JP3259423B2 - プラズマ処理装置に用いる電極及びプラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置に用いる電極及びプラズマ処理装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタ、半導
体利用の各種センサのような半導体を利用したデバイス
や太陽電池その他を製造するにあたり、基板上に成膜し
たり、配線パターン等を得るために、形成した膜を所定
パターンに従ってエッチングしたりするプラズマＣＶＤ
装置、プラズマエッチング装置のようなプラズマ処理装
置及び該装置で使用される電極に関する。
体利用の各種センサのような半導体を利用したデバイス
や太陽電池その他を製造するにあたり、基板上に成膜し
たり、配線パターン等を得るために、形成した膜を所定
パターンに従ってエッチングしたりするプラズマＣＶＤ
装置、プラズマエッチング装置のようなプラズマ処理装
置及び該装置で使用される電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマＣＶＤ装置は各種タイプのもの
が知られている。その代表例として、図４に示す平行平
板型のプラズマＣＶＤ装置について説明すると、この装
置は真空容器１を有し、その中に被成膜基板Ｓ１を設置
する基板ホルダを兼ねる電極２及びこの電極に対向する
電極３が設けられている。
が知られている。その代表例として、図４に示す平行平
板型のプラズマＣＶＤ装置について説明すると、この装
置は真空容器１を有し、その中に被成膜基板Ｓ１を設置
する基板ホルダを兼ねる電極２及びこの電極に対向する
電極３が設けられている。
【０００３】電極２は、通常、接地電極とされ、また、
この上に設置される基板Ｓ１を成膜温度に加熱するヒー
タ２１を付設してある。基板Ｓ１を輻射熱で加熱するた
めに、ヒータ２１が分離配置されることもある。電極３
は、電極２との間に導入される成膜用ガスに高周波電力
や直流電力を印加してプラズマ化させるための電力印加
電極で、図示の例ではマッチングボックス３１を介して
高周波電源３２を接続してある。
この上に設置される基板Ｓ１を成膜温度に加熱するヒー
タ２１を付設してある。基板Ｓ１を輻射熱で加熱するた
めに、ヒータ２１が分離配置されることもある。電極３
は、電極２との間に導入される成膜用ガスに高周波電力
や直流電力を印加してプラズマ化させるための電力印加
電極で、図示の例ではマッチングボックス３１を介して
高周波電源３２を接続してある。
【０００４】また、図示の例では、電極３は平坦な電極
板を含み、それに直径０．５ｍｍ程度のガス供給孔３３
を多数形成してあり、ガスノズル部３４から供給される
ガスが各孔から電極２上の基板Ｓ１に対し垂直な又は略
垂直な方向に、且つ、両電極間に全体的に放出されるよ
うにしてある。このような構成は広面積基板上に成膜す
るのに適している。
板を含み、それに直径０．５ｍｍ程度のガス供給孔３３
を多数形成してあり、ガスノズル部３４から供給される
ガスが各孔から電極２上の基板Ｓ１に対し垂直な又は略
垂直な方向に、且つ、両電極間に全体的に放出されるよ
うにしてある。このような構成は広面積基板上に成膜す
るのに適している。
【０００５】真空容器１には、さらに、開閉弁５１を介
して排気ポンプ５２を配管接続してあるとともに、前記
ガスノズル部３４にはガス供給部４を配管接続してあ
る。ガス供給部４には、１又は２以上のマスフローコン
トローラ４２１、４２２・・・・及び開閉弁４３１、４
３２・・・・を介して、所定量の成膜用ガスを供給する
ガス源４４１、４４２・・・・が含まれている。
して排気ポンプ５２を配管接続してあるとともに、前記
ガスノズル部３４にはガス供給部４を配管接続してあ
る。ガス供給部４には、１又は２以上のマスフローコン
トローラ４２１、４２２・・・・及び開閉弁４３１、４
３２・・・・を介して、所定量の成膜用ガスを供給する
ガス源４４１、４４２・・・・が含まれている。
【０００６】ノズル部３４は、その側面及び背面部分
が、このノズルに対し一定間隔をおいて設けたプラズマ
回り込み防止用の接地電極４０で囲まれている。この平
行平板型プラズマＣＶＤ装置によると、成膜対象基板Ｓ
１が真空容器１内の電極２上に設置され、該容器１内が
弁５１の開成と排気ポンプ５２の運転にて所定成膜真空
度に維持され、ガス供給部４から成膜用ガスが導入され
る。また、高周波電極３に電源３２から高周波電圧が印
加され、それによって導入されたガスがプラズマ化さ
れ、このプラズマの下で基板Ｓ１表面に所望の膜が形成
される。
が、このノズルに対し一定間隔をおいて設けたプラズマ
回り込み防止用の接地電極４０で囲まれている。この平
行平板型プラズマＣＶＤ装置によると、成膜対象基板Ｓ
１が真空容器１内の電極２上に設置され、該容器１内が
弁５１の開成と排気ポンプ５２の運転にて所定成膜真空
度に維持され、ガス供給部４から成膜用ガスが導入され
