JP3425009B2 - Surface treatment equipment - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本願の発明は、プラズマを利用し
て基板の表面に所定の処理を施す表面処理装置に関し、
特に、高周波電力により生じさせた気体放電によってプ
ラズマを生成するタイプの表面処理装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface treatment apparatus for subjecting a surface of a substrate to a predetermined treatment using plasma,
In particular, the present invention relates to a surface treatment apparatus of a type that generates plasma by gas discharge generated by high frequency power.
【０００２】[0002]
【従来の技術】基板の表面に各種処理を施すことは、Ｌ
ＳＩ（大規模集積回路）、ＬＣＤ（液晶ディスプレ
イ）、情報記録ディスク等の製作において盛んに行われ
ている。表面処理の種類は、薄膜形成、エッチング、表
面改質など多岐に亘るが、多くの場合、プラズマの物理
的又は化学的作用を利用した表面処理が行われている。
このような表面処理のためのプラズマ生成の方式には、
いつかのタイプが存在するが、高密度プラズマを高効率
で得る観点から、高周波電力により生じさせた気体放電
を使用する方式が頻繁に採用されている。2. Description of the Related Art Applying various treatments to the surface of a substrate is called L
It is widely used in the production of SI (Large Scale Integrated Circuit), LCD (Liquid Crystal Display), information recording disk and the like. There are various kinds of surface treatments such as thin film formation, etching, and surface modification, but in many cases, surface treatment utilizing physical or chemical action of plasma is performed.
The plasma generation method for such surface treatment includes
There are some types, but from the viewpoint of obtaining high-density plasma with high efficiency, a method using gas discharge generated by high-frequency power is frequently adopted.
【０００３】図５は、このような高周波電力による気体
放電を使用した従来の表面処理装置の構成を説明する概
略図である。図５に示す表面処理装置は、排気系１１を
備えた真空容器１と、真空容器１内に放電用ガスを導入
する放電用ガス導入系２と、真空容器１内の所定の位置
に配置された電極体３と、この電極体３に高周波電力を
印加して放電用ガスを放電させてプラズマを生成する電
力印加機構４とを具備している。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the structure of a conventional surface treatment apparatus using such a gas discharge by high frequency power. The surface treatment apparatus shown in FIG. 5 is provided with a vacuum container 1 having an exhaust system 11, a discharge gas introduction system 2 for introducing a discharge gas into the vacuum container 1, and a predetermined position in the vacuum container 1. The electrode body 3 and the power application mechanism 4 for applying high frequency power to the electrode body 3 to discharge the discharge gas and generate plasma.
【０００４】電力印加機構４は、高周波を発生させる高
周波電源４１と、高周波電源４１が発生させた高周波電
力を真空容器１内の電極体３に導く導波体４２と、導波
体４２上に配置された整合器４３等から構成される。基
板５０は、多くの場合、プラズマが生成される空間（以
下、プラズマ生成空と略称する）を挟んで電極体３に対
向して配置された基板ホルダ５上に保持される。The power applying mechanism 4 includes a high frequency power source 41 for generating a high frequency, a waveguide 42 for guiding the high frequency power generated by the high frequency power source 41 to the electrode body 3 in the vacuum container 1, and a waveguide 42. The matching unit 43 and the like are arranged. In many cases, the substrate 50 is held on a substrate holder 5 arranged so as to face the electrode body 3 with a space in which plasma is generated (hereinafter, abbreviated as plasma generation sky) sandwiched.
【０００５】図５の表面処理装置において、排気系１１
によって排気された真空容器１内に放電用ガス導入系２
によって放電用ガスを導入するとともに、電力印加機構
４によって電極体３に所定の高周波電力を印加する。導
入された放電用ガスは電極体３に誘起された高周波の電
界によって放電し、プラズマを生成する。そして、生成
されたプラズマの物理的又は化学的作用によって、基板
５の表面に所定の処理が施される。例えば放電用ガスと
してエッチング作用を有するガスを導入すれば、基板５
の表面に所定のエッチング処理が行われることになる。
尚、印加される高周波電力は、ＨＦ帯に属する１３．５
６ＭＨｚの周波数のものが採用されることが多い。ま
た、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）を利用してプラ
ズマを生成する装置では、２．５４ＧＨｚのマイクロ波
が使用される場合もある。In the surface treatment apparatus of FIG. 5, the exhaust system 11
Discharge gas introduction system 2 in vacuum container 1 evacuated by
The discharge gas is introduced by means of the power application mechanism 4, and a predetermined high frequency power is applied to the electrode body 3 by the power application mechanism 4. The introduced discharge gas is discharged by the high frequency electric field induced in the electrode body 3 to generate plasma. Then, the surface of the substrate 5 is subjected to a predetermined treatment by the physical or chemical action of the generated plasma. For example, if a gas having an etching action is introduced as a discharge gas, the substrate 5
A predetermined etching process is performed on the surface of the.
The applied high-frequency power is 13.5 belonging to the HF band.
A frequency of 6 MHz is often adopted. Further, in an apparatus that generates plasma by using ECR (electron cyclotron resonance), a microwave of 2.54 GHz may be used in some cases.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記のような表面処理
装置の一つの傾向として、処理される基板の大型化とい
う点がある。これは、例えばＬＣＤ用の基板の場合、表
示面積の大きなＬＣＤを製作する必要から、基板が大型
化する傾向がある。また、ＬＳＩ用のウエハの分野で
も、一枚のウエハから多くのデバイスを製作する要請
上、ウエハサイズは大きくなる傾向にある。このように
大型の基板の表面をプラズマによって処理する場合、基
板の表面の大きさに対応した大きなプラズマ生成空間が
必要になる。このことは、上記のような電極体を使用し
た表面処理装置では、基板の大型化に従って電極体も大
きくしていかなければならないことを意味する。One of the tendencies of the surface treatment apparatus as described above is that the size of the substrate to be treated is increased. This is because, for example, in the case of a substrate for LCD, it is necessary to manufacture an LCD having a large display area, so that the substrate tends to be large. Also in the field of LSI wafers, the wafer size tends to increase due to the demand for manufacturing many devices from one wafer. When the surface of a large-sized substrate is treated with plasma as described above, a large plasma generation space corresponding to the size of the surface of the substrate is required. This means that in the surface treatment apparatus using the electrode body as described above, the electrode body must be enlarged as the size of the substrate is increased.
【０００７】しかしながら、発明者の研究によると、上
述のような高周波電力を使用した装置において電極体が
大きくなると、高周波電力の波長に対する電極体の大き
さの相対的な関係から、生成されるプラズマの分布が不
均一になり易いことが判明した。即ち、電極体のプラズ
マ生成空間に対向した表面（以下、前面と称す）の大き
さが、高周波電力の波長よりも充分小さい場合には、高
周波電力の波長に起因するプラズマ密度の不均一性の問
題は生じない。しかし、電極体の前面の大きさが高周波
電力の波長の四分の一の長さ（以下、λ／４）に近づく
と、プラズマ密度の不均一性の問題が徐々に顕在化す
る。これは、電極体によってプラズマ生成空間に誘起さ
れる電界の強度が高周波電力の波長に応じた強弱の分布
を有することに起因している。発明者の検討によると、
電極体が大きくなり前面の大きさがλ／４を越えてしま
うと、上記従来装置の構成では実用上かなり問題となる
プラズマ密度不均一性となってしまう。However, according to the research by the inventor, when the electrode body becomes large in the above-mentioned apparatus using high frequency power, plasma generated due to the relative relationship between the size of the electrode body and the wavelength of the high frequency power. It has been found that the distribution of is likely to be non-uniform. That is, when the size of the surface of the electrode body facing the plasma generation space (hereinafter referred to as the front surface) is sufficiently smaller than the wavelength of the high frequency power, the non-uniformity of the plasma density due to the wavelength of the high frequency power is generated. There is no problem. However, when the size of the front surface of the electrode body approaches a quarter of the wavelength of the high frequency power (hereinafter, λ / 4), the problem of non-uniformity of the plasma density becomes gradually apparent. This is because the strength of the electric field induced in the plasma generation space by the electrode body has a distribution of strength and weakness according to the wavelength of the high frequency power. According to the inventor's examination,
If the electrode body becomes large and the size of the front surface exceeds λ / 4, the plasma density becomes nonuniform, which is a problem in practice in the configuration of the conventional device.
【０００８】一方、アモルファスシリコン薄膜等を作成
する表面処理の分野では、良質な薄膜を得るため、上述
のようなＨＦ帯の高周波ではなく、ＶＨＦ帯の高周波の
使用が提案されている（Ｓ．Ｏｄａ， Ｐｌａｓｍａ
Ｓｏｕｒｃｅｓ Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．， ２
（１９９３） ２６）。この提案によると、１３．５６
ＭＨｚの場合と同じ大きさの電圧を１４４ＭＨｚの高周
波で印加することによって成膜速度は１３．５６ＭＨｚ
の場合の約３０倍となり、かつ膜中のＳｉＨ2結合の現
象により膜質が向上し、さらにＳｉの微粒子の生成も防
ぐことが可能であると報告されている。On the other hand, in the field of surface treatment for producing an amorphous silicon thin film or the like, in order to obtain a high quality thin film, it is proposed to use a high frequency wave in the VHF band instead of the high frequency wave in the HF band as described above (S. Oda, Plasma
Sources Sci. Technol. , 2
(1993) 26). According to this proposal, 13.56
By applying a voltage of the same magnitude as in the case of MHz at a high frequency of 144 MHz, the film formation rate is 13.56 MHz.
It is reported that it is about 30 times that of the above case, the film quality is improved by the phenomenon of SiH 2 bond in the film, and the generation of Si fine particles can be prevented.
