TWI469695B - Plasma processing device - Google Patents

Description

電漿處理裝置

本發明，例如，係有關於在半導體元件、平面面板顯示器(FPD)、太陽電池等之製造時而使用電漿來在處理對象基板(基板)上形成膜之電漿成膜裝置者。

作為電漿處理裝置，例如，係週知有ECR電漿(電子迴旋共振式電漿)CVD裝置、或是ICP電漿(感應性耦合型電漿)裝置等。又，本申請人，係藉由專利文獻1，而在電漿CVD裝置中，提案有一種使對應於例如1m×1m左右之大面積基板上的成膜之電漿產生的天線陣列方式之電漿源。

在專利文獻1中，係揭示有一種電漿產生用天線，其係由將由表面被介電質所覆蓋之棒狀的導電體所成之複數的天線元件，交互使供電方向成為相反地而平行且平面狀的作配置之陣列天線所成。藉由使用此種電漿產生用天線，電磁波之空間分布係為均一，而能夠使高密度之電漿產生，就算是在1m×1m左右之大面積的基板上，亦能夠進行成膜。

以下，作為電漿處理裝置，針對採用先前技術之天線陣列方式的電漿CVD裝置作說明。

圖14，係為展示先前技術之電漿CVD裝置的構成之其中一例的概略圖。於同圖中所示之電漿CVD裝置70，係經由成膜容器(成膜處理室)12、和氣體供給部15、以及排氣部17所構成。在成膜容器12之內部，係從上壁側起朝向下壁側，而依序配設有：被開孔有特定口徑之複數之孔的噴淋頭29、和由棒狀之複數之天線元件26所成的天線陣列28、和內藏有加熱器30的基板平台32。成膜容器12與噴淋頭29，係被接地。

噴淋頭29，係為矩形之金屬製者，並在成膜容器12之上壁與天線陣列28之間，與基板平台32平行地而被安裝在成膜容器12之內壁面。複數之孔，沿著各個的天線元件26之長度方向，而被形成在各個的天線元件26之兩側(圖中左右)的位置處。從氣體供給部15而被供給至氣體擴散室47內之成膜氣體，係在氣體擴散室47內擴散，而後，經由被形成在噴淋頭29處之複數之孔，而被導入(供給)至成膜室48內。

天線元件26，係如同圖15之從上方俯視的平面圖中所示一般，為將由高頻電力之波長的(2n＋1)/4倍(n為0或是正整數)之長度的導電體所成的棒狀之單極天線(天線本體)39收容在由介電質所成之圓筒構件40中所成者。若是藉由高頻電力供給部34所產生之高頻電力經由分配器36而被作分配並經由各個的阻抗整合器38而被供給至各個的天線元件26處，則在天線元件26與接地之間係產生放電，並在天線元件26之周圍使電漿產生。

各個的天線元件26，係如同本申請人在專利文獻1中所提案者一般，在圖14中，以在與紙面垂直之方向上延伸的方式，而被安裝在被作了電性絕緣之成膜容器12的側壁處。各個的天線元件26，例如，係以約50mm之間隔而相互平行且相對於基板平台32之上面(基板42之載置面)而平行地被作配設，其之配列方向，亦為相對於基板平台32之上面而為平行。又，以使相鄰接之天線元件26間的供電位置成為相互對向之側壁的方式而被作配設。

基板平台32，係為較成膜容器12之內壁面更小之尺寸的矩形之金屬板。基板平台32，係經由未圖示之支持構件，而在成膜容器12內被作水平配設。

接著，針對電漿CVD裝置70之成膜時的動作作說明。

當在被載置於基板平台32上之基板42的表面形成例如SiO₂ 膜(絕緣膜)的情況時，係藉由排氣部17，而經由排氣孔25以及排氣管23來將成膜容器12內作真空抽氣，並設成特定之壓力。又，從高頻電力供給部34而來之高頻電力，係被供給至各個的天線元件26處，而在各個的天線元件26之周圍輻射出電磁波。進而，藉由加熱器30，基板平台32係被加熱至特定之溫度。

在此狀態下，作為成膜氣體，係從氣體供給部15而將氧氣以及TEOS(四乙氧基矽烷)氣體供給至成膜容器12之氣體擴散室內。成膜氣體，係在氣體擴散室47內擴散，並經由被形成在噴淋頭29處之複數之孔，而被導入至成膜室48內。成膜氣體，係藉由各個的天線元件26而被電離，並產生空間密度略均一之電漿。藉由此，在基板42之表面上係被形成SiO₂ 膜。

