JP2002217111A - Plasma film forming apparatus and film forming method using the same - Google Patents
Plasma film forming apparatus and film forming method using the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的大面積の成膜基板に均一性の高い膜を
形成するプラズマ成膜装置を提供する。
【解決手段】 真空容器5内に電極2が配置される電極
基板3が設置されている。電極2は電極基板3上にスト
ライプ状に多数配置されている。電極2と対向する位置
に成膜基板4がホルダ8により保持される。材料ガスを
供給するためのガス供給部13が設けられている。電源
部1により電圧が印加される電極2a(カソード電極)
の間に、3つの接地電位にある電極2b(アノード電
極)が配置されている。
(57) Abstract: A plasma film forming apparatus for forming a film with high uniformity on a film forming substrate having a relatively large area is provided. An electrode substrate (3) on which electrodes (2) are arranged is installed in a vacuum vessel (5). A large number of electrodes 2 are arranged on the electrode substrate 3 in a stripe shape. The film formation substrate 4 is held by the holder 8 at a position facing the electrode 2. A gas supply unit 13 for supplying a material gas is provided. Electrode 2a (cathode electrode) to which voltage is applied by power supply unit 1
Between them, three electrodes 2b (anode electrodes) at the ground potential are arranged.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ成膜装置お
よびそれを用いた成膜方法に関し、特に、電子産業界に
おいて広く適用されているアモルファスシリコン膜や絶
縁膜を形成するために用いられるプラズマ成膜装置と、
それを用いた成膜方法とに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma film forming apparatus and a film forming method using the same, and more particularly, to a plasma film forming apparatus used for forming an amorphous silicon film or an insulating film widely used in the electronic industry. A membrane device;
The present invention relates to a film forming method using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】集積回路、液晶ディスプレイ、アモルフ
ァス太陽電池などの電子デバイスを製造する際には、所
定の半導体膜等がプラズマを利用して成膜される。プラ
ズマを利用して成膜を行う方法はプラズマ励起化学気相
成長(Chemical Vapor Deposition)法と呼ばれてい
る。この方法は、簡便であり操作性に優れるため、さま
ざまな電子デバイスの製造に広く適用されている。2. Description of the Related Art When manufacturing electronic devices such as integrated circuits, liquid crystal displays, and amorphous solar cells, a predetermined semiconductor film or the like is formed using plasma. A method of forming a film using plasma is called a plasma-excited chemical vapor deposition (Chemical Vapor Deposition) method. Since this method is simple and excellent in operability, it is widely applied to the manufacture of various electronic devices.
【0003】そのような、プラズマ励起化学気相成長を
行うためのプラズマ成膜装置の一例について説明する。
図12および図13に示すように、真空容器105によ
り閉空間が形成されている。その真空容器105内に、
互いに電気的に絶縁された対向する2枚の導体板からな
る電極102a、102bが配置されている。その2枚
の電極102a、102b間にプラズマを発生させ、そ
のプラズマ雰囲気へガス供給部113から材料ガスを導
入することで材料ガスが解離する。材料ガスが解離する
ことで、一方の電極102aに取付けられた成膜基板1
04の表面上に半導体膜等が形成される。An example of a plasma film forming apparatus for performing such plasma enhanced chemical vapor deposition will be described.
As shown in FIGS. 12 and 13, a closed space is formed by the vacuum vessel 105. In the vacuum vessel 105,
Electrodes 102a and 102b composed of two opposing conductive plates electrically insulated from each other are arranged. Plasma is generated between the two electrodes 102a and 102b, and the material gas is dissociated by introducing the material gas from the gas supply unit 113 into the plasma atmosphere. When the material gas is dissociated, the deposition substrate 1 attached to one of the electrodes 102a is formed.
A semiconductor film or the like is formed on the surface of the substrate 04.
【0004】プラズマを発生させるためには高周波電力
101が使用される。この高周波電力101の周波数は
通常13.56MHzである。対向する2つの電極10
2a、102bのうちの一方の電極を接地電位とし、他
方の電極に高周波電圧を印加することで、2つの電極1
02a、102b間に高周波の電界が生じる。そして、
高周波電界による絶縁破壊現象が起こりグロー放電現象
としてプラズマが生成される。A high frequency power 101 is used to generate plasma. The frequency of the high frequency power 101 is usually 13.56 MHz. Two opposing electrodes 10
By setting one of the electrodes 2a and 102b to the ground potential and applying a high frequency voltage to the other electrode, the two electrodes 1
A high-frequency electric field is generated between 02a and 102b. And
A breakdown phenomenon occurs due to a high-frequency electric field, and plasma is generated as a glow discharge phenomenon.
【0005】高周波電圧が印加される電極、すなわち電
気エネルギーを供給する電極はカソード電極または放電
電極と呼ばれる。そのカソード電極の近傍では、大きな
電界が形成されるため、そこで加速されるプラズマ中の
電子が材料ガスの解離を促してラジカルが生成される。[0005] An electrode to which a high-frequency voltage is applied, that is, an electrode that supplies electric energy, is called a cathode electrode or a discharge electrode. Since a large electric field is formed near the cathode electrode, electrons in the plasma accelerated there promote the dissociation of the material gas to generate radicals.
【0006】放電領域111のうちカソード電極近傍の
大きな電界が形成される領域はカソードシース部と呼ば
れる。カソードシース部で生成されたラジカルが上方の
電極102aに固定された成膜基板104にまで拡散す
ることで、成膜基板104の表面に膜が成長する。A region where a large electric field is formed near the cathode electrode in the discharge region 111 is called a cathode sheath portion. The radicals generated in the cathode sheath part diffuse to the film formation substrate 104 fixed to the upper electrode 102a, so that a film grows on the surface of the film formation substrate 104.
【0007】このようなプラズマ成膜装置はさまざまな
産業において広く利用されている。たとえば、アクティ
ブ駆動型の液晶ディスプレイの製造工程においては、T
FT(Thin Film Transistor)と呼ばれるスイッチング
素子が形成される。TFTにおいては、その構成要素と
してアモルファスシリコン膜(a−Si膜)やシリコン
窒化膜等のゲート絶縁膜が重要な役割を果たしている。
これらの膜が所定の役割を果たすためには、高品質な膜
を基板面に均一に形成することのできる技術が不可欠と
なる。[0007] Such a plasma film forming apparatus is widely used in various industries. For example, in a manufacturing process of an active drive type liquid crystal display, T
A switching element called an FT (Thin Film Transistor) is formed. In a TFT, a gate insulating film such as an amorphous silicon film (a-Si film) or a silicon nitride film plays an important role as a component thereof.
In order for these films to play a predetermined role, a technology capable of uniformly forming a high-quality film on the substrate surface is indispensable.
【0008】そのため、プラズマCVD法では、近年の
プラズマ工学や半導体工学の進歩に伴ってさまざまな提
案がなされている。たとえば、文献(J.Vac.Sci.Techno
l.A10(1992)1080A.A.Howling)では、高周波の周波数を
13.56MHzからより周波数の高いVHF帯へシフ
トさせることで、半導体装置の成膜速度を改善する手法
が提案されている。For this reason, various proposals have been made for the plasma CVD method in accordance with recent advances in plasma engineering and semiconductor engineering. For example, in the literature (J.Vac.Sci.Techno
l.A10 (1992) 1080A.A.Howling) proposes a method for improving the film forming speed of a semiconductor device by shifting the high frequency from 13.56 MHz to a higher frequency VHF band.
【0009】ところが、液晶ディスプレイやアモルファ
ス太陽電池などを製造する場合には、成膜基板としては
寸法が数十cmから1m程度のかなり大きなものが要求
されている。このような比較的大きな面積を有する成膜
基板の場合には、高品質の膜を均一に成膜することが困
難になる。However, in the case of manufacturing a liquid crystal display, an amorphous solar cell, or the like, a considerably large substrate having a size of about several tens of cm to about 1 m is required as a film formation substrate. In the case of a deposition substrate having such a relatively large area, it is difficult to uniformly deposit a high-quality film.
【0010】この理由は、成膜基板104を接地電極上
において成膜することによる。すなわち、電極102
a、102b間にプラズマが発生すると接地電極上にあ
る成膜基板104の表面にはシース電圧と呼ばれる電位
差が発生する。このような電位差が生じることはプラズ
マが存在する限り基本的に回避することができない。シ
ース電圧はプラズマ中のイオンを加速させ、その結果と
して成膜基板104の表面に形成される薄膜の表面がイ
オンによるダメージを受けて膜質が劣化することにな
る。The reason is that the film forming substrate 104 is formed on the ground electrode. That is, the electrode 102
When plasma is generated between a and 102b, a potential difference called a sheath voltage is generated on the surface of the deposition substrate 104 on the ground electrode. Such a potential difference cannot be basically avoided as long as plasma is present. The sheath voltage accelerates ions in the plasma, and as a result, the surface of the thin film formed on the surface of the deposition substrate 104 is damaged by the ions, and the film quality is degraded.
【0011】このような問題を解消するための成膜基板
104上に高品質な膜を形成する方法として、たとえ
ば、特開平11−144892号公報に開示された手法
がある。この公報では、波状凹凸面を有する電極を複数
設け、成膜基板を電極から距離を隔てられた位置に配置
させて横電界(成膜基板面に略平行)を形成すること
で、高品質の膜を形成する手法が開示されている。As a method for forming a high-quality film on the film forming substrate 104 to solve such a problem, there is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-144892, for example. In this publication, a high quality electrode is provided by providing a plurality of electrodes having a corrugated surface, forming a film-forming substrate at a position separated from the electrode and forming a horizontal electric field (substantially parallel to the film-forming substrate surface). A method for forming a film is disclosed.
