JP4426632B2 - Plasma processing equipment - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

本発明は、半導体素子、フラットパネルディスプレイ、および太陽電池などの製造に用いられるプラズマ処理装置に関し、特に、成膜面積が大きい場合であっても、成膜速度を向上させるとともに、パーティクルの発生を抑制することができるプラズマ処理装置に関するものである。  The present invention relates to a plasma processing apparatus used in the manufacture of semiconductor elements, flat panel displays, solar cells, and the like, and in particular, improves film formation speed and generates particles even when the film formation area is large. The present invention relates to a plasma processing apparatus that can be suppressed.

今日、半導体素子、太陽電池、または液晶表示パネルもしくはプラズマディスプレイパネルなどのフラットパネルディスプレイの製造には、エッチング、スパッタリングまたはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等が利用されて、精度の高い加工処理が行なわれている。
半導体素子の製造において、プラズマを用いた処理（プラズマ処理）が施されるシリコンウエハ、およびフラットパネルディスプレイに用いられるガラス基板は、大型化の一途をたどっている。これに対応してプラズマ処理を施す処理装置の減圧処理室（チャンバ）も大型化し、この減圧処理室内において、半導体素子またはフラットパネルディスプレイなどの各種基板に形成される膜の成形精度に大きな影響を与える反応性プラズマ中の反応活性種（ラジカル）またはイオンを均一に生成させて、均一なプラズマ処理を行う必要性が増大している。Today, flat panel displays such as semiconductor elements, solar cells, or liquid crystal display panels or plasma display panels are manufactured using etching, sputtering, or CVD (Chemical Vapor Deposition), and high-precision processing is performed. ing.
In the manufacture of semiconductor elements, silicon wafers subjected to processing using plasma (plasma processing) and glass substrates used for flat panel displays are becoming larger and larger. Correspondingly, the decompression processing chamber (chamber) of the processing apparatus for performing plasma processing is also enlarged, and in this decompression processing chamber, the molding accuracy of films formed on various substrates such as semiconductor elements or flat panel displays is greatly affected. There is an increasing need to perform uniform plasma processing by uniformly generating reactive species (radicals) or ions in the reactive plasma to be applied.

大型の薄膜太陽電池を製造する装置として、例えば、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマＣＶＤ装置またはＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）プラズマ装置を用いることができる。
しかしながら、１ｍ×１ｍ程度の大きな面積の蒸着面を得るプラズマを発生させるには、例えば、ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置では、サイクロトロンに使用する磁場発生用のコイルと放射電波用のアンテナの配置が互いに干渉するようになり、実現は困難である。As an apparatus for manufacturing a large-sized thin film solar cell, for example, an ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma CVD apparatus or an ICP (Inductively Coupled Plasma) plasma apparatus can be used.
However, in order to generate plasma for obtaining a vapor deposition surface having a large area of about 1 m × 1 m, for example, in an ECR plasma CVD apparatus, the arrangement of a magnetic field generating coil used for a cyclotron and an antenna for a radiated radio wave interfere with each other. It is difficult to realize.

そこで、プラズマＣＶＤ装置において、１ｍ×１ｍ程度の大きな面積の蒸着面を得るプラズマを発生させるためのアンテナが提案されている（特許文献１）。
特許文献１には、表面を誘電体が覆われた柱状の導電体からなる複数のアンテナ素子を、交互に給電方向を逆にして平行的にかつ平面状に配置したアレイアンテナからなるプラズマ生成用アンテナが開示されている。この特許文献１のプラズマ生成用アンテナを用いることにより、電磁波の空間分布が一様なプラズマを発生させることができ、１ｍ×１ｍ程度の大きな面積の蒸着面を得ることができる。Therefore, an antenna for generating plasma that obtains a vapor deposition surface with a large area of about 1 m × 1 m in a plasma CVD apparatus has been proposed (Patent Document 1).
In Patent Document 1, a plurality of antenna elements made of columnar conductors whose surfaces are covered with a dielectric are alternately arranged in parallel and in a plane with the feeding direction reversed, for generating plasma. An antenna is disclosed. By using the antenna for generating plasma of Patent Document 1, plasma with uniform spatial distribution of electromagnetic waves can be generated, and a vapor deposition surface having a large area of about 1 m × 1 m can be obtained.

次に、特許文献１に開示されたアレイアンテナを備える従来のプラズマＣＶＤ装置について説明する。
ここで、図６は、従来のプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図である。
図６に示す従来のプラズマＣＶＤ装置１００は、制御部１０２、分配器１０４、インピーダンス整合器１０６および直方体状の反応容器１０８を有する。この制御部１０２は、プラズマＣＶＤ装置１００の各機器を制御するものである。Next, a conventional plasma CVD apparatus including the array antenna disclosed in Patent Document 1 will be described.
Here, FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional plasma CVD apparatus.
A conventionalplasma CVD apparatus 100 shown in FIG. 6 includes acontrol unit 102, adistributor 104, animpedance matching unit 106, and a rectangularparallelepiped reaction vessel 108. Thecontrol unit 102 controls each device of theplasma CVD apparatus 100.

反応容器１０８には、導入口１１０が形成されており、この導入口１１０にガス供給管１１２を介して成膜ガス供給部１１４が接続されている。この成膜ガス供給部１１４は、例えば、ＳｉＯ_２膜を成膜する場合、原料ガスＧとして、酸素ガスおよびＴＥＯＳ（Tetra-Ethyl-Ortho-Silicate（テトラエトキシシラン））ガス（以下、ＴＥＯＳガスという）を供給するものである。Anintroduction port 110 is formed in thereaction vessel 108, and a film forming gas supply unit 114 is connected to theintroduction port 110 through agas supply pipe 112. For example, when forming a SiO₂ film, the deposition gas supply unit 114 uses oxygen gas and TEOS (Tetra-Ethyl-Ortho-Silicate) gas (hereinafter referred to as TEOS gas) as the source gas G. ).

また、反応容器１０８の下壁１０８ｂには、排気口１１６が形成されている。この排気口１１６に排気管１１８を介して、反応容器１０８内を真空にする真空排気部１２０が接続されている。また、反応容器１０８には内部の圧力を測定する圧力センサ（図示せず）が設けられている。  Anexhaust port 116 is formed in thelower wall 108b of thereaction vessel 108. Avacuum exhaust unit 120 that evacuates thereaction vessel 108 is connected to theexhaust port 116 via anexhaust pipe 118. Thereaction vessel 108 is provided with a pressure sensor (not shown) for measuring the internal pressure.

また、反応容器１０８の内部には、上壁１０８ａ側から順に、ガス放射板１２２、複数のアンテナ素子１２４からなるアンテナアレイ１２６、および基板ステージ１２８が設けられている。この基板ステージ１２８の表面１２８ａに基板１３０が載置される。  In addition, in thereaction vessel 108, agas radiation plate 122, anantenna array 126 including a plurality ofantenna elements 124, and a substrate stage 128 are provided in this order from theupper wall 108a side. Asubstrate 130 is placed on thesurface 128 a of the substrate stage 128.

また、インピーダンス整合器１０６は、アンテナ素子１２４に接続されており、プラズマ生成時におけるアンテナ素子１２４の負荷の変化によって生じるインピーダンスの不整合を是正する。  The impedance matchingunit 106 is connected to theantenna element 124 and corrects an impedance mismatch caused by a change in the load of theantenna element 124 during plasma generation.

