TWI414628B - 電漿處理裝置及電漿ｃｖｄ成膜方法 - Google Patents

電漿處理裝置及電漿ｃｖｄ成膜方法 Download PDF

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Koji Kamesaki
Masashi Kikuchi
Yosuke Jimbo
Kenji Eto
Shin Asari
Hiroto Uchida
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Ulvac Inc
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Description

電漿處理裝置及電漿CVD成膜方法
本發明係關於一種電漿處理裝置及電漿CVD成膜方法。
先前以來，眾所周知有使用電漿分解原料氣體並於例如基板之被成膜面形成薄膜的電漿處理裝置。於該電漿處理裝置中，例如藉由具有複數個噴出口之簇射板，將腔室內之空間分為配置基板之成膜空間(反應室)、與導入有原料氣體之氣體導入空間。又，腔室上連接有高頻率電源，且簇射板作為陰極電極而發揮作用。導入至氣體導入空間之氣體係自簇射板之各噴出口均一向成膜空間噴出。此時，於成膜空間內產生原料氣體之電漿，藉由電漿而分解之原料氣體到達至基板之被成膜面，從而於基板上形成所期望之膜。
關於此種氣體導入空間，已揭示有如下技術，其係於簇射板與氣體導入口之間設置氣體分散板，並於氣體分散板與簇射板之間形成氣體分散空間。於該技術中，嘗試藉由形成氣體分散空間，而使原料氣體自簇射板整體更均一地噴出。此種技術揭示於例如日本專利特開2002-280377號公報中。
然而，於藉由上述電漿處理裝置而處理之基板為LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)用基板之情形時，可將氣體導入空間與成膜空間之壓力差設定為較大。因此，可自簇射板整體均一地噴出原料氣體。
與此相對，於藉由上述電漿處理裝置而處理之基板例如為太陽電池用基板之情形時，與處理LCD用基板之情形相比，氣體導入空間與成膜空間之壓力差較小。因此，難以自簇射板整體均一地噴出原料氣體。
即，於在太陽電池用基板上形成μc-Si(微晶矽)層之情形時，自生產性之觀點考慮，必需使成膜速度高速化。為了如此使成膜速度變為高速，有效的是縮短彼此對向之電極間之距離(窄間距)而進行高壓枯竭法。
當利用高壓枯竭法於太陽電池用基板上進行成膜時，與在LCD用基板上形成膜之情形相比，成膜空間內之壓力亦變高。
然而，於上述先前技術中，氣體分散板僅將原料氣體向簇射板整體均一地噴出，而難以利用該氣體分散板增大氣體導入空間之壓力與成膜空間之壓力的壓力差。
因此，當利用窄間距之高壓枯竭法進行基板之處理時，會存在難以於基板上均一形成膜之問題。
又，亦考慮將簇射板上所形成之噴出口之孔徑設定得較小，而增大氣體導入空間之壓力與成膜空間之壓力之壓力差。然而，於此情形時，會存在難以對具有較小孔徑之噴出口進行加工、且製造成本增加之問題。
進而，亦考慮使簇射板之噴出口之數量減少，而增大氣體導入空間之壓力與成膜空間之壓力之壓力差。然而，於此情形時，會存在彼此鄰接之噴出口之間的間隔變大，從而難以向基板整體均一地供給原料氣體之問題。
又，亦考慮增加氣體導入口之數量而向簇射板整體均一地供給原料氣體。然而，於此情形時，用於加工陰極電極之步驟數增加，從而生產性降低。又，存在伴隨氣體導入口之數量之增加而陰極電極之機械強度降低之問題。除此之外，亦存在向各氣體導入口均一地供給原料氣體之氣體供給系統之數量增加，從而生產成本增大之問題。
