JP4852653B2 - プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および半導体素子の製造方法 - Google Patents
プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および半導体素子の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4852653B2 JP4852653B2 JP2010057706A JP2010057706A JP4852653B2 JP 4852653 B2 JP4852653 B2 JP 4852653B2 JP 2010057706 A JP2010057706 A JP 2010057706A JP 2010057706 A JP2010057706 A JP 2010057706A JP 4852653 B2 JP4852653 B2 JP 4852653B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma processing
- processing apparatus
- conductor
- wiring
- electrically connected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 104
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 27
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 128
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 53
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 22
- 239000010408 film Substances 0.000 description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 15
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 7
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45565—Shower nozzles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
- H01J37/32183—Matching circuits
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
本発明は、プラズマ処理装置、プラズマ処理方法およびそれらによる半導体素子の製造方法に関し、詳しくは、カソード電極とアノード電極からなる放電部が複数組チャンバー内に配置されたプラズマ処理装置の給電構造に関する。
反応性原料ガスが導入される密封可能なチャンバーと、前記チャンバー内に対向状に配置されてプラズマ放電を発生させるカソード電極とアノード電極の組からなる複数組の放電部と、チャンバー外に配置されて全組の放電部に電力を供給する電源部とを備えたプラズマ処理装置としては、カソード・アノード電極を垂直方向に配置した横型(例えば、特許文献1参照)と、カソード・アノード電極を水平方向に配置した縦型(例えば、特許文献2参照)が提案されている。
縦型プラズマ処理装置は、電源部とカソード電極の間のインピーダンスを整合するためのマッチングボックスをさらに備え、各放電部へ均等な電力供給を行うために、マッチングボックスとカソード電極との間の電力導入線がカソード電極の数と同じ数で対称状に分岐している。
横型プラズマ処理装置は、隣接する2つの放電部のカソード電極が、同一の電源部に個別の増幅器を介してそれぞれ接続されるか、或いは異なる電源部に増幅器を介してそれぞれ接続されることにより、隣接する放電部同士のカソード電極は相互に異なる電気系統を介して電源部と接続されることとなり、各放電部に均等な電力が供給される。
一般的にマッチングボックスは重量物(10Kg程度)であるため、マッチングボックスをチャンバーの天板部や側面に配置し固定することは、チャンバーに負荷をかけるため安全面で問題があるが、マッチングボックスの安全かつ適切な配置方法についてこれまで具体的に提案されていない。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、マッチングボックスを安全かつ適切に配置することができるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、マッチングボックスを安全かつ適切に配置することができるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
本発明によれば、反応性原料ガスが導入される密封可能なチャンバーと、前記チャンバー内に対向状に配置された複数のカソード電極および複数のアノード電極を有し前記カソード電極と前記アノード電極の間でプラズマ放電を発生する複数の放電部と、前記チャンバー外に配置されて前記放電部にプラズマ放電を発生させる電力を供給する電源部と、前記チャンバーにて支持されないようチャンバー外に配置されて前記電源部に電気的に接続された複数のマッチングボックスと、前記チャンバーにて支持されないようチャンバー外に配置されて前記複数のマッチングボックスのうちの1つ以上を支持する少なくとも1つの支持部と、前記複数のマッチングボックスと前記カソード電極とを電気的に接続する複数の導電体とを備え、前記支持部は、前記複数の導電体の長さを等しくできる位置に1つ以上の前記マッチングボックスを支持するよう構成されたプラズマ処理装置が提供される。
また、本発明の別の観点によれば、前記プラズマ処理装置における前記放電部に基板を設置して前記基板の表面に半導体膜を積層するか、あるいは表面に半導体膜を有する基板を前記放電部に設置して前記基板上の前記半導体膜をエッチングするプラズマ処理方法が提供される。
また、本発明のさらに別の観点によれば、前記プラズマ処理方法を用いて前記基板上に半導体素子を形成する半導体素子の製造方法が提供される。
また、本発明のさらに別の観点によれば、前記プラズマ処理方法を用いて前記基板上に半導体素子を形成する半導体素子の製造方法が提供される。
本発明のプラズマ処理装置によれば、一般的に重量物であるマッチングボックスを、チャンバーに負荷をかけることなく、安定かつ安全に設置することができ、各放電部に均等な電力を供給するよう適切に配置することができる。
この結果、半導体薄膜または光学的薄膜を用いた薄膜太陽電池、TFT、感光体などの半導体素子について、素子特性のばらつきを抑制でき、前記半導体素子を所望の特性にて安定的に生産することができる。
この結果、半導体薄膜または光学的薄膜を用いた薄膜太陽電池、TFT、感光体などの半導体素子について、素子特性のばらつきを抑制でき、前記半導体素子を所望の特性にて安定的に生産することができる。
本発明のプラズマ処理装置は、前記のように、チャンバーと、カソード電極およびアノード電極を有しプラズマ放電を発生する放電部と、放電部にプラズマ放電を発生させる電力を供給する電源部と、チャンバーにて支持されないようチャンバー外に配置されて電源部に電気的に接続された複数のマッチングボックスと、チャンバーにて支持されないようチャンバー外に配置されて複数のマッチングボックスのうちの1つ以上を支持する少なくとも1つの支持部と、複数のマッチングボックスとカソード電極とを電気的に接続する複数の導電体とを備え、支持部は、複数の導電体の長さを等しくできる位置に1つ以上のマッチングボックスを支持するよう構成されている。
ここで、「導電体」とは、マッチングボックスからカソード電極までの配線全体を意味する。
前記マッチングボックスは、電源部と各カソード電極との間の電力供給経路に配置されて、電源部と各カソード電極の間のインピーダンスを整合させるための当該分野で一般的に用いられるインピーダンス整合器である。なお、互いに同期した個別の電源部にそれぞれマッチングボックスを接続することができるが、同一の電源部から複数に分岐した電力供給経路にそれぞれマッチングボックスを接続してもよい。
ここで、「導電体」とは、マッチングボックスからカソード電極までの配線全体を意味する。
前記マッチングボックスは、電源部と各カソード電極との間の電力供給経路に配置されて、電源部と各カソード電極の間のインピーダンスを整合させるための当該分野で一般的に用いられるインピーダンス整合器である。なお、互いに同期した個別の電源部にそれぞれマッチングボックスを接続することができるが、同一の電源部から複数に分岐した電力供給経路にそれぞれマッチングボックスを接続してもよい。
すなわち、このプラズマ処理装置は、重量物であるマッチングボックスをチャンバーの天井や側面に設置してチャンバーに負荷をかけることを回避するために、装置設置場所の床面上に支持部を介してマッチングボックスを支持するよう構成されている。
このとき、各マッチングボックスから各カソード電極に到る各導電体の長さが異なってしまうと、電源部と各カソード電極の間のインピーダンスがばらつくため、各放電部に供給される電力にばらつきが生じ、各放電部でのプラズマ処理を均等になるように行うことができなくなるため、支持部は、複数の導電体の長さを等しくできる位置に1つ以上のマッチングボックスを支持するよう構成されている。
なお、複数のマッチングボックスのうち、少なくとも1つは直接床面上に設置してもよい。
このとき、各マッチングボックスから各カソード電極に到る各導電体の長さが異なってしまうと、電源部と各カソード電極の間のインピーダンスがばらつくため、各放電部に供給される電力にばらつきが生じ、各放電部でのプラズマ処理を均等になるように行うことができなくなるため、支持部は、複数の導電体の長さを等しくできる位置に1つ以上のマッチングボックスを支持するよう構成されている。
なお、複数のマッチングボックスのうち、少なくとも1つは直接床面上に設置してもよい。
本発明によるプラズマ処理装置は、カソードおよびアノードの各電極を水平方向に配置した縦型プラズマ処理装置、各電極を垂直方向に配置した横型プラズマ処理装置、基板上に膜(例えば、半導体膜)を成膜する成膜型プラズマ処理装置および基板上の膜(例えば、半導体膜)をエッチングするエッチング型プラズマ処理装置に適用可能である。
また、前記プラズマ処理装置は次のように構成されてもよい。
また、前記プラズマ処理装置は次のように構成されてもよい。
(1)前記支持部が、プラズマ処理装置設置場所の床面に設置されて前記マッチングボックスを前記複数の導電体の長さを等しくできる高さに支持できる、固定台または高さ調整可能な昇降台を有してなる。
このようにすれば、マッチングボックスを支持部を介して床面から前記の高さに容易に設置することができると共に、導電体を用いた電力供給経路も複雑にならず簡素化できる。
また、カソード電極とアノード電極の間の電極間隔や、隣接する放電部の間の間隔等を調整する必要がない場合は、マッチングボックスを設置する高さを後から調整する必要がないため、固定台を用いてマッチングボックスを所定の設置高さに容易かつ迅速に設置することができる。
このようにすれば、マッチングボックスを支持部を介して床面から前記の高さに容易に設置することができると共に、導電体を用いた電力供給経路も複雑にならず簡素化できる。
また、カソード電極とアノード電極の間の電極間隔や、隣接する放電部の間の間隔等を調整する必要がない場合は、マッチングボックスを設置する高さを後から調整する必要がないため、固定台を用いてマッチングボックスを所定の設置高さに容易かつ迅速に設置することができる。
一方、カソード電極とアノード電極の間の電極間隔や、隣接する放電部の間の間隔等を調整する必要がある場合は、マッチングボックスを設置する高さも調整する必要があるため、昇降台(例えば、ジャッキ)を用いてマッチングボックスの設置高さを容易に調整することができる構成が好ましい。