如此這般，若是天線陣列方式之電漿CVD裝置，則就算是1m×1m左右之大面積基板，亦由於能夠產生空間密度為略均一之電漿，因此，能夠在基板42上形成良質且膜厚略均一之SiO₂ 膜。

[專利文獻1]日本特開2003-86581號公報

在使用有電漿CVD法之SiO₂ 膜的成膜中，所產生之電漿的空間密度或是其之分布(均一性)，係與被堆積在基板上之SiO₂ 膜的膜質或膜厚之均一性有很深的相關，此事係為週知。藉由使用天線陣列方式之電漿源，能夠產生大面積、高密度且均一之電漿。但是，從今後起，係會更被要求有能夠產生更高密度且更為均一之電漿並形成良質且均一之膜的電漿處理裝置。

本發明之目的，係在於解決前述先前技術之問題點，並提供一種：能夠產生相較於先前技術而更加高密度且均一之電漿，並能夠使用此電漿而在基板上以良質來形成均一之膜的電漿處理裝置。

為了達成上述目的，本發明，係提供一種電漿處理裝置，其係為使用反應氣體來產生電漿，並使用此所產生之電漿而在基板上形成膜之電漿處理裝置，其特徵為，具備有；成膜容器，係被供給有反應氣體；和基板平台，係被配設在前述成膜容器內，並載置有前述基板；和天線陣列，係將以介電質而對導電體之天線本體作了被覆後的棒狀之複數的天線元件作平行配列所構成，相鄰接之2根的天線元件彼此，係存在有不相互接觸之間隔，且前述天線本體之半徑a與前述相鄰接之2根的天線元件的中心間之間隔r的比例，係為r/a≦11.6。

又，本發明，係提供一種電漿處理裝置，係為使用反應氣體來產生電漿，並使用此所產生之電漿而在基板上形成膜之電漿處理裝置，其特徵為，具備有；成膜容器，係被供給有反應氣體；和基板平台，係被配設在前述成膜容器內，並載置有前述基板；和天線陣列，係將以介電質而對導電體之天線本體作了被覆後的棒狀之複數的天線元件作平行配列所構成，相鄰接之2根的天線元件彼此，係存在有不相互接觸之間隔，且前述相鄰接之2根的天線元件的中心間之間隔r，係為r≦35mm。

又，本發明，係提供一種電漿處理裝置，係為使用反應氣體來產生電漿，並使用此所產生之電漿而在基板上形成膜之電漿處理裝置，其特徵為，具備有；成膜容器，係被供給有反應氣體；和基板平台，係被配設在前述成膜容器內，並載置有前述基板；和天線陣列，係將以介電質而對導電體之天線本體作了被覆後的棒狀之複數的天線元件作平行配列所構成，相鄰接之2根的天線元件的中心間之間隔，係被設定為在前述相鄰接之2根的天線元件間作放電並產生電漿之間隔。

於此，較理想，該當電漿處理裝置，係為一種：前述基板平台係被水平地配設在前述成膜容器之下壁側處，且前述天線陣列係被水平配設在前述成膜容器內之上壁側的電漿CVD裝置，並具備有：噴淋頭，係被水平配設在前述成膜容器之被供給有反應氣體的上壁以及前述天線陣列之間，並被開孔有複數之孔。

在本發明中，係藉由使天線元件間並不相互接觸，且以成為r/a≦11.6或是r≦35mm的方式來將天線元件作配列，而在相鄰接之2根的天線元件間作放電並產生電漿。此電漿，係具有在先前技術中所沒有的特徵，並為非常高密度且均一性亦為良好之電漿。故而，若藉由本發明，則藉由以天線間之放電所產生之電漿，能夠得到相較於先前技術而膜質與膜厚均一性更為良好之膜。

以下，根據在所添附之圖面中所展示的合適實施型態，來對本發明之電漿處理裝置作詳細說明。

圖1，係為對本發明之電漿處理裝置的構成作展示之其中一種實施型態的概略圖。同圖中所示之電漿處理裝置，係適用電漿CVD法，並使用成膜氣體(反應氣體)來產生電漿，而在處理對象基板(基板)上形成薄膜之電漿CVD裝置10。電漿CVD裝置10，係經由成膜容器12、和氣體供給部15、以及真空幫浦等之排氣部17而構成。