【0012】特に、この手法では、成膜基板を電極から
離れた位置に設置することで、成膜基板がプラズマに晒
されることがなくなり、薄膜表面へのイオン衝撃に伴う
劣化が抑制される。これにより、膜質の劣化が抑制され
て高品質な膜が形成される。In particular, in this method, by disposing the film-forming substrate at a position away from the electrode, the film-forming substrate is not exposed to the plasma, and deterioration due to ion bombardment on the surface of the thin film is suppressed. Thereby, deterioration of the film quality is suppressed, and a high-quality film is formed.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
11−144892号公報に記載された手法では以下に
示すような問題があった。上記のように、波状凹凸面を
有する電極は複数設けられているが、隣合う電極間の間
隔を数mm〜数十mmになるように各電極を配置させた
場合には、カソードシース部が電極間隔の2倍の長さで
繰返して現れることになって、ラジカルが生成される領
域が成膜基板の面に対して不均一に存在することにな
る。However, the method described in JP-A-11-144892 has the following problems. As described above, a plurality of electrodes having a wavy uneven surface are provided, but when each electrode is arranged so that the interval between adjacent electrodes is several mm to several tens of mm, the cathode sheath portion is It appears repeatedly at twice the length of the electrode interval, and the region where radicals are generated is unevenly present on the surface of the film formation substrate.
【0014】したがって、均一な成膜を行うためには、
ラジカルが生成される領域の不均一性がラジカルの拡散
により緩和されるように、電極からかなり離れた位置に
成膜基板を設置しなければならない。Therefore, in order to form a uniform film,
The deposition substrate must be located at a considerable distance from the electrode so that the non-uniformity of the region where the radical is generated is reduced by the diffusion of the radical.
【0015】ところが、ラジカルは拡散する過程におい
て拡散距離に応じて消滅していくため、電極から成膜基
板が離れていると成膜速度が十分に得られないという問
題が生じる。However, the radicals disappear in accordance with the diffusion distance in the process of diffusion, so that there is a problem that a sufficient film formation rate cannot be obtained if the film formation substrate is far from the electrodes.
【0016】また、隣合う電極間でしか放電が生じない
ため、パッシェン特性と呼ばれる放電物理理論上の制約
から、プラズマ成膜装置の動作できる圧力範囲が限られ
てしまう。パッシェン特性とは、圧力が低すぎると電極
間で電子が材料ガスと衝突する確率が小さくなってプラ
ズマが生成されず、反対に圧力が高すぎると、電子が材
料ガスと衝突しすぎてエネルギーを失ってしまい、電極
まで到達することができなくなってプラズマが維持され
なくなる現象をいう。このような制約があるため、電極
間距離が決まってしまえば、プラズマが生成可能な領域
は限定されることになり、限られた成膜条件しか実現す
ることができない。Further, since a discharge occurs only between adjacent electrodes, the pressure range in which the plasma film forming apparatus can operate is limited due to a restriction on discharge physical theory called Paschen characteristics. When the pressure is too low, the probability that electrons collide with the material gas between the electrodes is reduced and the plasma is not generated when the pressure is too low.On the other hand, when the pressure is too high, the electrons collide with the material gas and the energy is excessively increased. It refers to a phenomenon in which the plasma is lost, the electrode cannot be reached, and the plasma cannot be maintained. Due to such restrictions, once the distance between the electrodes is determined, the region where plasma can be generated is limited, and only limited film forming conditions can be realized.
【0017】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、1つの目的は比較的大面積の成膜基板
上に高品質な膜を均一に成膜することのできるプラズマ
成膜装置を提供することであり、他の目的はそのような
プラズマ成膜装置を用いた薄膜形成方法を提供すること
である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and one object of the present invention is to provide a plasma film forming method capable of uniformly forming a high quality film on a film forming substrate having a relatively large area. Another object is to provide an apparatus, and to provide a thin film forming method using such a plasma film forming apparatus.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明の1つの局面にお
けるプラズマ成膜装置は、処理室と材料ガス導入口と電
極とを備えている。材料ガス導入口は処理室内に材料ガ
スを導入する。電極は、カソード電極およびアノード電
極を含み、カソード電極とアノード電極との間で生じる
放電経路に基づいて形成される材料ガスのラジカル生成
領域を処理室に導入されて処理が施される基板の面に沿
って時間的に移動させることおよび基板の面に沿った長
さが隣合う電極間隔よりも長い放電経路を生じさせるこ
との少なくともいずれかを行う。According to one aspect of the present invention, a plasma film forming apparatus includes a processing chamber, a material gas inlet, and an electrode. The material gas inlet introduces a material gas into the processing chamber. The electrode includes a cathode electrode and an anode electrode, and a surface of a substrate on which a radical generation region of a material gas formed based on a discharge path generated between the cathode electrode and the anode electrode is introduced into a processing chamber and processed. And / or causing a discharge path whose length along the surface of the substrate is longer than the distance between adjacent electrodes.
【0019】このプラズマ成膜装置によれば、ラジカル
生成領域が基板面に沿って時間的に移動することおよび
隣合う電極間隔よりも長い放電経路が形成されることの
少なくともいずれかがなされることで、ラジカル生成領
域が基板の面に沿って拡がることになる。これにより、
ラジカル生成領域の分布がより均一になって基板面内に
おいて均一性の高い膜を形成することができる。According to this plasma film forming apparatus, at least one of the time-dependent movement of the radical generation region along the substrate surface and the formation of a discharge path longer than the distance between adjacent electrodes is performed. Thus, the radical generation region extends along the surface of the substrate. This allows
The distribution of the radical generation region becomes more uniform, and a film with high uniformity can be formed in the substrate surface.
【0020】隣合う電極間隔よりも長い放電経路を形成
するためには、具体的に、アノード電極およびカソード
電極は、基板と対向し基板に略平行になるようにそれぞ
れ複数配置され、隣合うカソード電極の間には、少なく
とも2つのアノード電極が配置されていることが好まし
い。In order to form a discharge path longer than the interval between adjacent electrodes, specifically, a plurality of anode electrodes and cathode electrodes are respectively disposed so as to face the substrate and to be substantially parallel to the substrate. Preferably, at least two anode electrodes are arranged between the electrodes.
【0021】この場合には、カソード電極と、そのカソ
ード電極のすぐ隣に位置するアノード電極を1つ飛ばし
てその隣りに位置するアノード電極との間で放電経路が
形成される。In this case, a discharge path is formed between the cathode electrode and the anode electrode located immediately adjacent to the cathode electrode by skipping one anode electrode.
【0022】また好ましくは、カソード電極およびアノ
ード電極においては、カソード電極とアノード電極との
相対的な位置関係を保持しながら、カソード電極および
アノード電極のそれぞれの位置が時間的に変化する。Preferably, in the cathode electrode and the anode electrode, the respective positions of the cathode electrode and the anode electrode change with time while maintaining the relative positional relationship between the cathode electrode and the anode electrode.
【0023】この場合には、ある時刻におけるラジカル
生成領域と次の時刻におけるラジカル生成領域とにおい
て互いに重なる部分ができることになり、時間平均する
とラジカル生成領域の分布がより均一になって、基板面
において均一性のより高い膜を形成することができる。In this case, the radical generating region at a certain time and the radical generating region at the next time overlap each other, and the distribution of the radical generating region becomes more uniform when averaged over time. A film with higher uniformity can be formed.
【0024】さらに好ましくは、カソード電極およびア
ノード電極の時間的な位置の変化における一回あたりの
移動距離は、隣合う電極間よりも長い放電経路の長さよ
りも短い。More preferably, the moving distance per change in the temporal position of the cathode electrode and the anode electrode is shorter than the length of the discharge path longer than that between adjacent electrodes.
【0025】この場合には、カソード電極およびアノー
ド電極の時間的な位置の変化において、ある時刻におけ
るラジカル生成領域と次の時刻におけるラジカル生成領
域とに確実に重なりを持たせることができる。In this case, the radical generation region at a certain time and the radical generation region at the next time can be surely overlapped with each other in the change in the temporal position of the cathode electrode and the anode electrode.
【0026】また好ましくは、カソード電極とアノード
電極とは交互に配置されるとともに、それぞれの位置が
時間的に交互に変化する。Preferably, the cathode electrode and the anode electrode are alternately arranged, and their positions alternate with time.
【0027】この場合にも、上記と同様に、基板面にお
いて均一性のより高い膜を形成することができる。In this case as well, a film having higher uniformity can be formed on the substrate surface as in the above case.
【0028】本発明の他の局面における成膜方法は、カ
ソード電極とアノード電極とが配置された処理室内に
て、材料ガスを導入し基板に所定の膜を形成するための
成膜方法であって、カソード電極とアノード電極との間
で生じる放電経路に基づいて形成される材料ガスのラジ
カル生成領域を基板の面に沿って時間的に移動させるこ
とおよび基板の面に沿った長さが隣合う電極間隔よりも
長い放電経路を生じさせることの少なくともいずれかを
行うことにより、基板上に所定の膜を形成する膜形成工
程を備えている。A film forming method according to another aspect of the present invention is a film forming method for forming a predetermined film on a substrate by introducing a material gas into a processing chamber in which a cathode electrode and an anode electrode are arranged. Moving the radical generation region of the material gas formed based on the discharge path generated between the cathode electrode and the anode electrode temporally along the surface of the substrate; The method includes a film forming step of forming a predetermined film on the substrate by performing at least one of generating a discharge path longer than a matching electrode interval.
【0029】この成膜方法によれば、ラジカル生成領域
が基板面に沿って時間的に移動することおよび隣合う電
極間隔よりも長い放電経路が形成されることの少なくと
もいずれかがなされることで、ラジカル生成領域が基板
の面に沿って拡がることになる。これにより、ラジカル
生成領域の分布がより均一になって基板面内において均
一性の高い膜を形成することができる。According to this film forming method, the radical generation region is moved temporally along the substrate surface and / or a discharge path longer than the interval between adjacent electrodes is formed. Therefore, the radical generation region extends along the surface of the substrate. Thereby, the distribution of the radical generation region becomes more uniform, and a film with high uniformity can be formed in the substrate surface.
【0030】好ましくは、アノード電極とカソード電極
とは、基板と対向し基板に略平行になるようにそれぞれ
複数配置され、隣合うカソード電極の間には、少なくと
も2つのアノード電極が配置されている。Preferably, a plurality of anode electrodes and a plurality of cathode electrodes are arranged so as to face the substrate and to be substantially parallel to the substrate, and at least two anode electrodes are arranged between adjacent cathode electrodes. .