この場合、マッチングボックスのメンテナンス時にも、マッチングボックスを作業者が作業しやすい安全な高さに容易に移動させることができ、高所作業や重量物であるマッチングボックスを高所から降ろす際の危険性を低減することができる。
この場合、マッチングボックスのメンテナンス時にも、マッチングボックスを作業者が作業しやすい安全な高さに容易に移動させることができ、高所作業や重量物であるマッチングボックスを高所から降ろす際の危険性を低減することができる。
(2)n個(nは2以上の自然数)の前記マッチングボックスを有すると共に、前記チャンバー内にn×2m個(mは自然数)の前記カソード電極を有し、前記n個のマッチングボックスのそれぞれが前記導電体を介して2m個の前記カソード電極と接続される。
このようにすれば、各マッチングボックスが接続するカソード電極の数を同一にすることができる。
このようにすれば、各マッチングボックスが接続するカソード電極の数を同一にすることができる。
(3)前記導電体が、伝送配線、接続配線および分岐配線からなり、前記分岐配線は、その両端でそれぞれ異なる前記カソード電極と電気的に接続され、前記伝送配線は、その一端が前記マッチングボックスと電気的に接続され、前記接続配線は、その一端が前記伝送配線の他端と電気的に接続され、かつその他端が前記分岐配線の前記両端から等距離の点と電気的に接続されている。
このようにすれば、電源部およびマッチングボックスの数を低減しても、各放電部に均等になるように電力を供給することができ、プラズマ処理装置を簡素化および低コスト化することができる。
さらに、縦型プラズマ処理装置の場合、垂直方向に伝送配線を配置し、水平方向に接続配線を配置することができ、また、横型プラズマ処理装置の場合は、水平方向に伝送配線を配置し、水平方向に接続配線を配置することができるため、マッチングボックスの設置位置の自由度が増加する。
このようにすれば、電源部およびマッチングボックスの数を低減しても、各放電部に均等になるように電力を供給することができ、プラズマ処理装置を簡素化および低コスト化することができる。
さらに、縦型プラズマ処理装置の場合、垂直方向に伝送配線を配置し、水平方向に接続配線を配置することができ、また、横型プラズマ処理装置の場合は、水平方向に伝送配線を配置し、水平方向に接続配線を配置することができるため、マッチングボックスの設置位置の自由度が増加する。
(4)前記導電体が、接続配線および分岐配線からなり、前記分岐配線は、その両端でそれぞれ異なる前記カソード電極と電気的に接続され、前記接続配線は、その一端が前記マッチングボックスと電気的に一端で接続され、かつその他端が前記分岐配線の前記両端から等距離の点と電気的に接続されている。
この構成は、前記(3)の伝送配線を省略して接続配線を直接マッチングボックスに電気的に接続した接続形態である。
この構成は、前記(3)の伝送配線を省略して接続配線を直接マッチングボックスに電気的に接続した接続形態である。
このようにしても、前記(3)と同様に、電源部およびマッチングボックスの数を低減しても、各放電部に均等になるように電力を供給することができ、プラズマ処理装置を簡素化および低コスト化することができる。
さらに、マッチングボックスからカソード電極までの電力供給経路が短くなるため、電力供給経路の配線抵抗に起因する電力消費を低減することができると共に、異なる配線同士の接続箇所が低減するため、接触抵抗に起因する電力消費を低減することができる。
これらの結果、電力供給効率を向上することができる。
さらに、マッチングボックスからカソード電極までの電力供給経路が短くなるため、電力供給経路の配線抵抗に起因する電力消費を低減することができると共に、異なる配線同士の接続箇所が低減するため、接触抵抗に起因する電力消費を低減することができる。
これらの結果、電力供給効率を向上することができる。
(5)前記分岐配線が、2m-1本(mは自然数)の分岐線によって、前記接続配線側から前記カソード電極側に向かってm段で構成されており、
m段目以外の前記各分岐線の両端が、それぞれ異なる次段の分岐線の両端から等距離にある点と電気的に接続され、かつ、m段目の分岐線の両端がそれぞれ異なるカソード電極と電気的に接続されている。
このようにすれば、電源部およびマッチングボックスの数に対してカソード電極の数を増加しても、各放電部に均等に電力を供給することができ、プラズマ処理装置の処理能力がアップする。
m段目以外の前記各分岐線の両端が、それぞれ異なる次段の分岐線の両端から等距離にある点と電気的に接続され、かつ、m段目の分岐線の両端がそれぞれ異なるカソード電極と電気的に接続されている。
このようにすれば、電源部およびマッチングボックスの数に対してカソード電極の数を増加しても、各放電部に均等に電力を供給することができ、プラズマ処理装置の処理能力がアップする。
(6)前記導電体が、接続配線および伝送配線からなり、前記伝送配線は、その一端が前記マッチングボックスと電気的に接続され、前記接続配線は、その一端が前記伝送配線の他端と電気的に接続され、かつその他端が前記カソード電極と電気的に接続されている。
この構成は、前記(2)および(3)の分岐配線を省略して接続配線を直接カソード電極に電気的に接続した接続形態である。
このようにすれば、カソード電極とマッチングボックスとを1対1で接続することができるため、例えば、不具合が発生した放電部のカソード電極またはアノード電極のみをチャンバー内から取り出した状態であっても、他の放電部による基板のプラズマ処理を行うことができる。
この構成は、前記(2)および(3)の分岐配線を省略して接続配線を直接カソード電極に電気的に接続した接続形態である。
このようにすれば、カソード電極とマッチングボックスとを1対1で接続することができるため、例えば、不具合が発生した放電部のカソード電極またはアノード電極のみをチャンバー内から取り出した状態であっても、他の放電部による基板のプラズマ処理を行うことができる。
(7)前記異なる複数の導電体が、全体として互いに同じ材質および同じ構造で構成されている。
この場合、「構造」とは、大きさ、形状、屈曲位置および接続構造を含み、同一の導電体において複数の分岐配線を対称的に配置した構造を意味する。
このようにすれば、マッチングボックスとカソード電極との間のインピーダンスのばらつきをさらに低減することができ、各放電部への電力供給をより一層均一に行うことができる。
さらに、分岐配線、接続配線および伝送配線について、それぞれ同じ部品を用いることができ、各部品の共通化によるメンテナンス性向上とコスト低減の効果が得られる。
この場合、「構造」とは、大きさ、形状、屈曲位置および接続構造を含み、同一の導電体において複数の分岐配線を対称的に配置した構造を意味する。
このようにすれば、マッチングボックスとカソード電極との間のインピーダンスのばらつきをさらに低減することができ、各放電部への電力供給をより一層均一に行うことができる。
さらに、分岐配線、接続配線および伝送配線について、それぞれ同じ部品を用いることができ、各部品の共通化によるメンテナンス性向上とコスト低減の効果が得られる。
(8)前記複数の導電体の一部または全体が、管状導電体、板状導電体または角棒状導電体で構成されている。
このようにすれば、電力損失を低減することができる。
つまり、交流電流において、周波数が高くなるほど導電体の表面近くに集中して流れる表皮効果(skin effect)が生じる。よって、高周波電流においては、表皮効果によって導体表面付近でしか流れない性質がある。
そのため、断面が円形中実である一般的な円形中実導電体に高周波電力を供給した場合、円形中実導電体の中心付近の電気抵抗が増加して、円形中実導電体の表面近傍でしか電流が流れなくなる。その結果、円形中実導電体全体の電気抵抗が大きくなり、電力損失が増大する。
このようにすれば、電力損失を低減することができる。
つまり、交流電流において、周波数が高くなるほど導電体の表面近くに集中して流れる表皮効果(skin effect)が生じる。よって、高周波電流においては、表皮効果によって導体表面付近でしか流れない性質がある。
そのため、断面が円形中実である一般的な円形中実導電体に高周波電力を供給した場合、円形中実導電体の中心付近の電気抵抗が増加して、円形中実導電体の表面近傍でしか電流が流れなくなる。その結果、円形中実導電体全体の電気抵抗が大きくなり、電力損失が増大する。
そこで、中空構造をもつ管状導電体とすることで、中空部の内周面分の表面積が増加し、増加した表面積の分、円形中実導電体よりも高周波電流が流れやすくなり、電力損失を低減することができる。
さらに、管状導電体の表面積の増加に伴って放熱性が向上し、高周波電力供給時の導電体の温度上昇を抑えることができ、熱による電気抵抗上昇で生じる電力損失を低減することができる。
さらに、管状導電体の表面積の増加に伴って放熱性が向上し、高周波電力供給時の導電体の温度上昇を抑えることができ、熱による電気抵抗上昇で生じる電力損失を低減することができる。
また、板状導電体(例えば、断面が長方形中実、長円形中実、楕円形中実等)も、円形中実導電体と比較して表面積が大きくなるため、管状導電体と同じ理由によって、円形中実導電体よりも高周波電力供給時の電力損失を低減することができる。
また、角棒状導電体、例えば、断面が正方形中実の角棒状導電体の表面積と、円形中実導電体の表面積とを、同じ体積(断面積×長さ)の条件で比較すると、角棒状導電体の表面積は円形中実導電体の表面積の約3.4倍となる。したがって、管状導電体と同じ理由によって、円形中実導電体よりも高周波電力供給時の電力損失を低減することができる。
また、角棒状導電体、例えば、断面が正方形中実の角棒状導電体の表面積と、円形中実導電体の表面積とを、同じ体積(断面積×長さ)の条件で比較すると、角棒状導電体の表面積は円形中実導電体の表面積の約3.4倍となる。したがって、管状導電体と同じ理由によって、円形中実導電体よりも高周波電力供給時の電力損失を低減することができる。
(9)前記導電体が、銅、アルミニウム、ニッケル、銀、金および錫のうちの少なくとも一つを含有する金属材料からなる。
(10)前記導電体の一部または全体を収納するケースをさらに備える。
このようにすれば、高周波電力の供給時に導電体から高周波が外部に漏れることを防止できると共に、作業者が給電中の導電体に誤って接触する事故の発生を防止することができる。
(10)前記導電体の一部または全体を収納するケースをさらに備える。
このようにすれば、高周波電力の供給時に導電体から高周波が外部に漏れることを防止できると共に、作業者が給電中の導電体に誤って接触する事故の発生を防止することができる。
以下、図面を参照しながら本発明のプラズマ処理装置の実施形態を説明する。なお、本発明は図示した実施形態に限定されるものではない。
(実施形態1)
図1は本発明のプラズマ処理装置の実施形態1を示す概略構成図である。
実施形態1のプラズマ処理装置P1は、基板S1の表面に所望の膜を成膜する成膜用の縦型プラズマ処理装置であって、密封可能なチャンバー1と、チャンバー1に反応ガスを導入する図示しないガス導入部と、チャンバー1から反応ガスを排気する排気部15と、チャンバー1内に水平かつ対向状に配置されてプラズマ放電させるカソード電極11とアノード電極12の組からなる4組の放電部13と、各放電部13に電力を供給する電源部E1、E2と、各電源部E1、E2に電気的に接続されたマッチングボックスM1、M2と、各マッチングボックスM1、M2を支持する支持部A11、A12と、各マッチングボックスM1、M2と放電部13のカソード電極11とを電気的に接続する導電体C11、C12と、各導電体C11、C12の略全体を覆うケースK11、K12とを備える。
図1は本発明のプラズマ処理装置の実施形態1を示す概略構成図である。
