JPS6058617A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
- Publication number
- JPS6058617A JPS6058617A JP58167754A JP16775483A JPS6058617A JP S6058617 A JPS6058617 A JP S6058617A JP 58167754 A JP58167754 A JP 58167754A JP 16775483 A JP16775483 A JP 16775483A JP S6058617 A JPS6058617 A JP S6058617A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- high frequency
- plasma
- outside
- sample
- processing apparatus
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
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- 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
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32458—Vessel
- H01J37/32522—Temperature
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、反応容器外部に、プラズマの発生源である電
極、コイルを有し、電極、コイル材料からのガス放出や
汚染を防止すると共に多量のプラズマ処理が可能な量産
性の高いバッチ式プラズマ処理装置に関する。
極、コイルを有し、電極、コイル材料からのガス放出や
汚染を防止すると共に多量のプラズマ処理が可能な量産
性の高いバッチ式プラズマ処理装置に関する。
近年、化学気相反応を用いた固相膜の生成技術はＯＶＤ
、ｉ；よばれ、中でも減圧容器中でガス種の非平衡プラ
ズマを作り、分解化成物の気相中あるいは、基板上での
化学反応によって固相膜を析出するプラズマＯＶＤ技術
は、大面積の基板に低コストで良質の非晶質膜が低温で
形成できるため、半導体工Ｏ製造プロセスにおける素子
保護膜、太陽電池、簿膜トランジスターを用いたディス
プレイ等に応用されている。プラズマ処理装置には対向
電極を有する容量結合型とコイルを有する誘導結合型の
２種類があり、特に前者の容量結合型プラズマ０ＶＤ装
置は、大面積が容易であり、量産性にすぐれた方式であ
る。
、ｉ；よばれ、中でも減圧容器中でガス種の非平衡プラ
ズマを作り、分解化成物の気相中あるいは、基板上での
化学反応によって固相膜を析出するプラズマＯＶＤ技術
は、大面積の基板に低コストで良質の非晶質膜が低温で
形成できるため、半導体工Ｏ製造プロセスにおける素子
保護膜、太陽電池、簿膜トランジスターを用いたディス
プレイ等に応用されている。プラズマ処理装置には対向
電極を有する容量結合型とコイルを有する誘導結合型の
２種類があり、特に前者の容量結合型プラズマ０ＶＤ装
置は、大面積が容易であり、量産性にすぐれた方式であ
る。
第１図は、典型的な容置結合型プラズマ０ＶＤ装置の概
略図である。反応ガスに水素および、窒素を用いた水素
プラズマ処理を例にあげて詳細に説明する。
略図である。反応ガスに水素および、窒素を用いた水素
プラズマ処理を例にあげて詳細に説明する。
流量計１．流量計盤バルブ２により、水素ガスの流量を
調整し、流量計１′ 、流量調整パルプ２′により窒素
ガス流量を調整し、両ガスを同比率で混合したのち、反
応容器３にガスを導入する。反応容器６内は、ロータリ
ーポンプ４により排気が行なわれ、減圧状態（０，２〜
Ｚ Ｏｔｏｒｒ ） が保持されている。試料の基板５
は、加熱ヒーター６を内蔵した下側アノード電極７上に
セットされ、上側の対向電極であるカソード電極８との
間に高周波電源９により高周波が印加され、放電によっ
て水素プラズマが発生する。水素プラズマ処理の目的は
、絶縁物基板あるいは、酸化膜で表面が被ふくされたシ
リコンウェハー上に積層された多結晶シリコン薄膜にお
