WO2009131048A1 - プラズマ処理装置およびそれを用いたプラズマ処理方法 - Google Patents

プラズマ処理装置およびそれを用いたプラズマ処理方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2009131048A1
WO2009131048A1 PCT/JP2009/057610 JP2009057610W WO2009131048A1 WO 2009131048 A1 WO2009131048 A1 WO 2009131048A1 JP 2009057610 W JP2009057610 W JP 2009057610W WO 2009131048 A1 WO2009131048 A1 WO 2009131048A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
plasma processing
piece
support
distance
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/057610
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
克史 岸本
裕介 福岡
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Publication of WO2009131048A1 publication Critical patent/WO2009131048A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • C23C16/5096—Flat-bed apparatus
    • 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
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means

Definitions

  • the present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method using the same, and more particularly to an apparatus structure and a processing method capable of adjusting a distance between electrodes.
  • a parallel plate type plasma processing apparatus is a device in which a substrate, which is an object to be processed, is placed on one of a cathode electrode and an anode electrode, and plasma processing is performed on the substrate surface by causing plasma discharge between the electrodes in a reactive gas atmosphere. is there.
  • the cathode electrode and the anode electrode are fixed to each other. The distance (for example, about 5 to 30 mm) is kept constant.
  • This slide type plasma processing apparatus has a lower electrode and two linear guides mounted on a main base, a slide member placed on each linear guide so as to straddle the lower electrode, and a lower electrode.
  • an upper electrode attached to the slide member with a bolt and a ball screw mechanism for horizontally moving the slide member and the upper electrode relative to the lower electrode are provided.
  • the upper electrode is attached to the slide member via an adjustment mechanism having a gap adjusting screw or a spacer so that the distance between the electrodes can be adjusted according to the type and thickness of the substrate. Yes.
  • This elevating plasma apparatus includes two linear guides that support the upper electrode so as to be movable up and down, a movable piece connected to one end surface of the upper electrode, and a ball screw mechanism that moves the upper electrode up and down via the movable piece. It has.
  • the slide type plasma processing apparatus since the size of the main base for laying the rail is larger than the size of the lower electrode, the slide type plasma processing apparatus has a new problem that the installation area of the apparatus is greatly increased.
  • the upper electrode and the slide member are connected at four locations by bolts and an adjustment mechanism, it is difficult to manually and quickly adjust the distance between the four electrodes at the same location.
  • the distance between the electrodes since the distance between the electrodes depends on the movement accuracy of the ball screw mechanism, a highly accurate ball screw mechanism is required when the distance between the electrodes is small.
  • the discharge area of the electrode becomes large, there is a problem that the configuration of the apparatus becomes complicated because it is necessary to provide ball screw mechanisms at a plurality of locations and control each of them.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method using the same that can adjust the inter-electrode distance with high accuracy while having a simple structure.
  • the reaction chamber, the gas introduction portion for introducing the reaction gas into the reaction chamber, the exhaust portion for exhausting the reaction gas from the reaction chamber, and the plasma discharge in the reaction gas disposed in the reaction chamber are provided.
  • a parallel plate-shaped first electrode and second electrode a moving mechanism that supports or fixes the first electrode or the second electrode and is movable in the opposing direction, and supports or supports at least one of the first electrode and the second electrode
  • the first electrode or the second electrode is moved by the moving mechanism, and the peripheral edges of the first electrode and the second electrode are in contact with the fixed piece, whereby the first electrode and the second electrode
  • a plasma processing apparatus capable of determining a minimum inter-electrode distance from an electrode is provided.
  • a method for plasma processing a surface of a substrate placed on the first electrode or the second electrode using the plasma processing apparatus depending on the purpose of the plasma processing. After the adjustment of the distance between the first electrode and the second electrode to the minimum inter-electrode distance by the operation of the moving mechanism, the plasma treatment between the narrow electrodes is caused to perform plasma discharge in the reaction gas between the first electrode and the second electrode.
  • the plasma is discharged between the first electrode and the second electrode in the reactive gas between the wide electrodes.
  • the plasma processing apparatus of the present invention includes a moving mechanism that supports or fixes the first electrode or the second electrode and is movable in the opposite direction, and a fixed piece that supports or fixes at least one of the first electrode and the second electrode. Since the first electrode or the second electrode is moved by the moving mechanism, and the peripheral portions of the first electrode and the second electrode are in contact with the fixed piece, the first electrode and the second electrode The minimum interelectrode distance is easily determined. Furthermore, since the first electrode and the second electrode can be moved in a relatively separated direction by the moving mechanism, the distance between the first electrode and the second electrode can be increased to an arbitrary interelectrode distance.
  • the narrow electrode plasma processing in which the distance between the first electrode and the second electrode is set to the minimum electrode distance, and the electrode distance between the first electrode and the second electrode which is wider than the minimum electrode distance are set. It is possible to perform either one of the wide electrode plasma treatments or both treatments successively in any order (plasma treatment method). Furthermore, by widening the distance between the electrodes, it is possible to easily install the substrate as the object to be processed between the electrodes and take out the substrate from between the electrodes.
  • Embodiment 1 of the plasma processing apparatus of this invention It is an internal block diagram seen from one side of Embodiment 1 of the present invention. It is an internal block diagram in the state without the electrode in FIG. It is an internal block diagram seen from the upper part of Embodiment 1 of this invention. It is a figure explaining the positional relationship of the fixed piece and support piece in Embodiment 1 of this invention. It is explanatory drawing which shows the state which the 1st electrode in Embodiment 1 of this invention raises / lowers. It is composition explanatory drawing which shows the fixed piece in Embodiment 1 of this invention. It is composition explanatory drawing which shows the support piece in Embodiment 1 of this invention.
  • the plasma processing apparatus of the present invention includes a reaction chamber, a gas introduction unit for introducing a reaction gas into the reaction chamber, an exhaust unit for exhausting the reaction gas from the reaction chamber, and a plasma discharge disposed in the reaction chamber.
  • the plasma processing apparatus includes a plasma processing (narrow electrode plasma processing step) in a state where the distance between the first electrode and the second electrode is set to the minimum inter-electrode distance, and an inter-electrode distance wider than the minimum inter-electrode distance.
  • One or both of the plasma processing (wide electrode plasma processing step) with the distance set can be arbitrarily performed.
  • by relatively moving the first and second electrodes to widen the space between the electrodes it becomes easy to carry the substrate between the electrodes, carry the substrate from between the electrodes, and clean the electrode discharge surface.
  • This plasma processing apparatus includes an upper and lower parallel type in which one set or a plurality of sets of parallel plate type discharge parts (electrode bodies) including a first electrode and a second electrode are arranged in the vertical direction, and one of parallel plate type discharge parts.
  • the present invention can be applied to both a left-right parallel type in which a set or a plurality of sets are arranged in the left-right direction.
  • the first and second electrodes are arranged horizontally
  • the first and second electrodes are arranged vertically.
  • the plasma processing apparatus can be applied to both film formation and etching.
  • the mounting method is not particularly limited as long as the fixing piece is provided in the reaction chamber so as to contact the peripheral portions of the first electrode and the second electrode to determine the minimum interelectrode distance. Absent.
  • a support part that supports at least one of the first electrode and the second electrode is provided in the reaction chamber, and a fixed piece is attached to the support part, or a fixed piece is attached to the inner wall surface of the chamber constituting the reaction chamber or the frame of the chamber be able to.
  • a flexible connection member when the electrode to be moved is connected to a connection member such as a power supply cable, a grounding member, or a gas introduction pipe.
  • the connecting member it is necessary for the connecting member to allow and follow the movement of the electrode. If the space between the inner wall surface of the chamber and the peripheral edge portion of the electrode has a clearance, the connecting member allows the movement of the electrode and can easily follow it. In this case, it is preferable to provide a support portion in the reaction chamber and attach a fixed piece to the support portion.
  • a support portion at least a support member such as a column member, a beam member, or a frame member for attaching the fixed piece is provided in the reaction chamber. What is necessary is just to be provided.
  • the structure of the moving mechanism is not particularly limited as long as the first electrode or the second electrode is supported or fixed and can move in the opposite direction, and either the first electrode or the second electrode is moved. Also good.
  • the moving mechanism is configured to move the electrode in the vertical direction when the plasma processing apparatus is a vertical parallel type, and is configured to move the electrode in the horizontal direction when the plasma processing apparatus is a horizontal parallel type.
  • Examples of the moving mechanism for moving the electrode in the vertical direction or the horizontal direction include a hydraulic cylinder mechanism, a ball screw mechanism, a link mechanism using these as a power source, etc.
  • a hydraulic cylinder mechanism is preferred.
  • FIG. 1 is a configuration diagram viewed from the front showing Embodiment 1 of the plasma processing apparatus of the present invention
  • FIG. 2 is an internal configuration diagram viewed from one side of Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 4 is an internal configuration diagram viewed from above the first embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a diagram of positions of the fixed piece and the support piece in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a state in which the first electrode according to Embodiment 1 of the present invention is raised and lowered.
  • This plasma processing apparatus is a vertically parallel type, and exhausts the reaction gas G1 from the reaction chamber R, a chamber C1 constituting the reaction chamber R, a gas introduction part 1a for introducing the reaction gas G1 indicated by an arrow into the reaction chamber R, and the like.
  • the first electrode 1 is a cathode electrode
  • the second electrode is an anode electrode
  • a substrate S1 (see FIG. 6) that is an object to be processed is placed on the second electrode 2, and the surface of the substrate S1
  • a plasma processing apparatus for forming a predetermined film is illustrated.
  • the number of the discharge parts 3 is not limited to two, One or three There may be more than one.
  • the chamber C1 includes a metal box-shaped main body C1a and metal legs C1b that support the main body C1a on the floor surface of the installation place.
  • the second electrode 2 is grounded via two conductive grounding members 8 and a metal chamber C1.
  • the exhaust unit 6 includes a vacuum pump 6a, an exhaust pipe 6b connecting the vacuum pump 6a and the reaction chamber R, and a pressure controller 6c disposed between the reaction chamber R and the vacuum pump 6a in the exhaust pipe 6b. .
  • the power supply unit E generates, for example, 10 W to 100 kW of power at a frequency of AC 1.00 MHz to 60 MHz, specifically, 10 W to 10 kW of power at 13.56 MHz to 60 MHz, and supplies the plasma to each first electrode 1. Excitation power source.
  • the power supply unit E includes a high-frequency generator e1, an impedance matching unit e2 for supplying equal power to each first electrode 1, and a power supply cable e3 that connects these to the power supply location of each first electrode 1.
  • An amplifier (not shown) may be further provided.
  • the connection side portion of the power supply cable e3 connected to the first electrode 1 allows the first electrode 1 to move up and down. Flexible so that it can follow.
  • the power supply cable between the box-shaped main body C1a of the chamber C1 and the first electrode 1 can be a flexible metal net member.
  • the feeding position of the first electrode 1 is the center position in the front-rear direction of the right end surface of the first electrode 1.
  • the grounding location of the second electrode 2 is positioned on both sides of the center in the front-rear direction of the left end surface of the second electrode 2.
  • Each first electrode (cathode electrode) 1 is rectangular and is made of stainless steel, aluminum alloy, or the like.
  • the dimension of each first electrode 1 is set to an appropriate value according to the dimension of the substrate S1 to be deposited, and is designed with a plane size slightly larger than the second electrode 2 and the same thickness as the second electrode 2. be able to.
  • Each first electrode 1 has a hollow inside, and a large number of through holes are formed in the plasma discharge surface facing the paired second electrode 2 by drilling. This drilling can be performed, for example, with circular holes having a diameter of 0.1 mm to 2 mm at a pitch of several mm to several cm.
  • a gas introduction pipe as a gas introduction part 1 a is connected to one end face of each first electrode 1.
  • a gas supply source (not shown) and the gas introduction part 1a are connected by a connection pipe, the reaction gas G1 is supplied from the gas supply source to the inside of the first electrode 2, and is directed from the many through holes toward the surface of the substrate S1. Erupt. Moreover, since the 1st electrode 1 raises / lowers as mentioned above, at least the connection side part of the gas introduction pipe
  • the gas introduction pipe in the portion between the box-type main body C1a of the chamber C1 and the first electrode 1 can be a flexible fluororesin pipe.
  • the source gas for example, SiH 4 (monosilane) gas diluted with H 2 is used.
  • Each second electrode 2 is rectangular, has a heater (not shown) inside, and has a substrate S1 installed on the upper surface, and heats the substrate S1 during film formation under plasma discharge.
  • the substrate S1 is generally a silicon substrate or a glass substrate, but is not particularly limited thereto.
  • Each second electrode 2 is made of a material having conductivity and heat resistance, such as stainless steel, aluminum alloy, and carbon.
  • the dimension of each second electrode 2 is determined to an appropriate value in accordance with the dimension of the substrate S1 for forming a thin film. For example, the size of the second electrode 2 is 1000 to 1500 mm ⁇ 600 to 1000 mm, while the size of the substrate S1 is 900 to 1200 mm ⁇ 400 to 900 mm.