る。また、高周波電極３に電源３２から高周波電圧が印
加され、それによって導入されたガスがプラズマ化さ
れ、このプラズマの下で基板Ｓ１表面に所望の膜が形成
される。
【０００７】また、プラズマエッチング装置も各種タイ
プのものが知られている。その代表例として図５に示す
平行平板型のエッチング装置について説明すると、この
装置も真空容器１０を備え、その中には、エッチング対
象膜を形成した基板Ｓ２を設置する基板ホルダを兼ねる
電極２０及び電極２０に対向配置された電極３０を備え
ている。
プのものが知られている。その代表例として図５に示す
平行平板型のエッチング装置について説明すると、この
装置も真空容器１０を備え、その中には、エッチング対
象膜を形成した基板Ｓ２を設置する基板ホルダを兼ねる
電極２０及び電極２０に対向配置された電極３０を備え
ている。
【０００８】電極２０は、電極３０との間に導入される
エッチング用ガスに高周波電力や直流電力を印加してプ
ラズマ化させるための電力印加電極として使用され、図
示の例ではマッチングボックス２０１を介して高周波電
源２０２に接続されている。電極３０は接地電極で、平
坦な電極板を含み、それに直径０．５ｍｍ程度のガス供
給孔３０１を多数形成してあり、ガスノズル部３０２か
ら供給されるガスが各孔から電極２０上の基板Ｓ２に対
し垂直な又は略垂直な方向に、且つ、両電極間に全体的
に放出されるようになっている。
エッチング用ガスに高周波電力や直流電力を印加してプ
ラズマ化させるための電力印加電極として使用され、図
示の例ではマッチングボックス２０１を介して高周波電
源２０２に接続されている。電極３０は接地電極で、平
坦な電極板を含み、それに直径０．５ｍｍ程度のガス供
給孔３０１を多数形成してあり、ガスノズル部３０２か
ら供給されるガスが各孔から電極２０上の基板Ｓ２に対
し垂直な又は略垂直な方向に、且つ、両電極間に全体的
に放出されるようになっている。
【０００９】真空容器１０には、さらに、開閉弁７１を
介して排気ポンプ７２を配管接続してあるとともに、前
記ガスノズル部３０２にはガス供給部６を配管接続して
ある。ガス供給部６には、１又は２以上のマスフローコ
ントローラ６２１、６２２・・・・及び開閉弁６３１、
６３２・・・・を介して所要量のエッチング用ガスを供
給するガス源６４１、６４２・・・・が含まれている。
介して排気ポンプ７２を配管接続してあるとともに、前
記ガスノズル部３０２にはガス供給部６を配管接続して
ある。ガス供給部６には、１又は２以上のマスフローコ
ントローラ６２１、６２２・・・・及び開閉弁６３１、
６３２・・・・を介して所要量のエッチング用ガスを供
給するガス源６４１、６４２・・・・が含まれている。
【００１０】ノズル部３０２の側面及び背面部分は、こ
のノズル部に対し一定間隔をおいて配置したプラズマ回
り込み防止用の接地電極６０で囲まれている。このエッ
チング装置によると、エッチング対象基板Ｓ２が容器１
０内の高周波電極２０上に設置され、該容器１０内が弁
７１の開成と排気ポンプ７２の運転にて所定エッチング
真空度に維持され、ガス供給部６からエッチング用ガス
が導入される。また、電極２０に高周波電源２０２から
高周波電圧が印加され、それによって導入されたガスが
プラズマ化され、このプラズマの下に基板Ｓ２上の膜が
エッチングされる。なお、電極２０は、必要に応じ、水
冷装置２００等で冷却されることもある。
のノズル部に対し一定間隔をおいて配置したプラズマ回
り込み防止用の接地電極６０で囲まれている。このエッ
チング装置によると、エッチング対象基板Ｓ２が容器１
０内の高周波電極２０上に設置され、該容器１０内が弁
７１の開成と排気ポンプ７２の運転にて所定エッチング
真空度に維持され、ガス供給部６からエッチング用ガス
が導入される。また、電極２０に高周波電源２０２から
高周波電圧が印加され、それによって導入されたガスが
プラズマ化され、このプラズマの下に基板Ｓ２上の膜が
エッチングされる。なお、電極２０は、必要に応じ、水
冷装置２００等で冷却されることもある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラズ
マＣＶＤ装置では、基板ホルダ電極上の基板表面近傍に
おけるプラズマ中の気相反応により形成される微粒子が
基板表面に形成される膜に付着したり、その中に混入し
たりして膜質を悪化させるという問題がある。気相反応
により微粒子が形成され、それが大きく成長する可能性
の高い成膜、例えば、シラン（ＳｉＨ4 ）と水素
（Ｈ2 ）からアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜を、
シランとアンモニア（ＮＨ3 ）からアモルファスシリコ
ンナイトライド（ａ−ＳｉＮ）膜を、シランと一酸化二
窒素（亜酸化窒素）（Ｎ2 Ｏ）からアモルファスシリコ
ンオキサイド（ａ−ＳｉＯ2 ）膜を形成するような成膜
では、基板表面に形成される膜に付着したり、その中に
混入したりする微粒子のサイズが形成される膜の膜厚に