氣體供給部15，係經由供給管19，而被連接於被形成在成膜容器12的上壁處之供給孔21。氣體供給部15，係經由供給管19以及供給孔21，而在氣體擴散室47內，於垂直方向上供給例如氧氣以及TEOS氣體等之成膜氣體。

另一方面，排氣部17，係經由排氣管23，而被連接於被形成在成膜容器12之下壁處之排氣孔25。排氣部17，係經由排氣孔25以及排氣管23，而將被供給至成膜室48內之成膜氣體在垂直方向上作排氣。

圖示雖係省略，但是，在供給管19之途中，係被設置有對氣體供給部15與氣體擴散室47間之導通作控制的開閉閥(例如電磁閥)，在排氣管23之途中，係被設置有對排氣部17與成膜室48間之導通作控制的開閉閥。當從氣體供給部15而對成膜容器12之成膜室48內供給氣體的情況時，供給管19之開閉閥係被開放，並將被供給至成膜室48內之氣體作排氣。

成膜容器12，係為金屬製之中空箱形者。在成膜容器12之內部，係從上壁側起朝向下壁側而依序被配設有：被開孔了特定口徑的複數之孔的噴淋頭29、和由棒狀之複數之天線元件26所成之天線陣列28、和內藏有加熱器30之基板平台32。成膜容器12與噴淋頭29係被接地。成膜容器12之內部空間，係被分離成較噴淋頭29為更上側之氣體擴散室47、和下側之成膜室48。

噴淋頭29，例如，係為被開孔有特定口徑的複數之孔的矩形之金屬板。如圖1中所示一般，噴淋頭29，係在成膜容器12之上壁與天線陣列28之間，與基板平台32平行地，而被安裝在成膜容器12之內壁面處。被形成於噴淋頭29處的複數之孔，係在複數之天線元件26的各個之兩側(圖中左右)的位置處間歇地而沿著複數之天線元件26的各個之長度方向(圖1中之垂直於紙面的方向)來設置。

從氣體供給部15而被供給至氣體擴散室47內之成膜氣體，係在氣體擴散室47內擴散，而後，經由被形成於噴淋頭29處的複數之孔，而被導入(供給)至成膜室48內。

天線陣列28，係為使用成膜氣體而產生電漿者，圖1中，在成膜容器12的左右側壁之間，且在噴淋頭29與基板平台32之間，複數之天線元件26的配列方向，係以成為相對於基板平台32之上面(基板42之載置面)而平行的方式來作配設。各個的天線元件26，係被配置在與基板平台32之上面相平行的方向上，並以不會位在被形成於噴淋頭29處的複數之孔的正下方之方式，來在圖1中朝向成膜容器12的左右方向而偏移設置。

如圖2中之從上方視之的平面圖中所示一般，藉由高頻電力供給部34所產生之VHF帶(例如，80MHz)之高頻電力(高頻電流)，係藉由分配器36而被分配，並經由阻抗整合器38而被供給至各個的天線元件26處。阻抗整合器38，係與高頻電源供給部34所產生之高頻電力的頻率之調整而一同被使用，並對於左電漿的產生中之經由天線元件26之負載的變化所產生的阻抗之不整合作修正。

天線元件26，例如，係為將由銅、鋁、白金等之導電體所成的棒狀之單極天線(天線本體)39，收容在例如由石英或是陶瓷等之介電質所成的圓筒構件40中，而被構成。藉由將天線本體39以介電質來作覆蓋，作為天線之電容與阻抗係被作調整，而能夠沿著其之長度方向來將高頻電力有效率地作傳播，並從天線元件26來將電磁波有效率地輻射至周圍。

各個的天線元件26，在圖1中，係以在垂直於紙面之方向上延伸的方式，而被作電性絕緣並被安裝在成膜容器12的側壁處。又，各個的天線元件26，係使其中心間之距離成為特定之間隔、例如約20mm之間隔而被平行配設，而以使相鄰接之天線元件26間的給電位置相互成為相對向之側壁處的方式(使給電方向成為相互逆向的方式)而被配設。藉由此，電磁波係涵蓋複數之天線元件26之配列方向而均一地被形成。