【0031】この場合には、カソード電極と、そのカソ
ード電極のすぐ隣に位置するアノード電極を1つ飛ばし
てその隣りに位置するアノード電極との間で放電経路が
形成されることで、ラジカル生成領域が基板の面に沿っ
て拡がって均一性の高い膜を形成することができる。In this case, a discharge path is formed between the cathode electrode and the anode electrode located immediately adjacent to the cathode electrode by skipping one, thereby forming radicals. The region extends along the surface of the substrate, so that a highly uniform film can be formed.
【0032】このように、より長い放電経路を形成する
には、膜形成工程では、カソード電極とアノード電極と
の間に放電を開始させる放電電圧は、カソード電極とア
ノード電極との間に生じる少なくとも2つの放電経路の
うちのより長い放電経路に対応する放電開始電圧が設定
されることが好ましく、そのような放電電圧は、放電開
始電圧の圧力依存性においてより低い圧力値に対応する
放電開始電圧である。As described above, in order to form a longer discharge path, in the film forming step, a discharge voltage for starting discharge between the cathode electrode and the anode electrode is at least generated between the cathode electrode and the anode electrode. Preferably, a firing voltage corresponding to a longer discharge path of the two firing paths is set, such a firing voltage corresponding to a lower pressure value in the pressure dependence of the firing voltage. It is.
【0033】また好ましくは、膜形成工程では、カソー
ド電極とアノード電極との相対的な位置関係を保持しな
がら、カソード電極およびアノード電極のそれぞれの位
置を時間的に変化させる。Preferably, in the film forming step, the respective positions of the cathode electrode and the anode electrode are temporally changed while maintaining the relative positional relationship between the cathode electrode and the anode electrode.
【0034】この場合には、ある時刻におけるラジカル
生成領域と次の時刻におけるラジカル生成領域とにおい
て互いに重なる部分ができることになり、時間平均する
とラジカル生成領域の分布がより均一になって、基板面
において均一性のより高い膜を形成することができる。In this case, the radical generation region at a certain time and the radical generation region at the next time overlap with each other, and the distribution of the radical generation region becomes more uniform when the time is averaged. A film with higher uniformity can be formed.
【0035】さらに好ましくは、膜形成工程では、カソ
ード電極およびアノード電極の時間的な位置の変化にお
ける一回あたりの移動距離は、隣合う電極間よりも長い
放電経路の長さよりも短い。More preferably, in the film forming step, the moving distance per change in the temporal position of the cathode electrode and the anode electrode is shorter than the length of the discharge path longer than that between adjacent electrodes.
【0036】この場合には、カソード電極およびアノー
ド電極の時間的な位置の変化において、ある時刻におけ
るラジカル生成領域と次の時刻におけるラジカル生成領
域とに確実に重なりを持たせることができる。In this case, the radical generation region at a certain time and the radical generation region at the next time can be surely overlapped with each other in the change in the temporal position of the cathode electrode and the anode electrode.
【0037】また好ましくは、カソード電極とアノード
電極とは交互に配置され、膜形成工程では、カソード電
極およびアノード電極のそれぞれの位置を時間的に交互
に変化させる。Preferably, the cathode electrode and the anode electrode are alternately arranged, and in the film forming step, the positions of the cathode electrode and the anode electrode are alternately changed with time.
【0038】この場合にも、上記と同様に、基板面にお
いて均一性のより高い膜を形成することができる。In this case as well, a film with higher uniformity can be formed on the substrate surface as in the above case.
【0039】次に、より具体的に本発明の作用効果につ
いて説明する。まず、発明者らは図1および図2に示す
プラズマ成膜装置を用いてプラズマを生成させてアモル
ファスシリコン膜の成膜を行った。このとき、材料ガス
としてSiH4(流量1L/min(1000scc
m))、H2(流量2L/min(2000scc
m))を用いた。この他、成膜する膜種に応じて、たと
えばAr(アルゴン)、O2(酸素)、N2(窒素)、N
H3(アンモニア)またはこれらの混合ガスを材料ガス
に添加してもよい。そして、ストライプ状に配置された
電極2の間に位置するガス導入孔6から材料ガスを供給
した。Next, the function and effect of the present invention will be described more specifically. First, the inventors generated plasma using the plasma film forming apparatus shown in FIGS. 1 and 2 to form an amorphous silicon film. At this time, SiH 4 (flow rate 1 L / min (1000 scc)
m)), H 2 (flow rate 2 L / min (2000 scc)
m)) was used. In addition, for example, Ar (argon), O 2 (oxygen), N 2 (nitrogen), N 2
H 3 (ammonia) or a mixed gas thereof may be added to the source gas. Then, a material gas was supplied from gas introduction holes 6 located between the electrodes 2 arranged in a stripe shape.
【0040】ストライプ状の電極2は誘電体(ガラス)
板からなる電極基板3上に配置されている。たとえば、
電極基板3の大きさを1m×1mとし、電極2の1つ分
の大きさを950mm×2.5mm×100μm(奥行
きD×幅W×厚さH)とした。また、隣合う電極2間の
間隔を5mmとした。The striped electrode 2 is made of a dielectric (glass)
It is arranged on an electrode substrate 3 made of a plate. For example,
The size of the electrode substrate 3 was 1 m × 1 m, and the size of one electrode 2 was 950 mm × 2.5 mm × 100 μm (depth D × width W × thickness H). The distance between adjacent electrodes 2 was 5 mm.
【0041】なお、このようなストライプ状の電極2
は、電極基板3上にパターン印刷法により極めて容易に
形成することができる。また、ステンレスやアルミニウ
ムを棒状に切出して電極とし、テフロン(登録商標)や
ホトベールなどの絶縁物を電極基板とすることもでき
る。It should be noted that such a striped electrode 2
Can be extremely easily formed on the electrode substrate 3 by a pattern printing method. Alternatively, stainless steel or aluminum may be cut into a rod shape to form an electrode, and an insulator such as Teflon (registered trademark) or photoveil may be used as the electrode substrate.
【0042】そして、電極2には周波数100kHzの
高周波を印加した。このとき、時間的に連続的な印加形
態とした。また、特に図2に示すように、電圧が印加さ
れる電極2a(カソード電極)の間に、接地電位にある
電極2b(アノード電極)を3つ配置させた(パターン
1)。Then, a high frequency of 100 kHz was applied to the electrode 2. At this time, a temporally continuous application mode was adopted. Further, as shown in FIG. 2 in particular, three electrodes 2b (anode electrodes) at the ground potential were arranged between the electrodes 2a (cathode electrodes) to which a voltage was applied (pattern 1).
【0043】この場合の放電開始電圧の圧力依存性を評
価した。比較のために、特開平11−144892号公
報に開示された構成と同様の電極配置の場合(パターン
2)についても同様の評価を行った。その結果を図5に
示す。図5に示すように、パターン2の場合よりもパタ
ーン1の場合の方が、より低圧側においてもプラズマの
生成が可能であることが判明した。The pressure dependence of the discharge starting voltage in this case was evaluated. For comparison, the same evaluation was performed for the case of the same electrode arrangement (pattern 2) as that disclosed in JP-A-11-144892. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 5, it was found that the pattern 1 can generate plasma even on the lower pressure side than the pattern 2 can.
【0044】これは、次のように考えられる。まず、カ
ソード電極とアノード電極との間で放電経路が形成され
ることになる。パターン2の場合、そのような放電経路
が形成される電極間距離としては1つの値だけである
が、パターン1の場合ではそのような電極間距離として
2つの値がある。This is considered as follows. First, a discharge path is formed between the cathode electrode and the anode electrode. In the case of pattern 2, the distance between electrodes at which such a discharge path is formed has only one value. In the case of pattern 1, there are two values as such distance between electrodes.
【0045】つまり、図2または図4に示すように、パ
ターン1の場合には放電経路11bに示されるカソード
電極2aとすぐ隣に位置するアノード電極2bとの電極
間距離と、放電経路11aに示されるカソード電極2a
と隣合うアノード電極2bを1つ飛ばして位置するアノ
ード電極2bとの電極間距離との2つの値があること
で、プラズマの生成可能な圧力範囲が広がると考えられ
る。That is, as shown in FIG. 2 or FIG. 4, in the case of pattern 1, the distance between the cathode electrode 2a shown in the discharge path 11b and the anode electrode 2b located immediately next to the discharge path 11b, Cathode electrode 2a shown
It is considered that there are two values, namely, the distance between the anode electrode 2b located one anode electrode 2b adjacent to the anode electrode 2b, and the pressure range in which plasma can be generated is widened.
【0046】図5に示すように、パターン1の場合、高
圧力領域(動作点B付近)では放電経路11bに基づく
放電が支配的になり、低圧力領域(動作点A付近)では
放電経路11aに基づく放電が支配的になると考えられ
る。As shown in FIG. 5, in the case of pattern 1, the discharge based on the discharge path 11b becomes dominant in the high pressure area (near the operating point B), and the discharge path 11a in the low pressure area (near the operating point A). Is considered to be dominant.
【0047】このように、プラズマを生成することがで
きる圧力の範囲が広がることで、膜種の異なる成膜がこ
のプラズマ成膜装置によって可能になることが判明し
た。As described above, it has been found that, by expanding the range of the pressure at which the plasma can be generated, it is possible to form a film of a different film type by the plasma film forming apparatus.
【0048】なお、図5では、縦軸および横軸の数値が
示されていないが、使用するガスの種類によって数値が
異なるためである。たとえば、一例としてSiH4とH2
との混合ガスを材料ガスとして用いた場合、動作点Aの
圧力は約40Paであり、その場合の放電開始電圧は−
520Vであった。また、動作点Bの圧力は約80Pa
であり、その場合の放電開始電圧は−450Vであっ
た。つまり、放電開始電圧の絶対値の最小値は450V
となった。Although the numerical values on the vertical and horizontal axes are not shown in FIG. 5, the numerical values differ depending on the type of gas used. For example, as an example, SiH 4 and H 2
When the mixed gas with the above is used as the material gas, the pressure at the operating point A is about 40 Pa, and the discharge starting voltage in that case is-
It was 520V. The pressure at the operating point B is about 80 Pa
In this case, the discharge starting voltage was -450V. That is, the minimum value of the absolute value of the discharge starting voltage is 450 V
It became.