ガス放射板１２２は、成膜ガス供給部１１４から導入された原料ガスＧを広い面積に渡って拡散させるものであり、反応容器１０８の内部の全域に亘る大きさを有する。このガス放射板１２２により、反応容器１０８内が２つの空間に仕切られている。ガス放射板１２２の上壁１０８ａ側の空間がガス分散室１３２であり、ガス放射板１２２の下壁１０８ｂ側の空間が反応室１３４である。
また、ガス放射板１２２は、貫通穴１２２ａが複数形成されたものである。このガス放射板１２２は金属で形成されており、接地されている。
なお、基板ステージ１２８には、ヒータ（図示せず）が設けられており、このヒータは、制御部１０２により制御される。Thegas radiation plate 122 diffuses the source gas G introduced from the film forming gas supply unit 114 over a wide area, and has a size over the entire area inside thereaction vessel 108. Thegas radiating plate 122 partitions thereaction vessel 108 into two spaces. A space on theupper wall 108 a side of thegas radiation plate 122 is agas dispersion chamber 132, and a space on thelower wall 108 b side of thegas radiation plate 122 is areaction chamber 134.
Thegas radiation plate 122 has a plurality of throughholes 122a. Thegas radiation plate 122 is made of metal and is grounded.
The substrate stage 128 is provided with a heater (not shown), and this heater is controlled by thecontrol unit 102.

従来のプラズマＣＶＤ装置１００において、ガラス基板またはシリコンウエハ等の基板１３０の表面１３０ａに、例えば、ＳｉＯ_２膜を形成する場合、反応容器１０８内の圧力を真空排気部１２０により１Ｐａ〜数１００Ｐａ程度の状態とし、さらに、アンテナ素子１２４に高周波信号を給電することにより、アンテナ素子１２４の周囲に電磁波が放射される。
このとき、原料ガスＧを、成膜ガス供給部１１４からガス分散室１３２に供給し、この原料ガスＧを貫通孔１２２ａから反応室１３４に一定の流速で流入させる。そして、原料ガスＧが電離して、空間密度が均一なプラズマが発生する。これにより、基板１３０の表面１３０ａにＳｉＯ_２膜が形成される。
このように、従来のプラズマＣＶＤ装置１００においては、均一なプラズマを発生させることができるため、１ｍ×１ｍ程度の大きな面積であっても、基板１３０の表面１３０ａにＳｉＯ_２膜を形成することができる。In the conventionalplasma CVD apparatus 100, for example, when a SiO₂ film is formed on thesurface 130a of asubstrate 130 such as a glass substrate or a silicon wafer, the pressure in thereaction vessel 108 is set to about 1 Pa to several hundreds Pa by thevacuum exhaust unit 120. In addition, by supplying a high-frequency signal to theantenna element 124, electromagnetic waves are radiated around theantenna element 124.
At this time, the source gas G is supplied from the film forming gas supply unit 114 to thegas dispersion chamber 132, and the source gas G is caused to flow into thereaction chamber 134 from the throughhole 122a at a constant flow rate. Then, the source gas G is ionized, and plasma with a uniform spatial density is generated. Thereby, a SiO₂ film is formed on thesurface 130 a of thesubstrate 130.
Thus, in the conventionalplasma CVD apparatus 100, uniform plasma can be generated. Therefore, even if the area is as large as 1 m × 1 m, an SiO₂ film can be formed on thesurface 130 a of thesubstrate 130. it can.

特開２００３−８６５８１号公報JP 2003-86581 A

上述のように、従来のプラズマＣＶＤ装置１００は、大きな面積であっても、基板１３０の表面１３０ａにＳｉＯ_２膜を形成することができる。しかしながら、発生したプラズマが、アンテナ素子１２４にまでも及ぶ状態、すなわち、プラズマ中にアンテナ素子１２４が配置された状態となり、アンテナ素子１２４の表面１２４ａ近傍においては、電界分布が極度に高い。このため、アンテナ素子１２４の表面１２４ａ近傍では、プラズマにより原料ガスＧが過剰に分解されてしまう。これにより、例えば、基板１３０の表面１３０ａにＳｉＯ_２膜を形成する場合、プラズマにより、ＳｉＯ_２等の反応生成物が過剰に生成され、成膜に寄与することなく、アンテナ素子１２４の表面１２４ａに付着、さらには堆積してしまう。このように、成膜に寄与するＳｉＯ_２の割合が減り、成膜速度が低下するという問題点がある。
さらには、アンテナ素子１２４の表面１２４ａに堆積したＳｉＯ_２（反応生成物）がパーティクルとなり、処理室１３４内のパーティクルの増加を招くという問題点もある。このパーティクルの増加により、形成される膜の膜質が低下する虞もある。As described above, the conventionalplasma CVD apparatus 100 can form the SiO₂ film on thesurface 130a of thesubstrate 130 even if the area is large. However, the generated plasma reaches theantenna element 124, that is, theantenna element 124 is disposed in the plasma, and the electric field distribution is extremely high in the vicinity of thesurface 124a of theantenna element 124. For this reason, in the vicinity of thesurface 124a of theantenna element 124, the source gas G is excessively decomposed by the plasma. Thereby, for example, when an SiO₂ film is formed on thesurface 130 a of thesubstrate 130, an excessive reaction product such as SiO₂ is generated by the plasma and does not contribute to the film formation on thesurface 124 a of theantenna element 124. Adhesion and further deposition. Thus, there is a problem in that the proportion of SiO₂ that contributes to the film formation is reduced and the film formation rate is reduced.
Further, there is a problem that SiO₂ (reaction product) deposited on thesurface 124a of theantenna element 124 becomes particles and causes an increase in particles in theprocessing chamber 134. Due to the increase of the particles, the film quality of the formed film may be deteriorated.

本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、成膜面積が大きい場合であっても、成膜速度を向上させるとともに、パーティクルの発生を抑制することができるプラズマ処理装置を提供することにある。  An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus that solves the problems based on the above-described conventional technology and can improve the film forming speed and suppress the generation of particles even when the film forming area is large. There is to do.

上記目的を達成するために、本発明は、第１原料ガスおよび第２原料ガスを用いて処理対象基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、前記処理対象基板が表面に配置される基板ステージと、前記基板ステージの上方に設けられ、誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子が前記基板ステージの表面と略平行な平面に対して複数所定の間隙をあけて配列されてなるアンテナアレイを用いてプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部を覆うように設けられ、前記アンテナアレイの上方に設けられた複数のガス放射口を有するガス放射板を備えるガス放射部と、前記ガス放射板の複数のガス放射口の一部分から前記基板ステージの表面に向けて放射して前記アンテナ素子の表面を通るように、第１原料ガスを供給する第１のガス供給部と、前記ガス放射板の複数のガス放射口の他の部分から前記基板ステージの表面に向けて放射して前記アンテナ素子の間隙を通るように、第２原料ガスを供給する第２のガス供給部と、を有し、
前記プラズマ生成部は、前記プラズマ生成部に対して前記第１原料ガスおよび前記第２原料ガスが供給された状態で、前記アンテナアレイを用いてプラズマを生成し、
前記第１原料ガスは、アルゴン、酸素ガス、水素ガスおよび窒素ガスの群の中から選ばれたガスであることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides a plasma processing apparatus for processing a substrate to be processed using a first source gas and a second source gas, wherein the substrate to be processed is disposed on a surface. And a plurality of antenna elements, which are provided above the substrate stage and are composed of rod-shaped conductors whose surfaces are covered with a dielectric, are arranged with a predetermined gap with respect to a plane substantially parallel to the surface of the substrate stage. A gas generator comprising: a plasma generator that generates plasma using the antenna array; and a gas radiator plate that is provided so as to cover the plasma generator and has a plurality of gas radiation ports provided above the antenna array. And the first source gas so as to radiate from a part of the plurality of gas radiation ports of the gas radiation plate toward the surface of the substrate stage and pass through the surface of the antenna element. A second source gas that radiates toward the surface of the substrate stage from the first gas supply unit to be supplied and the other part of the plurality of gas radiation ports of the gas radiation plate and passes through the gap between the antenna elements. A second gas supply unit for supplying
The plasma generation unit generates plasma using the antenna array in a state where the first source gas and the second source gas are supplied to the plasma generation unit,
The first raw material gas isa gas selected from the group consisting of argon, oxygen gas, hydrogen gas, and nitrogen gas .