天線元件26之長度方向的電場強度，係在高頻電力之供給端成為0，並在前端部(供給端之相反端)處成為最大。故而，以使相鄰接之天線元件26間的給電位置成為相互對向之側壁的方式來作配設，並在各個的天線元件26處，藉由相互從相反方向來供給高頻電力，而將從各個的天線元件26所輻射之電磁波合成並形成均一之電漿，而能夠形成膜厚為均一之膜。

天線元件26，係為本申請人在專利文獻1中所提案者。例如，天線本體39之直徑係為約6mm，而圓筒構件40之直徑係為約12mm。當成膜室12內之壓力係為20Pa左右的情況時，若是從高頻電力供給部34而供給約1500W之高頻電力，則當天線元件26之天線長度係成為高頻電力之波長的(2n＋1)/4倍(n係為0又或是正整數)的情況時，係產生駐波並共振，並在天線元件26之周圍產生電漿。

基板平台32，係為較成膜容器12之內壁面更小的尺寸的例如矩形之金屬板。基板平台32，係經由未圖示之支持構件，而被水平配設在成膜容器12內。

電漿CVD裝置10之成膜時的動作，由於係與圖14中所示之先前技術的電漿CVD裝置70之情況為相同，因此，係省略重複之說明。

於此，電漿CVD裝置10之特徵部分，係在於相鄰接之2根的天線元件26之中心間的間隔(天線間隔)。天線間隔，在圖14以及圖15所示之先前技術的電漿CVD裝置70中，係為約50mm，但是，在本實施形態之電漿CVD裝置10中，係如前述一般，而為約20mm。因此，若是同一面積，則相較於電漿CVD裝置70，電漿CVD裝置10之天線元件26的根數係為較多。

在先前技術之電漿CVD裝置70中，於成膜時，當對各個的天線元件26而供給高頻電力時，天線間隔，係被設定為在各個的天線元件26與接地之間而放電並產生電漿之間隔，例如係被設定為約50mm。於此情況，放電，係不會在相鄰接之2根的天線元件26之間產生，而會在各個的天線元件26與接地(被作了接地之成膜容器12乃至噴淋頭29)之間而產生。

另一方面，在本實施形態之電漿CVD裝置10中，於成膜時，當對各個的天線元件26而供給高頻電力時，天線間隔，係被設定為在相鄰接之2根的天線元件26之間而放電並產生電漿之間隔，例如係被設定為約20mm。於此情況，放電主要係在相鄰接之2根的天線元件26之間產生。當然，在各個的天線元件26與接地之間，亦多少會產生有放電。

在天線元件26之間作放電並產生電漿的間隔，係依存於天線元件26之構成或是成膜條件(處理條件)等之處理參數而改變。處理參數，例如，係為天線本體39之天線半徑(例如，1～6mm)以及天線長度(例如，384～931mm)、圓筒構件40之厚度(例如，1～3mm)、被供給至天線元件26處之高頻電力的功率(例如，每一根4～375W)、頻率(例如，50～390MHz)以及相位(同相乃至逆相)、成膜氣體種類(反應氣體種類，氧化乃至氮化氣體、惰性氣體等)、以及壓力(例如，5～200Pa)。

於此，在上述處理參數之範圍中，詳細雖係於後述，但是，天線間隔之上限係設為約35mm。若是將天線本體39之半徑設為a，將相鄰接之2根的天線元件26之中心間的間隔設為r，並將天線間隔之上限以兩者之比例r/a來表現，則係成為r/a=約11.6。另一方面，天線間隔之下限，係設為使相鄰接之2根的天線元件26彼此不會相接觸之間隔。處理參數，係只要天線間隔成為該上限與下限之範圍內，則能夠適宜地自由作決定。

以下，列舉出如圖11中所示一般之使用天線本體39之半徑a=3mm之天線元件26，並將天線間隔r設定為20mm、40mm、60mm，而進行了實驗的情況時之結果的例子，並繼續進行說明。

在本實施形態之電漿CVD裝置10中，作為上述處理參數，當設為天線本體39之天線半徑=3mm；天線長.度=384mm；圓筒構件40之厚度=2.5mm；被供給至天線元件26處之高頻電力的功率=160W；頻率=130MHz；相位=同相；成膜氣體種類=氬氣氣體、氮化氣體、TEOS/O2氣體；以及壓力=20Pa，並將天線間隔設定為20mm、40mm、60mm，而使電漿產生的情況時，係得知了：僅有當天線間隔為20mm的情況時，會在相鄰接之2根的天線元件26之間放電。亦即是，係得知了：當天線間隔為40mm、60mm(40mm)以上的情況時，則只會在天線元件26與接地之間作放電。