いて、結晶粒界に存在しているシリコン原子の未結合手
によりできた欠陥準位密度を水素原子の拡散により減少
させ、電気的特性を改善することである。第１図は、試
料を下側に配置する平行平板の容量結合型プラズマ０Ｖ
Ｄ装置であるが上下を反転して上側に試料をセットする
タイプのものや、反応容器の外に新たにロードロックの
予備排気室及び、試料がセットされるステージに搬送機
構を有したインライン式の量産機も見られる。いずれに
せよ、第１図のタイプのものは、加熱機構を反応容器内
に備えているのが特徴である。
調整し、流量計１′ 、流量調整パルプ２′により窒素
ガス流量を調整し、両ガスを同比率で混合したのち、反
応容器３にガスを導入する。反応容器６内は、ロータリ
ーポンプ４により排気が行なわれ、減圧状態（０，２〜
Ｚ Ｏｔｏｒｒ ） が保持されている。試料の基板５
は、加熱ヒーター６を内蔵した下側アノード電極７上に
セットされ、上側の対向電極であるカソード電極８との
間に高周波電源９により高周波が印加され、放電によっ
て水素プラズマが発生する。水素プラズマ処理の目的は
、絶縁物基板あるいは、酸化膜で表面が被ふくされたシ
リコンウェハー上に積層された多結晶シリコン薄膜にお
いて、結晶粒界に存在しているシリコン原子の未結合手
によりできた欠陥準位密度を水素原子の拡散により減少
させ、電気的特性を改善することである。第１図は、試
料を下側に配置する平行平板の容量結合型プラズマ０Ｖ
Ｄ装置であるが上下を反転して上側に試料をセットする
タイプのものや、反応容器の外に新たにロードロックの
予備排気室及び、試料がセットされるステージに搬送機
構を有したインライン式の量産機も見られる。いずれに
せよ、第１図のタイプのものは、加熱機構を反応容器内
に備えているのが特徴である。
第２図も、容量結合型のプラズマＣＶＤ装置の概略図で
あるが、加熱機構を反応容器外に備えている点が第１図
のものとは大いに異なる。反応容器５は反応石英チュー
ブ３′ででき、加熱ヒーター６は円筒の炉に組みこまれ
ているため第１図のものに比べ、温度制御が簡単である
。また、反応石英チー−プロ′の中には、石英で絶縁さ
れたダラファイトのスラブ１０が挿入されており両面（
外側のみ片面）に試料がセットできる。このプラズマ装
置は高周波パワーを各々スラブに交互に供給する多極容
量結合方式を採用したバッチ式タイプの量産機である。
あるが、加熱機構を反応容器外に備えている点が第１図
のものとは大いに異なる。反応容器５は反応石英チュー
ブ３′ででき、加熱ヒーター６は円筒の炉に組みこまれ
ているため第１図のものに比べ、温度制御が簡単である
。また、反応石英チー−プロ′の中には、石英で絶縁さ
れたダラファイトのスラブ１０が挿入されており両面（
外側のみ片面）に試料がセットできる。このプラズマ装
置は高周波パワーを各々スラブに交互に供給する多極容
量結合方式を採用したバッチ式タイプの量産機である。
第１図、第２図に見られる従来の装置の大きな問題とし
て、電極２反応容器の材料からの汚染があげられる。プ
ラズマ条件が、比較的低温（〜３００℃以下）でパワー
密度の低いような非晶質シリコン９酸化シリコン膜の積
層においてはあまり問題とならないが、水素プラズマ処
理のように比較的高温（５００℃〜５００℃）で高パワ
ー密度を必要とする場合においては、電極材料であるス
テンレス合金から主成分原子がスパッターされる等大き
な汚染及び素子破壊を起こすことがある。
て、電極２反応容器の材料からの汚染があげられる。プ
ラズマ条件が、比較的低温（〜３００℃以下）でパワー
密度の低いような非晶質シリコン９酸化シリコン膜の積
層においてはあまり問題とならないが、水素プラズマ処
理のように比較的高温（５００℃〜５００℃）で高パワ
ー密度を必要とする場合においては、電極材料であるス
テンレス合金から主成分原子がスパッターされる等大き
な汚染及び素子破壊を起こすことがある。
第２図は、反応容器に石英のチューブ、電極材料にカー
ボンを使う等、第１図に比べると汚染に対しては工夫が
施されているが、反応容器内で、電極と外部端子との接
点に金属を使用せざるをえずまだ不十分である。また、
第１図、負）２図タイプの装置は、高周波電界が試料面
に垂直であるため、大１ｍ積の電極で高パワー密度を得
るには、面積に比例して、大容量の高周波電源が必要で