  • the length in the left-right direction of the second electrode 2 is set shorter than the length in the left-right direction of the first electrode 1 so as not to collide with the second electrode 2 when the support piece 5c described in detail later is lowered. (See FIGS. 1 and 6).
  • the heater built in each second electrode 2 controls the heating of the second electrode 2 to about room temperature to about 300 ° C., for example, a sealed heating device such as a sheath heater and a thermocouple in a cylinder made of aluminum alloy. It is possible to use a built-in sealed temperature sensor such as.
  • the support unit 4 includes a plurality of support columns 4a disposed around the first electrode 1 and the second electrode 2 in the reaction chamber R, a frame body 4b that connects the plurality of support columns 4a,
  • This is a support structure in which a first electrode fixing piece 7a and a second electrode fixing piece 7b attached to the support column 4a are integrated.
  • the first electrode fixing piece 7a and the second electrode fixing piece 7b may be referred to as the first fixing piece 7a and the second fixing piece 7b, or may be collectively referred to as the fixing pieces 7a and 7b.
  • four support columns 4a are fixed to the inner surface of the bottom wall of the chamber C1 so as to be arranged near the four corners of the electrodes 1 and 2.
  • the upper ends of the four supporting columns 4a are connected by a rectangular frame 4b. Moreover, the 1st fixing piece 7a and the 2nd fixing piece 7b are each attached inward at two places of the predetermined height position of each support
  • the frame 4b is formed by combining four straight members.
  • first fixing pieces 7a that horizontally support the first electrodes 1 of the upper and lower discharge parts 3 and eight second fixings that horizontally support the second electrodes 2 of the upper and lower discharge parts 3.
  • the piece 7b is attached to a predetermined height position of the four supporting columns 4a.
  • the first and second fixed pieces 7a and 7b in each stage are the minimum inter-electrode distance between the first electrode 1 and the second electrode 2 in each discharge section 3.
  • A is arranged at a height position where A is a predetermined distance
  • the upper second fixing piece 7b and the lower first fixing piece 7a have a predetermined distance B between the discharge parts between the upper and lower discharge parts 3. It is arranged at the height position.
  • the lower second fixed piece 7b that supports the second electrode 2 is higher than the upper first fixed piece 7a so that the second electrode 2 that is shorter in the left-right direction than the first electrode 1 can be supported. It is formed long inward.
  • the distance A between the electrodes is set to 2 to 30 mm, and the distance B between the discharge parts is set to 4 to 60 mm or more.
  • the accuracy of the inter-electrode distance A in the plane is preferably within a few percent, and particularly preferably 1% or less.
  • the material of the supporting column 4a may be either conductive or insulating, but from the viewpoint of workability and heat resistance, for example, a metal material such as stainless steel or aluminum alloy is preferable.
  • Each fixed piece 7a, 7b is made of, for example, a metal oxide such as alumina or zirconia so that heat from the first electrode 1 and the second electrode 2 is not easily transmitted to the support column 4a via each fixed piece 7a, 7b.
  • insulating materials such as a ceramic, and it is especially comprised so that zirconia with low heat conductivity may interpose between the 1st electrode 1 and 2nd electrode, and the support
  • all of the fixed pieces 7a and 7b may be made of an insulating material, but a part thereof may be made of an insulating material.
  • the insulating material is interposed in this way, the heat of the first electrode 1 and the second electrode supported by the fixed pieces 7a and 7b is not easily transmitted to the support column 4a, and the heat of the support column 4a Elongation due to expansion can be suppressed.
  • the fixing pieces 7a and 7b When fixing pieces 7a and 7b having an insulating member made of an insulating material are attached to a supporting column 4a made of a metal material, the fixing pieces 7a and 7b are illustrated in FIG. 7A or FIG. 7B, for example. It may be configured as described.
  • the fixed piece 7a includes, for example, a metal receiving piece 7a 1 welded to a predetermined height position of the support column 4a, and an insulating member 7a 2 installed on the receiving piece 7a 1.
  • the fixed piece 7a is made of a metal material having impact resistance (for example, iron-chromium metal) on the insulating member 7a 2 in contact with the first electrode 1 shown in FIG. 7 (A).
  • the formed metal piece 7a 3 can be placed, and the receiving piece 7a 1 , the insulating member 7a 2 and the metal piece 7a 3 can be connected by the bolt / nut connection.
  • FIG. 7B only the fixed piece 7a is shown, but the fixed piece 7b is the same as the fixed piece 7a.
  • the moving mechanism 5 is a frame body that connects the four lifting columns 5a arranged around the first electrode 1 and the second electrode 2 in the reaction chamber R and the upper and lower portions of the four lifting columns 5a. 5b, a plurality of support pieces 5c attached to the lifting column 5a or the frame 5b so as not to interfere with the respective fixed pieces 7a, 7b, a lifting drive unit 5d, the lifting drive unit 5d, and the lifting column 5a or frame.
  • a connecting portion 5e that connects the body 5b and transmits the lifting / lowering operation of the lifting / lowering drive portion 5d is provided.
  • the moving mechanism 5 separates the first electrode 1 on the first fixed piece 7a from the second electrode 2 by the ascending operation of the predetermined stroke (see FIG.
  • FIG. 6A shows a state where the minimum interelectrode distance A is determined by the first electrode 1 contacting the first fixed piece 7a and the second electrode 2 contacting the second fixed piece 7b. ing.
  • the four lifting columns 5a are arranged in the vicinity of the four supporting columns 4a. More specifically, each lifting column 5a is between two supporting columns 4a, and the distance from each lifting column 5a to each electrode is substantially equal to the distance from each supporting column 4a to each electrode. Has been placed. And the upper part and the lower part of the four raising / lowering support
  • the frame 5b is formed by combining four straight members.
  • two support pieces 5c are attached inwardly to the four lifting columns 4a so that the first electrodes 1 of the upper and lower discharge portions 3 can be moved up and down.
  • the projecting dimension to the inside of the support piece 5c is set to a length that does not collide with the second electrode 2 when the support piece 5c is lowered.
  • the upper and lower support pieces 5c corresponding to each lifting column 5a are The discharge part 3 is located slightly below the lower surface of the second electrode 2 (for example, about 5 mm).
  • the reason for lowering the support piece 5c below the lower surface of the second electrode 2 is that if there is a support piece that does not support the first electrode in the plasma discharge region of the discharge part 3, the support piece interferes with the plasma. This is because uniform plasma cannot be generated in the discharge space.
  • the elevating drive unit 5d is a hydraulic cylinder mechanism including two hydraulic cylinders, and is fixed to the floor surface of the installation place so that each hydraulic cylinder expands and contracts in the vertical direction.
  • the connecting portion 5e includes a connecting plate 5e1 fixed to the ends of the telescopic rods of the two hydraulic cylinders, and a connecting column 5e2 that connects the connecting plate 5e1 and the lower ends of the four lifting columns 5a.
  • the lifting / lowering operation of 5d is synchronously transmitted to the four lifting columns 5a and the supporting pieces 5c attached thereto via the coupling plate 5e1 and the four coupling columns 5e2.
  • the limit of the ascending operation of the elevating drive unit 5 is set such that the upper frame body 5 b does not hit the upper frame body 4 b of the support unit 4.
  • the four connecting struts 5e2 of the connecting portion 5e are inserted through four insertion holes formed in the bottom wall of the chamber C1 so as to be vertically movable.
  • a cylindrical guide member 5f is attached to the bottom wall of the chamber C1 so as to communicate with the four insertion holes and guide each connection column 5e2, and is connected between the insertion hole and the connection column 5e2 and to the guide member 5f.
  • the gap between the columns 5e2 is sealed with a heat-resistant sealing material.
  • the lifting column 5a and the connecting column 5e2 may be either conductive or insulating, but from the viewpoint of workability and heat resistance, for example, a metal material such as stainless steel or aluminum alloy is preferable.
  • the support piece 5c is made of an insulating material such as a metal oxide such as alumina or zirconia or a ceramic so that current does not flow from the first electrode 1 to the lifting column 5a via the support piece 5c.
  • zirconia having low thermal conductivity is configured to be interposed between the first electrode 1 and the lifting column 5a.
  • the support piece 5c that is in contact with the first electrode 1 is formed of a metal material having impact resistance, and examples of such a metal material include iron-chromium metal.
  • the supporting column 4a and the lifting column 5a receive thermal radiation from the plasma and thermally expand to slightly extend. Therefore, it is preferable that the thermal expansion coefficient of the supporting column 4a and the lifting column 5a is the same.
  • the supporting column 4a and the lifting column 5a are preferably formed of the same material, More preferably, the various dimensions and shapes are made of the same member.
  • the distance from the plasma discharge region between the first electrode 1 and the second electrode 2 to the support column 4a as described above. The distance from the plasma discharge region to the lifting column 5a is set to be the same.
  • the extension amount of the support column 4a during plasma processing is equal to the extension amount of the lifting column 5a, so that the above-described wide area for supporting the first electrode 1 by the support piece 5c of the moving mechanism 5 is provided.
  • the interelectrode plasma processing step it is possible to suppress a variation in a predetermined interelectrode distance.
  • the narrow electrode plasma processing step of supporting the first and second electrodes 1 and 2 with the first and second fixing pieces 7 a and 7 b of the support portion 4 the minimum inter-electrode distance A due to the extension of the support column 4. The fluctuation of is even smaller.
  • the support piece 5a When the support piece 5c having an insulating member made of an insulating material is attached to the lifting column 5a made of a metal material, the support piece 5a is configured as shown in FIG. 8A or FIG. 8B, for example. May be.
  • the support piece 5a In the case of FIG. 8A, the support piece 5a is configured by connecting a metal receiving piece 5c 1 and an insulating member 5c 2 with bolts and nuts in the same manner as the fixing piece 7a described in FIG. 7A. .
  • the support piece 5a is made of an impact-resistant metal material (for example, iron-chromium metal) on the insulating member 5c 2 in the same manner as the fixing piece 7a described in FIG. 7B.
  • the formed metal piece 5c 3 is placed, and the receiving piece 5c 1 , the insulating member 5c 2 and the metal piece 5c 3 are connected by bolts and nuts.
  • the lowermost support shown in FIG. 6B is supported by the ascending operation of the moving mechanism 5 caused by the elevating drive unit 5d extending.
  • the piece 5c rises to receive the first electrode 1, and the support piece 5c further rises to separate the first electrode 1 from the second electrode 2 (see FIG. 6A).
  • the support piece 5 c does not collide with the second electrode 2.
  • the substrate S1 can be easily installed on the second electrode 2, or the substrate S1 can be easily taken out from the second electrode 2. Further, from the state of FIG.
  • the lowermost support piece 5c is lowered by the lowering operation of the moving mechanism 5 due to the shortening operation of the elevating drive unit 5d, and the first electrode 1 is placed on the first fixed piece 7a.
  • the minimum inter-electrode distance A is determined, and the support piece 5c is lowered below the lower surface of the second electrode 2 to enable the narrow inter-electrode plasma processing.
  • the uppermost support piece 5c is lowered, and the lowering of the support piece 5c is stopped before the first electrode 1 is placed on the first fixed piece 7a.
  • FIG. 6A the lowermost support piece 5c is lowered by the lowering operation of the moving mechanism 5 due to the shortening operation of the elevating drive unit 5d, and the first electrode 1 is placed on the first fixed piece 7a.
  • the support piece 5c rises to receive the first electrode 1 and stops before the rise of the support piece 5c reaches the uppermost position, so that a wide electrode wider than the minimum interelectrode distance A is obtained.
  • the distance between the electrodes (for example, about 15 to 30 mm) is determined, and the plasma treatment between the wide electrodes becomes possible.
  • plasma discharge is performed in the first reaction gas between the first electrode 1 and the second electrode 2 after adjusting to the minimum interelectrode distance A according to the purpose of the plasma processing.
  • the second reaction between the first electrode 1 and the second electrode 2 after adjusting to a wide interelectrode distance wider than the minimum interelectrode distance A (see FIG. 6A).
  • “according to the purpose of the plasma treatment” means that it corresponds to the material of the film to be deposited, the density of the film, the thickness of the substrate S1, and the like.
  • Examples of the narrow electrode plasma processing step include a plasma CVD step of forming a silicon-based semiconductor film containing crystals on the surface of the substrate S1, and the wide electrode plasma processing step includes amorphous silicon on the surface of the substrate S1.
  • a plasma CVD process for forming a semiconductor film can be given.
  • the plasma CVD process for forming a silicon-based semiconductor film containing such a crystal and the plasma CVD process for forming an amorphous silicon-based semiconductor film are performed in only one of the processes, or both processes in any order. Can be performed continuously.
  • the reactive gas G1 that is a film material is filled in the gap between the first electrode 1 and the second electrode 2 at a predetermined flow rate and pressure, and high frequency power is applied to the first electrode 1 and the second electrode 2.
  • a glow discharge region (plasma discharge region) is generated between the first electrode 1 and the second electrode 2, and an amorphous film, a crystalline film, or a laminated film of these is efficiently formed on the substrate S1 with high accuracy.
  • a silicon thin film having a thickness of 300 nm can be deposited with a thickness distribution within ⁇ 10%.