【0049】次に、アモルファスシリコン膜を成膜する
場合について説明する。成膜基板4として、電極基板3
から15mm離れた位置に厚さ1.9mmのガラス基板
を設置した。そして、電極2の配置として、図7に示す
ように、電圧を印加する電極2a(カソード電極)と接
地電位にある電極2b(アノード電極)を交互に配置さ
せた。また、電圧の印加形態として、カソード電極2a
とアノード電極2bとを時間的に交互に変化させるパタ
ーン(パターン3)とした。時間的には、パルス幅10
μsecのパルス状印加を交互に行う形態とした。比較
のため、パターン2の場合についても同様に成膜基板4
上にアモルファスシリコン膜を成膜した。Next, a case where an amorphous silicon film is formed will be described. The electrode substrate 3 as the film forming substrate 4
A glass substrate having a thickness of 1.9 mm was placed at a position 15 mm away from the glass substrate. 7, the electrodes 2a (cathode electrodes) to which a voltage is applied and the electrodes 2b (anode electrodes) at the ground potential were alternately arranged as shown in FIG. Further, as a voltage application form, the cathode electrode 2a
And the anode electrode 2b were formed in a pattern (pattern 3) of alternately changing over time. In terms of time, the pulse width is 10
The pulsed application of μsec was performed alternately. For comparison, the film-forming substrate 4 was similarly formed for the pattern 2 as well.
An amorphous silicon film was formed thereon.
【0050】成膜基板4上に形成されたアモルファスシ
リコン膜の膜厚分布を評価したところ、パターン2の場
合では、膜厚均一性が±30%であり、実際のデバイス
には使用できないことがわかった。一方、パターン3の
場合では、膜厚均一性が±9%であり、実際のデバイス
に使用できるレベルであることがわかった。When the film thickness distribution of the amorphous silicon film formed on the film-forming substrate 4 was evaluated, in the case of the pattern 2, the film thickness uniformity was ± 30%, indicating that the film could not be used for an actual device. all right. On the other hand, in the case of pattern 3, the film thickness uniformity was ± 9%, which was a level that can be used for an actual device.
【0051】このように、膜厚均一性が向上するのは次
のように考えられる。図6(a)〜図6(d)に示すよ
うに、パターン2の場合には、カソード電極の位置は時
間的に変化しないため、時間平均しても、図6(e)に
示すように、ラジカルを生成するカソードシース部も一
定に位置に形成される。The reason why the film thickness uniformity is improved as described above is considered as follows. As shown in FIGS. 6A to 6D, in the case of pattern 2, since the position of the cathode electrode does not change with time, even if the time is averaged, as shown in FIG. Also, the cathode sheath portion that generates radicals is formed at a fixed position.
【0052】このため、ラジカル生成部(生成領域)か
ら拡散し成膜基板へ到達するラジカル量の分布は、ラジ
カル生成部の不均一性を反映して不均一となり、その結
果膜厚分布が不均一になると考えられる。For this reason, the distribution of the amount of radicals that diffuse from the radical generating section (generating region) and reach the deposition substrate becomes non-uniform, reflecting the non-uniformity of the radical generating section, and as a result, the film thickness distribution becomes uneven. It is considered to be uniform.
【0053】一方、パターン3の場合には、図7(a)
〜図7(d)に示すように、カソード電極とアノード電
極の位置が時間的に変化するために、図7(e)に示す
ように、ラジカルの生成分布は時間平均するとほぼ均一
化される。このことにより、成膜基板上の膜厚分布の均
一性が向上すると考えられる。On the other hand, in the case of pattern 3, FIG.
Since the positions of the cathode electrode and the anode electrode change with time as shown in FIG. 7D, the distribution of radical generation is almost uniform when time-averaged as shown in FIG. 7E. . It is considered that this improves the uniformity of the film thickness distribution on the film formation substrate.
【0054】次に、電極に電圧を印加する印加形態とし
て、図9に示すパターン(パターン4)についても同様
の評価を行った。このパターン4について説明する。電
極2の配置として、電圧が印加される電極2a(カソー
ド電極)の間に、接地電位にある電極2b(アノード電
極)を3つ配置させた。また、電圧印加形態として、カ
ソード電極2aとアノード電極2bとの相対的な配置の
関係を保持しながらそれぞれの位置を時間的に変化させ
た。時間的にはパルス幅10μsecのパルス状印加を
順次行う形態とした。つまり、パターン1を時間的に変
化させたパターンとした。Next, the same evaluation was performed for the pattern (pattern 4) shown in FIG. 9 as an application mode for applying a voltage to the electrode. The pattern 4 will be described. As for the arrangement of the electrodes 2, three electrodes 2b (anode electrodes) at the ground potential were arranged between the electrodes 2a (cathode electrodes) to which a voltage was applied. Further, as a voltage application mode, respective positions were temporally changed while maintaining a relative arrangement relationship between the cathode electrode 2a and the anode electrode 2b. In terms of time, a pulse-like application with a pulse width of 10 μsec is sequentially performed. That is, the pattern 1 is a pattern that is temporally changed.
【0055】パターン4に基づいて成膜基板上に形成さ
れたアモルファスシリコン膜の膜厚分布を評価したとこ
ろ、膜厚均一性は±5%にまで向上した。このように膜
厚均一性がさらに向上するのは次のように考えられる。
パターン4はパターン1の成分を有しているため、図4
に示すように、放電経路として、放電経路11aと放電
経路11bとの2つの放電経路11が存在する。これに
より、ラジカル生成部はカソード電極の位置を中心とす
る分布となる。When the film thickness distribution of the amorphous silicon film formed on the film formation substrate was evaluated based on the pattern 4, the film thickness uniformity was improved to ± 5%. It is considered that the film thickness uniformity is further improved as described below.
Since pattern 4 has the components of pattern 1, FIG.
As shown in (2), there are two discharge paths 11, a discharge path 11a and a discharge path 11b. Thereby, the radical generating portion has a distribution centered on the position of the cathode electrode.
【0056】さらに、パターン4はパターン1を時間的
に変化させたパターンである。このため、図9(a)〜
図9(d)に示すように、ラジカル生成部の分布が時間
とともに変わることになる。その結果、図9(e)に示
すように、時間平均するとラジカル生成部は均一化され
ることになって、成膜基板上に形成される膜厚の均一性
が向上すると考えられる。The pattern 4 is a pattern obtained by changing the pattern 1 over time. For this reason, FIGS.
As shown in FIG. 9D, the distribution of the radical generating portions changes with time. As a result, as shown in FIG. 9E, it is considered that the radical generation unit becomes uniform when the time is averaged, and the uniformity of the film thickness formed on the film formation substrate is improved.
【0057】このように、カソード電極2aとそのカソ
ード電極2aと隣合うアノード電極2bを1つ飛ばして
位置するもう一つのアノード電極2bとの放電経路11
aに基づく放電による効果と、カソード電極2aとアノ
ード電極2bとの相対的な位置関係を保持してそれぞれ
の電極の位置が時間的に変化する効果とが発揮されるた
めには、ある時刻において、カソード電極2aとなる電
極間の間隔よりも、水平方向の放電経路が長いことが有
効である。As described above, the discharge path 11 between the cathode electrode 2a and the anode electrode 2b adjacent to the cathode electrode 2a is skipped by one.
In order to exhibit the effect of the discharge based on a and the effect of maintaining the relative positional relationship between the cathode electrode 2a and the anode electrode 2b and changing the position of each electrode with time, at a certain time, It is effective that the horizontal discharge path is longer than the interval between the electrodes serving as the cathode electrodes 2a.
【0058】放電経路が長くなることで、ラジカル生成
部が水平方向に広がることになる。そして、カソード電
極2a間の間隔よりも水平方向の放電経路が長くなるこ
とで、ある時刻において生成されるラジカル生成部が次
の時刻において生成されるラジカル生成部と重なり合う
ことになり、時間平均すると、ラジカル生成部は均一化
されることになる。As the discharge path becomes longer, the radical generating portion expands in the horizontal direction. Since the horizontal discharge path is longer than the interval between the cathode electrodes 2a, the radical generator generated at one time overlaps the radical generator generated at the next time, and the time average is Thus, the radical generating section is made uniform.
【0059】また、放電経路の長さは圧力に依存する。
つまり、図4に示す放電経路11bの場合(パターン
2)には、図5に示すように、放電開始電圧の圧力依存
性としてその電圧の極小値が1つ存在する。一方、放電
経路11bに加えて図4に示す放電経路11aを含む場
合(パターン1)には、図5に示すように、放電開始電
圧の極小値が2つ存在することが新たに判明した。The length of the discharge path depends on the pressure.
That is, in the case of the discharge path 11b shown in FIG. 4 (pattern 2), as shown in FIG. 5, there is one local minimum value of the discharge start voltage as the pressure dependency of the voltage. On the other hand, when the discharge path 11a shown in FIG. 4 is included in addition to the discharge path 11b (pattern 1), it was newly found that there are two minimum values of the discharge starting voltage as shown in FIG.
【0060】図5に示された低圧力側の放電電圧の極小
値付近(動作点a)では、2つの放電経路11a、11
bのうちの放電経路11aが支配的になる。プラズマ成
膜装置の圧力をこの圧力近傍に設定することで、時間平
均されたラジカル生成部は、図10に示すように、より
広い範囲にわたって形成されることになり、成膜基板上
に形成される膜の膜厚均一性がさらに向上することにな
る。また、高圧力側の放電電圧の極小値付近(動作点
b)の圧力近傍に設定することでも、時間平均されたラ
ジカル生成部は、図11に示すように、均一化されるこ
とになる。In the vicinity of the minimum value of the discharge voltage on the low pressure side shown in FIG. 5 (operating point a), the two discharge paths 11a and 11
The discharge path 11a out of b becomes dominant. By setting the pressure of the plasma film forming apparatus near this pressure, the time-averaged radical generating unit is formed over a wider range as shown in FIG. 10, and is formed on the film forming substrate. Thus, the uniformity of the film thickness is further improved. Also, by setting the discharge voltage near the minimum value of the discharge voltage on the high pressure side (operating point b) near the pressure, the time-averaged radical generation unit is made uniform as shown in FIG.
