JPH0620978A

JPH0620978A - グロー放電方法及びグロー放電装置

Info

Publication number: JPH0620978A
Application number: JP10062893A
Authority: JP
Inventors: Takashi Mizuno; 尊司水野; Daijiro Kudo; 大二郎工藤
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1992-04-28
Filing date: 1993-04-27
Publication date: 1994-01-28

Abstract

(57)【要約】【目的】プラズマ損傷が少なく、広い面積にわたって
均一かつ高速にプラズマ処理が可能なグロー放電方法お
よび装置を提供すること。【構成】基体８上に非一様に広がる弱電界領域Ｅｗと
基体８からより離れた強電界領域Ｅｓを与えるグロー放
電用の電界を確立して、弱電界領域Ｅｗと強電界領域Ｅ
ｓ間に配置する基体外端と強電界領域Ｅｓ間距離を調整
して非一様な弱電界領域Ｅｗを一様にしてグロー放電を
弱電界領域Ｅｗで安定させ、基体８上に導入管９から導
入されるガス状物質から薄膜を一様に堆積あるいは食刻
させる。このとき、絶縁体１７を基体８と領域Ｅｓ間に
配置すること、電極３の放電面積と電極６の放電面積と
の比を調節することでも、同様の効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はグロー放電方法及び装置
に関し、特に基体の表面上への薄膜の堆積または基体表
面の食刻を行うことのできるグロー放電方法及び装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】グロー放電により薄膜形成を行う方法で
あるプラズマＣＶＤ法は他の常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ
法等に比べ、低温処理、量産性に優れ、良好な膜質を有
するので、例えば半導体装置の保護膜、層間絶縁膜、太
陽電池の感光層、ＴＦＴ液晶ディスプレイのゲート絶縁
膜、保護膜もしくはアクティプ層、画像形成装置の感光
層、食品包装フィルムのガスバリヤー、自動車材料の軽
量化材料等の広範囲の技術分野で薄膜形成方法として良
く用いられている。

【０００３】従来知られているプラズマ処理（薄膜形成
あるいは食刻）装置には誘導コイル型とコンデンサ結合
型があったが、プラズマ処理の均一性等の性能面から、
主にコンデンサ結合型が利用されてきた。このコンデン
サ結合型プラズマ処理装置は、具体的にはシリコン化合
物等の反応ガスを真空容器内に入れ平行平板型の電極間
に高周波電界をかけて、反応ガスにプラズマ放電を生じ
させながら電極上の基体に薄膜を堆積または食刻させる
ものである。

【０００４】ところが、この装置は処理部分と高エネル
ギー・イオン等を多く含むと思われるプラズマの生成部
分が分離されていないので、プラズマにより基体に損傷
を起こし、この損傷が最近の高性能化した半導体デバイ
ス、液晶ディスプレイ等の信頼性を低下させるという問
題がある。

【０００５】そこで、前記方法の改良方法として、強電
界領域のほかに弱電界領域を形成したグロー放電による
薄膜形成方法が提案された。この方法は特公昭６３−５
６６９９号公報等に記載されている方法に相当するが、
当該方法は図８に示すように、基体３１を二つの電極３
２、３３（電極３３はガス噴出用透孔３４を備えてい
る）のうちのカソード電極３２の表面に配置して電極間
に直流または交流を加えると、電極３２、３３間の強電
界領域Ｅｓによりグロー放電が発生し、弱電界領域Ｅｗ
部分にとって電極間隔が大き過ぎる場合であっても、ガ
スの圧力が適当な値に調整されれば、その弱電界領域Ｅ
ｗの全てに延在するようにグロー放電領域が広がり、し
たがって、ガスの圧力が適当な値に調整されれば、非一
様な弱電界領域Ｅｗにおいても基体３１の上に一様に薄
膜を堆積させることができる。

【０００６】これにより、高エネルギーイオンを多く含
むグロー放電部Ｅｓから離れた位置にある基体３１周囲
の弱電界領域Ｅｗでの薄膜形成が可能となり、プラズマ
・ダメージの少ない膜を基体３１上に一様に堆積させる
ことができるというものである。