  • FIG. 9 is an explanatory view showing a state in which the second electrode moves up and down in Embodiment 2 of the plasma processing apparatus of the present invention.
  • the plasma processing apparatus according to the second embodiment is a vertically parallel type plasma processing apparatus for film formation, in which the first electrode fixing piece and the second electrode fixing piece described in the first embodiment are integrally formed.
  • the first electrode 1 is placed on the fixed piece 7, and the second electrode 2 is pressed against the lower surface of the fixed piece 7 by the ascending operation of the moving mechanism 5.
  • the second embodiment is substantially the same as the first embodiment except for the point relating to the fixed piece 7 and the point relating to the configuration for moving the second electrode 2.
  • the same components as those shown in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals.
  • the points of the second embodiment different from the first embodiment will be mainly described.
  • the fixed piece 7 is attached to the height position of the discharge part 3 of each stage in the four support columns 4a, and the thickness of the electrode contact portion of the fixed piece 7 is the same as the minimum inter-electrode distance A. It is formed with a thickness (see FIG. 9B).
  • the support piece 5 of the moving mechanism 5 in the second embodiment is configured to support the second electrode 2 so as to be movable up and down, and is configured in the same manner as in the first embodiment except that the mounting position on the lifting column 5a is different. Yes. That is, the support is performed so that the upper surface of the second electrode 2 on the support piece 5 is pressed lightly against the lower surface of the fixed piece 7 when the movement mechanism 5 is in the vicinity of the upper limit shown in FIG.
  • the piece 5c is attached to the lifting column 5a. In this case as well, the support piece 5c and the fixed piece 7 have an insulating member made of an insulating member.
  • the lowermost support piece 5c shown in FIG. Is stopped when it is brought into pressure contact with the fixed piece 7, whereby the minimum inter-electrode distance A is determined, and the plasma treatment between the narrow electrodes becomes possible (see FIG. 9B).
  • the second electrode 2 is separated from the first electrode 1 and the inter-electrode distance is widened by the lowering operation of the moving mechanism 5 from the state of FIG. 9A, the substrate S1 can be easily placed on the second electrode 2.
  • the substrate S1 can be easily taken out from the second electrode 2.
  • the support piece 5c is lowered by a predetermined distance and stopped before reaching the lowest position, or from the state of FIG.
  • the support piece 5c is raised by a predetermined distance.
  • the wide inter-electrode distance wider than the minimum inter-electrode distance A is determined, and the wide inter-electrode plasma processing becomes possible.
  • the film forming plasma processing apparatus of the second embodiment is also adjusted to the minimum inter-electrode distance A according to the purpose of the plasma processing as in the first embodiment, and then the first electrode 1 and the second electrode 2 are adjusted.
  • a plasma treatment step between the narrow electrodes in which plasma discharge is performed in the first reaction gas see FIG. 9A
  • Either one of the wide electrode plasma processing steps for performing plasma discharge in the second reaction gas between the second electrodes 2 is performed, or the narrow electrode plasma processing step and the wide electrode plasma processing step are performed in any order.
  • a continuous plasma treatment method can be implemented.
  • FIG. 10 is a structural view seen from the front showing Embodiment 3 of the plasma processing apparatus of the present invention.
  • the plasma processing apparatus according to the third embodiment is a vertically parallel type etching plasma processing apparatus, in which the first electrode 1 that is an anode electrode is grounded, and the second electrode 2 that is a cathode electrode is connected to the power supply unit E. Except for this, the configuration is generally the same as in the first embodiment.
  • the left end surface of the first electrode 1 is connected to the grounding member 8 described in the first embodiment (see FIGS. 1 and 4).
  • the gas introduction pipe as the gas introduction part 1a connected to the first electrode 1 is flexible and connected to the first electrode 1 as in the first embodiment.
  • the grounding member 8 is also flexible.
  • FIG. 10 the same components as those shown in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals.
  • the reaction gas G2 that is an etching gas obtained by diluting a fluorine-based gas with an inert gas such as argon is supplied with the first electrode 1 and the second electrode at a predetermined flow rate and pressure.
  • a glow discharge region plasma discharge region
  • the substrate for example, silicon substrate
  • the optimum inter-electrode distance is usually larger than the minimum inter-electrode distance A at the time of film formation.
  • a wide inter-electrode plasma etching process in which the wide inter-electrode distance is set to 15 to 30 mm is appropriate. is there.
  • the plasma etching process between narrow electrodes set to the minimum inter-electrode distance A is possible, since the inter-electrode distance becomes narrow, it is necessary to increase the pressure in the reaction chamber R to a pressure optimal for etching.
  • the fourth embodiment (not shown) is a vertically parallel etching plasma processing apparatus similar to the third embodiment, and the first electrode fixing piece and the second electrode fixing piece are integrally formed as in the second embodiment.
  • the first electrode is placed on the fixed piece, and the second electrode is pressed against the lower surface of the fixed piece by the ascending operation of the moving mechanism to determine the minimum distance A between the electrodes.
  • the distance between the electrodes is wider than the minimum distance A between electrodes (see FIG. 9).
  • FIG. 11 is a configuration diagram viewed from the front showing Embodiment 5 of the plasma processing apparatus of the present invention
  • FIG. 12 is an internal configuration diagram viewed from one side of Embodiment 5 of the present invention
  • FIG. It is an internal block diagram seen from the upper part of Embodiment 5,
  • FIG. 14 is explanatory drawing which shows the state which the 1st electrode in Embodiment 5 of this invention moves to a horizontal direction.
  • FIGS. 11 to 14 the same components as those shown in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals.
  • the plasma processing apparatus of the fifth embodiment is for film formation and is mainly different from the first embodiment (upper and lower parallel type) in that it is a left and right parallel type
  • the first electrode 11 and the second electrode are the same as in the first embodiment.
  • a plurality of sets of discharge units 13 composed of the electrodes 12, a chamber C2, a support unit 14, a moving mechanism 15, a power supply unit E, a gas introduction unit 11a, and an exhaust unit (not shown) are provided.
  • the configuration of the support portion 14 and the moving mechanism 15 is different from that of the first embodiment. Different.
  • the first electrode 11 is a cathode electrode
  • the second electrode 12 is an anode electrode
  • the configuration of these electrodes is the same as that of the first embodiment.
  • the substrate S1 (see FIG. 14) that is an object to be processed is installed on the discharge surface of the second electrode 12 and the discharge units 13 are arranged in the reaction chamber R in two rows on the left and right is illustrated.
  • the number of discharge portions 13 is not limited to two, and the present invention can be applied to one or three or more.
  • the points of the fifth embodiment different from the first embodiment will be mainly described.
  • the support portion 14 is arranged at the vertex position of a quadrangle when viewed from the side and extends in parallel in the left-right direction, and a frame body 14b that connects the vicinity of the left and right end portions of the four beam members 14a to each other.
  • the frame body 14b is formed by combining four straight members. The left end of each beam member 14a is fixed to the left inner wall surface of the chamber C2, the two lower beam members 14a are fixed to the support base 14c, and each support base 14c is fixed to the inner surface of the bottom wall of the chamber C2. .
  • the fixed piece 17 includes a first portion 17a having a thickness equal to the minimum interelectrode distance A between the first electrode 11 and the second electrode 12, and a second portion 17b having a thickness equal to or greater than the thickness of the second electrode 12. It has.
  • the fixing piece 17 holds the second electrode 12 in the left and right two rows of the discharge portions 3 at the second portion 17b and holds the substrate S1 at the first portion 17a in a state of being in contact with the discharge surface of the second electrode 12.
  • the minimum distance A between the first electrode 11 and the second electrode 12 is determined by the first portion 17a.
  • four fixing pieces 17 are fixed to the four beam members 14a, respectively.
  • the distance B between the discharge sections 13 is set to an interval that is at least twice the minimum electrode distance A (B / A ⁇ 2).
  • the moving mechanism 15 includes four beam members 15a that are arranged at the vertex positions of a quadrangle when viewed from the side and extend in parallel in the left-right direction, and a frame body 15b that connects the vicinity of the left and right ends of the four beam members 15a to each other.
  • a plurality of movable pieces 15c attached inward to the four beam members 15a and two beam members 15a arranged at the front and back of the beam member 15a are slidable horizontally on the inner surface of the bottom wall of the chamber C2.
  • the frame 15b is formed by combining four straight members.
  • the moving structure in which the four beam members 15a and the frame body 15b are connected to each other is the interior of the support structure in which the four beam members 14a and the frame body 14b of the support portion 14 are connected to each other.
  • the space is formed in such a size that it can reciprocate in the horizontal direction.
  • the two support guide rails 15 are fixed to the inner surface of the bottom wall of the chamber C2 between the two support bases 14c.
  • the movable piece 15 c has a shape having a recess that fits with the upper end or the lower end of the first electrode 11. In order to hold one first electrode 11 vertically, the four movable pieces 15c are fixed to the four beam members 15a, respectively. In addition, between the four movable pieces 15c holding one first electrode 11 and the four movable pieces 15c holding the other first electrode 11, the distance between the two discharge portions 13 is the minimum inter-electrode distance at the same time. An interval that can be set to A is set.
  • the reciprocating drive unit 15f is a hydraulic cylinder mechanism including two hydraulic cylinders.
  • a support for supporting each hydraulic cylinder is erected on the floor of the installation site so that each hydraulic cylinder expands and contracts in the horizontal direction.
  • the connecting portion 15g includes a connecting plate 15g1 fixed to the ends of the telescopic rods of the two hydraulic cylinders, and a connecting member 15g2 for connecting the connecting plate 15g1 and the left ends of the four beam members 15a, and a reciprocating drive portion 15f.
  • the left and right horizontal movements are synchronously transmitted to the four beam members 15a and the movable pieces 15c attached thereto via the connecting plate 15g1 and the four connecting members 15g2.
  • the four connecting members 15g2 of the connecting portion 15g are inserted through four insertion holes formed in the left side wall of the chamber C2 so as to be movable in the left-right direction. Further, a cylindrical guide member 15h that is in communication with the four insertion holes and guides each connection member 15g2 is attached to the left side wall of the chamber C2, and is connected between the insertion hole and the connection member 15g2 and to the guide member 15h. The gap between the members 15g2 is sealed with a heat-resistant sealing material.
  • the chamber C2 includes a metal box-shaped main body C2a and a metal leg C2b that supports the main body C2a on the floor of the installation place.
  • the second electrode 12 has two conductive properties. It is grounded through the grounding member 8 and the metal chamber C2.
  • the gas introduction part (gas introduction pipe) 11 a is connected to the upper end of each first electrode 11.
  • the power supply unit E has the same configuration as that of the first embodiment.
  • since the first electrode 11 is moved in the left-right direction by the moving mechanism 15, at least the connection side portion of the gas introduction part 11 a connected to the first electrode 1 and the power feeding cable e ⁇ b> 3 moves the first electrode 11. It is flexible so that it can accept and follow.
  • the feeding position of the first electrode 11 is the center position in the front-rear direction of the lower end surface of the first electrode 11.
  • the grounding location of the second electrode 12 is positioned on both sides of the center in the front-rear direction of the upper end surface of the second electrode 12.
  • the movable piece 15c at the extension limit position of the reciprocating drive unit shown in FIG. The first electrode 11 is lightly pressed against the fixed piece 17 and stopped when pressed.
  • the minimum interelectrode distance A is determined, and the narrow interelectrode plasma processing is enabled (see FIG. 14B).
  • the first electrode 11 is separated from the second electrode 12 by the horizontal movement of the moving mechanism 15 in the right direction from the state of FIG.
  • the substrate S1 can be easily installed, or the substrate S1 can be easily taken out from the second electrode 12.
  • the movable piece 15c moves to the right by a predetermined distance, or from the state of FIG.
  • the movable piece 15c moves to the left by a predetermined distance to move the first electrode 11. Is stopped before abutting against the fixed piece 17, a wide inter-electrode distance wider than the minimum inter-electrode distance A is determined, and the wide inter-electrode plasma processing becomes possible.
  • the film forming plasma processing apparatus of the fifth embodiment is also adjusted to the minimum inter-electrode distance A according to the purpose of the plasma processing as in the first embodiment, and then the first electrode 11 and the second electrode 12 are adjusted.
  • a plasma treatment step between the narrow electrodes in which plasma discharge is performed in the first reactive gas see FIG. 14B
  • Either one of the wide electrode plasma processing steps for performing plasma discharge in the second reaction gas between the second electrodes 12 is performed, or the narrow electrode plasma processing step and the wide electrode plasma processing step are performed in any order.
  • a continuous plasma treatment method can be implemented.
  • the fixed piece 17 to which the first electrode 11 is pressed is formed of a metal material having impact resistance, and examples of such a metal material include iron-chromium metal.
  • the material of the beam member 15a and the connecting member 15g2 may be either conductive or insulating, but from the viewpoint of workability and heat resistance, for example, a metal material of stainless steel or aluminum alloy is preferable.
  • the movable piece 15c is preferably composed of an insulating material such as a metal oxide such as alumina or zirconia or a ceramic so that no current flows from the first electrode 11 to the beam member 15a via the movable piece 15c.
