it is difficult to obtain uniform plasma.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、VHF帯の高周波電力の供給を行って大面積の被処理基板を処理した場合でも均一なプラズマを得ることができるプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and a plasma film forming apparatus and a plasma capable of obtaining uniform plasma even when a substrate to be processed having a large area is processed by supplying high-frequency power in the VHF band. It aims at obtaining the film-forming method.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の1つの側面にかかるプラズマ成膜装置は、真空チャンバと第1の電極とで成膜室が形成され、前記成膜室内に前記第1の電極に対向して配置された第2の電極上に被成膜基板が載置され、前記第1の電極と前記第2の電極との間に発生させたプラズマを用いて成膜をおこなうプラズマ成膜装置であって、前記第1の電極は、方形の形状を有し、前記第1の電極における前記第2の電極に対向する第1の主面の反対側の第2の主面は、前記方形における相対する2辺の一方の側に配された複数の第1の給電点と、前記相対する2辺の他方の側に配された複数の第2の給電点と、前記方形における相対する他の2辺の一方の側に配された少なくとも1つの第3の給電点と、前記相対する他の2辺の他方の側に配された少なくとも1つの第4の給電点とを有し、前記複数の第1の給電点と前記複数の第2の給電点とは、対称点に関して対称な位置であって対称軸に関して対称な位置に配されるとともに、給電される高周波電力の位相差が互いに180度であり、前記少なくとも1つの第3の給電点と前記少なくとも1つの第4の給電点とは、それぞれ、前記対称点から等距離であり前記対称軸上となる位置に配される、あるいは前記対称点から等距離であり前記対称軸に関して対称な位置に配された1組の給電点を含むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a plasma film forming apparatus according to one aspect of the present invention includes a vacuum chamber and a first electrode, and a film forming chamber is formed in the film forming chamber. A deposition target substrate is placed on a second electrode disposed to face the first electrode, and deposition is performed using plasma generated between the first electrode and the second electrode. The first electrode has a square shape, and the second electrode of the first electrode opposite to the first main surface facing the second electrode is a plasma film forming apparatus for performing The main surface has a plurality of first feeding points arranged on one side of the two opposite sides in the square, and a plurality of second feeding points arranged on the other side of the two opposite sides, At least one third feeding point arranged on one side of the other two opposite sides of the square, and the opposite other At least one fourth feeding point disposed on the other side of the two sides, wherein the plurality of first feeding points and the plurality of second feeding points are symmetrical with respect to a symmetry point. The phase difference between the fed high frequency powers is 180 degrees, and the at least one third feeding point and the at least one fourth feeding point are Each including a set of feeding points that are equidistant from the symmetry point and are located on the symmetry axis, or are equidistant from the symmetry point and are symmetric with respect to the symmetry axis. It is characterized by that.

本発明によれば、(等価的に)対称軸上にある第3の給電点及び第4の給電点に接続される高周波電源は、相対する2辺側の複数の第1の給電点及び複数の第2の給電点に接続された高周波電源からの影響を受けにくい。また、相対する2辺側の複数の第1の給電点及び複数の第2の給電点に接続された高周波電源は、(等価的に)対称軸上にある第3の給電点及び第4の給電点に接続された高周波電源の整合状態に影響されないで整合をとることが容易である。この結果、複数の第1の給電点及び複数の第2の給電点によるV字型の電界強度分布と第3の給電点及び第4の給電点による尾根型の電界強度分布とをそれぞれ独立に(安定して)形成して重ね合わせることができるので、VHF帯の高周波電力の供給を行って大面積の被処理基板を処理した場合でも均一なプラズマを得ることができる。   According to the present invention, the high-frequency power source connected to the third feeding point and the fourth feeding point on the axis of symmetry (equivalently) includes the plurality of first feeding points on the two opposite sides and the plurality of feeding points. It is hard to be influenced by the high frequency power source connected to the second feeding point. In addition, the high-frequency power source connected to the plurality of first feeding points and the plurality of second feeding points on the two opposite sides is (equivalently) the third feeding point and the fourth feeding point on the axis of symmetry. It is easy to achieve matching without being affected by the matching state of the high-frequency power source connected to the feeding point. As a result, the V-shaped electric field intensity distribution by the plurality of first feeding points and the plurality of second feeding points and the ridge-type electric field intensity distribution by the third feeding point and the fourth feeding point are independently obtained. Since they can be formed and stably stacked, uniform plasma can be obtained even when a substrate to be processed having a large area is processed by supplying high-frequency power in the VHF band.

図1は、実施の形態1にかかるプラズマ処理装置を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the plasma processing apparatus according to the first embodiment. 図2は、実施の形態1における高周波電力の給電系統図である。FIG. 2 is a high-frequency power feeding system diagram according to the first embodiment. 図3は、第1の電極の大気側で計測した電界分布図である。FIG. 3 is an electric field distribution diagram measured on the atmosphere side of the first electrode. 図4は、第1の電極とステージとの間に形成される電界分布図である。FIG. 4 is an electric field distribution diagram formed between the first electrode and the stage. 図5は、第1の電極とステージとの間に形成される電界分布図である。FIG. 5 is an electric field distribution diagram formed between the first electrode and the stage. 図6は、第1の電極とステージとの間に形成される電界分布図である。FIG. 6 is an electric field distribution diagram formed between the first electrode and the stage. 図7は、実施の形態3における高周波電源の動作図である。FIG. 7 is an operation diagram of the high-frequency power supply according to the third embodiment. 図8は、実施の形態4における高周波電力の給電系統図である。FIG. 8 is a high-frequency power feeding system diagram according to the fourth embodiment. 図9は、実施の形態5における高周波電力の給電系統図である。FIG. 9 is a high-frequency power feeding system diagram according to the fifth embodiment.

以下に、本発明にかかるプラズマ成膜装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a plasma film forming apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to these embodiments.

実施の形態1.
実施の形態1にかかるプラズマ成膜装置100の構成について図1を用いて説明する。図1は、実施の形態1にかかるプラズマ成膜装置100の構成を概略的に示す断面図である。
Embodiment 1 FIG.
The structure of the plasma film-forming apparatus 100 concerning Embodiment 1 is demonstrated using FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a plasma film forming apparatus 100 according to the first embodiment.

プラズマ成膜装置100は、図1に示すように、真空チャンバ1、排気口3、成膜室8、絶縁フランジ4、電極(第1の電極)5、ガス供給口6、シャワープレート7、ステージ(第2の電極)2、及び複数の高周波電源10a〜10fを備える。   As shown in FIG. 1, a plasma film forming apparatus 100 includes a vacuum chamber 1, an exhaust port 3, a film forming chamber 8, an insulating flange 4, an electrode (first electrode) 5, a gas supply port 6, a shower plate 7, a stage. (Second electrode) 2 and a plurality of high-frequency power supplies 10a to 10f.

真空チャンバ1は、プラズマ成膜装置100の外壁における側部及び底部を形成するとともに、成膜室8の側部及び底部を覆うように延びている。   The vacuum chamber 1 forms side portions and bottom portions on the outer wall of the plasma film forming apparatus 100, and extends so as to cover the side portions and bottom portion of the film forming chamber 8.

排気口3は、真空チャンバ1に連通されているとともに、排気管(図示せず)を介して真空ポンプ(図示せず)に接続されており、真空チャンバ1を真空ポンプで排気するために設けられている。   The exhaust port 3 communicates with the vacuum chamber 1 and is connected to a vacuum pump (not shown) via an exhaust pipe (not shown), and is provided for exhausting the vacuum chamber 1 with the vacuum pump. It has been.

成膜室8は、電極5と真空チャンバ1とで覆われて形成された空間である。成膜室8では、後述のように、プラズマが生成される。   The film forming chamber 8 is a space formed by being covered with the electrode 5 and the vacuum chamber 1. In the film forming chamber 8, plasma is generated as described later.

絶縁フランジ4は、電極5と真空チャンバ1とを高周波電力的に絶縁するとともに、電極5と真空チャンバ1との間を真空封止している。これにより、成膜室8は、真空排気可能な空間となっている。   The insulating flange 4 insulates the electrode 5 from the vacuum chamber 1 in terms of high-frequency power and vacuum-seals the electrode 5 from the vacuum chamber 1. Thereby, the film forming chamber 8 is a space that can be evacuated.

電極5は、プラズマ成膜装置100の外壁における上部を形成するとともに、成膜室8の上部を覆うように延びている。また、電極5は、例えば、成膜室8の上部及び側部を覆うように延びている。電極5には、複数の高周波電源10a〜10fが接続されている。   The electrode 5 forms an upper part of the outer wall of the plasma film forming apparatus 100 and extends to cover the upper part of the film forming chamber 8. Further, the electrode 5 extends so as to cover, for example, the upper part and the side part of the film forming chamber 8. A plurality of high frequency power supplies 10 a to 10 f are connected to the electrode 5.

ガス供給口6は、ガス供給管(図示せず)を介してガス供給源(図示せず)に接続されており、電極5とシャワープレート7との間の空間11にガス供給源から成膜ガスを供給するために設けられている。   The gas supply port 6 is connected to a gas supply source (not shown) via a gas supply pipe (not shown), and a film is formed from the gas supply source in a space 11 between the electrode 5 and the shower plate 7. It is provided to supply gas.

シャワープレート7は、空間11の下部を覆うように延びているとともに、複数のガス穴を有している。これにより、シャワープレート7は、複数のガス穴を介して、成膜ガスを空間11から成膜室8に導入する。   The shower plate 7 extends to cover the lower part of the space 11 and has a plurality of gas holes. Thus, the shower plate 7 introduces the film forming gas from the space 11 into the film forming chamber 8 through the plurality of gas holes.

ステージ2は、成膜室8内において電極5の第1の主面5aと対向するように配置されているとともに例えば接地されており、電極5に対する対向電極(第2の電極)として機能する。また、ステージ2上には、被成膜基板9が載置されている。   The stage 2 is disposed so as to face the first main surface 5 a of the electrode 5 in the film forming chamber 8 and is grounded, for example, and functions as a counter electrode (second electrode) with respect to the electrode 5. In addition, a deposition target substrate 9 is placed on the stage 2.

複数の高周波電源10a〜10fは、電極5の第2の主面5bにおける後述する位置に接続されており、電極5へ高周波電力を供給する。第2の主面5bは、電極5におけるステージ2に対向する第1の主面5aの反対側の面である。   The plurality of high frequency power supplies 10 a to 10 f are connected to positions to be described later on the second main surface 5 b of the electrode 5, and supply high frequency power to the electrode 5. The second main surface 5b is a surface on the opposite side of the first main surface 5a facing the stage 2 in the electrode 5.

