JP3259422B2 - Electrode used in plasma processing apparatus and plasma processing apparatus - Google Patents
Electrode used in plasma processing apparatus and plasma processing apparatusInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタ、半導
体利用の各種センサのような半導体を利用したデバイス
や太陽電池その他を製造するにあたり、基板上に成膜し
たり、配線パターン等を得るために、形成した膜を所定
パターンに従ってエッチングしたりするプラズマCVD
装置、プラズマエッチング装置のようなプラズマ処理装
置及び該装置で使用される、プラズマを発生させるため
の電極に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the manufacture of devices using semiconductors such as thin film transistors and various sensors utilizing semiconductors, solar cells, and the like. Plasma CVD for etching the formed film according to a predetermined pattern
The present invention relates to an apparatus, a plasma processing apparatus such as a plasma etching apparatus, and an electrode for generating plasma used in the apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】プラズマCVD装置は各種タイプのもの
が知られている。その代表例として、図4に示す平行平
板型のプラズマCVD装置について説明すると、この装
置は真空容器1を有し、その中に被成膜基板S1を設置
する基板ホルダを兼ねる電極2及びこの電極に対向する
電極3が設けられている。2. Description of the Related Art Various types of plasma CVD apparatuses are known. As a representative example, a parallel plate type plasma CVD apparatus shown in FIG. 4 will be described. This apparatus has a vacuum vessel 1 in which an electrode 2 also serving as a substrate holder for installing a film-forming substrate S1 and an electrode 2 Are provided.
【0003】電極2は、通常、接地電極とされ、また、
この上に設置される基板S1を成膜温度に加熱するヒー
タ21を付設してある。基板S1を輻射熱で加熱するた
めに、ヒータ21が分離配置されることもある。電極3
は、電極2との間に導入される成膜用ガスに高周波電力
や直流電力を印加してプラズマ化させるための電力印加
電極で、図示の例ではマッチングボックス31を介して
高周波電源32を接続してある。[0003] The electrode 2 is usually a ground electrode.
A heater 21 for heating the substrate S1 mounted thereon to a film forming temperature is additionally provided. In order to heat the substrate S1 by radiant heat, the heater 21 may be separately arranged. Electrode 3
Is a power application electrode for applying high-frequency power or DC power to the film-forming gas introduced between the electrode 2 and turning it into a plasma. In the example shown, a high-frequency power supply 32 is connected via a matching box 31. I have.
【0004】また、図示の例では、電極3は平坦な電極
板で構成され、それに直径0.5mm程度のガス供給孔
33を多数形成してあり、ガスノズル部34から供給さ
れるガスが各孔から電極2上の基板S1に対し垂直な又
は略垂直な方向に、且つ、両電極間に全体的に放出され
るようにしてある。このような構成は広面積基板上に成
膜するのに適している。In the example shown in the figure, the electrode 3 is formed of a flat electrode plate, in which a number of gas supply holes 33 having a diameter of about 0.5 mm are formed. From the substrate S1 on the electrode 2 in a direction perpendicular or substantially perpendicular to the substrate S1 and between the two electrodes. Such a configuration is suitable for forming a film on a wide-area substrate.
【0005】真空容器1には、さらに、開閉弁51を介
して排気ポンプ52を配管接続してあるとともに、前記
ガスノズル部34にはガス供給部4を配管接続してあ
る。ガス供給部4には、1又は2以上のマスフローコン
トローラ421、422・・・・及び開閉弁431、4
32・・・・を介して、所定量の成膜用ガスを供給する
ガス源441、442・・・・が含まれている。An exhaust pump 52 is connected to the vacuum vessel 1 via an on-off valve 51 via a pipe, and a gas supply section 4 is connected to the gas nozzle section 34 via a pipe. One or more mass flow controllers 421, 422,... And on-off valves 431, 4
Include gas sources 441, 442,... For supplying a predetermined amount of film-forming gas via.