【0061】プラズマを生成するための電気的エネルギ
ーの供給方法としては、直流電圧印加、直流パルス電圧
印加、交流電圧印加、交流パルス印加、高周波印加また
は高周波パルス印加などさまざまな形態をとることがで
きる。交流の周波数帯は60〜数百kHzであり、高周
波の周波数帯は数百kHz〜数十MHzである。パルス
印加は、電極の位置を時間的に変化させるパターン(パ
ターン3、4)の場合に適用するのが好ましい。電気的
エネルギの供給方法により、ラジカル生成部の生成量の
分布が多少変わることがあるが、本質的には何ら変わり
はない。As a method of supplying electric energy for generating plasma, various forms such as DC voltage application, DC pulse voltage application, AC voltage application, AC pulse application, high frequency application or high frequency pulse application can be adopted. . The frequency band of the alternating current is 60 to several hundred kHz, and the frequency band of the high frequency is several hundred kHz to several tens MHz. The pulse application is preferably applied to a pattern (patterns 3 and 4) that changes the position of the electrode with time. Depending on the method of supplying the electric energy, the distribution of the generated amount of the radical generating unit may slightly change, but there is essentially no change.
【0062】上述した説明では、アモルファスシリコン
膜を成膜する場合を例に挙げて説明したが、材料ガスを
変えることでシリコン窒化膜やシリコン酸化膜を形成す
る場合にも適用することができて、アモルファスシリコ
ン膜の場合と同様に、高品質な膜を均一に成膜基板上に
形成することができることがわかった。In the above description, the case where an amorphous silicon film is formed has been described as an example. However, the present invention can be applied to the case where a silicon nitride film or a silicon oxide film is formed by changing a material gas. As in the case of the amorphous silicon film, it was found that a high quality film can be uniformly formed on the film formation substrate.
【0063】[0063]
【発明の実施の形態】実施の形態1 本発明の実施の形態1に係るプラズマ成膜装置と、この
プラズマ成膜装置における放電開始電圧の圧力依存性に
ついて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 A description will be given of a plasma film forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention and pressure dependency of a discharge starting voltage in the plasma film forming apparatus.
【0064】まず、プラズマ成膜装置について説明す
る。図1および図2に示すように、プラズマ成膜装置に
おいては、真空容器5内に電極2が配置される電極基板
3が設置されている。電極基板3は、誘電体(ガラス)
板(1m×1m)からなる。電極2(長さD95cm、
幅W2.5mm、厚みH100μm)は電極基板3上に
ストライプ状に多数配置されている。隣合う電極2との
間隔は5mmである。各電極2には、導入端子7を介し
て電源部1が接続されている。First, a plasma film forming apparatus will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, in a plasma film forming apparatus, an electrode substrate 3 on which an electrode 2 is arranged is installed in a vacuum vessel 5. The electrode substrate 3 is made of a dielectric (glass)
It consists of a plate (1m × 1m). Electrode 2 (length D95cm,
A number of stripes having a width W of 2.5 mm and a thickness of H 100 μm) are arranged on the electrode substrate 3 in a stripe shape. The distance between adjacent electrodes 2 is 5 mm. The power supply unit 1 is connected to each electrode 2 via an introduction terminal 7.
【0065】電極2と対向する位置にホルダ8が設けら
れ、そのホルダ8に成膜基板4が保持される。ホルダ8
の背面には成膜基板4を加熱するためのヒータ(図示せ
ず)が設けられている。また、材料ガスを供給するため
のガス供給部13が設けられ、電極基板3側にはその材
料ガスを真空容器5内に導入するためのガス導入孔6が
設けられている。また、真空容器5にはメカニカル・ブ
ースターポンプおよびロータリーポンプ(いずれも図示
せず)が取付けられている。A holder 8 is provided at a position facing the electrode 2, and the film forming substrate 4 is held by the holder 8. Holder 8
A heater (not shown) for heating the film-forming substrate 4 is provided on the back surface of the substrate. Further, a gas supply unit 13 for supplying a material gas is provided, and a gas introduction hole 6 for introducing the material gas into the vacuum vessel 5 is provided on the electrode substrate 3 side. Further, a mechanical booster pump and a rotary pump (both not shown) are attached to the vacuum vessel 5.
【0066】次に、放電開始電圧の圧力依存性について
説明する。電圧印加形態として、前述したパターン1の
場合の圧力依存性を評価した。また、比較のためにパタ
ーン2の場合についても同様に圧力依存性を評価した。Next, the pressure dependence of the discharge starting voltage will be described. As the voltage application mode, the pressure dependency in the case of the above-described pattern 1 was evaluated. For comparison, pressure dependency was similarly evaluated for Pattern 2 as well.
【0067】その結果を図5に示す。図5に示すよう
に、パターン1の場合には、パターン2の場合に比べて
プラズマ生成可能な圧力の範囲がより低圧側にまで広が
っていることがわかった。これは既に説明したように、
パターン2の場合では、放電経路は1つしか形成されな
いのに対して、パターン1の場合では図4に示すよう
に、放電経路として放電経路11a、11bの2つの放
電経路が形成されることで、プラズマ成膜装置の動作可
能な圧力の範囲が広がるものと考えられる。FIG. 5 shows the results. As shown in FIG. 5, in the case of the pattern 1, it was found that the range of the pressure in which the plasma could be generated was extended to the lower pressure side as compared with the case of the pattern 2. This, as already explained,
In the case of pattern 2, only one discharge path is formed, whereas in the case of pattern 1, as shown in FIG. 4, two discharge paths of discharge paths 11a and 11b are formed as discharge paths. It is considered that the range of pressure at which the plasma film forming apparatus can operate is widened.
【0068】パターン1の場合、高圧側の領域では放電
経路11bによる放電が支配的であり、低圧側では放電
経路11aによる放電が支配的になると考えられる。こ
のように、動作可能な圧力範囲が広がることで、アモル
ファスシリコン膜に加えて、シリコン窒化膜やシリコン
酸化膜等の膜を成膜基板上に形成することができること
がわかった。これについては後で詳しく説明する。In the case of the pattern 1, it is considered that the discharge by the discharge path 11b is dominant in the high voltage side area and the discharge by the discharge path 11a is dominant in the low voltage side area. As described above, it was found that by expanding the operable pressure range, a film such as a silicon nitride film or a silicon oxide film could be formed on the film formation substrate in addition to the amorphous silicon film. This will be described in detail later.
【0069】実施の形態2 本発明の実施の形態2に係るプラズマ成膜装置を用いた
アモルファスシリコン膜の成膜結果について説明する。
材料ガスとしてSiH4(流量1L/min(1000
sccm))とH2(流量2L/min(2000sc
cm))との混合ガスを用いた。成膜基板4の温度を2
00℃とした。Embodiment 2 A result of forming an amorphous silicon film using the plasma film forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described.
SiH 4 (flow rate 1 L / min (1000
sccm)) and H 2 (flow rate 2 L / min (2000 sc)
cm)). When the temperature of the film forming substrate 4 is 2
The temperature was set to 00 ° C.
【0070】電源部1により、図7(a)〜図7(d)
に示すパターン3の電圧印加形態をとった。つまり、電
圧が印加される電極2a(カソード電極)と接地電位に
ある電極2b(アノード電極)とを交互に配置させ、か
つ、カソード電極2aとアノード電極2bとの相対的な
配置関係を保持しながら電極の位置を時間的に変化させ
た。FIGS. 7 (a) to 7 (d)
The voltage application form of pattern 3 shown in FIG. That is, the electrode 2a (cathode electrode) to which a voltage is applied and the electrode 2b (anode electrode) at the ground potential are alternately arranged, and the relative arrangement relationship between the cathode electrode 2a and the anode electrode 2b is maintained. The position of the electrode was changed with time.
【0071】このとき、電圧波形をパルス幅10μse
cとし、各電極に交互に電圧を印加させるようにした。
また、カソード電極2aに印加する電圧値を−500V
とした。アモルファスシリコン膜を成長させる成膜基板
4として、電極基板3から15mm離れた位置に厚さ
1.9mmのガラス板を設置した。At this time, the voltage waveform is changed to a pulse width of 10 μs
The voltage was set to c, and a voltage was alternately applied to each electrode.
Further, the voltage value applied to the cathode electrode 2a is -500V.
And As a film forming substrate 4 on which an amorphous silicon film was grown, a glass plate having a thickness of 1.9 mm was placed at a position 15 mm away from the electrode substrate 3.
【0072】一方、比較のために、図6(a)〜図6
(d)に示すパターン2の電圧印加形態に基づいてアモ
ルファスシリコン膜を形成した。パターン2では、カソ
ード電極2aとアノード電極2bの位置は時間によって
は変化しない。その他の条件は上述した条件と同じに設
定した。On the other hand, for comparison, FIGS.
An amorphous silicon film was formed based on the voltage application mode of pattern 2 shown in (d). In pattern 2, the positions of the cathode electrode 2a and the anode electrode 2b do not change with time. Other conditions were set the same as the above-mentioned conditions.
【0073】成膜基板上に形成されたアモルファスシリ
コン膜の評価結果について説明する。電圧印加形態をパ
ターン3とした場合のアモルファスシリコン膜の成膜基
板面内における膜厚均一性は±9%であり、実際のデバ
イスに適用できるレベルであった。一方、パターン2と
した場合には膜厚均一性は±30%であり、実際のデバ
イスには適用できないレベルであった。An evaluation result of the amorphous silicon film formed on the film formation substrate will be described. The film thickness uniformity of the amorphous silicon film in the surface of the film-forming substrate when the voltage application mode was pattern 3 was ± 9%, which was a level applicable to an actual device. On the other hand, in the case of pattern 2, the film thickness uniformity was ± 30%, which was a level that could not be applied to an actual device.