プラズマ成膜装置100では、ガス供給口6から供給された成膜ガスが、シャワープレート7の複数のガス穴を介して成膜室8に導入され、成膜室8の圧力が真空ポンプ(図示せず)で適切な値に設定される。この状態で電極5に複数の高周波電源10a、10bから高周波を印加すると、電極5とステージ2との間にプラズマが生成されて被成膜基板9上に薄膜が堆積する。   In the plasma film forming apparatus 100, the film forming gas supplied from the gas supply port 6 is introduced into the film forming chamber 8 through the plurality of gas holes of the shower plate 7, and the pressure in the film forming chamber 8 is reduced to a vacuum pump (see FIG. (Not shown). In this state, when a high frequency is applied to the electrode 5 from the plurality of high frequency power supplies 10 a and 10 b, plasma is generated between the electrode 5 and the stage 2, and a thin film is deposited on the deposition target substrate 9.

次に、プラズマ成膜装置100に適用した電極5への高周波電力の給電方法について図2を用いて説明する。図2は、プラズマ成膜装置における電極5へ高周波電力を給電するための複数の高周波電源10a〜10fにおける系統・構成を示す図である。   Next, a method of supplying high-frequency power to the electrode 5 applied to the plasma film forming apparatus 100 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a system / configuration of a plurality of high-frequency power supplies 10a to 10f for supplying high-frequency power to the electrode 5 in the plasma film forming apparatus.

図2では、一例として、電極5が長方形で、ステージ2と対向するシャワープレート7の大きさは1.2m×1.5mとし、成膜室8側の反対面である大気側から高周波を給電する場合の構成が示されている。給電する電力の周波数は高速成膜を実現するために例えば60MHzのVHF帯を用いる。   In FIG. 2, as an example, the electrode 5 is rectangular, the size of the shower plate 7 facing the stage 2 is 1.2 m × 1.5 m, and high-frequency power is supplied from the atmosphere side opposite to the film forming chamber 8 side. The configuration is shown when doing so. For example, a 60 MHz VHF band is used as the frequency of power to be fed in order to realize high-speed film formation.

まず、電極5の第2の主面5bにおける相対する2辺として両短辺5b1、5b2を考え、第2の主面5bにおける相対する他の2辺として両長辺5b3、5b4を考える。そして、両短辺5b1、5b2側から電極5へVHF帯の高周波電力を給電する方法について説明する。   First, both short sides 5b1 and 5b2 are considered as the two opposite sides of the second main surface 5b of the electrode 5, and both long sides 5b3 and 5b4 are considered as the other two opposite sides of the second main surface 5b. A method of supplying high frequency power in the VHF band to the electrode 5 from both short sides 5b1 and 5b2 will be described.

電極5の短辺5b1側には、高周波電力の給電点27a、27bが設けられ、電極5の短辺5b2側には、高周波電力の給電点27c、27dが設けられている。すなわち、電極5は、方形の形状を有しており、第2の主面5bは、その方形における相対する2辺の一方(短辺5b1)の側に配された複数の給電点(複数の第1の給電点)27a、27bと、相対する2辺の他方(短辺5b2)の側に配された複数の給電点(複数の第2の給電点)27c、27dとを有する。複数の給電点(複数の第1の給電点)27a、27bと複数の給電点(複数の第2の給電点)27c、27dとは、対称軸28に関して線対称の位置に配されている。また、給電点27aと給電点27dとは、対称点Cに関して点対称の位置に配されている。給電点27bと給電点27cとは、対称点Cに関して点対称の位置に配されている。   High-frequency power feed points 27 a and 27 b are provided on the short side 5 b 1 side of the electrode 5, and high-frequency power feed points 27 c and 27 d are provided on the short side 5 b 2 side of the electrode 5. In other words, the electrode 5 has a rectangular shape, and the second main surface 5b has a plurality of feeding points (a plurality of feeding points) arranged on one side (short side 5b1) of the two opposite sides in the square. First feeding points) 27a and 27b, and a plurality of feeding points (a plurality of second feeding points) 27c and 27d arranged on the other side (short side 5b2) of the two opposite sides. The plurality of feeding points (a plurality of first feeding points) 27 a and 27 b and the plurality of feeding points (a plurality of second feeding points) 27 c and 27 d are arranged in line-symmetric positions with respect to the symmetry axis 28. Further, the feeding point 27a and the feeding point 27d are arranged at point-symmetrical positions with respect to the symmetry point C. The feeding point 27b and the feeding point 27c are arranged at point-symmetrical positions with respect to the symmetry point C.

給電点27a、27b、27c、27dには、それぞれ、高周波電力の整合状態を調整するマッチャー(整合器)26a、26b、26c、26dが接続される。マッチャー26a〜26dから給電点27a〜27dへの接続は図示しない導電性の良い金属の板、棒あるいは、高周波同軸ケーブルが用いられる。この4つの給電点27a〜27dは矩形を形成し、それぞれが電極周縁から近い領域に設定される。   Matchers 26a, 26b, 26c, and 26d that adjust the matching state of the high-frequency power are connected to the feeding points 27a, 27b, 27c, and 27d, respectively. For connection from the matchers 26a to 26d to the feeding points 27a to 27d, a metal plate or rod having good conductivity (not shown) or a high-frequency coaxial cable is used. These four feeding points 27a to 27d form a rectangle, and each is set in a region near the electrode periphery.

マッチャー26a、26b、26c、26dには、それぞれ、高周波アンプ25a、25b、25c、25dで増幅された高周波電力が給電される。   The matchers 26a, 26b, 26c and 26d are fed with the high frequency power amplified by the high frequency amplifiers 25a, 25b, 25c and 25d, respectively.

信号発生器21は、VHFの電力信号(例えば、60MHzの正弦波)を発生させ分配器22へ供給する。分配器22は、VHFの電力信号(例えば、60MHzの正弦波)を例えば6つの電力信号に分配し位相器23へ供給する。   The signal generator 21 generates a VHF power signal (for example, a 60 MHz sine wave) and supplies it to the distributor 22. The distributor 22 distributes a VHF power signal (for example, a 60 MHz sine wave) into, for example, six power signals and supplies the power signal to the phase shifter 23.

位相器23は、6つの電力信号のそれぞれの位相を調整する。すなわち、位相器23は、6つの電力信号に対応した6つの位相調整部23a〜23fを有する。6つの位相調整部23a〜23fは、6つの電力信号を受けて位相を調整する。各位相調整部23a〜23fは、調整後の電力信号を、対応するオン/オフ切り替え器24a〜24fへ供給する。   The phase shifter 23 adjusts the phase of each of the six power signals. That is, the phase shifter 23 includes six phase adjustment units 23a to 23f corresponding to the six power signals. The six phase adjusters 23a to 23f receive the six power signals and adjust the phase. Each of the phase adjusters 23a to 23f supplies the adjusted power signal to the corresponding on / off switch 24a to 24f.

オン/オフ切り替え器24a、24b、24c、24d、24e、24fは、位相器23からの出力信号(電力信号)をパルス化し、対応する高周波アンプ25a、25b、25c、25d、25e、25fに高周波電力として入力する。   The on / off switchers 24a, 24b, 24c, 24d, 24e, and 24f pulse the output signal (power signal) from the phase shifter 23, and the high frequency is supplied to the corresponding high-frequency amplifiers 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, and 25f. Input as power.

なお、位相器23における位相制御(位相調整)は、図示しない制御器により制御されてもよい。あるいは、オン/オフ切り替え器24a〜24fには高周波出力をオン/オフするため、図示しない制御器からオン/オフ信号が入力されて制御されてもよい。あるいは、場合によっては、オン/オフ切り替え器24a〜24fがオン/オフ動作をせず、連続出力とし使用することも可能である。   The phase control (phase adjustment) in the phase shifter 23 may be controlled by a controller (not shown). Alternatively, in order to turn on / off the high frequency output to the on / off switchers 24a to 24f, an on / off signal may be input and controlled from a controller (not shown). Alternatively, in some cases, the on / off switchers 24a to 24f can be used as a continuous output without performing an on / off operation.

上記の構成において、信号発生器21でVHFの電力信号(例えば、60MHzの正弦波)を発生させ、位相器23により給電点27a、27bに供給すべき高周波電力(電力信号)の位相を同位相に設定し、給電点27c、27dに供給すべき高周波電力(電力信号)の位相を給電点27a、27bの高周波電力の位相に対して180度逆相に設定する。この状態で高周波アンプ25a、25b、25c、25dからVHF帯の高周波電力を給電する。   In the above configuration, the signal generator 21 generates a VHF power signal (for example, a 60 MHz sine wave), and the phase shifter 23 sets the phase of the high-frequency power (power signal) to be supplied to the feeding points 27a and 27b to the same phase. And the phase of the high-frequency power (power signal) to be supplied to the feeding points 27c and 27d is set to 180 degrees opposite to the phase of the high-frequency power at the feeding points 27a and 27b. In this state, high frequency power in the VHF band is supplied from the high frequency amplifiers 25a, 25b, 25c, and 25d.

すなわち、各高周波電源10a〜10dは、等価的に、信号発生器21、分配器22、位相器23、対応するオン/オフ切り替え器24a〜24d、対応する高周波アンプ25a〜25d、及び対応するマッチャー26a〜26dを有する電源回路として機能する。複数の高周波電源10a〜10dは、複数の給電点27a〜27dにVHF帯の高周波電力を給電する。   That is, each of the high frequency power supplies 10a to 10d is equivalent to the signal generator 21, the distributor 22, the phase shifter 23, the corresponding on / off switchers 24a to 24d, the corresponding high frequency amplifiers 25a to 25d, and the corresponding matcher. It functions as a power supply circuit having 26a to 26d. The plurality of high-frequency power supplies 10a to 10d supply high-frequency power in the VHF band to the plurality of power supply points 27a to 27d.

本発明者は、以上の状態で電極5の大気側(第2の主面5b側)において、電極表面(第2の主面5b)における電界分布を高電圧プローブにより測定した。その結果を図3に示す。グラフは電極表面(第2の主面5b)上の電界強度を三次元で表示しており、電界強度は高周波振幅の最大値で規格化している。   The inventor measured the electric field distribution on the electrode surface (second main surface 5b) on the atmosphere side (second main surface 5b side) of the electrode 5 with the high voltage probe in the above state. The result is shown in FIG. The graph displays the electric field strength on the electrode surface (second main surface 5b) in three dimensions, and the electric field strength is normalized by the maximum value of the high frequency amplitude.

図3に示すグラフから電界強度は両短辺5b1、5b2側に強く、短辺5b1、5b2側からVHF帯の高周波電力を給電している給電点がつくる対称軸31上が谷となるV字型分布となった。尚、電極上の高周波電界分布は、給電点27a、27b、27c、27dの位置を中央寄り、あるいは長辺5b3、5b4寄りに移動させた場合でも、4つの給電点27a〜27dで矩形を形成すれば同様の山と谷のV字型パターンが形成された。すなわち、4つの給電点27a〜27dで矩形を形成すれば、複数の給電点(複数の第1の給電点)27a、27bと複数の給電点(複数の第2の給電点)27c、27dとの対称軸31上に高周波電界が最小値となる谷(高周波電界の節)が形成されることが確認された。   From the graph shown in FIG. 3, the electric field strength is strong on both short sides 5b1 and 5b2, and a V-shape with a trough on the symmetry axis 31 formed by a feeding point that feeds high-frequency power in the VHF band from the short sides 5b1 and 5b2. It became a type distribution. The high-frequency electric field distribution on the electrodes forms a rectangle with the four feeding points 27a to 27d even when the feeding points 27a, 27b, 27c and 27d are moved closer to the center or closer to the long sides 5b3 and 5b4. In this way, a similar V-shaped pattern of peaks and valleys was formed. That is, if a rectangular shape is formed by the four feeding points 27a to 27d, a plurality of feeding points (a plurality of first feeding points) 27a, 27b and a plurality of feeding points (a plurality of second feeding points) 27c, 27d It was confirmed that a trough (a node of the high frequency electric field) where the high frequency electric field becomes the minimum value is formed on the symmetry axis 31 of FIG.