【0006】ノズル部34は、その側面及び背面部分
が、このノズルに対し一定間隔をおいて設けたプラズマ
回り込み防止用の接地電極40で囲まれている。この平
行平板型プラズマCVD装置によると、成膜対象基板S
1が真空容器1内の電極2上に設置され、該容器1内が
弁51の開成と排気ポンプ52の運転にて所定成膜真空
度に維持され、ガス供給部4から成膜用ガスが導入され
る。また、高周波電極3に電源32から高周波電圧が印
加され、それによって導入されたガスがプラズマ化さ
れ、このプラズマの下で基板S1表面に所望の膜が形成
される。[0006] The side and back surfaces of the nozzle portion 34 are surrounded by a ground electrode 40 provided at a certain interval from the nozzle for preventing the plasma from flowing around. According to the parallel plate type plasma CVD apparatus, the film formation target substrate S
1 is installed on the electrode 2 in the vacuum vessel 1, the inside of the vessel 1 is maintained at a predetermined film forming vacuum degree by opening the valve 51 and operating the exhaust pump 52, and a film forming gas is supplied from the gas supply unit 4. be introduced. Further, a high-frequency voltage is applied to the high-frequency electrode 3 from the power supply 32, and the introduced gas is turned into plasma, and a desired film is formed on the surface of the substrate S1 under this plasma.
【0007】また、プラズマエッチング装置も各種タイ
プのものが知られている。その代表例として図5に示す
平行平板型のエッチング装置について説明すると、この
装置も真空容器10を備え、その中には、エッチング対
象膜を形成した基板S2を設置する基板ホルダを兼ねる
電極20及び電極20に対向配置された電極30を備え
ている。[0007] Various types of plasma etching apparatuses are also known. A parallel plate type etching apparatus shown in FIG. 5 will be described as a typical example. This apparatus also includes a vacuum vessel 10, in which an electrode 20 also serving as a substrate holder on which a substrate S2 on which a film to be etched is formed and an electrode 20 are provided. An electrode 30 is provided opposite to the electrode 20.
【0008】電極20は、電極30との間に導入される
エッチング用ガスに高周波電力や直流電力を印加してプ
ラズマ化させるための電力印加電極として使用され、図
示の例ではマッチングボックス201を介して高周波電
源202に接続されている。電極30は接地電極で、平
坦な電極板を含み、それに直径0.5mm程度のガス供
給孔301を多数形成してあり、ガスノズル部302か
ら供給されるガスが各孔から電極20上の基板S2に対
し垂直な又は略垂直な方向に、且つ、両電極間に全体的
に放出されるようになっている。The electrode 20 is used as a power application electrode for applying a high frequency power or a DC power to the etching gas introduced between the electrode 30 and the plasma to form a plasma. Connected to the high frequency power supply 202. The electrode 30 is a ground electrode, includes a flat electrode plate, and has a plurality of gas supply holes 301 having a diameter of about 0.5 mm formed therein. Gas supplied from the gas nozzle unit 302 is supplied from each hole to the substrate S2 on the electrode 20. In a direction perpendicular or substantially perpendicular to the electrode and between the electrodes.
【0009】真空容器10には、さらに、開閉弁71を
介して排気ポンプ72を配管接続してあるとともに、前
記ガスノズル部302にはガス供給部6を配管接続して
ある。ガス供給部6には、1又は2以上のマスフローコ
ントローラ621、622・・・・及び開閉弁631、
632・・・・を介して所要量のエッチング用ガスを供
給するガス源641、642・・・・が含まれている。An exhaust pump 72 is connected to the vacuum vessel 10 via an on-off valve 71, and a gas supply section 6 is connected to the gas nozzle section 302. The gas supply unit 6 includes one or more mass flow controllers 621, 622,.
., Which supply a required amount of etching gas via 632.