このとき、前記ガス放射板の複数のガス放射口は、前記プラズマ生成部に対して開口するように形成され、前記ガス放射口のうち、前記ガス放射板を前記基板ステージの前記表面に垂直な方向から見た場合、前記アンテナ素子の位置と整合する第１の領域に形成された全てのガス放射口に接続されるように、流路を形成する隔壁が設けられ、この隔壁により、前記第１の領域に形成された全てのガス放射口と、これ以外の領域に形成された他のガス放射口とが隔離され、前記第１のガス供給部からの第１原料ガスは、前記流路を通って、前記第１の領域に形成された全てのガス放射口から放射し、これによって、第１原料ガスは前記アンテナ素子の表面を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給され、前記第２のガス供給部からの第２原料ガスは、前記他のガス放射口から放射し、これによって、第２の原料ガスは、前記アンテナ素子の間隙を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給されることが好ましい。  At this time, the plurality of gas radiation ports of the gas radiation plate are formed to open to the plasma generation unit, and the gas radiation plate is perpendicular to the surface of the substrate stage among the gas radiation ports. When viewed from the direction, a partition that forms a flow path is provided so as to be connected to all the gas radiation ports formed in the first region that matches the position of the antenna element. All the gas radiating ports formed in one region are isolated from other gas radiating ports formed in other regions, and the first source gas from the first gas supply section is the flow path And radiates from all the gas emission ports formed in the first region, whereby the first source gas passes through the surface of the antenna element and is supplied toward the surface of the substrate stage, Second source from second gas supply Gas is emitted from the other gas emitting opening, thereby, the second raw material gas passes through the gap between the antenna elements, it is preferably fed towards the surface of the substrate stage.

あるいは、前記ガス放射板の複数のガス放射口は、前記プラズマ生成部に対して開口するように形成され、前記ガス放射口のうち、前記ガス放射板を前記基板ステージの前記表面に垂直な方向から見た場合、前記アンテナ素子の間隙の領域と整合する第２の領域に形成された全てのガス放射口に接続されるように、流路を形成する隔壁が設けられ、この隔壁により、前記第２の領域に形成された全てのガス放射口と、これ以外の領域に形成された他のガス放射口とが隔離され、前記第１のガス供給部からの第１原料ガスは、前記他のガス放射口から放射し、これによって、第１の原料ガスは、前記アンテナ素子の表面を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給され、前記第２のガス供給部からの第２原料ガスは、前記流路を通って、前記第２の領域に形成された全てのガス放射口から放射し、これによって、第２原料ガスは前記アンテナ素子の間隙を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給されることも同様に好ましい。  Alternatively, the plurality of gas radiation ports of the gas radiation plate are formed so as to open to the plasma generation unit, and the gas radiation plate of the gas radiation ports has a direction perpendicular to the surface of the substrate stage. When viewed from the above, a partition that forms a flow path is provided so as to be connected to all the gas radiation ports formed in the second region aligned with the region of the gap of the antenna element. All the gas radiating ports formed in the second region and other gas radiating ports formed in other regions are isolated, and the first source gas from the first gas supply unit is the other The first source gas passes through the surface of the antenna element and is supplied toward the surface of the substrate stage, and the second source gas is supplied from the second gas supply unit. Through the flow path, the Emitted from all of the gas emission opening formed in the second region, thereby, the second source gas above through the gap between the antenna elements, it is equally preferred that the supplied toward the surface of the substrate stage.

なお、前記第１原料ガスは、酸素ガスであり、前記第２原料ガスは、ＴＥＯＳガスであることが好ましい。  The first source gas is preferably oxygen gas, and the second source gas is preferably TEOS gas.

さらに、本発明は、第１原料ガスおよび第２原料ガスを用いて処理対象基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、前記処理対象基板が表面に配置される基板ステージと、前記基板ステージの上方に設けられ、誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子が前記基板ステージの表面と略平行な平面に対して複数所定の間隙をあけて配列されてなるアンテナアレイを備えるプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部を覆うように設けられ、前記アンテナアレイの上方に設けられ、複数のガス放射口を有するガス放射板を備えるガス放射部と、前記アンテナアレイの配列面上の、前記プラズマ生成部の前記アンテナ素子の各間隙に設けられ、前記基板ステージに面するように開口された穴が複数形成された中空の第２ガス放出部材を複数備える第２ガス放出部と、前記第１原料ガスを前記ガス放射板から前記基板ステージの表面に向けて供給する第１のガス供給部と、前記第２原料ガスを、前記第２ガス放出部を通して、前記基板ステージの表面に向けて供給する第２のガス供給部と、を有し、
前記プラズマ生成部は、前記第１原料ガスおよび前記第２原料ガスが供給された状態で、前記アンテナアレイを用いてプラズマを生成し、
前記第１原料ガスは、不活性ガス、酸素ガス、水素ガスおよび窒素ガスの群の中から選ばれたガスであることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。Furthermore, the present invention is a plasma processing apparatus that performs processing on a processing target substrate using a first source gas and a second source gas, the substrate stage on which the processing target substrate is disposed, and the substrate stage Provided is an antenna array in which a plurality of antenna elements, which are provided above and are composed of rod-shaped conductors whose surfaces are covered with a dielectric, are arranged with a predetermined gap with respect to a plane substantially parallel to the surface of the substrate stage. A plasma generator, a gas radiator provided to cover the plasma generator, provided above the antenna array, and including a gas radiation plate having a plurality of gas radiation ports; andon an array surface of the antenna array the provided ineach gap between the antenna elements of the plasma generator, the second gas discharge member of the hollow apertured hole to face said substrate stage has a plurality of formed A plurality of second gas discharge portions, a first gas supply portion for supplying the first source gas from the gas radiation plate toward the surface of the substrate stage, and the second source gas for discharging the second gas. A second gas supply unit that supplies the substrate stage toward the surface of the substrate stage,
The plasma generation unit generates plasma using the antenna array in a state where the first source gas and the second source gas are supplied,
The first raw material gas isa gas selected from the group consisting of an inert gas, an oxygen gas, a hydrogen gas, and a nitrogen gas .

なお、前記第１原料ガスは、酸素ガスであり、前記第２原料ガスは、ＴＥＯＳガスであることが好ましい。
さらに、前記ガス放射板を前記基板ステージの前記表面に垂直な方向から見た場合、前記アンテナ素子の位置と整合する領域に、前記ガス放射板の前記ガス放射口が位置し、前記領域に位置するガス放射口から放射される前記第１原料ガスは、前記アンテナ素子の表面を通ることが好ましい。The first source gas is preferably oxygen gas, and the second source gas is preferably TEOS gas.
Further, when the gas radiation plate is viewed from a direction perpendicular to the surface of the substrate stage, the gas radiation port of the gas radiation plate is located in a region aligned with the position of the antenna element, and is located in the region. It is preferable that the first source gas radiated from the gas radiation port that passes through the surface of the antenna element.