対し大きく、その結果、その膜が絶縁膜である場合にお
いて成膜後洗浄処理すると、その微粒子の部分がピンホ
ールとなって絶縁不良が生じたり、その膜が半導体膜で
あると、半導体特性が悪化するといった問題がある。
マＣＶＤ装置では、基板ホルダ電極上の基板表面近傍に
おけるプラズマ中の気相反応により形成される微粒子が
基板表面に形成される膜に付着したり、その中に混入し
たりして膜質を悪化させるという問題がある。気相反応
により微粒子が形成され、それが大きく成長する可能性
の高い成膜、例えば、シラン（ＳｉＨ4 ）と水素
（Ｈ2 ）からアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜を、
シランとアンモニア（ＮＨ3 ）からアモルファスシリコ
ンナイトライド（ａ−ＳｉＮ）膜を、シランと一酸化二
窒素（亜酸化窒素）（Ｎ2 Ｏ）からアモルファスシリコ
ンオキサイド（ａ−ＳｉＯ2 ）膜を形成するような成膜
では、基板表面に形成される膜に付着したり、その中に
混入したりする微粒子のサイズが形成される膜の膜厚に
対し大きく、その結果、その膜が絶縁膜である場合にお
いて成膜後洗浄処理すると、その微粒子の部分がピンホ
ールとなって絶縁不良が生じたり、その膜が半導体膜で
あると、半導体特性が悪化するといった問題がある。
【００１２】また、プラズマエッチング装置において
も、同様にプラズマ中の気相反応により微粒子が形成さ
れ、これが被エッチング面に付着する等の問題がある。
例えば、エッチングにより配線パターンを形成する場合
において、かかる微粒子はパターンニングの精度の悪化
をもたらし、細線形成においては断線を招くことがあ
る。
も、同様にプラズマ中の気相反応により微粒子が形成さ
れ、これが被エッチング面に付着する等の問題がある。
例えば、エッチングにより配線パターンを形成する場合
において、かかる微粒子はパターンニングの精度の悪化
をもたらし、細線形成においては断線を招くことがあ
る。
【００１３】そこで本発明は、プラズマ中の気相反応で
発生する微粒子が処理対象基板に付着することを抑制す
ることができる、プラズマ処理装置に用いる、処理用ガ
スを供給する孔を設けた電極及びプラズマ処理装置を提
供することを課題とする。なお、ここで言う「付着」及
び後ほど〔発明の効果〕で述べる「付着」とは、成膜に
あっては、基板表面への直接的付着、形成される膜への
付着、該膜中への混入等を指し、エッチングにあって
は、基板表面への直接的付着、エッチングされる膜への
付着や混入等を指す。
発生する微粒子が処理対象基板に付着することを抑制す
ることができる、プラズマ処理装置に用いる、処理用ガ
スを供給する孔を設けた電極及びプラズマ処理装置を提
供することを課題とする。なお、ここで言う「付着」及
び後ほど〔発明の効果〕で述べる「付着」とは、成膜に
あっては、基板表面への直接的付着、形成される膜への
付着、該膜中への混入等を指し、エッチングにあって
は、基板表面への直接的付着、エッチングされる膜への
付着や混入等を指す。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、微粒子の基
板への付着を有効に抑制する手段について研究を重ねた
結果、処理用ガスを供給する孔を設けた電極について、
そこから直接処理対象基板の方向へガスが吹き出ないよ
うに該ガス供給孔を設ければ、プラズマ中の気相反応で
発生した微粒子が、吹き出されるガス流によって直接的
に処理対象基板の方へ向かうことが抑制され、それだけ
基板への微粒子付着が抑制されること、ガス供給孔を、
微粒子を排除しようとする方向に直交する方向より該排
除方向に近い方向に形成しておけば、それだけ微粒子の
排除が円滑に行われ、基板への微粒子付着が抑制される
ことを見出した。
板への付着を有効に抑制する手段について研究を重ねた
結果、処理用ガスを供給する孔を設けた電極について、
そこから直接処理対象基板の方向へガスが吹き出ないよ
うに該ガス供給孔を設ければ、プラズマ中の気相反応で
発生した微粒子が、吹き出されるガス流によって直接的
に処理対象基板の方へ向かうことが抑制され、それだけ
基板への微粒子付着が抑制されること、ガス供給孔を、
微粒子を排除しようとする方向に直交する方向より該排
除方向に近い方向に形成しておけば、それだけ微粒子の
排除が円滑に行われ、基板への微粒子付着が抑制される
ことを見出した。
【００１５】また、本発明者は、処理用ガスを供給する
孔を設けた電極のプラズマ領域へ向けられる表面に凹凸
を形成しておけば、電極表面全体に沿って形成される同
電位面が凹所へ落ち込むので、それら凹所が電界降下部
となり、通常、負に帯電する微粒子は電位差の大きいそ
の部分へ引かれて集まり、そこに捕獲されること、ま
た、それら凹所の全部又は一部について、微粒子を排除
したい方向へ向けプラズマ電位面に対し傾斜を持たせれ
ば、微粒子をその排除方向へ導けること、さらに、微粒
子排除方向をプラズマ処理のための真空容器からの排気
