JP5971723B2 - Plasma processing apparatus and plasma processing apparatus protective plate - Google Patents
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本発明は、処理室内でプラズマにより基板上に電気的に絶縁物である薄膜を形成するプラズマ処理装置およびこれに用いられる防着板に関するものである。 The present invention relates to a plasma processing apparatus for forming a thin film which is an electrically insulating material on a substrate by plasma in a processing chamber, and a deposition plate used therefor.
基板上に電気的に絶縁物である薄膜を形成するプラズマ処理装置では、処理室を有し、該処理室内に基板を配置し、処理室内にプラズマ用ガスおよび反応性ガスを導入してプラズマ処理を行う。このプラズマ処理により、処理室内では、薄膜を構成するスパッタリング粒子やガス成分が生成される。スパッタリング粒子やガス成分は、処理室内に配置された基板上に堆積し、または基板と反応するなどして絶縁性の薄膜を基板上に形成する。 A plasma processing apparatus for forming a thin film which is an electrically insulating material on a substrate has a processing chamber, the substrate is disposed in the processing chamber, and a plasma gas and a reactive gas are introduced into the processing chamber to perform plasma processing. I do. By this plasma treatment, sputtered particles and gas components constituting the thin film are generated in the treatment chamber. Sputtered particles and gas components are deposited on a substrate disposed in the processing chamber or react with the substrate to form an insulating thin film on the substrate.
しかし、成膜を継続していると、成膜粒子などが基板表面以外の処理室内部に付着、堆積するため、従来の装置では処理室内に防着板を配置して処理室内壁に成膜粒子が堆積するのを防止するものが提案されている。また、処理室内壁をアノードとして用いる装置では、防着板にアノードとしての機能を与えている。
成膜粒子などが防着板表面に堆積すると、堆積膜が厚く形成された部分と、堆積膜が比較的薄い部分とが生じて抵抗が不均一に増加しやすくなる。特に成膜粒子が絶縁物の性質を有するものでは、堆積膜が厚く形成された高抵抗の部分と堆積膜が比較的薄い低抵抗の部分とが生じて、抵抗不均一が顕著になる。
この状態でプラズマ処理を継続すると、抵抗の低いところに電子が集中するなどしてプラズマ放電が不安定になりプラズマ処理を安定的に行うことが難しくなる。
これを時系列で現すと以下のようになる。
1)防着板(アノード電位)に膜が堆積する。堆積する膜はプラズマの分布やガスのマス濃度により変化するため全体に均一に積層しない。
2)不均一に膜が堆積することにより電界(真空中の抵抗)に電位差を発生させる。
3)低抵抗部に、電子が集中することによりプラズマの分布は変化する。
4)更に現象が進むと発熱を発生して、ついには防着板自体の破壊に至ることがある。
However, if film formation is continued, film formation particles adhere and deposit inside the processing chamber other than the surface of the substrate, so in conventional devices, a deposition plate is placed in the processing chamber to form a film on the processing chamber wall. Some have been proposed to prevent particles from accumulating. In an apparatus using the processing chamber wall as an anode, the deposition preventing plate is given a function as an anode.
When deposited particles or the like are deposited on the surface of the deposition preventing plate, a portion where the deposited film is formed thick and a portion where the deposited film is relatively thin are generated, and the resistance is likely to increase unevenly. In particular, when the film-forming particles have an insulating property, a high-resistance portion where the deposited film is formed thick and a low-resistance portion where the deposited film is relatively thin are generated, and resistance non-uniformity becomes remarkable.
If the plasma treatment is continued in this state, the plasma discharge becomes unstable due to, for example, concentration of electrons at a low resistance, making it difficult to perform the plasma treatment stably.
This can be expressed in time series as follows.
1) A film is deposited on the deposition preventing plate (anode potential). The deposited film varies depending on the plasma distribution and the gas mass concentration, and is not laminated uniformly.
2) A potential difference is generated in the electric field (resistance in vacuum) by depositing the film non-uniformly.
3) The distribution of plasma changes due to the concentration of electrons in the low resistance portion.
4) If the phenomenon further proceeds, heat may be generated and eventually the deposition preventing plate itself may be destroyed.