実施形態1のプラズマ処理装置P1は、基板S1の表面に所望の膜を成膜する成膜用の縦型プラズマ処理装置であって、密封可能なチャンバー1と、チャンバー1に反応ガスを導入する図示しないガス導入部と、チャンバー1から反応ガスを排気する排気部15と、チャンバー1内に水平かつ対向状に配置されてプラズマ放電させるカソード電極11とアノード電極12の組からなる4組の放電部13と、各放電部13に電力を供給する電源部E1、E2と、各電源部E1、E2に電気的に接続されたマッチングボックスM1、M2と、各マッチングボックスM1、M2を支持する支持部A11、A12と、各マッチングボックスM1、M2と放電部13のカソード電極11とを電気的に接続する導電体C11、C12と、各導電体C11、C12の略全体を覆うケースK11、K12とを備える。
チャンバー1は、脚部を有し、かつ正面側に開閉扉(図示省略)を有する縦長箱型であり、その左右の内壁面には各カソード電極11と各アノード電極12を一定間隔をもって支持する支持片が設けられると共に、チャンバー1の底面に排気部15が接続されている。なお、一の放電部13のアノード電極12と隣接する他の放電部13のカソード電極11との間も一定間隔に設定されている。
チャンバー1の左右側壁外部には、導電体C11、C12を収納するように、アルミニウムや銅等の電気伝導体からなるケースK11、K12が配置されている。
ケースK11、K12は、高周波電力の供給時に導電体C11、C12から高周波が外部に漏れることを防止し、かつ作業者が通電中の導電体C11、C12に誤って接触する事故の発生を防止するものである。
ケースK11、K12は、高周波電力の供給時に導電体C11、C12から高周波が外部に漏れることを防止し、かつ作業者が通電中の導電体C11、C12に誤って接触する事故の発生を防止するものである。
図2は実施形態1のプラズマ処理装置の第1導電体および第1ケースを示す構成図である。
図1と図2に示すように、一方のケース(以下、「第1ケース」という)K11は、一方のマッチングボックス(以下、「第1マッチングボックス」という)M1上に設置された垂直方向に長い第1部分K11aと、第1部分K11aの上端のチャンバー1側に連結された第2部分K11bと、第2部分K11bとチャンバー1の側壁とを連結する第3部分K11cとからなり、それらの連結部分には導電体C11を挿通させる挿通孔が形成されている。
図1と図2に示すように、一方のケース(以下、「第1ケース」という)K11は、一方のマッチングボックス(以下、「第1マッチングボックス」という)M1上に設置された垂直方向に長い第1部分K11aと、第1部分K11aの上端のチャンバー1側に連結された第2部分K11bと、第2部分K11bとチャンバー1の側壁とを連結する第3部分K11cとからなり、それらの連結部分には導電体C11を挿通させる挿通孔が形成されている。
他方のケースK12(以下、「第2ケース」という)も、第1ケースK11と同様に、他方のマッチングボックス(以下、「第2マッチングボックス」という)M2上に設置された第1部分K12aと、第1部分K12aの上端のチャンバー1側に連結された第2部分K12bと、第2部分K12bとチャンバー1の側壁とを連結する第3部分K12cとからなり、それらの連結部分には導電体C12を挿通させる挿通孔が形成されている。
なお、第1および第2ケースK11、K12についてさらに詳しくは後述する。
なお、第1および第2ケースK11、K12についてさらに詳しくは後述する。
各カソード電極11はそれぞれ同じ構成を有し、各アノード電極12はそれぞれ同じ構成を有している。
カソード電極11は、ステンレス鋼やアルミニウム合金などから作製される。各カソード電極11の寸法は、成膜される基板S1の寸法に合わせて適当な値に設定され、アノード電極12と同じ寸法(平面サイズおよび厚み)で設計されることができる。
カソード電極11は、内部が空洞であると共に、対向するアノード電極12に面するプラズマ放電面には前記空洞部と導通した多数の貫通穴が穴開け加工により開けられている。この穴開け加工は、直径0.1mm〜2mmの円形穴を数mm〜数cmピッチで行うのが望ましい。
カソード電極11は、ステンレス鋼やアルミニウム合金などから作製される。各カソード電極11の寸法は、成膜される基板S1の寸法に合わせて適当な値に設定され、アノード電極12と同じ寸法(平面サイズおよび厚み)で設計されることができる。
カソード電極11は、内部が空洞であると共に、対向するアノード電極12に面するプラズマ放電面には前記空洞部と導通した多数の貫通穴が穴開け加工により開けられている。この穴開け加工は、直径0.1mm〜2mmの円形穴を数mm〜数cmピッチで行うのが望ましい。
また、カソード電極1の一端面には、図示しないガス導入部としてのガス導入管が接続されており、図示しないガス供給源とガス導入部とは接続パイプにて接続されており、反応ガスがガス供給源からカソード電極11の内部に形成された前記空洞に供給され、前記多数の貫通穴からアノード電極12上の基板S1の表面に向かって反応ガスが噴出するように構成されている。
なお、成膜用の反応ガス(原料ガス)は、成膜する膜の材質に応じたものを使用する。例えば、不純物をドーピングしたシリコン系半導体膜を成膜する場合は、H2で希釈したSiH4(モノシラン)ガスとともに、PH3(ホスフィン)ガス、B2H6(ジボラン)ガス、CO2ガスなどが使用される。
なお、成膜用の反応ガス(原料ガス)は、成膜する膜の材質に応じたものを使用する。例えば、不純物をドーピングしたシリコン系半導体膜を成膜する場合は、H2で希釈したSiH4(モノシラン)ガスとともに、PH3(ホスフィン)ガス、B2H6(ジボラン)ガス、CO2ガスなどが使用される。
アノード電極12は、内部にヒータ14を有すると共に、上面に基板S1が設置され、プラズマ放電下の成膜時に基板S1を加熱する。なお、基板S1は、半導体基板(例えば、シリコン基板)やガラス基板などが一般的であるが、特にこれらに限定されるものではない。
また、アノード電極12は、ステンレス鋼、アルミニウム合金、カーボンなどの、導電性および耐熱性を備えた材料で製作されている。
また、アノード電極12は、ステンレス鋼、アルミニウム合金、カーボンなどの、導電性および耐熱性を備えた材料で製作されている。
アノード電極12の寸法は、薄膜を形成するための基板S1の寸法に合わせて適当な値に決定されている。例えば、基板S1の寸法900〜1200mm×400〜900mmに対して、アノード電極12の寸法を1000〜1500mm×600〜1000mmにして設計される。
または、一つのアノード電極12上に複数の基板S1を並べて設置してもよい。例えば、アノード電極12の寸法が1500mm×1000mmの場合、寸法が700mm×1000mmの基板S1を2枚並べて設置してもよいし、あるいは、寸法が700mm×400mmの基板S1を4枚を縦横2列に並べて設置してもよい。
または、一つのアノード電極12上に複数の基板S1を並べて設置してもよい。例えば、アノード電極12の寸法が1500mm×1000mmの場合、寸法が700mm×1000mmの基板S1を2枚並べて設置してもよいし、あるいは、寸法が700mm×400mmの基板S1を4枚を縦横2列に並べて設置してもよい。
アノード電極12に内蔵されたヒータ14は、アノード電極12を室温〜300℃に加熱制御するものであり、例えば、アルミニウム合金中にシースヒータなどの密閉型加熱装置と熱電対などの密閉型温度センサとを内蔵したものを用いることができる。
また、本発明の実施形態ではヒータ14はアノード電極12に内蔵されているが、ヒータ14とアノード電極12が分離されて設置されている構成でもよい。その場合、ヒータ14は基板S1を面内均一に加熱できるように構成されていることが好ましい。例えば、アノード電極12の基板S1を設置した面の裏面側に、プレート状のヒータを設置して用いることができる。
また、本発明の実施形態ではヒータ14はアノード電極12に内蔵されているが、ヒータ14とアノード電極12が分離されて設置されている構成でもよい。その場合、ヒータ14は基板S1を面内均一に加熱できるように構成されていることが好ましい。例えば、アノード電極12の基板S1を設置した面の裏面側に、プレート状のヒータを設置して用いることができる。
第1ケースK11内に収容された一方の導電体(以下、「第1導電体」という)C11は、第1マッチングボックスM1と電気的に接続された下端を有し垂直方向に配置された伝送配線C11aと、伝送配線C11aの上端と締結部品aを介して電気的に接続された一端を有し水平方向に配置された接続配線C11bと、接続配線C11bの他端と締結部品bを介して電気的に接続された2本の分岐配線C11cとを備える。
伝送配線C11aは、金属製の管状導電体からなり、第1部分K11a内に収容されている。
接続配線C11bは、金属製の板状導電体からなり、第1部分K11aから第3部分K11cに亘って収容されている。
伝送配線C11aは、金属製の管状導電体からなり、第1部分K11a内に収容されている。
接続配線C11bは、金属製の板状導電体からなり、第1部分K11aから第3部分K11cに亘って収容されている。
分岐配線C11cは、通常の導線(例えば銅線)からなる第1線C11c1と、第1線C11c1の両端に締結部材cを介して電気的に接続された金属製の棒状導電体からなる第2線C11c2とから構成されている。
第1線C11c1は第3部分K11c内に収容され、第2線C11c2は第3部分K11cからチャンバー1の側壁を貫通して反応室内のカソード電極11と電気的に接続されている。
また、分岐配線C11cの両端から等距離の点(第1線C11c1の両端から等距離の中点)は、接続配線C11bと電気的に接続されている。
さらに、分岐配線C11cは、接続配線C11bとの接続部から等距離の箇所で線対称的に屈曲して上から1番目と3番目のカソード電極11の一端面(右端面)の同じ位置に電気的に接続されている。
なお、全てのアノード電極12は接地されている。
第1線C11c1は第3部分K11c内に収容され、第2線C11c2は第3部分K11cからチャンバー1の側壁を貫通して反応室内のカソード電極11と電気的に接続されている。
また、分岐配線C11cの両端から等距離の点(第1線C11c1の両端から等距離の中点)は、接続配線C11bと電気的に接続されている。
さらに、分岐配線C11cは、接続配線C11bとの接続部から等距離の箇所で線対称的に屈曲して上から1番目と3番目のカソード電極11の一端面(右端面)の同じ位置に電気的に接続されている。
なお、全てのアノード電極12は接地されている。
他方の導電体(以下、「第2導電体」という)C12は、第1導電体C11と同一であり、第2マッチングボックスM2と電気的に接続された伝送配線C12aと、伝送配線C12aと締結部品を介して電気的に接続された接続配線C12bと、接続配線C11bと締結部品を介して電気的に接続された2本の分岐配線C11cとを備え、第2ケースK12内に収容されている。
すなわち、第1導電体C11の伝送配線C11aの下端(第1マッチングボックスM1との接続部)から分岐配線C11cの先端(カソード電極11との接続部)までの長さと、第2導電体C12の伝送配線C12aの下端(第2マッチングボックスM2との接続部)から分岐配線C12cの先端(カソード電極11との接続部)までの長さとは等しく、かつ、第1導電体C11における屈曲部の位置および数と、第2導電体C12における屈曲部の位置および数とは等しい。
但し、第2導電体C12の2本の分岐配線C12cは、上から2番目と4番目のカソード電極11の他端面(左端面)の長手方向中間位置に電気的に接続されている。
これにより、第1導電体C11cと干渉することなく、かつ第1導電体C11cと同様の位置で各カソード電極11に第2導電体C12を接続することができる。
なお、実施形態1およびこれ以降の実施形態において、伝送配線および分岐配線は、板状導電体または角棒状導電体であってもよい。