【０００７】ところが、図８に示すような前記強電界領
域Ｅｓと弱電界領域Ｅｗを形成するグロー放電方法は、
例えば堆積速度が数十Å／分であるように、処理速度が
遅いという問題があった。さらに、この方法は非一様な
弱電界領域Ｅｗでの処理のため、今後予想されるプラズ
マ処理基体の大型化に対応できる均一な処理が期待でき
ない問題がある。

【０００８】一方、ガス圧調節して高真空にしていけ
ば、大面積の基体上でも均一な成膜（エッチング）が可
能となるが、高真空条件では高エネルギー・イオンの影
響が大きくなり、かつ成膜（エッチング）速度も低下す
るという問題がある。

【０００９】また、プラズマ処理速度を向上させるた
め、基体に対して平行方向に磁界をかける方法が特開昭
６１−９５７７号公報に開示されている。しかしなが
ら、この方法においては、大きな均一磁場を得ることが
困難であるため、プラズマ処理基体の大型化には対応が
難しい面が予想される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的は
プラズマ損傷を少なくし、広い面積にわたって、均一
に、かつ高速にプラズマ処理を行うことができるグロー
放電方法および装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成によって達成される。すなわち、ガス状物質のグロ
ー放電により基体上に薄膜を堆積または食刻させるグロ
ー放電方法において、前記基体上の薄膜を堆積または食
刻させる前記基体表面上に非一様に延在する弱電界領域
および前記基体からより離れた強電界領域を与えるグロ
ー放電用の電界を確立する工程と、該非一様な弱電界領
域が一様になるように該基体外端と強電界領域間の距離
を調整することによって、前記グロー放電が前記弱電界
領域内で安定し、かつ前記基体上に前記弱電界領域の一
様な堆積あるいは食刻が生じる工程とを有するグロー放
電方法、または、基体が二つの電極のうち第一電極の上
に配置され、グロー放電を確立するために前記二つの電
極間に電界が設けられ、ガス状物質のグロー放電により
基体上に薄膜を堆積あるいは食刻させるグロー放電装置
において、前記電界が第一電極上の前記基体表面上に一
様に延在する弱電界領域および第一電極上の前記基体か
らより離れた強電界領域とを有するように構成され、前
記グロー放電電界が安定し、かつ前記基体上に前記弱電
界領域からの一様な堆積あるいは食刻を生じさせるため
に、互いに関連して形成され、かつ配置されるように前
記二つの電極を設けたグロー放電装置である。

【００１２】本発明において、絶縁体は図７に示すよう
に基体が電極上に複数個配置される場合には基体間に配
置するケース（図７の（ロ）領域）、基体外端と強電界
領域の間に配置するケース（図７の（イ）領域）または
絶縁体は基体表面を除く全領域に配置するケース（図７
の基体部分のみを除き、（イ）、（ロ）を含む領域）が
あるが、少なくとも前記基体外端と強電界領域間に配置
する（図７の（イ）領域）。

【００１３】また、絶縁体が配置される弱電界領域にあ
る基体の外端と強電界領域間距離を大きくするにつれ
て、薄膜の膜厚分布は改善されるが、薄膜の堆積速度ま
たは食刻速度が低下していく。したがって、前記基体の
外端と強電界領域間距離は工業的にはある所定値内にあ
ることが好ましい。その所定値とは５〜１５０ｍｍ、好
ましくは２０〜１００ｍｍであることが好ましいことが
実験的に確認された。

【００１４】また、前記二つの電極の間隔も、その距離
を長くするにつれて薄膜の膜厚分布と薄膜の堆積速度ま
たは食刻速度が共に低下していき、また、距離が短くな
り過ぎるとスパークの発生等の異常放電が発生する。そ
の間隔は工業的にはある所定範囲内にあることが好まし
い。その所定値とは３〜６０ｍｍ、さらに好ましくは５
〜２５ｍｍであることが実験的に確認された。

【００１５】また、本発明のグロー放電装置において、
前記二つの電極の放電面積比（第二電極の放電面積／基
体の配置される第一電極の放電面積）が小さくなるにつ
れて薄膜の堆積速度または食刻速度が低下していく。ま
た、工業的にはコンパクトな電極構造が望まれるので、
前記二つの電極の放電面積比はある所定範囲内にあるこ
とが好ましい。その所定値とは０．１〜１０、さらに好
ましくは０．１〜５であることが実験的に確認された。

