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JP2000268994A - Surface treatment method using high frequency glow discharge - Google Patents

Surface treatment method using high frequency glow discharge

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Publication number
JP2000268994A
JP2000268994A JP11069684A JP6968499A JP2000268994A JP 2000268994 A JP2000268994 A JP 2000268994A JP 11069684 A JP11069684 A JP 11069684A JP 6968499 A JP6968499 A JP 6968499A JP 2000268994 A JP2000268994 A JP 2000268994A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
surface treatment
electrode
substrate
glow discharge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11069684A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Sasaki
敏明 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP11069684A priority Critical patent/JP2000268994A/en
Publication of JP2000268994A publication Critical patent/JP2000268994A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Plasma Technology (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波グロー放電を利用した表面処理方法に
おいて、定在波の発生を抑止し、放電の安定性,表面処
理の均一性および表面処理速度の向上を図る。 【解決手段】 反応室3内に高周波電極1と基板電極2
とを備えた装置に、高周波電源4から高周波電力を導入
し、高周波電極1に印加された高周波電圧により励起さ
れるグロー放電によりプラズマ10を発生して、基板の
表面処理を行う高周波グロー放電を利用した表面処理方
法において、前記高周波電極の分割された各導体部10
1の前記プラズマ生成空間に対向した表面の最大寸法
が、真空中の光速Cの四分の一を高周波印加電圧の周波
数fで除した値C/4fより小となるようにして表面処
理する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] In a surface treatment method using high-frequency glow discharge, generation of a standing wave is suppressed, and stability of discharge, uniformity of surface treatment, and improvement of surface treatment speed are achieved. A high-frequency electrode and a substrate electrode are provided in a reaction chamber.
A high-frequency power is introduced from a high-frequency power supply 4 to a device provided with the device, a plasma 10 is generated by a glow discharge excited by a high-frequency voltage applied to the high-frequency electrode 1, and a high-frequency glow discharge for performing surface treatment of the substrate is generated. In the surface treatment method used, each of the divided conductor portions 10 of the high-frequency electrode
The surface treatment is carried out such that the maximum dimension of the surface facing the plasma generation space is smaller than a value C / 4f obtained by dividing a quarter of the speed of light C in vacuum by the frequency f of the high frequency applied voltage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、高周波グロー放
電を利用した表面処理方法に関する。具体的には、例え
ば、薄膜堆積として、LSIの保護膜、非単結晶シリコ
ン薄膜太陽電池、非単結晶シリコン薄膜トランジスタな
どに用いられる。また、エッチングとして、LSIのパ
ターニングなどに用いられる。また、表面改質として、
有機フィルム基板の界面処理などに用いられる。
The present invention relates to a surface treatment method using high-frequency glow discharge. Specifically, for example, as a thin film deposition, it is used for a protective film of an LSI, a non-single-crystal silicon thin-film solar cell, a non-single-crystal silicon thin film transistor, and the like. Further, it is used for patterning of an LSI as etching. Also, as surface modification,
Used for interface treatment of organic film substrates.

【0002】[0002]

【従来の技術】高周波グロー放電を利用した表面処理
は、ドライプロセスで、絶縁基板に適用可能、大面積に
適用可能なことから、薄膜堆積、エッチング、表面改質
などに利用されている。高周波電圧としては13.56MHzの
いわゆるRF波が一般的に用いられている。
2. Description of the Related Art Surface treatment using high-frequency glow discharge is a dry process that can be applied to an insulating substrate and can be applied to a large area, and is therefore used for thin film deposition, etching, surface modification, and the like. A so-called RF wave of 13.56 MHz is generally used as the high frequency voltage.

【0003】薄膜堆積として、例えば、アモルファスシ
リコン(a-Si)、アモルファスシリコン合金(a-SiCx、
a-SiNx、a-SiOx、a-SiGex)などのアモルファス(非晶
質)薄膜は、単結晶シリコンと比較して、大面積に、低
温で、安価に作成できることから、例えば電力用の大面
積薄膜太陽電池、ディスプレイ用の薄膜トランジスタな
どの大面積半導体デバイスに適用されている。また、a-
SiNx、a-SiOxはLSIの保護膜としても利用されている。
As thin film deposition, for example, amorphous silicon (a-Si), amorphous silicon alloy (a-SiCx,
Amorphous (amorphous) thin films such as a-SiNx, a-SiOx, and a-SiGex) can be formed in a large area, at a low temperature, and at a low cost compared to single-crystal silicon. It is applied to large-area semiconductor devices such as thin-film solar cells and thin-film transistors for displays. Also, a-
SiNx and a-SiOx are also used as LSI protective films.

【0004】前述のような薄膜は、従来、図11に示す
ようなプラズマCVD法で作成されている。シラン、水
素等の原料ガスを反応室3の中に導入し、真空排気手段
9によって反応室3の圧力を0. 1Paから1000Paに保ち、
高周波電極1と基板電極2との間に高周波電圧を印加し
てプラズマ10を発生させる。プラズマ10によって、
原料ガスは分解され、基板電極2の上に配設された基板
7に、非単結晶薄膜が作成される。基板7は基板電極2
に設けられたヒータ8で加熱される。高周波電圧は、高
周波電源4により、マッチングボックス5を通して高周
波電極1に印加される。同様の手法で、薄膜多結晶シリ
コン、あるいはアモルファス膜中に多数の結晶粒の混在
した微結晶シリコンなどの非単結晶薄膜も作成されてい
る。
[0004] The above-mentioned thin film is conventionally formed by a plasma CVD method as shown in FIG. Source gases such as silane and hydrogen are introduced into the reaction chamber 3, and the pressure in the reaction chamber 3 is maintained at 0.1 to 1000 Pa by vacuum evacuation means 9.
A high-frequency voltage is applied between the high-frequency electrode 1 and the substrate electrode 2 to generate a plasma 10. By the plasma 10,
The source gas is decomposed, and a non-single-crystal thin film is formed on the substrate 7 provided on the substrate electrode 2. The substrate 7 is the substrate electrode 2
Is heated by the heater 8 provided in the heater. The high frequency voltage is applied to the high frequency electrode 1 by the high frequency power supply 4 through the matching box 5. In a similar manner, non-single-crystal thin films such as thin-film polycrystalline silicon or microcrystalline silicon in which a large number of crystal grains are mixed in an amorphous film have been prepared.

【0005】また、図12に、従来の高周波電極の形状
を示す。図12(a)に示すような円形の電極、図12
(b)に示すような長方形の形状の電極が一般的に用い
られている。電極のメンテナンスを容易にするために、
電極導体を複数に分割する場合もあるが、その場合も電
気的には導通させてある。
FIG. 12 shows the shape of a conventional high-frequency electrode. A circular electrode as shown in FIG.
An electrode having a rectangular shape as shown in (b) is generally used. To facilitate electrode maintenance,
In some cases, the electrode conductor is divided into a plurality of parts. In such a case, the electrodes are electrically connected.