【0074】膜厚は、図8に示すように、成膜基板面内
9点(黒丸)を測定した。また、成膜した膜に凹凸があ
る場合には、より精度の高い評価を行うために測定点
(黒丸)の周辺部分においてさらに測定点(白丸)を増
やした。なお、成膜基板の周辺の測定点の位置は、エッ
ジから長さL(2.5cm)内側に入ったところとし
た。As shown in FIG. 8, the film thickness was measured at nine points (black circles) on the surface of the film-forming substrate. When the formed film has irregularities, the number of measurement points (white circles) was further increased around the measurement points (black circles) in order to perform a more accurate evaluation. In addition, the position of the measurement point around the film-forming substrate was located inside the length L (2.5 cm) from the edge.
【0075】パターン2の場合では、カソード電極2a
とアノード電極2bの位置関係が時間的に変化しないた
め、ラジカル生成部であるカソードシースも一定の位置
にある。このため、ラジカル生成部から拡散するラジカ
ル量の分布が不均一となって膜厚均一性が悪化すると考
えられる。In the case of pattern 2, the cathode electrode 2a
Since the positional relationship between the electrode and the anode electrode 2b does not change with time, the cathode sheath, which is a radical generator, is also at a fixed position. For this reason, it is considered that the distribution of the amount of radicals diffused from the radical generating unit becomes non-uniform and the uniformity of the film thickness deteriorates.
【0076】一方、パターン3の場合では、既に説明し
たように、ラジカル生成部の位置が時間的に変わるた
め、時間平均するとラジカル生成部の分布が均一化され
ることになる。その結果、成膜基板上に形成されるアモ
ルファス膜の膜厚均一性を向上することができると考え
られる。On the other hand, in the case of the pattern 3, as described above, since the position of the radical generating portion changes with time, the distribution of the radical generating portion is made uniform by averaging over time. As a result, it is considered that the film thickness uniformity of the amorphous film formed on the film formation substrate can be improved.
【0077】実施の形態3 本発明の実施の形態3に係るプラズマ成膜装置を用いた
アモルファスシリコン膜の成膜結果について説明する。Third Embodiment The result of forming an amorphous silicon film using the plasma film forming apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described.
【0078】この場合には、電源部1により、図9
(a)〜図9(d)に示すパターン4の電圧印加形態を
とった。つまり、電圧が印加される電極2a(カソード
電極)の間に、接地電位にある電極2b(アノード電
極)を3つ配置させ、かつ、カソード電極2aとアノー
ド電極2bとの相対的な配置関係を保持しながらそれぞ
れの電極の位置を時間的に変化させた。このとき、電圧
波形をパルス幅10μsecとし、各電極に順次電圧を
印加させるようにした。これ以外の条件については、実
施の形態2において説明した条件と同じ条件を採用し
た。In this case, the power supply unit 1
(A) to (d) of the pattern 4 shown in FIG. That is, three electrodes 2b (anode electrodes) at the ground potential are arranged between the electrodes 2a (cathode electrodes) to which a voltage is applied, and the relative arrangement relationship between the cathode electrodes 2a and the anode electrodes 2b is changed. While holding, the position of each electrode was changed with time. At this time, the voltage waveform was set to a pulse width of 10 μsec, and a voltage was sequentially applied to each electrode. Other conditions were the same as those described in the second embodiment.
【0079】成膜基板上に形成されたアモルファスシリ
コン膜の評価結果について説明する。電圧印加形態をパ
ターン4とした場合のアモルファスシリコン膜の成膜基
板面内における膜厚均一性は±5%であり、パターン3
の場合よりもさらに膜厚均一性が向上していることがわ
かった。An evaluation result of the amorphous silicon film formed on the film formation substrate will be described. When the voltage application form is pattern 4, the film thickness uniformity of the amorphous silicon film in the surface of the film formation substrate is ± 5%.
It was found that the film thickness uniformity was further improved as compared with the case of.
【0080】これは既に説明したように、パターン4で
は、放電経路としてより長い放電経路が形成されること
より、ラジカル生成部もこれに伴って水平方向により広
範囲に形成されるとともに、そのラジカル生成部の位置
が時間的に変わるため、ラジカル生成部が互いに重なり
合うことになり、時間平均すると、図9(e)または図1
0に示すように、ラジカル生成部の分布がさらに均一化
される。その結果、成膜基板上に形成されるアモルファ
スシリコン膜の膜厚均一性をさらに向上することができ
ると考えられる。As described above, since the longer discharge path is formed as the discharge path in the pattern 4, the radical generating portion is also formed in a wider range in the horizontal direction, and the radical generating section is formed. Since the positions of the radicals change with time, the radical generating portions overlap with each other.
As shown in FIG. 0, the distribution of the radical generating portions is further uniformed. As a result, it is considered that the film thickness uniformity of the amorphous silicon film formed on the film formation substrate can be further improved.
【0081】実施の形態4 本発明の実施の形態4に係るプラズマ成膜装置を用いた
アモルファスシリコン膜の成膜結果について説明する。Fourth Embodiment A result of forming an amorphous silicon film using a plasma film forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
【0082】この場合には、実施の形態3と同様に電圧
印加形態をパターン4とした。真空容器5内の圧力を4
0Paに設定した。この圧力は、既に説明したように、
放電開始電圧の圧力依存性において、低圧側に位置する
電圧の極小値が存在する付近の圧力である。この場合に
は、2つの放電経路のうち、より長い方の放電経路が支
配的になる。これ以外の条件については、実施の形態2
において説明した条件と同じ条件を採用した。In this case, the pattern of voltage application was pattern 4 as in the third embodiment. The pressure in the vacuum vessel 5 is set to 4
It was set to 0 Pa. This pressure, as already explained,
In the pressure dependency of the discharge starting voltage, the pressure is a pressure near the local minimum value of the voltage located on the low voltage side. In this case, the longer one of the two discharge paths becomes dominant. For other conditions, see the second embodiment.
The same conditions as those described in were used.
【0083】成膜基板上に形成されたアモルファスシリ
コン膜の評価結果について説明する。電圧印加形態をパ
ターン4とし、圧力を40Paとした場合のアモルファ
スシリコン膜の成膜基板面内における膜厚均一性は±3
%であった。電圧印加形態を同じパターン4とした場合
でも、圧力を80Paに設定した実施の形態2の場合と
比べると、膜厚均一性がさらに改善されていることがわ
かった。The evaluation result of the amorphous silicon film formed on the film formation substrate will be described. When the voltage application mode is pattern 4 and the pressure is 40 Pa, the film thickness uniformity of the amorphous silicon film on the film formation substrate surface is ± 3.
%Met. It was found that even when the voltage application mode was the same pattern 4, the film thickness uniformity was further improved compared to the second embodiment in which the pressure was set to 80 Pa.
【0084】これは既に説明したように、パターン4で
は放電経路としてより長い放電経路が形成されるが、圧
力を低圧側に設定することでこのより長い放電経路が支
配的になり、ラジカル生成部もこれに伴って水平方向に
さらに広範囲に形成されることになる。As described above, a longer discharge path is formed as the discharge path in the pattern 4, but the longer discharge path becomes dominant when the pressure is set to the low pressure side, and the radical generation section is formed. Is also formed over a wider area in the horizontal direction.
【0085】しかも、カソード電極2aとアノード電極
2bの時間的な変化における1回の移動距離は、その長
い放電経路の長さよりも短い。これにより、ある時刻に
おいて形成されるラジカル生成部と次の時刻において形
成されるラジカル生成部とにおいて確実に重なりをもた
せることができて、図10に示すように、時間平均する
とラジカル生成部の分布がさらに均一化されることにな
る。その結果、成膜基板上に形成されるアモルファス膜
の膜厚均一性がさらに改善されると考えられる。Further, the distance of one movement of the cathode electrode 2a and the anode electrode 2b in a temporal change is shorter than the length of the long discharge path. As a result, the radical generation unit formed at a certain time and the radical generation unit formed at the next time can be reliably overlapped with each other. As shown in FIG. Will be further uniformized. As a result, it is considered that the film thickness uniformity of the amorphous film formed on the film formation substrate is further improved.
【0086】実施の形態5 実施の形態2〜4では、成膜基板上にアモルファスシリ
コン膜を形成する場合について説明した。本発明に係る
プラズマ成膜装置では、アモルファスシリコン膜以外の
膜も成膜基板上に形成できることが確認された。Fifth Embodiment In the second to fourth embodiments, the case where the amorphous silicon film is formed on the film formation substrate has been described. It has been confirmed that the plasma film forming apparatus according to the present invention can form a film other than the amorphous silicon film on the film forming substrate.
【0087】まず、たとえば、材料ガスをSiH4(流
量約0.1L/min(100sccm))、N2(流量
約1L/min(1000sccm))、Ar(流量約
1L/min(1000sccm))、成膜基板温度を
約350℃、電圧印加形態をパターン1、そして、圧力
を約5Paとすることで、シリコン窒化膜を成膜できる
ことが確認された。First, for example, material gases are SiH 4 (flow rate of about 0.1 L / min (100 sccm)), N 2 (flow rate of about 1 L / min (1000 sccm)), Ar (flow rate of about 1 L / min (1000 sccm)), It was confirmed that a silicon nitride film could be formed by setting the film formation substrate temperature to about 350 ° C., the voltage application mode to Pattern 1, and the pressure to about 5 Pa.
【0088】通常のプラズマCVD法では、シリコン窒
化膜は圧力130〜400Paのもとで成膜される。ま
た、このプラズマCVD法においてシリコン窒化膜を成
膜できる圧力の下限は約40Paであることが実験的に
確認された。したがって、本プラズマ成膜装置を適用す
ることで、より低い圧力条件のもとでシリコン窒化膜を
成膜できることがわかった。In a normal plasma CVD method, a silicon nitride film is formed under a pressure of 130 to 400 Pa. Further, it was experimentally confirmed that the lower limit of the pressure at which a silicon nitride film can be formed in this plasma CVD method is about 40 Pa. Therefore, it was found that a silicon nitride film can be formed under a lower pressure condition by applying the present plasma film forming apparatus.