上記アノードの抵抗の不均一化を防止する技術としては、例えば特許文献1に記載された装置が提案されている。
この装置では、対向するターゲットの間に導電性アノードを配置し、ターゲットのエロージョン領域からアノードまでの距離を規定することでアノードの不動態化を抑えアノードの導電性を維持できるものとしている。
As a technique for preventing the non-uniform resistance of the anode, for example, an apparatus described in
In this apparatus, a conductive anode is disposed between opposing targets, and the distance from the erosion region of the target to the anode is defined, thereby suppressing the passivation of the anode and maintaining the conductivity of the anode.
しかしながら、特許文献1に示される装置では、装置構成がマグネトロンスパッタリング装置に限定され、またターゲットやアノードなどの配置位置などに制約があり、処理室の適宜位置に配置される防着板の抵抗の不均一化を防ぐことはできない。
However, in the apparatus shown in
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、配置の制約を受けることなく防着板として適宜位置に配置することができ、かつ防着板の抵抗の不均一化を回避して安定したプラズマ放電を可能にするプラズマ処理装置およびプラズマ処理装置防着板を提供することを目的とする。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and can be disposed at an appropriate position as an adhesion preventing plate without being restricted by the arrangement, and is stable by avoiding uneven resistance of the adhesion preventing plate. It is an object of the present invention to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing apparatus deposition preventive plate that enable plasma discharge.
すなわち、本発明のプラズマ処理装置のうち、第1の本発明は、処理室内でプラズマにより基板上に薄膜を形成するプラズマ処理装置において、
前記処理室内で前記基板上以外に絶縁物が付着するのを妨げ、かつアノードとして機能する複数の導電性の防着板と、
前記処理室内で放電電圧を印加する電源部と、を備え、
前記防着板の少なくとも一部は、板面を表裏に貫通する、大きさが1〜5mmである複数の貫通孔が設けられ、かつ前記貫通孔が設けられた前記防着板同士が互いに1〜5mmの間隔をあけて板面を対向させ、互いに間隔をあけて配置されている前記防着板の一方に設けられた前記貫通孔と前記防着板の他方に設けられた前記貫通孔とが、プラズマ発生側方向に対し、前記方向に沿って位置しないように配置され、板面を対向する防着板同士は、断面積が10mm 2 以下の導電性の接続具によって電気的に接続され、処理室内壁側に位置する防着板は、処理室内壁に沿って配置され、かつ前記処理室に電気的に接続されていることを特徴とする。
That is, among the plasma processing apparatuses of the present invention, the first aspect of the present invention is a plasma processing apparatus for forming a thin film on a substrate by plasma in a processing chamber.
A plurality of conductive adhesion-preventing plates that prevent an insulator from adhering to the substrate other than the substrate and function as an anode;
A power supply unit for applying a discharge voltage in the processing chamber,
At least a part of the adhesion-preventing plate is provided with a plurality of through-holes having a size of 1 to 5 mm, penetrating the plate surface from the front to the back, and the adhesion-preventing plates provided with the through-holes are 1 to each other. The through-hole provided in one side of the said adhesion prevention board arrange | positioned with a space | interval of -5 mm, the plate surface facing each other, and the other arrangement | positioning of the said adhesion prevention board, and the said through-hole provided in the other However, the adhesion preventing plates that are arranged so as not to be positioned along the direction with respect to the plasma generation side direction and that face the plate surfaces are electrically connected by a conductive connector having a cross-sectional area of 10 mm 2 or less. The protective plate located on the processing chamber wall side is disposed along the processing chamber wall and is electrically connected to the processing chamber .
第2の本発明のプラズマ処理装置は、前記第1の本発明において、前記薄膜が電気的に絶縁物であることを特徴とする。 The plasma processing apparatus of the second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, the thin film is an electrically insulating material.
第3の本発明のプラズマ処理装置は、前記第1または第2の本発明において、前記処理室内に、前記薄膜の原料の少なくとも一部となるターゲットが配置されることを特徴とする。 The plasma processing apparatus of the third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect of the present invention , a target which is at least a part of the raw material of the thin film is disposed in the processing chamber.