本發明係提供一種電漿處理裝置，其於使用窄間距之高壓枯竭法進行基板之處理之情形時，可抑制製造成本之增大，且可容易並有效地於基板上均一地形成膜，且可充分確保電極強度。
為解決上述課題，本發明之第1態樣之電漿處理裝置包括：處理室，其係包含腔室、具有氣體導入口之電極凸緣、及由上述腔室及上述電極凸緣所夾持之絕緣凸緣，且包含反應室；支持部，其係收容於上述反應室內，載置有具有處理面之基板，且控制上述基板之溫度；簇射板，其係收容於上述反應室內，以與上述處理面對向之方式配置，且向上述基板供給處理氣體；壓力調整板，其係將設置於上述電極凸緣與上述簇射板之間之空間分為形成於上述氣體導入口側之第一空間、與形成於上述簇射板側之第二空間；以及電壓施加部，其係將電壓施加於上述簇射板與上述支持部之間，並生成上述處理氣體之電漿；且上述基板與上述簇射板之距離為3mm以上、10mm以下。
根據該構成，可將形成於氣體導入口側之第一空間之壓力、與形成於簇射板側之第二空間之壓力之壓力差設定得較大。
因此，即使簇射板兩側之空間之壓力差，即第二空間之壓力與反應室之壓力之壓力差相對較小，結果亦可將第一空間與反應室之壓力差設定得較大。
因此，可將處理氣體均一地供給至反應室內，可抑制製造成本之增大，且可容易並有效地於基板上均一地形成膜。
又，因無需設置複數個氣體導入口，故而於可充分確保電極凸緣之強度之同時可使生產性提高，且可抑制製造成本。
本發明之第1態樣之電漿處理裝置中，於以A表示上述簇射板之電導、以B表示上述壓力調整板之電導時，上述簇射板及上述壓力調整板宜以滿足
0.05≦(B/A)≦0.2
之方式而形成。
此處，電導係指處理氣體通過形成於各板之氣體噴出口時所產生的流路電阻。
即，根據電導之大小，決定壓力調整板兩側之空間之壓力差、及簇射板兩側之空間之壓力差。
因此，即使第二空間之壓力與反應室之壓力之壓力差相對較小，亦可確實地將第一空間之壓力與第二空間之壓力之壓力差設定得較大。因此，能夠自簇射板向反應室內更確實地均一供給處理氣體。因此，能夠於基板之處理面上更確實形成品質穩定之膜。
為解決上述課題，本發明之第2態樣之電漿CVD成膜方法為：準備壓力調整板與簇射板，將基板與上述簇射板之距離設定為3mm以上、10mm以下，使處理氣體通過上述壓力調整板後通過上述簇射板，並將上述處理氣體供給至上述基板與上述簇射板之間之空間，而使上述基板與上述簇射板之間產生電漿，從而於上述基板上形成膜。
於此種方法中，可抑制製造成本之增大，且可容易並有效地於基板上均一地形成膜。
於本發明之第2態樣之電漿CVD成膜方法中，上述壓力調整板之上游與下游之壓力差宜大於上述簇射板之上游與下游之壓力差。
於此種方法中，即使簇射板之上游與下游之壓力差相對較小，但因壓力調整板之上游與下游之壓力差相對較大，故能夠確實地自簇射板向反應室內均一地供給處理氣體。
於本發明之第2態樣之電漿CVD成膜方法中，上述處理氣體宜包含矽化合物及氫，藉由使供給至上述基板上之上述氫之量多於供給至上述基板上之上述矽化合物之量而供給處理氣體，而於上述基板上形成包含微晶矽之膜。
於此種方法中，可適當地形成包含微晶矽之膜。
於本發明之第2態樣之電漿CVD成膜方法中，宜藉由對上述簇射板施加27.12MHz之高頻電壓而使上述電漿產生。
於此種方法中，能夠於基板上形成品質穩定之膜。
根據本發明，於使用窄間距之高壓枯竭法進行基板之處理之情形時，可將形成於氣體導入口側之第一空間之壓力與形成於簇射板側之第二空間之壓力的壓力差設定得較大。