すなわち、第1導電体C11の伝送配線C11aの下端(第1マッチングボックスM1との接続部)から分岐配線C11cの先端(カソード電極11との接続部)までの長さと、第2導電体C12の伝送配線C12aの下端(第2マッチングボックスM2との接続部)から分岐配線C12cの先端(カソード電極11との接続部)までの長さとは等しく、かつ、第1導電体C11における屈曲部の位置および数と、第2導電体C12における屈曲部の位置および数とは等しい。
但し、第2導電体C12の2本の分岐配線C12cは、上から2番目と4番目のカソード電極11の他端面(左端面)の長手方向中間位置に電気的に接続されている。
これにより、第1導電体C11cと干渉することなく、かつ第1導電体C11cと同様の位置で各カソード電極11に第2導電体C12を接続することができる。
なお、実施形態1およびこれ以降の実施形態において、伝送配線および分岐配線は、板状導電体または角棒状導電体であってもよい。
排気部15は、真空ポンプ15a、真空ポンプ15aとチャンバー1の内部(反応室)とを接続する排気管15bおよび排気管15bにおけるチャンバー1と真空ポンプ15aとの間に配置された圧力制御器15cとを備えてなる。
本実施形態では、排気部15はチャンバー1の底面に1箇所接続された構成であるが、排気部15の接続面は底面に限られず、また、複数の排気部15を備えていてもよい。例えば、チャンバー1の天井面と底面の上下2箇所に排気部15を設けることができる。上下2箇所に排気部15を設けることで、チャンバー1内部の上部および下部の雰囲気をそれぞれ効率よく排気することが可能となる。
第1マッチングボックスM1は電源部E1と1番目および3番目のカソード電極11との間のインピーダンスを整合するためのものであり、第2マッチングボックスM2は電源部E2と2番目および4番目のカソード電極11との間のインピーダンスを整合するためのものである。
本実施形態では、排気部15はチャンバー1の底面に1箇所接続された構成であるが、排気部15の接続面は底面に限られず、また、複数の排気部15を備えていてもよい。例えば、チャンバー1の天井面と底面の上下2箇所に排気部15を設けることができる。上下2箇所に排気部15を設けることで、チャンバー1内部の上部および下部の雰囲気をそれぞれ効率よく排気することが可能となる。
第1マッチングボックスM1は電源部E1と1番目および3番目のカソード電極11との間のインピーダンスを整合するためのものであり、第2マッチングボックスM2は電源部E2と2番目および4番目のカソード電極11との間のインピーダンスを整合するためのものである。
電源部E1、E2は、高周波発生器と、高周波発生器からの高周波電力を増幅してカソード電極11に供給する増幅器とを備えてなるプラズマ励起電源であり、例えば、AC1.00MHz〜60MHzの周波数で10W〜100kWの電力、具体的には、13.56MHz〜60MHzで10W〜10kWの電力を各カソード電極11に供給する。
実施形態1では、互いに同期した個別の電源部E1、E2を用いた場合を例示しているが、一つの電源部から電力供給経路を分岐して第1および第2マッチングボックスM1、M2にそれぞれ接続してもよい。
実施形態1では、互いに同期した個別の電源部E1、E2を用いた場合を例示しているが、一つの電源部から電力供給経路を分岐して第1および第2マッチングボックスM1、M2にそれぞれ接続してもよい。
第1マッチングボックスM1を支持する支持部(以下、「第1支持部」という)A11は、プラズマ処理装置P1が設置される床面上に固定された固定台であり、高さH11を有している。
第2マッチングボックスM2を支持する支持部(以下、「第2支持部」という)A12は、前記床面上に固定された固定台であり、高さH12を有している。
前記のように第1導電体C11と第2導電体C12は同一であるが、第1導電体C11の分岐配線C11cと接続配線C11bとの接続部分の高さと、第2導電体C12の分岐配線C12cと接続配線C12bとの接続部分の高さは、隣接する2つのカソード電極11の間隔D分ずれている。
よって、第1支持部A11の高さH11は、第2支持部A12の高さH12よりも前記間隔D分高く設定されている。つまり、H11−H12=Dである。
なお、第1および第2支持部A11、A12として、固定台の替わりに昇降台を用いてもよい。
第2マッチングボックスM2を支持する支持部(以下、「第2支持部」という)A12は、前記床面上に固定された固定台であり、高さH12を有している。
前記のように第1導電体C11と第2導電体C12は同一であるが、第1導電体C11の分岐配線C11cと接続配線C11bとの接続部分の高さと、第2導電体C12の分岐配線C12cと接続配線C12bとの接続部分の高さは、隣接する2つのカソード電極11の間隔D分ずれている。
よって、第1支持部A11の高さH11は、第2支持部A12の高さH12よりも前記間隔D分高く設定されている。つまり、H11−H12=Dである。
なお、第1および第2支持部A11、A12として、固定台の替わりに昇降台を用いてもよい。
このように構成されたプラズマ処理装置P1によれば、第1マッチングボックスM1から1番目と3番目のカソード電極11までの電力供給経路と、第2マッチングボックスM2から2番目と4番目のカソード電極11までの電力供給経路とが等しいため、電源E1から1番目と3番目のカソード電極11に供給する高周波電力と、電源E2から2番目と4番目のカソード電極11に供給する高周波電力とのばらつきを低減することができる。
この結果、反応ガス雰囲気下での各放電部13のプラズマ放電のばらつきを低減させることができるため、各アノード電極12上に設置した各成膜用基板(例えば、半導体基板)上に形成される膜(例えば半導体膜)の品質の均一性を向上させることができる。
なお、実施形態1およびこれ以降の実施形態において、隣接する放電部のカソード電極同士を同じ導電体にて接続してもよい。
この結果、反応ガス雰囲気下での各放電部13のプラズマ放電のばらつきを低減させることができるため、各アノード電極12上に設置した各成膜用基板(例えば、半導体基板)上に形成される膜(例えば半導体膜)の品質の均一性を向上させることができる。
なお、実施形態1およびこれ以降の実施形態において、隣接する放電部のカソード電極同士を同じ導電体にて接続してもよい。
(実施形態2)
図3は本発明のプラズマ処理装置の実施形態2を示す概略構成図である。なお、図3において、図1中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態2のプラズマ処理装置P2は、エッチング用プラズマ処理装置であって、上にアノード電極22を配置し、かつ下にカソード電極21を配置して放電部23が構成されており、各放電部23のカソード電極21は第1・第2導電体C21、C22と接続され、各放電部23のアノード電極22は接地されている。
図3は本発明のプラズマ処理装置の実施形態2を示す概略構成図である。なお、図3において、図1中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態2のプラズマ処理装置P2は、エッチング用プラズマ処理装置であって、上にアノード電極22を配置し、かつ下にカソード電極21を配置して放電部23が構成されており、各放電部23のカソード電極21は第1・第2導電体C21、C22と接続され、各放電部23のアノード電極22は接地されている。
この場合、カソード電極21は図1で説明したアノード電極12と実質的に同一であり、アノード電極22は図1で説明したカソード電極11と実質的に同一であり、反応ガスが、アノード電極22より供給される。
この場合のエッチング用の反応ガスとして、エッチングする対象となる膜の材質に応じた反応ガスが用いられる。例えば、シリコン系半導体膜をエッチングする場合は、Arなどの不活性ガスで希釈されたCF4、C4F8などのフッ素系ガスが主に用いられる。
この場合のエッチング用の反応ガスとして、エッチングする対象となる膜の材質に応じた反応ガスが用いられる。例えば、シリコン系半導体膜をエッチングする場合は、Arなどの不活性ガスで希釈されたCF4、C4F8などのフッ素系ガスが主に用いられる。
このプラズマ処理装置P2において、第1・第2導電体C21、C22の構成、第1・第2ケースK21、K22の構成は実施形態1と基本的に同じであり、その他の構成も実施形態1と同じである。
すなわち、第1・第2マッチングボックスM1、M2から各カソード電極21までの距離および屈曲部の位置などが等しくなるように、第1・第2導電体C21、C22が構成されると共に第1・第2マッチングボックスM1、M2の高さが第1・第2支持部A21、A22によって調整される(H21−H22=D)。
なお、第1支持部A21の高さH21が、カソード電極間隔Dと等しければ、第2支持部A22を省略して第2マッチングボックスM2を床面に直接設置することができる。
このプラズマ処理装置によれば、反応ガス雰囲気下の各放電部のプラズマ放電のばらつきを低減させることができ、各カソード電極上に設置した各エッチング用基板(例えば、半導体基板)S2のエッチングの均一性を向上させることができる。
なお、以降の実施形態においても、実施形態2と同様に、基板設置側をカソード電極としてもよい。
すなわち、第1・第2マッチングボックスM1、M2から各カソード電極21までの距離および屈曲部の位置などが等しくなるように、第1・第2導電体C21、C22が構成されると共に第1・第2マッチングボックスM1、M2の高さが第1・第2支持部A21、A22によって調整される(H21−H22=D)。
なお、第1支持部A21の高さH21が、カソード電極間隔Dと等しければ、第2支持部A22を省略して第2マッチングボックスM2を床面に直接設置することができる。
このプラズマ処理装置によれば、反応ガス雰囲気下の各放電部のプラズマ放電のばらつきを低減させることができ、各カソード電極上に設置した各エッチング用基板(例えば、半導体基板)S2のエッチングの均一性を向上させることができる。
なお、以降の実施形態においても、実施形態2と同様に、基板設置側をカソード電極としてもよい。
(実施形態3)
図4は本発明のプラズマ処理装置の実施形態3を示す概略構成図である。なお、図4において、図1中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態3のプラズマ処理装置P3が実施形態1と異なる点は、主として、第1・第2導電体C31、C32から伝送配線が省略され、分岐配線C31c、C32cと接続された接続配線C31b、C32bが直接第1・第2マッチングボックスM1、M2と接続されたこと、および第1・第2ケースK31、K32の構成である。
実施形態3におけるその他の構成は、概ね実施形態1と同様である。
図4は本発明のプラズマ処理装置の実施形態3を示す概略構成図である。なお、図4において、図1中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態3のプラズマ処理装置P3が実施形態1と異なる点は、主として、第1・第2導電体C31、C32から伝送配線が省略され、分岐配線C31c、C32cと接続された接続配線C31b、C32bが直接第1・第2マッチングボックスM1、M2と接続されたこと、および第1・第2ケースK31、K32の構成である。
実施形態3におけるその他の構成は、概ね実施形態1と同様である。
この場合、第1ケースK31は、図1で示した第1・第2部分K11a、K11bに相当する部分が省略され第3部分K11cに相当する部分のみから構成され、これと同様に、第2ケースK32も第3部分K12cに相当する部分のみから構成されている。
第1マッチングボックスM1は接続配線C31bと直接されるために第1支持部A31によって高さH31の上方位置に支持され、第2マッチングボックスM2は接続配線C32bと直接されるために第2支持部A32によって高さH32の上方位置に支持されている。
第1マッチングボックスM1は接続配線C31bと直接されるために第1支持部A31によって高さH31の上方位置に支持され、第2マッチングボックスM2は接続配線C32bと直接されるために第2支持部A32によって高さH32の上方位置に支持されている。