ある。
ボンを使う等、第１図に比べると汚染に対しては工夫が
施されているが、反応容器内で、電極と外部端子との接
点に金属を使用せざるをえずまだ不十分である。また、
第１図、負）２図タイプの装置は、高周波電界が試料面
に垂直であるため、大１ｍ積の電極で高パワー密度を得
るには、面積に比例して、大容量の高周波電源が必要で
ある。
本発明はかかる欠点を除去したもので、その目的は、反
応容器外に電極等を配置することで汚染を防止すること
、温度制御が簡易であること、同容量の高周波電源で単
位面積当りの実効パワー密度を高めることである。
応容器外に電極等を配置することで汚染を防止すること
、温度制御が簡易であること、同容量の高周波電源で単
位面積当りの実効パワー密度を高めることである。
以下実施例に基づいて本発明の詳細な説明する実施例１
゜ 高周波室イ！（を反応石英チー−プロ′の外に備えた容
量結合型のプラズマＣＶＤ装置の概略図である。試料５
は石英ボード１１上で試料面を反応ガスの流れる方向に
垂直でかつ、高周波電源による電界に平行にしてセット
されている。１対の高周波対向電極１２に高周波電源９
により反応石英チューブ６′の外側から高周波を印加し
、プラズマを発生させる。高周波対向電極１２の外測に
加熱ヒーターが円筒形の炉として備えられ、試料５を含
む石英チューブ全体を加熱している。本装置では高周波
対向電極による汚染は全くなく、加熱機構はｎζ１便で
、かなり高温でのプラズマ処理も可能である。また、第
２図のものに比べ、電極ｍ１積が著しく減少し、同容量
の高周波パワーを用いても実効的な単位面積当りのパワ
ー密度を上げることができる。
゜ 高周波室イ！（を反応石英チー−プロ′の外に備えた容
量結合型のプラズマＣＶＤ装置の概略図である。試料５
は石英ボード１１上で試料面を反応ガスの流れる方向に
垂直でかつ、高周波電源による電界に平行にしてセット
されている。１対の高周波対向電極１２に高周波電源９
により反応石英チューブ６′の外側から高周波を印加し
、プラズマを発生させる。高周波対向電極１２の外測に
加熱ヒーターが円筒形の炉として備えられ、試料５を含
む石英チューブ全体を加熱している。本装置では高周波
対向電極による汚染は全くなく、加熱機構はｎζ１便で
、かなり高温でのプラズマ処理も可能である。また、第
２図のものに比べ、電極ｍ１積が著しく減少し、同容量
の高周波パワーを用いても実効的な単位面積当りのパワ
ー密度を上げることができる。
実施例Ｚ
高周波コイルを反応石英チー−プロ′の外に備えた誘導
結合型のプラズマＣＶＤ装置の概略図である。実施例１
の高周波対向電極１２を高周波コイル１３にかえた点が
異なる。一般に誘導結合型の方が容量結合型に比ベプラ
ズマ密度が集中的に強まる傾向があり、水素プラズマ処
理のようにプラズマ密度を高める必要があるプロセスで
は、有効である。
結合型のプラズマＣＶＤ装置の概略図である。実施例１
の高周波対向電極１２を高周波コイル１３にかえた点が
異なる。一般に誘導結合型の方が容量結合型に比ベプラ
ズマ密度が集中的に強まる傾向があり、水素プラズマ処
理のようにプラズマ密度を高める必要があるプロセスで
は、有効である。
以上のように本発明は、反応容器外に高周波電極、高周
波コイルを配置することで、電極、コイル材料からのガ
ス放出や汚染を防止し、温度制御がかなり高温まで簡単
に行え、プラズマ密度の高い処理が容易にできるという
効果を有するものである。
波コイルを配置することで、電極、コイル材料からのガ
ス放出や汚染を防止し、温度制御がかなり高温まで簡単
に行え、プラズマ密度の高い処理が容易にできるという
効果を有するものである。
第１図、第２図は従来の容量結合型プラズマＣＶＤ装置
の概略図及び、多極容量結合型プラズマＣＶＤ装置の概
略図である。 第３図（α）（Ａ）、第４図（α）（ｂ）は、本発明に
よる実施例であり高周波電極を反応石英チー−プ外に備
えた容量結合型プラズマＣＶＤ装置の概略図及び、高周
波コイルを反応石英チーーブ外に備えた誘導結合型プラ
ズマＣＶＤ装置の概略図である。 １．１′・・・・・・流量計 ２．２′・・・・・・流量調整パルプ ６・・・・・・・・・反応容器 ３′・・・・・・反応石英チューブ ４・・・・・・・・・ロータリーポンプ５・・・・・・