因此，即使於簇射板兩側第二空間之壓力與反應室之壓力之壓力差相對較小，亦可將第一空間與反應室之壓力差設定得較大。
因此，能夠將處理氣體均一地供給至反應室，可抑制製造成本之增大，且可容易並有效率地於基板上均一地形成膜。
又，因為無需設置複數個氣體導入口，故於可充分確保電極凸緣之強度之同時可使生產性提高，且可抑制製造成本。
以下，根據圖式說明本發明之電漿處理裝置之實施形態。
又，於用於以下之說明之各圖中，為達到於圖式上可識別各構成要素之程度之大小，而適當地使各構成要素之尺寸及比率與實際情況不同。
又，於本實施形態中，對使用電漿CVD法之成膜裝置進行說明。
圖1係表示本實施形態中之電漿處理裝置1之構成的概略剖面圖。
如圖1所示，電漿處理裝置1包括具有反應室即成膜空間2a之處理室101。處理室101包括真空腔室2、電極凸緣4及絕緣凸緣81。絕緣凸緣81係由真空腔室2及電極凸緣4所夾持。
於真空腔室2之底部11形成有開口部。於該開口部中插通有支柱25，且支柱25配置於真空腔室2之下部。於支柱25之前端(真空腔室2內)連接有板狀加熱器15(支持部，第二電極部)。又，真空腔室2上連接有排氣管27。於排氣管27之前端設置有真空泵28。真空泵28進行減壓使得真空腔室2內成為真空狀態。
又，支柱25連接於設置在真空腔室2之外部之升降機構(未圖示)，且於基板10之鉛垂方向上可上下移動。即，連接於支柱25之前端之加熱器15係構成為在上下方向上可升降。又，於真空腔室2之外部以覆蓋支柱25之外周之方式設置有風箱(未圖示)。
電極凸緣4包含上壁41及周壁43。電極凸緣4以開口部於基板10之鉛垂方向上位於下方之方式而配置。又，電極凸緣4之開口部安裝有簇射板5(第一電極部)。藉此，於電極凸緣4與簇射板5之間形成空間24。
又，電極凸緣4包含與簇射板5對向之上壁41。上壁41上設置有氣體導入口42。
又，在設置於處理室101之外部之處理氣體供給部21與氣體導入口42之間，設置有氣體導入管7。氣體導入管7之一端連接於氣體導入口42，另一端連接處理氣體供給部21。經由氣體導入管7，自處理氣體供給部21向空間24供給處理氣體。即，空間24作為導入有處理氣體之氣體導入空間而發揮作用。
電極凸緣4與簇射板5分別包含導電材料，且電極凸緣4係電性連接於設置在處理室101之外部之RF(Radio Frequency，射頻)電源9(高頻率電源，電壓施加部)。即，電極凸緣4及簇射板5作為陰極電極71而構成。於簇射板5上形成有複數個氣體噴出口6(第二氣體噴出口)。導入至空間24內之處理氣體自氣體噴出口6向真空腔室2內之成膜空間2a噴出。
此處，於電極凸緣4之周壁43上，於上壁41與簇射板5之間設置有壓力調整板51。藉由該壓力調整板51，將空間24分為形成於氣體導入口42側之第一空間24a與形成於簇射板5側之第二空間24b。
壓力調整板51係與電極凸緣4同樣地由導電材料而形成為板狀。於壓力調整板51上形成有複數個氣體噴出口61(第一氣體噴出口)。
即，自處理氣體供給部21經由氣體導入管7及氣體導入口42而導入至第一空間24a的處理氣體，係經由壓力調整板51之氣體噴出口61向第二空間24b噴出。其後，第二空間24b內之處理氣體係經由簇射板5之氣體噴出口6向真空腔室2內噴出。
因此，第一空間24a為壓力調整板51之上游側之空間，第二空間24b為壓力調整板51之下游側之空間。
又，第二空間24b為簇射板5之上游側之空間，而真空腔室2內為簇射板5之下游側之空間。