本実施形態において、第1・第2マッチングボックスM1、M2から各カソード電極11までの距離および屈曲部の位置などが等しくなるように、第1・第2導電体C31、C32が構成されると共に第1・第2マッチングボックスM1、M2の高さが第1・第2支持部A31、A32によって調整される(H31−H32=D)。
このプラズマ処理装置によれば、第1・第2マッチングボックスM1、M2から各カソード電極11までの電力供給経路を短くすることができるため、電力供給経路の配線抵抗に起因する電力消費を低減できると共に、異なる配線同士の接続箇所の数を低減することができるため、接触抵抗に起因する電力消費を低減できる。
また、第1・第2ケースK31、K32を簡素化できる利点もある。
このプラズマ処理装置によれば、第1・第2マッチングボックスM1、M2から各カソード電極11までの電力供給経路を短くすることができるため、電力供給経路の配線抵抗に起因する電力消費を低減できると共に、異なる配線同士の接続箇所の数を低減することができるため、接触抵抗に起因する電力消費を低減できる。
また、第1・第2ケースK31、K32を簡素化できる利点もある。
(実施形態4)
図5は本発明のプラズマ処理装置の実施形態4を示す概略構成図である。なお、図5において、図1中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
以下、実施形態4における実施形態1とは異なる点を主に説明する。
実施形態4のプラズマ処理装置P4は、脚部を有し、かつ正面側に開閉扉を有する横型チャンバー10内に、4組の放電部13のカソード電極11およびアノード電極12が垂直方向に配置された成膜用の横型プラズマ処理装置であり、各カソード電極11および各アノード電極12は、チャンバー10の内壁に設けられた図示しない支持部材によって支持されている。
なお、各放電部13のカソード電極11とアノード電極12との間隔および隣接する2組の放電部13の間隔は実施形態1と同様に構成されている。
図5は本発明のプラズマ処理装置の実施形態4を示す概略構成図である。なお、図5において、図1中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
以下、実施形態4における実施形態1とは異なる点を主に説明する。
実施形態4のプラズマ処理装置P4は、脚部を有し、かつ正面側に開閉扉を有する横型チャンバー10内に、4組の放電部13のカソード電極11およびアノード電極12が垂直方向に配置された成膜用の横型プラズマ処理装置であり、各カソード電極11および各アノード電極12は、チャンバー10の内壁に設けられた図示しない支持部材によって支持されている。
なお、各放電部13のカソード電極11とアノード電極12との間隔および隣接する2組の放電部13の間隔は実施形態1と同様に構成されている。
このプラズマ処理装置P4の場合、第1導電体C41の2つの分岐配線C41cは左から1番目と3番目のカソード電極11の上端に接続され、かつ第2導電体C42の2つの分岐配線C42cは2番目と4番目のカソード電極11の下端に接続される。
そのため、第1導電体C41において、接続配線C41bは垂直方向に配置され、伝送配線C41aは水平方向に配置され、伝送配線C41aに第1マッチングボックスM1が接続され、第1マッチングボックスM1は支持部A41にて支持されている。
第2導電体C42において、接続配線C42bおよび伝送配線C42aも第1導電体C41と同様であり、伝送配線C42aに第2マッチングボックスM2が接続され、第2マッチングボックスM2は床面上に設置されている。
そのため、第1導電体C41において、接続配線C41bは垂直方向に配置され、伝送配線C41aは水平方向に配置され、伝送配線C41aに第1マッチングボックスM1が接続され、第1マッチングボックスM1は支持部A41にて支持されている。
第2導電体C42において、接続配線C42bおよび伝送配線C42aも第1導電体C41と同様であり、伝送配線C42aに第2マッチングボックスM2が接続され、第2マッチングボックスM2は床面上に設置されている。
また、第1・第2導電体C41、C42は、実施形態1と同様の構成の第1・第2ケースK41、K42内に収納されている。
実施形態4の場合も、第1マッチングボックスM1から各カソード電極11までの距離および屈曲部の位置等と、第2マッチングボックスM2から各カソード電極11までの距離および屈曲部の位置等が等しくなるように構成されている。
なお、第1ケースK41はチャンバー10の上壁に載置されているが、第1ケースK41は第1マッチングボックスM1のような重量物ではないためチャンバー10に大きな負荷をかけることはない。
実施形態4の場合も、第1マッチングボックスM1から各カソード電極11までの距離および屈曲部の位置等と、第2マッチングボックスM2から各カソード電極11までの距離および屈曲部の位置等が等しくなるように構成されている。
なお、第1ケースK41はチャンバー10の上壁に載置されているが、第1ケースK41は第1マッチングボックスM1のような重量物ではないためチャンバー10に大きな負荷をかけることはない。
(実施形態5)
図6は実施形態5のプラズマ処理装置の第1導電体および第1ケースを示す構成図である。なお、図6において、図1中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態5のプラズマ処理装置P5が実施形態1と異なる点は、放電部の数、第1導電体C51の分岐配線C51cの分岐数および図示しない第2導電体の分岐配線の分岐数がそれぞれ2倍に増加した点であり、実施形態5におけるその他の構成は実施形態1と同様である。
以下、実施形態5について実施形態1とは異なる点を主に説明する。
図6は実施形態5のプラズマ処理装置の第1導電体および第1ケースを示す構成図である。なお、図6において、図1中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態5のプラズマ処理装置P5が実施形態1と異なる点は、放電部の数、第1導電体C51の分岐配線C51cの分岐数および図示しない第2導電体の分岐配線の分岐数がそれぞれ2倍に増加した点であり、実施形態5におけるその他の構成は実施形態1と同様である。
以下、実施形態5について実施形態1とは異なる点を主に説明する。
このプラズマ処理装置P5は、カソード電極11は鉛直方向に8段で配置されている(アノード電極は図示省略)。
第1導電体C51は、伝送配線C21aと、接続配線C21bと、3本の分岐線C51c1、C51c2、C51c2からなる分岐配線C51cとを備える。
分岐配線C51cは、接続配線C21b側に1段目の1本の分岐線C51c1が配置され、カソード電極11側に2段目の2本の分岐線C51c2、C51c2が配置されている。
なお、2段目の各分岐線C51c2は、両端部と中間部とが異なるまたは同じ部材からなり、それらが締結部品dにて電気的に接続されて構成されている。
第1導電体C51は、伝送配線C21aと、接続配線C21bと、3本の分岐線C51c1、C51c2、C51c2からなる分岐配線C51cとを備える。
分岐配線C51cは、接続配線C21b側に1段目の1本の分岐線C51c1が配置され、カソード電極11側に2段目の2本の分岐線C51c2、C51c2が配置されている。
なお、2段目の各分岐線C51c2は、両端部と中間部とが異なるまたは同じ部材からなり、それらが締結部品dにて電気的に接続されて構成されている。
2段目の各分岐線C51c2の両端はそれぞれ異なるカソード電極11と電気的に接続され、2段目の各分岐線C51c2の両端から等距離の点は締結部品cを介して1段目の前記分岐線C51c1の両端と電気的に接続され、1段目の前記分岐線C51c1の両端から等距離の点は締結部品bを介して接続配線C21bと電気的に接続されている。
第1導電体C51の2段目の各分岐線C51c2の両端は、上から1、3、5、7番目のカソード電極11の一端面(右端面)の長手方向中間位置に電気的に接続されている。
第1導電体C51の2段目の各分岐線C51c2の両端は、上から1、3、5、7番目のカソード電極11の一端面(右端面)の長手方向中間位置に電気的に接続されている。
第1ケースK51は、伝送配線C11aを収納する第1部分K51aと、接続配線C11bを収納する第2部分K51bと、1段目の前記分岐線C51c1を収納する第3部分K51cと、2段目の各分岐線C51c2を収納する第4部分K51dとからなる。
図示しない第2導電体は第1導電体C51と同一である。但し、第2導電体の2段目の各分岐線の両端は、上から2、4、6、8番目のカソード電極11の他端面(左端面)の長手方向中間位置に電気的に接続されている。
図示しない第2ケースは第1ケースK51と同一である。
実施形態5の場合も、図示しない第1・第2マッチングボックスから各カソード電極までの距離および屈曲部の位置などが等しくなるように、第1・第2導電体が構成されると共に第1・第2マッチングボックスの高さが図示しない第1・第2支持部によって調整される。
図示しない第2導電体は第1導電体C51と同一である。但し、第2導電体の2段目の各分岐線の両端は、上から2、4、6、8番目のカソード電極11の他端面(左端面)の長手方向中間位置に電気的に接続されている。
図示しない第2ケースは第1ケースK51と同一である。
実施形態5の場合も、図示しない第1・第2マッチングボックスから各カソード電極までの距離および屈曲部の位置などが等しくなるように、第1・第2導電体が構成されると共に第1・第2マッチングボックスの高さが図示しない第1・第2支持部によって調整される。
実施形態5において、カソード電極は8段構成であるが、3段目以降の分岐線を追加することでカソード電極数をさらに増やすことが可能である。
つまり、本発明のプラズマ処理装置は、n個(nは2以上の自然数)のマッチングボックスを有すると共に、チャンバー内にn×2m個(mは自然数)のカソード電極を有し、n個のマッチングボックスのそれぞれが導電体を介して2m個のカソード電極と接続されるように構成することができる。
実施形態5の場合、マッチングボックスの数は2個であるためn=2であり、カソード電極の数は8個であるためm=2である。
また、前記実施形態1〜4の場合、マッチングボックスの数は2個であるためn=2であり、カソード電極の数は4個であるためm=1である。
本発明はこれら以外にも、例えば、マッチングボックスの数が2個のとき、カソード電極の数を16個、32個等のn×2m個にすることが可能である。
つまり、本発明のプラズマ処理装置は、n個(nは2以上の自然数)のマッチングボックスを有すると共に、チャンバー内にn×2m個(mは自然数)のカソード電極を有し、n個のマッチングボックスのそれぞれが導電体を介して2m個のカソード電極と接続されるように構成することができる。
実施形態5の場合、マッチングボックスの数は2個であるためn=2であり、カソード電極の数は8個であるためm=2である。
また、前記実施形態1〜4の場合、マッチングボックスの数は2個であるためn=2であり、カソード電極の数は4個であるためm=1である。
本発明はこれら以外にも、例えば、マッチングボックスの数が2個のとき、カソード電極の数を16個、32個等のn×2m個にすることが可能である。
(実施形態6)
図7は本発明のプラズマ処理装置の実施形態6を示す概略構成図である。なお、図6において、図1中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態6のプラズマ処理装置P6は、実施形態1と同様に、上下4段のカソード電極31を備えた成膜用の縦型プラズマ処理装置であるが、カソード電極31とアノード電極32の構成およびアノード電極32の数が実施形態1とは異なり、その他の構成は概ね実施形態1と同様である。
以下、実施形態6における実施形態1とは異なる点を主に説明する。