方向に揃えておけば、電極からの微粒子排除が一層容易
になること、また、前記凹所について微粒子を排除した
い方向へ向けプラズマ電位面に対し傾斜を持たせない場
合でも、該凹所の全部又は一部を真空容器からの排気方
向に揃えておくだけでも、微粒子排除効果があること等
を見出した。
孔を設けた電極のプラズマ領域へ向けられる表面に凹凸
を形成しておけば、電極表面全体に沿って形成される同
電位面が凹所へ落ち込むので、それら凹所が電界降下部
となり、通常、負に帯電する微粒子は電位差の大きいそ
の部分へ引かれて集まり、そこに捕獲されること、ま
た、それら凹所の全部又は一部について、微粒子を排除
したい方向へ向けプラズマ電位面に対し傾斜を持たせれ
ば、微粒子をその排除方向へ導けること、さらに、微粒
子排除方向をプラズマ処理のための真空容器からの排気
方向に揃えておけば、電極からの微粒子排除が一層容易
になること、また、前記凹所について微粒子を排除した
い方向へ向けプラズマ電位面に対し傾斜を持たせない場
合でも、該凹所の全部又は一部を真空容器からの排気方
向に揃えておくだけでも、微粒子排除効果があること等
を見出した。
【００１６】前記課題を解決する本発明の電極は、これ
らの着目に基づくもので、プラズマ処理装置に用いる、
処理用ガスを供給する孔を設けた電極であって、プラズ
マ領域へ向けられる電極表面に、プラズマ中の気相反応
で発生する微粒子を集める電界降下部を提供するための
複数の凹溝を前記微粒子を排除しようとする向きへ延び
るように形成し、前記ガス供給孔を、処理対象基板へ直
接向かう方向からずれた方向を向くように前記凹溝の側
壁に形成したことを特徴とする。この電極におけるガス
供給孔の代表例として、処理対象基板面に平行又は略平
行となるように形成したものを挙げることができる。
らの着目に基づくもので、プラズマ処理装置に用いる、
処理用ガスを供給する孔を設けた電極であって、プラズ
マ領域へ向けられる電極表面に、プラズマ中の気相反応
で発生する微粒子を集める電界降下部を提供するための
複数の凹溝を前記微粒子を排除しようとする向きへ延び
るように形成し、前記ガス供給孔を、処理対象基板へ直
接向かう方向からずれた方向を向くように前記凹溝の側
壁に形成したことを特徴とする。この電極におけるガス
供給孔の代表例として、処理対象基板面に平行又は略平
行となるように形成したものを挙げることができる。
【００１７】また、微粒子の排除が円滑に行われるよう
に、前記ガス供給孔を、前記凹溝の長手方向に直交する
方向から該凹溝の長手方向であって前記微粒子を排除し
ようとする向きへ振れた向きに形成してもよい。
に、前記ガス供給孔を、前記凹溝の長手方向に直交する
方向から該凹溝の長手方向であって前記微粒子を排除し
ようとする向きへ振れた向きに形成してもよい。
【００１８】また、前記課題を解決する本発明のプラズ
マ処理装置として、排気装置を付設した真空容器内に導
入される処理用ガスを前記排気装置の運転による所定真
空度のもとにプラズマ化させ、該プラズマのもとで処理
対象基板に目的とする処理を行うプラズマ処理装置であ
って、前記本発明に係るいずれかの電極を備え、該電極
における前記凹溝の長手方向が前記排気装置による真空
容器からの排気方向に揃うように該電極及び前記排気装
置を配置してあることを特徴とするプラズマ処理装置を
挙げることができる。
マ処理装置として、排気装置を付設した真空容器内に導
入される処理用ガスを前記排気装置の運転による所定真
空度のもとにプラズマ化させ、該プラズマのもとで処理
対象基板に目的とする処理を行うプラズマ処理装置であ
って、前記本発明に係るいずれかの電極を備え、該電極
における前記凹溝の長手方向が前記排気装置による真空
容器からの排気方向に揃うように該電極及び前記排気装
置を配置してあることを特徴とするプラズマ処理装置を
挙げることができる。
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【作用】本発明の電極によると、そのガス供給孔から吹
き出されるガスは処理対象基板へ直接向かう方向からず
れた方向に出るから、プラズマ中の気相反応により発生
した微粒子がこの吹き出しガス流によって基板の方へ直
接流れることが抑制され、それだけ基板への微粒子付着
が防止される。
き出されるガスは処理対象基板へ直接向かう方向からず
れた方向に出るから、プラズマ中の気相反応により発生
した微粒子がこの吹き出しガス流によって基板の方へ直
接流れることが抑制され、それだけ基板への微粒子付着
が防止される。
【００２２】ガス供給孔が、前記凹溝の長手方向に直交
する方向から該凹溝の長手方向であって前記微粒子を排
除しようとする向きへ振れた向きに形成してあるとき
は、微粒子がそれだけ該排除方向にガス流で流されるの
で、微粒子の排除が円滑となる。
する方向から該凹溝の長手方向であって前記微粒子を排
除しようとする向きへ振れた向きに形成してあるとき
は、微粒子がそれだけ該排除方向にガス流で流されるの