又，因於第一空間24a與第二空間24b之間設置有壓力調整板51，於第二空間24b與真空腔室2內之成膜空間2a之間設置有簇射板5，故而第二空間24b之壓力低於第一空間24a之壓力，且成膜空間2a之壓力Pe低於第二空間24b之壓力。即，壓力自上游側朝向下游側而逐漸變低。
此處，當將使第二空間24b與成膜空間2a之間產生壓力差之簇射板5之電導表示為A，將使第一空間24a與第二空間24b之間產生壓力差之壓力調整板51之電導表示為B時，本實施形態之簇射板5及壓力調整板51係以滿足
0.05≦(B/A)≦0.2…(1)
之方式而形成。
更具體而言，壓力調整板51及簇射板5各自之電導可根據氣體噴出口6、61所形成之個數，氣體噴出口6、61之孔徑，及氣體噴出口6、61之孔深，即各板5及51之厚度而決定。
又，一般而言，眾所周知藉由流量Q除以壓力差ΔP而求出電導C。此處，壓力差ΔP係表示兩個空間之壓力差。
因此，若以P1表示第一空間24a之壓力，以P2表示第二空間24b之壓力，以Pe表示成膜空間2a之壓力，則如下之等式成立。
Q=B(P1-P2)=A(P2-Pe)
再者，因流量Q為固定，故而根據第一空間24a、第二空間24b及成膜空間2a之壓力可求出上述電導A及B。
進而，因以滿足式(1)之方式形成簇射板5及壓力調整板51，故而壓力調整板51之電導B為簇射板5之電導A之5%以上且20%以下。
因此，例如形成於壓力調整板51之氣體噴出口61之個數被設定為少於形成於簇射板5之氣體噴出口6之個數(詳細情況後述)。
藉由如此形成簇射板5及壓力調整板51，可增大第一空間24a之壓力P1與第二空間24b之壓力P2之壓力差。例如，於將第一空間24a之壓力設定為1680(pa)時，可將第二空間24b之壓力設定為812(Pa)左右。
因此，即使第二空間24b與成膜空間2a之壓力Pe之壓力差相對較小，結果亦可將第一空間24a之壓力P1與成膜空間2a之壓力Pe之壓力差設定得較大。因此，能夠向成膜空間2a均一地供給處理氣體。
其次，對電導B未滿電導A之5%之情形(0.05＞(B/A))進行說明。例如，若壓力調整板51之氣體噴出口61之直徑被設定為0.5mm，則為了獲得具有0.05＞(B/A)之條件之電導而必需使氣體噴出口61之個數明顯減少。因此，氣體噴出口61之各個所流動之處理氣體的流速明顯變大，結果要依賴於以此方式所形成之氣體噴出口61，從而難以均一地供給處理氣體。
其次，對電導B超過電導A之20%之情形((B/A)＞0.2)進行說明。為獲得具有此種條件之電導而必需使氣體噴出口61之個數增加。於此情形時，壓力調整板51之壓力調整之效果減少，結果第一空間24a與第二空間24b之壓力差變小，從而難以進行均一地供給處理氣體之操作。
根據上述理由，於本實施形態中，壓力調整板51之電導B被設定為簇射板5之電導A之5%以上且20%以下。
又，於真空腔室2之成膜空間2a上連接有與氣體導入管7不同之氣體導入管8。
氣體導入管8上設置有氟氣體供給部22及自由基源23。
自由基源23分解自氟氣體供給部22所供給之氟氣體。氣體導入管8將分解氟氣體所獲得之氟自由基，供給至真空腔室2內之成膜空間2a。
加熱器15係表面平坦形成之板狀構件。基板10係載置於加熱器15之上表面。加熱器15作為接地電極、即陽極電極72而發揮作用。因此，加熱器15包含具有導電性之例如鋁合金。若基板10配置於加熱器15上，則基板10與簇射板5彼此接近且處於平行位置。更具體而言，基板10之處理面10a與簇射板5之間之距離(間距)G1被設定為3mm以上、10mm以下之窄間距。