【０００９】しかしながら、発明者の研究によると、１
４４ＭＨｚ程度のＶＨＦ帯の高周波を使用すると、上記
のようなプラズマ密度の不均一性の問題は避けられなく
なる。即ち、例えばＴＦＴアクティブマトリックス型Ｌ
ＣＤを製作する際のアモルファスシリコン薄膜の作成で
は、５００ｍｍ×６００ｍｍ程度の方形な板状の電極体
が使用される。一方、１４４ＭＨｚの高周波電力の波長
は２．１ｍ程度となり、従って、λ／４は５００ｍｍ程
度となる。この数字は、前記電極体の前面の大きさにほ
ぼ等しくなる。このため、上記文献で提案されているよ
うな１４４ＭＨｚの高周波を従来の装置に適用した場合
には、前述のように不均一なプラズマが生成されてしま
う。However, according to the research by the inventor, 1
When a high frequency in the VHF band of about 44 MHz is used, the above-mentioned problem of nonuniform plasma density cannot be avoided. That is, for example, TFT active matrix type L
When forming an amorphous silicon thin film when manufacturing a CD, a rectangular plate-shaped electrode body of about 500 mm × 600 mm is used. On the other hand, the wavelength of the high-frequency power of 144 MHz is about 2.1 m, and therefore λ / 4 is about 500 mm. This number is approximately equal to the size of the front surface of the electrode body. Therefore, when the high frequency of 144 MHz as proposed in the above document is applied to the conventional device, the nonuniform plasma is generated as described above.
【００１０】また一方、発明者の研究によると、上記文
献のようなＶＨＦ帯の高周波を使用したプラズマでは、
表皮効果に起因した電極体の表面インピーダンスの問題
も顕在化する。即ち、ＶＨＦ帯のように周波数が高くな
ると、高周波電流は導体表面付近のみを流れるようにな
る。電流が流れる導体表面付近の領域の厚さ（以下、表
皮厚み）δは、δ＝√｛２／（ωμ０ σ）｝（但し、
ω；角周波数，μ０ ；透磁率，σ；導電率）で与えら
れる。即ち、表皮厚みδは、ω（＝２πｆ）の１／２乗
に比例して小さくなるため、ＶＨＦ波の場合、１３．５
６ＭＨｚのＨＦ波に比べると２／３〜１／５程度となっ
てしまう。On the other hand, according to the research by the inventor, in the plasma using the high frequency in the VHF band as in the above-mentioned document,
The problem of the surface impedance of the electrode body due to the skin effect also becomes apparent. That is, when the frequency becomes high as in the VHF band, the high frequency current flows only near the conductor surface. The thickness δ of the area near the conductor surface where the current flows (hereinafter referred to as the skin thickness) is δ = √ {2 / (ωμ 0 σ)} (however,
ω; angular frequency, μ 0 ; magnetic permeability, σ: conductivity). That is, since the skin thickness δ decreases in proportion to the 1/2 power of ω (= 2πf), in the case of VHF wave, 13.5
Compared with the HF wave of 6 MHz, it becomes about 2/3 to 1/5.
【００１１】このため、電極体の表面におけるジュール
損が大きくなり、その結果、プラズマ生成全体の電力効
率が低下するとともに、伝搬経路の長さの相違によるプ
ラズマ密度の不均一化の問題も生じる。さらに、電極体
の表面インピーダンスは、電極体の表面の荒さや汚れ等
に左右され、一様な表面インピーダンスを達成すること
は困難である。それ故、この点でも従来の装置でのＶＨ
Ｆ波の使用は、プラズマ密度の不均一化をもたらすこと
になる。尚、上記のようなプラズマ密度の不均一化は、
当然のことながら、基板に対する表面処理の不均一化を
もたらす。Therefore, the Joule loss on the surface of the electrode body becomes large, and as a result, the power efficiency of the whole plasma generation decreases, and the problem of nonuniform plasma density due to the difference in the length of the propagation path also arises. Furthermore, the surface impedance of the electrode body depends on the surface roughness and dirt of the electrode body, and it is difficult to achieve a uniform surface impedance. Therefore, in this respect as well, the VH in the conventional device is
The use of F-waves will result in non-uniform plasma density. In addition, the non-uniformity of the plasma density as described above is
Naturally, this leads to non-uniformity of the surface treatment on the substrate.
【００１２】本願発明は、かかる課題を解決するために
なされたものであり、大型の電極を使用する一方でより
高い周波数の高周波電力を使用したりする場合であって
も、プラズマ密度が不均一化することがなく、基板に対
する均一な表面処理が行えるような装置を提供すること
を目的としている。The present invention has been made in order to solve the above problems, and the plasma density is non-uniform even when a large electrode is used and high frequency power of a higher frequency is used. It is an object of the present invention to provide an apparatus capable of performing a uniform surface treatment on a substrate without causing deterioration.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願の請求項１記載の発明は、排気系を備えた真空
容器と、真空容器内に放電用ガスを導入する放電用ガス
導入系と、真空容器内の所定の位置に配置された電極体
と、この電極体に高周波電力を印加して放電用ガスを放
電させてプラズマを生成する電力印加機構とを具備し、
生成したプラズマを利用して基板の表面を処理する表面
処理装置において、前記電極体は、その前面の周縁上の
任意の二点のうちの最も距離の長い二点間の距離が、前
記高周波電力の波長の四分の一よりも長い形状であり、
かつ、前記電力印加機構による電極体への電力供給箇所
は均等な位置に複数設定されており、さらに、前記高周
波電力の周波数は、３０から３００ＭＨｚのＶＨＦ帯に
属しているとともに、前記電力供給箇所の間隔は、前記
高周波電力の波長の１／２から外れているという構成を
有する。同様に上記目的を達成するため、請求項２記載
の発明は、上記請求項１の構成において、電力印加機構
は、高周波電力を発生させる高周波電源と、高周波電源
の出力を複数の電力供給箇所の数に相当する数に分岐さ
せる分岐器と、高周波電源から分岐器への高周波電力の
供給ライン上に配置された整合器と、分岐器で分岐され
た高周波電力を前記電力供給箇所の各々に導く分岐導波
体とから構成されている。同様に上記目的を達成するた
め、請求項３記載の発明は、上記請求項１の構成におい
て、電力印加機構は、高周波電力を発生させる高周波電
源と、高周波電源の出力を複数の電力供給箇所の数に分
岐させる分岐器と、この分岐器で分岐された高周波電力
を電力供給箇所の各々に導く分岐導波体と、各々の分岐
導波体による高周波電力の供給ライン上にそれぞれ配置
された整合器とから構成されている。同様に上記目的を
達成するため、請求項４記載の発明は、上記請求項１，
２又は３の構成において、電極体は板状の部材であり、
電力供給箇所は、裏面即ちプラズマ生成空間に対向した
前面とは反対側の面において当該裏面の中心に対して中
心対称状又は中心を通る裏面上の線に対して線対称状に
設定されているという構成を有する。同様に上記目的を
達成するため、請求項５記載の発明は、上記請求項１，
２又は３の構成において、電極体は、板状の電極本体と
この電極本体の周縁からプラズマ生成空間とは反対側に
向けて延びるようにして設けられたスカート部から構成
されており、前記電力供給箇所は、このスカート部に設
定されているという構成を有する。同様に上記目的を達
成するため、請求項６記載の発明は、上記請求項５の構
成において、電力供給箇所は、電極本体の中心軸に対し
て中心対称状又は中心軸に垂直に交わる線に対して線対
称状に設定されているという構成を有する。同様に上記
目的を達成するため、請求項７記載の発明は、上記請求
項１，２，３，４，５又は６の構成において、電極体は
方形な前面を有し、プラズマを利用して処理される基板
は液晶ディスプレイ用又は太陽電池用の基板であるとい
う構成を有する。To achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application provides a vacuum container having an exhaust system, and a discharge gas introduction system for introducing a discharge gas into the vacuum container. An electrode body arranged at a predetermined position in the vacuum container, and a power application mechanism for applying high-frequency power to the electrode body to discharge the discharge gas and generate plasma.
In the surface treatment apparatus that treats the surface of the substrate by using the generated plasma, the electrode body has the longest distance between any two points on the front edge of the electrode body, and the distance between the two points is the high frequency power. Is longer than a quarter of the wavelength of
Moreover, a plurality of power supply points to the electrode body by the power applying mechanism are set at even positions , and the high frequency
The frequency of wave power is in the VHF band of 30 to 300 MHz.
In addition to the above, the distance between the power supply points is
It has a configuration in which it is out of 1/2 of the wavelength of the high frequency power . Similarly, to achieve the above object, in the invention of claim 2, in the structure of claim 1 , the power applying mechanism includes a high frequency power source for generating high frequency power and an output of the high frequency power source of a plurality of power supply points. A branching device for branching into a number corresponding to the number, a matching device arranged on a supply line of high frequency power from the high frequency power supply to the branching device, and a high frequency power branched by the branching device are guided to each of the power supply points. It is composed of a branched waveguide. Similarly order to achieve the above object, an invention according to claim 3, wherein, in the above-described structure according to claim 1, power application mechanism includes a high frequency power source for generating high-frequency power, the output of the high frequency power supply of a plurality of power supply portions Number of branching devices, a branching waveguide that guides the high-frequency power branched by this branching device to each of the power supply points, and matching arranged on the high-frequency power supply line by each branching waveguide. It is composed of Similarly, in order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 4 is the same as claim 1,
2 or 3 , the electrode body is a plate-shaped member,
The power supply points are set on the back surface, that is, on the surface opposite to the front surface facing the plasma generation space, so as to be center-symmetrical with respect to the center of the back surface or line-symmetric with respect to a line on the back surface passing through the center. It has the configuration. Similarly, in order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 5 provides the above-mentioned claim 1,
In the structure of 2 or 3 , the electrode body is composed of a plate-shaped electrode body and a skirt portion provided so as to extend from the peripheral edge of the electrode body toward the side opposite to the plasma generation space. The supply point is configured to be set on this skirt. Similarly, in order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 6 is such that, in the structure according to claim 5 , the power supply location is a center symmetry with respect to the central axis of the electrode body or a line perpendicular to the central axis. In contrast, it has a configuration in which it is set in line symmetry. Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 7 is the structure according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6 , in which the electrode body has a square front surface and utilizes plasma. The substrate to be treated has a configuration of being a substrate for a liquid crystal display or a solar cell.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、本願の発明の実施例を説明する。以下
の説明では、表面処理装置の一例として、ＴＦＴアクテ
ィブマトリックス型ＬＣＤを製作する際に必要なアモル
ファスシリコン薄膜を作成する装置が想定されている。
但し、本願の発明の対象が、この種の装置に限定される
ものでは勿論ない。Embodiments of the present invention will be described below. In the following description, as an example of the surface treatment device, a device for forming an amorphous silicon thin film necessary for manufacturing a TFT active matrix type LCD is assumed.
However, the subject of the invention of the present application is not limited to this type of device.