【００１６】本発明において、グロー放電のための二つ
の電極を電気的にフローティングな状態に配置すれば、
グロー放電反応容器内壁との間に放電が起こりにくくな
り、プラズマ（パーティクル）が拡散しにくくなること
が実験で確認された。また、グロー放電の真空度を高め
ることにより薄膜の膜厚分布を改善することができる。
本発明のグロー放電装置に用いる絶縁体の材質は、例え
ば石英、ホウ酸ガラス（パイレックス、コーニング社商
標）、アルミナまたは炭化ケイ素等から選択される。す
なわち、本発明のグロー放電装置の構成は、真空容器内
に設けられている絶縁性支持台；絶縁性支持台に支持さ
れて、基体を支持する第１の電極；絶縁性支持台上にあ
って、第１の電極との距離が３〜６０ｍｍになるよう
に、かつ、第１の電極を取り囲むように形成された第２
の電極；基体と対向するように、真空容器の上部に取り
付けられたガス導入口；ガス導入口とガス導入管を介し
て連結されているマスフローコントローラー；および、
真空容器の外部に設けられている真空ポンプとから成
り、第１と第２の電極は、基体表面上に一様に延在する
弱電界領域および基体より離れて存在する強電界領域と
から成るグロー放電電界を形成し、グロー放電電界が安
定し、かつ、基体上に弱電界領域からの一様な堆積ある
いは食刻を生じるように、互いに関連して形成され、か
つ、配置されている。

【００１７】本発明のグロー放電装置において、絶縁性
支持台の形状は、特に限定はされないが、例えば、円柱
状、多角柱状であることが一般的である。また、絶縁性
支持台は内部に間隙を有する筒状であっても良く、筒状
の場合には、支持台頂部が内側に向かったフランジ状形
状であると第１の電極を好適に支持することが可能とな
る。また、本発明のグロー放電装置において、少なくと
も基体外端と強電界領域間、好ましくは基体外端と強電
界領域間であって絶縁性支持台上に絶縁体を配置する
と、さらに、弱電界領域を一様にすることができるので
好適である。本発明のグロー放電装置において、絶縁体
は、基体外端と強電界領域間の絶縁性支持台上に配置さ
れるように、ドーナツ型の形状であることが特に好まし
い。なお、本発明において、グロー放電によるプラズマ
反応の反応生成物が揮発性の場合には食刻となり、不揮
発性の場合には薄膜堆積となる。また、有機化合物の表
面改良やプラズマ酸化等の表面処理も本発明で言う堆積
に含まれる。シリコン窒化膜（ガスとしてはＳｉＨ₄、
ＮＨ₃とＨｅ）、シリコン酸化膜（ガスとしては例え
ば、ＳｉＨ₄とＮ₂ＯまたはＳｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄（ＴＥＯ
Ｓ）とＯ₂など）、シリコン酸化窒化膜（ガスとしては
例えば、ＳｉＨ₄、Ｎ₂ＯとＮＨ₃）、ａ−Ｓｉ（ガスと
しては例えばＳｉＨ₄）などがその例である。また、本
発明の食刻には、例えばフォトレジストのアッシャーに
は酸素ガスを用い、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜の
エッチングには四フッ化炭素（ＣＦ₄）ガスと酸素ガス
の混合ガス等を使用する。

【００１８】また、グロー放電を発生する高周波電源と
してさらに高い周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）を採
用すれば、堆積した膜のストレスを小さくできるので用
途に応じて、高周波電源の周波数を高くしたり、通常の
周波数（例えば、数ＫＨｚから１ＭＨｚ望ましくは数十
ＫＨｚから数百ＫＨｚ）と高い周波数（例えば１ＭＨｚ
以上）の２系統以上にしたりして膜質の改善を行うこと
も本発明に含まれるものである。なお、基体の形状はい
かなるものでもよいが、目的により円盤状（ウエハ
ー）、多角形状（太陽電池）とすることができる。