【0006】さらに、高周波グロー放電を利用した表面
処理方法は、高周波電極にターゲットを置いて、スパッ
タにより、金属膜、透明電極膜、機能性材料などの薄膜
堆積を行う方法にも用いられている。
Further, a surface treatment method using high-frequency glow discharge is also used for depositing a thin film of a metal film, a transparent electrode film, a functional material, or the like by sputtering with a target placed on a high-frequency electrode. .

【0007】また、高周波グロー放電を利用した表面処
理方法は、エッチング用として、LLSIや、マイクロ
マシーンの作成などにも用いられている。
[0007] A surface treatment method using high-frequency glow discharge is also used for making an LLSI or a micro machine for etching.

【0008】さらにまた、高周波グロー放電を利用した
表面処理方法は、表面改質用として、有機高分子膜の界
面処理などにも用いられている。
Further, a surface treatment method utilizing high-frequency glow discharge is also used for surface modification for interface treatment of an organic polymer film.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
な高周波グロー放電を利用した表面処理方法において、
表面処理のコストを低下するためには、処理速度を上げ
てスループットを向上させる必要がある。薄膜堆積の場
合には製膜速度の向上、エッチングの場合にはエッチン
グレートの向上、表面改質の場合は処理速度の向上が重
要である。
By the way, in the surface treatment method using the high-frequency glow discharge as described above,
In order to reduce the cost of the surface treatment, it is necessary to increase the processing speed and improve the throughput. It is important to increase the film forming speed in the case of thin film deposition, to improve the etching rate in the case of etching, and to improve the processing speed in the case of surface modification.

【0010】処理速度を上げるためにパワーを上げる
と、粉の発生、異常放電などによって、膜特性の低下、
ピンホールの発生、面内均一性の低下などの問題が起こ
る。
[0010] When the power is increased to increase the processing speed, the generation of powder, abnormal discharge and the like cause the deterioration of film characteristics,
Problems such as generation of pinholes and reduction of in-plane uniformity occur.

【0011】これに対して、高周波グロー放電を用いて
処理速度を上げる手法の一つに周波数の増加が挙げられ
る。いわゆる13.56MHzのRF波よりも周波数の高いVHF波
を用いることが有効である。VHF波を用いると、低いプ
ラズマ温度で、プラズマ密度を上げることができる。こ
れによって、処理速度を上げながら様々なメリットが得
られる。
On the other hand, one of the techniques for increasing the processing speed by using the high-frequency glow discharge is to increase the frequency. It is effective to use a VHF wave having a higher frequency than a so-called 13.56 MHz RF wave. The use of VHF waves can increase the plasma density at low plasma temperatures. As a result, various advantages can be obtained while increasing the processing speed.

【0012】例えば、非晶質シリコンの堆積において
は、高いプラズマ密度で製膜速度を向上させながら、低
いプラズマ温度でシース電圧を低く保ち、基板のイオン
ダメージを抑制して、良質な膜特性を得ることができ
る。特に、微結晶シリコンではVHF波を用いることによ
り、低温で結晶性のよい膜を得ることができる。また、
VHF波を用いることにより粉の発生も抑制される。
For example, in the deposition of amorphous silicon, while improving the film formation rate at a high plasma density, the sheath voltage is kept low at a low plasma temperature, ion damage to the substrate is suppressed, and good film characteristics are obtained. Obtainable. In particular, with microcrystalline silicon, a film with good crystallinity can be obtained at low temperature by using VHF waves. Also,
The use of VHF waves also suppresses the generation of powder.

【0013】また、フルオロカーボンを用いたエッチン
グにおいて、低電子温度でFラジカルの生成を抑えてCFx
ラジカルを発生させることにより、エッチングの選択比
が向上される。
In addition, in etching using a fluorocarbon, the generation of F radicals is suppressed at a low electron temperature to reduce CFx
By generating radicals, the etching selectivity is improved.

【0014】しかし、従来のRF波に対応した装置にVHF
波をそのまま用いようとすると、波長が短いために、電
極上で定在波が発生して、プラズマの面内均一性が悪く
なる問題がある。その結果、薄膜堆積の場合は膜厚や特
性の面内分布、エッチングの場合はエッチングレートの
面内分布、表面改質の場合には特性の面内分布が問題と
なる。
[0014] However, the conventional apparatus corresponding to the RF wave has a VHF.
If the wave is used as it is, there is a problem that a standing wave is generated on the electrode because the wavelength is short, and the in-plane uniformity of the plasma is deteriorated. As a result, in the case of thin film deposition, the in-plane distribution of film thickness and characteristics, in the case of etching, the in-plane distribution of etching rate, and in the case of surface modification, the in-plane distribution of characteristics become problems.

【0015】また、VHF波を用いると、インダクタンス
成分のインピーダンスが大きくなり、キャパシタンス成
分のインピーダンスが小さくなる。そのため印加した高
周波電力が、浮遊容量を通して電極以外の部分で消費さ
れやすくなる。その結果、放電が不安定になったり、印
加電力が電極にかからなくなる問題が発生する。電極面
積が大きくなるほどこの問題は顕著になる。
When a VHF wave is used, the impedance of the inductance component increases and the impedance of the capacitance component decreases. Therefore, the applied high-frequency power is easily consumed in portions other than the electrodes through the stray capacitance. As a result, there are problems that the discharge becomes unstable and the applied power is not applied to the electrodes. This problem becomes more pronounced as the electrode area increases.

【0016】また、薄膜太陽電池の大面積化、LSI用
ウエハの大面積化などにより、表面処理装置の電極は、
1m角を超えるサイズのものも使われはじめている。RF
波の波長は約22m、四分の一波長で約5.5mなの
で、電極サイズは波長に比べて十分短く、定在波の問題
は起こらない。しかし、さらに電極の大面積化を図る場
合に、RF波でも定在波の問題は発生する。VHF波を用い
る場合には、なおさら問題となる。
Also, due to the increase in the area of thin-film solar cells and the area of LSI wafers, the electrodes of the surface treatment apparatus have
Ones larger than 1m square are also being used. RF
Since the wavelength of the wave is about 22 m and the quarter wavelength is about 5.5 m, the electrode size is sufficiently shorter than the wavelength, and the problem of the standing wave does not occur. However, when the area of the electrode is further increased, the problem of the standing wave also occurs in the RF wave. This is even more problematic when using VHF waves.

【0017】また、VHF波を用いても、処理速度をさら
に上げると、粉の発生や、異常放電、放電の不安定など
の問題が発生する。
Further, even if VHF waves are used, if the processing speed is further increased, problems such as generation of powder, abnormal discharge, and unstable discharge occur.