再者，於距離G1小於3mm之情形時，當將形成於簇射板5之氣體噴出口6之最小(極限)孔徑設定為0.3mm時，形成於基板10之處理面10a之膜之品質有受到簇射板5之氣體噴出口6的孔徑之影響之虞。又，於距離G1大於10mm之情形時，有成膜時產生粉末之虞。
若在加熱器15上配置有基板10之狀態下，使處理氣體自氣體噴出口6噴出，則處理氣體會被供給至基板10之處理面10a上之空間。
又，於加熱器15之內部設置有加熱線16。藉由加熱線16將加熱器15之溫度調整至特定之溫度。加熱線16自加熱器15之鉛垂方向所觀察到的加熱器15之大致中央部之背面17突出。加熱線16係插通至加熱器15之大致中央部所形成之貫通孔18及支柱25之內部，且被導向真空腔室2之外部。
而且，加熱線16於真空腔室2之外部與電源(未圖示)連接，以調節加熱器15之溫度。
進而，於加熱器15之外周緣，以連接加熱器15及真空腔室2之間之方式而大致等間隔地配設有複數條地線30。地線30例如包含鎳系合金或鋁合金等。
其次，根據圖2，對使用電漿處理裝置1於基板10之處理面10a形成膜之情形時的作用進行說明。
首先，使用真空泵28將真空腔室2內減壓。
於真空腔室2內維持為真空之狀態下，將基板10搬入至真空腔室2內之成膜空間2a，並載置於加熱器15上。
此處，於載置基板10之前，加熱器15位於真空腔室2內之下方。即，於搬入基板10之前，因加熱器15與簇射板5之間隔變大，故而可使用機械臂(未圖示)容易地將基板10載置於加熱器15上。
當將基板10載置於加熱器15上後，升降機構(未圖示)起動，支柱25被向上方推壓，從而載置於加熱器15上之基板10亦向上方移動。藉此，以為了適當地進行成膜而形成所需間隔之方式，將簇射板5與基板10之間隔決定為所期望之值，並維持該間隔。此處，將簇射板5與基板10之間隔保持為適合在基板10上形成膜之距離。具體而言，基板10之處理面10a與簇射板5之間之距離G1被設定為3mm以上、10mm以下之窄間距。
之後，將處理氣體自處理氣體供給部21並經由氣體導入管7及氣體導入口42而導入至第一空間24a。第一空間24a中充滿了處理氣體，從而處理氣體經由壓力調整板51之氣體噴出口61而被供給至第二空間24b。
此時，第二空間24b之壓力P2與第一空間24a之壓力P1相比，藉由壓力調整板51之電導B而減少。
繼而，第二空間24b中充滿了處理氣體，從而處理氣體經由簇射板5之氣體噴出口6而被供給至真空腔室2內之成膜空間2a。
此時，成膜空間2a之壓力Pe藉由簇射板5之電導A而減少。
如上所述，壓力調整板51之電導B及簇射板5之電導A以滿足式(1)之方式而設定。因此，第一空間24a之壓力P1與第二空間24b之壓力P2之差相對變大，真空腔室2內之成膜空間2a之壓力Pe與第二空間24b之壓力P2之差相對減小。因此，如此壓力P1與壓力P2之壓力差較大，因而經由壓力調整板51而供給至第二空間24b之處理氣體整體被均一地噴出。另一方面，於成膜空間2a及第二空間24b中，壓力P2與壓力Pe之壓力差較小，但自壓力調整板51均一地供給處理氣體，因此可自簇射板5朝向成膜空間2a均一地供給處理氣體。
其次，起動RF電源9對電極凸緣4施加高頻電壓。
此時，電極凸緣4隔著絕緣凸緣81而與真空腔室2電性絕緣。又，真空腔室2接地。
於此種構造中，簇射板5與加熱器15之間被施加有高頻電壓而產生放電，從而在設置於電極凸緣4之簇射板5與基板10之處理面10a之間產生電漿。
於如此產生之電漿內處理氣體得到分解，從而獲得電漿狀態之處理氣體，且於基板10之處理面10a發生氣相成長反應，從而薄膜於處理面10a上成膜。
再者，高頻電壓係經由電極凸緣4之外表面而傳達至簇射板5，因此並無壓力調整板51被施加高頻電壓之虞。