【0089】また、他の膜として、たとえば、材料ガス
をSiH4(流量約0.08L/min(80scc
m))、N2O(流量約5L/min(5000scc
m))、成膜基板温度を約300℃、電圧印加形態をパ
ターン1、そして、圧力を約5Paとすることで、シリ
コン酸化膜を成膜できることが確認された。この場合
も、シリコン窒化膜の場合と同様に、通常のプラズマC
VD法を用いた場合に比べて、より低い圧力条件のもと
でシリコン酸化膜を成膜できることがわかった。As another film, for example, a material gas is SiH 4 (flow rate: about 0.08 L / min (80 scc)
m)), N 2 O (flow rate about 5 L / min (5000 scc)
m)), it was confirmed that a silicon oxide film could be formed by setting the film formation substrate temperature to about 300 ° C., the voltage application mode to Pattern 1, and the pressure to about 5 Pa. In this case, as in the case of the silicon nitride film, the normal plasma C
It has been found that a silicon oxide film can be formed under a lower pressure condition than in the case where the VD method is used.
【0090】さらに、材料ガスをSiH4(流量約0.0
2L/min(20sccm))、He(流量約1L/
min(1000sccm))、Ar(流量約2L/m
in(2000sccm))、成膜基板温度を約300
℃、電圧印加形態をパターン1、そして、圧力を約5P
aとすることで、エピタキシャル成長のシリコン膜を成
膜できることが確認された。Further, the material gas is SiH 4 (flow rate of about 0.0
2 L / min (20 sccm)), He (flow rate about 1 L /
min (1000 sccm)), Ar (flow rate about 2 L / m)
in (2000 sccm)) and the film forming substrate temperature is about 300
° C, voltage application pattern 1 and pressure about 5P
It was confirmed that by setting a, an epitaxially grown silicon film could be formed.
【0091】通常のエピタキシャル成長法では、基板の
温度は約500℃以上の条件のもとで成膜が行われる。
したがって、本プラズマ成膜装置を適用することで、よ
り低い温度条件のもとでエピタキシャル成長のシリコン
膜を成膜できることがわかった。In the ordinary epitaxial growth method, the film is formed under the condition that the temperature of the substrate is about 500 ° C. or more.
Therefore, it was found that by applying the present plasma film forming apparatus, a silicon film grown epitaxially could be formed under lower temperature conditions.
【0092】また、これらの膜の膜厚均一性もデバイス
に適用できるレベルであることが確認された。このよう
に、本プラズマ成膜装置では、アモルファスシリコン膜
に加えて、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜およびエピ
タキシャル成長のシリコン膜についても成膜基板上に均
一に成膜できることがわかった。It was also confirmed that the film thickness uniformity of these films was at a level applicable to devices. Thus, it was found that the present plasma film forming apparatus can uniformly form a silicon nitride film, a silicon oxide film, and a silicon film grown epitaxially on a film forming substrate in addition to the amorphous silicon film.
【0093】上述したプラズマ成膜装置では、電極の幅
W2.5mm、電極間隔5mm、電極と成膜基板との間
隔15mmとしたが、この寸法は一例であって、たとえ
ば、寸法を大きくする方向に対してはこの寸法の約30
倍程度の寸法まで対応することができると考えられる。
しかしながら、コストを考慮すると、現実的には、上記
それぞれの寸法の数分の1から数倍の範囲で変えること
ができると考えられる。In the above-described plasma film forming apparatus, the width of the electrode is 2.5 mm, the distance between the electrodes is 5 mm, and the distance between the electrode and the film-forming substrate is 15 mm. About 30 of this size
It is considered that the size can be increased up to about twice.
However, in consideration of cost, it can be considered that, in reality, the size can be changed in a range from a fraction to several times of each of the above dimensions.
【0094】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって、制限的なものではないと考えられるべき
である。本発明は上記の説明ではなくて特許請求の範囲
によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範
囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。The embodiment disclosed this time is an example in all respects, and should be considered as not being restrictive. The present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
【0095】[0095]
【発明の効果】本発明の1つの局面におけるプラズマ成
膜装置によれば、ラジカル生成領域が基板面に沿って時
間的に移動することおよび隣合う電極間隔よりも長い放
電経路が形成されることの少なくともいずれかがなされ
ることで、ラジカル生成領域が基板の面に沿って拡がる
ことになる。これにより、ラジカル生成領域の分布がよ
り均一になって基板面内において均一性の高い膜を形成
することができる。According to the plasma film forming apparatus of one aspect of the present invention, the radical generation region moves temporally along the substrate surface and a discharge path longer than the interval between adjacent electrodes is formed. By performing at least one of the above, the radical generation region expands along the surface of the substrate. As a result, the distribution of the radical generation region becomes more uniform, and a film with high uniformity can be formed in the substrate surface.
【0096】また、本発明の他の局面における成膜方法
によれば、ラジカル生成領域が基板の面に沿って拡がっ
てラジカル生成領域の分布がより均一になり、基板面内
において均一性の高い膜が形成される。Further, according to the film forming method in another aspect of the present invention, the radical generation region spreads along the surface of the substrate, so that the distribution of the radical generation region becomes more uniform, and the uniformity in the substrate surface is high. A film is formed.
【0097】以上説明したように、比較的大きな面積を
有する成膜基板上に均一な膜を形成することができるプ
ラズマ成膜装置を実現することができた。As described above, a plasma film forming apparatus capable of forming a uniform film on a film forming substrate having a relatively large area can be realized.
【0098】たとえば液晶ディスプレイを作製するため
には、、スイッチング素子としてTFT(薄膜トランジ
スタ)を基板面内において均一に作製する必要がある。
つまり、大きな面積を有する成膜基板上へ高品質で、か
つ、均一性の高い成膜技術が欠かせないことになるが、
本プラズマ成膜装置を適用することで、このような要求
を実現できることになった。For example, in order to fabricate a liquid crystal display, it is necessary to uniformly fabricate a TFT (thin film transistor) as a switching element in a substrate surface.
In other words, high-quality and highly uniform film forming technology on a film forming substrate having a large area is indispensable.
By applying the present plasma film forming apparatus, such a demand can be realized.
【0099】また、動作圧力もより低圧側へも展開でき
ることが判明し、これにより、アモルファスシリコン膜
に加えて、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜あるいはエ
ピタキシャル成長シリコン膜についても高品質で均一性
の高い成膜が可能になることがわかった。It has also been found that the operating pressure can also be expanded to a lower pressure side, and thus, in addition to the amorphous silicon film, a silicon nitride film, a silicon oxide film or an epitaxially grown silicon film can be formed with high quality and high uniformity. It turned out that a membrane was possible.
【0100】液晶ディスプレイのほかに、アモルファス
シリコン太陽電池ではプラズマCVD法によりアモルフ
ァスシリコン膜が形成されるが、このアモルファスシリ
コン膜を本プラズマ成膜装置を用いて形成することがで
きる。In addition to a liquid crystal display, an amorphous silicon solar cell forms an amorphous silicon film by a plasma CVD method, and this amorphous silicon film can be formed using the present plasma film forming apparatus.
【0101】特に、住宅用のアモルファスシリコン太陽
電池では、比較的大きな面積を有する基板への成膜が欠
かせないこと、また、高品質なアモルファスシリコン膜
ほど太陽光による劣化が少ないことから、本プラズマ成
膜装置を適用することで信頼性の高いアモルファスシリ
コン太陽電池を提供することができる。In particular, in the case of an amorphous silicon solar cell for residential use, it is indispensable to form a film on a substrate having a relatively large area. A highly reliable amorphous silicon solar cell can be provided by applying a plasma film formation apparatus.
【図1】 本発明の実施の形態1に係るプラズマ成膜装
置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a plasma film forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 同実施の形態において、図1に示すプラズマ
成膜装置の部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the plasma deposition apparatus shown in FIG. 1 in the embodiment.
【図3】 同実施の形態において、電極に印加する電圧
の印加形態(パターン1)とラジカル生成部の分布の時
間変化を示す図であり、(a)〜(d)はそれぞれ時刻
t1〜t4における電圧の印加形態とラジカル生成部の
分布を示し、(e)は時間平均されたラジカル生成部の
分布を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an application form (pattern 1) of a voltage applied to an electrode and a time change of a distribution of a radical generation part in the embodiment, wherein (a) to (d) show times t1 to t4, respectively. FIG. 7 is a diagram showing a voltage application mode and a distribution of radical generating sections in FIG.
【図4】 同実施の形態において、パターン1およびパ
ターン2における放電経路を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing discharge paths in pattern 1 and pattern 2 in the embodiment.
【図5】 同実施の形態において、パターン1およびパ
ターン2の場合の放電開始電圧の圧力依存性を示す図で
ある。FIG. 5 is a diagram showing pressure dependency of a discharge starting voltage in the case of pattern 1 and pattern 2 in the embodiment.
【図6】 同実施の形態において、比較のための電極に
印加する電圧の印加形態(パターン2)とラジカル生成
部の分布の時間変化を示す図であり、(a)〜(d)は
それぞれ時刻t1〜t4における電圧の印加形態とラジ
カル生成部の分布を示し、(e)は時間平均されたラジ
カル生成部の分布を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an application mode (pattern 2) of a voltage applied to an electrode for comparison and a temporal change in distribution of a radical generation unit in the embodiment, where (a) to (d) are respectively It is a figure which shows the application form of the voltage and distribution of a radical generation part in the time t1-t4, and (e) shows the distribution of the radical generation part averaged over time.
【図7】 本発明の実施の形態2において、成膜評価を
行うための電極に印加する電圧の印加形態(パターン
3)とラジカル生成部の分布の時間変化を示す図であ
り、(a)〜(d)はそれぞれ時刻t1〜t4における
電圧の印加形態とラジカル生成部の分布を示し、(e)
は時間平均されたラジカル生成部の分布を示す図であ
る。FIGS. 7A and 7B are diagrams showing the application form (pattern 3) of a voltage applied to an electrode for evaluating film formation and a change over time in the distribution of radical generating units in Embodiment 2 of the present invention, and FIG. (D) shows the voltage application form and the distribution of the radical generator at times t1 to t4, respectively.