第4の本発明のプラズマ処理装置は、前記第1〜第3の本発明のいずれかにおいて、前記薄膜の原料の少なくとも一部となる原料ガスを前記処理室内に供給する原料ガス供給部をさらに備えることを特徴とする。 A plasma processing apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to any one of the first to third aspects of the present invention, further comprising a source gas supply unit that supplies a source gas that becomes at least a part of the source of the thin film into the processing chamber It is characterized by providing.
第5の本発明の防着板は、処理室内でプラズマにより基板上に薄膜を形成するためのプラズマ処理装置に配置され、アノードとして機能する複数の導電性の防着板であって、
板面を表裏に貫通する、大きさが1〜5mmである複数の貫通孔が設けられ、かつ互いに1〜5mmの間隔をあけて板面を対向させ、互いに間隔をあけて配置されている前記防着板の一方に設けられた前記貫通孔と前記防着板の他方に設けられた前記貫通孔とが、プラズマ発生側方向に対し、前記方向に沿って位置しないように位置づけられ、板面を対向する防着板同士は、断面積が10mm 2 以下の導電性の接続具によって電気的に接続され、処理室内壁側に位置する防着板は、処理室内壁に沿って配置されて前記処理室に電気的に接続されて配置されることを特徴とする。
The adhesion-preventing plate of the fifth aspect of the present invention is a plurality of conductive adhesion-preventing plates that are disposed in a plasma processing apparatus for forming a thin film on a substrate by plasma in a processing chamber and function as anodes,
A plurality of through-holes having a size of 1 to 5 mm penetrating the front and back of the plate surface are provided, and the plate surfaces are opposed to each other with an interval of 1 to 5 mm , and are arranged at intervals. The through hole provided on one side of the deposition plate and the through hole provided on the other side of the deposition plate are positioned so as not to be positioned along the direction with respect to the plasma generation side direction. The adhesion prevention plates facing each other are electrically connected by a conductive connector having a cross-sectional area of 10 mm 2 or less, and the adhesion prevention plate located on the processing chamber inner wall side is disposed along the processing chamber wall and is It is characterized by being electrically connected to the processing chamber .
本発明によれば、防着板の貫通孔により全面にわたって絶縁物が付着しても、電子の通過空間が確保され、対向する防着板や処理室内壁に電子が到達することができ、防着板で電子の移動が遮断されることはない。 According to the present invention, even if an insulating material adheres to the entire surface due to the through-hole of the deposition preventive plate, an electron passage space is ensured, and electrons can reach the opposing deposition preventive plate and the processing chamber wall, Electron movement is not blocked by the landing plate.
本発明のプラズマ処理装置は、反応性スパッタ装置、プラズマCVD装置などをその具体例として挙げることができるが、これに限定されるものではない。形成可能な薄膜としては、酸化膜、窒化膜などが例示され、具体的には、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、チタン窒化膜などを示すことができる。電気的に絶縁物である薄膜の形成において本発明は特に好適である。 Specific examples of the plasma processing apparatus of the present invention include a reactive sputtering apparatus and a plasma CVD apparatus, but are not limited thereto. Examples of the thin film that can be formed include an oxide film and a nitride film. Specifically, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a titanium nitride film, and the like can be shown. The present invention is particularly suitable for the formation of an electrically insulating thin film.
電源部は、処理室内で放電電圧を印加するものであり、放電電圧の印加により、処理室内においてプラズマを発生させることができる。電源部としては、直流電圧、交流電圧、パルス電圧などを用いることができ、特定のものに限定されるものではない The power supply unit applies a discharge voltage in the processing chamber, and can generate plasma in the processing chamber by applying the discharge voltage. As the power supply unit, DC voltage, AC voltage, pulse voltage or the like can be used, and is not limited to a specific one.
処理室内では、薄膜の原料の少なくとも一部となるターゲットを設置して、プラズマ処理することができ、また、原料ガスを処理室に供給する原料ガス供給部を設けることができる。ターゲットを用いることなく原料ガスのみで薄膜材料を得るものや、基板との反応によって薄膜材料を得るものであってもよい。 In the processing chamber, a target that is at least a part of the raw material of the thin film can be installed to perform plasma processing, and a source gas supply unit that supplies source gas to the processing chamber can be provided. A thin film material may be obtained only by source gas without using a target, or a thin film material may be obtained by reaction with a substrate.