  • zirconia having low thermal conductivity is configured to be interposed between the first electrode 11 and the beam member 15a. If an insulating material having a low thermal conductivity is interposed between the first electrode 11 and the beam member 15a, the heat of the first electrode 11 supported by the movable piece 15c becomes difficult to be transmitted to the beam member 15a. The elongation due to the thermal expansion of the member 15a can also be suppressed. Further, at least a portion of the movable piece 15c that is in contact with the first electrode 1 is preferably formed from a metal material having impact resistance. Examples of such a metal material include iron-chromium metal.
  • the beam member 14a and the beam member 15a receive thermal radiation from the plasma and thermally expand to slightly extend. Therefore, it is preferable that the thermal expansion coefficients of the beam member 14a and the beam member 15a are the same.
  • the beam member 14a and the beam member 15a are preferably formed of the same material, and both have a thickness and a shape. Are more preferably the same member.
  • the distance from the plasma discharge region to the beam member 14a between the first electrode 11 and the second electrode 12, and the beam discharge from the plasma discharge region. The distance to the member 15a is substantially the same.
  • the extension amount of the beam member 14a of the support structure and the extension amount of the beam member 15a of the moving structure at the time of the plasma processing are equal, and therefore the first electrode 11 is moved by the movable piece 15c of the moving mechanism 15.
  • fluctuations in a predetermined interelectrode distance can be suppressed.
  • the first electrode 11 held by the movable piece 15c is continuously brought into pressure contact with the fixed piece 17 by the reciprocating drive unit 15f during the plasma processing step, as in the first embodiment. There is no concern about fluctuations in the distance between the electrodes caused by elongation of the member due to excessive heat.
  • the configuration in which the roller 15e is provided on the lower beam member 15a of the moving structure to run on the support guide rail 15d is illustrated.
  • the beam member 15a is provided with a plurality of rollers on the support guide rail 15d. You may make it run.
  • FIG. 15 is a configuration diagram seen from the front showing Embodiment 6 of the plasma processing apparatus of the present invention.
  • the plasma processing apparatus according to the sixth embodiment is a left-right parallel type etching plasma processing apparatus, in which the first electrode 11 that is an anode electrode is grounded, and the second electrode 12 that is a cathode electrode is connected to the power supply unit E. Except for this, the configuration is generally the same as that of the fifth embodiment.
  • the upper end surface of the first electrode 11 is connected to the grounding member 8 that grounds the second electrode 12 in the fifth embodiment (see FIG. 12).
  • the gas introduction tube as the gas introduction portion 11a connected to the first electrode 11 has flexibility in the same manner as in the fifth embodiment.
  • the grounding member 8 connected to the one electrode 11 is also flexible.
  • the grounding member 8 that connects the box-shaped main body C1a of the chamber C1 and the first electrode 1 can be a flexible metal net member.
  • FIG. 15 the same components as those shown in FIGS. 11 to 14 are denoted by the same reference numerals.
  • a substrate for example, a silicon substrate installed along the second electrode 12 can be etched in the same manner as in the third and fourth embodiments.
  • the optimum inter-electrode distance is usually larger than the minimum inter-electrode distance A during film formation, for example, a wide inter-electrode plasma etching process in which the wide inter-electrode distance is set to 15 to 30 mm. Is appropriate.
  • the plasma etching process between narrow electrodes set to the minimum inter-electrode distance A is possible, since the inter-electrode distance becomes narrow, it is necessary to increase the pressure in the reaction chamber R to a pressure optimal for etching.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

　反応室と、反応室に反応ガスを導入するガス導入部と、反応室から反応ガスを排気する排気部と、反応室内に対向状に配置されかつ反応ガス中でプラズマ放電させる平板状の第１電極および第２電極と、第１電極または第２電極を支持または固定して対向方向に移動可能とする移動機構と、第１電極と第２電極の少なくとも一方を支持または固定する固定片とを備え、第１電極または第２電極が移動機構により移動され、かつ第１電極および第２電極の周縁部が固定片と当接することにより、第１電極と第２電極との最小電極間距離が決定できるプラズマ処理装置。

Description

プラズマ処理装置およびそれを用いたプラズマ処理方法
　本発明は、プラズマ処理装置およびそれを用いたプラズマ処理方法に関し、詳しくは、電極間距離を調整可能な装置構造および処理方法に関する。
　平行平板型のプラズマ処理装置は、カソード電極とアノード電極のうちの一方に被処理物である基板が設置され、反応ガス雰囲気下で電極間にプラズマ放電を起こして基板表面をプラズマ処理する装置である。
　プラズマを安定的に発生させるには、基板とそれに対向する電極との間の放電ギャップ長の管理が重要であるため、従来のプラズマ処理装置ではカソード電極とアノード電極が固定されることによって電極間距離（例えば5～30ｍｍ程度）が一定に維持されている。
　また、従来のプラズマ処理装置は電極間距離を調整できないため、狭い電極間への基板の設置または取り出しが困難であることや、電極に付着した異物の除去が困難であるという不具合があり、そのため、上部電極を下部電極に対して水平平行方向にスライドさせることによりこれらの不具合を解消するプラズマ処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　このスライド式プラズマ処理装置は、メインベース上に取り付けられた下部電極および２本のリニアガイドと、下部電極を跨ぐようにして各リニアガイド上に載置されたスライド部材と、下部電極と対向するようにしてスライド部材にボルトにて取り付けられた上部電極と、スライド部材および上部電極を下部電極に対して水平平行移動させるボールネジ機構とを備えている。また、このスライド式プラズマ処理装置において、上部電極は、基板の種類や厚さに応じて電極間距離を調整できるように隙間調整用ネジまたはスペーサを有する調整機構を介してスライド部材に取り付けられている。
　また、電極間距離を調整できる別のプラズマ処理装置としては、下部電極に対して上部電極が昇降移動する昇降式プラズマ装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
　この昇降式プラズマ装置は、上部電極を上下移動可能に支持する２本のリニアガイドと、上部電極の一端面に連結された可動片と、可動片を介して上部電極を上下移動させるボールネジ機構とを備えている。
特開２００４－３１１０６６号公報 特開２００６－１３４８３０号公報
　しかしながら、前記スライド式プラズマ処理装置では、レールを敷設するためのメインベースのサイズが下部電極のサイズよりも大きいため、装置の設置面積が大幅に増加してしまうという新たな問題が生じる。また、上部電極とスライド部材とは４箇所がボルトおよび調整機構にて連結されているため、４箇所の電極間距離を同等にかつ迅速に手作業で調整することは困難である。
　また、前記昇降式プラズマ処理装置において、電極間距離はボールネジ機構の移動精度に依存するため、電極間距離が小さい場合には、高精度のボールネジ機構が必要となる。また、電極の放電面積が大きくなった場合、ボールネジ機構を複数ヶ所に設け、それぞれを制御する必要があるため、装置の構成が複雑になるといった問題がある。
　本発明は、上述の課題に鑑みなされたものであり、簡素な構造でありながら高精度に電極間距離を調整することができるプラズマ処理装置およびそれを用いたプラズマ処理方法を提供することを目的とする。
　かくして、本発明によれば、反応室と、反応室に反応ガスを導入するガス導入部と、反応室から反応ガスを排気する排気部と、反応室内に配置されかつ反応ガス中でプラズマ放電させる平行平板状の第１電極および第２電極と、第１電極または第２電極を支持または固定して対向方向に移動可能とする移動機構と、第１電極と第２電極の少なくとも一方を支持または固定する固定片とを備え、第１電極または第２電極が前記移動機構により移動され、かつ第１電極および第２電極の周縁部が前記固定片と当接することにより、第１電極と第２電極との最小電極間距離が決定できるプラズマ処理装置が提供される。