【0018】この発明は、上記の問題を解決するために
なされたもので、本発明の課題は、定在波の発生を抑止
し、放電の安定性,表面処理の均一性および表面処理速
度の向上を図った高周波グロー放電を利用した表面処理
方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. An object of the present invention is to suppress the generation of standing waves, and to improve the stability of discharge, the uniformity of surface treatment, and the speed of surface treatment. It is an object of the present invention to provide a surface treatment method using a high-frequency glow discharge which is improved.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、この発明は、ガス導入手段と真空排気手段とを有す
る真空気密可能な反応室内に、高周波電極と,基板を配
設するための基板電極とを備えた装置に、高周波電源か
ら高周波電力を導入し、前記高周波電極に印加された高
周波電圧により励起されるグロー放電によりプラズマを
発生して、前記基板の表面処理を行う高周波グロー放電
を利用した表面処理方法において、前記高周波電極の前
記プラズマ生成空間に対向した表面の最大寸法が、真空
中の光速Cの四分の一を高周波印加電圧の周波数fで除
した値C/4fより小となるようにして処理することと
する(請求項1ないし請求項8に共通)。高周波電極
が、導体部を電気絶縁物により電気的に複数に分割して
なる場合には、この分割された各導体部の前記プラズマ
生成空間に対向した表面の最大寸法が、真空中の光速C
の四分の一を高周波印加電圧の周波数fで除した値C/
4fより小となるようにして処理することとする(請求
項2)。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve this problem, the present invention provides a method for disposing a high-frequency electrode and a substrate in a vacuum-tight hermetic reaction chamber having a gas introduction means and a vacuum exhaust means. A high-frequency glow discharge that introduces high-frequency power from a high-frequency power supply to a device including a substrate electrode, generates plasma by glow discharge excited by a high-frequency voltage applied to the high-frequency electrode, and performs surface treatment on the substrate Wherein the maximum dimension of the surface of the high-frequency electrode facing the plasma generation space is greater than a value C / 4f obtained by dividing a quarter of the speed of light C in vacuum by the frequency f of the high-frequency applied voltage. Processing is performed so as to be small (common to claims 1 to 8). In the case where the high-frequency electrode is formed by electrically dividing a conductor portion into a plurality of portions by an electric insulator, the maximum dimension of the surface of each of the divided conductor portions facing the plasma generation space is determined by the speed of light C in vacuum.
Divided by the frequency f of the high-frequency applied voltage C /
The processing is performed so as to be smaller than 4f (claim 2).

【0020】また、上記分割された各導体部に印加する
高周波電圧は、その位相をずらすことが好適である(請
求項3)。さらに高周波電圧をパルス状にオン・オフし
て繰り返し印加する(請求項4)あるいは、分割された
各導体部に印加する高周波電圧は、高周波電圧をパルス
状にオン・オフして繰り返し印加し、オン又はオフなら
びにオン・オフ両方のタイミングを、分割された各導体
部でずらすこと(請求項5)が望ましい。さらにまた、
高周波電圧の周波数を20から500MHzとすること(請求項
6)が望ましい。
It is preferable that the phase of the high-frequency voltage applied to each of the divided conductors is shifted (claim 3). Further, the high-frequency voltage is repeatedly turned on and off in a pulse shape and applied repeatedly (claim 4). Alternatively, the high-frequency voltage applied to each of the divided conductors is repeatedly applied by turning the high-frequency voltage on and off in a pulse shape, It is desirable to shift the timing of on or off and both on and off in each of the divided conductor portions (claim 5). Furthermore,
It is desirable that the frequency of the high-frequency voltage be 20 to 500 MHz (claim 6).

【0021】上記方法によれば、定在波の発生を抑止
し、放電の安定性,表面処理の均一性および表面処理速
度の向上を図ることができるが、その理由について以下
に述べる。
According to the above method, the generation of standing waves can be suppressed, and the stability of discharge, the uniformity of surface treatment, and the improvement of the surface treatment speed can be improved. The reasons will be described below.

【0022】高周波は一般に高周波電極の表面を伝播す
る表面波であるが、電極の材質が変わると(透磁率が異
なるため)その部分で反射波が発生し、定在波が発生す
ると考えられる。同じ波長、周波数で逆方向に進む波が
重なり合うと、図1に示すように定在波が発生する。逆
方向の波は、電極端面などの境界で反射された波であ
る。
The high frequency is generally a surface wave propagating on the surface of the high-frequency electrode. If the material of the electrode changes (because the magnetic permeability is different), it is considered that a reflected wave is generated at that portion and a standing wave is generated. When waves traveling in the opposite direction at the same wavelength and frequency overlap, a standing wave is generated as shown in FIG. The wave in the opposite direction is a wave reflected at a boundary such as an electrode end face.

【0023】図1において、定在波の振幅最大の点いわ
ゆる腹の現れる位置Xlは、 Xl=(2n+1)・λ/4−θ・λ/4π となる。定在波の振幅0の点いわゆる節の現れる位置Xn
は、 Xn=2n・λ/4−θ・λ/4π となる。ただし、λ:印加電圧の波長、θ:逆方向に進
む波の位相差、n:0,±1,±2,....。
[0023] In FIG. 1, a position X l of appearance of the maximum amplitude point called antinodes of the standing wave becomes X l = (2n + 1) · λ / 4-θ · λ / 4π. Position Xn of the point where the amplitude of the standing wave is 0, the so-called node
Becomes Xn = 2n · λ / 4−θ · λ / 4π. Here, λ: the wavelength of the applied voltage, θ: the phase difference of the wave traveling in the reverse direction, n: 0, ± 1, ± 2,. . . . .

【0024】Xlの位置とXnの位置の差を取ると、λ/4と
なる。高周波電極のプラズマを生成する空間に対向した
表面の最大寸法を、λ/4より短くすることによって、腹
と節が同時に電極上に発生することはない。電極端で反
射した波の位相は反射毎に位相がずれて、電極上に定在
波は存在しなくなる。ここで、λは、λ=v/f≒c/fとな
る。ただし、vは電極上での高周波が電極表面を伝播す
る速度、cは真空中の光速、fは印加電圧の周波数であ
る。λ/4は、c/4fで概算される。以下の議論では、λ/4
=c/4fを仮定している。ところで、上記において、v≒c
としてよいとする理由は、以下のとおりである。
[0024] Taking the difference between the position of the position and Xn of X l, a λ / 4. By making the maximum dimension of the surface of the high-frequency electrode facing the space for generating plasma shorter than λ / 4, antinodes and nodes do not simultaneously occur on the electrode. The phase of the wave reflected at the electrode end is shifted for each reflection, and no standing wave exists on the electrode. Here, λ is λ = v / f ≒ c / f. Here, v is the speed at which the high frequency on the electrode propagates on the electrode surface, c is the speed of light in vacuum, and f is the frequency of the applied voltage. λ / 4 is approximated by c / 4f. In the following discussion, λ / 4
= c / 4f. By the way, in the above, v ≒ c
The reason why it is acceptable is as follows.

【0025】導体を高周波の分布定数回路として捉える
ときには、エネルギーの伝播は、実質的に導体の回りに
誘起される電界と磁界による電磁波で運ばれる。本発明
の場合、電極面に沿った方向の膜厚分布等を問題にして
いるので、電極に沿った方向(電極に平行)に伝播する
電磁波について考えればよく、以下、高周波電極と基板
電極の間の媒質に誘起される電磁波について考察する。
When a conductor is regarded as a high-frequency distributed constant circuit, the propagation of energy is carried by electromagnetic waves caused by electric and magnetic fields induced around the conductor. In the case of the present invention, since the film thickness distribution in the direction along the electrode surface is taken into consideration, electromagnetic waves propagating in the direction along the electrode (parallel to the electrode) may be considered. Consider the electromagnetic waves induced in the medium between them.