【0010】ノズル部302の側面及び背面部分は、こ
のノズル部に対し一定間隔をおいて配置したプラズマ回
り込み防止用の接地電極60で囲まれている。このエッ
チング装置によると、エッチング対象基板S2が容器1
0内の高周波電極20上に設置され、該容器10内が弁
71の開成と排気ポンプ72の運転にて所定エッチング
真空度に維持され、ガス供給部6からエッチング用ガス
が導入される。また、電極20に高周波電源202から
高周波電圧が印加され、それによって導入されたガスが
プラズマ化され、このプラズマの下に基板S2上の膜が
エッチングされる。なお、電極20は、必要に応じ、水
冷装置200等で冷却されることもある。The side and rear portions of the nozzle portion 302 are surrounded by a ground electrode 60 for preventing the plasma from flowing around, which is arranged at a fixed distance from the nozzle portion. According to this etching apparatus, the substrate S2 to be etched is
The container 10 is placed on the high-frequency electrode 20, and the inside of the container 10 is maintained at a predetermined etching vacuum degree by opening the valve 71 and operating the exhaust pump 72, and an etching gas is introduced from the gas supply unit 6. Further, a high-frequency voltage is applied to the electrode 20 from the high-frequency power supply 202, and the introduced gas is turned into plasma, and the film on the substrate S2 is etched under the plasma. The electrode 20 may be cooled by a water cooling device 200 or the like as necessary.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラズ
マCVD装置では、基板ホルダ電極上の基板表面近傍に
おけるプラズマ中の気相反応により形成される微粒子が
基板表面に形成される膜に付着したり、その中に混入し
たりして膜質を悪化させるという問題がある。気相反応
により微粒子が形成され、それが大きく成長する可能性
の高い成膜、例えば、シラン(SiH4 )と水素
(H2 )からアモルファスシリコン(a−Si)膜を、
シランとアンモニア(NH3 )からアモルファスシリコ
ンナイトライド(a−SiN)膜を、シランと一酸化二
窒素(亜酸化窒素)(N2 O)からアモルファスシリコ
ンオキサイド(a−SiO2 )膜を形成するような成膜
では、基板表面に形成される膜に付着したり、その中に
混入したりする微粒子のサイズが形成される膜の膜厚に
対し大きく、その結果、その膜が絶縁膜である場合にお
いて成膜後洗浄処理すると、その微粒子の部分がピンホ
ールとなって絶縁不良が生じたり、その膜が半導体膜で
あると、半導体特性が悪化するといった問題がある。However, in a plasma CVD apparatus, fine particles formed by a gas phase reaction in plasma near a substrate surface on a substrate holder electrode adhere to a film formed on the substrate surface, There is a problem that the film quality is deteriorated by being mixed into the inside. Fine particles are formed by a gas phase reaction, and a film having a high possibility of growing large, for example, an amorphous silicon (a-Si) film is formed from silane (SiH 4 ) and hydrogen (H 2 ).
An amorphous silicon nitride (a-SiN) film is formed from silane and ammonia (NH 3 ), and an amorphous silicon oxide (a-SiO 2 ) film is formed from silane and dinitrogen monoxide (nitrous oxide) (N 2 O). In such film formation, the size of the fine particles adhering to or mixed into the film formed on the substrate surface is larger than the film thickness of the formed film, and as a result, the film is an insulating film In such a case, if the cleaning treatment is performed after the film formation, there is a problem in that the fine particles become pinholes and insulation failure occurs, and when the film is a semiconductor film, the semiconductor characteristics deteriorate.
【0012】また、プラズマエッチング装置において
も、同様にプラズマ中の気相反応により微粒子が形成さ
れ、これが被エッチング面に付着する等の問題がある。
例えば、エッチングにより配線パターンを形成する場合
において、かかる微粒子はパターンニングの精度の悪化
をもたらし、細線形成においては断線を招くことがあ
る。Also, in the plasma etching apparatus, similarly, there is a problem that fine particles are formed by a gas phase reaction in plasma and adhere to the surface to be etched.
For example, in the case where a wiring pattern is formed by etching, such fine particles cause deterioration in patterning accuracy, and may cause disconnection in the formation of fine lines.