図7は本発明のプラズマ処理装置の実施形態6を示す概略構成図である。なお、図6において、図1中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態6のプラズマ処理装置P6は、実施形態1と同様に、上下4段のカソード電極31を備えた成膜用の縦型プラズマ処理装置であるが、カソード電極31とアノード電極32の構成およびアノード電極32の数が実施形態1とは異なり、その他の構成は概ね実施形態1と同様である。
以下、実施形態6における実施形態1とは異なる点を主に説明する。
実施形態6において、カソード電極31は、上下両面に多数の貫通穴が形成されており、上下両面から反応性ガスをチャンバー1内に噴出するよう構成されている。
また、アノード電極32は、片面または上下両面で基板S1を支持できるように構成されている。アノード電極32の下面には、基板S1の非処理面をアノード電極32の下面と密着させた状態で基板S1の外周を支持できる、例えば、倒立L字形の支持片が設けられている。
さらに、実施形態6の場合、最上段のカソード電極31の上方にもアノード電極32が配置されている。
また、アノード電極32は、片面または上下両面で基板S1を支持できるように構成されている。アノード電極32の下面には、基板S1の非処理面をアノード電極32の下面と密着させた状態で基板S1の外周を支持できる、例えば、倒立L字形の支持片が設けられている。
さらに、実施形態6の場合、最上段のカソード電極31の上方にもアノード電極32が配置されている。
このように構成された実施形態6のプラズマ処理装置P6では、全てのカソード電極31がアノード電極32で挟まれた構造であり、全てのカソード電極31とアノード電極32の間でプラズマ放電が発生する。なお、図7において、符号33は放電部を示している。
したがって、成膜処理の際は、最上段のアノード電極32の下面、最下段のアノード電極32の上面、およびその他のアノード電極32の上下両面に基板S1を設置し、各カソード電極32の上下両面から各基板S1に向けて(矢印で示すように)反応性ガスを噴出し、各カソード・アノード電極31、32間でプラズマを発生させる。
実施形態6も、実施形態1と同様に、電源E1、E2から各カソード電極31に供給する高周波電力のばらつきを低減することができる。
さらに、実施形態6によれば、一度のプラズマ処理でより多くの基板S1を処理することができ、処理効率が向上する。
したがって、成膜処理の際は、最上段のアノード電極32の下面、最下段のアノード電極32の上面、およびその他のアノード電極32の上下両面に基板S1を設置し、各カソード電極32の上下両面から各基板S1に向けて(矢印で示すように)反応性ガスを噴出し、各カソード・アノード電極31、32間でプラズマを発生させる。
実施形態6も、実施形態1と同様に、電源E1、E2から各カソード電極31に供給する高周波電力のばらつきを低減することができる。
さらに、実施形態6によれば、一度のプラズマ処理でより多くの基板S1を処理することができ、処理効率が向上する。
(実施形態7)
図8は本発明のプラズマ処理装置の実施形態7を示す概略構成図である。なお、図7において、図1および図7中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態7のプラズマ処理装置P7は、前記実施形態6のプラズマ処理装置P6(図7参照)に類似しているが、異なる点は、隣接する上下のカソード電極31間に2つのアノード電極42を配置し、カソード電極31間の上のアノード電極42にはその上面に基板S1を設置し、カソード電極31間の下のアノード電極42にはその下面に基板S1を設置する点である。
実施形態7において、その他の構成は概ね実施形態1および6と同様である。
以下、実施形態7における実施形態1および6とは異なる点を主に説明する。
図8は本発明のプラズマ処理装置の実施形態7を示す概略構成図である。なお、図7において、図1および図7中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態7のプラズマ処理装置P7は、前記実施形態6のプラズマ処理装置P6(図7参照)に類似しているが、異なる点は、隣接する上下のカソード電極31間に2つのアノード電極42を配置し、カソード電極31間の上のアノード電極42にはその上面に基板S1を設置し、カソード電極31間の下のアノード電極42にはその下面に基板S1を設置する点である。
実施形態7において、その他の構成は概ね実施形態1および6と同様である。
以下、実施形態7における実施形態1および6とは異なる点を主に説明する。
実施形態7の場合、カソード電極31間の下のアノード電極42の下面には、実施形態6と同様に、基板S1の非処理面をアノード電極42の下面と密着させた状態で基板S1の外周を支持できる倒立L字形の支持片が設けられている。
また、実施形態7の場合、前記のように第1導電体C11と第2導電体C12は同一であるが、第1導電体C11の分岐配線C11cと接続配線C11bとの接続部分の高さと、第2導電体C12の分岐配線C12cと接続配線C12bとの接続部分の高さは、隣接する2つのカソード電極31の間隔D1分ずれている。
よって、第1支持部A71の高さH21は、第2支持部A72の高さH12よりも前記間隔D1分高く設定されている。つまり、H21−H22=D1である。
また、実施形態7の場合、前記のように第1導電体C11と第2導電体C12は同一であるが、第1導電体C11の分岐配線C11cと接続配線C11bとの接続部分の高さと、第2導電体C12の分岐配線C12cと接続配線C12bとの接続部分の高さは、隣接する2つのカソード電極31の間隔D1分ずれている。
よって、第1支持部A71の高さH21は、第2支持部A72の高さH12よりも前記間隔D1分高く設定されている。つまり、H21−H22=D1である。
このように構成された実施形態7のプラズマ処理装置P7も、全てのカソード電極31がアノード電極42で挟まれた構造であり、各カソード電極31の両面から反応ガスが噴出し、かつ全てのカソード電極31とアノード電極42の間でプラズマ放電が発生する。なお、図8において、符号43は放電部を示している。
実施形態7も、電源E1、E2から各カソード電極31に供給する高周波電力のばらつきを低減することができ、かつ一度のプラズマ処理でより多くの基板S1を効率よく処理することができる。
実施形態7も、電源E1、E2から各カソード電極31に供給する高周波電力のばらつきを低減することができ、かつ一度のプラズマ処理でより多くの基板S1を効率よく処理することができる。
(実施形態8)
図9は本発明のプラズマ処理装置の実施形態8を示す概略構成図である。なお、図9において、図1および図7中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態8のプラズマ処理装置P8は、実施形態4のプラズマ処理装置P4と同様に、鉛直方向にカソード電極31を4段で配置した成膜用の横型プラズマ処理装置であるが、カソード電極31とアノード電極32の構成、アノード電極32の数、分岐配線が接続されるカソード電極が実施形態4とは異なり、その他の構成は概ね実施形態4と同様である。
以下、実施形態8における実施形態4とは異なる点を主に説明する。
図9は本発明のプラズマ処理装置の実施形態8を示す概略構成図である。なお、図9において、図1および図7中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態8のプラズマ処理装置P8は、実施形態4のプラズマ処理装置P4と同様に、鉛直方向にカソード電極31を4段で配置した成膜用の横型プラズマ処理装置であるが、カソード電極31とアノード電極32の構成、アノード電極32の数、分岐配線が接続されるカソード電極が実施形態4とは異なり、その他の構成は概ね実施形態4と同様である。
以下、実施形態8における実施形態4とは異なる点を主に説明する。
実施形態8において、カソード電極51は、左右両面に多数の貫通穴が形成されており、左右両面から反応性ガスをチャンバー10内に噴出するよう構成されている。
また、アノード電極52は、片面または左右両面で基板S1を支持できるように構成されている。
アノード電極52の片面または左右両面には、基板S1の非処理面をアノード電極52の左右両面と密着させた状態で基板S1の外周を支持できる、例えば、倒立L字形の支持片が設けられている。
また、実施形態8の場合、全てのカソード電極51がアノード電極52で挟まれた構造であり、各カソード電極51の左右両面から反応ガスが噴出し、全てのカソード電極51とアノード電極52の間でプラズマ放電が発生する。なお、図9において、符号53は放電部を示している。
また、アノード電極52は、片面または左右両面で基板S1を支持できるように構成されている。
アノード電極52の片面または左右両面には、基板S1の非処理面をアノード電極52の左右両面と密着させた状態で基板S1の外周を支持できる、例えば、倒立L字形の支持片が設けられている。
また、実施形態8の場合、全てのカソード電極51がアノード電極52で挟まれた構造であり、各カソード電極51の左右両面から反応ガスが噴出し、全てのカソード電極51とアノード電極52の間でプラズマ放電が発生する。なお、図9において、符号53は放電部を示している。
また、実施形態8の場合、第1・第2導電体C51、C52およびこれらを収納する第1・第2ケースK51、K52はチャンバー10の上方に配置され、第1・第2マッチングボックスM1、M2およびこれらを支持する第1・第2支持部A51、A52がチャンバー10の両側に配置され、第1導電体C51の分岐配線C51cの両端は左側の隣接する2つのカソード電極51の上端と電気的に接続し、第2導電体C52の分岐配線C52cの両端は右側の隣接する2つのカソード電極51の上端と電気的に接続している。
実施形態8も、電源E1、E2から各カソード電極51に供給する高周波電力のばらつきを低減することができ、かつ一度のプラズマ処理でより多くの基板S1を効率よく処理することができる。
なお、図9で示した実施形態8は、支持部A51、A52をチャンバー10の左右両側に配置したプラズマ処理装置を例示したが、支持部A51、A52をチャンバー10の後方に並べて配置してもよい。このようにすれば、n個(nは3以上の自然数)のマッチングボックスを有すると共に、チャンバー内にn×2m個(mは自然数)のカソード電極を有するプラズマ処理装置を作製することができる。この点は、次の実施形態9も同様である。
なお、図9で示した実施形態8は、支持部A51、A52をチャンバー10の左右両側に配置したプラズマ処理装置を例示したが、支持部A51、A52をチャンバー10の後方に並べて配置してもよい。このようにすれば、n個(nは3以上の自然数)のマッチングボックスを有すると共に、チャンバー内にn×2m個(mは自然数)のカソード電極を有するプラズマ処理装置を作製することができる。この点は、次の実施形態9も同様である。
(実施形態9)
図10は本発明のプラズマ処理装置の実施形態9を示す概略構成図である。なお、図10において、図1および図9中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態9のプラズマ処理装置P9は、前記実施形態8のプラズマ処理装置P8(図9参照)に類似しているが、異なる点は、隣接する左右のカソード電極51間に2つのアノード電極62を配置し、各アノード電極62のカソード電極51との対向面に基板S1を設置する点である。
実施形態9において、その他の構成は概ね実施形態8と同様である。
図10は本発明のプラズマ処理装置の実施形態9を示す概略構成図である。なお、図10において、図1および図9中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態9のプラズマ処理装置P9は、前記実施形態8のプラズマ処理装置P8(図9参照)に類似しているが、異なる点は、隣接する左右のカソード電極51間に2つのアノード電極62を配置し、各アノード電極62のカソード電極51との対向面に基板S1を設置する点である。