で、微粒子の排除が円滑となる。
【００２３】また、本発明のプラズマ処理装置において
は、真空容器からの排気方向が、前記電極における前記
凹溝の長手方向に揃えられているので、微粒子はそれだ
け円滑に排気と共に排出される。
は、真空容器からの排気方向が、前記電極における前記
凹溝の長手方向に揃えられているので、微粒子はそれだ
け円滑に排気と共に排出される。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の実施例であるプラズマ生成のため
の電力を印加する電極８を有するプラズマＣＶＤ装置の
１例を示している。このプラズマＣＶＤ装置は、図４に
示す従来装置において、高周波電極３に代えて電極８を
採用したものであり、この電極も高周波電極として使用
され、マッチングボックス３１を介して高周波電源３２
が接続されている。他の点は図４の装置と同構成であ
り、全体の成膜動作も同様である。図４の装置における
部品と同じ部品については同じ参照符号を付してある。
する。図１は本発明の実施例であるプラズマ生成のため
の電力を印加する電極８を有するプラズマＣＶＤ装置の
１例を示している。このプラズマＣＶＤ装置は、図４に
示す従来装置において、高周波電極３に代えて電極８を
採用したものであり、この電極も高周波電極として使用
され、マッチングボックス３１を介して高周波電源３２
が接続されている。他の点は図４の装置と同構成であ
り、全体の成膜動作も同様である。図４の装置における
部品と同じ部品については同じ参照符号を付してある。
【００２５】図２はいずれも電極８を示すもので、
（Ａ）図はプラズマ領域へ向けられる電極表面を示す下
面図、（Ｂ）図は側面図、（Ｃ）図は（Ａ）図のＸ−Ｘ
線に沿う断面図、（Ｄ）図は電極の一部の断面図、
（Ｅ）図はガス供給孔の方向を示す図である。図３の
（Ａ）図は図２の電極表面における溝の長手方向に対し
直角な方向におけるポテンシャルの状態を示し、（Ｂ）
図は別の実施例における溝長手方向のポテンシャルの傾
斜状態を示す図である。
（Ａ）図はプラズマ領域へ向けられる電極表面を示す下
面図、（Ｂ）図は側面図、（Ｃ）図は（Ａ）図のＸ−Ｘ
線に沿う断面図、（Ｄ）図は電極の一部の断面図、
（Ｅ）図はガス供給孔の方向を示す図である。図３の
（Ａ）図は図２の電極表面における溝の長手方向に対し
直角な方向におけるポテンシャルの状態を示し、（Ｂ）
図は別の実施例における溝長手方向のポテンシャルの傾
斜状態を示す図である。
【００２６】電極８は全体が板状に形成されており、プ
ラズマ領域へ向けられる電極表面８０には、図１中、右
側から左側へ向かって、すなわち、排気ポンプ５２によ
る容器１内の排気方向ａと同方向に、多数の溝８１が平
行に形成されており、各溝８１の側壁に多数のガス供給
孔８３が略等間隔で形成されている。各ガス供給孔８３
は直径０．５ｍｍ程度の孔で、処理対象基板Ｓ１面に平
行に、しかし、図２の（Ｅ）図に示すように、排気ポン
プ５２による排気方向ａに直交する方向から角度θ＝４
５°振れた方向に、且つ、排気方向ａに向けて形成され
ており、この孔から成膜用ガスが微粒子排除方向に放出
される。溝８１に隣合う各突条部８２の下面は、形成さ
れる膜の均一性が得られるように、同じ面位置にあり、
且つ、電極２上の基板Ｓ１表面と実質上平行な面にあ
る。
ラズマ領域へ向けられる電極表面８０には、図１中、右
側から左側へ向かって、すなわち、排気ポンプ５２によ
る容器１内の排気方向ａと同方向に、多数の溝８１が平
行に形成されており、各溝８１の側壁に多数のガス供給
孔８３が略等間隔で形成されている。各ガス供給孔８３
は直径０．５ｍｍ程度の孔で、処理対象基板Ｓ１面に平
行に、しかし、図２の（Ｅ）図に示すように、排気ポン
プ５２による排気方向ａに直交する方向から角度θ＝４
５°振れた方向に、且つ、排気方向ａに向けて形成され
ており、この孔から成膜用ガスが微粒子排除方向に放出
される。溝８１に隣合う各突条部８２の下面は、形成さ
れる膜の均一性が得られるように、同じ面位置にあり、
且つ、電極２上の基板Ｓ１表面と実質上平行な面にあ
る。
【００２７】各溝８１は、図１中、右側から左側へ向か
って、すなわち、排気ポンプ５２による容器１内の排気
方向ａに一様な深さである。以上説明したプラズマ処理
装置によると、成膜対象基板Ｓ１が真空容器１内の電極
２上に設置され、該容器１内が弁５１の開成と排気ポン
プ５２の運転にて所定成膜真空度に維持され、ガス供給
部４からガスノズル部３４を介して供給される成膜用ガ
スが、高周波電極８のガス供給孔８３より両電極８、２
間に導入される。また、高周波電極３に電源３２から高
周波電圧が印加され、それによって導入されたガスがプ
ラズマ化され、このプラズマの下で基板Ｓ１表面に所望
の膜が形成される。
って、すなわち、排気ポンプ５２による容器１内の排気
方向ａに一様な深さである。以上説明したプラズマ処理
装置によると、成膜対象基板Ｓ１が真空容器１内の電極
２上に設置され、該容器１内が弁５１の開成と排気ポン