【0013】そこで本発明は、プラズマ中の気相反応で
発生する微粒子が処理対象基板に付着することを抑制す
ることができるプラズマ処理装置に用いる、処理対象基
板に対向配置される電極及びプラズマ処理装置を提供す
ることを課題とする。なお、ここで言う「付着」及び後
ほど〔発明の効果〕で述べる「付着」とは、成膜にあっ
ては、基板表面への直接的付着、形成される膜への付
着、該膜中への混入等を指し、エッチングにあっては、
基板表面への直接的付着、エッチングされる膜への付着
や混入等を指す概念である。Accordingly, the present invention provides an electrode and a plasma processing apparatus, which are used in a plasma processing apparatus capable of suppressing particles generated by a gas phase reaction in plasma from adhering to a substrate to be processed. It is an object to provide a device. The term “adhesion” here and “adhesion” which will be described later in the “effect of the invention” means, in film formation, direct adhesion to the substrate surface, adhesion to the film to be formed, In the case of etching,
It is a concept indicating direct attachment to the substrate surface, attachment or mixing to a film to be etched, and the like.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明者は、微粒子の基
板への付着を有効に抑制するための手段について研究を
重ねた結果、処理対象基板に対向配置される電極のプラ
ズマ領域へ向けられる表面に、凹凸を形成しておけば、
その電極表面全体に沿って形成される同電位面が凹所へ
落ち込むので、それら凹所が電界降下部となり、通常、
負に帯電する微粒子は電位差の大きいその部分へ引かれ
て集まり、そこに捕獲されること、また、それら凹所の
全部又は一部について、微粒子を排除したい方向へ向け
プラズマ電位面に対し傾斜を持たせれば、微粒子をその
排除方向へ導けること、さらに、微粒子排除方向をプラ
ズマ処理のための真空容器からの排気方向に揃えておけ
ば、電極からの微粒子排除が一層容易になること、ま
た、前記凹所について微粒子を排除したい方向へ向けプ
ラズマ電位面に対し傾斜を持たせない場合でも、該凹所
の全部又は一部を真空容器からの排気方向に揃えておく
だけでも、微粒子排除効果があること等を見出した。Means for Solving the Problems The present inventor has conducted research on a means for effectively suppressing the adhesion of fine particles to a substrate, and as a result, the electrode is directed to a plasma region of an electrode arranged opposite to a substrate to be processed. If irregularities are formed on the surface,
Since the same potential surface formed along the entire electrode surface falls into the recesses, these recesses become electric field drop portions, and usually,
The negatively charged fine particles are attracted to the portion where the potential difference is large and gathered there, and are trapped there.In addition, all or a part of these recesses are inclined with respect to the plasma potential surface in the direction in which the fine particles are to be excluded. If it has, it can guide the fine particles in the direction of its elimination, and furthermore, if the fine particle elimination direction is aligned with the exhaust direction from the vacuum vessel for plasma processing, the elimination of the fine particles from the electrode will be easier, and Even in the case where the recess is not inclined with respect to the plasma potential surface in the direction in which the fine particles are to be eliminated in the concave portion, the fine particle eliminating effect can be obtained simply by aligning all or a part of the concave portion in the exhaust direction from the vacuum vessel. I found something.
【0015】前記課題を解決する本発明の電極は、この
着目に基づくもので、プラズマ処理装置に用いる、処理
対象基板に対向配置される電極であって、プラズマ領域
へ向けられる電極表面に、プラズマ中の気相反応で発生
する微粒子を集める電界降下部を提供するための複数の
凹溝を前記微粒子を排除しようとする方向に延びるよう
に形成するとともに、該各凹溝を、該凹溝の長手方向に
沿って前記微粒子を排除しようとする向きへ導くように
プラズマ電位面に対し傾斜させるべく次第に深く形成し
たことを特徴とする。また、前記課題を解決する本発明
のプラズマ処理装置は、排気装置を付設した真空容器内
に導入される処理用ガスを前記排気装置の運転による所
定真空度のもとにプラズマ化させ、該プラズマのもとで
処理対象基板に目的とする処理を行うプラズマ処理装置
であって、前記電極を備え、該電極の前記凹溝の長手方
向が前記排気装置による排気方向に揃うように該電極及
び前記排気装置を配置してあることを特徴とする。The electrode of the present invention for solving the above-mentioned problem is based on this attention, and is an electrode used for a plasma processing apparatus, which is disposed opposite to a substrate to be processed, and has an electrode surface facing a plasma region. in the gas phase reaction more to provide the electric field drop section to collect fine particles that occur in the
The groove extends in the direction in which the fine particles are to be removed.
And each groove is formed in the longitudinal direction of the groove.
Along the direction to remove the fine particles along
Form gradually deeper to be inclined with respect to the plasma potential plane
Characterized in that was. In addition, the plasma processing apparatus of the present invention for solving the above-mentioned problems is characterized in that a processing gas introduced into a vacuum vessel provided with an exhaust device is turned into plasma under a predetermined degree of vacuum by operation of the exhaust device, A plasma processing apparatus for performing a target process on a substrate to be processed under the condition that the electrode is provided, and the longitudinal direction of the concave groove of the electrode is provided.
The electrode and the exhaust device are arranged so that the directions are aligned with the exhaust direction of the exhaust device.