又，若將如上述成膜步驟重複幾次，則因成膜材料會附著於真空腔室2之內壁面33等上，而使真空腔室2內要定期進行清洗。於清洗步驟中，自氟氣體供給部22所供給之氟氣體藉由自由基源23而分解，並產生氟自由基，從而氟自由基經由連接於真空腔室2之氣體導入管8而被供給至真空腔室2內。如此藉由向真空腔室2內之成膜空間2a供給氟自由基，會發生化學反應，從而配置於成膜空間2a之周圍之構件或真空腔室2之內壁面上所附著之附著物得以除去。
(實施例)
其次，根據圖1、圖3~圖6，具體地表示並說明本發明之實施例。再者，本發明並非限定於以下所說明之實施例。
圖3係表示簇射板5之氣體噴出口6及壓力調整板51之氣體噴出口61之孔徑(mm)、孔深(mm)、及孔距(mm)之表格。圖4係表示構成電漿處理裝置1之零件之尺寸及運轉條件之表格。圖5係表示於藉由高壓枯竭法而在基板10之處理面10a形成μc-Si(微晶矽)膜之情形時的第一空間24a、第二空間24b及成膜空間2a之壓力(Pa)的表格。
圖6係對根據實施例之條件而形成於基板10之處理面10a之膜厚分布(實施例)，與使用先前之電漿處理裝置所獲得之膜厚分布(比較例)，即，使用未設置有壓力調整板51之電漿處理裝置而形成於基板10之處理面10a之膜厚分布進行比較的表格。
此處，膜厚分布係指基板10上所形成之膜厚之均一性(thickness uniformity)。
如圖3所示，於本實施例之簇射板5中，將氣體噴出口6之孔徑設定為0.7±0.01mm，孔深設定為10mm，孔距設定為10mm×10mm。於本實施例之壓力調整板51中，將氣體噴出口61之孔徑設定為0.5±0.05mm，孔深設定為10mm，孔距設定為20mm×20mm。
藉此，簇射板5之電導A與壓力調整板51之電導B之關係滿足上述式(1)。
又，如圖1、圖4所示，將電極尺寸之面積，即與基板10對向之簇射板5之區域之長度方向的長度L1設定為1,600mm，且將寬度方向之長度設定為1,300mm。進而，將基座尺寸(面積)，即作為陽極電極72之加熱器15上載置基板10之區域之長度方向的長度L2設定為1,700mm，且將寬度方向之長度設定為1,400mm。又，將RF電源9設定為RF頻率為27.12MHz，且RF功率密度設定為1.2W/cm2 。又，將基板10之處理面10a與簇射板5之間之距離G1設定為10mm。
又，以成膜空間2a之壓力達到700Pa之方式於基板10之處理面10a形成μc-Si膜。
再者，關於自處理氣體供給部21導入至第一空間24a之處理氣體之種類及流量，係使用1.5(slm)之SiH4 (單矽烷)及45(slm)之H2 (氫)。
於此種條件下，如圖5所示，第一空間24a之壓力P1為1680(Pa)。又，第二空間24b之壓力P2為812(Pa)。進而，成膜空間2a之壓力Pe為700(Pa)。
此處，可確認第一空間24a之壓力P1與第二空間24b之壓力P2之壓力差藉由壓力調整板51而變大。又，可確認與該壓力差相比，第二空間24b之壓力P2與成膜空間2a之壓力Pe之壓力差變小。
而且，若於基板10之處理面10a上形成μc-Si膜，則如圖6所示，獲得本實施例之膜厚分布為9.5%之結果。
另一方面，如圖6所示，當使用先前之電漿處理裝置而獲得，即，未設置壓力調整板51而藉由高壓枯竭法於基板10之處理面10a上形成μc-Si膜時，得到膜厚分布為45%左右之結果。
即，如本實施形態，可藉由設置壓力調整板51，而確認能夠提高膜厚分布。再者，較理想的是膜厚分布為15%以下。