圖3～圖5，係分別展示有將天線間隔設定為20mm、40mm、60mm的情況時之天線元件週邊的發光(電漿所致之發光)的模樣。由此些之圖，可以得知，依據天線間隔，係成為60mm時之值＜40mm時之值＜20mm時之值的關係，而電漿所致之發光強度係變強。當20mm時，發光強度係顯著的為強，而能夠在視覺上確認到相鄰接之2根的天線元件26之間係產生放電。

以下，參考圖6～圖10，對於天線間隔、和電漿發光強度(相鄰接之2根的天線元件26間之中央的平均)、和電漿密度、和離子電流分布之不均一性、和絕緣膜之實效電荷密度、以及絕緣耐壓間之關係作說明。在此些之圖表中，橫軸係為天線間隔(mm)，縱軸係分別為電漿發光強度(任意單位)、電漿密度(cm^-3 )、離子電流分布之不均一性(±%)、實效電荷密度(cm^-2 )、絕緣膜之絕緣耐壓(MV/cm)。

於此，電漿發光強度，係藉由干涉濾波器來對於Ar原子之發光(波長750.4nm)作波長選擇，並藉由冷卻CCD(Charge Coupled Device：固體攝像元件)攝像機而檢測出來。又，電漿密度，係藉由電漿吸收探針來作計測，離子電流分布之不均一性，係藉由朗繆耳探針來作計測，而絕緣膜之實效電荷密度以及絕緣耐壓，係藉由水銀探針來作計測。

圖6，係為展示天線間隔與電漿發光強度(中央平均)之關係的圖表。此圖表，係設為高頻電力=160W、成膜容器12內之壓力=20Pa，而產生氟電漿，並對ArI(氬原子，波長=750.4nm)之亮線(bright line)作了觀測之結果。電漿發光強度，係如同在圖3～圖5中而作了視覺性確認一般，係成為60mm時之值＜40mm時之值＜20mm時之值的關係，而能夠得知，隨著天線間隔變得狹窄，電漿發光強度係變高。如同圖中之點線所示一般，相較於將天線間隔為40mm的情況時之電漿發光強度與60mm的情況時之電漿發光強度作了連結之直線的延長線上的電漿發光強度，天線間隔為20mm的情況時之電漿發光強度係成為特別的高。

圖7，係為展示天線間隔與電漿密度之關係的圖表。此圖表，係為在與圖6相同之條件下所產生之氟電漿的結果。電漿密度，係成為60mm時之值＜40mm時之值＜20mm時之值的關係，而能夠得知，隨著天線間隔變得狹窄，電漿密度係變高。相較於天線間隔為40mm與60mm的情況時之電漿密度，天線間隔為20mm的情況時(在天線間作放電的情況時)之電漿密度係成為特別的高

圖8，係為展示天線間隔與離子電流分布之不均一性之關係的圖表。此圖表，係為在與圖6相同之條件下所產生之氮電漿的結果。離子電流分布之不均一度，係成為20mm時之值＜40mm時之值＜60mm時之值的關係。離子電流分布，係為成為用以對電漿分布(均一性)作確認之其中一個的指標者，但是，此係亦隨著天線間隔變為狹窄而使不均一性變少。可以得知，當天線間隔為20mm的情況時，係成為最為均一。

圖9，係為展示天線間隔與絕緣膜之實效電荷密度之關係的圖表。此圖表，係在與圖6相同之條件下，將天線陣列28與基板42之間的距離設為=25mm，並作為成膜氣體而使用TEOS/O₂ 氣體=10/200sccm，而成膜了SiO₂ 絕緣膜後之結果。所成膜了的SiO₂ 絕緣膜之實效電荷密度，係成為20mm時之值＜40mm時之值＜60mm時之值的關係，而能夠得知，隨著天線間隔變得狹窄，絕緣膜之實效電荷密度係變少。可以得知，當天線間隔為20mm的情況時，係成為最少，而能夠得到良質之絕緣膜。