【0026】電磁波は、高周波電極と基板電極の間に存
在する媒質中を伝播するので、本件のように真空排気さ
れた媒質は低気圧の気体である。電磁波の速度vは、
Since the electromagnetic wave propagates in a medium existing between the high-frequency electrode and the substrate electrode, the medium evacuated as in the present case is a low-pressure gas. The velocity v of the electromagnetic wave is

【0027】[0027]

【数1】 (Equation 1)

【0028】ここで、ε:媒質の誘電率、μ:媒質の透
磁率である。気体のばあい、ε≒ε0 ,μ≒μ
0 (ε0:真空中の誘電率、μ0:真空中の透磁率)であ
るから、従って、
Here, ε: dielectric constant of the medium, μ: magnetic permeability of the medium. In the case of gas, ε ≒ ε 0 , μ ≒ μ
00 : dielectric constant in vacuum, μ 0 : magnetic permeability in vacuum)

【0029】[0029]

【数2】 (Equation 2)

【0030】となる。ここで、c:真空中の光速、すな
わち真空中の電磁波の速度である。
## EQU1 ## Here, c: speed of light in vacuum, that is, speed of electromagnetic waves in vacuum.

【0031】大きい電極を用いる場合には、高周波電極
の導体部を絶縁物で電気的に複数に分割し、分割された
導体部のプラズマを生成する空間に対向した表面の最大
寸法を、λ/4より短くすることによって、電極上の定在
波の発生を抑えることができる。
When a large electrode is used, the conductor of the high-frequency electrode is electrically divided into a plurality of parts by an insulator, and the maximum dimension of the surface of the divided conductor facing the space for generating plasma is λ / By making the length shorter than 4, generation of standing waves on the electrodes can be suppressed.

【0032】ところで、電極を分割した場合でも、高周
波電圧は電磁波を介して隣接する分割電極に影響を与
え、場合によっては定在波が発生するが、分割電極の位
相をずらすことによって、隣接する分割電極からの影響
を抑制することができる。
By the way, even when the electrodes are divided, the high-frequency voltage affects adjacent divided electrodes via electromagnetic waves, and in some cases, a standing wave is generated. The influence from the divided electrodes can be suppressed.

【0033】また、パルス状にon、offすることによ
り、隣接する分割電極の影響を、時間的に分離すること
が可能となる。これによって、隣接する分割電極の高周
波電圧の影響を抑制することができる。また、パルス上
にon、offした場合、onの瞬間の位相は一定しないの
で、onする毎にほぼランダムに位相がずれるので、電極
を分割しない場合も、定在波はたちにくくなる。
Further, by turning on and off in a pulsed manner, it is possible to temporally separate the influence of adjacent divided electrodes. Thereby, the influence of the high frequency voltage of the adjacent divided electrodes can be suppressed. Further, when the pulse is turned on and off on a pulse, the phase at the moment of the on is not constant, so that the phase shifts almost randomly every time the pulse is turned on. Therefore, even when the electrodes are not divided, the standing wave is hardly generated.

【0034】上記のように電気的に複数に分割された導
体部に印加する高周波電圧の位相をずらすことによっ
て、定在波の発生を抑制し、放電の安定性を図ることが
できる。
By shifting the phase of the high-frequency voltage applied to the plurality of electrically divided conductor portions as described above, the generation of standing waves can be suppressed, and the stability of discharge can be improved.

【0035】また、高周波電圧をパルス状にオン、オフ
して繰り返し印加することによって、放電の安定性を図
るとともに、粉の発生を抑制することができる。
Further, by repeatedly applying the high-frequency voltage while turning it on and off in a pulsed manner, the stability of the discharge can be improved and the generation of powder can be suppressed.

【0036】また、高周波電圧をパルス状にオン、オフ
して繰り返し印加し、オンもしくはオフあるいは両方の
タイミングを、分割された導体部でずらすことによっ
て、電圧の印加される導体部を時間的にも限定すること
によって、面内均一性の向上、放電の安定性の向上する
ことができる。
Further, the high-frequency voltage is repeatedly applied by turning on and off in a pulsed manner, and the on or off or both timings are shifted by the divided conductors, so that the conductor to which the voltage is applied is temporally shifted. By also limiting the number, it is possible to improve in-plane uniformity and discharge stability.

【0037】さらにまた、高周波電圧の周波数を20から
500MHzとすることによって、RF波に比べて、表面処理の
速度を向上できる。
Further, the frequency of the high-frequency voltage is increased from 20.
By setting the frequency to 500 MHz, the speed of the surface treatment can be improved as compared with the RF wave.

【0038】また、基板電極と高周波電極を平行平板と
することによって、面内均一性を向上できる。
Further, by making the substrate electrode and the high-frequency electrode parallel flat plates, the in-plane uniformity can be improved.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】図面に基づき、本発明の実施の形
態について以下にのべる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0040】図2に本発明の第一の実施例を示す。高周
波電極1と基板電極2を反応室3の中に備える。高周波
電極1は、電気絶縁体102で複数の導体部101に電
気的に分割されている。導体部101の表面の最大寸法
はc/4fよりも小さい。高周波電源4で発生させた高周波
電圧は、マッチングボックス5を経て、高周波導入部6
を通して、導体部101に印加される。高周波導入部は
分割された導体部101に対応して、複数の高周波導入
部601に分割されている。基板電極2に基板7を配置
し、ヒータ8によって基板を加熱可能である。高周波電
極1と基板電極2は、平板状で平行に配置されている。
FIG. 2 shows a first embodiment of the present invention. A high-frequency electrode 1 and a substrate electrode 2 are provided in a reaction chamber 3. The high-frequency electrode 1 is electrically divided into a plurality of conductors 101 by an electric insulator 102. The maximum dimension of the surface of the conductor portion 101 is smaller than c / 4f. A high-frequency voltage generated by the high-frequency power supply 4 passes through a matching box 5 and passes through a high-frequency introduction unit 6.
To the conductor 101 through The high-frequency introduction unit is divided into a plurality of high-frequency introduction units 601 corresponding to the divided conductor portions 101. A substrate 7 is arranged on the substrate electrode 2, and the substrate can be heated by a heater 8. The high-frequency electrode 1 and the substrate electrode 2 are arranged in parallel in a flat plate shape.

【0041】シラン、水素等のガスを反応室3の中に導
入し、排気系9によって反応室3の圧力を0.1Paから100
0Paに保ち、高周波電極1に印加した高周波電圧によっ
てプラズマ10を発生させる。プラズマ10によって、
ガスは分解され、基板7に非単結晶薄膜が作成される。
本図では、マッチングボックス5は一つであるが、分割
した導体部101に対応してそれぞれマッチングボック
スを設けてもよい。
Gases such as silane and hydrogen are introduced into the reaction chamber 3, and the pressure in the reaction chamber 3 is increased from 0.1 Pa to 100 Pa by the exhaust system 9.
The plasma 10 is generated by the high frequency voltage applied to the high frequency electrode 1 while maintaining the pressure at 0 Pa. By the plasma 10,
The gas is decomposed and a non-single-crystal thin film is formed on the substrate 7.
In this drawing, the number of the matching box 5 is one, but a matching box may be provided for each of the divided conductor portions 101.