また、プラズマ処理装置内に配置される防着板は導電性を有し、アノードとして機能する。防着板は、処理室と電気的に接続することができる。
さらに、少なくとも一部の防着板は、表裏に貫通する貫通孔を有し、互いに間隔を空けて板面を対向させて配置される
In addition, the deposition preventing plate disposed in the plasma processing apparatus has conductivity and functions as an anode. The deposition preventing plate can be electrically connected to the processing chamber.
Furthermore, at least some of the deposition plates have through holes penetrating the front and back, and are arranged with the plate surfaces facing each other with a space therebetween.
貫通孔の横断面形状や大きさは特に限定されるものではないが、円形状、多角形状などとすることができる。貫通孔の大きさは、1〜5mmとするのが望ましい。異形の形状では、例えば、最小大きさ、最大大きさともに1〜5mmに収まるものとする。すなわち、貫通孔は、直径1mmの円形と直径5mmの円形との間に収まる大きさを有するものとすることができる。
貫通孔の大きさが1mm未満であると、電子の通過が妨げられ、放電の不安定化を招きやすくなる。また、貫通孔の大きさが5mmを超えると、1枚目の貫通孔を通過した成膜粒子などが2枚目の防着板の広い面積に付着、堆積し、電子の透過性を損ない、放電の不安定化を招く。
貫通孔は、板の全面にわたってまたは面の一部に分散して形成されたものとすることができ、例えば、所定の間隔をおいて配列することができる。孔同士の間隔としては、例えば孔の周縁間距離として1〜5mmを挙げることができる。
1mm未満では貫通孔の面積が小さくなりすぎ、プラズマ放電が不安定となり、5mmを超えると、貫通孔の効果が少なく、プラズマ放電が不安定となる。
なお、貫通孔の大きさと貫通孔間の間隔は同じにするのが望ましい。
The cross-sectional shape and size of the through hole are not particularly limited, but may be a circular shape or a polygonal shape. The size of the through hole is desirably 1 to 5 mm. In the irregular shape, for example, both the minimum size and the maximum size are within 1 to 5 mm. That is, the through hole can have a size that fits between a circle with a diameter of 1 mm and a circle with a diameter of 5 mm.
If the size of the through hole is less than 1 mm, the passage of electrons is hindered, and the discharge becomes unstable easily. Also, if the size of the through hole exceeds 5 mm, the film-forming particles that have passed through the first through-hole adhere to and deposit on a large area of the second adhesion-preventing plate, impairing the electron permeability, Causes unstable discharge.
The through holes can be formed over the entire surface of the plate or distributed over a part of the surface. For example, the through holes can be arranged at a predetermined interval. As a space | interval of holes, 1-5 mm can be mentioned as distance between the peripheries of a hole, for example.
If it is less than 1 mm, the area of the through hole becomes too small and the plasma discharge becomes unstable, and if it exceeds 5 mm, the effect of the through hole is small and the plasma discharge becomes unstable.
Note that it is desirable that the size of the through holes and the interval between the through holes be the same.
貫通孔を有する防着板同士を対向させる際の互いの間隔は特に限定されるものではないが、例えば1〜5mmの間隔とすることができる。
その間隔が1mm未満であると、1枚目の防着板の貫通孔を通過した電子の直進性によって成膜粒子などが堆積した部分にしか電子が至らず、通電が阻害され放電安定性を得ることが難しい。
一方、間隔が5mmを超えると、1枚目の貫通孔を通過した成膜粒子などが2枚目の防着板の広い面積に付着、堆積し、電子の透過性を損ない、放電の不安定化を招く。
Although the mutual space | interval at the time of making the adhesion prevention plates which have a through-hole oppose is not specifically limited, For example, it can be set as the space | interval of 1-5 mm.