【0016】[0016]
【0017】[0017]
【作用】本発明の電極によると、プラズマ中の気相反応
により発生した微粒子、特に電極近傍で発生した微粒子
は、該電極表面に電界降下部を提供する複数の凹溝が前
記微粒子排除方向に延びるように形成されているととも
に、該各凹溝が、該溝の長手方向に沿って前記微粒子を
排除しようとする向きにプラズマ電位面に対し傾斜する
ように次第に深く形成されているので、それら凹溝に集
まり、そこに捕獲され、該凹溝に沿って微粒子排除方向
へ導かれることができる。また、本発明のプラズマ処理
装置によると、かかる電極の凹溝に捕獲された微粒子
は、該凹溝が微粒子排除方向に向けて延びているととも
にその微粒子排除方向である凹溝長手方向が真空容器内
の排気方向に揃えられているので、円滑に容器外へ排気
と共に排出される。According to the electrode of the present invention, the fine particles generated by the gas phase reaction in the plasma, particularly the fine particles generated in the vicinity of the electrode, have a plurality of grooves which provide an electric field drop portion on the surface of the electrode.
It is formed so as to extend in the direction of removing fine particles.
In each of the grooves, the fine particles are formed along the longitudinal direction of the groove.
Tilt to the plasma potential plane in the direction to be eliminated
Because it is progressively deeper as gathered their grooves, are captured therein, it can be guided to microparticles eliminated along the concave groove. According to the plasma processing apparatus of the present invention, the fine particles trapped in the groove of the electrode have the groove extending in the direction of removing the particle.
Since the longitudinal direction of the concave groove, which is the direction of removing the fine particles, is aligned with the exhaust direction in the vacuum vessel, the gas is smoothly discharged out of the vessel together with the exhaust gas.
【0018】かくして、基板への微粒子の付着が従来よ
り抑制される。Thus, the adhesion of the fine particles to the substrate is suppressed as compared with the related art.
【0019】[0019]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の実施例であるプラズマ生成のため
の電力を印加する電極8を有するプラズマCVD装置の
1例を示している。このプラズマCVD装置は、図4に
示す従来装置において、高周波電極3に代えて電極8を
採用したものであり、この電極も高周波電極として使用
され、マッチングボックス31を介して高周波電源32
に接続されている。他の点は図4の装置と同構成であ
り、全体の成膜動作も同様である。図4の装置における
部品と同じ部品については同じ参照符号を付してある。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a plasma CVD apparatus having an electrode 8 for applying power for plasma generation according to an embodiment of the present invention. This plasma CVD apparatus employs an electrode 8 in place of the high-frequency electrode 3 in the conventional apparatus shown in FIG. 4, and this electrode is also used as a high-frequency electrode.
It is connected to the. Other points are the same as those of the apparatus shown in FIG. 4, and the whole film forming operation is also the same. Parts that are the same as the parts in the apparatus of FIG. 4 are given the same reference numerals.
【0020】図2はいずれも電極8を示すもので、
(A)図はプラズマ領域へ向けられる電極表面を示す下
面図、(B)図は右側面図、(C)図は左側面図、
(D)図は(A)図のX−X線に沿う断面図であり、図
3の(A)図は図2の電極表面における溝の長手方向に
対し直角な方向におけるポテンシャルの状態を示し、
(B)図は溝長手方向のポテンシャルの傾斜状態を示す
図である。FIG. 2 shows the electrode 8 in each case.
(A) is a bottom view showing the electrode surface directed to the plasma region, (B) is a right side view, (C) is a left side view,
FIG. 3D is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 3A, and FIG. ,
(B) is a diagram showing a potential inclination state in the groove longitudinal direction.
【0021】電極8は全体が板状に形成されており、プ
ラズマ領域へ向けられる電極表面80には、図1中、右
側から左側へ向かって、すなわち、排気ポンプ52によ
る容器1内の排気方向aと同方向に、多数の溝81が平
行に形成されており、それに隣合う各突条部82には多
数のガス供給孔83が略等間隔で形成されている。各ガ
ス供給孔83は直径0.5mm程度の孔で、この孔から
成膜用ガスが接地電極2に対し垂直又は略垂直な方向
に、且つ、電極2、3間に全体的に放出されるようにな
っている。各突条部82の下面、換言すれば、ガス供給
孔83のガス出口は、形成される膜の均一性が得られる
ように、同じ面位置にあり、且つ、電極2上の基板S1
表面と実質上平行な面にある。The electrode 8 is formed in the shape of a plate as a whole. The electrode surface 80 facing the plasma region has a direction from the right side to the left side in FIG. A number of grooves 81 are formed in parallel in the same direction as a, and a number of gas supply holes 83 are formed at substantially equal intervals in each of the ridges 82 adjacent thereto. Each gas supply hole 83 is a hole having a diameter of about 0.5 mm, and a film-forming gas is discharged from the holes in a direction perpendicular or substantially perpendicular to the ground electrode 2 and entirely between the electrodes 2 and 3. It has become. The lower surface of each ridge 82, in other words, the gas outlet of the gas supply hole 83 is located at the same plane position so as to obtain uniformity of the formed film, and the substrate S1 on the electrode 2
The plane is substantially parallel to the surface.