ここで、高周波電界が最小値となる谷(高周波電界の節)の部分が給電点27a、27bと給電点27c、27dとの対称軸31上に形成されるのは以下の理由によると考えられる。給電点27a及び給電点27bに対して、給電点27c及び給電点27dを逆位相(180度)で給電するため、対称軸31上では高周波電界が打ち消しあうので高周波電界が最小値(例えばほぼ零)となる。   Here, the reason why the valley (node of the high-frequency electric field) where the high-frequency electric field is minimum is formed on the symmetry axis 31 between the feeding points 27a and 27b and the feeding points 27c and 27d is considered as follows. . Since the feeding point 27c and the feeding point 27d are fed in opposite phases (180 degrees) with respect to the feeding point 27a and the feeding point 27b, the high-frequency electric field cancels out on the symmetry axis 31, so the high-frequency electric field is minimum (for example, almost zero). )

次に、実際のプラズマ生成に寄与する電極5とステージ2との間で形成される高周波電界分布を知るため、電磁界シミュレーションによる高周波電界分布の見積もりを行った。シミュレーションでは、絶縁フランジ4はアルミナセラミクス、電極(第1の電極)5とステージ(第2の電極)2との間隔は10mm、その電極間で生成されるプラズマは均質とし、60MHzでのεr=0.95、tanδ=3.57の媒質とした。   Next, in order to know the high-frequency electric field distribution formed between the electrode 5 and the stage 2 that contribute to actual plasma generation, the high-frequency electric field distribution was estimated by electromagnetic field simulation. In the simulation, the insulating flange 4 is made of alumina ceramic, the distance between the electrode (first electrode) 5 and the stage (second electrode) 2 is 10 mm, the plasma generated between the electrodes is uniform, and εr = 60 MHz The medium was 0.95 and tan δ = 3.57.

電磁界シミュレーションの解析から得られた電界の三次元分布を図4に示す。図4に示すグラフにおいて、Xは電極5の長辺方向(長辺5b3、5b4に沿った方向)、Yは短辺方向(短辺5b1、5b2に沿った方向)を示し、電界強度を最大値で規格化している。図4に示されるように、電界強度は、両短辺5b1、5b2側に強く、中央部(対称軸上)が谷となるV字型分布を示した。   FIG. 4 shows a three-dimensional distribution of the electric field obtained from the analysis of the electromagnetic field simulation. In the graph shown in FIG. 4, X indicates the long side direction (direction along the long sides 5b3, 5b4) of the electrode 5, and Y indicates the short side direction (direction along the short sides 5b1, 5b2). Standardized by value. As shown in FIG. 4, the electric field strength was strong on both short sides 5b1 and 5b2, and a V-shaped distribution with a central portion (on the axis of symmetry) as a valley was shown.

次に、電極5の両長辺5b3、5b4側からVHF帯の高周波電力を給電する方法について図2を用いて説明する。   Next, a method of supplying high-frequency power in the VHF band from the both long sides 5b3 and 5b4 of the electrode 5 will be described with reference to FIG.

電極5の(第2の主面5bにおける)長辺5b3側には、高周波電力の給電点27eが設けられ、電極5の長辺5b4側には、高周波電力の給電点27fが設けられている。すなわち、電極5は、方形の形状を有しており、第2の主面5bは、上記の4つの給電点27a〜27dに加えて、その方形における相対する他の2辺の一方(長辺5b3)の側に配された1つの給電点(第3の給電点)27eと、相対する他の2辺の他方(長辺5b4)の側に配された1つの給電点(第4の給電点)27fとを有する。給電点27eと給電点27fとは、対称軸28上に配されている。給電点27eと給電点27fとは、給電点27a〜27dの対称点Cから互いに等距離の位置に配されている。   A high-frequency power feeding point 27e is provided on the long side 5b3 side (on the second main surface 5b) of the electrode 5, and a high-frequency power feeding point 27f is provided on the long side 5b4 side of the electrode 5. . In other words, the electrode 5 has a rectangular shape, and the second main surface 5b has one of the other two opposite sides (long side) in the square in addition to the four feeding points 27a to 27d. One feeding point (third feeding point) 27e arranged on the side of 5b3) and one feeding point (fourth feeding point) arranged on the other (long side 5b4) side of the other two opposite sides Point) 27f. The feeding point 27e and the feeding point 27f are arranged on the symmetry axis 28. The feeding point 27e and the feeding point 27f are arranged at equidistant positions from the symmetry point C of the feeding points 27a to 27d.

給電点27e、27fには、それぞれ、高周波電力の整合状態を調整するマッチャー(整合器)26e、26fが接続されている。給電点27e、27fの位置は、前述した対称軸31(図3参照)に対応した対称軸28上で且つ、4つの給電点27a〜27dの対称中心Cから等距離に設定されている。前述した短辺5b1、5b2側からの給電と同様に、長辺5b3、5b4側から給電した場合の電極5とステージ2との間で形成される高周波電界分布を知るため、電磁界シミュレーションによる高周波電界分布の見積もりを行った。シミュレーションの条件は図3と同様とし、給電点27eの高周波電力と給電点27fの高周波電力との位相を同相に設定した。   Matchers 26e and 26f for adjusting the matching state of the high frequency power are connected to the feeding points 27e and 27f, respectively. The positions of the feeding points 27e and 27f are set on the symmetry axis 28 corresponding to the above-described symmetry axis 31 (see FIG. 3) and equidistant from the symmetry center C of the four feeding points 27a to 27d. Similarly to the power supply from the short sides 5b1, 5b2 described above, in order to know the high-frequency electric field distribution formed between the electrode 5 and the stage 2 when power is supplied from the long sides 5b3, 5b4, The electric field distribution was estimated. The simulation conditions were the same as in FIG. 3, and the phase of the high-frequency power at the feeding point 27e and the high-frequency power at the feeding point 27f was set in phase.

電磁界シミュレーションの解析から得られた電界の三次元分布を図5に示す。図5に示すグラフにおいて、Xは電極の長辺方向(長辺5b3、5b4に沿った方向)、Yは短辺方向(短辺5b1、5b2に沿った方向)を示し、電界強度を最大値で規格化している。図5に示されるように、電界強度は、両短辺5b1、5b2側に弱く、中央部(対称軸上)が強い尾根状分布を示した。   FIG. 5 shows a three-dimensional distribution of the electric field obtained from the analysis of the electromagnetic field simulation. In the graph shown in FIG. 5, X indicates the long side direction of the electrode (the direction along the long sides 5b3 and 5b4), Y indicates the short side direction (the direction along the short sides 5b1 and 5b2), and the electric field strength is the maximum value. It is standardized by. As shown in FIG. 5, the electric field strength showed a ridge-like distribution that was weak on both short sides 5b1 and 5b2 and strong in the center (on the axis of symmetry).

すなわち、各高周波電源10e、10fは、等価的に、信号発生器21、分配器22、位相器23、対応するオン/オフ切り替え器24e、24f、対応する高周波アンプ25e、25f、及び対応するマッチャー26e、26fを有する電源回路として機能する。複数の高周波電源10e、10fは、複数の給電点27e、27fにVHF帯の高周波電力を給電する。   That is, each high-frequency power source 10e, 10f is equivalent to a signal generator 21, a distributor 22, a phase shifter 23, a corresponding on / off switch 24e, 24f, a corresponding high-frequency amplifier 25e, 25f, and a corresponding matcher. It functions as a power supply circuit having 26e and 26f. The plurality of high frequency power supplies 10e and 10f supply high frequency power in the VHF band to the plurality of power supply points 27e and 27f.

以上で述べた2つの高周波電力の給電方法を用いて、電極5とステージ2との間で均一な電界分布を形成する方法を以下に説明する。   A method for forming a uniform electric field distribution between the electrode 5 and the stage 2 using the two high-frequency power feeding methods described above will be described below.

電界を均一化するために、上記の2つの給電方法で得られたそれぞれの電磁界シミュレーション結果の電界分布を組み合わせて合成する。電磁界シミュレーションの解析では、給電点27a、27bの高周波電力の位相を同位相に設定し、給電点27c、27dの高周波電力の位相を給電点27a、27bの高周波電力の位相に対して180度逆相に設定した。次に電極5の対称軸28上に接続した高周波電力の給電点27e、27fには、給電点27a、27bと同位相の高周波電力を給電する。高周波電力の大きさは、短辺5b1、5b2側の4点(27a、27b,27c,27d)のそれぞれに給電する電力を同じとし、長辺5b3、5b4側の2点(27e、27f)のそれぞれに給電する電力は、それらの2倍とした。つまり、短辺5b1、5b2側の4点の給電点27a〜27dに給電する高周波電力の総和と長辺5b3、5b4側の2点の給電点27e、27fに給電する高周波電力の総和とを均等とした。   In order to make the electric field uniform, the electric field distributions of the electromagnetic field simulation results obtained by the above two power feeding methods are combined and combined. In the analysis of the electromagnetic field simulation, the phase of the high frequency power at the feeding points 27a and 27b is set to the same phase, and the phase of the high frequency power at the feeding points 27c and 27d is 180 degrees with respect to the phase of the high frequency power at the feeding points 27a and 27b. Set to reverse phase. Next, high-frequency power feeding points 27e and 27f connected on the axis of symmetry 28 of the electrode 5 are fed with high-frequency power in the same phase as the feeding points 27a and 27b. The magnitude of the high-frequency power is the same for the power supplied to each of the four points (27a, 27b, 27c, 27d) on the short sides 5b1, 5b2, and the two points (27e, 27f) on the long sides 5b3, 5b4 side. The electric power supplied to each of them was twice as much as those. That is, the sum of the high frequency powers fed to the four feeding points 27a to 27d on the short side 5b1, 5b2 side and the sum of the high frequency powers fed to the two feeding points 27e, 27f on the long side 5b3, 5b4 side are equal. It was.

その結果、図6に示す電界分布が得られ、短辺5b1、5b2側からの給電で得られたV字型分布と、長辺5b3、5b4側からの給電で得られた尾根状分布とが合成されたパターンは、ほぼ平坦な分布となった。すなわち、図6に示す電界分布では、電極面内での電界均一性が平均値に対して±10.8%が得られた。   As a result, the electric field distribution shown in FIG. 6 is obtained. The V-shaped distribution obtained by feeding from the short sides 5b1, 5b2 side and the ridge-like distribution obtained by feeding from the long sides 5b3, 5b4 side are obtained. The synthesized pattern has a substantially flat distribution. That is, in the electric field distribution shown in FIG. 6, the electric field uniformity within the electrode surface was ± 10.8% with respect to the average value.