プ５２の運転にて所定成膜真空度に維持され、ガス供給
部４からガスノズル部３４を介して供給される成膜用ガ
スが、高周波電極８のガス供給孔８３より両電極８、２
間に導入される。また、高周波電極３に電源３２から高
周波電圧が印加され、それによって導入されたガスがプ
ラズマ化され、このプラズマの下で基板Ｓ１表面に所望
の膜が形成される。
【００２８】この成膜中、電極８のガス供給孔８３から
吹き出されるガスの方向は基板Ｓ１表面と平行であるか
ら、プラズマ中の気相反応により発生した微粒子がこの
ガス流で直接基板Ｓ１へ押しやられることは抑制され、
それだけ基板への微粒子付着が抑制される。また、この
成膜中、プラズマ中の気相反応により微粒子が発生し、
特に電極８近傍ではガス密度が比較的高く、温度も比較
的低いので、その部分に微粒子が多く発生し、これら微
粒子Ｐは通常、負に帯電するが、このように発生した微
粒子Ｐ、特に電極８近傍に発生した微粒子Ｐは、電極８
表面に電界降下部を提供する多数の溝８１を形成してあ
るので、溝８１の長手方向に対し交わる方向においては
図３の（Ａ）図に示すように、電界に従い、ポテンシャ
ルの高い方へ（＋側へ高い方へ）移動し、溝８１に集ま
り、そこに捕獲される。
吹き出されるガスの方向は基板Ｓ１表面と平行であるか
ら、プラズマ中の気相反応により発生した微粒子がこの
ガス流で直接基板Ｓ１へ押しやられることは抑制され、
それだけ基板への微粒子付着が抑制される。また、この
成膜中、プラズマ中の気相反応により微粒子が発生し、
特に電極８近傍ではガス密度が比較的高く、温度も比較
的低いので、その部分に微粒子が多く発生し、これら微
粒子Ｐは通常、負に帯電するが、このように発生した微
粒子Ｐ、特に電極８近傍に発生した微粒子Ｐは、電極８
表面に電界降下部を提供する多数の溝８１を形成してあ
るので、溝８１の長手方向に対し交わる方向においては
図３の（Ａ）図に示すように、電界に従い、ポテンシャ
ルの高い方へ（＋側へ高い方へ）移動し、溝８１に集ま
り、そこに捕獲される。
【００２９】また、溝８１及びガス供給孔８３は排気方
向ａと一致する微粒子排除方向へ向けられているので、
それら溝に捕獲された微粒子Ｐは吹き出されるガスで溝
端の方へ押しやら、容器１からの排気と共に円滑に排出
される。かくして、基板Ｓ１への微粒子Ｐの付着が従来
より抑制される。なお、電極８の電界降下部を提供する
溝８１のサイズ等については、特に制限はなく、微粒子
を捕獲可能な電界勾配が得られるものであれば、前記実
施例のものに限定されない。また、溝８１の本数につい
ても特に制限はないが、電極８表面のできるだけ全体か
ら微粒子を集められる本数とすることが望ましい。
向ａと一致する微粒子排除方向へ向けられているので、
それら溝に捕獲された微粒子Ｐは吹き出されるガスで溝
端の方へ押しやら、容器１からの排気と共に円滑に排出
される。かくして、基板Ｓ１への微粒子Ｐの付着が従来
より抑制される。なお、電極８の電界降下部を提供する
溝８１のサイズ等については、特に制限はなく、微粒子
を捕獲可能な電界勾配が得られるものであれば、前記実
施例のものに限定されない。また、溝８１の本数につい
ても特に制限はないが、電極８表面のできるだけ全体か
ら微粒子を集められる本数とすることが望ましい。
【００３０】前記実施例によると、電極８の溝８１は微
粒子排除方向において、いずれも一様な深さであるが、
溝８１を微粒子排除方向へ向け次第に深く形成し、プラ
ズマ電位面に対し傾斜させてもよい。このようにする
と、該溝に集められた微粒子は、図３の（Ｂ）図に示す
ポテンシャルの傾斜に従い、この溝に沿って微粒子排除
方向に導かれ、一層円滑に排気と共に排出される。本発
明はこのような態様の電極も含む。
粒子排除方向において、いずれも一様な深さであるが、
溝８１を微粒子排除方向へ向け次第に深く形成し、プラ
ズマ電位面に対し傾斜させてもよい。このようにする
と、該溝に集められた微粒子は、図３の（Ｂ）図に示す
ポテンシャルの傾斜に従い、この溝に沿って微粒子排除
方向に導かれ、一層円滑に排気と共に排出される。本発
明はこのような態様の電極も含む。
【００３１】また、電極８における各ガス供給孔８３の
方向は、図２の（Ｅ）図に示す角度θにおいて、４５°
に限定されるものではなく、状況に応じ、０°〜９０°
の範囲で選択できる。もっとも加工性から言えば、最大
角度θは８５°程度になることも考えられる。以上説明
した図１の装置により、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を形成した例を
説明する。
方向は、図２の（Ｅ）図に示す角度θにおいて、４５°
に限定されるものではなく、状況に応じ、０°〜９０°
の範囲で選択できる。もっとも加工性から言えば、最大
角度θは８５°程度になることも考えられる。以上説明
した図１の装置により、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を形成した例を