さらに、本発明は、原料ガスを用いて処理対象基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、前記処理対象基板が表面に配置される基板ステージと、前記基板ステージの上方に設けられ、誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子が前記基板ステージの表面と略平行な平面に対して複数所定の間隙をあけて配列されてなるアンテナアレイを用いてプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部を覆うように設けられ、前記アンテナアレイの上方に設けられたガス放射板を備えるガス放射部と、前記ガス放射部から前記基板ステージの表面に向けて第１原料ガス及び第２原料ガスを放射するように、前記第１原料ガス及び前記第２原料ガスを供給する第１のガス供給部と、前記ガス放射部から前記基板ステージの表面に向けて第３のガスを放射するように、前記第３のガスを供給する第３のガス供給部と、を有し、
前記ガス放射板には、前記プラズマ生成部に対して開口したガス放出口が複数形成され、前記ガス放射板の前記ガス放射口のうち、前記ガス放射板を前記基板ステージの前記表面に垂直な方向から見た場合、前記アンテナ素子の位置と整合する第１の領域に形成された全てのガス放射口に接続されるように、流路を形成する隔壁が設けられ、この隔壁により、前記第１の領域に形成された全てのガス放射口と、これ以外の領域に形成された他のガス放射口とが隔離され、前記第３のガス供給部からの前記第３のガスは、前記流路を通り、前記第１の領域に形成された全てのガス放射口から放射し、これによって、第３のガスは前記アンテナ素子の表面を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給され、前記第１のガス供給部からの前記第１原料ガス及び前記第２原料ガスは、前記他のガス放射口から放射し、これによって、前記第１の原料ガス及び前記第２の原料ガスは、前記アンテナ素子の間隙を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給され、前記プラズマ生成部は、前記第１原料ガス、前記第２原料ガスおよび前記第３のガスが供給された状態で、前記アンテナアレイを用いてプラズマを生成するものであることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。Furthermore, the present invention is a plasma processing apparatus for processing a substrate to be processed using a raw material gas, the substrate stage on which the substrate to be processed is disposed, a dielectric stage provided above the substrate stage, Generation of plasma using an antenna array in which antenna elements composed of rod-shaped conductors whose surfaces are covered with a plurality of predetermined gaps are arranged with respect to a plane substantially parallel to the surface of the substrate stage And a gas radiating portion provided to cover the plasma generating portion and provided above the antenna array, and a first source gas from the gas radiating portion toward the surface of the substrate stage And a first gas supply unit for supplying the first source gas and the second source gas so as to radiate the second source gas, and the substrate stage from the gas emission unit To emit a third gas toward the surface, anda third gas supply unit for supplying the third gas,
The gas radiation plate includes a plurality of gas discharge ports that open to the plasma generation unit, and the gas radiation plate of the gas radiation plate is perpendicular to the surface of the substrate stage. When viewed from the direction, a partition that forms a flow path is provided so as to be connected to all the gas radiation ports formed in the first region that matches the position of the antenna element. All the gas radiating ports formed in one region and other gas radiating ports formed in other regions are isolated, and the third gas from the third gas supply unit Radiating from all gas emission ports formed in the first region through the path, whereby the third gas passes through the surface of the antenna element and is supplied toward the surface of the substrate stage, The first from the first gas supply unit The source gas and the second source gas are radiated from the other gas radiation port, whereby the first source gas and the second source gas pass through the gap between the antenna elements and the substrate stage. The plasma generating unit is configured to generate plasma using the antenna array in a state where the first source gas, the second source gas, and the third gas are supplied. A plasma processing apparatus is provided.

なお、前記原料ガスは、酸素ガスおよびＴＥＯＳガスの混合ガスであり、前記第３のガスは、不活性ガスであることが好ましい。  The source gas is preferably a mixed gas of oxygen gas and TEOS gas, and the third gas is preferably an inert gas.

本発明のプラズマ処理装置によれば、アンテナ素子の表面を通り、基板ステージの表面に向けて第１原料ガスを供給し、アンテナ素子の間隙を通り、基板ステージの表面に向けて第２原料ガスを供給している状態で、アンテナアレイを用いてプラズマを生成することにより、第１原料ガスと第２原料ガスとにより反応生成物が生成されても、アンテナ素子の周囲には、第１原料ガスが供給されているため、アンテナ素子には反応生成物が付着または堆積することが抑制される。また、第２原料ガスが、アンテナ素子に対して付着しやすい成分を含むようなものであっても、アンテナ素子の周囲に第１原料ガスが供給されているため、付着することが抑制される。このため、パーティクルの発生が抑制される。
さらには、アンテナ素子には反応生成物が付着または堆積することが抑制されるため、第１原料ガスおよび第２原料ガスの利用効率が高くなり、成膜速度が向上する。これらのことから、成膜面積が大きい場合であっても、成膜速度を向上させるとともに、パーティクルの発生を抑制することができる。According to the plasma processing apparatus of the present invention, the first source gas is supplied to the surface of the substrate stage through the surface of the antenna element, and the second source gas is supplied to the surface of the substrate stage through the gap of the antenna element. Even if a reaction product is generated by the first source gas and the second source gas by generating plasma using the antenna array in a state where the first source gas is supplied, the first source material is provided around the antenna element. Since the gas is supplied, reaction products are prevented from adhering or depositing on the antenna element. In addition, even if the second source gas contains a component that easily adheres to the antenna element, the first source gas is supplied around the antenna element, so that the adhesion is suppressed. . For this reason, generation of particles is suppressed.
Furthermore, since the reaction product is prevented from adhering or depositing on the antenna element, the utilization efficiency of the first source gas and the second source gas is increased, and the film formation rate is improved. For these reasons, even when the deposition area is large, the deposition rate can be improved and the generation of particles can be suppressed.

また、本発明のプラズマ処理装置よれば、アンテナ素子の表面を通り、基板ステージの表面に向けて原料ガスとは異なる第３のガスを供給し、アンテナ素子の間隙を通り、基板ステージの表面に向けて原料ガスを供給している状態で、アンテナアレイを用いてプラズマを生成することにより、アンテナ素子の周囲には、第３のガスが供給されているため、アンテナ素子には反応生成物が付着または堆積することが抑制される。このため、パーティクルの発生が抑制される。さらには、アンテナ素子には反応生成物が付着または堆積することが抑制されるため、原料ガスの利用効率が高くなり、成膜速度が向上する。これらのことから、成膜面積が大きい場合であっても、成膜速度を向上させるとともに、パーティクルの発生を抑制することができる。  In addition, according to the plasma processing apparatus of the present invention, the third gas different from the source gas is supplied to the surface of the substrate stage through the surface of the antenna element, passes through the gap of the antenna element, and enters the surface of the substrate stage. Since the third gas is supplied around the antenna element by generating plasma using the antenna array while the source gas is being supplied toward the antenna element, a reaction product is generated in the antenna element. Adhesion or deposition is suppressed. For this reason, generation of particles is suppressed. Furthermore, since the reaction product is prevented from adhering or depositing on the antenna element, the utilization efficiency of the source gas is increased and the film formation rate is improved. For these reasons, even when the deposition area is large, the deposition rate can be improved and the generation of particles can be suppressed.