If the distance is less than 1 mm, the electrons reach only the deposited particles due to the straightness of the electrons that have passed through the through-holes of the first deposition plate, and the current flow is inhibited and the discharge stability is reduced. Difficult to get.
On the other hand, when the distance exceeds 5 mm, the deposited particles passing through the first through-hole adhere to and deposit on a large area of the second adhesion-preventing plate, impair the electron permeability, and cause unstable discharge. Invite
また、対向配置する防着板は、導電性のねじなどからなる接続具で互いに接続するのが望ましい。これにより、接続具を通して徐々に電流が流れ、授電流分散効果と時間差伝導効果がある。このため、接続具は、面接続するものではなく、小さい面(例えば10mm2以下)で点接続するねじなどを面上に分散することが望ましい。 In addition, it is desirable that the adhesion prevention plates arranged opposite to each other are connected to each other by a connection tool made of a conductive screw or the like. Thereby, an electric current flows gradually through a connection tool, and there exists an electric current distribution effect and a time difference conduction effect. For this reason, it is desirable that the connecting tool is not connected to the surface, but distributes screws or the like for point connection on a small surface (for example, 10 mm 2 or less) on the surface.
また、対向配置する防着板では、一方に設けられた貫通孔と他方に設けられた貫通孔とが、プラズマ発生側方向に対し、両貫通孔がこの方向に沿っていないのが望ましい。両貫通孔がこの方向に沿っていると、1枚目の貫通孔を通過した成膜粒子などがそのまま2枚目の貫通孔を通って処理室内壁に到達してしまい、防着板としての機能を損なうためである。 Moreover, in the adhesion prevention board arrange | positioned opposingly, it is desirable for the through-hole provided in one and the through-hole provided in the other to not have both through-holes along this direction with respect to the plasma generation side direction. If both through-holes are along this direction, the film-forming particles that have passed through the first through-hole reach the processing chamber wall directly through the second through-hole, This is because the function is impaired.
以上説明したように、本発明によれば、部材配置に制約を生じることなく、安定したプラズマ放電を実現することができ、長期にわたって安定したプラズマ処理を行うことができる。 As described above, according to the present invention, stable plasma discharge can be realized without restricting member arrangement, and stable plasma treatment can be performed over a long period of time.
以下に、本発明の一実施形態のプラズマ処理装置およびプラズマ処理装置防着板について図1および図2を用いて説明する。
プラズマ処理装置1は処理室2を備えており、処理室2は、真空減圧可能な気密構造を有し、電気的に接地されている。処理室は、その内部においてプラズマを発生して基板上に薄膜の形成が可能な構造のものであれば特に限定されるものではないが、例えば0.1〜10Pa程度の真空状態に減圧可能な気密構造のものとすることができる。
Hereinafter, a plasma processing apparatus and a plasma processing apparatus protective plate according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
The
処理室2には、処理室2内を真空引きする真空ポンプ3が接続され、また、処理室2内にガスを導入するガス導入ライン4が接続されている。ガス導入ライン4は、例えば、アルゴンガスなどのスパッタガスや、酸素ガス、窒素ガスなどの反応性ガスの導入が可能であり、ガスを選択して導入することもできる。ガス導入ライン4は、本発明の原料ガス供給部に相当する。
なお、処理室2内にスパッタガスを導入するラインと、処理室2内に反応性ガスを導入するラインとを別個独立に処理室2に接続してもよい。
また処理室2には、処理室2内のガスを排気するための排気ライン5が接続されている。
また、本発明としては反応性ガスを用いないものであってもよく、例えば、スパッタに使用するArなどを用いるものでもよい。
A
Note that a line for introducing a sputtering gas into the processing chamber 2 and a line for introducing a reactive gas into the processing chamber 2 may be connected to the processing chamber 2 independently.
The processing chamber 2 is connected to an
In the present invention, a reactive gas may not be used. For example, Ar used for sputtering may be used.