・・・基 板 ６・・・・・・・・・加熱ヒーター ７・・・・・・・・・アノード電極 ８・・・・・・・・・カソード電極 ９・・・・・・・・・高周波電源 １０・・・・・・グラファイトスラブ １１・・・・・・石英ボード １２・・・・・・高周波対向電極 １３・・・・・・高周波コイル
の概略図及び、多極容量結合型プラズマＣＶＤ装置の概
略図である。 第３図（α）（Ａ）、第４図（α）（ｂ）は、本発明に
よる実施例であり高周波電極を反応石英チー−プ外に備
えた容量結合型プラズマＣＶＤ装置の概略図及び、高周
波コイルを反応石英チーーブ外に備えた誘導結合型プラ
ズマＣＶＤ装置の概略図である。 １．１′・・・・・・流量計 ２．２′・・・・・・流量調整パルプ ６・・・・・・・・・反応容器 ３′・・・・・・反応石英チューブ ４・・・・・・・・・ロータリーポンプ５・・・・・・
・・・基 板 ６・・・・・・・・・加熱ヒーター ７・・・・・・・・・アノード電極 ８・・・・・・・・・カソード電極 ９・・・・・・・・・高周波電源 １０・・・・・・グラファイトスラブ １１・・・・・・石英ボード １２・・・・・・高周波対向電極 １３・・・・・・高周波コイル
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 減圧反応容器内で高周波により反応ガスのプラズ
マを発生するプラズマ処理装置において、減圧反応容器
の外部に、プラズマ発生機構及び加熱機構を備え、反応
ガスに垂直に複数の試料を配置することを特徴とするプ
ラズマ処理装置。 ２、 プラズマ発生機構が、高周波対向電極を有する容
量結晶型の特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理装
置。 ６、 プラズマ発生機構が、高周波コイルを有する誘導
結合型の特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58167754A JPS6058617A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58167754A JPS6058617A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6058617A true JPS6058617A (ja) | 1985-04-04 |
Family
ID=15855474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58167754A Pending JPS6058617A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6058617A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5664441A (en) * | 1979-10-30 | 1981-06-01 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Manufacture of semiconductor device |
| JPS5710937A (en) * | 1980-06-25 | 1982-01-20 | Mitsubishi Electric Corp | Plasma gaseous phase growth device |
-
1983
- 1983-09-12 JP JP58167754A patent/JPS6058617A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5664441A (en) * | 1979-10-30 | 1981-06-01 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Manufacture of semiconductor device |
| JPS5710937A (en) * | 1980-06-25 | 1982-01-20 | Mitsubishi Electric Corp | Plasma gaseous phase growth device |
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