【００１５】図１は、本願発明の第一実施例の表面処理
装置を説明する概略図であり、図２は、図１の装置にお
ける分岐器及び分岐導波体の構成を説明する斜視外観図
である。図１に示す表面処理装置は、図５の装置と同
様、排気系１１を備えた真空容器１と、真空容器１内に
放電用ガスを導入する放電用ガス導入系２と、真空容器
１内の所定の位置に配置された電極体３と、電極体３に
高周波電力を印加して放電用ガスを放電させてプラズマ
を生成する電力印加機構４とを具備している。FIG. 1 is a schematic view for explaining a surface treatment apparatus of a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective external view for explaining the constitution of a branching device and a branching waveguide in the apparatus of FIG. Is. The surface treatment apparatus shown in FIG. 1, like the apparatus of FIG. 5, has a vacuum container 1 equipped with an exhaust system 11, a discharge gas introduction system 2 for introducing a discharge gas into the vacuum container 1, and a vacuum container 1 inside. And an electric power applying mechanism 4 that applies high-frequency electric power to the electrode body 3 to discharge the discharge gas and generate plasma.
【００１６】まず、真空容器１内の所定の位置には、処
理される基板５０が載置される基板ホルダ５が配置され
ている。処理される基板５０は、５５０ｍｍ×６５０ｍ
ｍ程度の大きさの方形なガラス基板である。First, at a predetermined position in the vacuum container 1, a substrate holder 5 on which a substrate 50 to be processed is placed is arranged. The substrate 50 to be processed is 550 mm × 650 m
It is a square glass substrate having a size of about m.
【００１７】一方、本実施例における電極体３は、基板
５０の形状に対応した方形な板状の部材である。この板
状の電極体３は、基板ホルダ５に平行に対向するように
真空容器１内に配置されている。そして、対向する基板
ホルダ５と電極体３によって挟まれた空間がプラズマ生
成空間であり、この空間にプラズマが生成される。電極
体３は、各辺が５００ｍｍ角から１ｍ角程度の長方形又
は正方形の板状の部材であり、全体の厚さは６０ｍｍ程
度である。但し、高周波電流は電極体３の表面付近のみ
を流れるので、厚さとしては表皮厚み（ＶＨＦ帯で２０
〜３０μｍ）に相当する大きさがあれば電気的には充分
である。電極体３の材質としては、ステンレス鋼等が使
用されることが多い。このような電極体３は、絶縁物１
３を介して真空容器１の器壁に取り付けられている。即
ち、図１に示すように真空容器１は上面の器壁部分に開
口を有し、この開口の部分に絶縁物１３を介して電極体
３が取り付けられている。尚、真空容器１の器壁と絶縁
物１３の間及び絶縁物１３と電極体３との間には不図示
のシール部材が配設され、真空シールされている。On the other hand, the electrode body 3 in this embodiment is a rectangular plate-like member corresponding to the shape of the substrate 50. The plate-shaped electrode body 3 is arranged in the vacuum container 1 so as to face the substrate holder 5 in parallel. The space sandwiched between the opposing substrate holder 5 and electrode body 3 is a plasma generation space, and plasma is generated in this space. The electrode body 3 is a rectangular or square plate-like member with each side of about 500 mm square to about 1 m square, and the total thickness is about 60 mm. However, since the high-frequency current flows only in the vicinity of the surface of the electrode body 3, the thickness is the skin thickness (20 in the VHF band).
If it has a size corresponding to ˜30 μm), it is electrically sufficient. As the material of the electrode body 3, stainless steel or the like is often used. Such an electrode body 3 is an insulator 1
It is attached to the chamber wall of the vacuum container 1 via 3. That is, as shown in FIG. 1, the vacuum container 1 has an opening in the upper wall portion, and the electrode body 3 is attached to this opening portion via an insulator 13. A seal member (not shown) is arranged between the wall of the vacuum container 1 and the insulator 13 and between the insulator 13 and the electrode body 3 to perform vacuum sealing.
【００１８】次に、このような電極体３に所定の高周波
電力を印加する電力印加機構４の構成について説明す
る。本実施例における電力印加機構４は、所定の高周波
電力を発生させる高周波電源４１と、高周波電源４１の
出力を複数に分岐させる分岐器４４と、高周波電源４１
から分岐器４４への高周波電力の供給ライン上に配置さ
れた整合器４３と、分岐器４４で分岐された高周波電力
を電力供給箇所の各々に導く分岐導波体４５とから構成
されている。Next, the structure of the power applying mechanism 4 for applying a predetermined high frequency power to the electrode body 3 will be described. The power applying mechanism 4 in the present embodiment includes a high frequency power source 41 for generating a predetermined high frequency power, a branching device 44 for branching the output of the high frequency power source 41 into a plurality of outputs, and a high frequency power source 41.
From the branching device 44 to the branching device 44, and a branching waveguide 45 that guides the high-frequency power branched by the branching device 44 to each of the power supply points.
【００１９】まず、本実施例における高周波電源４１
は、３０〜３００ＭＨｚのＶＨＦ帯の高周波電力を発生
させるものであり、例えば前掲の文献と同様の１４４Ｍ
Ｈｚを含む６０〜１５０ＭＨｚ程度のＶＨＦ波を発生可
能なものが好適に使用される。高周波電源４１の出力電
力は、例えば５００Ｗ程度である。First, the high frequency power source 41 in this embodiment.
Is for generating high frequency power in the VHF band of 30 to 300 MHz. For example, 144M similar to the above-mentioned document.
What can generate a VHF wave of about 60 to 150 MHz including Hz is preferably used. The output power of the high frequency power supply 41 is, for example, about 500 W.
【００２０】本実施例の装置では四つの電力供給箇所が
設定されており、電力印加機構４の分岐器４４は、上記
高周波電源４１の出力を四つに分岐するものが使用され
ている。この分岐器４４は、図２に示すように、中央に
配置された円柱状の接続ポート４４１と、この接続ポー
ト４４１から放射状に延びる四本の帯板状の分岐ポート
４４２とから構成されている。In the apparatus of this embodiment, four power supply points are set, and the branching device 44 of the power applying mechanism 4 is one that branches the output of the high frequency power source 41 into four. As shown in FIG. 2, the branching device 44 is composed of a cylindrical connecting port 441 arranged in the center and four strip-like branching ports 442 radially extending from the connecting port 441. .
【００２１】接続ポート４４１は、上流側に配置された
整合器４３と分岐器４４とを繋ぐ導波体（図２中不図
示）が接続される部分である。四本の分岐ポート４４２
は、この接続ポート４４１から９０度間隔で放射状に延
びるように配置されている。不図示の導波体と接続ポー
ト４４１の接続及び接続ポート４４１と分岐ポート４４
２との接続は、溶接、半田付け、ロー付け又はネジ止め
などの方法により行われる。また、接続ポート４４１及
び分岐ポート４４２の材質は、ともにアルミニウム又は
銅等の金属又は合金である。また尚、接続ポート４４１
の大きさは、直径３０ｍｍ、高さ３０ｍｍ程度である。
分岐ポート４４２は、幅３０ｍｍ、厚さ１ｍｍ、長さ２
００ｍｍ程度である。The connection port 441 is a portion to which a waveguide (not shown in FIG. 2) connecting the matching device 43 and the branching device 44 arranged on the upstream side is connected. Four branch ports 442
Are arranged so as to extend radially from the connection port 441 at 90-degree intervals. Connection between the waveguide (not shown) and the connection port 441, and the connection port 441 and the branch port 44
The connection with 2 is performed by a method such as welding, soldering, brazing or screwing. The materials of the connection port 441 and the branch port 442 are both metals or alloys such as aluminum or copper. In addition, connection port 441
Has a diameter of 30 mm and a height of about 30 mm.
The branch port 442 has a width of 30 mm, a thickness of 1 mm, and a length of 2
It is about 00 mm.
【００２２】一方、本実施例における分岐導波体４５
は、図２に示すように円柱状の部材である。この分岐導
波体４５は、上記分岐ポート４４２に対して垂直な姿勢
で配置されている。分岐導波体４５は、図２に示すよう
に、その先端部分が各々の分岐ポート４４２の後端に接
続され、下端部分が上記電極体３の裏面に接続されてい
る。分岐導波体４５は、上記接続ポート４４１等と同様
にアルミニウム又は銅等の金属又は合金から形成されて
いる。寸法としては、直径２０ｍｍ、高さ１００ｍｍ程
度である。分岐導波体４５と分岐ポート４４２との接続
及び分岐導波体４５と電極体３との接続は、同様に、溶
接、半田付け、ロー付け又はネジ止め等の方法により行
われる。尚、本実施例では分岐導波体４５がアルミニウ
ム等であって電極体３がステンレスであることから、異
種金属の接続となる。このような異種金属の溶接は一般
に困難であるから、分岐導波体４５の下端に所定のフラ
ンジ部を形成して、そのフランジ部を電極体３の裏面に
対してネジ止めする構成が実用的である。On the other hand, the branched waveguide 45 in this embodiment
Is a columnar member as shown in FIG. The branch waveguide 45 is arranged in a posture perpendicular to the branch port 442. As shown in FIG. 2, the branch waveguide 45 has a tip end connected to the rear end of each branch port 442 and a bottom end connected to the back surface of the electrode body 3. The branching waveguide 45 is formed of a metal or alloy such as aluminum or copper, similar to the connection port 441 and the like. The dimensions are about 20 mm in diameter and about 100 mm in height. Similarly, the connection between the branching waveguide 45 and the branching port 442 and the connection between the branching waveguide 45 and the electrode body 3 are performed by welding, soldering, brazing or screwing. In this embodiment, since the branched waveguide 45 is made of aluminum or the like and the electrode body 3 is made of stainless steel, a connection of different kinds of metal is made. Since it is generally difficult to weld such dissimilar metals, a structure in which a predetermined flange portion is formed at the lower end of the branching waveguide 45 and the flange portion is screwed to the back surface of the electrode body 3 is practical. Is.