本発明のプラズマ処理装置の第１の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the plasma CVD apparatus which concerns on 1st Embodiment of the plasma processing apparatus of this invention.本実施形態のプラズマＣＶＤ装置のアンテナアレイを示す模式的平面図である。It is a typical top view which shows the antenna array of the plasma CVD apparatus of this embodiment.本発明のプラズマ処理装置の第２の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the plasma CVD apparatus which concerns on 2nd Embodiment of the plasma processing apparatus of this invention.本発明のプラズマ処理装置の第３の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the plasma CVD apparatus which concerns on 3rd Embodiment of the plasma processing apparatus of this invention.（ａ）は、本発明のプラズマ処理装置の第３の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の第２原料ガス放出部の一例を示す模式的斜視図であり、（ｂ）は、図５（ａ）に示す第２原料ガス放出部の第２原料ガス放出部材の模式的断面図であり、（ｃ）は、図５（ａ）に示す第２原料ガス放出部の第２原料ガス放出部材の他の例を示す模式的断面図である。(A) is a typical perspective view which shows an example of the 2nd source gas discharge | release part of the plasma CVD apparatus which concerns on 3rd Embodiment of the plasma processing apparatus of this invention, (b) is FIG. 5 (a). FIG. 6C is a schematic cross-sectional view of the second source gas discharge member of the second source gas discharge portion shown in FIG. 5, and FIG. 5C is another view of the second source gas discharge member of the second source gas discharge portion shown in FIG. It is a typical sectional view showing the example.従来のプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional plasma CVD apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１０、５０、６０、１００ プラズマＣＶＤ装置（ＣＶＤ装置）
１２ 制御部
１４ 分配器
１６ インピーダンス整合器
１８ 反応容器
２２ 導入口
２３ ガス供給管
２４ 排気口
２５ 排気管
２６ 第１のガス供給部
２７ 真空排気部
２８ 第２のガス供給部
４０、５２、６２ ガス放射部
３０ アンテナアレイ
３２ アンテナ素子
３３ 間隙
３４ 基板ステージ
３６ 基板
３８ ガス分散室
３９ 反応室
７０ 第２原料ガス放出部10, 50, 60, 100 Plasma CVD apparatus (CVD apparatus)
DESCRIPTION OFSYMBOLS 12Control part 14Distributor 16Impedance matching device 18Reaction container 22Inlet 23Gas supply pipe 24Exhaust outlet 25Exhaust pipe 26 1stgas supply part 27Vacuum exhaust part 28 2ndgas supply part 40, 52, 62Gas Radiation unit 30Antenna array 32Antenna element 33Gap 34Substrate stage 36Substrate 38Gas dispersion chamber 39Reaction chamber 70 Second source gas discharge unit

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のプラズマ処理装置を詳細に説明する。
図１は、本発明のプラズマ処理装置の第１の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図である。Hereinafter, a plasma processing apparatus of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a plasma CVD apparatus according to the first embodiment of the plasma processing apparatus of the present invention.

本実施形態の図１に示すプラズマＣＶＤ装置１０（以下、ＣＶＤ装置１０という）は、第１原料ガス（活性種ガス）として、酸素ガスＧｆを用い、第２原料ガスとして、ＴＥＯＳガスＧｓを用いて、ガラス基板またはシリコンウエハ等の基板（処理対象基板）３６の表面３６ａに対してＳｉＯ_２膜を形成することを例にして説明する。なお、本発明のプラズマ処理装置においては、基板３６に形成する膜はＳｉＯ_２膜に限定されるものではない。The plasma CVD apparatus 10 (hereinafter referred to as a CVD apparatus 10) shown in FIG. 1 of the present embodiment uses an oxygen gas Gf as a first source gas (active species gas) and uses a TEOS gas Gs as a second source gas. An example in which a SiO₂ film is formed on thesurface 36a of a substrate (processing target substrate) 36 such as a glass substrate or a silicon wafer will be described. In the plasma processing apparatus of the present invention, the film formed on thesubstrate 36 is not limited to the SiO₂ film.

図１に示すＣＶＤ装置１０は、制御部１２、分配器１４、インピーダンス整合器１６、および直方体状の反応容器１８を有するものである。この制御部１２は、後述するようにＣＶＤ装置１０の各機器を制御するものである。また、反応容器１８は、金属製または合金製であり、接地されている。  ACVD apparatus 10 shown in FIG. 1 includes acontrol unit 12, adistributor 14, animpedance matching unit 16, and a rectangularparallelepiped reaction vessel 18. Thecontrol unit 12 controls each device of theCVD apparatus 10 as will be described later. Thereaction vessel 18 is made of metal or alloy and is grounded.

反応容器１８の上壁１８ａには導入口２２が形成されている。この導入口２２にガス供給管２３が接続されている。さらに、ガス供給管２３には、第２のガス供給部２８が接続されている。
この第２のガス供給部２８は、反応容器１８内に、例えば、ＴＥＯＳガスＧｓ（第２原料ガス）を供給するものである。第２のガス供給部２８は、例えば、液体のＴＥＯＳが充填されるタンク（図示せず）、液体のＴＥＯＳを気化する気化部（図示せず）、および気化されたＴＥＯＳの流量を調整する流量調整部（図示せず）を備えるものである。この第２のガス供給部２８においては、液体のＴＥＯＳを気化部により気化してＴＥＯＳガスＧｓ（第２原料ガス）を得、流量調整部によりＴＥＯＳガスＧｓの流量が調整されてＴＥＯＳガスＧｓを反応容器１８内に供給する。Aninlet 22 is formed in theupper wall 18a of thereaction vessel 18. Agas supply pipe 23 is connected to theintroduction port 22. Further, a secondgas supply unit 28 is connected to thegas supply pipe 23.
The secondgas supply unit 28 supplies, for example, TEOS gas Gs (second source gas) into thereaction vessel 18. The secondgas supply unit 28 includes, for example, a tank (not shown) filled with liquid TEOS, a vaporization unit (not shown) for vaporizing the liquid TEOS, and a flow rate for adjusting the flow rate of the vaporized TEOS. An adjustment unit (not shown) is provided. In the secondgas supply unit 28, TEOS gas Gs (second raw material gas) is obtained by vaporizing the liquid TEOS by the vaporization unit, and the flow rate of the TEOS gas Gs is adjusted by the flow rate adjustment unit, so that the TEOS gas Gs is generated. Thereaction vessel 18 is supplied.

また、反応容器１８の下壁１８ｂには、排気口２４が形成されている。この排気口２４に排気管２５が接続されている。さらに、排気管２５には、真空排気部２７が接続されている。この真空排気部２７は、ドライポンプおよびターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有するものである。また、反応容器１８には内部の圧力を測定する圧力センサ（図示せず）が設けられている。  Anexhaust port 24 is formed in thelower wall 18 b of thereaction vessel 18. Anexhaust pipe 25 is connected to theexhaust port 24. Further, avacuum exhaust unit 27 is connected to theexhaust pipe 25. Thevacuum exhaust unit 27 has a vacuum pump such as a dry pump and a turbo molecular pump. Thereaction vessel 18 is provided with a pressure sensor (not shown) for measuring the internal pressure.

また、反応容器１８の内部には、下壁１８ｂ側から順に、表面３４ａに載置される基板ステージ３４、基板３６が設けられ、この基板ステージ３４の上方に複数のアンテナ素子３２からなるアンテナアレイ（プラズマ生成部）３０が設けられ、さらには、アンテナアレイ３０の上方に、アンテナアレイ３０を覆うようにしてガス放射部４０（ガス放射板４２）が設けられている。  In addition, asubstrate stage 34 and asubstrate 36 placed on thesurface 34 a are provided in thereaction container 18 in order from thelower wall 18 b side, and an antenna array including a plurality ofantenna elements 32 is provided above thesubstrate stage 34. A (plasma generating unit) 30 is provided, and further, a gas radiating unit 40 (gas radiating plate 42) is provided above theantenna array 30 so as to cover theantenna array 30.