説明する。
【００３２】成膜条件 基板 ： ５インチシリコンウェハ ガス ： ＳｉＨ4 １００ｓｃｃｍ Ｈ2 ４００ｓｃｃｍ 成膜温度 ： ２３０℃ 成膜ガス圧： ０．４Ｔｏｒｒ 印加電力 ： ２００Ｗ 電極サイズ： ３６０ｍｍ×３６０ｍｍ□ 電極８表面の凹凸 突条部８２：高さ５ｍｍ×幅１０ｍ
ｍ 溝８１ ：深さ５ｍｍ×幅５ｍｍ ガス供給孔８３：直径０．５ｍｍ ７０４個 電極間隔 ： ４５ｍｍ（電極８の凸部表面−基板
表面間距離） この成膜では、形成されたａ−Ｓｉ：Ｈ膜における付着
微粒子数は、０．３μｍ以上の大きさのもので、５個以
下であった。
ｍ 溝８１ ：深さ５ｍｍ×幅５ｍｍ ガス供給孔８３：直径０．５ｍｍ ７０４個 電極間隔 ： ４５ｍｍ（電極８の凸部表面−基板
表面間距離） この成膜では、形成されたａ−Ｓｉ：Ｈ膜における付着
微粒子数は、０．３μｍ以上の大きさのもので、５個以
下であった。
【００３３】なお、従来の高周波電極３を採用した場合
は、他を同条件として約５０個であった。以上プラズマ
ＣＶＤ装置について説明したが、かかる電極８の如き本
発明に係る電極を図５のプラズマエッチング装置の接地
電極３０の代わりに用いても、同様に微粒子の基板への
付着が、従来より抑制される。
は、他を同条件として約５０個であった。以上プラズマ
ＣＶＤ装置について説明したが、かかる電極８の如き本
発明に係る電極を図５のプラズマエッチング装置の接地
電極３０の代わりに用いても、同様に微粒子の基板への
付着が、従来より抑制される。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、プ
ラズマ中の気相反応で発生する微粒子が処理対象基板に
付着することを抑制することができる、プラズマ処理装
置に用いる、処理用ガスを供給する孔を設けた電極及び
プラズマ処理装置を提供することができる。
ラズマ中の気相反応で発生する微粒子が処理対象基板に
付着することを抑制することができる、プラズマ処理装
置に用いる、処理用ガスを供給する孔を設けた電極及び
プラズマ処理装置を提供することができる。
【００３５】特に本発明の電極によると、従来の電極と
簡単に取り替えて使用でき、安価に、また、成膜条件や
エッチング条件を格別変更する必要なく基板への微粒子
付着を抑制できる。また、冷たい処理用ガスが直接基板
表面へ流れ難いので、それだけ基板近傍での微粒子の発
生が抑制され、この点でも基板への微粒子付着が抑制さ
れる。
簡単に取り替えて使用でき、安価に、また、成膜条件や
エッチング条件を格別変更する必要なく基板への微粒子
付着を抑制できる。また、冷たい処理用ガスが直接基板
表面へ流れ難いので、それだけ基板近傍での微粒子の発
生が抑制され、この点でも基板への微粒子付着が抑制さ
れる。
【００３６】電極のガス供給孔が、前記凹溝の長手方向
に直交する方向から該凹溝の長手方向であって前記微粒
子を排除しようとする向きへ振れた向きに形成してある
ときは、微粒子がそれだけ該排除方向にガス流で流され
るので、微粒子の排除が円滑となる。
に直交する方向から該凹溝の長手方向であって前記微粒
子を排除しようとする向きへ振れた向きに形成してある
ときは、微粒子がそれだけ該排除方向にガス流で流され
るので、微粒子の排除が円滑となる。
【図１】本発明の１実施例である電極を採用したプラズ
マＣＶＤ装置の１例の概略構成図である。
マＣＶＤ装置の１例の概略構成図である。
【図２】図１の装置における高周波電極を示しており、
（Ａ）図はプラズマ領域へ向けられる電極表面を示す下
面図、（Ｂ）図は側面図、（Ｃ）図は（Ａ）図のＸ−Ｘ
線に沿う断面図、（Ｄ）図は電極の一部の断面図、
（Ｅ）図はガス供給孔の方向の説明図である。
（Ａ）図はプラズマ領域へ向けられる電極表面を示す下
面図、（Ｂ）図は側面図、（Ｃ）図は（Ａ）図のＸ−Ｘ
線に沿う断面図、（Ｄ）図は電極の一部の断面図、
（Ｅ）図はガス供給孔の方向の説明図である。
【図３】（Ａ）図は図２の電極表面における溝の長手方
向に対し直角な方向におけるポテンシャルの状態を示
し、（Ｂ）図は他の実施例における溝長手方向のポテン
シャルの傾斜状態を示す図である。
向に対し直角な方向におけるポテンシャルの状態を示
し、（Ｂ）図は他の実施例における溝長手方向のポテン
シャルの傾斜状態を示す図である。
【図４】従来のプラズマＣＶＤ装置の１例の概略構成図
である。
である。
【図５】従来のプラズマエッチング装置の１例の概略構
成図である。
成図である。
１、１０ 真空容器 ２、３０ 接地電極 ２０、３ 高周波電極 ２０１、３１ マッチングボックス ２０２、３２ 高周波電源 ２１ ヒータ ５１、７１ 開閉弁 ５２、７２ 排気ポンプ ４、６ ガス供給部 ８ 高周波電極 ８０ 電極８の表面 ８１ 電極８表面の溝 ８２ 電極８表面の突条部 ８３ ガス供給孔 Ｓ１ 成膜対象基板 Ｓ２ エッチング対象基板 Ｐ 微粒子 ａ 微粒子排除方向（排気方向）