【００２３】図２及び上記説明から明かな通り、本実施
例における電力供給箇所は、電極体３の裏面の中心に対
して中心対称状に設定されている。即ち、電極体３の裏
面の中心を中心として正方形の各頂点上に四つ設定され
ている。具体的には、上記分岐器４４の接続ポート４４
１は電極体３の中心軸上に配置され、接続ポート４４１
から４５度ずつ隔てて放射状に延びる分岐ポート４４２
は全て同じ長さものが使用されている。分岐導波体４５
は分岐ポート４４２の後端から垂直に下方に延び、電極
体３の裏面に接続されている。従って、四つの電力供給
箇所は、分岐ポート４４２の長さのほぼ２倍（４００ｍ
ｍ程度）を対角線とする正方形の各頂点の位置になる。As is apparent from FIG. 2 and the above description, the power supply points in this embodiment are set symmetrically with respect to the center of the back surface of the electrode body 3. That is, four are set on each vertex of the square with the center of the back surface of the electrode body 3 as the center. Specifically, the connection port 44 of the branching device 44
1 is arranged on the central axis of the electrode body 3, and the connection port 441
Branch ports 442 extending radially from each other by 45 degrees
Are all of the same length. Branch waveguide 45
Extends vertically downward from the rear end of the branch port 442 and is connected to the back surface of the electrode body 3. Therefore, the four power supply points are almost twice the length of the branch port 442 (400 m).
m) is the position of each vertex of a square with a diagonal line.
【００２４】尚、電力供給箇所は、電極体３の中心軸か
らなるべく遠ざかった位置に設定されることが好まし
い。これは、プラズマへの高周波電力の供給経路をなる
べく短くして高周波電力の損失を小さくするためであ
る。即ち、プラズマに供給される高周波エネルギーを大
きくするためには、電極体３の部分での高周波電力の損
失を小さくする必要があるが、電極体３の表面インピー
ダンスから、ある程度の損失は避けられない。この場
合、インピーダンスの大きい部分の供給経路をできるだ
け短くすれば、高周波電力の損失を小さくすることが可
能となる。The power supply point is preferably set at a position as far as possible from the central axis of the electrode body 3. This is to shorten the supply route of the high frequency power to the plasma as much as possible to reduce the loss of the high frequency power. That is, in order to increase the high frequency energy supplied to the plasma, it is necessary to reduce the loss of high frequency power in the electrode body 3, but some loss is unavoidable from the surface impedance of the electrode body 3. . In this case, it is possible to reduce the loss of high frequency power by shortening the supply path of the part having a large impedance as much as possible.
【００２５】一方、図２に示すような構成の場合、高周
波電流は、導体の表面付近のみを流れる。従って、分岐
導波体４５から流入する高周波電流は電極体３の裏面を
端部に向かって流れ、端面を周り込むようにして流れて
から、前面３１の中央に向かって流れる。従って、分岐
導波体４５をなるべく外側に配置して電力供給箇所が電
極体３の端部に近い位置になるようにすることで、上記
電力供給経路を短くすることができ、これによって電極
体３の表面インピーダンスによる高周波電力の損失を極
力小さくすることができる。On the other hand, in the case of the structure shown in FIG. 2, the high frequency current flows only near the surface of the conductor. Therefore, the high-frequency current flowing from the branching waveguide 45 flows on the back surface of the electrode body 3 toward the end portion, flows around the end surface, and then flows toward the center of the front surface 31. Therefore, the power supply path can be shortened by arranging the branching waveguide 45 as close to the outside as possible so that the power supply point is located near the end of the electrode body 3, whereby the electrode body can be shortened. The loss of high frequency power due to the surface impedance of 3 can be minimized.
【００２６】なお、上記の分岐器４４の上流側の供給ラ
イン上には、整合器４３が配置される。整合器４３は、
整合器４３と分岐器４４とを繋ぐ不図示の導波体、分岐
器４４、分岐導波体４５及び電極体３も含めて、整合器
４３から下流側の負荷全体が所定のインピーダンスにな
るよう調整するものである。インピーダンスの値は、印
加する高周波電力の周波数に応じて変化するのは勿論で
ある。また、高周波電源４１から整合器４３への高周波
電力の供給ラインには同軸ケーブルが採用される。周波
数が高くなると、矩形導波管等が採用される場合もあ
る。A matching unit 43 is arranged on the supply line upstream of the branch unit 44. The matching unit 43 is
Including the waveguide (not shown) that connects the matching unit 43 and the branching unit 44, the branching unit 44, the branching waveguide 45, and the electrode body 3, the entire load on the downstream side from the matching unit 43 has a predetermined impedance. To adjust. It goes without saying that the impedance value changes according to the frequency of the applied high frequency power. Further, a coaxial cable is adopted as a supply line of high frequency power from the high frequency power supply 41 to the matching unit 43. When the frequency becomes higher, a rectangular waveguide or the like may be adopted.
【００２７】次に、電力印加機構４以外の構成につい
て、簡単に説明する。まず、気体放電によるプラズマ生
成のためのガスを導入する放電用ガス導入系２について
説明する。放電用ガス導入系２は、放電用ガスを溜めた
不図示のガスボンベと、ガスボンベ内の放電用ガスを真
空容器１内に導く主配管２１と、主配管２１上に配置さ
れたバルブ２２や不図示のマスフローコントローラ等か
ら構成されている。Next, the configuration other than the power applying mechanism 4 will be briefly described. First, the discharge gas introduction system 2 for introducing a gas for generating plasma by gas discharge will be described. The discharge gas introduction system 2 includes a gas cylinder (not shown) in which the discharge gas is stored, a main pipe 21 for guiding the discharge gas in the gas cylinder into the vacuum vessel 1, a valve 22 arranged on the main pipe 21, and a valve. It is composed of the illustrated mass flow controller and the like.
【００２８】図１に示すように、本実施例の電極体３
は、内部が中空であり、前面３１にガス吹き出し孔３２
を多数有している。図１に示すように、電極体３の裏面
には、ガス導入管２３の接続部３３が形成されている。
ガス導入管２３は、アルミナ等の絶縁物で形成された短
い管（不図示）を途中に挟み込むことにより絶縁した絶
縁構造を有し、放電用ガス導入系２の主配管２１の終端
に接続される。尚、電極体３の前面３１に設けられたガ
ス吹き出し孔３２は、直径０．５ｍｍ程度の小さなもの
であり、１０〜１５ｍｍ程度の間隔で設けられている。
ガス吹き出し孔３２が大きくなると、真空容器１内の圧
力によってはガス吹き出し孔３２の内側部分で放電が生
じてしまう場合がある。このような放電が生じると、電
極体３の前面３１の表面インピーダンスが不均一になっ
てプラズマ密度も不均一になる問題があるので、放電が
生じない程度の大きさにする必要がある。この大きさ
は、真空容器１内の圧力にもよるが、例えば１Ｔｏｒｒ
程度の圧力の場合、１ｍｍ程度以下である。As shown in FIG. 1, the electrode body 3 of this embodiment is
Has a hollow inside, and a gas blowing hole 32 is formed in the front surface 31.
Have many. As shown in FIG. 1, a connection portion 33 of the gas introduction pipe 23 is formed on the back surface of the electrode body 3.
The gas introduction pipe 23 has an insulating structure that is insulated by sandwiching a short pipe (not shown) made of an insulator such as alumina in the middle, and is connected to the end of the main pipe 21 of the discharge gas introduction system 2. It The gas blowing holes 32 provided in the front surface 31 of the electrode body 3 have a small diameter of about 0.5 mm and are provided at intervals of about 10 to 15 mm.
When the gas blowing hole 32 becomes large, electric discharge may occur inside the gas blowing hole 32 depending on the pressure inside the vacuum container 1. If such a discharge occurs, there is a problem that the surface impedance of the front surface 31 of the electrode body 3 becomes non-uniform and the plasma density also becomes non-uniform. Therefore, it is necessary to make the size such that no discharge occurs. This size depends on the pressure in the vacuum container 1, but is 1 Torr, for example.
In the case of moderate pressure, it is about 1 mm or less.
【００２９】上記構成にかかる放電用ガス導入系２で
は、主配管２１からガス導入管２３を経由して電極体３
の内部に放電用ガスが供給される。供給されたガスは、
ガス吹き出し孔３２から吹き出して、前方のプラズマ生
成空間に達するようになっている。このように電極体３
の前面３１に設けられた多数のガス吹き出し孔３２から
ガスを吹き出させてプラズマ生成空間にガスを供給する
ようにすると、プラズマ生成空間におけるガスの分布が
均一になり、基板５０に対する均一な表面処理に寄与で
きる。尚、放電用ガスとしては、表面処理の種類によっ
て異なるが、放電によるプラズマ生成のみを行えば良い
場合、典型的にはアルゴン等の不活性ガスが採用され
る。In the discharge gas introduction system 2 having the above structure, the electrode body 3 is passed from the main pipe 21 through the gas introduction pipe 23.
A discharge gas is supplied to the inside of the. The supplied gas is
The gas is blown out from the gas blowing hole 32 and reaches the plasma generation space in the front. Thus, the electrode body 3
When the gas is blown out from a large number of gas blowing holes 32 provided in the front surface 31 of the substrate to supply the gas to the plasma generation space, the distribution of the gas in the plasma generation space becomes uniform and the surface treatment of the substrate 50 is uniform. Can contribute to. The discharge gas, which differs depending on the type of surface treatment, is typically an inert gas such as argon when only plasma generation by discharge is required.
【００３０】一方、真空容器１に付設された排気系１１
は、油回転ポンプやターボ分子ポンプ等の真空ポンプ１
１１を備えて例えば１０-5Ｔｏｒｒ程度の到達圧力まで
排気できるよう構成される。その他、真空容器１は基板
５０の出入り用のゲートバルブ１２を備え、ゲートバル
ブ１２を通して基板５０を搬入搬出するための不図示の
搬送系が配設されている。On the other hand, an exhaust system 11 attached to the vacuum container 1
Is a vacuum pump such as an oil rotary pump or a turbo molecular pump 1
11 is provided so that the ultimate pressure of about 10 −5 Torr can be exhausted. In addition, the vacuum container 1 includes a gate valve 12 for loading and unloading the substrate 50, and a transfer system (not shown) for loading and unloading the substrate 50 through the gate valve 12 is provided.
【００３１】次に、上記構成に係る本実施例の装置の動
作を説明する。まず、不図示の搬送系が基板５０をゲー
トバルブ１２を通して真空容器１内に搬入し、基板ホル
ダ５上に配置する。そして、排気系１１が動作して真空
容器１内を１０-5Ｔｏｒｒ程度まで排気し、その後放電
用ガス導入系２が放電用ガスを導入する。Next, the operation of the apparatus of this embodiment having the above configuration will be described. First, a transfer system (not shown) loads the substrate 50 into the vacuum container 1 through the gate valve 12 and places it on the substrate holder 5. Then, the exhaust system 11 operates to exhaust the inside of the vacuum container 1 to about 10 −5 Torr, and then the discharge gas introduction system 2 introduces the discharge gas.