　また、本発明の別の観点によれば、前記プラズマ処理装置を用いて前記第１電極または第２電極に設置された基板の表面をプラズマ処理する方法であって、プラズマ処理の目的に応じて、前記移動機構の動作によって、第１電極と第２電極の間を前記最小電極間距離に調整した後、第１電極と第２電極の間に反応ガス中でプラズマ放電させる狭電極間プラズマ処理工程と、第１電極と第２電極の間を前記最小電極間距離よりも広い広電極間距離に調整した後、第１電極と第２電極の間に反応ガス中でプラズマ放電させる広電極間プラズマ処理工程のいずれか一方を行うか、或いは前記狭電極間プラズマ処理工程と前記広電極間プラズマ処理工程を任意の順で連続的に行うプラズマ処理方法が提供される。
　本発明のプラズマ処理装置は、第１電極または第２電極を支持または固定して対向方向に移動可能とする移動機構と、第１電極と第２電極の少なくとも一方を支持または固定する固定片とを備えているため、第１電極または第２電極が前記移動機構により移動され、かつ第１電極および第２電極の周縁部が前記固定片と当接することにより、第１電極と第２電極との最小電極間距離が容易に決定される。さらに、移動機構によって第１電極と第２電極を相対的に離間する方向に移動させることができるため、第１電極と第２電極との間を任意の電極間距離に広げることができる。
　したがって、第１電極と第２電極との間を最小電極間距離に設定した狭電極間プラズマ処理と、第１電極と第２電極との間を最小電極間距離よりも広い電極間距離に設定した広電極間プラズマ処理とのいずれか一方の処理または任意の順で連続的に両方の処理を行うこと（プラズマ処理方法）が可能となる。さらに、電極間距離を広くすることにより、電極間に被処理物である基板の設置および電極間からの基板の取り出しを容易に行うことができる。
本発明のプラズマ処理装置の実施形態１を示す正面から見た構成図である。 本発明の実施形態１の一側面から見た内部構成図である。 図２における電極が無い状態の内部構成図である。 本発明の実施形態１の上方から見た内部構成図である。 本発明の実施形態１における固定片と支持片との位置関係を説明する図である。 本発明の実施形態１における第１電極が昇降する状態を示す説明図である。 本発明の実施形態１における固定片を示す構成説明図である。 本発明の実施形態１における支持片を示す構成説明図である。 本発明のプラズマ処理装置の実施形態２における第２電極が昇降する状態を示す説明図である。 本発明のプラズマ処理装置の実施形態３を示す正面から見た構成図である。 本発明のプラズマ処理装置の実施形態５を示す正面から見た構成図である。 本発明の実施形態５の一側面から見た内部構成図である。 本発明の実施形態５の上方から見た内部構成図である。 本発明の実施形態５における第１電極が水平方向に移動する状態を示す説明図である。 本発明のプラズマ処理装置の実施形態６を示す正面から見た構成図である。
　本発明のプラズマ処理装置は、反応室と、反応室に反応ガスを導入するガス導入部と、反応室から反応ガスを排気する排気部と、反応室内に配置されかつ反応ガス中でプラズマ放電させる平行平板状の第１電極および第２電極と、第１電極または第２電極を支持または固定して対向方向に移動可能とする移動機構と、第１電極と第２電極の少なくとも一方を支持または固定する固定片とを備え、第１電極または第２電極が前記移動機構により移動され、かつ第１電極および第２電極の周縁部が前記固定片と当接することにより、第１電極と第２電極との最小電極間距離が決定できる。
　つまり、このプラズマ処理装置は、平行平板型の第１電極および第２電極のうちの一方の電極は支持または固定され、他方の電極は移動機構によって対向方向に移動可能に支持または固定されている。したがって、移動機構に支持または固定された電極を移動させることにより電極間距離を調整することができると共に、両方の電極を固定片と当接させることによって両方の電極を最小電極間距離まで接近させることができる。
　さらに、このプラズマ処理装置は、第１電極と第２電極との間隔を最小電極間距離に設定した状態でのプラズマ処理（狭電極間プラズマ処理工程）と、最小電極間距離よりも広い電極間距離に設定した状態でのプラズマ処理（広電極間プラズマ処理工程）の一方または両方を任意に行うことができる。それに加え、第１・第２電極を相対的に移動させて電極間を広くすることにより、電極間への基板の搬入、電極間からの基板の搬出、電極放電面のクリーニングが容易となる。
　このプラズマ処理装置は、第１電極および第２電極からなる平行平板型の放電部（電極体）の１組または複数組を上下方向に並べた上下並列タイプと、平行平板型の放電部の１組または複数組を左右方向に並列した左右並列タイプの両方に適用できる。上下並列タイプでは第１・第２電極は水平状に配置され、左右並列タイプでは第１・第２電極は垂直状に配置される。
　また、このプラズマ処理装置は、成膜用とエッチング用の両方に適用可能である。
　本発明において、前記固定片は、第１電極および第２電極の周縁部と当接して最小電極間距離を決定するように反応室内に設けられていれば、取付方法は特に限定されるものではない。例えば、反応室内に第１電極および第２電極の少なくとも一方を支持する支持部を設け、支持部に固定片を取り付ける、あるいは反応室を構成するチャンバーの内壁面またはチャンバーのフレームに固定片を取り付けることができる。
　反応室内で第１電極と第２電極の一方を移動させるため、移動させる電極が給電ケーブル、接地部材またはガス導入管等の接続部材と接続される場合は、可撓性を有する接続部材を選択し、接続部材が電極の動きを許容しかつ追随できるようにする必要がある。チャンバー内壁面と電極周縁部との間の間隔にゆとりを持たせれば、接続部材が電極の動きを許容しかつ追随でき易くなる。この場合、反応室内に支持部を設け、支持部に固定片を取り付けることが好ましく、支持部としては、少なくとも固定片を取り付けるための支柱部材、梁部材、枠部材等の支持部材が反応室内に設けられていればよい。
　移動機構は、第１電極または第２電極が支持または固定されて対向方向に移動できるものであればその構成は特に限定されず、第１電極と第２電極のどちらを移動させるものであってもよい。ただし、移動機構は、プラズマ処理装置が上下並列タイプの場合は電極を上下方向に移動させるように構成され、プラズマ処理装置が左右並列タイプの場合は電極を水平方向に移動させるように構成される。
　電極を上下方向または水平方向に移動させる移動機構としては、例えば、油圧シリンダ機構、ボールネジ機構、これらを動力源として用いたリンク機構等が挙げられ、中でも重量物の昇降を高精度に行うことができる油圧シリンダ機構が好ましい。
　以下、本発明に係る上下並列タイプと左右並列タイプのプラズマ処理装置の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
（実施形態１：上下並列タイプ）
　図１は本発明のプラズマ処理装置の実施形態１を示す正面から見た構成図であり、図２は本発明の実施形態１の一側面から見た内部構成図であり、図３は図２における電極が無い状態の内部構成図であり、図４は本発明の実施形態１の上方から見た内部構成図であり、図５は本発明の実施形態１における固定片と支持片との位置関係を説明する図であり、図６は本発明の実施形態１における第１電極が昇降する状態を示す説明図である。
　このプラズマ処理装置は上下並列タイプであり、反応室Ｒを構成するチャンバーＣ１と、反応室Ｒに矢印で示す反応ガスＧ１を導入するガス導入部１ａと、反応室Ｒから反応ガスＧ１を排気する排気部６と、反応室Ｒ内に水平に対向して配置されかつ反応ガスＧ１中でプラズマ放電させる平板状の第１電極１および第２電極２からなる放電部３と、第１電極１に電力を供給する電源部Ｅと、第２電極２を接地する接地部材８と、反応室Ｒ内に設けられて第１・第２電極１、２を水平状に支持する支持部４と、支持部４に取り付けられた固定片７ａ、７ｂと、第１電極１を対向方向に移動させる移動機構５とを備える。
　実施形態１では、第１電極１がカソード電極であり、第２電極がアノード電極であり、第２電極２上に被処理物である基板Ｓ１（図６参照）が設置され、基板Ｓ１の表面に所定の膜を成膜するプラズマ処理装置の場合を例示している。また、実施形態１では、放電部３が上下２段で反応室内Ｒに配置された場合を例示しているが、放電部３の数は２つに限定されるものではなく、１つまたは３つ以上でもよい。
　チャンバーＣ１は、金属製の箱型本体部Ｃ１ａと、本体部Ｃ１ａを設置場所の床面上に支持する金属製の脚部Ｃ１ｂとを備えている。第２電極２は、２本の導電性接地部材８および金属製のチャンバーＣ１を介して接地されている。
　排気部６としては、真空ポンプ６ａ、真空ポンプ６ａと反応室Ｒとを接続する排気管６ｂおよび排気管６ｂにおける反応室Ｒと真空ポンプ６ａとの間に配置された圧力制御器６ｃとを備える。
　電源部Ｅは、例えば、ＡＣ１．００ＭＨｚ～６０ＭＨｚの周波数で１０Ｗ～１００ｋＷの電力、具体的には、１３．５６ＭＨｚ～６０ＭＨｚで１０Ｗ～１０ｋＷの電力を発生して各第１電極１に供給するプラズマ励起電源である。電源部Ｅは、高周波発生器ｅ１と、各第１電極１に均等な電力を供給するためのインピーダンス整合器ｅ２と、これらを各第１電極１の給電箇所に接続する給電ケーブルｅ３とを備え、図示しない増幅器をさらに備えていてもよい。
　実施形態１の場合、後述する移動機構５によって第１電極１が昇降するため、第１電極１と接続される給電ケーブルｅ３の少なくとも接続側部分は、第１電極１の昇降動作を許容しかつ追随できるよう可撓性を有している。例えば、チャンバーＣ１の箱型本体部Ｃ１ａと第１電極１との間部分の給電ケーブルは、可撓性を有する金属製網部材とすることができる。
　なお、実施形態１の場合、第１電極１の給電箇所は、第１電極１の右端面の前後方向中央位置とされている。また、第２電極２の接地箇所は、第２電極２の左端面の前後方向中央の両側位置とされている。
　各第１電極（カソード電極）１は、長方形であり、ステンレス鋼やアルミニウム合金などから作製される。各第１電極１の寸法は、成膜される基板Ｓ１の寸法に合わせて適当な値に設定され、第２電極２よりも僅かに大きい平面サイズおよび第２電極２と同じ厚みで設計されることができる。
　各第１電極１は、内部が空洞であると共に、対となる第２電極２に面するプラズマ放電面には多数の貫通穴が穴明け加工により明けられている。この穴明け加工は、例えば、直径０．１ｍｍ～２ｍｍの円形穴を数ｍｍ～数ｃｍピッチで行うことができる。
　また、各第１電極１の一端面には、ガス導入部１ａとしてのガス導入管が接続されている。図示しないガス供給源とガス導入部１ａとは接続パイプにて接続されており、反応ガスＧ１がガス供給源から第１電極２の内部に供給され、多数の貫通穴から基板Ｓ１の表面に向かって噴出する。また、上述のように第１電極１が昇降するため、第１電極１と接続されるガス導入管１ａの少なくとも接続側部分は、第１電極１の昇降動作を許容しかつ追随できるよう可撓性を有している。例えば、チャンバーＣ１の箱型本体部Ｃ１ａと第１電極１との間部分のガス導入管は、可撓性を有するフッ素系樹脂管とすることができる。なお、原料ガスとしては、例えば、Ｈ2で希釈したＳｉＨ4（モノシラン）ガスが使用される。
　各第２電極２は、長方形であり、内部に図示しないヒータを有すると共に、上面に基板Ｓ１が設置され、プラズマ放電下の成膜時に基板Ｓ１を加熱する。なお、基板Ｓ１は、シリコン基板やガラス基板などが一般的であるが、特にこれらに限定されるものではない。
　また、各第２電極２は、ステンレス鋼、アルミニウム合金、カーボンなどの、導電性および耐熱性を備えた材料で製作されている。
　各第２電極２の寸法は、薄膜を形成するための基板Ｓ１の寸法に合わせて適当な値に決定されている。例えば、基板Ｓ１の寸法９００～１２００ｍｍ×４００～９００ｍｍに対して、第２電極２の寸法は１０００～１５００ｍｍ×６００～１０００ｍｍとされる。ただし、後で詳しく説明する支持片５ｃが下降する際に第２電極２に衝突しないように、第２電極２の左右方向の長さは第１電極１の左右方向の長さよりも短く設定されている（図１および図６参照）。
　各第２電極２に内蔵されたヒータは、第２電極２を室温～３００℃程度に加熱制御するものであり、例えば、アルミニウム合金製の筒体内にシースヒータのような密閉型加熱装置と熱電対などの密閉型温度センサとを内蔵したものを用いることができる。
　支持部４は、反応室Ｒ内における第１電極１および第２電極２の周囲に配置された複数本の支持用支柱４ａと、複数本の支持用支柱４ａを連結する枠体４ｂと、各支持用支柱４ａに取り付けられた第１電極用固定片７ａおよび第２電極用固定片７ｂとが一体化された支持構造体である。以下、第１電極用固定片７ａおよび第２電極用固定片７ｂを、第１固定片７ａおよび第２固定片７ｂと称するか、あるいはこれらを統合して固定片７ａ、７ｂと称する場合がある。
　具体的には、各電極１、２の４つの角部付近に配置されるように４本の支持用支柱４ａがチャンバーＣ１の底壁内面に固定されている。そして、４本の支持用支柱４ａの上端が四角形の枠体４ｂにて連結されている。また、各支持用支柱４ａの所定高さ位置の２箇所に、第１固定片７ａおよび第２固定片７ｂがそれぞれ内向きに取り付けられている。なお、枠体４ｂは、４本のストレートな部材を組み合わせてなる。
　つまり、上下の放電部３の各第１電極１を水平状に支持する８つの第１固定片７ａと、上下の放電部３の各第２電極２を水平状に支持する８つの第２固定片７ｂとが、４本の支持用支柱４ａの所定高さ位置に取り付けられている。このとき、図６（Ｂ）に示すように、各段の第１・第２固定片７ａ、７ｂは、各放電部３における第１電極１と第２電極２との間の最小電極間距離Ａが所定距離となる高さ位置に配置されると共に、上段の第２固定片７ｂと下段の第１固定片７ａは、上下の放電部３の間の放電部間距離Ｂが所定距離となる高さ位置に配置されている。また、第２電極２を支持する下の第２固定片７ｂは、第１電極１よりも左右方向の長さが短い第２電極２を支持できるように、上の第１固定片７ａよりも内側へ長く形成されている。
　ところで、反応室Ｒ内に複数組の放電部３が存在すると、各放電部３でのプラズマ放電が相互に干渉する場合がある。その原因は、特に、電源部Ｅと同一の電気系統を介してそれぞれ接続される放電部同士の放電部間距離Ｂに関係しており、放電部間距離Ｂが短くなると電力を均等に分岐できなくなり、その結果各プラズマ放電が干渉する。
　このようなプラズマ放電の干渉を防止するため、本発明では、各放電部３における第１電極（カソード電極）１と第２電極（アノード電極）２との間の電極間距離Ａに対して放電部間距離Ｂが２倍以上（Ｂ／Ａ≧２）となるように設定されている。例えば、電極間距離Ａは２～３０ｍｍに設定され、放電部間距離Ｂは４～６０ｍｍ以上に設定される。なお、面内における電極間距離Ａの精度は、数％以内であることが好ましく、１％以下であること特に好ましい。