ここで、図２は、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置のアンテナアレイを示す模式的平面図である。
図２に示すように、アンテナアレイ３０は、複数のアンテナ素子３２が、基板ステージ３４の表面３４ａと略平行な平面（図示せず）に対して互いに平行に、複数所定の間隙（間）３３を設けて配列されて構成されるものである。このアンテナアレイ３０は、ガス放射部４０下側（下壁１８ｂ側）に設けられている。また、アンテナ素子３２は、各側壁１８ｃ、１８ｄに対しても所定の間隙３３が設けられている。本発明においては、アンテナ素子３２と各側壁１８ｃ、１８ｄとの間隙３３も、各アンテナ素子３２の間隙３３と同様に扱う。Here, FIG. 2 is a schematic plan view showing an antenna array of the plasma CVD apparatus of the present embodiment.
As shown in FIG. 2, theantenna array 30 includes a plurality of predetermined gaps (intervals) 33 in which a plurality ofantenna elements 32 are parallel to each other (not shown) substantially parallel to thesurface 34 a of thesubstrate stage 34. Are arranged and arranged. Theantenna array 30 is provided on the lower side (thelower wall 18b side) of the gas radiation unit 40. Theantenna element 32 is also provided with apredetermined gap 33 with respect to theside walls 18c and 18d. In the present invention, thegap 33 between theantenna element 32 and theside walls 18c and 18d is handled in the same manner as thegap 33 between theantenna elements 32.

また、アンテナアレイ３０においては、各アンテナ素子３２が、反応容器１８の対向する２つの側壁１８ｃおよび側壁１８ｄに亘り配置されている。このアンテナアレイ３０（各アンテナ素子３２）が、ガス放射部４０（図１参照）のガス放射板４２（図１参照）及び基板ステージ３４の表面３４ａ（図１参照）に対して平行に設けられている。  Further, in theantenna array 30, eachantenna element 32 is disposed across two opposingside walls 18 c and 18 d of thereaction vessel 18. The antenna array 30 (each antenna element 32) is provided in parallel to the gas radiation plate 42 (see FIG. 1) of the gas radiation section 40 (see FIG. 1) and thesurface 34a (see FIG. 1) of thesubstrate stage 34. ing.

アンテナ素子３２はモノポールアンテナであり、反応容器１８の側壁１８ｅ、１８ｆに形成した開口部（図示せず）に電気的に絶縁して取り付けられている。
アンテナアレイ３０においては、図２に示すように隣接するアンテナ素子３２と互いに逆方向に反応容器１８内の側壁１８ｅ、１８ｆから突出しており、給電方向が逆向きとなっている。これらのアンテナ素子３２は、高周波電流供給端の側がインピーダンス整合器１６に接続されている。このインピーダンス整合器１６はマッチングボックスである。Theantenna element 32 is a monopole antenna, and is electrically insulated and attached to openings (not shown) formed in theside walls 18e and 18f of thereaction vessel 18.
As shown in FIG. 2, theantenna array 30 protrudes from theside walls 18e and 18f in thereaction vessel 18 in the opposite directions to theadjacent antenna elements 32, and the feeding direction is opposite. Theseantenna elements 32 are connected to theimpedance matching unit 16 on the high-frequency current supply end side. Theimpedance matching unit 16 is a matching box.

インピーダンス整合器１６は、制御部１２の高周波電源が発生する高周波信号の周波数の調整とともに用いて、プラズマの生成中にアンテナ素子３２の負荷の変化によって生じるインピーダンスの不整合を是正するために用いられるものである。  Theimpedance matching unit 16 is used together with adjustment of the frequency of the high-frequency signal generated by the high-frequency power source of thecontrol unit 12 to correct an impedance mismatch caused by a change in the load of theantenna element 32 during plasma generation. Is.

各アンテナ素子３２は、電気伝導率の高い導体からなる棒状（パイプであってもよい）を成し、使用する高周波の波長の（２ｎ＋１）／４倍（ｎは０または正の整数である）の長さをモノポールアンテナであるアンテナ素子の放射長さとする。
各アンテナ素子３２は、石英等の誘電体からなる円筒部材３７に収納されており、各アンテナ素子３２の表面は石英等の誘電体で覆われている。このように、棒状の導体を誘電体で覆うことにより、アンテナ素子３２としての容量とインダクタンスが調整される。これにより、アンテナ素子３２の長手方向に沿って高周波電流を効率よく伝播させることができ、電磁波を効率よく放射させることができる。なお、以下、アンテナ素子３２の表面とは、棒状の導体の表面ではなく、円筒部材３７の表面３７ａのことをいう。Eachantenna element 32 has a rod shape (may be a pipe) made of a conductor having high electrical conductivity, and is (2n + 1) / 4 times the wavelength of the high frequency used (n is 0 or a positive integer). Is the radiation length of the antenna element which is a monopole antenna.
Eachantenna element 32 is housed in acylindrical member 37 made of a dielectric such as quartz, and the surface of eachantenna element 32 is covered with a dielectric such as quartz. Thus, the capacity | capacitance and inductance as theantenna element 32 are adjusted by covering a rod-shaped conductor with a dielectric material. Thereby, a high frequency current can be efficiently propagated along the longitudinal direction of theantenna element 32, and an electromagnetic wave can be efficiently radiated. Hereinafter, the surface of theantenna element 32 refers to thesurface 37a of thecylindrical member 37, not the surface of the rod-shaped conductor.

本実施形態においては、インピーダンス整合器１６を設け、さらに後述するように、ガス放射部４０（ガス放射板４２）に形成された金属膜が接地されていることにより、鏡像関係に形成される電磁波と作用して、アンテナ素子３２毎に所定の電磁波を形成する。さらに、アンテナアレイ３０を構成するアンテナ素子３２は、隣接するアンテナ素子３２と給電方向が逆向きとなっているので、反応室３９において電磁波は均一に形成される。  In the present embodiment, theimpedance matching device 16 is provided, and as will be described later, the electromagnetic wave formed in a mirror image relationship by grounding the metal film formed on the gas radiating portion 40 (gas radiating plate 42). To form a predetermined electromagnetic wave for eachantenna element 32. Furthermore, since theantenna elements 32 constituting theantenna array 30 have the feeding direction opposite to that of theadjacent antenna elements 32, electromagnetic waves are uniformly formed in thereaction chamber 39.

ここで、図１に示すように、基板ステージ３４は、上述のように、表面３４ａに基板３６が載置されるものである。この基板ステージ３４においては、基板ステージ３４の中心と基板３６の中心とを一致させて基板３６が載置される。
また、基板ステージ３４の内部には基板３６を加熱する発熱体（図示せず）が設けられており、さらに接地された電極板（図示せず）が設けられている。この発熱体は、制御部１２に接続されており、発熱体による加熱は、制御部１２に制御される。
なお、電極板がバイアス電源（図示せず）に接続され、このバイアス電源により電極板に所定のバイアス電圧が印加される構成でもよい。Here, as shown in FIG. 1, in thesubstrate stage 34, thesubstrate 36 is placed on thesurface 34a as described above. In thesubstrate stage 34, thesubstrate 36 is placed with the center of thesubstrate stage 34 and the center of thesubstrate 36 aligned with each other.
In addition, a heating element (not shown) for heating thesubstrate 36 is provided inside thesubstrate stage 34, and a grounded electrode plate (not shown) is further provided. The heating element is connected to thecontrol unit 12, and heating by the heating element is controlled by thecontrol unit 12.
The electrode plate may be connected to a bias power source (not shown), and a predetermined bias voltage may be applied to the electrode plate by the bias power source.