【００３２】次に、上記電力印加機構４が動作する。即
ち、高周波電源４１が発生させた高周波は、供給ライン
を構成する同軸ケーブルによって整合器４３に導かれ、
整合器４３を通って分岐器４４に達する。そして、分岐
器４４で四つに分岐された後、分岐導波体４５を経て電
極体３にそれぞれ印加される。印加された高周波電力
は、電極体３の裏面から端面をまわって前面３１に供給
される。供給された高周波電力は、プラズマ生成空間に
導入された放電用ガスを電離させて放電を生じさせ、こ
の放電によってプラズマが生成される。このプラズマに
よって、基板ホルダ５上の基板５０の表面に所定の処理
が施される。Next, the power applying mechanism 4 operates. That is, the high frequency generated by the high frequency power supply 41 is guided to the matching device 43 by the coaxial cable that constitutes the supply line,
It reaches the branching device 44 through the matching device 43. Then, after being branched into four by the branching device 44, they are respectively applied to the electrode body 3 via the branching waveguide 45. The applied high frequency power is supplied to the front surface 31 from the back surface of the electrode body 3 around the end surface. The supplied high-frequency power ionizes the discharge gas introduced into the plasma generation space to generate a discharge, and the discharge generates plasma. A predetermined treatment is applied to the surface of the substrate 50 on the substrate holder 5 by this plasma.
【００３３】この際、前述の通り、複数の電力供給箇所
が均等に設定されているので、電極体３の前面３１に供
給される際の高周波電力の損失が小さくなるとともに、
高周波電力によって生成されるプラズマのプラズマ密度
が均一になる。即ち、電力供給箇所を複数設定した結
果、電極体３の前面３１への電力供給経路が一つの場合
に比べて小さくなり、表面インピーダンスに起因した電
力損失が低減される。また電力供給箇所が均等であるこ
とから、各々の電力供給箇所から供給される高周波電力
は、電極体３の前面３１へのそれぞれの供給経路におい
て均等に損失する。その結果、各々の供給経路から供給
された高周波は、電極体３の前面３１において均等に重
畳し、均一なプラズマを生成するのに貢献する。尚、電
極体３の表面の凹凸や汚れのため、表面インピーダンス
の不均一性はあり得るが、電力供給経路自体が従来より
短くなっているため、この表面インピーダンスの不均一
性の問題は従来に比べ遥かに少ない。このように均一プ
ラズマが得られることから、基板５０の表面への処理は
均一なものとなる。At this time, as described above, since the plurality of power supply points are set uniformly, the loss of high frequency power when being supplied to the front surface 31 of the electrode body 3 is reduced, and at the same time,
The plasma density of the plasma generated by the high frequency power becomes uniform. That is, as a result of setting a plurality of power supply locations, the power supply path to the front surface 31 of the electrode body 3 becomes smaller than in the case where there is one, and the power loss due to the surface impedance is reduced. Further, since the power supply locations are even, the high frequency power supplied from each power supply location is evenly lost in each supply path to the front surface 31 of the electrode body 3. As a result, the high frequencies supplied from the respective supply paths are evenly superimposed on the front surface 31 of the electrode body 3 and contribute to the generation of uniform plasma. The surface impedance of the electrode body 3 may be uneven, and the surface impedance may be non-uniform. However, since the power supply path itself is shorter than the conventional one, the problem of the non-uniformity of the surface impedance is not the conventional one. Far less. Since uniform plasma is obtained in this manner, the surface of the substrate 50 is uniformly processed.
【００３４】また、高周波電力の波長と電極体３の前面
３１の大きさの相対的な関係からくるプラズマ密度の不
均一性は、従来の技術の部分で説明したように、高周波
電力の波長のλ／４程度よりも電極体３の前面３１が大
きくなった場合に生じる。色々な電極体３の形状を想定
して一般的な形で表現すると、電極体３の前面３１の周
縁上の任意の二点のうちの最も距離の長い二点間の距離
が高周波電力の波長のλ／４程度よりも長い形状という
ことになる。このような形状の電極体３を使用した場
合、プラズマ密度の不均一性を解消する本実施例の構成
の優位性が発揮される。即ち、高周波電力を分岐させて
供給し電極体３の前面３１で重畳させているので、電極
体３の前面３１の周縁上の任意の二点のうちの最も距離
の長い二点間の距離がλ／４を越える場合であってもプ
ラズマ密度の不均一性の問題が生じない。特に、本実施
例の装置のようなＬＣＤ用の基板５０を処理する表面処
理装置では、電極体３が大型化する傾向があり、上記の
ような高周波電力の波長のλ／４を越える前面３１を有
する電極体３を採用することになり易い。従って、本実
施例の構成は、このようなＬＣＤ用の基板５０を処理す
る装置として好適なものである。Further, the non-uniformity of the plasma density, which is caused by the relative relationship between the wavelength of the high frequency power and the size of the front surface 31 of the electrode body 3, is caused by the wavelength of the high frequency power as described in the section of the prior art. This occurs when the front surface 31 of the electrode body 3 is larger than about λ / 4. When expressing in a general form assuming various shapes of the electrode body 3, the distance between the two points having the longest distance among the arbitrary two points on the periphery of the front surface 31 of the electrode body 3 is the wavelength of the high frequency power. This means that the shape is longer than about λ / 4. When the electrode body 3 having such a shape is used, the superiority of the configuration of the present embodiment which eliminates the non-uniformity of the plasma density is exhibited. That is, since the high-frequency power is branched and supplied and superposed on the front surface 31 of the electrode body 3, the distance between the two points having the longest distance among the arbitrary two points on the peripheral edge of the front surface 31 of the electrode body 3 becomes smaller. Even if it exceeds λ / 4, the problem of nonuniform plasma density does not occur. Particularly, in the surface treatment apparatus for treating the substrate 50 for LCD such as the apparatus of the present embodiment, the electrode body 3 tends to be large, and the front surface 31 that exceeds λ / 4 of the wavelength of the high frequency power as described above. It is easy to adopt the electrode body 3 having Therefore, the configuration of this embodiment is suitable as an apparatus for processing the substrate 50 for such an LCD.
【００３５】また一方、高周波電力の供給経路において
発生する定在波は、プラズマに供給されないエネルギー
を消費するため、効率を低下させる原因となる。従っ
て、定在波の発生を極力抑える構成が肝要である。本実
施例の装置でいうと、例えば四本の分岐導波体４５のい
ずれか二本の配置間隔が高周波電力の波長の１／２に相
当しており、その二本に同相の高周波電力が印加されて
いる場合、その二本の分岐導波体４５の接続部分の間で
強い定在波が発生する恐れがある。従って、高周波電力
を同相で供給する場合、すべての分岐導波体４５同士の
間隔が高周波電力の波長の１／２から充分外れているよ
う構成することが肝要である。尚、高周波電力を異なる
位相でそれぞれの分岐導波体４５に供給するようにすれ
ば上記定在波の問題は無くなるが、異なる位相で高周波
電力を供給するようにすることは電力供給機構の構成を
複雑し、高コストになる欠点がある。On the other hand, the standing wave generated in the high-frequency power supply path consumes energy that is not supplied to the plasma, which causes a decrease in efficiency. Therefore, it is essential to have a configuration that suppresses the generation of standing waves as much as possible. In the device of the present embodiment, for example, the arrangement interval of any two of the four branched waveguides 45 corresponds to 1/2 of the wavelength of the high frequency power, and the two high frequency powers of the same phase are provided. When applied, a strong standing wave may be generated between the connecting portions of the two branched waveguides 45. Therefore, when the high frequency power is supplied in the same phase, it is important that the distance between all the branched waveguides 45 is sufficiently deviated from 1/2 of the wavelength of the high frequency power. It should be noted that if the high frequency power is supplied to the respective branch waveguides 45 in different phases, the problem of the standing wave is eliminated, but it is possible to supply the high frequency power in different phases. Has the drawback of being complicated and costly.
【００３６】具体的な表面処理の例について説明する
と、例えばＣＶＤ（気相成長）によって基板５０の表面
にアモルファスシリコン薄膜を作成する場合、放電用ガ
スとしてシラン及び水素の混合ガスを導入する。そし
て、混合ガスの流量を１０００ｓｃｃｍ、雰囲気圧力を
１Ｔｏｒｒに設定し、周波数１００ＭＨｚの高周波電力
を２００Ｗ程度電極体３に印加する。シラン／水素の混
合ガスのプラズマ中でシランが分解し、所定のアモルフ
ァスシリコン薄膜が基板５０の表面上に堆積する。本実
施例では、上述のように均一なプラズマが生成されるこ
とから、堆積するアモルファスシリコンの膜厚や膜質が
均一なものとなる。尚、上述のようなＬＣＤ用の基板５
０に対する薄膜作成処理では、アモルファスシリコンの
成膜に続いてシリコンナイトライド等の成膜を行って薄
膜を積層することが頻繁に行われる。この場合には、放
電用ガス導入系２は、それぞれの成膜に必要な放電用ガ
スを選択的に真空容器１内に導入できるよう構成され
る。Explaining a specific example of the surface treatment, for example, when an amorphous silicon thin film is formed on the surface of the substrate 50 by CVD (vapor phase growth), a mixed gas of silane and hydrogen is introduced as a discharge gas. Then, the flow rate of the mixed gas is set to 1000 sccm, the atmospheric pressure is set to 1 Torr, and high frequency power of 100 W is applied to the electrode body 3 at a frequency of 100 W. Silane is decomposed in plasma of a mixed gas of silane / hydrogen, and a predetermined amorphous silicon thin film is deposited on the surface of the substrate 50. In the present embodiment, since the uniform plasma is generated as described above, the deposited amorphous silicon has a uniform thickness and film quality. The substrate 5 for the LCD as described above
In the thin film forming process for 0, the film formation of amorphous silicon is frequently followed by the film formation of silicon nitride or the like to stack the thin films. In this case, the discharge gas introduction system 2 is configured so that the discharge gas required for each film formation can be selectively introduced into the vacuum container 1.