【0022】各溝81は、図1中、右側から左側へ向か
って、すなわち、排気ポンプ52による容器1内の排気
方向aに次第に深く(図1において上方へ深く)形成さ
れている。以上説明したプラズマ処理装置によると、成
膜対象基板S1が真空容器1内の電極2上に設置され、
該容器1内が弁51の開成と排気ポンプ52の運転にて
所定成膜真空度に維持され、ガス供給部4からガスノズ
ル部34を介して供給される成膜用ガスが、高周波電極
8のガス供給孔83より両電極8、2間に導入される。
また、高周波電極8に電源32から高周波電圧が印加さ
れ、それによって導入されたガスがプラズマ化され、こ
のプラズマの下で基板S1表面に所望の膜が形成され
る。Each groove 81 is formed gradually deeper from the right side to the left side in FIG. 1, that is, in the exhaust direction a in the container 1 by the exhaust pump 52 (upward in FIG. 1). According to the plasma processing apparatus described above, the film formation target substrate S1 is set on the electrode 2 in the vacuum vessel 1,
The inside of the container 1 is maintained at a predetermined film forming vacuum degree by opening the valve 51 and operating the exhaust pump 52, and the film forming gas supplied from the gas supply unit 4 through the gas nozzle unit 34 is supplied to the high frequency electrode 8. The gas is introduced between the electrodes 8 and 2 through the gas supply hole 83.
Further, a high-frequency voltage is applied to the high-frequency electrode 8 from the power supply 32, and the introduced gas is turned into plasma, and a desired film is formed on the surface of the substrate S1 under this plasma.
【0023】この成膜中、プラズマ中の気相反応により
微粒子が発生し、特に電極8近傍ではガス密度が比較的
高く、温度も比較的低いので、その部分に微粒子が多く
発生し、これら微粒子Pは通常、負に帯電するが、この
ように発生した微粒子P、特に電極8近傍に発生した微
粒子Pは、電極8表面に電界降下部を提供する多数の溝
81を形成してあるので、溝81の長手方向に対し交わ
る方向においては図3の(A)図に示すように、電界に
従い、ポテンシャルの高い方へ(+側へ高い方へ)移動
し、溝81に集まり、そこに捕獲される。During the film formation, fine particles are generated by a gas phase reaction in the plasma. Particularly, since the gas density is relatively high and the temperature is relatively low near the electrode 8, a large amount of fine particles are generated in that portion. P is usually negatively charged, but the fine particles P generated in this manner, particularly the fine particles P generated near the electrode 8, have a large number of grooves 81 that provide an electric field drop portion on the surface of the electrode 8. In the direction intersecting with the longitudinal direction of the groove 81, as shown in FIG. 3A, it moves to the higher potential (higher to the + side) according to the electric field, gathers in the groove 81, and is captured there. Is done.
【0024】また、溝81は排気方向aと一致する微粒
子排除方向へ向け次第に深く形成されているので、換言
すればそれら溝がプラズマ電位面に対し微粒子排除方向
へ傾斜しているので、それら溝に捕獲された微粒子P
は、図3の(B)図に示すポテンシャルの傾斜に従い、
微粒子排除方向へ導かれ、容器1からの排気と共に円滑
に排出される。かくして、基板S1への微粒子Pの付着
が従来より抑制される。Further, the grooves 81 are formed gradually deeper in the direction of removing particles, which coincides with the exhaust direction a. In other words, since the grooves are inclined in the direction of removing particles with respect to the plasma potential surface, these grooves are formed. Fine particles P captured by
Is based on the potential gradient shown in FIG.
It is guided in the direction of removing fine particles, and is smoothly discharged together with the exhaust from the container 1. Thus, adhesion of the fine particles P to the substrate S1 is suppressed as compared with the related art.