なお、実際にプラズマを生成した場合は、上記の電磁界シミュレーションで得られた電界分布に対応したプラズマ分布が形成され、均一な成膜が可能となると考えられる。   When plasma is actually generated, it is considered that a plasma distribution corresponding to the electric field distribution obtained by the electromagnetic field simulation is formed and uniform film formation is possible.

次に、プラズマ成膜装置100に上記の給電方法を適用して、VHF帯の高周波電力によりシランガス(SiH)と水素ガス(H)との混合ガスで高周波プラズマを発生させ、大面積のガラス基板上に微結晶シリコン膜を堆積させた実験例について説明する。 Next, the above power feeding method is applied to the plasma film forming apparatus 100 to generate high-frequency plasma with a mixed gas of silane gas (SiH 4 ) and hydrogen gas (H 2 ) by using high-frequency power in the VHF band, so that a large area is obtained. An experimental example in which a microcrystalline silicon film is deposited on a glass substrate will be described.

図1において、ステージ2上には被成膜基板9として1400mm×1100mmのガラス基板(厚み:4mm)を設置した。被成膜基板9はステージ2に内蔵されている図示されないシースヒータを用いて200℃に加熱した。次に、シャワープレート7と被成膜基板9との間隔が10mmになるようステージ2の高さ位置を調節した。この状態でガス供給口6にシランガス(SiH)及び水素ガス(H)をそれぞれ1slm及び50slmの流量で供給し、成膜室8のガス圧力が1000Paとなるよう調節した。ガス圧力が安定した後、電極5に図2に示した高周波電力供給系(高周波電源10a〜10f)からVHF帯の高周波電力を供給して、シラン(SiH)/水素(H)混合プラズマを発生させた。高周波アンプ25a〜25fの出力は、短辺5b1、5b2側の25a、25b、25c、25dを各々2000Wとし、長辺5b3、5b4側の25e、25fを各々4000Wとした。すなわち、短辺5b1、5b2側の4点(給電点25a、25b、25c、25d)に給電する総電力量を8000W、長辺5b3、5b4側の2点(給電点25e、25f)に給電する総電力量を8000Wとして、両者を均等にした。以上の条件で実施の形態1で説明した給電方法により高周波電力を給電して20分間成膜を行った。 In FIG. 1, a 1400 mm × 1100 mm glass substrate (thickness: 4 mm) was placed on the stage 2 as the deposition target substrate 9. The deposition target substrate 9 was heated to 200 ° C. using a sheath heater (not shown) built in the stage 2. Next, the height position of the stage 2 was adjusted so that the distance between the shower plate 7 and the deposition target substrate 9 was 10 mm. In this state, silane gas (SiH 4 ) and hydrogen gas (H 2 ) were supplied to the gas supply port 6 at flow rates of 1 slm and 50 slm, respectively, and the gas pressure in the film forming chamber 8 was adjusted to 1000 Pa. After the gas pressure is stabilized, high frequency power in the VHF band is supplied to the electrode 5 from the high frequency power supply system (high frequency power supplies 10a to 10f) shown in FIG. 2, and a silane (SiH 4 ) / hydrogen (H 2 ) mixed plasma is supplied. Was generated. The outputs of the high-frequency amplifiers 25a to 25f were 2000W on the short sides 5b1, 5b2 side, 2000W, and 25e, 25f on the long sides 5b3, 5b4 side, respectively, 4000W. That is, the total power supplied to the four points (feed points 25a, 25b, 25c, 25d) on the short side 5b1, 5b2 side is 8000 W, and the two points (feed points 25e, 25f) on the long side 5b3, 5b4 side are fed. The total power was set to 8000 W and both were made equal. Under the above conditions, high-frequency power was supplied by the power supply method described in Embodiment 1, and film formation was performed for 20 minutes.

この場合、前述したように対称軸28上では、給電点27a、27b、27c、27dから給電されるVHFの高周波電界の節(谷)となる。したがって、給電点27e、27fに接続されているマッチャー26e、26fは、給電点27a、27b、27c、27dから給電されるVHFの高周波電界の影響をほとんど受けない。また、相対する短辺5b1、5b2側に接続されたマッチャー26a、26b、26c、26dは、対称軸28上に接続されたマッチャー26e、26fの整合状態に影響されないで整合をとれるので、複数給電によるプラズマの均一化が容易になる。   In this case, as described above, on the axis of symmetry 28, it becomes a node (valley) of the high-frequency electric field of VHF fed from the feeding points 27a, 27b, 27c, and 27d. Therefore, the matchers 26e and 26f connected to the feeding points 27e and 27f are hardly affected by the high frequency electric field of VHF fed from the feeding points 27a, 27b, 27c and 27d. In addition, the matchers 26a, 26b, 26c, and 26d connected to the opposite short sides 5b1 and 5b2 can be matched without being affected by the matching state of the matchers 26e and 26f connected on the symmetry axis 28. It is easy to make the plasma uniform.

加えて、相対する短辺5b1、5b2の一方(短辺5b1)側に接続されたマッチャー26a、26bと他方(短辺5b2)側に接続されたマッチャー26c、26dとは、逆相で給電しているので、4つのマッチャー26a〜26dの整合条件(マッチャー回路定数)がほぼ同一となる。その結果、対称軸28上の給電点27e、27fから見たインピーダンスの対称性が得られるのでマッチャー26e、26fによる整合が容易となる。   In addition, the matchers 26a and 26b connected to one (short side 5b1) side of the opposing short sides 5b1 and 5b2 and the matchers 26c and 26d connected to the other (short side 5b2) side are fed in reverse phase. Therefore, the matching conditions (matcher circuit constants) of the four matchers 26a to 26d are almost the same. As a result, impedance symmetry as seen from the feeding points 27e and 27f on the symmetry axis 28 is obtained, and matching by the matchers 26e and 26f is facilitated.

このような実験の結果、ガラス基板上にシリコン系薄膜が2μm堆積され、面内の膜厚分布は平均値に対して±12%の範囲内であった。成膜した薄膜を太陽電池に利用することを想定して、ラマン分光法により見積もった膜の結晶化率はIc/Ia=7.2であり、微結晶シリコンを用いた薄膜太陽電池に適する微結晶シリコン薄膜が得られた。   As a result of such an experiment, a silicon-based thin film of 2 μm was deposited on the glass substrate, and the in-plane film thickness distribution was within ± 12% of the average value. Assuming that the formed thin film is used for a solar cell, the crystallization rate of the film estimated by Raman spectroscopy is Ic / Ia = 7.2, which is suitable for a thin film solar cell using microcrystalline silicon. A crystalline silicon thin film was obtained.

なお、高周波アンプ25a〜25fの出力は前述の値に限ることなく、それぞれの出力値をかえることによりプラズマ分布を変えることが可能である。また、相対する短辺5b1、5b2側へ接続する高周波電源は2台×2(高周波電源10a〜10d)としたが、原理的には電極中心Cから等距離の位置に1台ずつ配置しても、あるいは2台以上×2としても同等の結果が得られる。   Note that the outputs of the high-frequency amplifiers 25a to 25f are not limited to the above-described values, and the plasma distribution can be changed by changing the respective output values. In addition, the high-frequency power source connected to the opposite short sides 5b1 and 5b2 side is 2 units × 2 (high-frequency power sources 10a to 10d), but in principle, one unit is arranged at a position equidistant from the electrode center C. Alternatively, the equivalent result can be obtained even when two or more units × 2.

以上のように、実施の形態1では、プラズマ成膜装置100において、電極5のステージ2と対向しない(大気側の)第2の主面5bに、電極5の相対する2辺(短辺5b1、5b2)の側に各々2つの高周波電源を接続する給電点を設け、4つの給電点27a〜27dにより形成される形状を方形とする。また、相対する2辺5b1、5b2のうち一方(短辺5b1)の給電点27a、27bと他方(短辺5b2)の給電点27c、27dとの対称軸28上で且つ、4つの給電点27a〜27dにより形成される方形の中心、すなわち4つの給電点27a〜27dの対称点Cから等距離の位置に、2つの高周波電源を接続するための給電点27e、27fを設けている。   As described above, in the first embodiment, in plasma film forming apparatus 100, two opposite sides (short side 5b1) of electrode 5 are placed on second main surface 5b that is not opposed to stage 2 of electrode 5 (on the atmosphere side). 5b2) is provided with a feeding point for connecting two high-frequency power sources, and the shape formed by the four feeding points 27a to 27d is a square. Further, on the symmetry axis 28 between the feeding points 27a, 27b on one side (short side 5b1) and the feeding points 27c, 27d on the other side (short side 5b2) of the two opposing sides 5b1, 5b2, and four feeding points 27a. Feed points 27e and 27f for connecting two high-frequency power sources are provided at the center of a square formed by ~ 27d, that is, at a position equidistant from the symmetry point C of the four feed points 27a to 27d.

この構成において、相対する2辺のうち一方(短辺5b1)の給電点27a、27bの高周波電力と他方(短辺5b2)の給電点27c、27dの高周波電力との位相差を180度で給電するので、電極5の(大気側の)第2の主面5bに形成される高周波電界分布の節が給電点27a、27bと給電点27c、27dとの対称軸28上に形成される。そして、この対称軸28上から給電点27e、27fにより別途高周波電力を給電するので、対称軸28上に接続される高周波電源10e、10fは、相対する2辺(短辺5b1、5b2)に接続された高周波電源10a〜10dからの影響を受けにくい。また、相対する2辺(短辺5b1、5b2)に接続された高周波電源10a〜10dは、対称軸28上に接続された高周波電源10e、10fの整合状態に影響されないで整合をとることが容易である。この結果、給電点27a〜27dによるV字型の電界強度分布と給電点27e、27fによる尾根型の電界強度分布とをそれぞれ独立に(安定して)形成して重ね合わせることができるので、複数の給電点によるプラズマの均一化が容易になり、大面積基板への均一成膜が可能となる。すなわち、VHF帯の高周波電力の供給を行って大面積の被処理基板を処理した場合でも均一なプラズマを得ることができる。   In this configuration, the phase difference between the high frequency power at one of the two opposite sides (short side 5b1) of the feeding points 27a and 27b and the high frequency power of the other (short side 5b2) feeding points 27c and 27d is fed at 180 degrees. Therefore, a node of the high-frequency electric field distribution formed on the second main surface 5b (on the atmosphere side) of the electrode 5 is formed on the symmetry axis 28 between the feeding points 27a and 27b and the feeding points 27c and 27d. Since high-frequency power is separately fed from the symmetry axis 28 through the feeding points 27e and 27f, the high-frequency power supplies 10e and 10f connected on the symmetry axis 28 are connected to two opposite sides (short sides 5b1 and 5b2). It is difficult to be influenced by the high frequency power supplies 10a to 10d. Further, the high frequency power supplies 10a to 10d connected to the two opposite sides (short sides 5b1 and 5b2) can be easily matched without being affected by the matching state of the high frequency power supplies 10e and 10f connected on the symmetry axis 28. It is. As a result, the V-shaped electric field strength distribution by the feeding points 27a to 27d and the ridge type electric field strength distribution by the feeding points 27e and 27f can be formed independently (stably) and overlapped. It is easy to make the plasma uniform by the power supply point, and uniform film formation on a large-area substrate becomes possible. That is, even when a substrate having a large area is processed by supplying high-frequency power in the VHF band, uniform plasma can be obtained.