【0042】図3に本発明の第二の実施例を示す。図3
(a)は、円形の高周波電極1を絶縁物102で、4つ
の導体部101A、101B、101C、101Dに電気的に分割してい
る。その際、導体部の最大長がc/4fよりも小さくしてあ
る。図3(b)は、長方形の高周波電極1を絶縁物10
2で、6つの導体部101a、101b、101c、101d、101e、10
1fに電気的に分割している。その際、導体部の最大長
を、c/4fよりも小さくしてある。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. FIG.
1A, a circular high-frequency electrode 1 is electrically divided into four conductor portions 101A, 101B, 101C, and 101D by an insulator 102. At this time, the maximum length of the conductor is smaller than c / 4f. FIG. 3B shows a rectangular high-frequency electrode 1 connected to an insulator 10.
2, six conductor portions 101a, 101b, 101c, 101d, 101e, 10
It is electrically divided into 1f. At this time, the maximum length of the conductor is smaller than c / 4f.

【0043】表1は、外寸1m×2mの高周波電極を用い
て、周波数13.56MHzと、70MHzで非晶質シリコン薄膜を
0.8m×1.6mのガラス基板に堆積したときの膜厚分布を示
す。
Table 1 shows that an amorphous silicon thin film was formed at a frequency of 13.56 MHz and a frequency of 70 MHz using a high-frequency electrode having an outer dimension of 1 m × 2 m.
3 shows a film thickness distribution when deposited on a 0.8 mx 1.6 m glass substrate.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】高周波電極には、図12(b)に示す導体
部を分割しない従来法のものと、図3(b)に示す導体
部を6分割したものを用いた。高周波電力は100Wとし、
ガスにはシラン50%、水素50%の混合ガスを用い、圧力は
40Paとした。いずれの電極でも、13.56MHzのRF波のとき
は、膜厚分布は±5%と±4%で大きな差はなく、ほぼ均一
に基板上に非晶質シリコンが作成された。これに対し
て、70MHzのVHF波では、従来法の高周波電極では、±20
%と膜厚の分布が大きくなった。第一の実施例の導体部
を6分割した電極では、70MHzにおいても膜厚分布は±5%
に収まっている。
As the high-frequency electrodes, there were used a conventional method in which the conductor shown in FIG. 12B was not divided, and a material obtained by dividing the conductor shown in FIG. 3B into six. High frequency power is 100W,
A mixed gas of 50% silane and 50% hydrogen is used as the gas, and the pressure is
40 Pa. In any of the electrodes, the film thickness distribution was ± 5% and ± 4% with no significant difference at 13.56 MHz RF wave, and amorphous silicon was formed almost uniformly on the substrate. On the other hand, for a 70 MHz VHF wave, the conventional high-frequency electrode
% And the distribution of the film thickness became large. In the electrode obtained by dividing the conductor portion of the first embodiment into six, the film thickness distribution was ± 5% even at 70 MHz.
It fits in.

【0046】図4は、 c/4fを周波数fに対して示したも
のである。図から分かるように、 c/4fは周波数の増加
ととともに短くなる。図5に、10〜200MHzの範囲のc/4f
の変化を示す。
FIG. 4 shows c / 4f with respect to frequency f. As can be seen, c / 4f decreases with increasing frequency. FIG. 5 shows c / 4f in the range of 10 to 200 MHz.
Shows the change in

【0047】13.56MHzではc/4f≒5.5m、70MHzではc/4f
≒1.1mである。表1において、導体部の最大長Lmaxは従
来法で2.2m、第一の実施例では0.8mになっている。従っ
て、 従来法: Lmax< c/4f (13.56MHz)、Lmax> c/4
f(70MHz) 第一の実施例: Lmax< c/4f (13.56MHz)、Lmax< c/4
f (70MHz) となり、従来法では定在波の発生により、70MHzで膜厚
分布が大きくなったといえる。これに対して、第一の実
施例では、70MHzにおいてもLmax< c/4fが保たれて、定
在波の発生が抑制されて膜厚の面内均一性がよくなった
といえる。
C / 4f ≒ 5.5 m at 13.56 MHz, c / 4f at 70 MHz
≒ 1.1m. In Table 1, the maximum length Lmax of the conductor is 2.2 m in the conventional method and 0.8 m in the first embodiment. Therefore, the conventional method: Lmax <c / 4f (13.56 MHz), Lmax> c / 4
f (70MHz) First embodiment: Lmax <c / 4f (13.56MHz), Lmax <c / 4
f (70 MHz), and it can be said that the film thickness distribution became large at 70 MHz due to the generation of the standing wave in the conventional method. On the other hand, in the first embodiment, it can be said that Lmax <c / 4f was maintained even at 70 MHz, the generation of standing waves was suppressed, and the in-plane uniformity of the film thickness was improved.

【0048】図6は本発明の第三の実施例である。位相
調整器11を備え、各導体部に位相差を設けて、高周波
電圧を印加する。位相調整器として最も簡便には、高周
波導入部の長さを位相差に応じて各導体部で変化させて
実現できる。例えば、100MHzの場合の波長は、c/f=3×
108[m/s]/108[Hz]=3[m]。1波長で電磁波の位相
は、360°なので、60°の場合の長さLは、L=3[m]×60
[°]/360[°]=0.5[m]となる。従って、0.5m進む
間に、位相が60°変わり、高周波導入部の長さを0.5
mずつ変えれば、60°の位相差を実現できる。また、電
気回路で実現することもできる。
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention. A phase adjuster 11 is provided to apply a high-frequency voltage by providing a phase difference to each conductor. Most simply as a phase adjuster, it can be realized by changing the length of the high-frequency introduction part in each conductor according to the phase difference. For example, the wavelength at 100 MHz is c / f = 3 ×
10 8 [m / s] / 10 8 [Hz] = 3 [m]. Since the phase of the electromagnetic wave at one wavelength is 360 °, the length L at 60 ° is L = 3 [m] × 60.
[°] / 360 [°] = 0.5 [m]. Therefore, the phase changes by 60 ° during the travel of 0.5 m, and the length of the high-frequency introduction section is reduced by 0.5.
By changing m, a phase difference of 60 ° can be realized. Further, it can be realized by an electric circuit.

【0049】図7は、図3(b)の電極を用いて、各導
体部に60°ずつの位相をずらした場合の各導体部の高周
波電圧波形である。本実施例を用いて70MHzで非晶質シ
リコンを堆積した場合の膜厚分布は、±4%となり、位相
差無しの場合に比べて膜厚の均一性がよくなった。な
お、位相差以外は第一の実施例と同じ条件で非晶質シリ
コン膜を堆積した。
FIG. 7 shows a high-frequency voltage waveform of each conductor when the phase of each conductor is shifted by 60 ° using the electrode of FIG. 3B. The film thickness distribution when amorphous silicon was deposited at 70 MHz using the present example was ± 4%, and the film thickness uniformity was better than when there was no phase difference. The amorphous silicon film was deposited under the same conditions as in the first embodiment except for the phase difference.