於此，圖12，係為展示電漿密度與絕緣膜之實效電荷密度之關係的圖表。此圖表之橫軸，係為電漿密度(cm^-3 )，縱軸係為實效電荷密度(cm^-2 )。可以得知，絕緣膜之實效電荷密度，在電漿密度超過約7.0×10⁹ cm^-3 的範圍處，係變得充分少。由此事，可以得知，在電漿密度超過約7.0×10⁹ cm^-3 的範圍處，於相鄰接之天線間係產生放電，因此，絕緣膜之實效電荷密度係變少。

圖10，係為展示天線間隔與絕緣膜之絕緣耐壓之關係的圖表。此圖表，係為在與圖9相同之條件下而成膜了SiO₂ 絕緣膜後的結果。所成膜了的SiO₂ 絕緣膜之絕緣耐壓，係成為60mm時之值＜20mm時之值＜40mm時之值的關係。雖然成為20mm時之值＜40mm時之值，但是此差異係為測定誤差，而可將兩者考慮為同等之值。當天線間隔為20mm的情況時，絕緣耐壓係成為充分的高，而可以得知，作為絕緣膜係形成了良質之膜。

於此，圖13，係為展示電漿密度與絕緣膜之絕緣耐壓之關係的圖表。此圖表之橫軸，係為電漿密度(cm^-3 )，縱軸係為絕緣膜之絕緣耐壓(MV/cm)。可以得知，絕緣膜之絕緣耐壓，同樣的係在電漿密度超過約7.0×10⁹ cm^-3 的範圍處，而變得充分高。由此事，可以得知，在電漿密度超過約7.0×10⁹ cm^-3 的範圍處，於相鄰接之天線間係產生放電，因此，絕緣膜之絕緣耐壓係變高。

圖11，係為展示當設定為天線本體39之半徑a=3mm；天線間隔r=20mm、40mm、60mm時，天線本體39之半徑a與天線間隔r之間的比例r/a。比例r/a之值，當天線間隔r=20mm時，係為約6.7，當r=40mm時，係為約13.3，當r=60mm時，係為20。僅有在天線間隔r=20mm時，係為比例r/a≦約11.6。在本實施例的情況中，如前述一般，若是為電漿密度超過約7.0×10⁹ cm^-3 的範圍處，則可以考慮在天線之間係產生有放電，但是，由圖7之圖表，可以得知，在相鄰接之天線間而產生放電的天線間隔r之上限，係為約35mm。

由以上之結果，可以得知，在相鄰接之2根的天線元件26之間放電而產生的電漿，就算是相較於在各個的天線元件26與接地之間放電所產生的電漿，亦為非常高密度且均一性良好者。此種電漿狀態，係當天線間隔r≦35mm、換言之、係當天線本體39之半徑a與天線間隔r間的比例為r/a≦11.6，且相鄰接之2根的天線元件26彼此係並不相互接觸的間隔之範圍中，而能夠有效率地使其產生。如同圖6以及圖7中所示一般，當天線間隔=20mm(r/a=約6.7)的情況時，相較於從天線間隔=40mm、60mm所預想之電漿發光強度、電漿密度，係具備有極高之發光強度以及密度。出現有此一顯著之效果處，係為r≦35mm(r/a≦約11.6)的範圍處。

又，若是對所形成之膜的實效電荷密度或絕緣耐壓作考慮，則藉由以天線間之放電所產生之電漿而堆積的膜，其膜質係為良好。又，由於電漿之均一性係為良好，故能夠得到膜厚均一性良好之膜。

另外，本發明之電漿處理裝置，係並不被限定於電漿CVD裝置，只要是將天線陣列作為電漿源而使用並產生電漿，再使用所產生之電漿而對基板進行處理者，則可適用在任意之裝置中。例如，亦可採用將天線陣列配設在與成膜容器相異之電漿產生容器內，並從電漿產生容器來將電漿(自由基)輸送至成膜容器內的遠端遙控電漿方式。

在本發明之電漿處理裝置中，當於上述之處理參數下而藉由電漿來對基板作處理的情況時，成膜容器內之壓力、溫度、處理時間、氣體流量等，係為因應於處理對象物、成膜容器以及基板之尺寸等而適宜決定者，而並不被限定為上述實施型態。又，在本發明中，處理對象物係並不被作任何限定。又，成膜氣體，係為因應於處理對象物而適宜決定者。