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−19326（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−40427（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−168924（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−71511（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−31126（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−154630（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 C23C 16/50 H01L 21/3065
Claims (4)
- 【請求項１】 プラズマ処理装置に用いる、処理用ガス
を供給する孔を設けた電極であって、プラズマ領域へ向
けられる電極表面に、プラズマ中の気相反応で発生する
微粒子を集める電界降下部を提供するための複数の凹溝
を前記微粒子を排除しようとする向きへ延びるように形
成し、前記ガス供給孔を、処理対象基板へ直接向かう方
向からずれた方向を向くように前記凹溝の側壁に形成し
たことを特徴とする電極。 - 【請求項２】 前記ガス供給孔を、処理対象基板面と平
行又は略平行となるように形成してある請求項１記載の
電極。 - 【請求項３】 前記ガス供給孔を、前記凹溝の長手方向
に直交する方向から該凹溝の長手方向であって前記微粒
子を排除しようとする向きへ振れた向きに形成してある
請求項１又は２記載の電極。 - 【請求項４】 排気装置を付設した真空容器内に導入さ
れる処理用ガスを前記排気装置の運転による所定真空度
のもとにプラズマ化させ、該プラズマのもとで処理対象
基板に目的とする処理を行うプラズマ処理装置であっ
て、請求項１、２又は３記載の電極を備え、該電極にお
ける前記凹溝の長手方向が前記排気装置による真空容器
からの排気方向に揃うように該電極及び前記排気装置を
配置してあることを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07802893A JP3259423B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | プラズマ処理装置に用いる電極及びプラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07802893A JP3259423B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | プラズマ処理装置に用いる電極及びプラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06291057A JPH06291057A (ja) | 1994-10-18 |
| JP3259423B2 true JP3259423B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=13650363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07802893A Expired - Fee Related JP3259423B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | プラズマ処理装置に用いる電極及びプラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3259423B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4703038B2 (ja) * | 2001-06-04 | 2011-06-15 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理方法、及び基板処理装置 |
| JPWO2006022179A1 (ja) * | 2004-08-24 | 2008-05-08 | 国立大学法人九州大学 | クラスタフリーのアモルファスシリコン膜とそれを製造する方法及び装置 |
| JP5030850B2 (ja) * | 2008-04-23 | 2012-09-19 | 株式会社日立国際電気 | プラズマ処理装置 |
-
1993
- 1993-04-05 JP JP07802893A patent/JP3259423B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06291057A (ja) | 1994-10-18 |
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