【0050】図8に本発明の第四の実施例を示す。パル
ス変調器12によって、高周波電圧をオン、オフ変調す
る。本実施例を用いて、70MHzの高周波を用いて非晶質
シリコン薄膜を0.8m×1.6mのガラス基板に堆積した。デ
ューティー比50%で、1kHzでパルス変調をかけた。パワ
ーを増加させて1kW印加させても、粉の発生は認められ
ず、放電も安定していた。これに対して、パルス変調し
ない場合は500Wから放電が不安定になり、電極端部で粉
の発生が認められた。
FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention. The high frequency voltage is modulated on and off by the pulse modulator 12. Using this example, an amorphous silicon thin film was deposited on a glass substrate of 0.8 m × 1.6 m using a high frequency of 70 MHz. Pulse modulation was applied at 1 kHz with a duty ratio of 50%. Even when the power was increased and 1 kW was applied, generation of powder was not observed, and discharge was stable. On the other hand, when pulse modulation was not performed, the discharge became unstable from 500 W, and powder generation was observed at the electrode end.

【0051】図9に本発明の第五の実施例を示す。ゲー
ト回路13によって、パルス変調された高周波のオン、
オフのタイミングを各導体部でずらすことができる。
FIG. 9 shows a fifth embodiment of the present invention. The high frequency pulse-modulated by the gate circuit 13 is turned on,
The off timing can be shifted for each conductor.

【0052】図10は電圧印加波形の例である。図3
(b)の電極の導体部101a〜101fにタイミングをずらし
て高周波電圧を印加することにより、放電の面内均一性
が向上するとともに、放電が安定した。本実施例を用い
て、70MHzの高周波を用いて非晶質シリコン薄膜を0.8m
×1.6mのガラス基板に堆積した。本実施例を用いて、パ
ワー1200W(時間平均で200W)の高周波を用いた場合、膜
厚分布は±3%であった。これに対して、200Wにおいて、
第一の実施例の構成で膜厚分布は±5%であった。
FIG. 10 is an example of a voltage application waveform. FIG.
By applying a high-frequency voltage to the conductor portions 101a to 101f of the electrode (b) at a shifted timing, the in-plane uniformity of the discharge was improved and the discharge was stabilized. Using this example, an amorphous silicon thin film of 0.8 m using a high frequency of 70 MHz
Deposited on a 1.6 m glass substrate. When a high frequency power of 1200 W (time average of 200 W) was used in this example, the film thickness distribution was ± 3%. On the other hand, at 200W,
In the configuration of the first example, the film thickness distribution was ± 5%.

【0053】本発明の表面処理方法は、非晶質シリコン
の堆積以外にも、ガスをシランと窒素、アンモニアなど
の混合ガスとすることによって非晶質シリコンナイトラ
イド、シランと二酸化炭素等を用いることによって非晶
質シリコンオキサイド、シランと炭化水素を用いること
によって非晶質シリコンカーバイド、シランとゲルマン
を用いることによって非晶質シリコンゲルマニウムなど
の非晶質シリコン合金の堆積、微結晶シリコンや多結晶
シリコンの堆積にも適用可能である。
In the surface treatment method of the present invention, in addition to the deposition of amorphous silicon, amorphous silicon nitride, silane and carbon dioxide, etc. are used by using a mixed gas of silane, nitrogen, and ammonia. Deposition of amorphous silicon alloys such as amorphous silicon oxide, amorphous silicon carbide by using silane and hydrocarbon, amorphous silicon germanium by using silane and germanium, microcrystalline silicon and polycrystalline It is also applicable to silicon deposition.

【0054】また、高周波電極にターゲットを配置する
ことによって、アルミニウム、チタン、銀などの金属、
ITO、ZnOなどの透明導電膜などをスパッタによって堆積
することも可能である。
Further, by arranging a target on the high-frequency electrode, a metal such as aluminum, titanium, and silver can be used.
It is also possible to deposit a transparent conductive film such as ITO or ZnO by sputtering.

【0055】また、ガスにC3F8などのフルオロカーボン
やSF6などを用いることにより、LSIのエッチングプロセ
スにも適用可能である。VHF波を用いて大面積に面内均
一性よくプラズマを発生できるので、低い電子温度によ
ってCFxラジカルが選択されてサイドエッチが抑制され
る。また、下地材料をオーバーエッチしてしまったりや
エッチング材料の残留など面内のエッチングむらを抑制
できる。
Further, by using a fluorocarbon such as C 3 F 8 or SF 6 as a gas, the present invention can be applied to an LSI etching process. Since plasma can be generated over a large area with in-plane uniformity using VHF waves, CFx radicals are selected by a low electron temperature, and side etching is suppressed. Further, it is possible to suppress in-plane etching unevenness such as over-etching of a base material and remaining of an etching material.

【0056】また、ガスに酸素を用いて表面酸化、ガス
に窒素を用いて表面窒化などの表面改質にも適用可能で
ある。
The present invention is also applicable to surface reforming such as surface oxidation using oxygen as a gas and surface nitriding using nitrogen as a gas.

【0057】また、高周波電圧の周波数を望ましくは、
20〜500MHzとすることにより、スループットの向上とと
もに、非晶質シリコン、微結晶シリコンなどの膜質改
善、エッチングの選択比の向上、表面改質の処理時間の
短縮などに効果がある。
The frequency of the high frequency voltage is preferably
By setting the frequency to 20 to 500 MHz, the throughput is improved, and the film quality of amorphous silicon, microcrystalline silicon, and the like is improved, the etching selectivity is improved, and the processing time for surface modification is shortened.

【0058】また、電極の配置を、平行平板にすること
によって、面内均一性を向上させることができる。
Further, by arranging the electrodes in parallel plates, the in-plane uniformity can be improved.