また、図１に示すように、ガス放射部４０は、例えば、ＳｉＣからなるガス放射板４２に、直径が０．３〜１．０ｍｍ程度の貫通穴が複数形成されたものである。これらの貫通穴がガス放出口４４となる。また、ガス放射部４０においては、ガス放射板４２の表面に金属膜が形成されており、接地されている。
本実施形態において、ガス放射部４０のガス放射板４２は、反応容器１８の内部の全域に亘る大きさを有するものであり、アンテナアレイ３０を覆うように設けられている。このガス放射部４０により、反応容器１８内が２つの空間に仕切られており、ガス放射部４０の上壁１８ａ側の空間がガス分散室３８であり、ガス放射部４０の下壁１８ｂ側の空間が反応室３９である。
このガス放射部４０は、ガス分散室３８に供給されたガスを広い面積に渡って反応室３９内に拡散させるものである。本実施形態においては、ガス放射部４０は、第２のガス供給部２８から導入されたＴＥＯＳガスＧｓを広い面積に渡って、反応室３９内に拡散させるものである。Moreover, as shown in FIG. 1, the gas radiation | emission part 40 is the gas radiation |emission plate 42 which consists of SiC, for example, and the several through-hole about 0.3-1.0 mm in diameter is formed. These through holes become thegas discharge ports 44. Further, in the gas radiation portion 40, a metal film is formed on the surface of thegas radiation plate 42 and is grounded.
In the present embodiment, thegas radiating plate 42 of the gas radiating unit 40 has a size over the entire area inside thereaction vessel 18 and is provided so as to cover theantenna array 30. The inside of thereaction vessel 18 is partitioned into two spaces by the gas radiating portion 40, the space on theupper wall 18 a side of the gas radiating portion 40 is agas dispersion chamber 38, and the gas radiating portion 40 has alower wall 18 b side. The space is thereaction chamber 39.
The gas radiating unit 40 diffuses the gas supplied to thegas dispersion chamber 38 into thereaction chamber 39 over a wide area. In the present embodiment, the gas radiating unit 40 diffuses the TEOS gas Gs introduced from the secondgas supply unit 28 into thereaction chamber 39 over a wide area.

さらには、ガス放射部４０においては、ガス放射板４２を基板ステージ３４の表面３４ａに垂直な方向から見た場合、下方に設けられたアンテナアレイ３０のアンテナ素子３２の位置と整合する第１の領域４２ａに形成された各ガス放射口４４と、アンテナ素子３２の位置と整合しない領域、すなわち、アンテナ素子３２とアンテナ素子３２との間（間隙３３）の領域に整合する第２の領域４２ｂ、およびアンテナ素子３２と反応容器１８の壁面との間（間隙３３）に整合する第２の領域４２ｂの各ガス放射口４４とを隔離するための隔壁によって流路４６が形成されている。
流路４６は、アンテナ素子３２と整合する第１の領域４２ａに形成された全てのガス放射口４４に接続（連通）されており、流路４６を介して、全てのガス放射口４４に、例えば、酸素ガスＧｆ（第１原料ガス）を供給することができる。
この流路４６は、断面形状がコ字形状の隔壁部材が、ガス放射板４２の表面に、アンテナ素子３２が伸びる方向に沿って設けられて形成されたものである。流路４６には、第１のガス供給部２６が接続されている。Further, in the gas radiating unit 40, when thegas radiating plate 42 is viewed from the direction perpendicular to thesurface 34 a of thesubstrate stage 34, the first radiating unit 40 matches the position of theantenna element 32 of theantenna array 30 provided below. Eachgas radiation port 44 formed in theregion 42a and a region that does not match the position of theantenna element 32, that is, asecond region 42b that matches the region between theantenna element 32 and the antenna element 32 (gap 33), Aflow path 46 is formed by a partition for isolating eachgas radiation port 44 in thesecond region 42b that is aligned between theantenna element 32 and the wall surface of the reaction vessel 18 (gap 33).
Theflow paths 46 are connected (communication) to all thegas radiation ports 44 formed in thefirst region 42 a aligned with theantenna element 32, and all thegas radiation ports 44 are connected via theflow paths 46. For example, oxygen gas Gf (first source gas) can be supplied.
Thechannel 46 is formed by providing a U-shaped partition wall member on the surface of thegas radiation plate 42 along the direction in which theantenna element 32 extends. The firstgas supply unit 26 is connected to theflow path 46.

第１のガス供給部２６は、例えば、ガスボンベ（図示せず）および流量調整部（図示せず）を備えるものであり、このガスボンベには酸素ガスＧｆが充填されている。この第１のガス供給部２６により、流路４６を介して、ガス放射口４４から酸素ガスＧｆがアンテナ素子３２の長さ方向の全域に亘って、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲に供給され、さらには、反応室３９内に供給される。
また、アンテナ素子３２の位置と整合しない第２の領域４２ｂのガス放射口４４は、ガス分離室３８および反応室３９と連通しており、ガス分離室３８に供給されたＴＥＯＳガスＧｓを反応室３９内に供給するものである。The firstgas supply unit 26 includes, for example, a gas cylinder (not shown) and a flow rate adjustment unit (not shown), and the gas cylinder is filled with oxygen gas Gf. By the firstgas supply unit 26, the oxygen gas Gf is supplied from thegas emission port 44 to the periphery of thesurface 37 a of theantenna element 32 over the entire length direction of theantenna element 32 through theflow path 46. Further, it is supplied into thereaction chamber 39.
In addition, thegas emission port 44 of thesecond region 42b that does not match the position of theantenna element 32 communicates with thegas separation chamber 38 and thereaction chamber 39, and the TEOS gas Gs supplied to thegas separation chamber 38 is allowed to pass through the reaction chamber. 39 is supplied.

このように、ガス放射部４０においては、流路４６により、複数のガス放射口４４のうち、第１の領域４２ａに形成されたものについては、第２の領域４２ｂに形成された他のガス放射口４４とは隔離されている。このため、第１の領域４２ａに形成されたガス放射口４４からは、第２のガス供給部２８から供給されたＴＥＯＳガスＧｓが放出されない。このため、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、流路４６を介して供給された酸素ガスＧｆが供給される。よって、ガス放射部４０により、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、ＴＥＯＳガスＧｓが供給されることなく、酸素ガスＧｆが供給される。
なお、流路４６を介して第１のガス供給部２６から供給されるガスは、酸素ガスに限定されるものではなく、成膜のために供給されるガスのうち、アンテナ素子３２の表面３７ａに、付着もしくは堆積することがないもの、または付着もしくは堆積する程度が小さいものであればよい。
上述のように、本実施形態のガス放射部４０は、酸素ガスＧｆの供給路を隔離し、ＴＥＯＳガスＧｓの供給路を隔離しないものである。As described above, in the gas radiating portion 40, the gas formed in thefirst region 42 a among the plurality ofgas radiating ports 44 by theflow path 46 is another gas formed in thesecond region 42 b. It is isolated from theradiation port 44. For this reason, the TEOS gas Gs supplied from the secondgas supply unit 28 is not released from thegas emission port 44 formed in thefirst region 42a. For this reason, the oxygen gas Gf supplied via theflow path 46 is supplied around thesurface 37 a of theantenna element 32. Therefore, the gas radiation unit 40 supplies the oxygen gas Gf around thesurface 37a of theantenna element 32 without supplying the TEOS gas Gs.
Note that the gas supplied from the firstgas supply unit 26 via theflow path 46 is not limited to oxygen gas, and thesurface 37a of theantenna element 32 among the gases supplied for film formation. In addition, any material that does not adhere or deposit or has a small degree of adhesion or deposition may be used.
As described above, the gas radiation unit 40 of the present embodiment isolates the supply path of the oxygen gas Gf and does not isolate the supply path of the TEOS gas Gs.