因此，根據上述實施形態，當使用窄間距之高壓枯竭法進行基板10之處理時，藉由使用壓力調整板51將電極凸緣4與簇射板5之間所形成的空間24分成第一空間24a及第二空間24b，從而可將兩空間24a、24b之壓力差設定得較大。
因此，即使於簇射板5之兩側所形成之第二空間24b之壓力P2與成膜空間2a之壓力Pe之壓力差相對較小，亦可向成膜空間2a均一地供給處理氣體。因此，可抑制製造成本之增大，且可容易並有效地於基板10上均一地形成膜。
又，因無需設置複數個氣體導入口42，故可充分確保包含簇射板5之陰極電極71(電極凸緣4)之強度。又，可提高生產性，且可抑制製造成本。
又，當以A表示簇射板5之電導、以B表示壓力調整板51之電導時，簇射板5及壓力調整板51以分別滿足
0.05≦(B/A)≦0.2…(2)
之方式而形成。
因此，即使第二空間24b之壓力P2與成膜空間2a之壓力Pe之壓力差相對較小，亦可確實將第一空間24a與第二空間24b之壓力差設定得較大。
因此，可更確實地使氣體自簇射板5均一地噴出，從而可於基板10之處理面10a上形成品質穩定之膜。
再者，本發明之技術範圍並非限定於上述實施形態，於不脫離本發明之宗旨之範圍內可添加各種變更。即，本實施形態中所述之具體材料或構成等為本發明之一例，可適當變更。
上述實施形態中，已對處理氣體自處理氣體供給部21而被導入至第一空間24a，且該處理氣體經由壓力調整板51被供給至第二空間24b之構造進行說明。
然而，並不限於該構造，亦可於第一空間24a內之氣體導入口42之附近設置遮蔽板。該遮蔽板使自氣體導入口42所供給之處理氣體均一地分散至第一空間24a。藉由設置該遮蔽板，能夠自簇射板5向成膜空間2a更均一地供給處理氣體。
進而，上述實施例中，已對電漿處理裝置1中使用SiH4 及H2 之混合氣體作為處理氣體，並於基板10之處理面10a上形成μc-Si膜之情形進行了說明。然而，並不限於此種膜種，亦可利用電漿處理裝置1形成a-Si(非晶矽)、SiO2 (氧化膜)、SiN(氮化膜)及SiC(碳化膜)。又，亦可將上述電漿處理裝置1適用於進行蝕刻處理以代替於基板10形成所期望之膜之成膜處理的電漿處理裝置。於此情形時，根據各自之處理條件適當地變更處理氣體之種類或流量。
於上述實施例中，已對使用SiH4 (單矽烷)及H2 (氫)之混合氣體作為處理氣體之例進行了詳細說明，但並不僅限定於SiH4 ，於使用矽化合物之情形時亦可獲得本發明之作用‧效果。
作為矽化合物，除SiH4 之外可列舉Si2 H6 (二矽烷)等。
於上述實施形態及實施例中，已對成膜空間2a之壓力Pe為700(Pa)之情形進行了說明，但成膜空間2a之壓力Pe可根據處理條件而適當地設定。例如，成膜空間2a之壓力Pe亦可設定為700(Pa)以上或700(Pa)以下之壓力。於此情形時，例如，藉由控制自處理氣體供給部21所供給之處理氣體之流量，或利用真空泵28與真空腔室2之間所設置之壓力控制部(未圖示)適當地控制排氣速度，而設定成膜空間2a之壓力Pe。
如以上之詳細敍述，本發明係用於電漿處理裝置，其係於使用窄間距之高壓枯竭法進行基板之處理之情形時，可抑制製造成本之增大，且容易並有效地於基板上均一地形成膜，且可充分確保電極強度。
1．．．電漿處理裝置
2．．．真空腔室(腔室)
2a．．．成膜空間(反應室)
4．．．電極凸緣
5．．．簇射板
6．．．氣體噴出口(第二氣體噴出口)
9．．．RF電源(電壓施加部)
10．．．基板
10a．．．處理面
15．．．加熱器(支持部)
24．．．空間
24a．．．第一空間
24b．．．第二空間
42．．．氣體導入口
51．．．壓力調整板
61．．．氣體噴出口(第一氣體噴出口)