また、相対する2辺(短辺5b1、5b2)の側に配された4つの給電点27a〜27dは、対称点Cに関して点対称であるとともに、対称軸28に関して線対称であるような位置に配されている。また、相対する他の2辺(短辺5b3、5b4)の側に配された2つの給電点27e、27fは、4つの給電点27a〜27dの対称点Cから互いに等距離であるとともに、それぞれ対称軸28上となるような位置に配されている。   Also, the four feeding points 27a to 27d arranged on the two opposite sides (short sides 5b1, 5b2) are point-symmetrical with respect to the symmetry point C and line-symmetrical with respect to the symmetry axis 28. It is arranged. In addition, the two feeding points 27e and 27f arranged on the opposite two sides (short sides 5b3 and 5b4) are equidistant from the symmetry point C of the four feeding points 27a to 27d, respectively. It is arranged at a position on the symmetry axis 28.

この構成において、相対する2辺の一方(短辺5b1)側に接続されたマッチャー26a、26bと他方(短辺5b2)側に接続されたマッチャー26c、26dとは、逆相で給電しているので、4つのマッチャー26a〜26dの整合条件(マッチャー回路定数)がほぼ同一となる。その結果、対称軸28上の給電点27e、27fから見たインピーダンスの対称性が得られるのでマッチャー26e、26fによる整合が容易となる。   In this configuration, the matchers 26a and 26b connected to one side (short side 5b1) of the two opposite sides and the matchers 26c and 26d connected to the other side (short side 5b2) are fed in opposite phases. Therefore, the matching conditions (matcher circuit constants) of the four matchers 26a to 26d are almost the same. As a result, impedance symmetry as seen from the feeding points 27e and 27f on the symmetry axis 28 is obtained, and matching by the matchers 26e and 26f is facilitated.

また、実施の形態1では、相対する2辺(短辺5b1、5b2)の側の給電点27a〜27dへ給電される高周波電力の総和と、相対する他の2辺(短辺5b3、5b4)の側の給電点27e、27fへ給電される高周波電力の総和とは、互いに均等になっている。これにより、重ね合わせるべき、給電点27a〜27dによるV字型の電界強度分布と給電点27e、27fによる尾根型の電界強度分布とのバランスを向上できるので、複数の給電点によるプラズマの均一化がさらに容易になり、大面積基板への均一成膜が容易となる。   In the first embodiment, the sum of the high-frequency powers fed to the feeding points 27a to 27d on the opposite two sides (short sides 5b1, 5b2) and the other two sides (short sides 5b3, 5b4). The sum of the high-frequency powers fed to the feeding points 27e and 27f on the same side is equal to each other. As a result, the balance between the V-shaped electric field intensity distribution by the feeding points 27a to 27d and the ridge type electric field intensity distribution by the feeding points 27e and 27f can be improved, so that the plasma is uniformized by a plurality of feeding points. Becomes easier, and uniform film formation on a large-area substrate is facilitated.

実施の形態2.
実施の形態2にかかるプラズマ成膜装置100について説明する。以下では、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
Embodiment 2. FIG.
The plasma film-forming apparatus 100 concerning Embodiment 2 is demonstrated. Below, it demonstrates focusing on a different part from Embodiment 1. FIG.

実施の形態2にかかるプラズマ成膜装置100は、その動作が実施の形態1と異なる。   The plasma film forming apparatus 100 according to the second exemplary embodiment is different from the first exemplary embodiment in operation.

実施の形態1では、図2に示す電極5に対して、対称軸上28の給電点27e、27fに給電するそれぞれのVHF帯の高周波電力の位相を、給電点27a、27bの高周波電力と同位相に設定している。   In the first embodiment, with respect to the electrode 5 shown in FIG. 2, the phase of the high-frequency power in each VHF band fed to the feeding points 27e and 27f on the axis of symmetry 28 is the same as the high-frequency power at the feeding points 27a and 27b. The phase is set.

それに対して、実施の形態2では、給電点27e、27fに給電するそれぞれのVHF帯の高周波電力に位相差を設ける。具体的には、位相器23における位相調整部23e、23fが、給電点27e、27fに給電すべき高周波電力(電力信号)に位相差を発生させ、その位相差を時間的に変化(変調)させる。このとき、電極間間隔、ガス圧力などのプロセス条件を変化させた場合でも、その変化に応じて、より急峻な尾根を有する尾根型の電界強度分布が得られるように変調条件を調節する。   On the other hand, in the second embodiment, a phase difference is provided for the high-frequency power in each VHF band that supplies power to the power supply points 27e and 27f. Specifically, the phase adjusters 23e and 23f in the phase shifter 23 generate a phase difference in the high-frequency power (power signal) to be fed to the feeding points 27e and 27f, and the phase difference is temporally changed (modulated). Let At this time, even when the process conditions such as the inter-electrode spacing and the gas pressure are changed, the modulation conditions are adjusted so that a ridge-type electric field intensity distribution having a steeper ridge is obtained according to the changes.

このように、実施の形態2では、プロセス条件の変化に応じて、より急峻な尾根を有する尾根型の電界強度分布が得られるように、対称軸28上に接続された高周波電源10e、10fの位相を時間的に変調し、そのように位相差の時間変調された高周波電力を対称軸28上の給電点27e、27fに給電する。ことにより、給電点27e、27fによる尾根型の電界強度分布を、給電点27a〜27dによるV字型の電界強度分布を適切に打ち消すようなものとすることができる。この結果、給電点27a〜27dによるV字型の電界強度分布と給電点27e、27fによる尾根型の電界強度分布とを重ね合わせて得られる電界強度分布をより平坦なものとすることができ、得られるプラズマの均一性をさらに向上できる。   Thus, in the second embodiment, the high-frequency power supplies 10e and 10f connected on the symmetry axis 28 are obtained so that a ridge-type electric field intensity distribution having a steeper ridge can be obtained in accordance with changes in process conditions. The phase is temporally modulated, and the high-frequency power thus time-modulated by the phase difference is fed to the feeding points 27e and 27f on the symmetry axis. As a result, the ridge-type electric field strength distribution by the feeding points 27e and 27f can be appropriately canceled out from the V-shaped electric field strength distribution by the feeding points 27a to 27d. As a result, the electric field intensity distribution obtained by superimposing the V-shaped electric field intensity distribution by the feeding points 27a to 27d and the ridge type electric field intensity distribution by the feeding points 27e and 27f can be made flatter. The uniformity of the obtained plasma can be further improved.

実施の形態3.
実施の形態3にかかるプラズマ成膜装置100について説明する。以下では、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
Embodiment 3 FIG.
The plasma film-forming apparatus 100 concerning Embodiment 3 is demonstrated. Below, it demonstrates focusing on a different part from Embodiment 1. FIG.

実施の形態3にかかるプラズマ成膜装置100は、その動作が実施の形態1と異なる。   The operation of the plasma film forming apparatus 100 according to the third embodiment is different from that of the first embodiment.

実施の形態1では、相対する短辺5b1、5b2側へ接続する4台の高周波電源10a〜10dと、対称軸28上へ接続される2台の高周波電源10e、10fとから出力される各々の高周波電力を定常的に動作させて給電している。   In the first embodiment, each of the high-frequency power supplies 10a to 10d connected to the opposite short sides 5b1 and 5b2 and the two high-frequency power supplies 10e and 10f connected to the symmetry axis 28 are output. High frequency power is constantly operated to supply power.

それに対して、実施の形態3では、図2に示す電極5に対して、相対する短辺5b1、5b2側へ接続される4台の高周波電源10a〜10dと、対称軸28上へ接続される2台の高周波電源10e、10fとから高周波電力を時間的に交互に給電する。   On the other hand, in the third embodiment, four high frequency power supplies 10a to 10d connected to the opposite short sides 5b1 and 5b2 are connected to the electrode 5 shown in FIG. High frequency power is alternately supplied temporally from the two high frequency power supplies 10e and 10f.

例えば、図7に示すように給電を行う。図7は、時間軸71に対して高周波電力のon/off状態を軸72に示している。図7では、相対する短辺5b1、5b2側へ接続された4台の高周波電源10a〜10dの動作を波形73で示し、対称軸28上へ接続された2台の高周波電源10e、10fの動作を波形74で示している。波形73は、波形74がオフ状態の期間にオン状態になり、波形74がオン状態の期間にオフ状態になっている。また、波形74は、波形73がオフ状態の期間にオン状態になり、波形73がオン状態の期間にオフ状態になっている。高周波電源10a〜10dと高周波電源10e、10fとをお互いを交互に動作させる。   For example, power is supplied as shown in FIG. FIG. 7 shows the on / off state of the high-frequency power with respect to the time axis 71 on the axis 72. In FIG. 7, the operation of the four high-frequency power supplies 10a to 10d connected to the opposite short sides 5b1 and 5b2 is shown by a waveform 73, and the operation of the two high-frequency power supplies 10e and 10f connected on the symmetry axis 28 is shown. Is shown by a waveform 74. The waveform 73 is in an on state during a period in which the waveform 74 is in an off state, and is in an off state in a period in which the waveform 74 is in an on state. The waveform 74 is in an on state during a period in which the waveform 73 is off, and is in an off state in a period in which the waveform 73 is on. The high frequency power supplies 10a to 10d and the high frequency power supplies 10e and 10f are alternately operated.

このように、実施の形態3では、電極5に対して、相対する2辺(短辺5b1、5b2)側へ接続された4台の高周波電源10a〜10dと、相対する他の2辺(短辺5b3、5b4)側へ接続された2台の高周波電源10e、10fとから高周波電力を時間的に交互に印加する。すなわち、相対する短辺5b1、5b2側の給電点27a〜27dと、相対する長辺5b3、5b4側の給電点とは、高周波電力が時間的に交互に給電される。これにより、給電点27a〜27dによるV字型の電界強度分布と給電点27e、27fによる尾根型の電界強度分布との間での干渉を低減できる。例えば、図7に示した期間75において、相対する2辺(短辺5b1、5b2)側へ接続された4台の高周波電源10a〜10dは、相対する他の2辺(短辺5b3、5b4)側へ接続された2台の高周波電源10e、10fにおけるマッチャーの整合状態によらず整合が容易にとれる。これにより、重ね合わせるべきV字型の電界強度分布と尾根型の電界強度分布とをそれぞれ独立に安定して形成することがさらに容易になる。   As described above, in the third embodiment, four high-frequency power supplies 10a to 10d connected to the opposite two sides (short sides 5b1, 5b2) with respect to the electrode 5 and the other two opposite sides (short). High frequency power is alternately applied temporally from the two high frequency power supplies 10e, 10f connected to the sides 5b3, 5b4). That is, high-frequency power is alternately supplied temporally between the feeding points 27a to 27d on the opposite short sides 5b1, 5b2 side and the feeding points on the opposite long sides 5b3, 5b4 side. Thereby, interference between the V-shaped electric field intensity distribution by the feeding points 27a to 27d and the ridge type electric field intensity distribution by the feeding points 27e and 27f can be reduced. For example, in the period 75 shown in FIG. 7, the four high-frequency power supplies 10a to 10d connected to the two opposite sides (short sides 5b1, 5b2) are connected to the other two sides (short sides 5b3, 5b4). Matching can be easily performed regardless of the matching state of the matchers in the two high-frequency power supplies 10e and 10f connected to the side. This makes it easier to form a V-shaped field strength distribution and a ridge-shaped field strength distribution to be superimposed independently and stably.