　支持用支柱４ａの材料は、導電性と絶縁性のどちらでもよいが、加工性および耐熱性の観点から、例えば、ステンレス、もしくはアルミ合金等の金属材料が好ましい。
　各固定片７ａ、７ｂは、第１電極１および第２電極２からの熱が各固定片７ａ、７ｂを介して支持用支柱４ａへ伝わり難いように、例えば、アルミナ、ジルコニア等の金属酸化物またはセラミック等の絶縁材料で構成されていることが好ましく、特に、熱伝導率が低いジルコニアが第１電極１および第２電極と支持用支柱４ａの間に介在するように構成されていることが好ましい。すなわち、固定片７ａ、７ｂの全てが絶縁材料で構成されていても良いが、一部が絶縁材料で構成されていても良い。このように絶縁材料が介在する構成とすれば、各固定片７ａ、７ｂにて支持された第１電極１および第２電極の熱が支持用支柱４ａへ伝わり難くなり、支持用支柱４ａの熱膨張による伸びを抑えることができる。
　絶縁材料からなる絶縁部材を有してなる固定片７ａ、７ｂを金属材料からなる支持用支柱４ａへ取り付ける場合、固定片７ａ、７ｂは、例えば図７（Ａ）または図７（Ｂ）で図示したように構成されてもよい。
　図７（Ａ）の場合、固定片７ａは、例えば、支持用支柱４ａの所定高さ位置に溶接される金属製受け片７ａ1と、受け片７ａ1上に設置される絶縁部材７ａ2と、受け片７ａ1および絶縁部材７ａ2に形成された貫通孔に挿入されるボルト部材（図示省略）と、ボルト部材に螺合して絶縁部材７ａ2を受け片７ａ1に締め付けて固定するナット部材（図示省略）とから構成されることができる。なお、図７（Ａ）では固定片７ａのみを示したが、固定片７ｂも固定片７ａと同様である。
　図７（Ｂ）の場合、固定片７ａは、図７（Ａ）で示した第１電極１と当接する絶縁部材７ａ2上に、耐衝撃性を有する金属材料（例えば鉄クロム系金属）から形成された金属片７ａ3を載置し、前記ボルト・ナット結合により受け片７ａ1、絶縁部材７ａ2および金属片７ａ3を結合して構成されることができる。なお、図７（Ｂ）では固定片７ａのみを示したが、固定片７ｂも固定片７ａと同様である。
　移動機構５は、反応室Ｒ内における第１電極１および第２電極２の周囲に配置された４本の昇降用支柱５ａと、４本の昇降用支柱５ａの上下２箇所を連結する枠体５ｂと、各固定片７ａ、７ｂと干渉しないように昇降用支柱５ａまたは枠体５ｂに取り付けられた複数の支持片５ｃと、昇降駆動部５ｄと、昇降駆動部５ｄと昇降用支柱５ａまたは枠体５ｂとを連結し昇降駆動部５ｄの昇降動作を伝達する連結部５ｅとを備える。
　この移動機構５は、所定ストロークの上昇動作によって、第１固定片７ａ上の第１電極１を第２電極２から離間させ（図６（Ａ）参照）、所定ストロークの下降動作によって、第１電極１を第１固定片７ａ上に載置する（図６（Ｂ）参照）ように構成されている。
　図６（Ｂ）は、第１固定片７ａに第１電極１が当接しかつ第２固定片７ｂに第２電極２が当接することにより、前記最小電極間距離Ａが決定された状態を示している。
　４本の昇降用支柱５ａは、４本の支持用支柱４ａの近傍に配置されている。さらに詳しくは、各昇降用支柱５ａが２本の支持用支柱４ａの間で、かつ各昇降用支柱５ａから各電極までの距離が支持用支柱４ａから各電極までの距離とほぼ等しくなるように配置されている。そして、４本の昇降用支柱５ａの上部および下部が枠体５ｂにて相互に連結されている。なお、枠体５ｂは、４本のストレートな部材を組み合わせてなる。
　また、支持片５ｃは、上下の放電部３の第１電極１を昇降可能なように、４本の昇降用支柱４ａに２つずつ内向きに取り付けられている。また、支持片５ｃの内側への突出寸法は、支持片５ｃが下降した際に第２電極２と衝突しない長さに設定されている。このとき、図６（Ｂ）に示すように、昇降用支柱５ａを下降させて最小電極間距離Ａに設定された状態において、各昇降用支柱５ａに対応する上下２つの支持片５ｃは、上下の放電部３の第２電極２の下面よりも僅かに（例えば5ｍｍ程度）下方に位置する。
　なお、支持片５ｃを第２電極２の下面よりも下に下降させる理由は、放電部３のプラズマ放電領域に第１電極を支持していない支持片が存在すると、支持片がプラズマに干渉して放電空間に均一なプラズマを発生できなくなるからである。
　昇降駆動部５ｄは、２つの油圧シリンダを備える油圧シリンダ機構であり、各油圧シリンダが上下方向に伸縮するよう設置場所の床面に固定されている。
　連結部５ｅは、２つの油圧シリンダの伸縮ロッドの先端に固定された連結板５ｅ１と、連結板５ｅ１と４本の昇降用支柱５ａの下端とを連結する連結支柱５ｅ２とを備え、昇降駆動部５ｄの昇降動作を連結板５ｅ１および４本の連結支柱５ｅ２を介して４本の昇降用支柱５ａおよびこれらに取り付けられた各支持片５ｃに同期的に伝達するように構成されている。なお、昇降駆動部５の上昇動作の限界は、上方の枠体５ｂが支持部４の上方の枠体４ｂに当たらない程度とされる。
　連結部５ｅの４本の連結支柱５ｅ２は、チャンバーＣ１の底壁の４箇所に形成された挿通孔を上下移動可能に挿通している。さらに、チャンバーＣ１の底壁には４つの挿通孔と連通して各連結支柱５ｅ２をガイドする筒状のガイド部材５ｆが取り付けられており、挿通孔と連結支柱５ｅ２の間およびガイド部材５ｆと連結支柱５ｅ２の間の隙間は耐熱シール材にてシールされている。
　昇降用支柱５ａおよび連結支柱５ｅ２の材料は、導電性と絶縁性のどちらでもよいが、加工性および耐熱性の観点から、例えば、ステンレス、もしくはアルミ合金等の金属材料が好ましい。
　支持片５ｃは、第１電極１から電流が支持片５ｃを介して昇降用支柱５ａへ流れないように、例えば、アルミナ、ジルコニア等の金属酸化物またはセラミック等の絶縁材料にて構成されることが好ましく、特に、熱伝導率が低いジルコニアが第１電極１と昇降用支柱５ａの間に介在するように構成されていることが好ましい。第１電極１と昇降用支柱５ａの間に熱伝導率が低い絶縁材料が介在すれば、支持片５ｃにて支持された第１電極１の熱が昇降用支柱５ａへ伝わり難くなり、昇降用支柱５ａの熱膨張による伸びを抑えることもできる。さらに、少なくとも支持片５ｃの第１電極１と当接する部分は、耐衝撃性を有する金属材料から形成されることが好ましく、このような金属材料としては、例えば鉄クロム系金属が挙げられる。
　また、プラズマ処理時には、支持用支柱４ａおよび昇降用支柱５ａはプラズマからの輻射熱を受けて熱膨張し僅かに伸びる。したがって、支持用支柱４ａと昇降用支柱５ａの熱膨張率は同じであることが好ましく、そのために、支持用支柱４ａと昇降用支柱５ａは同じ材料にて形成されていることが好ましく、両者は各種寸法および形状も同一の同じ部材から構成されていることがさらに好ましい。さらには、支持用支柱４ａおよび昇降用支柱５ａが受ける輻射熱量を同じにするために、上述のように第１電極１と第２電極２の間のプラズマ放電領域から支持用支柱４ａまでの距離と、プラズマ放電領域から昇降用支柱５ａまでの距離とは同一に設定されている。
　このようにすれば、プラズマ処理時の支持用支柱４ａの伸び量と昇降用支柱５ａの伸び量が同等となるため、移動機構５の支持片５ｃにて第１電極１を支持する上述の広電極間プラズマ処理工程において、所定の電極間距離の変動を小さく抑えることができる。なお、支持部４の第１・第２固定片７ａ、７ｂにて第１・第２電極１、２を支持する狭電極間プラズマ処理工程では、支持用支柱４の伸びによる最小電極間距離Ａの変動はさらに小さいものとなる。
　絶縁材料からなる絶縁部材を有してなる支持片５ｃを金属材料からなる昇降用支柱５ａへ取り付ける場合、支持片５ａは、例えば図８（Ａ）または図８（Ｂ）で図示したように構成されてもよい。
　図８（Ａ）の場合、支持片５ａは、図７（Ａ）で説明した固定片７ａと同様に、金属製受け片５ｃ1と絶縁部材５ｃ2とをボルト・ナット結合して構成される。
　図８（Ｂ）の場合、支持片５ａは、図７（Ｂ）で説明した固定片７ａと同様に、絶縁部材５ｃ2上に、耐衝撃性を有する金属材料（例えば鉄クロム系金属）から形成された金属片５ｃ3を載置し、受け片５ｃ1、絶縁部材５ｃ2および金属片５ｃ3をボルト・ナット結合して構成される。
　このように構成された実施形態１の成膜用プラズマ処理装置によれば、昇降駆動部５ｄが伸長動作することによる移動機構５の上昇動作によって、図６（Ｂ）に示す最下位置の支持片５ｃが上昇して第１電極１を受け、さらに支持片５ｃが上昇することにより第１電極１が第２電極２から離間する（図６（Ａ）参照）。この際、第２電極２、固定片７ａおよび支持片５の寸法が上述のように設定されているため、支持片５ｃが第２電極２に衝突することはない。このように電極間距離が広がることにより、第２電極２上に基板Ｓ１を容易に設置する、あるいは第２電極２上から基板Ｓ１を容易に取り出すことができる。
　また、図６（Ａ）の状態から、昇降駆動部５ｄが短縮動作することによる移動機構５の下降動作によって、最上位置の支持片５ｃが下降して第１電極１が第１固定片７ａ上に載置され、これによって最小電極間距離Ａが決定され、さらに支持片５ｃが第２電極２の下面よりも下に下降することによって、狭電極間プラズマ処理が可能となる。
　また、図６（Ａ）の状態から、最上位置の支持片５ｃが下降し、第１電極１が第１固定片７ａ上に載置される前に支持片５ｃの下降が停止することにより、あるいは図６（Ｂ）の状態から支持片５ｃが上昇して第１電極１を受け、支持片５ｃの上昇が最上位置に達する前に停止することにより、最小電極間距離Ａよりも広い広電極間距離（例えば15～30ｍｍ程度）が決定され、広電極間プラズマ処理が可能となる。
　すなわち、この成膜用プラズマ処理装置では、プラズマ処理の目的に応じて、最小電極間距離Ａに調整した後、第１電極１と第２電極２の間に第１の反応ガス中でプラズマ放電させる狭電極間プラズマ処理工程と（図６（Ａ）参照）、最小電極間距離Ａよりも広い広電極間距離に調整した後、第１電極１と第２電極２の間に第２の反応ガス中でプラズマ放電させる広電極間プラズマ処理工程のいずれか一方を行うか、或いは狭電極間プラズマ処理工程と広電極間プラズマ処理工程を任意の順で連続的に行うプラズマ処理方法を実施することができる。
　ここで、「プラズマ処理の目的に応じて」とは、成膜すべき膜の材料、膜の緻密度、基板Ｓ１の厚み等に対応するという意味である。
　狭電極間プラズマ処理工程として、例えば、基板Ｓ１の表面に結晶を含むシリコン系半導体膜を形成するプラズマCVD工程が挙げられ、広電極間プラズマ処理工程としては、基板Ｓ１の表面に非晶質シリコン系半導体膜を形成するプラズマCVD工程が挙げられる。
　このような結晶を含むシリコン系半導体膜を形成するプラズマCVD工程と、非晶質シリコン系半導体膜を形成するプラズマCVD工程は、いずれか一方の工程のみを行う、あるいは任意の順で両方の工程を連続的に行うことができる。
　例えば、膜原料である反応ガスＧ１を所定の流量および圧力で第１電極１と第２電極２との間隙に充填し、第１電極１と第２電極２とに高周波電力を印加することで、第１電極１と第２電極２との間にグロー放電領域（プラズマ放電領域）を発生させ、基板Ｓ１上に非晶質の膜、結晶性の膜またはこれらの積層膜を高精度に効率よく形成することができる。例えば、原料ガスとしてＨ2で希釈したＳｉＨ4ガスを使用して、膜厚３００ｎｍのシリコン薄膜を膜厚分布±１０％以内で堆積させることができる。
（実施形態２：上下並列タイプ）
　図９は本発明のプラズマ処理装置の実施形態２における第２電極が昇降する状態を示す説明図である。
　実施形態２のプラズマ処理装置は、上下並列タイプの成膜用プラズマ処理装置であって、実施形態１で説明した第１電極用固定片と第２電極用固定片が一体状に形成された１つの固定片７からなり、固定片７上に第１電極１が載置され、移動機構５の上昇動作によって第２電極２が固定片７の下面に圧接されることにより、最小電極間距離Ａが決定されるように構成されている。
　つまり、実施形態２は、固定片７に関する点および第２電極２を移動させる構成に関する点以外は、実施形態１と概ね同様の構成である。なお、図９において、図１～図８で示した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付している。
　以下、実施形態２の実施形態１とは異なる点を主に説明する。
　実施形態２において、固定片７は、４本の支持用支柱４ａにおける各段の放電部３の高さ位置に取り付けられ、固定片７の電極当接部分の厚みは最小電極間距離Ａと同じ厚みで形成されている（図９（Ｂ）参照）。
　また、実施形態２における移動機構５の支持片５は、第２電極２を昇降可能に支持するものであり、昇降用支柱５ａへの取付位置が異なる以外は実施形態１と同様に構成されている。つまり、図９（Ｂ）に示す移動機構５の上昇限界付近のときに、支持片５上の第２電極２の上面が固定片７の下面に軽く押し付けられた状態で圧接するように、支持片５ｃは昇降用支柱５ａに取り付けられている。なお、この場合も、支持片５ｃおよび固定片７は絶縁部材からなる絶縁部材を有して構成されている。
　このように構成された実施形態２の成膜用プラズマ処理装置によれば、移動機構５の上昇動作によって、図９（Ａ）に示す最下位置の支持片５ｃが上昇して第２電極２を固定片７に圧接したところで停止することにより、最小電極間距離Ａが決定され、狭電極間プラズマ処理が可能となる（図９（Ｂ）参照）。
　また、図９（Ａ）の状態から、移動機構５の下降動作によって、第２電極２が第１電極１から離間して電極間距離が広がるため、第２電極２上に基板Ｓ１を容易に設置する、あるいは第２電極２上から基板Ｓ１を容易に取り出すことができる。
　また、図９（Ｂ）の状態から、支持片５ｃが所定距離だけ下降して最下位置に達する前に停止する、あるいは図９（Ａ）の状態から支持片５ｃが所定距離だけ上昇して第２電極２が固定片７に当接する前に停止することにより、最小電極間距離Ａよりも広い広電極間距離が決定され、広電極間プラズマ処理が可能となる。
　すなわち、この実施形態２の成膜用プラズマ処理装置も、実施形態１と同様に、プラズマ処理の目的に応じて、最小電極間距離Ａに調整した後、第１電極１と第２電極２の間に第１の反応ガス中でプラズマ放電させる狭電極間プラズマ処理工程と（図９（Ａ）参照）、最小電極間距離Ａよりも広い広電極間距離に調整した後、第１電極１と第２電極２の間に第２の反応ガス中でプラズマ放電させる広電極間プラズマ処理工程のいずれか一方を行うか、或いは狭電極間プラズマ処理工程と広電極間プラズマ処理工程を任意の順で連続的に行うプラズマ処理方法を実施することができる。