実施形態9において、その他の構成は概ね実施形態8と同様である。
このように構成された実施形態9のプラズマ処理装置P9も、全てのカソード電極51がアノード電極62で挟まれた構造であり、各カソード電極51の両面から反応ガスが噴出し、かつ全てのカソード電極51とアノード電極62の間でプラズマ放電が発生する。なお、図10において、符号53は放電部を示している。
実施形態9も、電源E1、E2から各カソード電極51に供給する高周波電力のばらつきを低減することができ、かつ一度のプラズマ処理でより多くの基板S1を効率よく処理することができる。
実施形態9も、電源E1、E2から各カソード電極51に供給する高周波電力のばらつきを低減することができ、かつ一度のプラズマ処理でより多くの基板S1を効率よく処理することができる。
(実施形態10)
図11は本発明のプラズマ処理装置の実施形態10を示す概略構成図である。なお、図10において、アノード電極および排気配管は図示省略されている。
実施形態10のプラズマ処理装置P10は、実施形態8および9のプラズマ処理装置P8、P9と同様に、鉛直方向にカソード電極61を4段で配置した成膜用の横型プラズマ処理装置であるが、電力供給構造が実施形態8、9とは異なり、その他の構成は概ね実施形態8、9と同様である。
以下、実施形態10における実施形態8、9とは異なる点を主に説明する。
図11は本発明のプラズマ処理装置の実施形態10を示す概略構成図である。なお、図10において、アノード電極および排気配管は図示省略されている。
実施形態10のプラズマ処理装置P10は、実施形態8および9のプラズマ処理装置P8、P9と同様に、鉛直方向にカソード電極61を4段で配置した成膜用の横型プラズマ処理装置であるが、電力供給構造が実施形態8、9とは異なり、その他の構成は概ね実施形態8、9と同様である。
以下、実施形態10における実施形態8、9とは異なる点を主に説明する。
実施形態10のプラズマ処理装置P10は、1個の電源部Eと、電源部Eに分岐して電気的に接続された4個のマッチングボックスMと、マッチングボックスMと各カソード電極61とを1対1で電気的に接続する導電体Cと、全てのマッチングボックスMを同一高さに支持する共通の支持部Aとを備えている。
各マッチングボックスMと各カソード電極61を1対1で電気的に接続する導電体Cは、同一長さおよび同一形状である伝送配線Caおよび接続配線Cbとからなる。
また、各伝送配線Caおよび接続配線Cbは、同じ形状の4個のケースK内に収納されている。
なお、カソード電極61およびアノード電極の構成および配置は、実施形態4(図5)、実施形態8(図9)または実施形態9(図10)と同様である。
各マッチングボックスMと各カソード電極61を1対1で電気的に接続する導電体Cは、同一長さおよび同一形状である伝送配線Caおよび接続配線Cbとからなる。
また、各伝送配線Caおよび接続配線Cbは、同じ形状の4個のケースK内に収納されている。
なお、カソード電極61およびアノード電極の構成および配置は、実施形態4(図5)、実施形態8(図9)または実施形態9(図10)と同様である。
実施形態10のプラズマ処理装置によれば、カソード電極とマッチングボックスとを1対1で接続することができるため、例えば、不具合が発生した放電部のカソード電極またはアノード電極のみをチャンバー内から取り出した状態であっても、他の放電部による基板のプラズマ処理を行うことができる。
なお、図11では、支持部Aとして、全てのマッチングボックスMを同一高さに支持する共通の支持部を例示したが、全てのマッチングボックスMが同一高さに支持されていればよいため、各マッチングボックスMを個別の支持部にて支持してもよく、あるいはマッチングボックスMを複数個ずつ共通の支持部にて支持してもよい。
なお、図11では、支持部Aとして、全てのマッチングボックスMを同一高さに支持する共通の支持部を例示したが、全てのマッチングボックスMが同一高さに支持されていればよいため、各マッチングボックスMを個別の支持部にて支持してもよく、あるいはマッチングボックスMを複数個ずつ共通の支持部にて支持してもよい。
今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明のプラズマ処理装置およびそれを用いたプラズマ処理方法によれば、半導体薄膜または光学的薄膜を用いた薄膜太陽電池、TFT、感光体などの半導体素子について、素子特性のばらつきを抑制でき、前記半導体素子を所望の特性にて安定的に生産することができる、半導体素子の製造方法を提供することができる。
1、10 チャンバー
11、21、31、51 カソード電極
12、22、32、42、52、62 アノード電極
13、23、33、43、53、63 放電部
A 支持部
A11、A21、A31、A41、A51、A71 第1支持部
A12、A22、A32、A52、A72 第2支持部
C 導電体
C11、C21、C31、C41、C51 第1導電体
C11a、C12a、C41a、C42a 伝送配線
C11c、C12c、C31c、C32c、C41c、C42c 分岐配線
C11b、C12b、C31b、C32b、C41b、C42b 接続配線
C12、C22、C32、C42、C52 第2導電体
C51c、C52c 分岐配線
C51c1、C51c2 分岐線
E1、E2 電源部
K ケース
K11、K21、K31、K41、K51 第1ケース
K12、K22、K32、K42、K52 第2ケース
M1 第1マッチングボックス
M2 第2マッチングボックス
P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10 プラズマ処理装置
S1、S2 基板
11、21、31、51 カソード電極
12、22、32、42、52、62 アノード電極
13、23、33、43、53、63 放電部
A 支持部
A11、A21、A31、A41、A51、A71 第1支持部
A12、A22、A32、A52、A72 第2支持部
C 導電体
C11、C21、C31、C41、C51 第1導電体
C11a、C12a、C41a、C42a 伝送配線
C11c、C12c、C31c、C32c、C41c、C42c 分岐配線
C11b、C12b、C31b、C32b、C41b、C42b 接続配線
C12、C22、C32、C42、C52 第2導電体
C51c、C52c 分岐配線
C51c1、C51c2 分岐線
E1、E2 電源部
K ケース
K11、K21、K31、K41、K51 第1ケース
K12、K22、K32、K42、K52 第2ケース
M1 第1マッチングボックス
M2 第2マッチングボックス
P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10 プラズマ処理装置
S1、S2 基板
Claims (13)
- 反応性原料ガスが導入される密封可能なチャンバーと、
前記チャンバー内に対向状に配置された複数のカソード電極および複数のアノード電極を有し前記カソード電極と前記アノード電極の間でプラズマ放電を発生する複数の放電部と、
前記チャンバー外に配置されて前記放電部にプラズマ放電を発生させる電力を供給する電源部と、
前記チャンバーにて支持されないようチャンバー外に配置されて前記電源部に電気的に接続された複数のマッチングボックスと、
前記チャンバーにて支持されないようチャンバー外に配置されて前記複数のマッチングボックスのうちの1つ以上を支持する少なくとも1つの支持部と、
前記複数のマッチングボックスと前記カソード電極とを電気的に接続する複数の導電体とを備え、
前記支持部は、前記複数の導電体の長さを等しくできる位置に1つ以上の前記マッチングボックスを支持するよう構成されたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記支持部が、プラズマ処理装置設置場所の床面に設置され、前記マッチングボックスを前記複数の導電体の長さを等しくできる高さに支持できる、固定台または高さ調整可能な昇降台を有してなる請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- n個(nは2以上の自然数)の前記マッチングボックスを有すると共に、前記チャンバー内にn×2m個(mは自然数)の前記カソード電極を有し、
前記n個のマッチングボックスのそれぞれが前記導電体を介して2m個の前記カソード電極と接続される請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。 - 前記導電体が、伝送配線、接続配線および分岐配線からなり、
前記分岐配線は、その両端でそれぞれ異なる前記カソード電極と電気的に接続され、
前記伝送配線は、その一端が前記マッチングボックスと電気的に接続され、
前記接続配線は、その一端が前記伝送配線の他端と電気的に接続され、かつその他端が前記分岐配線の前記両端から等距離の点と電気的に接続されている請求項1〜3のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。 - 前記導電体が、接続配線および分岐配線からなり、
前記分岐配線は、その両端でそれぞれ異なる前記カソード電極と電気的に接続され、
前記接続配線は、その一端が前記マッチングボックスと電気的に一端で接続され、かつその他端が前記分岐配線の前記両端から等距離の点と電気的に接続されている請求項1〜3のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。 - 前記分岐配線が、2m-1本(mは自然数)の分岐線によって、前記接続配線側から前記カソード電極側に向かってm段で構成されており、
m段目以外の前記各分岐線の両端が、それぞれ異なる次段の分岐線の両端から等距離にある点と電気的に接続され、かつ、m段目の分岐線の両端がそれぞれ異なるカソード電極と電気的に接続されている請求項5または6に記載のプラズマ処理装置。 - 前記導電体が、接続配線および伝送配線からなり、
前記伝送配線は、その一端が前記マッチングボックスと電気的に接続され、
前記接続配線は、その一端が前記伝送配線の他端と電気的に接続され、かつその他端が前記カソード電極と電気的に接続されている請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。 - 前記異なる複数の導電体が、全体として互いに同じ材質および同じ構造で構成されている請求項1〜7のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
- 前記複数の導電体の一部または全体が、管状導電体、板状導電体または角棒状導電体で構成されている請求項1〜8のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
- 前記導電体が、銅、アルミニウム、ニッケル、銀、金および錫のうちの少なくとも一つを含有する金属材料からなる請求項1〜9のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
- 前記導電体の一部または全体を収納するケースをさらに備えた請求項1〜10のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
- 請求項1〜11のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置における前記放電部に基板を設置して前記基板の表面に半導体膜を積層するか、あるいは表面に半導体膜を有する基板を前記放電部に設置して前記基板上の前記半導体膜をエッチングするプラズマ処理方法。
- 請求項12に記載のプラズマ処理方法を用いて前記基板上に半導体素子を形成する半導体素子の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010057706A JP4852653B2 (ja) | 2010-03-15 | 2010-03-15 | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および半導体素子の製造方法 |