処理室2内の天板には、基板20を下面側で保持する基板ホルダー6が設けられており、基板ホルダー6は接地されている。基板20は、特にその種類が限定されるものではなく、シリコン基板などの半導体基板、ガラス基板などを例示することができる。
The top plate in the processing chamber 2 is provided with a
処理室2内の底部には、ターゲット支持台7が処理室2とは絶縁した状態で取り付けられており、ターゲット支持台7上にターゲット21を設置する。ターゲット21には、形成する薄膜の種類に応じて適宜の材料を選択することができ、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜を形成する場合のシリコンターゲット、チタン窒化膜を形成する場合のチタンターゲットなどを例示することができる。ターゲットとしては、金属材料や絶縁材料からなるものを用いることができる。
また、ターゲット支持台7には、本発明の電源部に相当する直流電源9の負極が電気的に接続されており、直流電源9の正極は接地されている。
A
The
処理室2内には、ターゲット支持台7と基板ホルダー6との間の周囲の処理室内側面と、処理室内底面とを覆うように、2枚の導電性の防着板10、11が互いに間隔を有して設置されている。防着板の板厚は、特に限定されるものではない。
In the processing chamber 2, two conductive adhesion-preventing
防着板10、11は、図1、2に示すようにそれぞれ表裏に貫通する円形状の貫通孔12、13を有しており、貫通孔12、13は、縦横に配列されている。貫通孔は直径が1〜5mmの大きさを有し、互いに1〜5mmの間隔(周縁間距離)を有している。なお、防着板は、一部に貫通孔を有しないものを含むものであってもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
防着板10、11のうち、処理室内壁2a側に位置する防着板10は、処理室内壁2aに沿って配置され、かつ処理室2aに電気的に接続されている。
また、防着板11は、防着板10と間隙を有し、かつ防着板10とは板面を対向するように配置されており、導電性のボルト15によって適所で互いに電気的かつ機械的に接続されている。ボルト15は、断面積が10mm2と小さく、防着板10、11を点接触により電気的に接続している。ボルト15の接続により防着板10、11の間隔が設定されており、その間隔は1〜5mmとされている。
Of the
Further, the
また、防着板10、11の各貫通孔12、13は、互いに位置をずらしてプラズマ発生側に対する方向に沿って位置しないように位置付けられている。基板20直下の下方側空間をプラズマ発生側として見ることができる。
なお、図1および図2では、防着板10、11の2枚が対向して配置された構成を示しているが、3枚以上の防着板を間隔を置いて配置するものであってもよい。
Further, the through
FIGS. 1 and 2 show a configuration in which two of the
次に、上記プラズマ処理装置1の動作について説明する。
まず、処理室2内の天板下面側の基板ホルダー6に基板20を設置し、ターゲット支持台7上に、ターゲット21を設置する。
次いで、真空ポンプ3により処理室2内を所定の圧力の真空状態、例えば、0.1〜10Paに減圧する。次いで、処理室2内に、ガス導入ライン4を通して、アルゴンガスなどのプラズマガスと、酸素ガス、窒素ガスなどの反応性ガスの混合ガスを所定の流量で導入する。その後、直流電源9により、接地側に直流電圧を印加する。この電圧の印加により、基板ホルダー6、処理室内壁2a、防着板10とターゲット支持台7との間に放電が生じ、プラズマガスによるプラズマが発生する。プラズマ発生部16は、主として基板ホルダー6の下方側に位置する。プラズマは、ターゲット21をスパッタリングするとともに反応性ガスを励起して絶縁性の成膜粒子を生成する。生成された成膜粒子は、基板20上で薄膜を形成するとともに一部は処理室2内において四散し、防着板10、11にも付着堆積する。
Next, the operation of the
First, the
Next, the inside of the processing chamber 2 is depressurized to a predetermined vacuum state, for example, 0.1 to 10 Pa by the
防着板11では、表面に成膜粒子が付着し、一部は防着板11の貫通孔13を通過して防着板10の表面に至る。但し、貫通孔13の大きさは小さいので、成膜粒子の通過は限られる。また、防着板11の貫通孔13と防着板10の貫通孔12とは、プラズマ発生源側からは直線状に位置していないため、貫通孔13を通った成膜粒子は防着板10の貫通孔12を通過することなく防着板10の表面に堆積する。したがって、貫通孔13、貫通孔12を通して処理室内壁2aが露出した状態が維持され、電子の移動が確保されて導電性が維持される。
したがって、薄膜の形成を継続した場合であっても、防着板10、11が絶縁化しても処理室内壁2aとの導電性が失われることはなく、プラズマ放電が安定化される。
In the
Therefore, even when the formation of the thin film is continued, the conductivity with the processing chamber
なお、上記実施形態では、ターゲットを用いたプラズマ処理装置について説明したが、本発明としてはこれに限定されるものではなく、ターゲットを用いることなくプラズマ放電により原料ガスをプラズマ化して基板上に絶縁物薄膜を形成するプラズマCVD装置に適用することも可能である。
以下に、プラズマCVD装置について詳細に説明する。
In the above embodiment, the plasma processing apparatus using the target has been described. However, the present invention is not limited to this, and the source gas is converted into plasma by plasma discharge without using the target and insulated on the substrate. The present invention can also be applied to a plasma CVD apparatus for forming a physical thin film.