【００３７】次に、本願発明の第二実施例について説明
する。図３は、第二実施例の表面処理装置を説明する概
略図である。図３に示す表面処理装置は、図１の装置と
同様、排気系１１を備えた真空容器１と、真空容器１内
に放電用ガスを導入する放電用ガス導入系２と、真空容
器１内の所定の位置に配置された電極体３と、この電極
体３に高周波電力を印加して放電用ガスを放電させてプ
ラズマを生成する電力印加機構４とを具備している。そ
して、この第二実施例における電力印加機構４も、第一
実施例と同様、所定の高周波電力を発生させる高周波電
源４１と、高周波電源４１の出力を複数に分岐させる分
岐器４４と、高周波電源４１から分岐器４４への高周波
電力の供給ライン上に配置された整合器４３と、分岐器
４４で分岐された高周波電力を前記電力供給箇所の各々
に導く分岐導波体４５とから構成されている。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the surface treatment apparatus of the second embodiment. The surface treatment apparatus shown in FIG. 3, like the apparatus of FIG. 1, has a vacuum container 1 provided with an exhaust system 11, a discharge gas introduction system 2 for introducing a discharge gas into the vacuum container 1, and a vacuum container 1 inside. And an electric power applying mechanism 4 that applies high-frequency electric power to the electrode body 3 to discharge the discharge gas and generate plasma. The power applying mechanism 4 in the second embodiment also has a high-frequency power source 41 for generating a predetermined high-frequency power, a branching device 44 for branching the output of the high-frequency power source 41 into a plurality, and a high-frequency power source, as in the first embodiment. A matching unit 43 arranged on the supply line of the high frequency power from the branch unit 41 to the branch unit 44, and a branching waveguide 45 for guiding the high frequency power branched by the branch unit 44 to each of the power supply points. There is.
【００３８】一方、電極体３の構成は、第一実施例とは
大きく異なっている。この実施例における電極体３は、
円板状の電極本体３４とこの電極本体３４の周縁からプ
ラズマ空間とは反対側に向けて延びるようにして設けら
れたスカート部３５から構成されている。スカート部３
５は、帯板状の部材を円周状に丸めて形成した円環状の
部材であり、その幅方向が電極本体３４の厚さ方向にな
るように電極本体３４の周縁に延設されている。On the other hand, the structure of the electrode body 3 is significantly different from that of the first embodiment. The electrode body 3 in this embodiment is
It is composed of a disk-shaped electrode body 34 and a skirt portion 35 provided so as to extend from the peripheral edge of the electrode body 34 toward the side opposite to the plasma space. Skirt part 3
Reference numeral 5 denotes a ring-shaped member formed by rolling a strip-shaped member in a circumferential shape, and extends on the peripheral edge of the electrode body 34 such that the width direction thereof is the thickness direction of the electrode body 34. .
【００３９】そして、このスカート部３５に、複数の電
力供給箇所が設定されている。即ち、前述と同様に例え
ば四つの電力供給箇所が設定され、この四つの電力供給
箇所は、円環状のスカート部３５の外面に均等に設定さ
れている。即ち、１／４の円弧ずつ隔てて等間隔に設定
されている。具体的には、分岐導波体４５の終端が、溶
接、半田付け、ロー付け又はネジ止め等の方法によりス
カート部３５の外面に接続されている。A plurality of power supply points are set on the skirt portion 35. That is, similar to the above, for example, four power supply points are set, and the four power supply points are evenly set on the outer surface of the annular skirt portion 35. That is, they are set at equal intervals with quarter arcs. Specifically, the end of the branched waveguide 45 is connected to the outer surface of the skirt portion 35 by a method such as welding, soldering, brazing or screwing.
【００４０】このように電極体３の周縁にスカート部３
５を設け、このスカート部３５に電力供給箇所を設定す
ると、電極体３の前面３１に至る高周波電力の供給経路
がさらに短縮され、表面インピーダンスに起因した損失
やプラズマの不均一性等の問題がされに低減される。つ
まり、第一実施例で説明したように、前面３１への電力
供給経路を短縮するには、電力供給箇所を電極体３の裏
面においてできるだけ周縁に近い位置にもってくること
が好ましい。これを押し進めると、電極体３の周面に電
力供給箇所を設定することが最適ということになるが、
板状の電極体３の場合、周面に分岐導波体４５を接続す
ることは現実的に困難である。そこで、この実施例のよ
うに、スカート部３５を設けてこのスカート部３５に分
岐導波体４５を接続するようにするのである。As described above, the skirt portion 3 is formed on the periphery of the electrode body 3.
5 is provided and a power supply location is set in the skirt portion 35, the high frequency power supply path to the front surface 31 of the electrode body 3 is further shortened, and problems such as loss due to surface impedance and plasma nonuniformity occur. It is reduced to That is, as described in the first embodiment, in order to shorten the power supply path to the front surface 31, it is preferable to bring the power supply location on the back surface of the electrode body 3 as close to the periphery as possible. If this is pushed forward, it will be optimal to set the power supply location on the peripheral surface of the electrode body 3,
In the case of the plate-shaped electrode body 3, it is practically difficult to connect the branch waveguide 45 to the peripheral surface. Therefore, as in this embodiment, the skirt portion 35 is provided and the branched waveguide 45 is connected to the skirt portion 35.
【００４１】尚、電力供給経路を短くする意味から、分
岐導波体４５の接続箇所は、電極体３の前面３１に可能
な限り近い位置即ちスカート部３５の下縁に可能な限り
近い位置とすることが好ましいのは勿論である。また、
電力供給箇所からスカート部３５の上縁までの距離ｄ
は、スカート部３５の内面への高周波の流入を防止する
点で重要な寸法である。即ち、距離ｄを高周波電力の波
長の１／４又は１／２に設定しておくと、電力供給箇所
とスカート部３５の上縁との間で定在波が形成されるの
で、上縁を回り込んでのスカート部３５の内面への高周
波の流入が抑制される。内面に流入する高周波はプラズ
マ生成には寄与せずに無駄に消費されるエネルギーであ
るので、これを抑制することは、エネルギー効率の向上
のため重要である。In order to shorten the power supply path, the connection location of the branching waveguide 45 is located as close as possible to the front surface 31 of the electrode body 3, that is, as close as possible to the lower edge of the skirt portion 35. Of course, it is preferable to do so. Also,
Distance d from the power supply location to the upper edge of the skirt 35
Is an important dimension for preventing high frequency from flowing into the inner surface of the skirt portion 35. That is, if the distance d is set to 1/4 or 1/2 of the wavelength of the high frequency power, a standing wave is formed between the power supply location and the upper edge of the skirt portion 35, so that the upper edge is The inflow of high frequency waves into the inner surface of the skirt portion 35 that wraps around is suppressed. Since the high frequency wave that flows into the inner surface is energy that is wasted without contributing to plasma generation, suppressing this is important for improving energy efficiency.
【００４２】電極体３の大きさとしては、前述したＬＣ
Ｄ用の基板５０を処理する場合、電極本体３４の部分の
大きさが例えば直径４００ｍｍ程度とされる。電極本体
３４の厚さ、表面処理、ガス吹き出し孔３２等の構成
は、前述した第一実施例の電極体３と同様に構成でき
る。スカート部３５の材質や表面処理等も、電極本体３
４と同様に構成される。尚、電極本体３４の形状は円板
でなくともよく、正方形や長方形等の方形やその他の形
状でもよい。この第二実施例の装置も、第一実施例と同
様に均一なプラズマを得て均一な表面処理を基板５０に
施すことが可能である。装置の動作やプロセスの例等
は、第一実施例と同様なので説明を省略する。The size of the electrode body 3 is the above-mentioned LC.
When processing the substrate 50 for D, the size of the portion of the electrode body 34 is, for example, about 400 mm in diameter. The thickness of the electrode body 34, the surface treatment, the configuration of the gas blowing holes 32, and the like can be configured in the same manner as the electrode body 3 of the first embodiment described above. The material of the skirt portion 35, the surface treatment, etc., are determined by the electrode body 3
It is constructed in the same manner as 4. The shape of the electrode body 34 does not have to be a disk, but may be a square such as a square or a rectangle, or any other shape. Also in the apparatus of the second embodiment, it is possible to obtain uniform plasma and perform uniform surface treatment on the substrate 50, as in the first embodiment. Since the operation of the device and the example of the process are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
【００４３】次に、本願発明の第三実施例について説明
する。図４は、第三実施例の表面処理装置を説明する概
略図である。図４に示す表面処理装置は、前述した各実
施例と同様、排気系１１を備えた真空容器１と、真空容
器１内に放電用ガスを導入する放電用ガス導入系２と、
真空容器１内の所定の位置に配置された電極体３と、こ
の電極体３に高周波電力を印加して放電用ガスを放電さ
せてプラズマを生成する電力印加機構４とを具備してい
る。Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the surface treatment apparatus of the third embodiment. The surface treatment apparatus shown in FIG. 4 is similar to each of the above-described embodiments, the vacuum container 1 having the exhaust system 11, the discharge gas introduction system 2 for introducing the discharge gas into the vacuum container 1,
The vacuum container 1 is provided with an electrode body 3 arranged at a predetermined position, and a power application mechanism 4 for applying high-frequency power to the electrode body 3 to discharge the discharge gas and generate plasma.
【００４４】そして、この第三実施例における電力印加
機構４は、所定の高周波電力を発生させる高周波電源４
１と、高周波電源４１の出力を前記複数の電力供給箇所
の数に分岐させる分岐器４４と、分岐器４４で分岐され
た高周波電力を前記電力供給箇所の各々に導く分岐導波
体４５と、各々の分岐導波体４５による高周波電力の供
給ライン上にそれぞれ配置された整合器４３とから構成
されている。即ち、高周波電力を分岐させてから整合さ
せる点で、前述した第一第二実施例と異なっている。The power applying mechanism 4 in the third embodiment has a high frequency power source 4 for generating a predetermined high frequency power.
1, a branching device 44 for branching the output of the high-frequency power source 41 into the number of the plurality of power supply points, and a branching waveguide 45 for guiding the high-frequency power branched by the branching device 44 to each of the power supply points. Each of the branching waveguides 45 is composed of a matching unit 43 arranged on a high-frequency power supply line. That is, it differs from the first and second embodiments described above in that the high frequency power is branched and then matched.