71．．．陰極電極(第一電極部)
72．．．陽極電極(第二電極部)
81．．．絕緣凸緣
101．．．處理室
G1．．．距離
圖1係表示本發明之實施形態中之電漿處理裝置之構成的概略剖面圖；
圖2係用於說明本發明之實施形態中之電漿處理裝置之作用的圖；
圖3係表示本發明之實施形態中之簇射板及壓力板之氣體噴出口之孔尺寸的表格；
圖4係表示本發明之實施例中之電漿處理裝置之運轉條件之表格；
圖5係表示本發明之實施例中之第一空間、第二空間及成膜空間之壓力之表格；及
圖6係使用本發明之實施例之電漿處理裝置所獲得之膜厚分布、與使用先前之電漿處理裝置所獲得之膜厚分布之比較表。
1．．．電漿處理裝置
2．．．真空腔室(腔室)
2a．．．成膜空間(反應室)
4．．．電極凸緣
5．．．簇射板
6．．．氣體噴出口(第二氣體噴出口)
7、8．．．氣體導入管
9．．．RF電源(電壓施加部)
10．．．基板
10a．．．處理面
11．．．底部
15．．．加熱器(支持部)
16．．．加熱線
17．．．背面
18．．．貫通孔
21．．．處理氣體供給部
22．．．氟氣體供給部
23．．．自由基源
24．．．空間
24a．．．第一空間
24b．．．第二空間
25．．．支柱
27．．．排氣管
28．．．真空泵
30．．．地線
33．．．真空腔室2之內壁面
41．．．上壁
42．．．氣體導入口
43．．．周壁
51．．．壓力調整板
61．．．氣體噴出口(第一氣體噴出口)
71．．．陰極電極(第一電極部)
72．．．陽極電極(第二電極部)
81．．．絕緣凸緣
101．．．處理室
G1．．．距離
L1、L2．．．長度
P1、P2、Pe．．．壓力

Claims (6)

  1. 一種電漿處理裝置，其特徵在於包括：處理室，其係包含腔室、具有氣體導入口之電極凸緣、及由上述腔室及上述電極凸緣所夾持之絕緣凸緣，且包含反應室；支持部，其係收容於上述反應室內，載置有具有處理面之基板，且控制上述基板之溫度；簇射板，其係收容於上述反應室內，以與上述處理面對向之方式配置，且向上述基板供給處理氣體；壓力調整板，其係將設置於上述電極凸緣與上述簇射板之間之空間分為形成於上述氣體導入口側之第一空間、與形成於上述簇射板側之第二空間；以及電壓施加部，其係將電壓施加於上述簇射板與上述支持部之間，並生成上述處理氣體之電漿；且上述基板與上述簇射板之距離為3mm以上、10mm以下。
  2. 如請求項1之電漿處理裝置，其中於以A表示上述簇射板之電導、以B表示上述壓力調整板之電導時，上述簇射板及上述壓力調整板係以滿足0.05≦(B/A)≦0.2之方式而形成。
  3. 一種電漿CVD成膜方法，其特徵在於：準備壓力調整板與簇射板；將基板與上述簇射板之距離設定為3mm以上、10mm以下；使處理氣體通過上述壓力調整板後通過上述簇射板，並向上述基板與上述簇射板之間之空間供給上述處理氣體；使上述基板與上述簇射板之間產生電漿，並於上述基板上形成膜。
  4. 如請求項3之電漿CVD成膜方法，其中上述壓力調整板之上游與下游之壓力差係大於上述簇射板之上游與下游之壓力差。
  5. 如請求項3之電漿CVD成膜方法，其中上述處理氣體係包含矽化合物與氫；藉由使供給至上述基板上之上述氫之量多於供給至上述基板上之上述矽化合物之量而供給處理氣體，而於上述基板上形成包含微晶矽之膜。
  6. 如請求項3之電漿CVD成膜方法，其中藉由對上述簇射板施加27.12MHz之高頻電壓而使上述電漿產生。
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