天線元件之根數，雖係並沒有限制，但是，考慮所產生之電漿的均一性，係以使得在相鄰接之天線元件間而給電位置成為相互對向之側壁的方式來配設為理想。又，天線元件之配置、尺寸等，亦並沒有特別限制。

本發明，基本上係為如同以上所述一般者。

以上，雖係針對本發明之電漿處理裝置而作了詳細說明，但是本發明係並非為被限定於上述實施形態，只要是在不脫離本發明之主旨的範圍內，不用說，係亦可進行各種之改良或變更。

10、70．．．電漿CVD裝置(電漿處理裝置)

12．．．成膜容器

15．．．氣體供給部

17．．．排氣部

19．．．供給管

21．．．供給孔

23．．．排氣管

25．．．排氣孔

26．．．天線元件

28．．．天線陣列

30．．．加熱器

32．．．基板平台

34．．．高頻電力供給部

36．．．分配器

38．．．阻抗整合器

39．．．天線本體

40．．．圓筒構件

42．．．處理對象基板(基板)

47．．．氣體擴散室

48．．．成膜室

[圖1]展示本發明之電漿處理裝置的構成之其中一種實施形態的概略圖。

[圖2]展示圖1所示之天線陣列的構成之平面概略圖。

[圖3]展示在將相鄰接之2根的天線元件間之間隔設定為20mm的情況時之天線元件週邊的發光之模樣的圖。

[圖4]展示在將相鄰接之2根的天線元件間之間隔設定為40mm的情況時之天線元件週邊的發光之模樣的圖。

[圖5]展示在將相鄰接之2根的天線元件間之間隔設定為60mm的情況時之天線元件週邊的發光之模樣的圖。

[圖6]展示天線間隔與電漿發光強度(中央平均)之關係的圖表。

[圖7]展示天線間隔與電漿密度之關係的圖表。

[圖8]展示天線間隔與離子電流分布之不均一度間的關係之圖表。

[圖9]展示天線間隔與絕緣膜的實效電荷密度之關係的圖表。

[圖10]展示天線間隔與絕緣膜的絕緣耐壓之關係的圖表。

[圖11]展示天線本體之半徑與天線間隔之關係的概念圖。

[圖12]展示電漿密度與絕緣膜的實效電荷密度之關係的圖表。

[圖13]展示電漿密度與絕緣膜的絕緣耐壓之關係的圖表。

[圖14]展示先前技術之電漿CVD裝置的構成之其中一例的概略圖。

[圖15]展示圖14所示之天線陣列的構成之平面概略圖。

10．．．電漿CVD裝置(電漿處理裝置)

12．．．成膜容器

15．．．氣體供給部

17．．．排氣部

19．．．供給管

21．．．供給孔

23．．．排氣管

25．．．排氣孔

26．．．天線元件

28．．．天線陣列

29．．．噴淋頭

30．．．加熱器

32．．．基板平台

42．．．處理對象基板(基板)

47．．．氣體擴散室

48．．．成膜室

Claims (2)

1. 一種電漿處理裝置，係為藉由使用單極天線來輻射出電磁波反應氣體而產生電漿之電漿處理裝置，其特徵為，具備有：容器，係被供給有反應氣體；和複數之天線元件，係為棒狀，並被配設於前述容器內，並分別以介電質而對導電體之單極天線本體作了被覆，且被相互平行地作配列；和高頻電力供給部，係對於前述複數之天線元件供給高頻電力而從各天線元件來輻射出電磁波，並藉由此而在前述容器內產生電漿，相鄰接之2根的天線元件，係存在有不相互接觸之間隔，且相互之中心間間隔為r≦20mm，前述單極天線本體之半徑a與前述中心間之間隔r的比例，係設為r/a≦6.7，並且，係以使相鄰接之天線元件間的從前述高頻電力供給部而來之高頻電力之供電方向會成為相互逆向的方式，來配列前述複數之天線元件，藉由此，而在前述相鄰接之2根的天線元件之間使放電產生。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之電漿處理裝置，其中，前述複數之天線元件，係被水平配設在前述容器內之上壁側處而構成天線陣列，該電漿處理裝置，係更進而具備有：基板平台，係被水平地配設於前述容器內之下壁側處，並且載置基板；和 噴淋頭，係被水平配設在前述容器內之上壁以及前述天線陣列之間，並從所形成之複數之孔而對於前述容器內供給前述反應氣體，使用在前述容器內所產生之電漿，而在前述基板上形成膜。