【００４５】この実施例の分岐導波体４５としては、前
述した第一実施例における分岐ポート４４２や分岐導波
体４５のような導波手段又は市販の同軸ケーブル等から
適宜選択して使用することができる。また、分岐器４４
としては、第一実施例と同様なものを採用できる。この
ように、高周波電力を分岐させてから整合を取るように
すると、分岐させた各々の電力供給ラインにおいて個別
にインピーダンス整合を行うことが可能となる。このた
め、各々の分岐導波体４５自体の僅かなインピーダンス
の相違や電極体３との接続部分におけるインピーダンス
の相違等を補償して、最適なインピーダンス整合を達成
することができる。その他の電極体３等の構成及び装置
の動作等は、第一実施例の場合と同様なので説明を省略
する。As the branching waveguide 45 of this embodiment, a branching means such as the branching port 442 and the branching waveguide 45 in the above-mentioned first embodiment, or a commercially available coaxial cable or the like is appropriately selected and used. be able to. In addition, the switch 44
As the above, the same one as in the first embodiment can be adopted. In this way, if the high-frequency power is branched and then matching is performed, it is possible to individually perform impedance matching in each branched power supply line. Therefore, it is possible to compensate for a slight difference in impedance between the branched waveguides 45 themselves, a difference in impedance in the connection portion with the electrode body 3, and the like, and achieve optimum impedance matching. The rest of the configuration of the electrode body 3 and the like, the operation of the device, and the like are the same as in the case of the first embodiment, so a description is omitted.
【００４６】次に、本願発明における複数の電力供給箇
所の設定位置について補足的に説明する。本願発明にお
いて複数の電力供給箇所を設定するのは、いうまでもな
く一つの電力供給箇所の場合よりもプラズマ密度を均一
化させるためである。従って、請求項１における「均等
な位置に」とは、一つの電力供給箇所の場合に比べてプ
ラズマ密度が電極体３の前面３１に平行な面内で均一に
なるような位置ということである。この位置の例とし
て、前述したような電極体３の裏面の中心又は電極本体
３４の中心軸に対して中心対称状に設定する例が、前述
した各実施例では採用されている。これは、電極体３又
は電極本体３４の形状が方形又は円形であることから、
複数の電力供給箇所を中心対称状に設定して電極体３の
前面３１へのそれぞれの電力供給経路を等しくする構成
である。Next, the setting positions of a plurality of power supply points in the present invention will be supplementarily described. It is needless to say that the plurality of power supply points are set in the present invention in order to make the plasma density more uniform than in the case of one power supply point. Therefore, the "uniform position" in claim 1 means a position where the plasma density is uniform in the plane parallel to the front surface 31 of the electrode body 3 as compared with the case of one power supply point. . As an example of this position, an example in which the center of the back surface of the electrode body 3 or the center axis of the electrode body 34 is symmetrically set as described above is adopted in each of the above-described embodiments. This is because the shape of the electrode body 3 or the electrode body 34 is square or circular,
This is a configuration in which a plurality of power supply points are set symmetrically with respect to the center and the respective power supply paths to the front surface 31 of the electrode body 3 are made equal.
【００４７】また、電極体３自体の形状が中心対称状で
なかったり、周辺部分に表面インピーダンスを不均一に
する部材が配設されていたりする場合は、「電極体３の
前面３１へのそれぞれの電力供給経路が等しくなるよう
にする」というだけでは、プラズマ密度の均一性が達成
されない場合もあり得る。つまり、電力供給箇所からそ
れぞれ印加される高周波電力は、最小インピーダンスと
なる経路を通って電極体３の前面３１に達する。従っ
て、各々の電力供給経路の最小インピーダンスが等しく
なるように複数の電力供給箇所の位置を設定することが
必要になる場合もある。When the shape of the electrode body 3 itself is not center-symmetrical, or when a member for making the surface impedance non-uniform is arranged in the peripheral portion, "each of the front surfaces 31 of the electrode body 3 is The uniformity of the plasma density may not be achieved simply by "equalizing the power supply paths of". That is, the high frequency power applied from each power supply location reaches the front surface 31 of the electrode body 3 through the path having the minimum impedance. Therefore, it may be necessary to set the positions of a plurality of power supply points so that the minimum impedances of the respective power supply paths become equal.
【００４８】このような設定を計算上行うことが難しい
場合、実験的に求めることも可能である。即ち、複数の
電力供給箇所の設定を色々と変えて実験を行い、最も均
一なプラズマが生成される複数の電力供給箇所の位置
を、実験的に求めていくようにするのである。尚、プラ
ズマ密度分布の測定はプローブ法等によって可能である
が、基板５０に対する表面処理の進み具合の分布からプ
ラズマ密度分布を間接的に求めるようにしても良い。表
面処理の進み具合の分布（例えば、薄膜堆積速度分布）
は、プラズマ密度分布以外のパラメータ（例えば、電極
体３の温度やガスの流れ等）によっても影響を受けるの
で、電力供給箇所の位置以外のパラメータは同一にして
上記実験を行うようにする。If it is difficult to make such settings by calculation, it is possible to obtain them experimentally. That is, the experiment is performed by changing the setting of the plurality of power supply points variously, and the positions of the plurality of power supply points at which the most uniform plasma is generated are experimentally obtained. The plasma density distribution can be measured by the probe method or the like, but the plasma density distribution may be indirectly obtained from the distribution of the progress of the surface treatment on the substrate 50. Distribution of progress of surface treatment (eg thin film deposition rate distribution)
Is also affected by parameters other than the plasma density distribution (for example, the temperature of the electrode body 3 and the gas flow), so the parameters other than the position of the power supply location should be the same to perform the above experiment.
【００４９】上述した第一実施例の構成において、電極
体３は、方形（正方形もしくは長方形）又は円形の板状
の部材からなるとして説明したが、これに限られるもの
ではなく、三角形その他の多角形状の板状であっても良
いし、その他の形状の板状でも良い。また、箱状や柱状
等の板状以外の形状であっても良い。また、電極体３が
板状である場合、上記「均等な位置」の複数の電力供給
箇所の例としては、「電極体３の裏面の中心に対して中
心対称状又は裏面の中心を通る裏面上の線分に対して線
対称状に配置する」と表現することができる。この場
合、「裏面の中心」とは、一般化すれば、「『電極体が
均一な密度で形成された場合の重心点』を通り当該裏面
に垂直な線と当該裏面とが交わる点」と考えることがで
きる。In the structure of the first embodiment described above, the electrode body 3 has been described as being composed of a rectangular (square or rectangular) or circular plate-shaped member, but it is not limited to this, and a triangle or other polygons. The shape may be a plate shape or a plate shape having another shape. Further, it may have a shape other than a plate shape such as a box shape or a column shape. In addition, when the electrode body 3 is plate-shaped, examples of the plurality of power supply locations at the “uniform positions” are “a center symmetry with respect to the center of the back surface of the electrode body 3 or a back surface passing through the center of the back surface. It can be expressed as “arranged in line symmetry with respect to the upper line segment”. In this case, the "center of the back surface" is, in general terms, "a point at which the back surface and a line passing through the" center of gravity when the electrode bodies are formed with a uniform density "and perpendicular to the back surface intersect". I can think.
【００５０】また、第二実施例の構成では、円板状と説
明した電極本体３４の部分について上記第一実施例の電
極体３とほぼ同様に考えることができる。即ち、電極本
体３４は、三角形その他の多角形状の板状であっても良
いし、その他の形状の板状でも良い。そして、この場
合、スカート部３５に設定される複数の電力供給箇所の
「均等な位置」の例としては、「電極本体３４の中心軸
に対して中心対称状又は中心軸に垂直に交わる線に対し
て線対称状」と表現することができる。尚、この場合の
「中心軸」とは、上記「裏面の中心」と同様の意味での
「中心」を通り電極本体３４の板面（表面又は裏面）に
垂直な線と考えることができる。Further, in the configuration of the second embodiment, the portion of the electrode body 34 described as a disk shape can be considered in substantially the same manner as the electrode body 3 of the first embodiment. That is, the electrode body 34 may have a triangular or other polygonal plate shape, or may have another shape. Then, in this case, as an example of “uniform positions” of the plurality of power supply points set in the skirt portion 35, “a center symmetry with respect to the central axis of the electrode body 34 or a line perpendicular to the central axis intersects” In contrast, it can be expressed as “axisymmetric”. The "center axis" in this case can be considered as a line that passes through the "center" in the same meaning as the "center of the back surface" and is perpendicular to the plate surface (front surface or back surface) of the electrode body 34.
【００５１】さらに、本願発明の装置は、前述したアモ
ルファスシリコンやシリコンナイトライド等以外の薄膜
の作成や、ポリシリコン等のエッチング、表面酸化又は
表面窒化等の表面改質等にも使用することが可能であ
る。例えば、本願発明の装置をエッチングに適用した場
合、均一なプラズマによって均一なエッチング処理が進
行するので、下地材料を削ってしまったりエッチング対
象材料が残留してしまったりすることがない良質なエッ
チングが可能となる。また、本願発明の構成は、ＬＳＩ
用のウエハや太陽電池用のシリコン基板等のような大型
化する傾向にある基板５０に対して、本願発明は大きな
効果を発揮する。さらに、基板５０が大型化しなくて
も、ＶＨＦ帯の高周波を使用する場合のように、電極体
３の大きさに対して相対的に短い波長の高周波を使用す
る場合に、本願発明は大きな効果を発揮する。Further, the apparatus of the present invention can be used for forming thin films other than the above-mentioned amorphous silicon, silicon nitride, etc., etching polysilicon, etc., surface modification such as surface oxidation or surface nitriding, etc. It is possible. For example, when the apparatus of the present invention is applied to etching, a uniform etching process is performed by uniform plasma, so that a good quality etching that does not scrape the underlying material or leave the etching target material It will be possible. In addition, the configuration of the present invention is an LSI
The present invention exerts a great effect on a substrate 50 that tends to be large, such as a wafer for use in a wafer or a silicon substrate for a solar cell. Further, even when the substrate 50 is not upsized, the present invention has a great effect when a high frequency having a wavelength relatively shorter than the size of the electrode body 3 is used as in the case of using a high frequency in the VHF band. Exert.