【0025】なお、電極8の電界降下部を提供する溝8
1のサイズ、傾斜の程度等については、特に制限はな
く、微粒子を捕獲可能な電界勾配と輸送可能なポテンシ
ャルの傾斜が得られるものであれば、前記実施例のもの
に限定されない。また、溝81の本数についても特に制
限はないが、電極8表面のできるだけ全体から微粒子を
集められる本数とすることが望ましい。The groove 8 for providing the electric field drop portion of the electrode 8
The size, degree of inclination, etc. of 1 are not particularly limited, and are not limited to those of the above-described embodiment as long as an electric field gradient capable of capturing fine particles and a potential inclination capable of transport can be obtained. There is no particular limitation on the number of grooves 81, but it is preferable that the number be such that the fine particles can be collected from the entire surface of the electrode 8 as much as possible.
【0026】[0026]
【0027】以上説明した図1の装置により、a−S
i:H膜を形成した例を説明する。 成膜条件 基板 : 5インチシリコンウェハ ガス : SiH4 100sccm H2 400sccm 成膜温度 : 230℃ 成膜ガス圧: 0.4Torr 印加電力 : 200W 電極サイズ: 360mm×360mm□ 電極8表面の凹凸 突条部82:幅21mm 溝81 :幅8mm 傾斜角度 2.5° ガス供給孔83:直径0.5mm 204個 電極間隔 : 45mm(電極8の凸部表面−基板
表面間距離) この成膜では、形成されたa−Si:H膜における付着
微粒子数は、0.3μm以上の大きさのもので、5個以
下であった。With the apparatus of FIG. 1 described above, a-S
An example in which an i: H film is formed will be described. Film forming conditions Substrate: 5 inch silicon wafer Gas: SiH 4 100 sccm H 2 400 sccm Film forming temperature: 230 ° C. Film forming gas pressure: 0.4 Torr Applied power: 200 W Electrode size: 360 mm × 360 mm □ Irregularities on the surface of electrode 8 82: 21 mm in width Groove 81: 8 mm in width Inclination angle 2.5 ° Gas supply hole 83: 204 in 0.5 mm in diameter Electrode interval: 45 mm (distance between the surface of the convex portion of the electrode 8 and the surface of the substrate) The number of the attached fine particles in the a-Si: H film was 0.3 μm or more, and was 5 or less.
【0028】なお、従来の高周波電極3を採用した場合
は、他を同条件として約50個であった。以上プラズマ
CVD装置について説明したが、かかる電界降下部提供
のための複数の凹溝を有する電極8の如き本発明に係る
電極を図5のプラズマエッチング装置の接地電極30の
代わりに用いても、同様に微粒子の基板への付着が、従
来より抑制される。When the conventional high-frequency electrode 3 was employed, the number was about 50 under the same conditions as the other conditions. Although the plasma CVD apparatus has been described above, an electrode according to the present invention, such as the electrode 8 having a plurality of concave grooves for providing the electric field lowering portion, may be used instead of the ground electrode 30 of the plasma etching apparatus of FIG. Similarly, the adhesion of the fine particles to the substrate is suppressed as compared with the related art.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、プ
ラズマ中の気相反応で発生する微粒子が処理対象基板に
付着することを抑制することができるプラズマ処理装置
に用いる、処理対象基板に対向配置される電極及びプラ
ズマ処理装置を提供することができる。As described above, according to the present invention, a fine particle generated by a gas phase reaction in plasma can be prevented from adhering to a substrate to be processed. An electrode and a plasma processing apparatus to be arranged can be provided.
【0030】特に本発明の電極によると、従来の電極と
簡単に取り替えて使用でき、安価に、また、成膜条件や
エッチング条件を格別変更する必要なく基板への微粒子
付着を抑制できる。In particular, according to the electrode of the present invention, it is possible to easily replace the conventional electrode and use it, and it is possible to suppress the adhesion of fine particles to the substrate at low cost and without having to particularly change the film forming conditions and etching conditions.
【図1】本発明の1実施例である電極を採用したプラズ
マCVD装置の1例の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of a plasma CVD apparatus employing an electrode according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の装置におけるプラズマ生成のための電力
印加用の電極を示しており、(A)図はプラズマ領域へ
向けられる電極表面を示す下面図、(B)図は右側面
図、(C)図は左側面図、(D)図は(A)図のX−X
線に沿う断面図である。2A and 2B show electrodes for applying power for plasma generation in the apparatus of FIG. 1, wherein FIG. 2A is a bottom view showing an electrode surface directed to a plasma region, FIG. 2B is a right side view, (C) is a left side view, (D) is a view XX of (A).
It is sectional drawing which follows a line.
【図3】(A)図は図2の電極表面における溝の長手方
向に対し直角な方向におけるポテンシャルの状態を示
し、(B)図は溝長手方向のポテンシャルの傾斜状態を
示す図である。3A is a diagram showing a potential state in a direction perpendicular to a longitudinal direction of a groove on the electrode surface in FIG. 2, and FIG. 3B is a diagram showing a potential inclination state in a groove longitudinal direction.
【図4】従来のプラズマCVD装置の1例の概略構成図
である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional plasma CVD apparatus.
【図5】従来のプラズマエッチング装置の1例の概略構
成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional plasma etching apparatus.
1、10 真空容器 2、30 接地電極 20、3 高周波電極 201、31 マッチングボックス 202、32 高周波電源 21 ヒータ 51、71 開閉弁 52、72 排気ポンプ 4、6 ガス供給部 8 高周波電極 80 電極8の表面 81 電極8表面の溝 82 電極8表面の突条部 83 ガス供給孔 S1 成膜対象基板 S2 エッチング対象基板 P 微粒子 a 微粒子排除方向(排気方向) 1, 10 Vacuum container 2, 30 Ground electrode 20, 3 High frequency electrode 201, 31 Matching box 202, 32 High frequency power supply 21 Heater 51, 71 Open / close valve 52, 72 Exhaust pump 4, 6 Gas supply unit 8 High frequency electrode 80 Surface 81 Groove on the surface of electrode 8 82 Protrusion on the surface of electrode 8 83 Gas supply hole S1 Substrate to be deposited S2 Substrate to be etched P Particle a Particle removal direction (exhaust direction)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205 C23C 16/50 H01L 21/3065 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 C23C 16/50 H01L 21/3065
Claims (2)
板に対向配置される電極であって、プラズマ領域へ向け
られる電極表面に、プラズマ中の気相反応で発生する微
粒子を集める電界降下部を提供するための複数の凹溝を
前記微粒子を排除しようとする方向に延びるように形成
するとともに、該各凹溝を、該凹溝の長手方向に沿って
前記微粒子を排除しようとする向きへ導くようにプラズ
マ電位面に対し傾斜させるべく次第に深く形成したこと
を特徴とする電極。1. A used in the plasma processing apparatus, an electrode disposed opposite to the processing target substrate, the electrode surface directed to the plasma region, the electric field drop section Ru collect particles generated in the gas phase reaction in the plasma Multiple grooves to provide
Formed to extend in the direction to remove the fine particles
Along with each groove along the longitudinal direction of the groove.
Plasmids lead to the direction of trying to eliminate the fine particles
An electrode characterized in that it is formed gradually deeper so as to be inclined with respect to the electric potential plane .
れる処理用ガスを前記排気装置の運転による所定真空度
のもとにプラズマ化させ、該プラズマのもとで処理対象
基板に目的とする処理を行うプラズマ処理装置であっ
て、請求項1記載の電極を備え、該電極における前記凹
溝の長手方向が前記排気装置による排気方向に揃うよう
に該電極及び前記排気装置を配置してあることを特徴と
するプラズマ処理装置。2. A process gas, which is introduced into a vacuum vessel provided with an exhaust device, is turned into plasma under a predetermined degree of vacuum by operation of the exhaust device. Claims 1. A plasma processing apparatus for performing a process, comprising: an electrode according to claim 1;
The plasma processing apparatus, wherein the electrode and the exhaust device are arranged so that a longitudinal direction of the groove is aligned with an exhaust direction of the exhaust device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07802593A JP3259422B2 (en) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | Electrode used in plasma processing apparatus and plasma processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07802593A JP3259422B2 (en) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | Electrode used in plasma processing apparatus and plasma processing apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06291056A JPH06291056A (en) | 1994-10-18 |
| JP3259422B2 true JP3259422B2 (en) | 2002-02-25 |
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ID=13650277
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- 1993-04-05 JP JP07802593A patent/JP3259422B2/en not_active Expired - Fee Related
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