また、実施の形態3では、図7に示すように、波形73におけるオン状態の期間と波形74におけるオン状態の期間とが均等になっている。これにより、給電点27a〜27dによるV字型の電界強度分布と給電点27e、27fによる尾根型の電界強度分布とが交互に均等な期間で形成されるので、時間平均した電界強度分布において、重ね合わせるべき、給電点27a〜27dによるV字型の電界強度分布と給電点27e、27fによる尾根型の電界強度分布とのバランスを向上できる。この結果、複数の給電点によるプラズマの均一化がさらに容易になり、大面積基板への均一成膜が容易となる。すなわち、時間平均で面内均一化が可能となる。   In the third embodiment, as shown in FIG. 7, the on-state period in the waveform 73 and the on-state period in the waveform 74 are equal. As a result, the V-shaped electric field intensity distribution by the feeding points 27a to 27d and the ridge-type electric field intensity distribution by the feeding points 27e and 27f are alternately formed in an equal period. It is possible to improve the balance between the V-shaped electric field intensity distribution by the feeding points 27a to 27d and the ridge type electric field intensity distribution by the feeding points 27e and 27f to be superimposed. As a result, it becomes easier to make the plasma uniform by a plurality of feeding points, and uniform film formation on a large-area substrate is facilitated. That is, in-plane uniformity can be achieved with a time average.

実施の形態4.
実施の形態4にかかるプラズマ成膜装置200について図8を用いて説明する。図8は、実施の形態4にかかるプラズマ成膜装置200における高周波電力の給電系統図である。以下では、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
Embodiment 4 FIG.
A plasma film forming apparatus 200 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a high-frequency power feeding system diagram of the plasma film forming apparatus 200 according to the fourth embodiment. Below, it demonstrates focusing on a different part from Embodiment 1. FIG.

実施の形態4にかかるプラズマ成膜装置200は、電極5の第2の主面5bにおける、相対する長辺5b3、5b4側の給電点287e、287f、287g、287hの配置構成が実施の形態1と異なる。   In the plasma film forming apparatus 200 according to the fourth embodiment, the arrangement configuration of the feeding points 287e, 287f, 287g, and 287h on the opposite long sides 5b3 and 5b4 side in the second main surface 5b of the electrode 5 is the first embodiment. And different.

実施の形態1では、図2に示す電極5の第2の主面5bに対して、相対する短辺5b1、5b2側(給電点27a〜27d)へ4台の高周波電源10a〜10dを接続し、対称軸28上(給電点27e、27f)へ2台の高周波電源10e、10fを接続している。   In the first embodiment, four high-frequency power sources 10a to 10d are connected to the second short side 5b1 and 5b2 side (feeding points 27a to 27d) facing the second main surface 5b of the electrode 5 shown in FIG. The two high-frequency power supplies 10e and 10f are connected to the symmetry axis 28 (feed points 27e and 27f).

それに対して、実施の形態4では、図8に示すように、電極5に対して、対称点Cから等距離であり且つ対称軸28から等距離である位置に設けた給電点287e、287f、287g、287hから高周波を給電する。すなわち、電極5の第2の主面5bは、相対する長辺5b3、5b4のうち一方(長辺5b3)に配された1組の給電点(複数の第3の給電点)287e、287fと、他方(長辺5b4)に配された1組の給電点(複数の第4の給電点)287g、287hとを有する。1組の給電点287e、287fは、対称点Cから等距離であり対称軸28に関して対称な位置に配されている。1組の給電点287g、287hは、対称点Cから等距離であり対称軸28に関して対称な位置に配されている。   On the other hand, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 8, feed points 287 e, 287 f provided at positions that are equidistant from the symmetry point C and equidistant from the symmetry axis 28 with respect to the electrode 5. High frequency power is supplied from 287g and 287h. That is, the second main surface 5b of the electrode 5 includes a pair of feeding points (a plurality of third feeding points) 287e and 287f arranged on one of the opposing long sides 5b3 and 5b4 (long side 5b3). And a pair of feeding points (a plurality of fourth feeding points) 287g and 287h arranged on the other (long side 5b4). The pair of feeding points 287e and 287f are equidistant from the symmetry point C and are disposed at symmetrical positions with respect to the symmetry axis 28. The pair of feeding points 287 g and 287 h are equidistant from the symmetry point C and are arranged at positions symmetrical with respect to the symmetry axis 28.

この場合、長辺5b3、5b4側に配されたそれぞれの給電点287e、287f、287g、287hは、対称軸28上に無いので電界が発生することになる。しかしながら、1組の給電点287e、287fから分岐点288iまでの距離289e、289fを等距離に設定している。1組の給電点287e、287fは、1組の給電点287e、287fから等距離でかつ互いを電気的に接続する分岐点288iを介して高周波電源10eに接続されている。これにより、分岐点288iの位置において1組の給電点287e、287fによる電界が相殺されて電界強度がほぼ零となる。すなわち、等価的に、1組の給電点287e、287fの中点に位置する、対称軸28上の給電点227eから電極5へ給電しているものとみなすことができる。   In this case, since the feeding points 287e, 287f, 287g, and 287h arranged on the long sides 5b3 and 5b4 side are not on the symmetry axis 28, an electric field is generated. However, the distances 289e and 289f from the pair of feeding points 287e and 287f to the branch point 288i are set to be equal distances. One set of feeding points 287e and 287f is connected to the high-frequency power source 10e through a branch point 288i that is equidistant from the one set of feeding points 287e and 287f and electrically connects each other. As a result, the electric field by the pair of feeding points 287e and 287f is canceled at the position of the branch point 288i, and the electric field strength becomes almost zero. That is, equivalently, it can be considered that power is supplied to the electrode 5 from the power supply point 227e on the symmetry axis 28 located at the midpoint of the pair of power supply points 287e and 287f.

同様に、1組の給電点287g、287hから分岐点288jまでの距離289g、289hを等距離に設定している。1組の給電点287g、287hは、1組の給電点287g、287hから等距離でかつ互いを電気的に接続する分岐点288jを介して高周波電源10fに接続されている。これにより、分岐点288jの位置において1組の給電点287g、287hによる電界が相殺されて電界強度がほぼ零となる。すなわち、等価的に、1組の給電点287g、287hの中点に位置する、対称軸28上の給電点227fから電極5へ給電しているものとみなすことができる。   Similarly, the distances 289g and 289h from the pair of feeding points 287g and 287h to the branch point 288j are set to be equal distances. One set of feeding points 287g and 287h is connected to the high-frequency power source 10f via a branch point 288j that is equidistant from the one set of feeding points 287g and 287h and electrically connects each other. As a result, the electric field by the pair of feeding points 287g and 287h is canceled at the position of the branch point 288j, and the electric field strength becomes almost zero. That is, equivalently, it can be considered that power is supplied to the electrode 5 from the power supply point 227f on the symmetry axis 28 located at the midpoint of the pair of power supply points 287g and 287h.

このように、実施の形態4では、実施の形態1の場合と同様に、等価的な給電点227e、227fに接続されているマッチャー26e、26fは、給電点27a、27b、27c、27dから給電されるVHF帯の高周波電力の影響をほとんど受けない。また、相対する短辺5b1、5b2側に接続されたマッチャー26a、26b、26c、26dは、等価的な給電点227e、227fに接続されたマッチャー26e、26fの整合状態に影響されないで整合をとれる。したがって、実施の形態4によっても、複数の給電点によるプラズマの均一化が容易になる。   As described above, in the fourth embodiment, as in the first embodiment, the matchers 26e and 26f connected to the equivalent feeding points 227e and 227f are fed from the feeding points 27a, 27b, 27c, and 27d. It is hardly affected by the high frequency power in the VHF band. The matchers 26a, 26b, 26c, and 26d connected to the opposing short sides 5b1 and 5b2 can be matched without being affected by the matching state of the matchers 26e and 26f connected to the equivalent feed points 227e and 227f. . Therefore, according to the fourth embodiment, it is easy to make the plasma uniform by a plurality of feeding points.

また、実施の形態4では、対称軸28を挟んだ1組の給電点287e、287fと1組の給電点287g、287hとから高周波を給電するので、1組の給電点287e、287fと1組の給電点287g、287hとにより、実施の形態1に比べて、より急峻な尾根を有する尾根型の電界強度分布を形成することができる。これにより、1組の給電点287e、287fと1組の給電点287g、287hとによる尾根型の電界強度分布を、給電点27a〜27dによるV字型の電界強度分布を適切に打ち消すようなものとすることができる。この結果、給電点27a〜27dによるV字型の電界強度分布と給電点287e〜287hによる尾根型の電界強度分布とを重ね合わせて得られる電界強度分布をより平坦なものとすることができ、得られるプラズマの均一性をさらに向上できる。   In the fourth embodiment, high-frequency power is fed from one set of feed points 287e and 287f and one set of feed points 287g and 287h across the symmetry axis 28, and thus one set of feed points 287e and 287f and one set. By using the feeding points 287g and 287h, a ridge-type electric field intensity distribution having a steeper ridge can be formed as compared with the first embodiment. As a result, the ridge-type electric field intensity distribution by the one set of feeding points 287e and 287f and the one set of feeding points 287g and 287h is appropriately canceled out from the V-shaped electric field intensity distribution by the feeding points 27a to 27d. It can be. As a result, the electric field intensity distribution obtained by superimposing the V-shaped electric field intensity distribution by the feeding points 27a to 27d and the ridge type electric field intensity distribution by the feeding points 287e to 287h can be made flatter. The uniformity of the obtained plasma can be further improved.

この点に関して、本発明者が電磁界シミュレーションを行ったところ、得られた電界分布では、電極面内での電界均一性が平均値に対して±7.8%が得られた。すなわち、実施の形態1(±10.8%)に比べて、得られるプラズマの均一性(±7.8%)をさらに向上できることが確認された。   In this regard, when the inventor conducted an electromagnetic field simulation, the obtained electric field distribution showed an electric field uniformity within the electrode plane of ± 7.8% with respect to the average value. That is, it was confirmed that the uniformity (± 7.8%) of the obtained plasma can be further improved as compared with Embodiment 1 (± 10.8%).