CN2011800142651A CN102804932A (zh) | 2010-03-15 | 2011-02-21 | 等离子处理装置、等离子处理方法和半导体装置制造方法 |
EP11756029A EP2549840A1 (en) | 2010-03-15 | 2011-02-21 | Plasma processing device, plasma processing method, and method for manufacturing a semiconductor element |
PCT/JP2011/053714 WO2011114840A1 (ja) | 2010-03-15 | 2011-02-21 | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010057706A JP4852653B2 (ja) | 2010-03-15 | 2010-03-15 | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011192532A JP2011192532A (ja) | 2011-09-29 |
JP4852653B2 true JP4852653B2 (ja) | 2012-01-11 |
Family
ID=44648947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010057706A Expired - Fee Related JP4852653B2 (ja) | 2010-03-15 | 2010-03-15 | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および半導体素子の製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2549840A1 (ja) |
JP (1) | JP4852653B2 (ja) |
CN (1) | CN102804932A (ja) |
WO (1) | WO2011114840A1 (ja) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5787712B2 (ja) | 2011-10-20 | 2015-09-30 | 株式会社日立製作所 | プラズマ処理装置 |
JP2014159614A (ja) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Ulvac Japan Ltd | スパッタリング装置及びスパッタリング方法 |
BE1023805B1 (fr) | 2016-06-30 | 2017-07-26 | Green Frix | Dispositif pour le traitement electrique d'un corps gras d'origine vegetale |
DE102017223592B4 (de) * | 2017-12-21 | 2023-11-09 | Meyer Burger (Germany) Gmbh | System zur elektrisch entkoppelten, homogenen Temperierung einer Elektrode mittels Wärmeleitrohren sowie Bearbeitungsanlage mit einem solchen System |
FR3089522B1 (fr) * | 2018-12-07 | 2020-12-25 | Semco Tech Sas | Dispositif de traitement assiste par plasma |
DE102019002647A1 (de) * | 2019-04-10 | 2020-10-15 | Plasmetrex Gmbh | Waferboot und Behandlungsvorrichtung für Wafer |
CN110965040B (zh) * | 2019-12-04 | 2021-04-16 | 江苏菲沃泰纳米科技股份有限公司 | 用于制备dlc的镀膜设备及其应用 |
CN111020534B (zh) * | 2019-12-04 | 2023-03-10 | 江苏菲沃泰纳米科技股份有限公司 | 镀膜设备 |
US20230011958A1 (en) * | 2019-12-04 | 2023-01-12 | Jiangsu Favored Nanotechnology Co., Ltd. | Coating equipment |
WO2021109814A1 (zh) * | 2019-12-04 | 2021-06-10 | 江苏菲沃泰纳米科技有限公司 | 镀膜设备及其电极装置和应用 |
CN110983296A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-04-10 | 江苏菲沃泰纳米科技有限公司 | 支撑结构、支架、镀膜设备和应用 |
US20230009866A1 (en) * | 2019-12-04 | 2023-01-12 | Jiangsu Favored Nanotechnology Co., Ltd. | Electrode support, supporting structure, support, film coating apparatus, and application |
CN111446844B (zh) * | 2020-05-06 | 2021-06-22 | 深圳市美泽电源技术有限公司 | 一种交流大功率mw级恒温调压自动化控制等离子电源 |
WO2022011581A1 (en) * | 2020-07-15 | 2022-01-20 | Nordson Corporation | Plasma treatment with isolated cooling paths |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3739137B2 (ja) * | 1996-06-18 | 2006-01-25 | 日本電気株式会社 | プラズマ発生装置及びこのプラズマ発生装置を使用した表面処理装置 |
JP4672861B2 (ja) * | 2000-12-15 | 2011-04-20 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
JP4185483B2 (ja) * | 2004-10-22 | 2008-11-26 | シャープ株式会社 | プラズマ処理装置 |
JP2006196681A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Sharp Corp | プラズマ処理装置および同装置により製造された半導体素子 |
JP4558067B2 (ja) * | 2008-05-21 | 2010-10-06 | シャープ株式会社 | プラズマ処理装置 |
KR101012345B1 (ko) * | 2008-08-26 | 2011-02-09 | 포항공과대학교 산학협력단 | 저 전력 휴대용 마이크로파 플라즈마 발생기 |
-
2010
- 2010-03-15 JP JP2010057706A patent/JP4852653B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-02-21 EP EP11756029A patent/EP2549840A1/en not_active Withdrawn
- 2011-02-21 WO PCT/JP2011/053714 patent/WO2011114840A1/ja active Application Filing
- 2011-02-21 CN CN2011800142651A patent/CN102804932A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011192532A (ja) | 2011-09-29 |
EP2549840A1 (en) | 2013-01-23 |
CN102804932A (zh) | 2012-11-28 |
WO2011114840A1 (ja) | 2011-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4852653B2 (ja) | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および半導体素子の製造方法 | |
TWI530232B (zh) | 用於電漿腔室電極之rf匯流排與rf回流匯流排 | |
US7540257B2 (en) | Plasma processing apparatus and semiconductor device manufactured by the same apparatus | |
KR101215691B1 (ko) | 플라즈마 처리 장치 | |
CN102598876B (zh) | 具有电极处rf匹配的大面积等离子体处理腔室 | |
KR101333465B1 (ko) | 고주파 전력 분배 장치 및 그것을 이용한 기판 처리 장치 | |
KR20110046295A (ko) | 플라즈마 처리 장치 | |
KR101336565B1 (ko) | 유도 결합 플라즈마용 안테나 유닛 및 유도 결합 플라즈마 처리 장치 | |
KR20130051896A (ko) | 기판 처리 장치 | |
JP4185483B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
KR101224669B1 (ko) | 플라즈마 처리 장치 | |
JP4728345B2 (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
WO2009131048A1 (ja) | プラズマ処理装置およびそれを用いたプラズマ処理方法 | |
KR102161954B1 (ko) | 유도 결합 플라즈마 처리장치용 안테나 조립체 및 이를 갖는 유도 결합 플라즈마 처리장치 | |
JP5713354B2 (ja) | プラズマ発生装置 | |
KR101351678B1 (ko) | 플라즈마 처리 장치 및 처리 시스템 | |
JPWO2009147993A1 (ja) | プラズマ処理装置、それを用いた成膜方法およびエッチング方法 | |
JP5512728B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP2010171187A (ja) | プラズマ処理装置およびこれを用いた半導体素子の製造方法 | |
JP4982577B2 (ja) | プラズマ処理装置および同装置により製造された半導体素子 | |
JP2006080192A (ja) | プラズマプロセス装置 | |
KR101131682B1 (ko) | 플라즈마 처리 장치 | |
JP4594770B2 (ja) | プラズマcvd装置 | |
JP2013196971A (ja) | プラズマ形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110927 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111024 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141028 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |