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JP4707403B2 - Plasma processing method and apparatus by pulse division supply and plasma CVD method - Google Patents
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Plasma processing method and apparatus by pulse division supply and plasma CVD method Download PDF

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Description

本発明は、特に液晶分野で用いられる大面積基板に対し成膜、エッチングあるいは表面改質を行うのに適したプラズマ処理方法及び装置に関するものである。   The present invention relates to a plasma processing method and apparatus suitable for performing film formation, etching or surface modification on a large area substrate used in the field of liquid crystal.

今日、大画面で高品質で低価格の液晶ディスプレイや有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルの需要が増大し、それらの生産に用いられるマザーガラスの基板サイズの大型化が加速している。それに伴い、基板上にデバイスを製作する工程において、プラズマを周いた成膜、エッチング、表面改質等の処理工程では、処理面積の大型化と処理性能の面内均一性が重要な課題とされている。   Today, the demand for large-sized, high-quality, low-priced liquid crystal displays and organic electroluminescence display panels is increasing, and the increase in the size of the mother glass used for production thereof is accelerating. Along with this, in the process of manufacturing devices on a substrate, in the process steps such as film formation around the plasma, etching, surface modification, etc., increasing the processing area and in-plane uniformity of processing performance are important issues. ing.

このようなプラズマ処理の現状について、プラズマCVDによる成膜を例に説明する。
基板上に堆積される薄膜としては、代表的にはアモルファスシリコン(a―Si)、窒化珪素(SiNx)、酸化珪素(SiOx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)、nドープアモルファスシリコン(n+a―Si)を拳げることができる。
The current state of such plasma processing will be described by taking film formation by plasma CVD as an example.
The thin films deposited on the substrate are typically amorphous silicon (a-Si), silicon nitride (SiNx), silicon oxide (SiOx), silicon oxynitride (SiOxNy), and n-doped amorphous silicon (n + a-Si). Can be fisted.

これらの薄膜を基板上に形成する場合、プラズマCVD装置においては、高周波電力を用いてガスをプラズマ化する。しかし、高周波電力を供給する電極の大きさが大きくなればなるほど電極上で発生する定在波が電界強度分布、ひいてはプラズマ密度の面内均一性に影響し、堆積膜の膜厚の不均一性の悪化を招くことが知られている。   When these thin films are formed on a substrate, the plasma CVD apparatus converts the gas into plasma using high-frequency power. However, the larger the size of the electrode that supplies high-frequency power, the more the standing wave generated on the electrode affects the in-plane uniformity of the electric field strength distribution, and hence the plasma density. It is known to lead to deterioration.

同時に、使用する基板の大きさが大きくなるほど、電極の大きさも大きくなり、電極及び基板ホルダーの配置される真空槽も大きくなり、プラズマに供給される高周波電力も大きくなるが、電極の真空槽に対する相対的な大きさは小さくされるため、基板を載置する基板ホルダーから真空槽壁を介して接地電位へ流れる電流分布のプラズマヘの影響が無視できなくなることも知られている。   At the same time, the larger the size of the substrate used, the larger the size of the electrode, the larger the vacuum chamber in which the electrode and the substrate holder are arranged, and the higher the high-frequency power supplied to the plasma. Since the relative size is reduced, it is also known that the influence of plasma on the current distribution flowing from the substrate holder on which the substrate is placed to the ground potential via the vacuum chamber wall cannot be ignored.

このような問題点を解決するため、従来、高周波電力を供給する電極を中心部と周辺部とに分割し、電極の中心部と周辺部における電極と基板ホルダーとの距離を調節可能にしてプラズマ分布を調節し、膜厚分布を均一化するようにしたプラズマCVD装置が提案されている(特許文献1参照)。   In order to solve such problems, conventionally, an electrode for supplying high-frequency power is divided into a central portion and a peripheral portion, and the distance between the electrode and the substrate holder in the central portion and the peripheral portion of the electrode can be adjusted to make plasma. A plasma CVD apparatus has been proposed in which the distribution is adjusted and the film thickness distribution is made uniform (see Patent Document 1).

また、電極を複数の小電極に分割して、分割した電極の境界部分において電極と基板ホルダーとの距離が連続となるようにし、また各小電極に供給する高周波電力を調整し、それにより膜厚分布を均一化するようにしたプラズマ処理装置も従来提案されている(特許文献2参照)。   Further, the electrode is divided into a plurality of small electrodes so that the distance between the electrode and the substrate holder is continuous at the boundary between the divided electrodes, and the high-frequency power supplied to each small electrode is adjusted, thereby A plasma processing apparatus that makes the thickness distribution uniform has also been proposed (see Patent Document 2).

しかし、特許文献1に記載された装置では、電極の中心部と周辺部との境界が不連続であるために、プラズマが不安定となり、薄膜を均一に形成することができないという問題がある。   However, the apparatus described in Patent Document 1 has a problem that plasma becomes unstable and a thin film cannot be formed uniformly because the boundary between the central part and the peripheral part of the electrode is discontinuous.

また、電極間の境界面には反応生成物が付着、剥離し易く、そのため装置内のパーティクルの発生源となり、異常放電の発生源ともなり、その結果製品の歩留まりを低下させるという問題もある。   Further, the reaction product easily adheres to and peels from the interface between the electrodes, so that it becomes a source of particles in the apparatus and a source of abnormal discharge, resulting in a problem that the yield of the product is lowered.

そこで、本発明者らは、先に、電極の複数の部位に高周波電力を供給すると共に、電極と基板ホルダーとの距離が少なくとも周辺部において連続的に変化するような形状に電極の基板ホルダーに対向する面を構成すること、及び真空槽内の成膜圧力を電極の基板ホルダーに対向する面の形状に応じて設定することを提案した(特許文献3参照)。これにより、基板上において成膜ガスを均一にプラズマ化させることができ、反応生成物の均一な膜厚の薄膜を形成することができるようになった。
特開平10−289881号公報 特開2003−68651号公報 特願2004−315714号明細書
Therefore, the inventors first supplied high-frequency power to a plurality of portions of the electrode, and set the electrode substrate holder to a shape in which the distance between the electrode and the substrate holder changes continuously at least in the peripheral portion. It has been proposed to configure opposing surfaces and to set the film forming pressure in the vacuum chamber in accordance with the shape of the surface of the electrode facing the substrate holder (see Patent Document 3). As a result, the film forming gas can be uniformly converted to plasma on the substrate, and a thin film having a uniform film thickness of the reaction product can be formed.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-289881 JP 2003-68651 A Japanese Patent Application No. 2004-315714

本発明は、特許文献1及び特許文献2に記載された発明における、電極の中心部と周辺部との境界が不連続であるために、プラズマが不安定となり、薄膜を均一に形成することができないという問題やまた、電極間の境界面には反応生成物が付着、剥離し易く、そのため装置内のパーティクルの発生源となり、異常放電の発生源ともなり、その結果製品の歩留まりを低下させるという問題を、先に提案した発明と異なる概念に基づき解決しようとするものである。   In the invention described in Patent Document 1 and Patent Document 2, since the boundary between the central portion and the peripheral portion of the electrode is discontinuous, the plasma becomes unstable and a thin film can be formed uniformly. In addition, the reaction product easily adheres to and peels off from the interface between the electrodes, and as a result, it becomes a source of particles in the apparatus and a source of abnormal discharge, resulting in a decrease in product yield. The problem is to be solved based on a concept different from the previously proposed invention.

これらの課題はプラズマCVDによる成膜に限られる問題ではなく、プラズマを利用するエッチングや表面改質のプロセスにおいても共通の課題である。   These problems are not limited to film formation by plasma CVD, but are common to etching and surface modification processes using plasma.

そこで、本発明は、従来技術に伴うこのような問題点を解決して、大面積基板に均一なプラズマ処理を実施できるプラズマ処理方法及び装置を提供することを目的としている。   Therefore, an object of the present invention is to provide a plasma processing method and apparatus capable of solving such problems associated with the prior art and performing uniform plasma processing on a large area substrate.

上記の目的を達成するために、本発明の第1の発明によるプラズマ処理装置は、
真空槽内に、大面積基板を載置する基板ホルダーと、前記基板ホルダーに対向し前記基板ホルダーに載置される基板の外寸より大きい電極と、前記真空槽内にガスを導入する手段とを設け、
また前記電極の離間した複数の位置に複数のパルス変調された高周波電力を供給する高周波電力供給手段を設け、
前記複数のパルス変調された高周波電力をそれぞれ前記電極表面上に全体的に伝播するように高周波電力供給手段が構成されること
を特徴としている。
また、本発明の別の特徴によれば、真空槽内に、大面積基板を載置する基板ホルダーと、前記基板ホルダーに対向する電極と、前記真空槽内にガスを導入する手段とを設け、
また前記電極の離間した複数の位置に複数のパルス変調された高周波電力を供給する高周波電力供給手段を設け、
前記複数のパルス変調された高周波電力をそれぞれ前記電極表面上に全体的に伝播するように高周波電力供給手段が構成され、
前記高周波電力の周波数が13MHz乃至30MHzの範囲にあり、
前記高周波電力供給手段が、前記複数のパルス変調された高周波電力のパルス変調の相対的な位相差を調整する手段を備えること
を特徴とするプラズマ処理装置が提供される。
In order to achieve the above object, a plasma processing apparatus according to the first invention of the present invention comprises:
A substrate holder for placing a large-area substrate in the vacuum chamber; an electrode that is opposed to the substrate holder and is larger than the outer dimension of the substrate placed on the substrate holder; and means for introducing a gas into the vacuum chamber; Provided,
In addition, high-frequency power supply means for supplying a plurality of pulse-modulated high-frequency power to a plurality of spaced apart positions of the electrode is provided,
The high-frequency power supply means is configured so that each of the plurality of pulse-modulated high-frequency powers propagates entirely on the electrode surface.
According to another feature of the present invention, a substrate holder for placing a large-area substrate, an electrode facing the substrate holder, and a means for introducing gas into the vacuum chamber are provided in the vacuum chamber. ,
In addition, high-frequency power supply means for supplying a plurality of pulse-modulated high-frequency power to a plurality of spaced apart positions of the electrode is provided,
High-frequency power supply means is configured to propagate the plurality of pulse-modulated high-frequency powers respectively on the surface of the electrodes,
The frequency of the high frequency power is in the range of 13 MHz to 30 MHz;
The high-frequency power supply means includes means for adjusting a relative phase difference of pulse modulation of the plurality of pulse-modulated high-frequency powers.
A plasma processing apparatus is provided.

本発明の第1の発明によるプラズマ処理装置おいては、高周波電力の周波数は13MHz乃至30MHzの範囲内であり得る。   In the plasma processing apparatus according to the first aspect of the present invention, the frequency of the high-frequency power may be in the range of 13 MHz to 30 MHz.

また、高周波電力供給手段は、複数のパルス変調された高周波電力のパルス変調の相対的な位相差を調整する手段を備え得る。   The high-frequency power supply means may include means for adjusting the relative phase difference of the pulse modulation of the plurality of pulse-modulated high-frequency powers.

さらに、高周波電力を供給する位置は電極端部から調整可能な距離(Ka、Kb)離間して設定される。   Further, the position for supplying the high-frequency power is set at an adjustable distance (Ka, Kb) from the electrode end.

好ましくは、パルス変調の出力デューティー比は30%乃至70%の範囲にあり得る。   Preferably, the output duty ratio of the pulse modulation may be in the range of 30% to 70%.

本発明の一実施の形態では、高周波電力を供給する位置は電極上の離間した二つの位置であり、二つの位置にそれぞれ供給される前記高周波電力のパルス変調の相対的な位相差は180°である。この場合、高周波電力供給手段は、二つの高周波電源と、それぞれの高周波電源の高周波電力をパルス変調し、しかも高周波電力の相対的な位相差が所定値となるように位相制御する一つのパルス発振器とを備えて構成され得る。パルス発振器は、二つの高周波電源の高周波電力が互いに干渉しないような時間分割した二種類のパルス変調出力となるようにする分割パルス変調機能を備えて構成され得る。   In one embodiment of the present invention, the positions where the high frequency power is supplied are two positions on the electrode which are separated from each other, and the relative phase difference of the pulse modulation of the high frequency power supplied to the two positions is 180 °. It is. In this case, the high-frequency power supply means includes two high-frequency power sources and one pulse oscillator that performs pulse modulation on the high-frequency power of each high-frequency power source and controls the phase so that the relative phase difference between the high-frequency powers becomes a predetermined value. And may be configured. The pulse oscillator may be configured with a divided pulse modulation function that makes two types of pulse modulation outputs divided in time so that the high-frequency powers of the two high-frequency power sources do not interfere with each other.

本発明の別の実施の形態では、高周波電力を供給する位置は電極上の離間した四つの位置であり、四つの位置のうち左右又は上下に相対した二つの位置にそれぞれ供給される高周波電力のパルス変調の相対的な位相差は180°である。この場合には、高周波電力供給手段は、四つの高周波電源と、各高周波電源の高周波電力をパルス変調し、しかも前記電極上の離間した四つの位置のうち左右又は上下に相対した二つの位置に供給される高周波電力が互いに干渉しないような時間分割した二種類のパルス変調出力を発生するように構成した一つのパルス発振器とを備えて構成され得る。     In another embodiment of the present invention, the positions for supplying the high-frequency power are four positions on the electrode that are spaced apart from each other, and among the four positions, the positions of the high-frequency power supplied to the two positions that are opposed to the left and right or the top and bottom, respectively. The relative phase difference of the pulse modulation is 180 °. In this case, the high-frequency power supply means pulse-modulates the four high-frequency power sources and the high-frequency power of each high-frequency power source, and at the two positions on the electrode that are opposed to the left and right or up and down. And a single pulse oscillator configured to generate two types of pulse-modulated outputs that are time-divided so that the supplied high-frequency power does not interfere with each other.

本発明の第1の発明によるプラズマ処理装置おいては、パルス変調の周波数は1kHz乃至500kHzの範囲にあり得る。   In the plasma processing apparatus according to the first aspect of the present invention, the frequency of pulse modulation may be in the range of 1 kHz to 500 kHz.

本発明の第2の発明によるプラズマ処理方法は、真空槽内に大面積基板を載置する基板ホルダーと基板ホルダーに対向し前記基板ホルダーに載置される基板の外寸より大きい電極を設け、真空槽内にガスを導入し、電極上の離間した位置に複数のパルス変調された高周波電力を供給して、前記電極上の離間した位置に複数のパルス変調された高周波電力を電極表面上に全体的に伝播させプラズマを発生させて、前記大面積基板上に処理を行うことを特徴としている。 In the plasma processing method according to the second aspect of the present invention, a substrate holder for placing a large area substrate in a vacuum chamber and an electrode larger than the outer dimension of the substrate placed on the substrate holder facing the substrate holder are provided. A gas is introduced into the vacuum chamber, and a plurality of pulse-modulated high-frequency powers are supplied to spaced positions on the electrode, and a plurality of pulse-modulated high-frequency powers are separated on the electrode surface onto the electrode surface. It is characterized in that processing is performed on the large-area substrate by generating plasma and generating plasma entirely.

本発明の第2の発明によるプラズマ処理方法では、高周波電力の周波数は13MHz乃至30MHzの範囲に設定され得る。   In the plasma processing method according to the second aspect of the present invention, the frequency of the high frequency power can be set in a range of 13 MHz to 30 MHz.

本発明の第2の発明によるプラズマ処理方法では、複数のパルス変調された高周波電力のパルス変調の相対的な位相差が調整され得る。   In the plasma processing method according to the second aspect of the present invention, the relative phase difference of the pulse modulation of a plurality of pulse-modulated radio frequency powers can be adjusted.

本発明の第2の発明によるプラズマ処理方法では、高周波電力を供給する電極上の位置が調整され得る。   In the plasma processing method according to the second aspect of the present invention, the position on the electrode for supplying the high frequency power can be adjusted.

本発明の第2の発明によるプラズマ処理方法では、パルス変調の出カデューティー比は30%乃至70%の範囲で調整され得る。   In the plasma processing method according to the second aspect of the present invention, the pulse modulation output duty ratio can be adjusted in the range of 30% to 70%.

本発明の第2の発明によるプラズマ処理方法の一実施形態では、高周波電力を供給する位置が電極上の離間した二つの位置であり、二つの位置にそれぞれ供給される高周波電力のパルス変調の相対的な位相差が180°となるように高周波電力のパルス変調の相対的な位相差を調整する。   In one embodiment of the plasma processing method according to the second aspect of the present invention, the positions where the high frequency power is supplied are two positions on the electrode which are separated from each other, and the pulse modulation of the high frequency power supplied to the two positions is relative to each other. The relative phase difference of the pulse modulation of the high frequency power is adjusted so that the typical phase difference becomes 180 °.

別の実施形態においては、高周波電力を供給する位置は電極上の離間した四つの位置であり、これら四つの位置のうち左右又は上下に相対した二つの位置にそれぞれ供給される高周波電力のパルス変調の相対的な位相差が180°となるように高周波電力のパルス変調の相対的な位相差を調整する。   In another embodiment, the positions for supplying the high-frequency power are four positions on the electrode that are spaced apart from each other, and pulse modulation of the high-frequency power that is supplied to two positions of the four positions opposed to the left and right or up and down respectively. The relative phase difference of the pulse modulation of the high frequency power is adjusted so that the relative phase difference of becomes 180 °.

本発明の第2の発明によるプラズマ処理方法では、パルス変調の周波数は1kHz乃至500kHzの範囲で調整され得る。   In the plasma processing method according to the second aspect of the present invention, the frequency of pulse modulation can be adjusted in the range of 1 kHz to 500 kHz.

本発明の第3の発明によるプラズマCVD方法は、真空槽内に、大面積基板を載置する基板ホルダーと基板ホルダーに対向し前記基板ホルダーに載置される基板の外寸より大きい電極を設け、真空槽内に成膜ガスを導入し、電極に離間した位置に複数のパルス変調された高周波電力を供給して、電極上の離間した位置に複数のパルス変調された高周波電力を電極表面に全体的に伝播させプラズマを発生させて、大面積基板上に処理を行うことを特徴としている。 In the plasma CVD method according to the third aspect of the present invention, a substrate holder for placing a large-area substrate and an electrode larger than the outer dimension of the substrate placed on the substrate holder facing the substrate holder are provided in a vacuum chamber. Introducing a film-forming gas into the vacuum chamber, supplying a plurality of pulse-modulated high-frequency powers to positions spaced apart from the electrodes, and applying a plurality of pulse-modulated high-frequency powers to spaced positions on the electrodes It is characterized in that it is propagated as a whole and plasma is generated to perform processing on a large area substrate.

本発明の第3の発明によるプラズマCVD方法では、パルス変調の周波数を調整することにより大面積基板上に堆積する薄膜の膜質を制御する。   In the plasma CVD method according to the third aspect of the present invention, the film quality of the thin film deposited on the large area substrate is controlled by adjusting the frequency of pulse modulation.

本明細書において、用語“大面積基板”は、縦横の長さ1m×1m以上、長辺又は長径の長さが1m以上のサイズをもつ任意の形状の基板を意味するものとする。   In the present specification, the term “large area substrate” means a substrate having an arbitrary shape having a size of 1 m × 1 m or more in length and width and a length of a long side or a long diameter of 1 m or more.

本発明の第1の発明によるプラズマ処理装置おいては、複数のパルス変調された高周波電力をそれぞれ電極表面上に全体的に伝播するように高周波電力供給手段が構成しているので、電極と基板ホルダーとの間の良好な電界強度分布を得ることができ、基板上に均一なプラズマを発生させることができ、大面積基板に対して均一なプラズマ処理を行うことができるプラズマ処理装置を提供することができるようになる。   In the plasma processing apparatus according to the first aspect of the present invention, the high-frequency power supply means is configured to propagate the plurality of pulse-modulated high-frequency powers respectively on the electrode surfaces, so that the electrodes and the substrate Provided is a plasma processing apparatus capable of obtaining a favorable electric field strength distribution with a holder, generating uniform plasma on a substrate, and performing uniform plasma processing on a large area substrate. Will be able to.

本発明の第2の発明によるプラズマ処理方法おいては、電極上の離間した位置に複数のパルス変調された高周波電力を供給して、前記電極上の離間した位置に複数のパルス変調された高周波電力を電極表面上に全体的に伝播させプラズマを発生させて、前記大面積基板上に処理を行うように構成しているので、電極と基板ホルダーとの間の良好な電界強度分布を得ることができ、縦横の長さが1m×1m以上の大面積基板上に均一なプラズマを発生させることができ、均一なプラズマ処理を行うことができるようになる。   In the plasma processing method according to the second aspect of the present invention, a plurality of pulse-modulated high-frequency powers are supplied to spaced positions on the electrode, and a plurality of pulse-modulated high-frequency powers are spaced on the electrode. Since power is propagated entirely on the electrode surface to generate plasma and processing is performed on the large area substrate, a good electric field strength distribution between the electrode and the substrate holder can be obtained. Thus, uniform plasma can be generated on a large-area substrate having a vertical and horizontal length of 1 m × 1 m or more, and uniform plasma treatment can be performed.

本発明の第3の発明によるプラズマCVD装置おいては、真空槽内に、大面積基板を載置する基板ホルダーと基板ホルダーに対向する電極を設け、真空槽内に成膜ガスを導入し、電極に離間した位置に複数のパルス変調された高周波電力を供給して、電極上の離間した位置に複数のパルス変調された高周波電力を電極表面上に全体的に伝播させプラズマを発生させて、大面積基板上に処理を行うように構成しているので、電極と基板ホルダーとの間の良好な電界強度分布を得ることができ、基板上において成膜ガスを均一にプラズマ化させることができ、反応生成物を大面積基板上に均一に成膜させることができるようになる。   In the plasma CVD apparatus according to the third aspect of the present invention, a substrate holder for placing a large-area substrate and an electrode facing the substrate holder are provided in the vacuum chamber, a film forming gas is introduced into the vacuum chamber, Supplying a plurality of pulse-modulated high-frequency power to positions spaced apart from the electrode, and generating a plasma by propagating the plurality of pulse-modulated high-frequency power to the spaced positions on the electrode entirely on the electrode surface; Since processing is performed on a large-area substrate, a good electric field strength distribution between the electrode and the substrate holder can be obtained, and the film forming gas can be uniformly converted to plasma on the substrate. The reaction product can be uniformly formed on a large-area substrate.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係わるプラズマCVD装置を示す。図1において、1は真空槽であり、この真空槽1の内部にはアノードとして機能する基板ホルダー2及びカソードとして機能する電極3が互いに対向して配置されている。基板ホルダー2は真空槽1の底壁に取り付けられ、内部にヒー夕―4を備え、そして基板ホルダー2の上面には大面積基板5が載置される。   FIG. 1 shows a plasma CVD apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a vacuum chamber, and a substrate holder 2 that functions as an anode and an electrode 3 that functions as a cathode are disposed inside the vacuum chamber 1 so as to face each other. The substrate holder 2 is attached to the bottom wall of the vacuum chamber 1, includes a heater 4 inside, and a large area substrate 5 is placed on the upper surface of the substrate holder 2.

電極3は絶縁部材6を介して真空槽1の頂壁に取り付けられている。そして電極3の外寸は、基板ホルダー2に載置される大面積基板5の外寸より大きく構成されている。この実施形態では、電極3はシャワーヘッド3aとシャワープレート3bで構成されている。シャワーヘッド3aは成膜ガス供給口7を介して図示していないガス供給源に接続される。シャワーヘッド3aの内側には複数枚の拡散プレート3cが互いに間隔を空けて配置され、各拡散プレート3cには多数の貫通孔3dが設けられている。   The electrode 3 is attached to the top wall of the vacuum chamber 1 via an insulating member 6. The outer dimension of the electrode 3 is configured to be larger than the outer dimension of the large-area substrate 5 placed on the substrate holder 2. In this embodiment, the electrode 3 includes a shower head 3a and a shower plate 3b. The shower head 3 a is connected to a gas supply source (not shown) via the film forming gas supply port 7. Inside the shower head 3a, a plurality of diffusion plates 3c are arranged at intervals, and each diffusion plate 3c is provided with a number of through holes 3d.

シャワープレート3bは多数のガス放出孔3eを備えている。これにより、図示していないガス供給源からガス供給口7を介してシャワーヘッド3aの内側に供給されたガスは、シャワーヘッド3aの内側に配置した複数枚の拡散プレート3cにおける多数の貫通孔3d及び拡散プレート3c間の隙間を通って拡散、混合され、そしてシャワープレート3bにおける多数のガス放出孔3eから基板ホルダー2上の大面積基板5に向って供給される。   The shower plate 3b includes a number of gas discharge holes 3e. As a result, the gas supplied from the gas supply source (not shown) to the inside of the shower head 3a through the gas supply port 7 is a large number of through holes 3d in the plurality of diffusion plates 3c arranged inside the shower head 3a. And diffused and mixed through the gaps between the diffusion plates 3c and supplied from a large number of gas discharge holes 3e in the shower plate 3b toward the large area substrate 5 on the substrate holder 2.

基板ホルダー2は、図示していない昇降機構によって昇降可能であり、これにより電極3との距離を調節可能にして、成膜時及びクリーニング時に基板ホルダー2と電極3との間の距離を変えるようにされる。この場合、昇降機構はまた、真空槽1の外部から内部へ処理すべき大面積基板5を搬入したり、真空槽1の内部から外部へ処理済みの大面積基板5を搬出する際の搬送動作における基板の昇降動作にも用いることができる。   The substrate holder 2 can be moved up and down by a lifting mechanism (not shown), whereby the distance from the electrode 3 can be adjusted, and the distance between the substrate holder 2 and the electrode 3 can be changed during film formation and cleaning. To be. In this case, the lifting mechanism also carries a large-area substrate 5 to be processed from the outside to the inside of the vacuum chamber 1 and a transfer operation when the processed large-area substrate 5 is unloaded from the inside of the vacuum chamber 1 to the outside. It can also be used for raising and lowering the substrate.

電極3の二つの部位には、図1に見られるように、それぞれ水晶発振器8と高周波増幅器9とを備えた二つの高周波電源、整合器10及び給電部材11を順に介して高周波電力が供給される。各給電部材11は絶縁部材13により真空槽1から絶縁されている。真空槽1及び基板ホルダー2は接地電位に接続されている。パルス発振器12は各高周波電源の高周波電力をパルス変調し、またパルス変調の出力デューティー比及び位相差を任意に調整するように構成されている。   As shown in FIG. 1, high-frequency power is supplied to the two parts of the electrode 3 through two high-frequency power sources each including a crystal oscillator 8 and a high-frequency amplifier 9, a matching unit 10 and a feeding member 11, respectively. The Each power supply member 11 is insulated from the vacuum chamber 1 by an insulating member 13. The vacuum chamber 1 and the substrate holder 2 are connected to the ground potential. The pulse oscillator 12 is configured to pulse-modulate the high-frequency power of each high-frequency power source and arbitrarily adjust the output duty ratio and phase difference of the pulse modulation.

また、図示していないが、真空槽1には、外部の成膜ガス供給源から真空槽1内ヘガスを導入するガス導入系並びに真空槽1内の真空排気及びガスの排気を行なう真空排気系が設けられる。   Although not shown, the vacuum chamber 1 has a gas introduction system for introducing gas into the vacuum chamber 1 from an external film forming gas supply source, and a vacuum exhaust system for exhausting the vacuum and exhausting the gas in the vacuum chamber 1. Is provided.

このように構成した図1の装置の動作において、それぞれパルス発振器12によりパルス変調かつ位相制御された二つの高周波電源(8、9)からの高周波電力は、整合器10及び給電部材11を介して電極3の二つの部位に供給されると、供給された高周波電力は電極3の基板ホルダー2に対面する表面の表層全体に伝播し、そして図示していない外部のガス供給源から真空槽1内へ導入されたガスは、基板ホルダー2をアノード、電極3をカソードとした容量結合型グロー放電により、真空槽1内でプラズマ化される。一方、大面積基板5は、基板ホルダー2に内蔵されたヒーター4によって予め所定の温度に加熱されている。それでプラズマ化したガスによる反応生成物は大面積基板5の表面に到達し、良好な膜厚分布をもつ所望の薄膜が基板5上に形成される。   In the operation of the apparatus of FIG. 1 configured as described above, high-frequency power from two high-frequency power sources (8, 9) that are respectively pulse-modulated and phase-controlled by the pulse oscillator 12 is transmitted via the matching unit 10 and the power supply member 11. When supplied to the two parts of the electrode 3, the supplied high-frequency power propagates to the entire surface layer of the electrode 3 facing the substrate holder 2, and enters the vacuum chamber 1 from an external gas supply source (not shown). The gas introduced into is converted into plasma in the vacuum chamber 1 by capacitively coupled glow discharge using the substrate holder 2 as an anode and the electrode 3 as a cathode. On the other hand, the large area substrate 5 is heated to a predetermined temperature in advance by a heater 4 built in the substrate holder 2. As a result, the reaction product of the plasma gas reaches the surface of the large-area substrate 5 and a desired thin film having a good film thickness distribution is formed on the substrate 5.

また、図1の装置においては、二つの高周波電源(8、9)の各々から高周波電力が供給される電極3の左右の二つの部位は、図2に示すように好ましくは電極3上の中心軸線上に設定され得る。またパルス発振器12は、図3に示すように、二つの高周波電源の高周波電力が互いに干渉しないような時間分割した二種類のパルス変調出力となるようにする分割パルス変調機能を備えている。そして図3に示す波形は、2点供給においてプラズマ干渉による電界強度分布の乱れへの影響が少ない最も好ましい例である。     In the apparatus of FIG. 1, the two left and right parts of the electrode 3 to which high frequency power is supplied from each of the two high frequency power supplies (8, 9) are preferably the center on the electrode 3 as shown in FIG. It can be set on the axis. Further, as shown in FIG. 3, the pulse oscillator 12 has a divided pulse modulation function for generating two types of time-divided pulse modulation outputs so that the high-frequency powers of the two high-frequency power sources do not interfere with each other. The waveform shown in FIG. 3 is the most preferable example in which the influence on the disturbance of the electric field intensity distribution due to plasma interference is small in the two-point supply.

例えば、二種類のパルス変調の出カデューティー比を30%〜50%の範囲とし、位相差を180°と設定すれば、高周波電源8の平均出力を均等に分割出力できる。   For example, if the output duty ratio of the two types of pulse modulation is set in the range of 30% to 50% and the phase difference is set to 180 °, the average output of the high frequency power supply 8 can be divided and output equally.

図4には本発明の別の実施形態を示す。この場合、図示したように、電極3の四つの部位A1、B1、A2、B2に高周波電力を供給するように構成すされている。なお、四つの出力における相対的なパルス変調の位相差は一つのパルス発振器12により制御される。図4において.パルス発振器12は二分割出力におけるパルス変調の位相差制御機能も備えている。図4に示す実施形態において、当然、電極3へのパルス変調された高周波電力の供給方式をすべて独立させて、相互の位相差を制御する位相制御装置を設けても良い。パルス発振器12の働きにより、電極3の四つの部位A1、B1、A2、B2に供給されるパルス変調された高周波出力は、図5に示すように、電極3の二つの部位A1、B1に供給されるパルス変調された高周波出力が互いに干渉しないような時間分割され、また電極3の残りの二つの部位A2、B2に供給されるパルス変調された高周波出力が電極3の二つの部位A1、B1に供給されるパルス変調された高周波出力と同様に互いに干渉しないような時間分割されるように発生される。  FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. In this case, as shown in the drawing, high frequency power is supplied to the four portions A1, B1, A2, and B2 of the electrode 3. The relative pulse modulation phase difference between the four outputs is controlled by one pulse oscillator 12. In FIG. The pulse oscillator 12 also has a function of controlling the phase difference of the pulse modulation in the two-divided output. In the embodiment shown in FIG. 4, it is of course possible to provide a phase control device that controls the phase difference between the electrodes 3 by independently supplying all the pulse-modulated high-frequency power supplied to the electrode 3. The pulse-modulated high frequency output supplied to the four parts A1, B1, A2, and B2 of the electrode 3 by the action of the pulse oscillator 12 is supplied to the two parts A1 and B1 of the electrode 3 as shown in FIG. The pulse-modulated high-frequency output is divided in time so as not to interfere with each other, and the pulse-modulated high-frequency output supplied to the remaining two parts A2 and B2 of the electrode 3 is the two parts A1 and B1 of the electrode 3. Similarly to the pulse-modulated high-frequency output supplied to, it is generated so as to be time-divided so as not to interfere with each other.

次に大面積基板上にSiNx膜を成膜する場合におけるシミュレーションに基づいて本発明をさらに説明する。   Next, the present invention will be further described based on a simulation in the case where a SiNx film is formed on a large area substrate.

外寸2500mm×2200mmの平面電極又はシャワープレート3と、同じ外寸法の基板ホルダー2との距離を20mmに設定した場合において、電界強度分布のシミュレーションを行った。   When the distance between the flat electrode or shower plate 3 having an outer dimension of 2500 mm × 2200 mm and the substrate holder 2 having the same outer dimension was set to 20 mm, the electric field intensity distribution was simulated.

パルス変調された高周波電力は電極3の短辺側端部の中心A、Bそれぞれに供給するものとし、高周波電力の周波数は10乃至30MHz、パルス周波鼓数は1kHz乃至500kHz、バルス変調の出力デューティーは30%乃至50%、パルス変調の位相差は180°、電極単位面積当りの電力密度は0.05〜3.0W/cmであることを条件とし、電極3は面対称形状であるので、1/4モデルで計算した。なお、Ka,Kbはそれぞれ電極端部から電極3上の位置A、Bまでの距離を示す。上記パラメータ範囲を条件とした場合には、電極3上の位置Aに供給された高周波電力により発生するプラズマと、電極3上の位置Bに供給された高周波電力によるプラズマが同時刻に干渉しないと見なせるので、時間平均されたプラズマ発生に係る電界強度分布は、部位Aにのみ高周波電力を供給した時の電界強度分布と部位Bにのみ高周波電力を供給した時の電界強度分布を重ね合わせて得ることができる。 The pulse-modulated high-frequency power is supplied to each of the centers A and B at the short-side end of the electrode 3, the frequency of the high-frequency power is 10 to 30 MHz, the number of pulse frequency drums is 1 kHz to 500 kHz, and the pulse modulation output duty Is 30% to 50%, the phase difference of pulse modulation is 180 °, and the power density per unit area of the electrode is 0.05 to 3.0 W / cm 2 . Calculated with a 1/4 model. Ka and Kb indicate distances from the electrode end to the positions A and B on the electrode 3, respectively. If the above parameter range is used as a condition, the plasma generated by the high-frequency power supplied to the position A on the electrode 3 and the plasma generated by the high-frequency power supplied to the position B on the electrode 3 must interfere with each other at the same time. Therefore, the time-averaged electric field intensity distribution relating to the generation of plasma is obtained by superimposing the electric field intensity distribution when the high frequency power is supplied only to the part A and the electric field intensity distribution when the high frequency power is supplied only to the part B. be able to.

図6に高周波電力の周波数が27.12MHz、Ka=Kb=0の時の計算結果を示す。シミュレーション上は上記パルス周波数、パルス変調の出カデューティーの範囲内では同一結果となる。図6において横軸原点0は電極の片側短辺中心に対応し、長辺即ち2500mm方向の中心線上の電界強度分布が示されている。縦軸の電界強度は任意単位である。   FIG. 6 shows the calculation result when the frequency of the high frequency power is 27.12 MHz and Ka = Kb = 0. In the simulation, the same result is obtained within the range of the pulse frequency and the output modulation duty of the pulse modulation. In FIG. 6, the origin 0 on the horizontal axis corresponds to the center of the short side of one side of the electrode, and the electric field intensity distribution on the long side, that is, the center line in the 2500 mm direction is shown. The electric field strength on the vertical axis is an arbitrary unit.

図6の電界強度分布の計算結果より、大面積基板3を2.4m×2.2mとした場合に形成される薄膜の膜厚分布をシミュレーションした結果は、±20%であり、別途シミュレーションした電極中央一点に高周波電カを供給する場合の膜厚分布±40%より良好である。1点供給での電界強度分布の乱れが二点供給の重ね合わせにより平滑化されることが示されている。   From the calculation result of the electric field strength distribution of FIG. 6, the simulation result of the film thickness distribution of the thin film formed when the large-area substrate 3 is 2.4 m × 2.2 m is ± 20%, and is separately simulated. The film thickness distribution is better than ± 40% when high-frequency power is supplied to one central electrode point. It is shown that the disturbance of the electric field intensity distribution at one point supply is smoothed by the superposition of two point supply.

次に、図1に示す実施形態によるプラズマCVD装置を用いて、SiNxの成膜を行い、基板内膜厚分布を検証した実施例について説明する。   Next, an example in which a SiNx film is formed using the plasma CVD apparatus according to the embodiment shown in FIG. 1 and the film thickness distribution in the substrate is verified will be described.

条件として、高周波電力の周波数は27.12MHz、パルス周波数は100kHz、パルス変調の出力デューティーは50%、パルス変調の位相差は180°、電極の単位面積あたりの電力密度は0.5W/cmとした。Ka=Kb≒0。成膜ガスとしてはモノシラン(SiH)、アンモニア(NH)及び窒素(N)から成る混合ガスを用い、成膜圧力(放電圧力)は200Paとした。また基板温度は300℃とした。電極3の外形寸法は2.5m×2.4mで比較を行った。電極3と基板ホルダー2との距離は20mmとした。基板5に関しては厚み0.7mmの小ガラスを基板ホルダー上2.4m×2.2mの範囲内に並べて載置して基板とした。膜厚分布の測定結果は±17%であった。実際の成膜において計算で示唆されていた膜厚分布の改善の傾向が確認された。 As conditions, the frequency of the high frequency power is 27.12 MHz, the pulse frequency is 100 kHz, the output duty of the pulse modulation is 50%, the phase difference of the pulse modulation is 180 °, and the power density per unit area of the electrode is 0.5 W / cm 2. It was. Ka = Kb≈0. As the film forming gas, a mixed gas composed of monosilane (SiH 4 ), ammonia (NH 3 ) and nitrogen (N 2 ) was used, and the film forming pressure (discharge pressure) was set to 200 Pa. The substrate temperature was 300 ° C. The external dimensions of the electrode 3 were 2.5 m × 2.4 m for comparison. The distance between the electrode 3 and the substrate holder 2 was 20 mm. Regarding the substrate 5, a small glass having a thickness of 0.7 mm was placed in a range of 2.4 m × 2.2 m on the substrate holder to form a substrate. The measurement result of the film thickness distribution was ± 17%. The tendency of the improvement of the film thickness distribution suggested by the calculation in the actual film formation was confirmed.

なお本実施例での膜厚分布結果は、高周波の周波数と電極の大きさとの関係から推察されるとおり、電極3上で発生する定在波の影響が顕著であるが、供給部位の位置を調整することにより、より好ましい成膜分布を得ることができる。具体的には、高周波電力の供給位置の電極端部からの距離Kを最適化することにより行う。装置構成としては、電極3上に高周波電力の供給部を可動できる手段を設けたり、或いは予め供給部を複数設けた構造として接続位置を変更するなどにより実施できる。   Note that the film thickness distribution result in this example shows that the influence of the standing wave generated on the electrode 3 is remarkable as inferred from the relationship between the frequency of the high frequency and the size of the electrode. By adjusting, a more preferable film formation distribution can be obtained. Specifically, this is performed by optimizing the distance K from the electrode end portion of the high-frequency power supply position. The apparatus configuration can be implemented by providing means capable of moving the high-frequency power supply unit on the electrode 3 or changing the connection position as a structure in which a plurality of supply units are provided in advance.

Ka=Kb=400(mm)とした場合の、シミュレーションによる電界強度分布結果を図7に示す。図7の電界強度分布の計算結果より、大面積基板5を2.4m×2.2mとした場合に形成される薄膜の膜厚分布をシミュレーションした結果は、±5%未満であり、供給位置の調整により重ね合わせによる平滑化を最適化して良好な電界強度分布、しいては膜厚分布を得ることができることが示された。   FIG. 7 shows the electric field strength distribution result by simulation when Ka = Kb = 400 (mm). From the calculation result of the electric field strength distribution of FIG. 7, the result of simulating the film thickness distribution of the thin film formed when the large-area substrate 5 is 2.4 m × 2.2 m is less than ± 5%, and the supply position It was shown that the smoothing by superimposing can be optimized by adjusting the above to obtain a good electric field strength distribution and, more particularly, a film thickness distribution.

SiNxの成膜を行い、基板内膜厚分布を検証した実施結果では膜厚分布5%であった。 シミュレーション結果と比較して、実際の成膜装置での膜厚分布が相対的に悪いがこれは実際の装置の構造における非対称性に拠るところが大きい。   The film thickness distribution was 5% in the result of performing the film formation of SiNx and verifying the film thickness distribution in the substrate. Compared with the simulation result, the film thickness distribution in the actual film forming apparatus is relatively poor, but this is largely due to the asymmetry in the structure of the actual apparatus.

上記電力の供給位置の調整、あるいはパルス変調のデューティー調整範囲を30%乃至70%の範囲で調整、又は、パルス変調の位相差の調整により電界強産分布を変更することにより、上記非対称性による電界分布の乱れを補正して膜厚分布をさらに改善することができる。これは高周波電力を4箇所に供給する実際の装置においても実施して効果があることは言うまでもない。   By adjusting the electric power supply position, adjusting the pulse modulation duty adjustment range in the range of 30% to 70%, or changing the electric field strong product distribution by adjusting the phase difference of the pulse modulation. The film thickness distribution can be further improved by correcting the disturbance of the electric field distribution. Needless to say, this is also effective in an actual apparatus that supplies high-frequency power to four locations.

次に、SiNxの成膜の実施例において、パルス変調の周波数を変更してSiNxの成膜を実施した結果を説明する。   Next, in the example of SiNx film formation, the result of film formation of SiNx by changing the frequency of pulse modulation will be described.

図8は、電極に供給される時間平均の高周波出力を同一の条件として、パルス変調をかけない場合(CW)と、パルス変調の周波数を500kHz、100kHz、10kHz、5kHz、1kHzと変更した場合に得られた成膜速度を示したものである。パルス変調の周波数が10kHz以下では成膜速度の顕著な低下が見られるが、500kHzでは若干の低下にとどまった。   FIG. 8 shows the case where pulse modulation is not applied (CW) and the frequency of pulse modulation is changed to 500 kHz, 100 kHz, 10 kHz, 5 kHz, and 1 kHz under the same conditions for the time-average high-frequency output supplied to the electrodes. The film forming speed obtained is shown. When the frequency of the pulse modulation is 10 kHz or less, the film forming speed is remarkably reduced, but at 500 kHz, it is only slightly reduced.

図9は得られたSiNx膜の屈折率を示したものである。膜の屈折率がパルス変調の周波数に依存しているが、周波数が10KHz以下では屈折率が高くなり、パルス変調しない高周波を用いたプラズマCVD法で通常得られる屈折率1.86以下の膜質は、パルス変調の周波数が500kHzの場合に得られている。   FIG. 9 shows the refractive index of the obtained SiNx film. Although the refractive index of the film depends on the frequency of pulse modulation, the refractive index increases when the frequency is 10 KHz or less, and the film quality with a refractive index of 1.86 or less that is normally obtained by plasma CVD using a high frequency without pulse modulation is This is obtained when the frequency of pulse modulation is 500 kHz.

これらの結果より、パルス変調の周波数がSiNx成膜プロセスに影響を及ぼしていることは明らかであり、具体的には、周波数が高いほどSiの窒化を促進して屈折率を高めていると判断される。言い換えれば、パルス変調の周波数の調整により膜質の調整が可能である。   From these results, it is clear that the frequency of pulse modulation has an influence on the SiNx film forming process. Specifically, it is determined that the higher the frequency, the more the nitriding of Si is promoted and the refractive index is increased. Is done. In other words, the film quality can be adjusted by adjusting the frequency of pulse modulation.

本実施例では電極と基板ホルダーとの距離を20mmとしたが、10mm〜25mmの範囲で任意の距離としても調整により使用できるが、本発明の適用については、電極と基板ホルダー間の距離として10mm〜20mmの範囲とするのがより好ましい。また電極と基板ホルダーの距離を25mm以上として、所定のガスを導入することにより、プラズマクリーニング処理を行なうことができる。   In this embodiment, the distance between the electrode and the substrate holder is 20 mm. However, the distance between the electrode and the substrate holder can be 10 mm as the distance between the electrode and the substrate holder. More preferably, it is in the range of ˜20 mm. Further, plasma cleaning can be performed by introducing a predetermined gas with the distance between the electrode and the substrate holder being 25 mm or more.

また実験を行った成膜条件は、成膜圧力が200Paであるが、成膜圧力が100Pa以下(例えば10Pa〜100Pa)の領域では、プラズマが真空槽壁に向って拡散し易くなり、電極外周のプラズマ密度が上昇することが知られている。この場合においては、特に、高周波電力の供給位置の調整を行うことにより、時間平均された電界分布の均一性、大面積基板全面のプラズマの均一性を高めることが期待される。   The film forming conditions in which the experiment was performed were a film forming pressure of 200 Pa. However, in the region where the film forming pressure is 100 Pa or less (for example, 10 Pa to 100 Pa), plasma tends to diffuse toward the vacuum chamber wall, and the outer periphery of the electrode It is known that the plasma density increases. In this case, it is expected that the uniformity of the time-averaged electric field distribution and the uniformity of the plasma on the entire surface of the large area substrate are particularly improved by adjusting the supply position of the high-frequency power.

本発明は当然例示した成膜材料以外にも適用され得る。   The present invention can naturally be applied to materials other than the exemplified film forming materials.

以上の説明においては大型基板に薄膜形成を行うプラズマCVD装置について例示したが、本発明はプラズマクリーング装置やエッチング装置に適用することができる。   In the above description, the plasma CVD apparatus for forming a thin film on a large substrate has been exemplified. However, the present invention can be applied to a plasma cleaning apparatus and an etching apparatus.

本発明の一実施形態によるプラズマCVD装置を示す概略断面図。1 is a schematic sectional view showing a plasma CVD apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1に示すプラズマCVD装置における高周波電力供給手段を例示する概略線図。The schematic diagram which illustrates the high frequency electric power supply means in the plasma CVD apparatus shown in FIG. 図1及び図2のプラズマCVD装置の高周波電力供給手段における二種類のパルス変調出力の波形例を示す図。The figure which shows the example of a waveform of two types of pulse modulation outputs in the high frequency electric power supply means of the plasma CVD apparatus of FIG.1 and FIG.2. 本発明プラズマCVD装置におけるの別の実施形態による高周波電力供給手段を示す概略線図。The schematic diagram which shows the high frequency electric power supply means by another embodiment in this invention plasma CVD apparatus. 図4のプラズマCVD装置の高周波電力供給手段における四種類のパルス変調出力の波形例を示す図。The figure which shows the example of a waveform of four types of pulse modulation outputs in the high frequency electric power supply means of the plasma CVD apparatus of FIG. 電極の対向する二つの端部に高周波電力を供給した場合の電極の長手方向中心線上の電界強度分布を示すグラフ。The graph which shows the electric field strength distribution on the longitudinal direction center line of the electrode at the time of supplying high frequency electric power to two edge parts which an electrode opposes. 本発明に従って電極の対向する二つの端部からそれぞれ400mm離れた二つの部位に高周波電力を供給した場合の電極の長手方向中心線上の電界強度分布を示すグラフ。The graph which shows the electric field strength distribution on the longitudinal centerline of an electrode at the time of supplying high frequency electric power to two site | parts which were each 400 mm away from the two edge parts which an electrode opposes according to this invention. SiNxの成膜速度のパルス変調周波数依存性を示すグラフ。The graph which shows the pulse modulation frequency dependence of the film-forming speed of SiNx. SiNxの屈折率のパルス変調周波数依存性を示すグラフ。The graph which shows the pulse modulation frequency dependence of the refractive index of SiNx.

符号の説明Explanation of symbols

1:真空槽
2:基板ホルダー
3:電極
4:ヒーター
5:大面積基板
6:絶縁部材
7:成膜ガス供給口
8:水晶発振器
9:高周波増幅器
10:整合器
11:給電部材
12:パルス発振器
13:絶縁部材

1: Vacuum chamber 2: Substrate holder 3: Electrode 4: Heater 5: Large area substrate 6: Insulating member 7: Deposition gas supply port 8: Crystal oscillator 9: High frequency amplifier 10: Matching device 11: Feeding member 12: Pulse oscillator 13: Insulating member

Claims (22)

真空槽内に、大面積基板を載置する基板ホルダーと、前記基板ホルダーに対向する電極と、前記真空槽内にガスを導入する手段とを設け、
また前記電極の離間した複数の位置に複数のパルス変調された高周波電力を供給する高周波電力供給手段を設け、
前記複数のパルス変調された高周波電力をそれぞれ前記電極表面上に全体的に伝播するように高周波電力供給手段が構成され
前記高周波電力の周波数が13MHz乃至30MHzの範囲にあり、
前記高周波電力供給手段が、前記複数のパルス変調された高周波電力のパルス変調の相対的な位相差を調整する手段を備えること
を特徴とするプラズマ処理装置。
In the vacuum chamber, a substrate holder for placing a large-area substrate, an electrode facing the substrate holder, and means for introducing gas into the vacuum chamber,
In addition, high-frequency power supply means for supplying a plurality of pulse-modulated high-frequency power to a plurality of spaced apart positions of the electrode is provided,
High-frequency power supply means is configured to propagate the plurality of pulse-modulated high-frequency powers respectively on the surface of the electrodes ,
The frequency of the high frequency power is in the range of 13 MHz to 30 MHz;
The plasma processing apparatus, wherein the high-frequency power supply means includes means for adjusting a relative phase difference of the pulse modulation of the plurality of pulse-modulated high-frequency powers .
真空槽内に、大面積基板を載置する基板ホルダーと、前記基板ホルダーに対向し前記基板ホルダーに載置される基板の外寸より大きい電極と、前記真空槽内にガスを導入する手段とを設け、
また前記電極の離間した複数の位置に複数のパルス変調された高周波電力を供給する高周波電力供給手段を設け、
前記複数のパルス変調された高周波電力をそれぞれ前記電極表面上に全体的に伝播するように高周波電力供給手段が構成されること
を特徴とするプラズマ処理装置。
A substrate holder for placing a large-area substrate in the vacuum chamber; an electrode larger than the outer dimension of the substrate placed on the substrate holder opposite to the substrate holder; and means for introducing gas into the vacuum chamber; Provided,
In addition, high-frequency power supply means for supplying a plurality of pulse-modulated high-frequency power to a plurality of spaced apart positions of the electrode is provided,
High-frequency power supply means is configured to propagate each of the plurality of pulse-modulated high-frequency powers on the electrode surfaces as a whole.
A plasma processing apparatus.
前記高周波電力の周波数が13MHz乃至30MHzの範囲にあることを特徴とする請求項2に記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 2 , wherein the frequency of the high-frequency power is in a range of 13 MHz to 30 MHz . 前記高周波電力供給手段が、前記複数のパルス変調された高周波電力のパルス変調の相対的な位相差を調整する手段を備えることを特徴とする請求項2又は3に記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the high-frequency power supply unit includes a unit that adjusts a relative phase difference of pulse modulation of the plurality of pulse-modulated high-frequency powers . 前記高周波電力を供給する位置が電極端部から調整可能な距離(Ka、Kb)離間していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a position for supplying the high-frequency power is separated from an electrode end by an adjustable distance (Ka, Kb) . 前記パルス変調の出力デューティー比が30%乃至70%の範囲にあることを特徴とする請求項1又は4〜5のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 or 4-5 outputs the duty ratio of the pulse modulation is characterized in that in the range of 30% to 70%. 前記高周波電力を供給する位置が前記電極上の離間した二つの位置であり、前記二つの位置にそれぞれ供給される前記高周波電力のパルス変調の相対的な位相差が180°であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。 The positions where the high frequency power is supplied are two spaced apart positions on the electrode, and the relative phase difference of the pulse modulation of the high frequency power supplied to the two positions is 180 °. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 6 . 前記高周波電力供給手段が、二つの高周波電源と、それぞれの高周波電源の高周波電力をパルス変調ししかも高周波電力の相対的な位相差が所定値となるように位相制御するパルス発振器とを備えていることを特徴とする請求項7に記載のプラズマ処理装置。 The high-frequency power supply means includes two high-frequency power supplies and a pulse oscillator that modulates the high-frequency power of each high-frequency power supply and controls the phase so that the relative phase difference of the high-frequency power becomes a predetermined value. The plasma processing apparatus according to claim 7 . 前記パルス発振器は、各高周波電源からの高周波電力が互いに干渉しないような時間分割した二種類のパルス変調出力となるようにする分割パルス変調機能を備えていることを特徴とする請求項8に記載のプラズマ処理装置。 9. The pulse oscillator according to claim 8, wherein the pulse oscillator has a divided pulse modulation function that makes two types of pulse modulation outputs divided in time so that high-frequency power from each high-frequency power source does not interfere with each other. Plasma processing equipment. 前記高周波電力を供給する位置が前記電極上の離間した四つの位置であり、前記四つの位置のうち左右又は上下に相対した二つの位置にそれぞれ供給される前記高周波電力のパルス変調の相対的な位相差が180°であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。 The positions for supplying the high-frequency power are four positions on the electrode that are spaced apart from each other, and the relative positions of the pulse modulation of the high-frequency power that are respectively supplied to two positions of the four positions that are opposed to the left and right or up and down. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the phase difference is 180 ° . 前記高周波電力供給手段が、四つの高周波電源と、各高周波電源の高周波電力をパルス変調し、しかも前記電極上の離間した四つの位置のうち左右又は上下に相対した二つの位置に供給される高周波電力が互いに干渉しないような時間分割した二種類のパルス変調出力を発生するように構成した一つのパルス発振器とを備えていることを特徴とする請求項10に記載のプラズマ処理装置。 The high-frequency power supply means pulse-modulates four high-frequency power supplies and the high-frequency power of each high-frequency power supply, and the high-frequency power is supplied to two positions on the electrode that are opposed to the left and right or up and down. The plasma processing apparatus according to claim 10 , further comprising: one pulse oscillator configured to generate two types of pulse-modulated outputs that are time-divided so that power does not interfere with each other . 前記パルス変調の周波数が1kHz乃至500kHzの範囲にあることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置 The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein a frequency of the pulse modulation is in a range of 1 kHz to 500 kHz . 真空槽内に大面積基板を載置する基板ホルダーと前記基板ホルダーに対向し前記基板ホルダーに載置される基板の外寸より大きい電極を設け、前記真空槽内にガスを導入し、前記電極上の離間した位置に複数のパルス変調された高周波電力を供給して、前記電極上の離間した位置に複数のパルス変調された高周波電力を前記電極表面上に全体的に伝播させプラズマを発生させて、前記大面積基板上に処理を行うことを特徴とするプラズマ処理方法。 A substrate holder for placing a large-area substrate in a vacuum chamber and an electrode larger than the outer dimension of the substrate placed on the substrate holder opposite to the substrate holder are provided, gas is introduced into the vacuum chamber, and the electrode A plurality of pulse-modulated high-frequency power is supplied to the spaced apart positions on the electrode, and a plurality of pulse-modulated high-frequency powers are propagated entirely on the surface of the electrode to generate plasma. Then, the plasma processing method is characterized in that processing is performed on the large-area substrate . 前記高周波電力の周波数が13MHz乃至30MHzの範囲にあることを特徴とする請求項13に記載のプラズマ処理方法。 The plasma processing method according to claim 13 , wherein the frequency of the high-frequency power is in a range of 13 MHz to 30 MHz . 前記複数のパルス変調された高周波電力のパルス変調の相対的な位相差を調整することを特徴とする請求項13又は14に記載のプラズマ処理方法。 The plasma processing method according to claim 13 or 14 , wherein a relative phase difference of the pulse modulation of the plurality of pulse-modulated high-frequency powers is adjusted . 前記高周波電力を供給する前記電極上の位置を調整することを特徴とする請求項13〜15のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。 The plasma processing method according to claim 13 , wherein a position on the electrode that supplies the high-frequency power is adjusted . 前記パルス変調の出カデューティー比を30%乃至70%の範囲で調整することを特徴とする請求項15又は16に記載のプラズマ処理方法。 The plasma processing method according to claim 15 or 16 , wherein an output duty ratio of the pulse modulation is adjusted in a range of 30% to 70% . 前記高周波電力を供給する位置が前記電極上の離間した二つの位置であり、前記二つの位置にそれぞれ供給される前記高周波電力のパルス変調の相対的な位相差が180°となるように高周波電力のパルス変調の相対的な位相差を調整することを特徴とする請求項13〜17のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。 The high-frequency power is supplied so that the positions where the high-frequency power is supplied are two spaced apart positions on the electrode, and the relative phase difference of the pulse modulation of the high-frequency power supplied to the two positions is 180 °. The plasma processing method according to claim 13 , wherein a relative phase difference of the pulse modulation is adjusted . 前記高周波電力を供給する位置が前記電極上の離間した四つの位置であり、前記四つの位置のうち左右又は上下に相対した二つの位置にそれぞれ供給される前記高周波電力のパルス変調の相対的な位相差が180°となるように高周波電力のパルス変調の相対的な位相差を調整することを特徴とする請求項13〜17のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。 The positions for supplying the high-frequency power are four positions on the electrode that are spaced apart from each other, and the relative positions of the pulse modulation of the high-frequency power that are respectively supplied to two positions of the four positions that are opposed to the left and right or up and down. 18. The plasma processing method according to claim 13 , wherein the relative phase difference of the pulse modulation of the high frequency power is adjusted so that the phase difference becomes 180 ° . 前記パルス変調の周波数を1kHz乃至500kHzの範囲で調整することを特徴とする諸求項13〜19のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法 The plasma processing method according to any one of claims 13 to 19, wherein a frequency of the pulse modulation is adjusted in a range of 1 kHz to 500 kHz . 真空槽内に、大面積基板を載置する基板ホルダーと前記基板ホルダーに対向し前記基板ホルダーに載置される基板の外寸より大きい電極を設け、前記真空槽内に成膜ガスを導入し、前記電極に離間した位置に複数のパルス変調された高周波電力を供給して、前記電極上の離間した位置に複数のパルス変調された高周波電力を前記電極表面上に全体的に伝播させプラズマを発生させて、前記大面積基板上に処理を行うことを特徴とするプラズマCVD方法。 In the vacuum chamber, a substrate holder for placing a large-area substrate and an electrode larger than the outer dimension of the substrate placed on the substrate holder facing the substrate holder are provided, and a film forming gas is introduced into the vacuum chamber. Supplying a plurality of pulse-modulated high-frequency powers to positions spaced apart from the electrodes, and propagating a plurality of pulse-modulated high-frequency powers to the spaced positions on the electrodes as a whole on the electrode surface. A plasma CVD method comprising: generating and processing the large area substrate . 前記パルス変調の周波数を調整することにより前記大面積基板上に堆積する薄膜の膜質を制御することを特徴とする請求項21に記載のプラズマCVD方法。 The plasma CVD method according to claim 21 , wherein the film quality of the thin film deposited on the large-area substrate is controlled by adjusting the frequency of the pulse modulation .
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