【００１９】

【作用】グロー放電装置内に導入されたガス状物質はグ
ロー放電発生部である強電界領域でグロー放電を開始
し、成膜部である弱電界領域内にある基体上で成膜され
る。このとき、基体外端と強電界領域間の距離を大きく
することにより、非一様な弱電界領域中のほぼ一様な電
界領域のみを利用できるため、膜厚分布が均一になるも
のと考えられる。さらに、絶縁体を配置することにより
基体周囲の成膜を抑え、その分基体の成膜を増加させる
ため、また、強電界領域からの影響も少なくできるため
（おそらく基体上の弱電界領域の電界分布が一様になる
ため）、処理速度が増加し、かつ、一定の圧力で成膜に
よる薄膜の膜厚分布が均一になるものと考えられる。

【００２０】したがって、基体上の弱電界領域での電界
分布が一様になるように、台座兼用電極の表面を絶縁体
でコーティングすることも望ましいものである。このと
き、両電極間隔あるいは二つの電極の放電面積比を調整
することで薄膜の堆積速度または食刻速度を変えること
ができる。

【００２１】さらに、基体が配置される第一の電極とも
う一方の第二の電極をフローティング状態にして、グロ
ー放電することにより、グロー放電が反応容器内の内壁
等に広がらないため、パーティクルの発生および反応装
置の壁面等の不要部分への膜の付着がなくなり、その
分、反応装置のクリーニングが容易となる。

【００２２】

【実施例】本発明を図面を用いて実施例によりさらに詳
細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以
下の実施例に限定されるものではない。実施例１図１に本実施例のグロー放電装置１を示す。真空容器２
内に基体載置台座兼用の電極３と絶縁性支持台５上の電
極６が設けられている。この電極３と電極６との間には
真空容器２の外部の電源７から高周波電力が供給され
る。また、電極３上の円盤状の基体８平面に対向する位
置には反応ガスのガス導入管９のガス導入口１０が設け
られている。このガス導入口１０にはマスフローコント
ローラ（ＭＦ）１２を介して各種ソースガスが供給され
る。またＴＥＯＳなどの液体ソースの場合は気化器１１
とマスフローコントローラ（ＭＦ）１２を介して供給さ
れる。また、真空容器２内はバタフライバルブ１３を介
して真空ポンプ１４で所望の真空度に維持される。ま
た、基体８の温度は電極３に埋め込まれた内蔵抵抗ヒー
タ１５により最適な温度に加熱される。エッチング時に
は必要に応じて最適な温度になる様に冷却機構を設けら
れる。

【００２３】また、内蔵抵抗ヒータ１５は温度制御器１
６により温度制御がされる。そして、電極３上の基体８
に隣接する位置であって、基体８の外端と強電界領域Ｅ
ｓの間に幅（Ｌｓ）２４ｍｍのディスク状の絶縁体１７
を配置する。

【００２４】ここでは基体８とガス導入口１０との間の
距離は５０ｍｍとした。本実施例では基体８として８イ
ンチシリコンウエハーを用い、該基体８上にシリコン窒
化膜を堆積させるために、反応ガスとしてＳｉＨ₄とＮ
Ｈ₃を用い、希釈ガスとしてＨｅを用いた。

【００２５】このグロー放電装置１を用いて本実施例で
は次のようにしてシリコン窒化膜を基体８上に堆積させ
た。まず、基体８の温度を電極３内に埋め込まれた抵抗
ヒータ１５により２５０℃に加熱しておき、真空容器２
内を真空ポンプ１４で減圧しながら、ＳｉＨ₄とＮＨ₃と
Ｈｅをそれぞれ１００ｃｃ／Ｍ、１リットル／Ｍ、５リ
ットル／Ｍの割合でガス導入口１０から導入して、真空
容器２内が１ｔｏｒｒに維持されるようにバタフライバ
ルブ１３で調整する。そして、真空容器２内に電源７か
ら電源周波数５０ｋＨｚ、４００Ｗの高周波電力が供給
されると強電界領域Ｅｓが図示のように電極３、６間に
形成され、また、弱電界領域Ｅｗも図示のように形成さ
れる。

【００２６】こうして、基体８上にはシリコン窒化膜が
堆積する。このシリコン窒化膜の堆積速度は４５０Å／
Ｍであった。そして得られたシリコン窒化膜の膜厚分布
は±１５％であった。なお、前記膜厚分布は薄膜の膜厚
を膜上の異なる５点で測定し、その最大値と最小値との
差を平均値の２倍の値で割って得られる値を用いた。