【0059】[0059]

【発明の効果】前述のように、この発明は、ガス導入手
段と真空排気手段とを有する真空気密可能な反応室内
に、高周波電極と,基板を配設するための基板電極とを
備えた装置に、高周波電源から高周波電力を導入し、前
記高周波電極に印加された高周波電圧により励起される
グロー放電によりプラズマを発生して、前記基板の表面
処理を行う高周波グロー放電を利用した表面処理方法に
おいて、前記高周波電極の前記プラズマ生成空間に対向
した表面の最大寸法が、真空中の光速Cの四分の一を高
周波印加電圧の周波数fで除した値C/4fより小とな
るようにして処理することとし(請求項1ないし請求項
8に共通)、また、高周波電極が、導体部を電気絶縁物
により電気的に複数に分割してなる場合には、この分割
された各導体部の前記プラズマ生成空間に対向した表面
の最大寸法が、真空中の光速Cの四分の一を高周波印加
電圧の周波数fで除した値C/4fより小となるように
して処理することとし(請求項2)、また、上記分割さ
れた各導体部に印加する高周波電圧は、その位相をずら
すこととし(請求項3)、さらに高周波電圧をパルス状
にオン・オフして繰り返し印加する(請求項4)あるい
は、分割された各導体部に印加する高周波電圧は、高周
波電圧をパルス状にオン・オフして繰り返し印加し、オ
ン又はオフならびにオン・オフ両方のタイミングを、分
割された各導体部でずらすこととし(請求項5)、さら
にまた、高周波電圧の周波数を20から500MHzとすること
とした(請求項6)ので、プラズマCVDによる基板へ
の薄膜形成,スパッタによる基板への薄膜形成,エッチ
ング,表面改質などの高周波グロー放電を利用した表面
処理において、定在波の発生を抑止し、放電の安定性,
表面処理の均一性および表面処理速度の向上を図ること
ができる。
As described above, the present invention provides an apparatus having a high-frequency electrode and a substrate electrode for disposing a substrate in a vacuum-tightly sealed reaction chamber having a gas introduction means and a vacuum exhaust means. In a surface treatment method using a high-frequency glow discharge, which introduces high-frequency power from a high-frequency power source, generates plasma by glow discharge excited by a high-frequency voltage applied to the high-frequency electrode, and performs surface treatment on the substrate. The processing is performed such that the maximum dimension of the surface of the high-frequency electrode facing the plasma generation space is smaller than a value C / 4f obtained by dividing one-fourth of the speed of light C in vacuum by the frequency f of the high-frequency applied voltage. In addition, when the high-frequency electrode is formed by electrically dividing the conductor into a plurality of parts by using an electric insulator, the high-frequency electrode is provided in front of each of the divided conductors. The processing is performed so that the maximum dimension of the surface facing the plasma generation space is smaller than a value C / 4f obtained by dividing a quarter of the speed of light C in vacuum by the frequency f of the high frequency applied voltage. 2) In addition, the high-frequency voltage applied to each of the divided conductors is shifted in phase (claim 3), and the high-frequency voltage is repeatedly turned on and off in a pulse shape (claim 4). Alternatively, the high-frequency voltage applied to each of the divided conductors is repeatedly applied by turning the high-frequency voltage on and off in a pulsed manner, and the timing of both on or off and both on and off is controlled by each of the divided conductors. Since the frequency of the high frequency voltage is set to 20 to 500 MHz (claim 6), the thin film is formed on the substrate by plasma CVD, and the thin film is formed on the substrate by sputtering. In surface treatment using high frequency glow discharge such as formation, etching and surface modification, generation of standing wave is suppressed,
The uniformity of the surface treatment and the speed of the surface treatment can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】定在波に関する説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram relating to a standing wave.

【図2】この発明の第一の実施例の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a first embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第二の実施例の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a second embodiment of the present invention.

【図4】fとC/4fとの関係を両辺対数で示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between f and C / 4f by a logarithm on both sides.

【図5】fとC/4fとの関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between f and C / 4f.

【図6】この発明の第三の実施例の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of a third embodiment of the present invention.

【図7】位相をずらした場合の各導体部の高周波電圧波
形を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a high-frequency voltage waveform of each conductor when the phases are shifted.

【図8】この発明の第四の実施例の概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図9】この発明の第五の実施例の概略図である。FIG. 9 is a schematic view of a fifth embodiment of the present invention.

【図10】オン・オフのタイミングをずらした場合の各
導体部の高周波電圧波形を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a high-frequency voltage waveform of each conductor when the on / off timing is shifted.

【図11】従来の高周波グロー放電を利用した表面処理
方法を説明するための概略図である。
FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a conventional surface treatment method using high-frequency glow discharge.

【図12】従来の高周波電極の形状を示す図である。FIG. 12 is a view showing the shape of a conventional high-frequency electrode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:高周波電極、2:基板電極、3:反応室、4:高周
波電源、7:基板、9:排気系、12:パルス変調器、
13:ゲート回路、101:導体部、102:電気絶縁
体。
1: high frequency electrode, 2: substrate electrode, 3: reaction chamber, 4: high frequency power supply, 7: substrate, 9: exhaust system, 12: pulse modulator,
13: gate circuit, 101: conductor, 102: electrical insulator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/3065 H05H 1/46 M H05H 1/46 H01L 21/302 C Fターム(参考) 4K029 AA01 AA24 BA02 BA43 CA05 DC02 DC29 DC35 FA05 4K030 AA06 AA13 AA16 AA17 BA30 BB04 BB05 CA01 CA12 FA03 JA18 JA19 KA18 LA16 5F004 AA03 BA06 BB11 BB13 BC08 BD04 CA09 5F045 AA08 AA19 AB03 AB04 AB06 AB32 AB33 AC01 AC12 AE13 AE15 AE17 AE19 AE21 BB02 BB09 CA13 CA15 EH04 EH13 EH20 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/3065 H05H 1/46 M H05H 1/46 H01L 21/302 CF term (Reference) 4K029 AA01 AA24 BA02 BA43 CA05 DC02 DC29 DC35 FA05 4K030 AA06 AA13 AA16 AA17 BA30 BB04 BB05 CA01 CA12 FA03 JA18 JA19 KA18 LA16 5F004 AA03 BA06 BB11 BB13 BC08 BD04 CA09 5F045 AA08 AA19 AB03 AB04 AB06 AB32 AB33 AC01 AC12 AE13 AE13 AE13 AE13 AE13 AE13 EH20