Hereinafter, the plasma CVD apparatus will be described in detail.
図3は、他の実施形態のプラズマ処理装置1aを示す断面図である。図示するように、プラズマ処理装置1aは、プラズマCVD装置であり、処理室2を備えている。処理室2は、真空減圧可能な気密構造を有し、また、電気的に接地されている。なお、前記実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明する。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a
処理室2には、処理室2内を真空引きするための機構としての真空ポンプ3および処理室2内を排気するための排気ライン5が接続されている。
また、処理室2には、処理室2内に雰囲気ガスを導入するガス導入ライン4が接続されている。ガス導入ライン4は、例えば、酸素ガス、窒素ガスなどのなどの原料ガスや、アルゴンガスなどのキャリアガスの導入が可能に構成されている。
A
In addition, a gas introduction line 4 for introducing atmospheric gas into the processing chamber 2 is connected to the processing chamber 2. The gas introduction line 4 is configured to be able to introduce a source gas such as oxygen gas or nitrogen gas or a carrier gas such as argon gas.
処理室2内の天板下面側には、電気的に絶縁物である薄膜を形成すべき基板20を保持する基板ホルダー6が設けられている。
処理室2内には、電極22と基板ホルダー6との間の空間の底部および天板下面側を除く周囲を囲むように、導電性の防着板10、11が設置されている。
防着板10は、基板20上に形成すべき薄膜を構成する絶縁物が基板20上以外に付着するのを妨げるものである。特に、図3に示す構成では、防着板10、11は、処理室2の内側壁面2aに絶縁物が付着するのを妨げるように配置されている。防着板10、11は、前記実施形態のプラズマ処理装置1と同様の構造であり、ここでは詳細な説明を省略する。
A
In the processing chamber 2, conductive adhesion-preventing
The
次に、上記プラズマ処理装置1aの動作について説明する。
まず、基板ホルダー6上に基板20を取り付ける。
次いで、真空ポンプ3により処理室2内を所定の圧力の真空状態まで減圧し、処理室2内に、ガス導入ライン4を通して、アルゴンガスなどのプラズマガスと、酸素ガス、窒素ガスなどの原料ガス、キャリアガスとの混合ガスを所定の流量で導入する。その後、直流電源9により、接地側に直流電圧を印加する。この電圧の印加により、電極22と基板ホルダー6、処理室内壁2a、防着板10、11との間に放電が生じ、プラズマガスによりプラズマを発生させる。
Next, the operation of the
First, the
Next, the inside of the processing chamber 2 is depressurized to a predetermined vacuum state by the
プラズマの発生により、原料ガスに一定(電離電圧)以上のエネルギーを持つ電子が衝突し、化学的に活性な成膜粒子が生成される。
成膜粒子は、基板20表面に付着堆積して薄膜を形成するとともに、防着板10、11にも付着堆積する。
しかし、防着板10、11では、前記実施形態で説明したように、防着板10、11が絶縁化しても処理室内壁との導電性が失われることはなく、プラズマ放電が安定化される。
Due to the generation of plasma, electrons having energy of a certain level (ionization voltage) or higher collide with the source gas, and chemically active film-forming particles are generated.