【００２７】比較例１図５（模式図）に示すように、絶縁体１７を用いないこ
と及び基体外端と強電界領域Ｅｓの距離を５ｍｍ未満と
することの他は実施例１と全く同一の方法でシリコン窒
化膜を基体８上に堆積させた。その結果、シリコン窒化
膜の堆積速度は４００Å／Ｍであった。得られたシリコ
ン窒化膜の膜厚分布は基体８の縁で悪かった。なお、本
比較例以降の実施例、比較例の図面は図１と同様な装置
を用いるが要部のみを図示した。

【００２８】実施例２本実施例では図２に示すように放電発生部である強電界
領域Ｅｓと基体８外端間の距離Ｌｓを変えて実施例１と
同様な条件でシリコン窒化膜の堆積をした。実施例１と
の違いは本実施例ではガス導入口１０はシャワー方式に
したことである。

【００２９】放電発生部である強電界領域Ｅｓと基体８
外端間の距離Ｌｓをそれぞれ２４ｍｍ、５２ｍｍ、８２
ｍｍと長くするにつれ、堆積される薄膜の膜厚分布は±
１０％、±６％、±４％と改善されることが分かった。
しかし、シリコン窒化膜の堆積速度は低下していった。
なお、ここで基体８とガス導入口１０との間の距離は３
５ｍｍで一定とした。

【００３０】以上の結果を表１に示す。（表１）基体外端と強電界堆積速度膜厚分布領域間距離（Ls）（mm）（Å／Ｍ）（％）２４２５０ ±１１５２２００ ±６８２１３０ ±４

【００３１】本実施例によれば、強電界領域Ｅｓと基体
８の外端間の距離Ｌｓは工業的には５〜１５０ｍｍ、好
ましくは２０〜１００ｍｍとする。

【００３２】実施例３本実施例では図３（模式図）に示すように、電極６と基
体載置台座兼用の電極３との間の距離Ｌを種々変えた他
は、実施例２と同一の装置（ただし、基体８とガス導入
口との間の距離は５０ｍｍ）でシリコン窒化膜の堆積を
した。その手順はソースガスとして、ＳｉＨ₄とＮＨ₃を
それぞれ１００ｃｃ／Ｍ、１リットル／Ｍの割合でガス
導入口１０から導入して、真空容器２内を０．８ｔｏｒ
ｒに維持されるように調整し、台座（電極）３を２５０
℃に調整した。そして、絶縁性支持台５上の電極６と台
座（電極）３との間に電源７から高周波電力（電源周波
数１２０ｋＨｚ、７００Ｗ）を印加し、グロー放電を発
生させ、基体８上にシリコン窒化膜を堆積させた。その
結果、放電発生部である強電界領域Ｅｓと基体外端間の
距離Ｌｓを４８ｍｍと一定とし、両電極３、６間の距離
Ｌを２ｍｍ、５ｍｍ、２８ｍｍと変化させた。その結
果、Ｌ＝２ｍｍでは電界の集中によるものと思われるス
パーク状の異常放電が発生したが、５ｍｍ、２８ｍｍで
は異常放電は見られず、距離Ｌを長くするにつれて、そ
れらの堆積速度と膜厚分布はそれぞれ１１００Å／Ｍ、
±４％から６８０Å／Ｍ、±９％と低下した。

【００３３】以上の結果を表２に示す。（表２）基体外端と強電界電極間距離堆積速度膜厚分布領域間距離（Ls）（L）（mm）（mm）（Å／Ｍ）（％）４８２８６８０ ±９４８５１１００ ±４４８２異常放電

【００３４】本実施例によれば、両電極３、６間の距離
Ｌは工業的には３〜６０ｍｍ、好ましくは５〜２５ｍｍ
とする。なお、本実施例では、例えばＨｅ等の希釈ガス
を使用しなくても十分な堆積速度と膜厚分布が得られる
ため、ガス系の増設が不要であり、ランニングコストも
低減でき、希釈ガスを用いない工業的に有利なプロセス
となる。