実施の形態5.
実施の形態5にかかるプラズマ成膜装置300について図9を用いて説明する。図9は、実施の形態5にかかるプラズマ成膜装置300における高周波電力の給電系統図である。以下では、実施の形態4と異なる部分を中心に説明する。
Embodiment 5 FIG.
A plasma film forming apparatus 300 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a high-frequency power feeding system diagram in the plasma film-forming apparatus 300 according to the fifth embodiment. Below, it demonstrates centering on a different part from Embodiment 4. FIG.

実施の形態5にかかるプラズマ成膜装置300は、電極5の第2の主面5bにおける、相対する長辺5b3、5b4側の給電点397e、397f、397g、397hの配置構成が実施の形態4と異なる。   In the plasma film forming apparatus 300 according to the fifth exemplary embodiment, the arrangement configuration of the feeding points 397e, 397f, 397g, and 397h on the opposite long sides 5b3 and 5b4 side on the second main surface 5b of the electrode 5 is the fourth exemplary embodiment. And different.

実施の形態4では、図8に示す対称軸28から等距離に設けた給電点397e、397f、397g、397hから高周波を給電している。また、電極5の第2の主面5bにおいて、相対する長辺5b3、5b4側の給電点397e、397f、397g、397hから対称軸28までの距離は、相対する短辺5b1、5b2側の給電点27a、27b、27c、27dから対称軸28までの距離より小さくなっている。   In the fourth embodiment, high frequency power is fed from feeding points 397e, 397f, 397g, and 397h provided at equal distances from the symmetry axis 28 shown in FIG. Further, on the second main surface 5b of the electrode 5, the distance from the feeding points 397e, 397f, 397g, 397h on the opposite long sides 5b3, 5b4 side to the symmetry axis 28 is the feeding on the opposite short sides 5b1, 5b2 side. The distance from the points 27a, 27b, 27c, 27d to the symmetry axis 28 is smaller.

それに対して、実施の形態5では、図9に示すように、相対する長辺5b3、5b4側の給電点397e、397f、397g、397hを短辺5b1、5b2側にも近い位置に設ける。すなわち、電極5は、方形の形状を有しており、1組の給電点397e、397fと1組の給電点397g、397hとは、その方形の角部に配されている。また、電極5の第2の主面5bにおいて、相対する長辺5b3、5b4側(かつ短辺5b1、5b2側)の給電点397e、397f、397g、397hから対称軸28までの距離は、相対する短辺5b1、5b2側の給電点27a、27b、27c、27dから対称軸28までの距離と均等である。   On the other hand, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 9, feeding points 397e, 397f, 397g, and 397h on the opposite long sides 5b3 and 5b4 are provided at positions close to the short sides 5b1 and 5b2. That is, the electrode 5 has a square shape, and one set of feeding points 397e and 397f and one set of feeding points 397g and 397h are arranged at corners of the square. Further, on the second main surface 5b of the electrode 5, the distance from the feeding points 397e, 397f, 397g, 397h on the long side 5b3, 5b4 side (and the short side 5b1, 5b2 side) to the symmetrical axis 28 is relatively It is equal to the distance from the feeding points 27a, 27b, 27c, 27d on the short side 5b1, 5b2 side to the symmetry axis 28.

この場合、長辺5b3、5b4側に配されたそれぞれの給電点397e、397f、397g、397hは、対称軸28上に無いので電界が発生することになる。しかしながら、1組の給電点397e、397fから分岐点398iまでの距離399e、399fを等距離に設定している。1組の給電点397e、397fは、1組の給電点397e、397fから等距離でかつ互いを電気的に接続する分岐点398iを介して高周波電源10eに接続されている。これにより、分岐点398iの位置において1組の給電点397e、397fによる電界が相殺されて電界強度がほぼ零となる。すなわち、等価的に、1組の給電点397e、397fの中点に位置する、対称軸28上の給電点327eから電極5へ給電しているものとみなすことができる。   In this case, since the feed points 397e, 397f, 397g, and 397h arranged on the long sides 5b3 and 5b4 side are not on the symmetry axis 28, an electric field is generated. However, the distances 399e and 399f from the set of feed points 397e and 397f to the branch point 398i are set to be equal. One set of feed points 397e and 397f is connected to the high frequency power source 10e through a branch point 398i which is equidistant from the set of feed points 397e and 397f and electrically connects each other. As a result, the electric field by the pair of feed points 397e and 397f is canceled at the position of the branch point 398i, and the electric field strength becomes almost zero. That is, equivalently, it can be regarded that power is supplied to the electrode 5 from the power supply point 327e on the axis of symmetry 28 located at the midpoint of the pair of power supply points 397e and 397f.

同様に、1組の給電点397g、397hから分岐点398jまでの距離399g、399hを等距離に設定している。1組の給電点397g、397hは、1組の給電点397g、397hから等距離でかつ互いを電気的に接続する分岐点398jを介して高周波電源10fに接続されている。これにより、分岐点398jの位置において1組の給電点397g、397hによる電界が相殺されて電界強度がほぼ零となる。すなわち、等価的に、1組の給電点397g、397hの中点に位置する、対称軸28上の給電点327fから電極5へ給電しているものとみなすことができる。   Similarly, the distances 399g and 399h from the pair of feeding points 397g and 397h to the branch point 398j are set to be equal distances. One set of feed points 397g, 397h is connected to the high frequency power source 10f via a branch point 398j that is equidistant from the set of feed points 397g, 397h and electrically connects each other. As a result, the electric field generated by the pair of feeding points 397g and 397h is canceled at the position of the branch point 398j, and the electric field intensity becomes substantially zero. That is, equivalently, it can be regarded that power is supplied to the electrode 5 from the power supply point 327f on the symmetry axis 28 located at the midpoint of the pair of power supply points 397g and 397h.

このように、実施の形態5では、実施の形態1の場合と同様に、等価的な給電点327e、327fに接続されているマッチャー26e、26fは、給電点27a、27b、27c、27dから給電されるVHF帯の高周波電力の影響をほとんど受けない。また、相対する短辺5b1、5b2側に接続されたマッチャー26a、26b、26c、26dは、等価的な給電点327e、327fに接続されたマッチャー26e、26fの整合状態に影響されないで整合をとれる。したがって、実施の形態5によっても、複数の給電点によるプラズマの均一化が容易になる。   As described above, in the fifth embodiment, as in the first embodiment, the matchers 26e and 26f connected to the equivalent feeding points 327e and 327f are fed from the feeding points 27a, 27b, 27c, and 27d. It is hardly affected by the high frequency power in the VHF band. Further, the matchers 26a, 26b, 26c, and 26d connected to the opposing short sides 5b1 and 5b2 can be aligned without being affected by the matching state of the matchers 26e and 26f connected to the equivalent feed points 327e and 327f. . Therefore, even in the fifth embodiment, it is easy to make the plasma uniform by a plurality of feeding points.

また、実施の形態5では、1組の給電点397e、397fと1組の給電点397g、397hとが方形の角部に配されている。これにより、実施の形態4に比べて、対称軸28からさらに離れた1組の給電点397e、397fと1組の給電点397g、397hとから高周波を給電する。このため、1組の給電点397e、397fと1組の給電点397g、397hとにより、実施の形態4に比べて、より急峻な尾根を有する尾根型の電界強度分布を形成することができる。これにより、1組の給電点397e、397fと1組の給電点397g、397hとによる尾根型の電界強度分布を、給電点27a〜27dによるV字型の電界強度分布を適切に打ち消すようなものとすることができる。この結果、給電点27a〜27dによるV字型の電界強度分布と給電点397e〜397hによる尾根型の電界強度分布とを重ね合わせて得られる電界強度分布をより平坦なものとすることができ、得られるプラズマの均一性をさらに向上できる。   In the fifth embodiment, one set of feeding points 397e and 397f and one set of feeding points 397g and 397h are arranged at square corners. Thereby, as compared with the fourth embodiment, high-frequency power is supplied from one set of feed points 397e and 397f and one set of feed points 397g and 397h further away from the symmetry axis 28. Therefore, a ridge-type electric field intensity distribution having a steeper ridge can be formed by the one set of feeding points 397e and 397f and the one set of feeding points 397g and 397h as compared with the fourth embodiment. As a result, the ridge-type electric field intensity distribution by the one set of feeding points 397e, 397f and the one set of feeding points 397g, 397h is appropriately canceled out from the V-shaped electric field intensity distribution by the feeding points 27a to 27d. It can be. As a result, the electric field intensity distribution obtained by superimposing the V-shaped electric field intensity distribution by the feeding points 27a to 27d and the ridge type electric field intensity distribution by the feeding points 397e to 397h can be made flatter. The uniformity of the obtained plasma can be further improved.

この点に関して、本発明者が電磁界シミュレーションを行ったところ、得られた電界分布では、電極面内での電界均一性が平均値に対して±6.4%が得られた。すなわち、実施の形態4(±7.8%)に比べて、得られるプラズマの均一性(±6.4%)をさらに向上できることが確認された。   In this regard, the inventor conducted an electromagnetic field simulation. As a result, in the obtained electric field distribution, the electric field uniformity within the electrode surface was ± 6.4% with respect to the average value. That is, it was confirmed that the uniformity (± 6.4%) of the obtained plasma can be further improved as compared with the fourth embodiment (± 7.8%).

なお、上記の実施の形態1〜実施の形態5では、ガス流量、圧力、高周波電力等のパラメータに関して数値を示しているが、これらの数値は適宜変更可能である。また、シリコン薄膜形成のための成膜ガスとしてシラン(SiH)と水素(H)との混合ガスの場合について説明したが、さらに、Ar、Ne等の希ガスを添加させてもよい。その他、プロセスの目的に応じて適切なガス種が選択される。 In the first to fifth embodiments, numerical values are shown for parameters such as gas flow rate, pressure, and high-frequency power, but these numerical values can be changed as appropriate. Further, although the case of a mixed gas of silane (SiH 4 ) and hydrogen (H 2 ) has been described as a film forming gas for forming a silicon thin film, a rare gas such as Ar or Ne may be further added. In addition, an appropriate gas type is selected according to the purpose of the process.

また、上記の実施の形態1〜実施の形態5にかかるプラズマ成膜装置では、真空チャンバ1と電極5とで成膜室8が形成される構成を例示しているが、成膜室8内に電極5とステージ2とを配置する構成に、上記の実施の形態1〜実施の形態5で説明したような給電方法を適用しても同様の効果が得られる。   In the plasma film forming apparatus according to the first to fifth embodiments, the configuration in which the film forming chamber 8 is formed by the vacuum chamber 1 and the electrode 5 is illustrated. The same effect can be obtained by applying the power feeding method as described in the first to fifth embodiments to the configuration in which the electrode 5 and the stage 2 are arranged on the same.

また、上記の実施の形態1〜実施の形態5にかかるプラズマ成膜装置は、例えば、プラズマエッチング装置、アッシング装置、スパッタリング装置などにも適用することが出来る。   Further, the plasma film forming apparatus according to the first to fifth embodiments can be applied to, for example, a plasma etching apparatus, an ashing apparatus, a sputtering apparatus, and the like.