【００５２】[0052]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の表面処
理装置によれば、複数の電力供給箇所が均等な位置に設
定されるので、電極体の前面に供給される高周波電力の
分布が均一になり、この結果均一なプラズマが生成され
る。これによって、基板に対する均一な表面処理が可能
となる。この効果は、大型の基板や相対的に短い波長の
高周波を使用する場合に著しい。加えて、ＶＨＦ帯の高
周波を使用するメリットを享受しながら、均一な表面処
理を行うことが可能であり、定在波の発生が押さえられ
るので、効率が低下しない。また、請求項２の表面処理
装置によれば、上記請求項１の効果に加え、高周波電源
及び整合器が一つにまとめられているので、電力印加機
構の構成が簡素となり、コスト的に安価となるという効
果がある。また、請求項３の表面処理装置によれば、上
記請求項１の効果に加え、高周波を分岐させてから整合
させるので、各々の分岐導波体自体のインピーダンスの
相違等を補償して最適なインピーダンス整合を達成する
ことが可能となるという効果が得られる。また、請求項
４の表面処理装置によれば、上記請求項１，２又は３の
効果に加え、正多角形又は円形に近似した形状の基板を
処理する装置として最適な構成となるという効果が得ら
れる。また、請求項５の表面処理装置によれば、上記請
求項１，２又は３の効果に加え、電極体の前面への電力
供給経路がさらに短縮されるので、電極体の表面インピ
ーダンスに起因した問題をさらに低減させることができ
るという効果が得られる。また、請求項６の表面処理装
置によれば、上記請求項５の効果に加え、スカート部の
内面への高周波の流入が抑制され、エネルギー効率の点
で好適な装置となるという効果が得られる。さらに、請
求項７の表面処理装置によれば、上記請求項１，２，
３，４，５又は６の効果を得て液晶ディスプレイ用の基
板に対する表面処理を行うことができる。As described above, according to the surface treatment apparatus of the first aspect, since the plurality of power supply points are set at equal positions, the distribution of the high frequency power supplied to the front surface of the electrode body can be improved. It becomes uniform, resulting in a uniform plasma. This allows for a uniform surface treatment of the substrate. This effect is remarkable when a large substrate or a high frequency wave having a relatively short wavelength is used. In addition, the high VHF band
Uniform surface treatment while enjoying the benefits of using frequency
It is possible to suppress the generation of standing waves
Therefore, the efficiency does not decrease. According to the surface treatment apparatus of claim 2 , in addition to the effect of claim 1 , the high-frequency power source and the matching device are integrated into one, so that the structure of the power application mechanism is simple and the cost is low. The effect is that According to the surface treatment apparatus of claim 3 , in addition to the effect of claim 1 , high-frequency waves are branched and then matched, so that the impedance difference between the branching waveguides themselves is compensated for, which is optimal. The effect that it is possible to achieve impedance matching is obtained. Also, the claims
According to the surface treatment apparatus of the fourth aspect , in addition to the effects of the first, second or third aspect , it is possible to obtain an effect that the apparatus has an optimum configuration as an apparatus for treating a substrate having a shape approximate to a regular polygon or a circle. Further, according to the surface treatment apparatus of claim 5 , in addition to the effect of claim 1, 2 or 3 , the power supply path to the front surface of the electrode body is further shortened, which is caused by the surface impedance of the electrode body. The effect that the problem can be further reduced is obtained. Further, according to the surface treatment apparatus of claim 6 , in addition to the effect of claim 5 , the effect that a high frequency is prevented from flowing into the inner surface of the skirt portion, and the apparatus becomes suitable in terms of energy efficiency. . Further, according to the surface treatment apparatus of claim 7, the above-mentioned claim 1, 2,
With the effects of 3, 4, 5 or 6 , surface treatment can be performed on a substrate for a liquid crystal display.
【図１】本願発明の第一実施例の表面処理装置を説明す
る概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a surface treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１の装置における分岐器および分岐導波体の
構成を説明する斜視外観図である。FIG. 2 is a perspective external view illustrating a configuration of a branching device and a branching waveguide in the device of FIG.
【図３】第二実施例の表面処理装置を説明する概略図で
ある。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a surface treatment apparatus of a second embodiment.
【図４】第三実施例の表面処理装置を説明する概略図で
ある。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a surface treatment apparatus of a third embodiment.
【図５】従来の表面処理装置の構成を説明する概略図で
ある。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the configuration of a conventional surface treatment apparatus.
１ 真空容器 １１ 排気系 ２ 放電用ガス導入系 ３ 電極体 ３１ 前面 ３４ 電極本体 ３５ スカート部 ４ 電力印加機構 ４１ 高周波電源 ４３ 整合器 ４４ 分岐器 ４５ 分岐導波体 ５ 基板ホルダ ５０ 基板 1 vacuum container 11 Exhaust system 2 Discharge gas introduction system 3 electrode body 31 front 34 Electrode body 35 Skirt 4 Power application mechanism 41 high frequency power supply 43 Matcher 44 turnout 45 branched waveguide 5 substrate holder 50 substrates
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−73331（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−16538（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−145100（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−42226（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−135180（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−37051（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−291187（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−89316（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23F 4/00 H01L 21/3065 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-61-73331 (JP, A) JP-A-59-16538 (JP, A) JP-A-58-145100 (JP, A) JP-A-58- 42226 (JP, A) JP 7-135180 (JP, A) JP 6-37051 (JP, A) JP 5-291187 (JP, A) JP 1-89316 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C23F 4/00 H01L 21/3065
Claims (7)
に放電用ガスを導入する放電用ガス導入系と、真空容器
内の所定の位置に配置された電極体と、この電極体に高
周波電力を印加して放電用ガスを放電させてプラズマを
生成する電力印加機構とを具備し、生成したプラズマを
利用して基板の表面を処理する表面処理装置において、 前記電極体は、その前面即ちプラズマを生成する空間に
対向した表面の周縁上の任意の二点のうちの最も距離の
長い二点間の距離が、前記高周波電力の波長の四分の一
よりも長い形状であり、かつ、前記電力印加機構による
電極体への電力供給箇所は均等な位置に複数設定されて
おり、さらに、前記高周波電力の周波数は、３０から３
００ＭＨｚのＶＨＦ帯に属しているとともに、前記電力
供給箇所の間隔は、前記高周波電力の波長の１／２から
外れていることを特徴とする表面処理装置。1. A vacuum vessel having an exhaust system, a discharge gas introduction system for introducing a discharge gas into the vacuum vessel, an electrode body arranged at a predetermined position in the vacuum vessel, and an electrode body for the electrode body. A surface treatment apparatus comprising: a power application mechanism that applies high-frequency power to discharge a discharge gas to generate plasma, wherein the generated plasma is used to process the surface of a substrate. That is, the distance between the longest two points of any two points on the peripheral edge of the surface facing the space for generating plasma has a shape longer than a quarter of the wavelength of the high-frequency power, and , A plurality of power supply points to the electrode body by the power applying mechanism are set at equal positions.
Further, the frequency of the high frequency power is 30 to 3
The power belongs to the VHF band of 00MHz and
The interval between the supply points is from 1/2 of the wavelength of the high frequency power.
A surface treatment device characterized by being detached .
させる高周波電源と、高周波電源の出力を前記複数の電
力供給箇所の数に相当する数に分岐させる分岐器と、高
周波電源から分岐器への高周波電力の供給ライン上に配
置された整合器と、分岐器で分岐された高周波電力を前
記電力供給箇所の各々に導く分岐導波体とから構成され
ていることを特徴とする請求項１記載の表面処理装置。2. The power applying mechanism, a high frequency power source for generating high frequency power, a branching device for branching the output of the high frequency power source into a number corresponding to the number of the plurality of power supply points, and a high frequency power source to a branching device. 2. A matching device arranged on the high-frequency power supply line of 1 ) and a branching waveguide for guiding the high-frequency power branched by the branching device to each of the power supply points. The surface treatment device described.
させる高周波電源と、高周波電源の出力を前記複数の電
力供給箇所の数に分岐させる分岐器と、この分岐器で分
岐された高周波電力を前記電力供給箇所の各々に導く分
岐導波体と、各々の分岐導波体による高周波電力の供給
ライン上にそれぞれ配置された整合器とから構成されて
いることを特徴とする請求項１記載の表面処理装置。3. The power applying mechanism, a high-frequency power source for generating high-frequency power, a brancher for branching the output of the high-frequency power source into the number of the plurality of power supply points, and the high-frequency power branched by the brancher. branch waveguides leading to each of the power supply point, according to claim 1, characterized in that it is composed of a respective arranged matcher on the high-frequency power supply line by each branch waveguide Surface treatment equipment.
力供給箇所は、裏面すなわちプラズマを生成させる空間
に対向した前面とは反対側の面において当該裏面の中心
に対して中心対称状又は中心を通る裏面上の線に対して
線対称状に設定されていることを特徴とする請求項１，
２又は３記載の表面処理装置。4. The electrode body is a plate-shaped member, and the power supply location is symmetrical about the center of the back surface on the back surface, that is, the surface opposite to the front surface facing the space for generating plasma. Or, it is set in line symmetry with respect to a line on the back surface passing through the center .
The surface treatment apparatus according to 2 or 3 .
極本体の周縁からプラズマを生成させる空間とは反対側
に向けて延びるようにして設けられたスカート部から構
成されており、前記電力供給箇所は、このスカート部に
設定されていることを特徴とする請求項１，２又は３記
載の表面処理装置。5. The electrode body comprises a plate-shaped electrode body and a skirt portion provided so as to extend from a peripheral edge of the electrode body toward a side opposite to a space for generating plasma. power supply portion is a surface treatment apparatus according to claim 1, 2 or 3, wherein the set in the skirt portion.
心軸に対して中心対称状又は中心軸に垂直に交わる線に
対して線対称状に設定されていることを特徴とする請求
項５記載の表面処理装置。Wherein said power supply portion is claim 5, characterized in that it is set to line-symmetrically relative to a line perpendicularly intersects the center symmetrically or central axis with respect to the center axis of the electrode body The surface treatment device described.
ラズマを利用して処理される前記基板は液晶ディスプレ
イ用又は太陽電池用の基板であることを特徴とする請求
項１，２，３，４，５及び６記載の表面処理装置。7. The electrode body has the rectangular front surface, and the substrate processed by utilizing plasma is a substrate for a liquid crystal display or a solar cell . The surface treatment device according to 3, 4, 5 and 6 .
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