The film-forming particles adhere and deposit on the surface of the
However, as described in the above embodiment, the
以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りは適宜の変更が可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said embodiment, this invention is not limited to the content of the said embodiment, A suitable change is possible unless it deviates from the scope of the present invention.
1 プラズマ処理装置
2 処理室
2a 内側壁面
3 真空ポンプ
4 ガス導入ライン
6 基板ホルダー
7 ターゲット支持台
9 直流電源
10 防着板
11 防着板
12 貫通孔
13 貫通孔
15 固定ねじ
16 プラズマ発生部
20 基板
21 ターゲット
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記処理室内で前記基板上以外に絶縁物が付着するのを妨げ、かつアノードとして機能する複数の導電性の防着板と、
前記処理室内で放電電圧を印加する電源部と、を備え、
前記防着板の少なくとも一部は、板面を表裏に貫通する、大きさが1〜5mmである複数の貫通孔が設けられ、かつ前記貫通孔が設けられた前記防着板同士が互いに1〜5mmの間隔をあけて板面を対向させ、互いに間隔をあけて配置されている前記防着板の一方に設けられた前記貫通孔と前記防着板の他方に設けられた前記貫通孔とが、プラズマ発生側方向に対し、前記方向に沿って位置しないように配置され、板面を対向する防着板同士は、断面積が10mm 2 以下の導電性の接続具によって電気的に接続され、処理室内壁側に位置する防着板は、処理室内壁に沿って配置され、かつ前記処理室に電気的に接続されていることを特徴とするプラズマ処理装置。 In a plasma processing apparatus for forming a thin film on a substrate by plasma in a processing chamber,
A plurality of conductive adhesion-preventing plates that prevent an insulator from adhering to the substrate other than the substrate and function as an anode;
A power supply unit for applying a discharge voltage in the processing chamber,
At least a part of the adhesion-preventing plate is provided with a plurality of through-holes having a size of 1 to 5 mm, penetrating the plate surface from the front to the back, and the adhesion-preventing plates provided with the through-holes are 1 to each other. The through-hole provided in one side of the said adhesion prevention board arrange | positioned with a space | interval of -5 mm, the plate surface facing each other, and the other arrangement | positioning of the said adhesion prevention board, and the said through-hole provided in the other However, the adhesion preventing plates that are arranged so as not to be positioned along the direction with respect to the plasma generation side direction and that face the plate surfaces are electrically connected by a conductive connector having a cross-sectional area of 10 mm 2 or less. The plasma processing apparatus is characterized in that the deposition preventing plate located on the processing chamber wall side is disposed along the processing chamber wall and is electrically connected to the processing chamber .
板面を表裏に貫通する、大きさが1〜5mmである複数の貫通孔が設けられ、かつ互いに1〜5mmの間隔をあけて板面を対向させ、互いに間隔をあけて配置されている前記防着板の一方に設けられた前記貫通孔と前記防着板の他方に設けられた前記貫通孔とが、プラズマ発生側方向に対し、前記方向に沿って位置しないように位置づけられ、板面を対向する防着板同士は、断面積が10mm 2 以下の導電性の接続具によって電気的に接続され、処理室内壁側に位置する防着板は、処理室内壁に沿って配置されて前記処理室に電気的に接続されて配置されることを特徴とするプラズマ処理装置防着板。 A plurality of conductive deposition plates disposed in a plasma processing apparatus for forming a thin film on a substrate by plasma in a processing chamber and functioning as an anode;
A plurality of through-holes having a size of 1 to 5 mm penetrating the front and back of the plate surface are provided, and the plate surfaces are opposed to each other with an interval of 1 to 5 mm , and are arranged at intervals. The through hole provided on one side of the deposition plate and the through hole provided on the other side of the deposition plate are positioned so as not to be positioned along the direction with respect to the plasma generation side direction. The adhesion prevention plates facing each other are electrically connected by a conductive connector having a cross-sectional area of 10 mm 2 or less, and the adhesion prevention plate located on the processing chamber inner wall side is disposed along the processing chamber wall and is A plasma processing apparatus deposition-preventing plate, wherein the plasma processing apparatus protective plate is electrically connected to the processing chamber .
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