　なお、実施形態２の場合、プラズマ処理工程の間、昇降駆動部５ｄによって支持片５ｃ上に支持された第２電極２を固定片７へ継続的に圧接させていれば、実施形態１のような熱による部材の伸びによって生じる電極間距離の変動の心配はない。
（実施形態３：上下並列タイプ）
　図１０は本発明のプラズマ処理装置の実施形態３を示す正面から見た構成図である。
　この実施形態３のプラズマ処理装置は、上下並列タイプのエッチング用プラズマ処理装置であり、アノード電極である第１電極１が接地され、カソード電極である第２電極２が電源部Ｅと接続されていること以外は、概ね実施形態１と同様に構成されている。図１０では図示されていないが、第１電極１の左端面は、実施形態１で説明した接地部材８と接続されている（図１および図４参照）。
　この場合、第１電極１が昇降するため、実施形態１と同様に第１電極１と接続するガス導入部１ａとしてのガス導入管は可撓性を有することに加え、第１電極１と接続される接地部材８も可撓性を有している。
　なお、図１０において、図１～図８で示した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付している。
　この実施形態３のエッチング用プラズマ処理装置によれば、例えば、フッ素系ガスをアルゴンなどの不活性ガスで希釈したエッチングガスである反応ガスＧ２を所定の流量および圧力で第１電極１と第２電極２との間隙に充填し、第１電極１と第２電極２とに高周波電力を印加することで、第１電極１と第２電極２との間にグロー放電領域（プラズマ放電領域）を発生させ、第２電極２上の基板（例えばシリコン基板）を１０ｎｍ／ｓ以上の速度で効率よくエッチングすることができる。
　この際、エッチングに最適な電極間距離は、通常、成膜時の最小電極間距離Ａよりも広いため、例えば、広電極間距離を１５～３０ｍｍに設定した広電極間プラズマエッチング処理が適切である。なお、最小電極間距離Ａに設定した狭電極間プラズマエッチング処理も可能であるが、電極間距離が狭くなるため、反応室Ｒ内の圧力をエッチングに最適な圧力まで高める必要がある。
（実施形態４：上下並列タイプ）
　図示しない実施形態４は、実施形態３と同様に上下並列タイプのエッチング用プラズマ処理装置であって、実施形態２のように第１電極用固定片と第２電極用固定片が一体状に形成された１つの固定片からなり、固定片上に第１電極が載置され、移動機構の上昇動作によって第２電極が固定片の下面に圧接されることにより最小電極間距離Ａが決定されると共に、最小電極間距離Ａよりも広い広電極間距離に設定可能に構成されている（図９参照）。
（実施形態５：左右並列タイプ）
　図１１は本発明のプラズマ処理装置の実施形態５を示す正面から見た構成図であり、図１２は本発明の実施形態５の一側面から見た内部構成図であり、図１３は本発明の実施形態５の上方から見た内部構成図であり、図１４は本発明の実施形態５における第１電極が水平方向に移動する状態を示す説明図である。なお、図１１～図１４において、図１～図８で示した構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付している。
　実施形態５のプラズマ処理装置は成膜用であり、左右並列タイプである点が主に実施形態１（上下並列タイプ）とは異なるが、実施形態１と同様に、第１電極１１と第２電極１２からなる放電部１３の複数組を備えると共に、チャンバーＣ２、支持部１４、移動機構１５、電源部Ｅ、ガス導入部１１ａおよび排気部（図示省略）を備えている。特に、実施形態５の場合、第１電極１１および第２電極１２を垂直状に支持しかつこれらの一方を水平方向に移動させるため、支持部１４および移動機構１５の構成が実施形態１とは異なる。
　実施形態５において、第１電極１１がカソード電極であり、第２電極１２がアノード電極であり、これらの電極の構成は実施形態１と同様である。
　また、実施形態５では、第２電極１２の放電面に被処理物である基板Ｓ１（図１４参照）が設置され、放電部１３が左右２列で反応室内Ｒに配置された場合を例示しているが、放電部１３の数は２つに限定されるものではなく、１つまたは３つ以上でも本発明は適用可能である。
　以下、実施形態５の実施形態１とは異なる点を主に説明する。
　支持部１４は、側面から見て四角形の頂点位置に配置され左右方向に平行に延びる４本の梁部材１４ａと、４本の梁部材１４ａの左右端部付近を相互に連結する枠体１４ｂと、下方の前後に配置された２本の梁部材１４ａをチャンバーＣ２の底壁内面上に支持する支持台１４ｃと、４本の梁部材１４ａに内向きに取り付けられた複数の固定片１７とを備えてなる。なお、枠体１４ｂは、４本のストレートな部材を組み合わせてなる。
　各梁部材１４ａの左端部はチャンバーＣ２の左内壁面に固定され、下方の２本の梁部材１４ａは支持台１４ｃに固定され、各支持台１４ｃはチャンバーＣ２の底壁内面に固定されている。
　固定片１７は、第１電極１１と第２電極１２との間の最小電極間距離Ａと等しい厚みを有する第１部分１７ａと、第２電極１２の厚み以上の厚みを有する第２部分１７ｂとを有してなる。
　固定片１７は、左右２列の放電部３における第２電極１２を第２部分１７ｂにて保持し、かつ第２電極１２の放電面に当接させた状態で基板Ｓ１を第１部分１７ａで保持し、かつ第１電極１１と第２電極１２との間の最小電極間距離Ａを第１部分１７ａにて決定する。
　１つの第２電極１２を垂直状に保持するために、４つの固定片１７がそれぞれ４本の梁部材１４ａに固定されている。また、１つの第２電極１２を保持する４つの固定片１７と、他の第２電極１２を保持する４つの固定片１７との間は、最小電極間距離Ａにセットされた２つの放電部１３の間の放電部間距離Ｂが最小電極間距離Ａの２倍以上（Ｂ／Ａ≧２）となる間隔に設定されている。
　移動機構１５は、側面から見て四角形の頂点位置に配置され左右方向に平行に延びる４本の梁部材１５ａと、４本の梁部材１５ａの左右端部付近を相互に連結する枠体１５ｂと、４本の梁部材１５ａに内向きに取り付けられた複数の可動片１５ｃと、下方の前後に配置された２本の梁部材１５ａをチャンバーＣ２の底壁内面上に左右水平方向にスライド可能に支持する支持ガイドレール１５ｄと、下方の前後に配置された２本の梁部材１５ａに設けられて各支持ガイドレール１５ｄ上を走行するローラ部材１５ｅと、往復駆動部１５ｆと、往復駆動部１５ｆと４本の梁部材１５ａの左端部と連結してこれらを同期的に左右水平方向に往復移動させる連結部１５ｇとを備えてなる。なお、枠体１５ｂは、４本のストレートな部材を組み合わせてなる。
　４本の梁部材１５ａと枠体１５ｂとが相互に連結してなる移動構造体は、支持部１４の４本の梁部材１４ａと枠体１４ｂとが相互に連結してなる支持構造体の内部空間に、左右水平方向に往復移動可能な大きさに形成されている。また、２本の支持ガイドレール１５は、２本の支持台１４ｃの間でチャンバーＣ２の底壁内面に固定されている。
　可動片１５ｃは、第１電極１１の上端または下端と嵌合する凹部を有する形状である。
　１つの第１電極１１を垂直状に保持するために、４つの可動片１５ｃがそれぞれ４本の梁部材１５ａに固定されている。また、１つの第１電極１１を保持する４つの可動片１５ｃと、他の第１電極１１を保持する４つの可動片１５ｃとの間は、２つの放電部１３の間が同時に最小電極間距離Ａにセット可能な間隔に設定されている。
　往復駆動部１５ｆは、２つの油圧シリンダを備える油圧シリンダ機構である。各油圧シリンダが左右水平方向に伸縮するよう、設置場所の床面に各油圧シリンダを支持する支柱が立設されている。
　連結部１５ｇは、２つの油圧シリンダの伸縮ロッドの先端に固定された連結板１５ｇ１と、連結板１５ｇ１と４本の梁部材１５ａの左端とを連結する連結部材１５ｇ２とを備え、往復駆動部１５ｆの左右水平方向の動作を連結板１５ｇ１および４本の連結部材１５ｇ２を介して４本の梁部材１５ａおよびこれらに取り付けられた各可動片１５ｃに同期的に伝達するように構成されている。
　連結部１５ｇの４本の連結部材１５ｇ２は、チャンバーＣ２の左側壁の４箇所に形成された挿通孔を左右方向に移動可能に挿通している。さらに、チャンバーＣ２の左側壁には４つの挿通孔と連通して各連結部材１５ｇ２をガイドする筒状のガイド部材１５ｈが取り付けられており、挿通孔と連結部材１５ｇ２の間およびガイド部材１５ｈと連結部材１５ｇ２の間の隙間は耐熱シール材にてシールされている。
　チャンバーＣ２は、金属製の箱型本体部Ｃ２ａと、本体部Ｃ２ａを設置場所の床面上に支持する金属製の脚部Ｃ２ｂとを備えており、第２電極１２が、２本の導電性接地部材８および金属製のチャンバーＣ２を介して接地されている。
　ガス導入部（ガス導入管）１１ａは、各第１電極１１の上端に接続されている。
　また、電源部Ｅは、実施形態１と同様の構成である。
　実施形態５では、移動機構１５によって第１電極１１が左右方向に移動するため、第１電極１と接続されるガス導入部１１ａおよび給電ケーブルｅ３の少なくとも接続側部分は、第１電極１１の移動を許容しかつ追随できるよう可撓性を有している。
　なお、実施形態５の場合、第１電極１１の給電箇所は、第１電極１１の下端面の前後方向中央位置とされている。また、第２電極１２の接地箇所は、第２電極１２の上端面の前後方向中央の両側位置とされている。
　このように構成された実施形態５のプラズマ処理装置によれば、移動機構１５の左方向への水平動作によって、図１４（Ａ）に示す往復駆動部の伸長限界位置の可動片１５ｃが左方向へ移動して第１電極１１を固定片１７に軽く押し付けた状態で圧接したところで停止する。これによって、最小電極間距離Ａが決定され、狭電極間プラズマ処理が可能となる（図１４（Ｂ）参照）。
　また、図１４（Ａ）の状態から、移動機構１５の右方向への水平動作によって、第１電極１１が第２電極１２から離間することにより電極間距離が広がるため、第２電極１２に沿って基板Ｓ１を容易に設置する、あるいは第２電極１２から基板Ｓ１を容易に取り出すことができる。
　また、図１４（Ｂ）の状態から、可動片１５ｃが所定距離だけ右方向へ移動する、あるいは図１４（Ａ）の状態から可動片１５ｃが所定距離だけ左方向へ移動して第１電極１１が固定片１７に当接する前に停止することにより、最小電極間距離Ａよりも広い広電極間距離が決定され、広電極間プラズマ処理が可能となる。
　すなわち、この実施形態５の成膜用プラズマ処理装置も、実施形態１と同様に、プラズマ処理の目的に応じて、最小電極間距離Ａに調整した後、第１電極１１と第２電極１２の間に第１の反応ガス中でプラズマ放電させる狭電極間プラズマ処理工程と（図１４（Ｂ）参照）、最小電極間距離Ａよりも広い広電極間距離に調整した後、第１電極１１と第２電極１２の間に第２の反応ガス中でプラズマ放電させる広電極間プラズマ処理工程のいずれか一方を行うか、或いは狭電極間プラズマ処理工程と広電極間プラズマ処理工程を任意の順で連続的に行うプラズマ処理方法を実施することができる。
　ところで、少なくとも固定片１７の第１電極１１が圧接される部分は、耐衝撃性を有する金属材料から形成されることが好ましく、このような金属材料としては、例えば鉄クロム系金属が挙げられる。
　梁部材１５ａおよび連結部材１５ｇ２の材料は、導電性と絶縁性のどちらでもよいが、加工性および耐熱性の観点から、例えば、ステンレス、あるいはアルミ合金の金属材料が好ましい。
　可動片１５ｃは、第１電極１１から電流が可動片１５ｃを介して梁部材１５ａへ流れないように、例えば、アルミナ、ジルコニア等の金属酸化物またはセラミック等の絶縁材料から構成されることが好ましく、特に、熱伝導率が低いジルコニアが第１電極１１と梁部材１５ａの間に介在するように構成されていることが好ましい。第１電極１１と梁部材１５ａの間に熱伝導率が低い絶縁材料が介在する構成とすれば、可動片１５ｃにて支持された第１電極１１の熱が梁部材１５ａへ伝わり難くなり、梁部材１５ａの熱膨張による伸びを抑えることもできる。さらに、少なくとも可動片１５ｃの第１電極１と当接する部分は、耐衝撃性を有する金属材料から形成されることが好ましく、このような金属材料としては、例えば鉄クロム系金属が挙げられる。
　また、プラズマ処理時には、梁部材１４ａおよび梁部材１５ａはプラズマからの輻射熱を受けて熱膨張し僅かに伸びる。したがって、梁部材１４ａと梁部材１５ａの熱膨張率は同じであることが好ましく、そのために、梁部材１４ａと梁部材１５ａは同じ材料にて形成されていることが好ましく、両者は太さおよび形状も同一の同じ部材であることがさらに好ましい。さらには、梁部材１４ａおよび梁部材１５ａが受ける輻射熱量を同じにするために、第１電極１１と第２電極１２の間のプラズマ放電領域から梁部材１４ａまでの距離と、プラズマ放電領域から梁部材１５ａまでの距離がほぼ同じとされている。
　このようにすれば、プラズマ処理時の支持構造体の梁部材１４ａの伸び量と移動構造体の梁部材１５ａの伸び量が同等となるため、移動機構１５の可動片１５ｃにて第１電極１１を支持する狭電極間プラズマ処理および広電極間プラズマ処理工程において、所定の電極間距離の変動を小さく抑えることができる。
　なお、実施形態５の場合、プラズマ処理工程の間、往復駆動部１５ｆによって可動片１５ｃにて保持された第１電極１１を固定片１７へ継続的に圧接させていれば、実施形態１のような熱による部材の伸びによって生じる電極間距離の変動の心配はない。
　また、実施形態５では、移動構造体の下部の梁部材１５ａにローラ１５ｅを設けて支持ガイドレール１５ｄ上を走行させる構成を例示したが、支持ガイドレール１５ｄに複数のローラを設けて梁部材１５ａを走行させるようにしてもよい。
（実施形態６：左右並列タイプ）
　図１５は本発明のプラズマ処理装置の実施形態６を示す正面から見た構成図である。
　この実施形態６のプラズマ処理装置は、左右並列タイプのエッチング用プラズマ処理装置であり、アノード電極である第１電極１１が接地され、カソード電極である第２電極１２が電源部Ｅと接続されていること以外は、概ね実施形態５と同様に構成されている。図１５では図示されていないが、第１電極１１の上端面は、実施形態５における第２電極１２を接地させる接地部材８と接続されている（図１２参照）。
　この場合も、第１電極１１が左右方向へ水平移動するため、実施形態５と同様に第１電極１１と接続するガス導入部１１ａとしてのガス導入管は可撓性を有することに加え、第１電極１１と接続される接地部材８も可撓性を有している。例えば、チャンバーＣ１の箱型本体部Ｃ１ａと第１電極１とを接続する接地部材８は、可撓性を有する金属製網部材とすることができる。
　なお、図１５において、図１１～図１４で示した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付している。