【００３５】実施例４本実施例では図４（模式図）に示すように、実施例３と
同一の装置で電極３の放電面積は一定にしたまま、電極
６の幅Ｗを変えることで電極６の放電面積を種々のもの
に変えシリコン窒化膜の堆積をした。ソースガスとし
て、ＳｉＨ_４とＮＨ_３をそれぞれ１００ｃｃ／Ｍ、１リ
ットル／Ｍの割合でガス導入口１０から導入して、真空
容器２内を０．８ｔｏｒｒに維持されるように調整し、
台座（電極）３を２５０℃に調整した。そして、絶縁性
支持台５上の電極６と台座（電極）３との間に電源７か
ら高周波電力（電源周波数１２０ｋＨｚ、７００Ｗ）を
印加し、グロー放電を発生させ、基体８上にシリコン窒
化膜を堆積させた。

【００３６】その結果、放電発生部（強電界領域）Ｅｓ
と基体８の外端間の距離Ｌｓを４８ｍｍ、両電極３、６
間の距離Ｌを５ｍｍと一定にし、電極６の幅Ｗを１５ｍ
ｍ（放電面積１４０ｃｍ^２）から２８ｍｍ（放電面積２
３０ｃｍ^２）、６８ｍｍ（放電面積６４０ｃｍ^２）に変
えたところ、シリコン窒化膜の堆積速度はそれぞれ６５
０Å／Ｍから１１００Å／Ｍ、１２００Å／Ｍに改善さ
れた。なお、このときの台座（電極）３の放電面積は３
１４ｃｍ^２で一定としている。また膜厚分布はそれぞれ
±５％、±４％、±４％であった。

【００３７】以上の結果を表３に示す。（表３）距離Ｌｓ電極間距離電極幅電極放電面積比堆積速度膜厚分布（mm）（L）（mm）（W）（mm）（Å／M）（％）４８５１５０．４６５０ ±５４８５２８０．７１１００ ±４４８５６８２．０１２００ ±４

【００３８】前記電極６の幅Ｗが小さすぎると堆積速度
の低下が顕著であり、また工業的にはコンパクトな電極
構造が求められるため前記幅Ｗは５〜１００ｍｍ、好ま
しくは２５〜６０ｍｍである。放電面積で言えば、電極
６の放電面積／電極３の放電面積の面積比を０．１〜１
０、さらに、好ましくは０．１〜５にする。

【００３９】比較例２本比較例では図６（模式図）に示すように図１のアース
されている真空容器２内の電極６をアースした状態で実
施例２と同様にシリコン窒化膜を基体８上に堆積した。
この結果、真空反応装置の内壁と電極との間での放電が
起き易くなり、プラズマの拡散が見られた。

【００４０】一方、二つの電極３、６をフローティング
状態でグロー放電することにより、グロー放電が反応容
器内の内壁等に広がらないため、パーティクルの発生が
抑えられクリーニングも容易となる。

【００４１】上記本発明の実施例での成膜は基体上の弱
電界領域での電界強度が実質的に一様になるため、均一
大面積の処理が可能であり、また、弱電界領域Ｅｗの高
エネルギー・イオン等の少ないプラズマで行えるのでプ
ラズマ・ダメージの少ない成膜が得られる特徴を持つ。
上記実施例では成膜の場合について説明したが、本発明
はプラズマエッチングアッシャーなどにも適用できる。

【００４２】実施例５図１に示す装置において、本実施例では基体８として、
シリコン窒化膜およびシリコン酸化膜をそれぞれ被膜し
たシリコンウエハーを用いて、シリコン窒化膜およびシ
リコン酸化膜のエッチングをＣＦ₄＋Ｏ₂（１２％）ガス
により行った。基体８の温度を約５０℃にして、真空容
器２内を真空ポンプ１４で減圧しながらＣＦ₄＋Ｏ₂（１
２％）ガスを１．５リットル／分の割合でガス導入口１
０から導入して、真空容器２内を０．５ｔｏｒｒに維持
されるようにバタフライバルブ１３で調整する。そし
て、真空容器２内に電源７から電源周波数５０ｋＨｚ、
５００Ｗを印加した結果、シリコン窒化膜で２８００Å
／分、シリコン酸化膜で１４０Å／分のエッチング速度
が得られた。