また、上記では横型の成膜室8について説明を行ったが、上記の実施の形態1〜実施の形態5にかかるプラズマ成膜装置は縦型の成膜室にも適用可能である。どちらの型の成膜室を採用するかは当該プラズマ装置の用途等に応じて適宜選択が可能である。この発明については、上述した以外にも種々の変形、修飾、組み合わせ等が可能である。例えば、実施の形態2は、実施の形態3〜5の少なくとも1つと組み合わせても良い。あるいは、例えば、実施の形態3は、実施の形態2、4、5の少なくとも1つと組み合わせても良い。   Further, the horizontal film forming chamber 8 has been described above, but the plasma film forming apparatus according to the first to fifth embodiments can be applied to a vertical film forming chamber. Which type of film forming chamber is adopted can be appropriately selected according to the use of the plasma apparatus. The present invention can be variously modified, modified, combined, etc. other than those described above. For example, the second embodiment may be combined with at least one of the third to fifth embodiments. Alternatively, for example, Embodiment 3 may be combined with at least one of Embodiments 2, 4, and 5.

以上のように、本発明にかかるプラズマ成膜装置は、アモルファスシリコン薄膜や微結晶シリコン薄膜等の薄膜を基板上に成膜するための装置に有用である。   As described above, the plasma film forming apparatus according to the present invention is useful for an apparatus for forming a thin film such as an amorphous silicon thin film or a microcrystalline silicon thin film on a substrate.

1 真空チャンバ
2 ステージ
3 排気口
4 絶縁フランジ
5 電極
5a 第1の主面
5b 第2の主面
5b1、5b2 短辺
5b3、5b4 長辺
6 ガス供給口
7 シャワープレート
8 成膜室
9 被成膜基板
10a、10b、10c、10d、10e、10f 高周波電源
11 空間
21 信号発生器
22 分配器
23 位相器
23a、23b、23c、23d、23e、23f 位相調整部
24a、24b、24c、24d、24e、24f オンオフ切り替え器
25a、25b、25c、25d、25e、25f 高周波アンプ
26a、26b、26c、26d、26e、26f マッチャー
27a、27b、27c、27d、27e、27f 給電点
28、31 対称軸
100、200、300 プラズマ成膜装置
227f、227e 給電点
287e、287f、287g、287h 給電点
288i、288j 分岐点
289e、289f、289g、289h 距離
327f、327e 給電点
397e、397f、397g、397h 給電点
398i、398j 分岐点
399e、399f、399g、399h 距離
C 対称点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum chamber 2 Stage 3 Exhaust port 4 Insulation flange 5 Electrode 5a 1st main surface 5b 2nd main surface 5b1, 5b2 Short side 5b3, 5b4 Long side 6 Gas supply port 7 Shower plate 8 Deposition chamber 9 Film formation Substrate 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f High-frequency power supply 11 Space 21 Signal generator 22 Divider 23 Phaser 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, 23f Phase adjustment units 24a, 24b, 24c, 24d, 24e, 24f ON / OFF switcher 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25f High-frequency amplifier 26a, 26b, 26c, 26d, 26e, 26f Matcher 27a, 27b, 27c, 27d, 27e, 27f Feed point 28, 31 Symmetry axis 100, 200 300 Plasma deposition apparatus 227f, 227e Feed point 28 7e, 287f, 287g, 287h Feed point 288i, 288j Branch point 289e, 289f, 289g, 289h Distance 327f, 327e Feed point 397e, 397f, 397g, 397h Feed point 398i, 398j Branch point 399e, 399f, 399g, 399h Distance C Symmetry point

Claims (7)

真空チャンバと第1の電極とで成膜室が形成され、前記成膜室内に前記第1の電極に対向して配置された第2の電極上に被成膜基板が載置され、前記第1の電極と前記第2の電極との間に発生させたプラズマを用いて成膜をおこなうプラズマ成膜装置であって、
前記第1の電極は、方形の形状を有し、
前記第1の電極における前記第2の電極に対向する第1の主面の反対側の第2の主面は、
前記方形における相対する2辺の一方の側に配された複数の第1の給電点と、
前記相対する2辺の他方の側に配された複数の第2の給電点と、
前記方形における相対する他の2辺の一方の側に配された少なくとも1つの第3の給電点と、
前記相対する他の2辺の他方の側に配された少なくとも1つの第4の給電点と、
を有し、
前記複数の第1の給電点と前記複数の第2の給電点とは、対称点に関して対称な位置であって対称軸に関して対称な位置に配されるとともに、給電される高周波電力の位相差が互いに180度であり、
前記少なくとも1つの第3の給電点と前記少なくとも1つの第4の給電点とは、それぞれ、前記対称点から等距離であり前記対称軸上となる位置に配される、あるいは前記対称点から等距離であり前記対称軸に関して対称な位置に配された1組の給電点を含む
ことを特徴とするプラズマ成膜装置。
A deposition chamber is formed by the vacuum chamber and the first electrode, and a deposition target substrate is placed on the second electrode disposed opposite to the first electrode in the deposition chamber. A plasma film forming apparatus for forming a film using a plasma generated between one electrode and the second electrode,
The first electrode has a square shape;
The second main surface of the first electrode opposite to the first main surface facing the second electrode is:
A plurality of first feeding points arranged on one side of two opposite sides of the square;
A plurality of second feeding points arranged on the other side of the two opposite sides;
At least one third feeding point disposed on one side of the other two opposite sides of the square;
At least one fourth feeding point arranged on the other side of the other two opposite sides;
Have
The plurality of first feeding points and the plurality of second feeding points are arranged at symmetrical positions with respect to a symmetry point and symmetrical with respect to a symmetry axis, and a phase difference of high-frequency power to be fed is determined. 180 degrees from each other,
The at least one third feeding point and the at least one fourth feeding point are respectively arranged at positions that are equidistant from the symmetry point and on the symmetry axis, or from the symmetry point, etc. A plasma film forming apparatus comprising a pair of feeding points which are distances and are arranged symmetrically with respect to the symmetry axis.
前記少なくとも1つの第3の給電点と前記少なくとも1つの第4の給電点とは、給電される高周波電力の位相差が時間的に変調される
ことを特徴とする請求項1に記載のプラズマ成膜装置。
2. The plasma component according to claim 1, wherein a phase difference of high-frequency power to be fed is temporally modulated between the at least one third feeding point and the at least one fourth feeding point. Membrane device.
前記複数の第1の給電点及び前記複数の第2の給電点と、前記少なくとも1つの第3の給電点及び前記少なくとも1つの第4の給電点とは、高周波電力が時間的に交互に給電される
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のプラズマ成膜装置。
The plurality of first feeding points and the plurality of second feeding points and the at least one third feeding point and the at least one fourth feeding point alternately feed high-frequency power in time. The plasma film-forming apparatus according to claim 1, wherein:
前記少なくとも1つの第3の給電点と前記少なくとも1つの第4の給電点とは、それぞれ、前記対称軸に関して対称に配された1組の給電点を含み、
前記1組の給電点は、前記1組の給電点から等距離でかつ互いを電気的に接続する分岐点を介して高周波電源に接続されている
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のプラズマ成膜装置。
The at least one third feeding point and the at least one fourth feeding point each include a set of feeding points arranged symmetrically with respect to the symmetry axis;
The one set of feeding points is connected to a high-frequency power source through a branch point that is equidistant from the one set of feeding points and electrically connects each other. 2. The plasma film forming apparatus according to claim 1.
前記少なくとも1つの第3の給電点と前記少なくとも1つの第4の給電点とは、それぞれ、前記方形の角部に配されている
ことを特徴とする請求項4に記載のプラズマ成膜装置。
The plasma deposition apparatus according to claim 4, wherein the at least one third feeding point and the at least one fourth feeding point are respectively arranged at corners of the square.
前記複数の第1の給電点及び前記複数の第2の給電点へ給電される高周波電力の総和と、前記少なくとも1つの第3の給電点及び前記少なくとも1つの第4の給電点へ給電される高周波電力の総和とは、互いに均等である
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のプラズマ成膜装置。
Power is fed to the sum of high-frequency power fed to the plurality of first feeding points and the plurality of second feeding points, and to the at least one third feeding point and the at least one fourth feeding point. The plasma film forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the sum of the high-frequency powers is equal to each other.
真空チャンバと第1の電極とで成膜室が形成され、前記成膜室内に前記第1の電極に対向して配置された第2の電極上に被成膜基板が載置され、前記第1の電極と前記第2の電極との間に発生させたプラズマを用いて成膜をおこなうプラズマ成膜方法であって、
前記第1の電極は、方形の形状を有し、
前記第1の電極における前記第2の電極に対向する第1の主面の反対側の第2の主面は、
前記方形における相対する2辺の一方の側に配された複数の第1の給電点と、
前記相対する2辺の他方の側に配された複数の第2の給電点と、
前記方形における相対する他の2辺の一方の側に配された少なくとも1つの第3の給電点と、
前記相対する他の2辺の他方の側に配された少なくとも1つの第4の給電点と、
を有し、
前記複数の第1の給電点と前記複数の第2の給電点とは、対称点に関して対称な位置であって対称軸に関して対称な位置に配され、
前記少なくとも1つの第3の給電点と前記少なくとも1つの第4の給電点とは、それぞれ、前記対称点から等距離であり前記対称軸上となる位置に配される、あるいは前記対称点から等距離であり前記対称軸に関して対称な位置に配された1組の給電点を含み、
前記プラズマ成膜方法は、
前記複数の第1の給電点と前記複数の第2の給電点とに、互いに180度の位相差で高周波電力が給電される第1の工程と、
前記少なくとも1つの第3の給電点と前記少なくとも1つの第4の給電点とに、高周波電力が給電される第2の工程と、
を含む
ことを特徴とするプラズマ成膜方法。
A deposition chamber is formed by the vacuum chamber and the first electrode, and a deposition target substrate is placed on the second electrode disposed opposite to the first electrode in the deposition chamber. A plasma film forming method for forming a film using a plasma generated between one electrode and the second electrode,
The first electrode has a square shape;
The second main surface of the first electrode opposite to the first main surface facing the second electrode is:
A plurality of first feeding points arranged on one side of two opposite sides of the square;
A plurality of second feeding points arranged on the other side of the two opposite sides;
At least one third feeding point disposed on one side of the other two opposite sides of the square;
At least one fourth feeding point arranged on the other side of the other two opposite sides;
Have
The plurality of first feeding points and the plurality of second feeding points are arranged at symmetrical positions with respect to a symmetry point and symmetrical with respect to a symmetry axis,
The at least one third feeding point and the at least one fourth feeding point are respectively arranged at positions that are equidistant from the symmetry point and on the symmetry axis, or from the symmetry point, etc. A set of feed points that are distances and located symmetrically with respect to the axis of symmetry;
The plasma film forming method includes:
A first step in which high frequency power is fed to the plurality of first feeding points and the plurality of second feeding points with a phase difference of 180 degrees from each other;
A second step in which high-frequency power is fed to the at least one third feeding point and the at least one fourth feeding point;
The plasma film-forming method characterized by including.
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