　この実施形態６のエッチング用プラズマ処理装置によれば、第２電極１２に沿って設置した基板（例えばシリコン基板）を実施形態３および４と同様にエッチングすることができる。
　なお、この場合も、エッチングに最適な電極間距離は、通常、成膜時の最小電極間距離Ａよりも広いため、例えば、広電極間距離を１５～３０ｍｍに設定した広電極間プラズマエッチング処理が適切である。なお、最小電極間距離Ａに設定した狭電極間プラズマエッチング処理も可能であるが、電極間距離が狭くなるため、反応室Ｒ内の圧力をエッチングに最適な圧力まで高める必要がある。
　１、１１　第１電極
　１ａ、１１ａ　ガス導入部（ガス導入管）
　２、１２　第２電極
　３、１３　放電部
　４、１４　支持部
　４ａ　支持用支柱
　４ｂ　枠体
　５、１５　移動機構
　５ａ　昇降用支柱
　５ｂ　枠体
　５ｄ、１５ｆ　昇降駆動部
　５ｅ、１５ｇ　連結部
　６　排気部
　７、１７　固定片
　７ａ　第１電極用固定片
　７ｂ　第２電極用固定片
　８　接地部材
　Ａ　最小電極間距離
　Ｂ　放電部間距離
　Ｃ１、Ｃ２　チャンバー
　Ｅ　電源部
　Ｇ１、Ｇ２　反応ガス
　Ｒ　反応室
　Ｓ１、Ｓ２　基板

Claims (16)

  1. 　反応室と、反応室に反応ガスを導入するガス導入部と、反応室から反応ガスを排気する排気部と、反応室内に配置されかつ反応ガス中でプラズマ放電させる平行平板状の第１電極および第２電極と、第１電極または第２電極を支持または固定して対向方向に移動可能とする移動機構と、第１電極と第２電極の少なくとも一方を支持または固定する固定片とを備え、
    　第１電極または第２電極が前記移動機構により移動され、かつ第１電極および第２電極の周縁部が前記固定片と当接することにより、第１電極と第２電極との最小電極間距離が決定できるプラズマ処理装置。
  2. 　前記第１電極および第２電極の少なくとも一方を水平状に支持する支持部をさらに備え、
    　前記支持部は、反応室内に所定高さ位置で配置され第１電極における周縁部の下面に当接して第１電極を所定位置に位置決めする第１電極用固定片と、該第１電極用固定片の下方に配置されかつ第２電極における周縁部の下面または上面に当接して第２電極を所定位置に位置決めする第２電極用固定片とを備え、
    　前記移動機構は、第１電極または第２電極の周縁部の下面を水平状に支持可能な支持片を備え、前記移動機構の上昇動作によって、前記第１電極用固定片上の第１電極を第２電極から離間させるまたは第２電極を前記第２電極用固定片の下面に圧接した状態で支持し、移動機構の下降動作によって、第１電極を第１電極用固定片上に載置するまたは第２電極用固定片に圧接されている第２電極を第１電極から離間させ、第１電極用固定片に第１電極が当接しかつ第２電極用固定片に第２電極が当接することにより、前記最小電極間距離が決定できる請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. 　前記支持部が、反応室内における第１電極および第２電極の周囲に配置された複数本の支持用支柱をさらに備え、各支持用支柱に前記固定片が取り付けられている請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  4. 　前記移動機構が、反応室内における第１電極および第２電極の周囲に配置された複数本の昇降用支柱と、複数本の昇降用支柱を連結する枠体と、前記固定片と干渉しないように前記昇降用支柱または前記枠体に取り付けられた複数の支持片と、昇降駆動部と、前記昇降駆動部と前記昇降用支柱または前記枠体とを連結し前記昇降駆動部の昇降動作を伝達する連結部とを備える請求項３に記載のプラズマ処理装置。
  5. 　前記支持片は、少なくとも絶縁材料からなる絶縁部材を有して構成されている請求項４に記載のプラズマ処理装置。
  6. 　前記支持部が、各支持用支柱に固定片を上下複数段で有し、
    　前記上下複数段の固定片に対応して上下複数段で第１電極および第２電極がそれぞれ設けられ、
    　前記移動機構が、上下複数段の第１電極または第２電極に対応する前記支持片を上下複数段で有している請求項４に記載のプラズマ処理装置。
  7. 　前記支持用支柱と前記昇降用支柱とが同じ材料にて形成されている請求項４に記載のプラズマ処理装置。
  8. 　前記第１電極と第２電極の間のプラズマ放電領域から前記支持用支柱までの距離と、前記プラズマ放電領域から前記昇降用支柱までの距離が同じである請求項７に記載のプラズマ処理装置。
  9. 　前記移動機構は、上昇動作によって、支持片にて第１電極を持ち上げて第２電極から離間させ、下降動作によって、支持片上の第１電極を第１電極用固定片上に載置した後、支持片を第２電極の上面よりも下に下降させるように構成された請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  10. 　前記第１電極用固定片と第２電極用固定片が一体状に形成された１つの固定片からなり、
    　前記固定片上に第１電極が載置され、移動機構の上昇動作によって第２電極が固定片の下面に圧接されることにより、前記最小電極間距離が決定される請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  11. 　前記第１電極がカソード電極であり、前記第２電極がアノード電極であり、前記移動機構によってアノード電極を移動させる請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  12. 　前記第１電極がアノード電極であり、前記第２電極がカソード電極であり、前記移動機構によってカソード電極を移動させる請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  13. 　請求項１に記載のプラズマ処理装置を用いて前記第１電極または第２電極に設置された基板の表面をプラズマ処理する方法であって、
    　プラズマ処理の目的に応じて、前記移動機構の動作によって、第１電極と第２電極の間を前記最小電極間距離に調整した後、第１電極と第２電極の間に反応ガス中でプラズマ放電させる狭電極間プラズマ処理工程と、第１電極と第２電極の間を前記最小電極間距離よりも広い広電極間距離に調整した後、第１電極と第２電極の間に反応ガス中でプラズマ放電させる広電極間プラズマ処理工程のいずれか一方を行うか、或いは前記狭電極間プラズマ処理工程と前記広電極間プラズマ処理工程を任意の順で連続的に行うプラズマ処理方法。
  14. 　前記プラズマ処理装置が、第１電極および第２電極を水平対向状に支持する支持部をさらに備え、
    　前記支持部は、反応室内に所定高さ位置で配置され第１電極における周縁部の下面に当接して第１電極を所定位置に支持する第１電極用固定片と、該第１片の下方に配置されかつ第２電極における周縁部の下面または上面に当接して第２電極を所定位置に支持または位置決めする第２電極用固定片とを備え、
    　前記最小電極間距離の調整が、移動機構の上昇動作によって第２電極を前記第２電極用固定片の下面に圧接した状態で支持する、あるいは移動機構の下降動作によって第１電極を前記第１電極用固定片上に載置して、第１電極用固定片に第１電極を当接させかつ第２電極用固定片に第２電極を当接させることにより行われ、
    　前記広電極間距離の調整が、移動機構の上昇動作によって、第１電極用固定片上の第１電極を第２電極用固定片上の第２電極から離間させるまたは第２電極を第１電極用固定片上の第１電極に接近させる、あるいは昇降手段の下降動作によって、第２電極用固定片に圧接されている第２電極を第１電極用固定片上の第１電極から離間させるまたは第１電極を第２電極用固定片上の第２電極に接近させることにより行われる請求項１３に記載のプラズマ処理方法。
  15. 　前記移動機構は、第１電極または第２電極の周縁部の下面を支持する支持片を備え、
    　前記最小電極間距離の調整が、第１電極を支持する前記支持片が下降することにより第１電極が第１電極用固定片上に載置された後、支持片が第２電極よりも下方まで下降して停止することにより行われる請求項１４に記載のプラズマ処理方法。
  16. 　前記狭電極間プラズマ処理工程は基板の表面に結晶を含むシリコン系半導体膜を形成するプラズマCVD工程であり、前記広電極間プラズマ処理工程は基板の表面に非晶質シリコン系半導体膜を形成するプラズマCVD工程である請求項１３に記載のプラズマ処理方法。
PCT/JP2009/057610 2008-04-24 2009-04-15 プラズマ処理装置およびそれを用いたプラズマ処理方法 WO2009131048A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-114185 2008-04-24
JP2008114185A JP4547443B2 (ja) 2008-04-24 2008-04-24 プラズマ処理装置およびそれを用いたプラズマ処理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009131048A1 true WO2009131048A1 (ja) 2009-10-29

Family

ID=41216785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/057610 WO2009131048A1 (ja) 2008-04-24 2009-04-15 プラズマ処理装置およびそれを用いたプラズマ処理方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4547443B2 (ja)
WO (1) WO2009131048A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011117046A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Fuji Electric Co Ltd 真空処理装置
JP5767819B2 (ja) * 2011-02-02 2015-08-19 株式会社Ihi プラズマ処理装置
US10361099B2 (en) * 2017-06-23 2019-07-23 Applied Materials, Inc. Systems and methods of gap calibration via direct component contact in electronic device manufacturing systems
CN114203506B (zh) * 2020-09-18 2024-03-12 中微半导体设备(上海)股份有限公司 一种等离子体处理装置及其方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01127237U (ja) * 1988-02-24 1989-08-31
JP2004006356A (ja) * 2003-05-16 2004-01-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 真空処理装置および真空処理方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01127237U (ja) * 1988-02-24 1989-08-31
JP2004006356A (ja) * 2003-05-16 2004-01-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 真空処理装置および真空処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP4547443B2 (ja) 2010-09-22
JP2009267048A (ja) 2009-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4951536B2 (ja) 基板載置台及び基板処理装置
TWI527930B (zh) 用於電漿製程的接地回流路徑
KR101016860B1 (ko) 확산기 지지부
WO2011114840A1 (ja) プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および半導体素子の製造方法
WO2009131048A1 (ja) プラズマ処理装置およびそれを用いたプラズマ処理方法
CN1749430A (zh) 等离子增强化学气相淀积基座支撑设备
JP4558067B2 (ja) プラズマ処理装置
KR20110069854A (ko) 대형 플라즈마 처리 챔버를 위한 ｒｆ 복귀 경로
CN1752281A (zh) 制程处理室中阴极的射频接地
KR101220736B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
CN101035405A (zh) 等离子体处理装置
TW201633363A (zh) 電漿處理裝置
KR20100120975A (ko) 플라즈마 처리 장치
DE10352606B4 (de) Plasmabehandlungsvorrichtung
KR20210061269A (ko) 플라즈마 처리 장치 및 그 조절 방법
JP4728345B2 (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
KR101809141B1 (ko) 히터 블록 및 기판 열처리 장치
JP2010182937A (ja) プラズマクリーニング方法
JP2010212427A (ja) プラズマ処理装置
JP5393667B2 (ja) プラズマ処理装置、それを用いた成膜方法およびエッチング方法
KR20110089457A (ko) 플라즈마 처리 장치
CN103165369B (zh) 下电极机构和具有其的等离子体处理设备
JP2004095834A (ja) 板状ワークの加熱方法および装置
KR101523313B1 (ko) 기판처리장치
KR101329568B1 (ko) 막 형성 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09735470

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09735470

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1