FIG. 4 is a diagram showing the distribution of radical generating parts averaged over time.
【図8】 同実施の形態において、成膜された膜の膜厚
を測定する際の測定点を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing measurement points when measuring the thickness of a formed film in the same embodiment.
【図9】 本発明の実施の形態3において、成膜評価を
行うための電極に印加する電圧の印加形態(パターン
4)とラジカル生成部の分布の時間変化を示す図であ
り、(a)〜(d)はそれぞれ時刻t1〜t4における
電圧の印加形態とラジカル生成部の分布を示し、(e)
は時間平均されたラジカル生成部の分布を示す図であ
る。FIGS. 9A and 9B are diagrams showing a form of application of a voltage (pattern 4) applied to an electrode for performing film formation evaluation and a change over time of a distribution of radical generating units in Embodiment 3 of the present invention, and FIG. (D) shows the voltage application form and the distribution of the radical generator at times t1 to t4, respectively.
FIG. 4 is a diagram showing the distribution of radical generating parts averaged over time.
【図10】 パターン1における放電開始電圧の圧力依
存性において、動作点(a)におけるラジカル生成部の
分布を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a distribution of radical generating portions at an operating point (a) in the pressure dependence of a discharge starting voltage in pattern 1.
【図11】 パターン1における放電開始電圧の圧力依
存性において、動作点(b)におけるラジカル生成部の
分布を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a distribution of radical generating portions at an operating point (b) in the pressure dependence of a discharge starting voltage in pattern 1;
【図12】 従来のプラズマ成膜装置の一断面図であ
る。FIG. 12 is a sectional view of a conventional plasma film forming apparatus.
【図13】 図12に示すプラズマ成膜装置の部分斜視
図である。13 is a partial perspective view of the plasma film forming apparatus shown in FIG.
1 電源部、2 電極、2a カソード電極、2b ア
ノード電極、3 電極基板、4 成膜基板、5 真空容
器、6 ガス導入口、7 導入端子、8 ホルダ、1
1、11a、11b 放電経路、12 ラジカル、13
ガス供給部、17 ラジカル生成部(領域)。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply part, 2 electrodes, 2a cathode electrode, 2b anode electrode, 3 electrode substrate, 4 film formation substrate, 5 vacuum vessel, 6 gas inlet, 7 inlet terminal, 8 holder, 1
1, 11a, 11b Discharge path, 12 Radical, 13
Gas supply unit, 17 radical generation unit (region).
フロントページの続き Fターム(参考) 4G075 AA24 AA30 BC01 BC04 CA25 CA47 EB42 EC21 ED11 EE31 FB02 FB12 4K030 AA06 AA17 AA18 AA24 BA29 BA30 BA40 BA44 CA17 FA03 KA15 KA30 LA15 LA16 LA18 5F045 AA08 AB04 AC01 AD06 AE19 AF07 BB02 CA13 CA15 DP05 EH04 EH12 EH20 Continued on the front page F-term (reference) 4G075 AA24 AA30 BC01 BC04 CA25 CA47 EB42 EC21 ED11 EE31 FB02 FB12 4K030 AA06 AA17 AA18 AA24 BA29 BA30 BA40 BA44 CA17 FA03 KA15 KA30 LA15 LA16 LA18 5F045 AA08 CA04 AD06 EH12 EH20
Claims (12)
口と、 カソード電極およびアノード電極を含む電極とを備え、 前記電極は、前記カソード電極と前記アノード電極との
間で生じる放電経路に基づいて形成される前記材料ガス
のラジカル生成領域を前記処理室に導入されて処理が施
される基板の面に沿って時間的に移動させることおよび
前記基板の面に沿った長さが隣合う電極間隔よりも長い
放電経路を生じさせることの少なくともいずれかを行
う、プラズマ成膜装置。A processing chamber; a material gas inlet for introducing a material gas into the processing chamber; and an electrode including a cathode electrode and an anode electrode, wherein the electrode includes a cathode electrode and an anode electrode. Moving the radical generation region of the material gas formed based on the discharge path generated between the substrates along the surface of the substrate on which the process is performed by introducing the radical generation region into the processing chamber, and moving the radical generation region on the surface of the substrate. A plasma film forming apparatus for performing at least one of generating a discharge path having a longer length than an interval between adjacent electrodes.
は、基板と対向し基板に略平行になるようにそれぞれ複
数配置され、 隣合う前記カソード電極の間には、少なくとも2つの前
記アノード電極が配置されている、請求項1記載のプラ
ズマ成膜装置。2. A plurality of the anode electrodes and the plurality of the cathode electrodes are respectively disposed so as to face a substrate and become substantially parallel to the substrate, and at least two of the anode electrodes are disposed between the adjacent cathode electrodes. The plasma deposition apparatus according to claim 1, wherein:
においては、 前記カソード電極と前記アノード電極との相対的な位置
関係を保持しながら、前記カソード電極および前記アノ
ード電極のそれぞれの位置が時間的に変化する、請求項
2記載のプラズマ成膜装置。3. In the cathode electrode and the anode electrode, while maintaining the relative positional relationship between the cathode electrode and the anode electrode, the respective positions of the cathode electrode and the anode electrode are temporally changed. The plasma deposition apparatus according to claim 2, which changes.
極の時間的な位置の変化における一回あたりの移動距離
は、前記隣合う電極間よりも長い放電経路の長さよりも
短い、請求項3記載のプラズマ成膜装置。4. The plasma according to claim 3, wherein a moving distance per change in the temporal position of the cathode electrode and the anode electrode is shorter than a length of a discharge path longer than between the adjacent electrodes. Film forming equipment.
は交互に配置されるとともに、それぞれの位置が時間的
に交互に変化する、請求項1記載のプラズマ成膜装置。5. The plasma film forming apparatus according to claim 1, wherein the cathode electrode and the anode electrode are alternately arranged, and their positions alternate with time.
れた処理室内にて、材料ガスを導入し基板に所定の膜を
形成するための成膜方法であって、 前記カソード電極と前記アノード電極との間で生じる放
電経路に基づいて形成される前記材料ガスのラジカル生
成領域を前記基板の面に沿って時間的に移動させること
および前記基板の面に沿った長さが隣合う電極間隔より
も長い放電経路を生じさせることの少なくともいずれか
行うことにより、前記基板上に所定の膜を形成する膜形
成工程を備えた、成膜方法。6. A film forming method for forming a predetermined film on a substrate by introducing a material gas into a processing chamber in which a cathode electrode and an anode electrode are arranged, wherein the cathode electrode, the anode electrode, Moving the radical generation region of the material gas formed on the basis of the discharge path occurring temporally along the surface of the substrate and making the length along the surface of the substrate smaller than the distance between adjacent electrodes. A film forming method, comprising: forming a predetermined film on the substrate by performing at least one of generating a long discharge path.
は、前記基板と対向し前記基板に略平行になるようにそ
れぞれ複数配置され、 隣合う前記カソード電極の間には、少なくとも2つの前
記アノード電極が配置されている、請求項6記載の成膜
方法。7. A plurality of said anode electrodes and said cathode electrodes are respectively disposed so as to face said substrate and to be substantially parallel to said substrate, and at least two said anode electrodes are provided between adjacent cathode electrodes. The film forming method according to claim 6, wherein
と前記アノード電極との間に放電を開始させる放電電圧
は、前記カソード電極と前記アノード電極との間に生じ
る少なくとも2つの放電経路のうちのより長い放電経路
に対応する放電開始電圧が設定される、請求項7記載の
成膜方法。8. In the film forming step, a discharge voltage for starting a discharge between the cathode electrode and the anode electrode is at least two discharge paths generated between the cathode electrode and the anode electrode. The film forming method according to claim 7, wherein a discharge start voltage corresponding to a longer discharge path is set.
存性においてより低い圧力値に対応する放電開始電圧で
ある、請求項8記載の成膜方法。9. The film forming method according to claim 8, wherein the discharge voltage is a discharge start voltage corresponding to a lower pressure value in the pressure dependency of the discharge start voltage.
極と前記アノード電極との相対的な位置関係を保持しな
がら、前記カソード電極および前記アノード電極のそれ
ぞれの位置を時間的に変化させる、請求項6〜9のいず
れかに記載の成膜方法。10. In the film forming step, respective positions of the cathode electrode and the anode electrode are temporally changed while maintaining a relative positional relationship between the cathode electrode and the anode electrode. 10. The film forming method according to any one of 6 to 9.
極および前記アノード電極の時間的な位置の変化におけ
る一回あたりの移動距離は、前記隣合う電極間よりも長
い放電経路の長さよりも短い、請求項10記載の成膜方
法。11. In the film forming step, a moving distance per change in a temporal position of the cathode electrode and the anode electrode is shorter than a length of a discharge path longer than between adjacent electrodes. The film forming method according to claim 10.
とは交互に配置され、 前記膜形成工程では、前記カソード電極および前記アノ
ード電極のそれぞれの位置を時間的に交互に変化させ
る、請求項6記載の成膜方法。12. The method according to claim 6, wherein the cathode electrode and the anode electrode are alternately arranged, and in the film forming step, respective positions of the cathode electrode and the anode electrode are alternately changed with time. Film formation method.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
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-
2001
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7090705B2 (en) | 2002-10-16 | 2006-08-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Electronic device, production method thereof, and plasma process apparatus |
| KR100942462B1 (en) * | 2007-08-08 | 2010-02-12 | 세메스 주식회사 | Substrate Processing Apparatus and Method |
| JP2013519991A (en) * | 2010-02-17 | 2013-05-30 | ヴィジョン ダイナミックス ホールディング ベー.フェー. | Apparatus and method for generating plasma discharge for patterning a surface of a substrate |
| JP5273759B1 (en) * | 2012-02-23 | 2013-08-28 | 国立大学法人東北大学 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
| KR101377469B1 (en) | 2012-02-23 | 2014-03-25 | 고쿠리츠다이가쿠호진 도호쿠다이가쿠 | Plasma processing device and plasma processing method |
| WO2016104076A1 (en) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | 旭硝子株式会社 | Plasma cvd device |
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