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガス導入手段と真空排気手段とを有する
真空気密可能な反応室内に、高周波電極と,基板を配設
するための基板電極とを備えた装置に、高周波電源から
高周波電力を導入し、前記高周波電極に印加された高周
波電圧により励起されるグロー放電によりプラズマを発
生して、前記基板の表面処理を行う高周波グロー放電を
利用した表面処理方法において、前記高周波電極の前記
プラズマ生成空間に対向した表面の最大寸法が、真空中
の光速Cの四分の一を高周波印加電圧の周波数fで除し
た値C/4fより小となるようにして処理することを特
徴とする高周波グロー放電を利用した表面処理方法。
A high-frequency power is introduced from a high-frequency power supply to a device provided with a high-frequency electrode and a substrate electrode for disposing a substrate in a vacuum-tight reaction chamber having a gas introduction unit and a vacuum exhaust unit. And generating plasma by glow discharge excited by a high-frequency voltage applied to the high-frequency electrode, and using a high-frequency glow discharge for performing a surface treatment on the substrate. A high-frequency glow discharge characterized in that the maximum dimension of the surface facing the surface is smaller than a value C / 4f obtained by dividing a quarter of the speed of light C in vacuum by the frequency f of the high-frequency applied voltage. Surface treatment method using
【請求項2】 ガス導入手段と真空排気手段とを有する
真空気密可能な反応室内に、導体部を電気絶縁物により
電気的に複数に分割してなる高周波電極と,基板を配設
するための基板電極とを平行平板状に備えた装置に、高
周波電源から高周波電力を導入し、前記高周波電極の分
割された各導体部に印加された高周波電圧により励起さ
れるグロー放電によりプラズマを発生して、前記基板の
表面処理を行う高周波グロー放電を利用した表面処理方
法において、前記分割された各導体部の前記プラズマ生
成空間に対向した表面の最大寸法が、真空中の光速Cの
四分の一を高周波印加電圧の周波数fで除した値C/4
fより小となるようにして処理することを特徴とする高
周波グロー放電を利用した表面処理方法。
2. A high-frequency electrode having a conductor portion electrically divided into a plurality of parts by an electric insulator, and a substrate for disposing a substrate in a vacuum-tight reaction chamber having a gas introduction means and a vacuum exhaust means. A high-frequency power is introduced from a high-frequency power supply to a device having a substrate electrode and a parallel plate, and plasma is generated by glow discharge excited by a high-frequency voltage applied to each of the divided conductors of the high-frequency electrode. In the surface treatment method using high-frequency glow discharge for treating the surface of the substrate, the maximum dimension of the surface of each of the divided conductor portions facing the plasma generation space is one quarter of the speed of light C in a vacuum. Divided by the frequency f of the high frequency applied voltage C / 4
A surface treatment method using high-frequency glow discharge, wherein the treatment is performed so as to be smaller than f.
【請求項3】 請求項2記載の方法において、分割され
た各導体部に印加する高周波電圧の位相をずらすことを
特徴とする高周波グロー放電を利用した表面処理方法。
3. The method according to claim 2, wherein a phase of a high-frequency voltage applied to each of the divided conductors is shifted.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載の方
法において、高周波電圧をパルス状にオン・オフして繰
り返し印加することを特徴とする高周波グロー放電を利
用した表面処理方法。
4. The method according to claim 1, wherein the high-frequency voltage is applied in a pulsed manner, and is applied repeatedly in a pulsed manner.
【請求項5】 請求項2ないし3のいずれかに記載の方
法において、高周波電圧をパルス状にオン・オフして繰
り返し印加し、オン又はオフならびにオン・オフ両方の
タイミングを、分割された各導体部でずらすことを特徴
とする高周波グロー放電を利用した表面処理方法。
5. The method according to claim 2, wherein the high-frequency voltage is repeatedly applied in a pulsed manner to be turned on and off, and both on and off and both on and off timings are divided. A surface treatment method using high-frequency glow discharge, wherein the surface is shifted at a conductor portion.
【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載の方
法において、高周波電圧の周波数を20から500MHzとする
ことを特徴とする高周波グロー放電を利用した表面処理
方法。
6. The method according to claim 1, wherein the frequency of the high-frequency voltage is 20 to 500 MHz.
【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかに記載の方
法において、前記表面処理は、プラズマCVDによる基
板への薄膜形成,スパッタによる基板への薄膜形成,エ
ッチング,表面改質のいずれかの処理であることを特徴
とする高周波グロー放電を利用した表面処理方法。
7. The method according to claim 1, wherein the surface treatment is performed by forming a thin film on the substrate by plasma CVD, forming a thin film on the substrate by sputtering, etching, or surface modification. A surface treatment method using high-frequency glow discharge, which is a treatment.
【請求項8】 請求項7に記載のプラズマCVDによる
基板への薄膜形成の薄膜は、非晶質シリコンもしくは非
晶質シリコン合金,微結晶シリコンもしくは微結晶シリ
コン合金,多結晶シリコンもしくは多結晶シリコン合金
のいずれかであることを特徴とする高周波グロー放電を
利用した表面処理方法。
8. The thin film for forming a thin film on a substrate by plasma CVD according to claim 7, wherein the thin film is amorphous silicon or an amorphous silicon alloy, microcrystalline silicon or a microcrystalline silicon alloy, polycrystalline silicon or polycrystalline silicon. A surface treatment method using a high-frequency glow discharge, which is one of alloys.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001168044A (en) * 1999-12-14 2001-06-22 Sharp Corp Plasma enhanced cvd device, method of manufacturing thin film using it, and method of manufacturing thin film solar battery
US6797112B2 (en) 2001-03-19 2004-09-28 Hitachi, Ltd. Plasma treatment apparatus and method of producing semiconductor device using the apparatus
JP2005264172A (en) * 2004-03-16 2005-09-29 Fuji Electric Holdings Co Ltd Plasma CVD equipment
JP2006336040A (en) * 2005-05-31 2006-12-14 Fuji Electric Holdings Co Ltd Plasma CVD equipment
JP2007119911A (en) * 2005-09-27 2007-05-17 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Film deposition apparatus, film deposition method, and photoelectric converter manufacturing method
JP2008191166A (en) * 2008-04-02 2008-08-21 Keio Gijuku Glow discharge drilling apparatus and glow discharge drilling method
JP2008248281A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Plasma generator and thin film deposition apparatus using the same
JP2008251682A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Thin-film forming apparatus and plasma generation method
JPWO2010010956A1 (en) * 2008-07-25 2012-01-05 株式会社アルバック Thin-film solar cell manufacturing apparatus and manufacturing method, and thin-film solar cell
US8192545B2 (en) 2005-09-27 2012-06-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Film formation apparatus, method for forming film, and method for manufacturing photoelectric conversion device
JP2015045037A (en) * 2013-08-27 2015-03-12 日立造船株式会社 Sputtering apparatus and thin film forming method
JP2022045827A (en) * 2020-09-09 2022-03-22 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing device and high-frequency power application method thereof

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001168044A (en) * 1999-12-14 2001-06-22 Sharp Corp Plasma enhanced cvd device, method of manufacturing thin film using it, and method of manufacturing thin film solar battery
US6797112B2 (en) 2001-03-19 2004-09-28 Hitachi, Ltd. Plasma treatment apparatus and method of producing semiconductor device using the apparatus
JP2005264172A (en) * 2004-03-16 2005-09-29 Fuji Electric Holdings Co Ltd Plasma CVD equipment
JP2006336040A (en) * 2005-05-31 2006-12-14 Fuji Electric Holdings Co Ltd Plasma CVD equipment
US8192545B2 (en) 2005-09-27 2012-06-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Film formation apparatus, method for forming film, and method for manufacturing photoelectric conversion device
JP2007119911A (en) * 2005-09-27 2007-05-17 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Film deposition apparatus, film deposition method, and photoelectric converter manufacturing method
JP2008248281A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Plasma generator and thin film deposition apparatus using the same
JP2008251682A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Thin-film forming apparatus and plasma generation method
JP2008191166A (en) * 2008-04-02 2008-08-21 Keio Gijuku Glow discharge drilling apparatus and glow discharge drilling method
JPWO2010010956A1 (en) * 2008-07-25 2012-01-05 株式会社アルバック Thin-film solar cell manufacturing apparatus and manufacturing method, and thin-film solar cell
JP2015045037A (en) * 2013-08-27 2015-03-12 日立造船株式会社 Sputtering apparatus and thin film forming method
JP2022045827A (en) * 2020-09-09 2022-03-22 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing device and high-frequency power application method thereof
JP7499656B2 (en) 2020-09-09 2024-06-14 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing apparatus and high frequency power application method for plasma processing apparatus

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