【００４３】本発明のグロー放電装置は広範囲の技術分
野で利用できるが、例えば半導体の保護膜（Ｓｉ₃Ｎ₄）
または層間絶縁膜（ＳｉＯ₂）、太陽電池の感光層（ア
モルファスシリコン）、ＴＦＴ液晶ディスプレイのゲー
ト絶縁膜（ＳｉＯ₂）または保護膜（Ｓｉ₃Ｎ₄）または
アクティブ層（アモルファスシリコン）、画像形成装置
の感光ドラムの感光層（アモルファスシリコン）、食品
包装材料であるＰＥＴボトル、ＰＥＴフィルムのガスバ
リヤー（ＳｉＯ₂）、自動車材料の軽量化材料として窓
・ヘッドライトのコーティング（ＳｉＯ₂とポリカーボ
ネートの複合被覆材料）または断熱コーティング（Ｔｉ
Ｏ₂、ＳｉＯ₂およびプラスチックフィルムの複合材料）
に用いられるシリコン、シリコン酸化膜、シリコン窒化
膜等の薄膜形成、フォトレジストのアッシャー等の食刻
用に使用できる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、実質的に基体上の弱電
界領域での電界分布を一様にでき、さらに、絶縁体の配
置によりプラズマ処理速度を増加することができ、か
つ、圧力を下げないで（一定の圧力で）均一な処理（＝
膜厚分布の均一性）が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のグロー放電のための装置
の概略図である。

【図２】本発明の実施例２のグロー放電のための装置
の概略図である。

【図３】本発明の実施例３のグロー放電のための装置
の概略図である。

【図４】本発明の実施例４のグロー放電のための装置
の概略図である。

【図５】本発明の比較例１のグロー放電のための装置
の概略図である。

【図６】本発明の比較例２のグロー放電のための装置
の概略図である。

【図７】本発明における絶縁体と基体の配置関係の一
例を示す上面図である。

【図８】従来のグロー放電のための装置の概略図であ
る。

【符号の説明】

１…グロー放電装置、２…真空容器、３…台座兼用電
極、５…絶縁性支持台、６…電極、７…電源、８…基
体、９…ガス導入管、１０…ガス導入口、１７…絶縁体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス状物質のグロー放電により基体上に
薄膜を堆積または食刻させるグロー放電方法において、前記基体上の薄膜を堆積または食刻させる前記基体表面
上に非一様に延在する弱電界領域および前記基体からよ
り離れた強電界領域を与えるグロー放電用の電界を確立
する工程と、該非一様な弱電界領域が一様になるように
該基体外端と強電界領域間の距離を調整することによっ
て、前記グロー放電が前記弱電界領域内で安定し、かつ
前記基体上に前記弱電界領域の一様な堆積あるいは食刻
が生じる工程とを有することを特徴とするグロー放電方
法。
【請求項２】絶縁体を少なくとも前記基体外端と強電
界領域間に配置することを特徴とする請求項１記載のグ
ロー放電方法。
【請求項３】グロー放電が電気的にフローティングな
状態で確立されることを特徴とする請求項１または請求
項２記載のグロー放電方法。
【請求項４】基体が二つの電極のうち第一電極の上に
配置され、グロー放電を確立するために前記二つの電極
間に電界が設けられ、ガス状物質のグロー放電により基
体上に薄膜を堆積あるいは食刻させるグロー放電装置に
おいて、前記電界が第一電極上の前記基体表面上に一様に延在す
る弱電界領域および第一電極上の前記基体からより離れ
た強電界領域とを有するように構成され、前記グロー放
電電界が安定し、かつ前記基体上に前記弱電界領域から
の一様な堆積あるいは食刻を生じさせるために、互いに
関連して形成され、かつ配置されるように前記二つの電
極を設けたことを特徴とするグロー放電装置。
【請求項５】絶縁体を少なくとも前記基体外端と強電
界領域間に設けたことを特徴とする請求項４記載のグロ
ー放電装置。
【請求項６】グロー放電のための前記二つの電極が電
気的にフローティングな状態で配置されることを特徴と
する請求項４または請求項５記載のグロー放電装置。