制御部１２は、高周波発振回路、増幅器からなる高周波電源（図示せず）および電流・電圧センサ（図示せず）を有し、電流・電圧センサの検知信号に応じて、この高周波電源の発振周波数の変更及びインピーダンス整合器１６の調整を行うものである。この制御部１２は、アンテナ素子３２に共通の高周波信号の周波数を制御して、すべてのアンテナ素子３２をインピーダンスが整合した状態に近づけ、この後、各アンテナ素子３２に接続されたインピーダンス整合器１６によって、各アンテナ素子３２のインピーダンスを個別に調整する。制御部１２と、複数のインピーダンス整合器１６とは、分配器１４を介して接続されている。また、制御部１２は、アンテナ素子３２に高周波信号の給電も制御するものである。  Thecontrol unit 12 has a high-frequency oscillation circuit, a high-frequency power source (not shown) composed of an amplifier, and a current / voltage sensor (not shown), and the oscillation frequency of the high-frequency power source according to the detection signal of the current / voltage sensor. And the adjustment of theimpedance matching unit 16 are performed. Thecontrol unit 12 controls the frequency of the high-frequency signal common to theantenna elements 32 to bring all theantenna elements 32 close to the impedance-matched state, and thereafter, theimpedance matching unit 16 connected to eachantenna element 32. Thus, the impedance of eachantenna element 32 is individually adjusted. Thecontrol unit 12 and the plurality ofimpedance matching units 16 are connected via adistributor 14. Thecontrol unit 12 also controls the feeding of a high frequency signal to theantenna element 32.

なお、制御部１２によって、第１のガス供給部２６、第２のガス供給部２８および真空排気部２７も制御されるものである。
この制御部１２により、第１のガス供給部２６における酸素ガスＧｆ（第１原料ガス）の供給タイミング、および流量などが制御される。また、制御部１２により、第２のガス供給部２８におけるＴＥＯＳガスＧｓの供給タイミング、および流量などが制御される。さらには、制御部１２により、反応容器１８内の原料ガス等を排気することができ、さらには反応容器１８内の圧力を所望の圧力に調整することができる。The firstgas supply unit 26, the secondgas supply unit 28, and thevacuum exhaust unit 27 are also controlled by thecontrol unit 12.
Thecontrol unit 12 controls the supply timing and flow rate of the oxygen gas Gf (first raw material gas) in the firstgas supply unit 26. Further, thecontrol unit 12 controls the supply timing, the flow rate, and the like of the TEOS gas Gs in the secondgas supply unit 28. Furthermore, thecontrol unit 12 can exhaust the raw material gas and the like in thereaction vessel 18 and further adjust the pressure in thereaction vessel 18 to a desired pressure.

本実施形態においては、例えば、ＳｉＯ_２膜の成膜時、第１のガス供給部２６から導入されたＴＥＯＳガスＧｓが、反応容器１８内を上壁１８ａ側から下壁１８ｂ側（以下、上壁１８ａ側から下壁１８ｂ側に向かう方向を「垂直方向」という）に流れ、排気口２４から排出される。なお、後述するように、このＴＥＯＳガスＧｓは、排出までの過程に、反応容器１８内において、活性化され、更には励起されて反応活性種とされた酸素ガスＧｆと混合され、混合ガスとなる。In the present embodiment, for example, when the SiO₂ film is formed, the TEOS gas Gs introduced from the firstgas supply unit 26 flows from theupper wall 18a side to thelower wall 18b side (hereinafter referred to as the upper side) in thereaction vessel 18. The direction from thewall 18a side to thelower wall 18b side flows in the “vertical direction” and is discharged from theexhaust port 24. As will be described later, this TEOS gas Gs is activated in thereaction vessel 18 and mixed with the oxygen gas Gf that has been excited and made into a reactive species in the process up to the discharge. Become.

本実施形態においては、制御部１２により、反応容器１８内の圧力を真空排気部２７により１Ｐａ〜数１００Ｐａ程度の状態とし、流路４６を介して酸素ガスＧｆ（第１原料ガス）をアンテナ素子３２の表面３７ａの周囲を経て供給し、ＴＥＯＳガスＧｓをガス放射板４２のガス放射口４４から供給する。さらに、アンテナ素子３２に高周波信号を給電することにより、アンテナ素子３２の周囲に電磁波を放射させる。これにより、反応容器１８内のアンテナ素子３２の近傍でプラズマ（図示せず）が生成されるとともに、ガス放射部４０から放射された酸素ガスＧｆ（活性種ガス）が励起されて酸素ラジカル（反応活性種）が得られる。その際、発生したプラズマは導電性を有するので、アンテナ素子３２から放射された電磁波はプラズマで反射され易い。このため、電磁波はアンテナ素子３２周辺の局部領域に局在化する。このように、モノポールアンテナからなるアンテナ素子３２を複数有するアンテナアレイ３０では、プラズマがアンテナ素子３２の表面３７ａの近傍に局在化して形成され、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲では、電界分布が極度に高くなる。  In the present embodiment, thecontrol unit 12 causes the pressure in thereaction vessel 18 to be in a state of about 1 Pa to several hundreds Pa by theevacuation unit 27, and oxygen gas Gf (first source gas) is supplied to the antenna element through theflow path 46. The TEOS gas Gs is supplied from thegas radiation port 44 of thegas radiation plate 42 through the periphery of thesurface 37a of the gas. Furthermore, an electromagnetic wave is radiated around theantenna element 32 by feeding a high-frequency signal to theantenna element 32. As a result, plasma (not shown) is generated in the vicinity of theantenna element 32 in thereaction vessel 18 and the oxygen gas Gf (active species gas) radiated from the gas radiating unit 40 is excited to generate oxygen radicals (reactions). Active species). At that time, since the generated plasma has conductivity, the electromagnetic wave radiated from theantenna element 32 is easily reflected by the plasma. For this reason, the electromagnetic wave is localized in a local region around theantenna element 32. As described above, in theantenna array 30 having a plurality ofantenna elements 32 each formed of a monopole antenna, plasma is localized and formed in the vicinity of thesurface 37 a of theantenna element 32, and the electric field distribution around thesurface 37 a of theantenna element 32. Becomes extremely high.

なお、このようなアンテナアレイを用いたプラズマ生成の原理についての詳細な説明が、本願出願人による先の出願である、特開２００３−８６５８１号公報に記載されている。また、アンテナアレイを用いたプラズマ生成装置における、各アンテナ毎の詳細なインピーダンス整合方法が、同じく本願出願人による先の出願である、特願２００５−０１４２５６号明細書に記載されている。本発明におけるアンテナアレイおよび各アンテナ毎の詳細なインピーダンス整合方法として、例えば、上記各明細書に記載の方法を利用すればよい。  A detailed description of the principle of plasma generation using such an antenna array is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-86581, which is an earlier application by the present applicant. A detailed impedance matching method for each antenna in a plasma generation apparatus using an antenna array is described in Japanese Patent Application No. 2005-014256, which is an earlier application filed by the present applicant. As the antenna array and the detailed impedance matching method for each antenna in the present invention, for example, the methods described in the above specifications may be used.

次に、本実施形態のＣＶＤ装置１０の成膜方法について、ＳｉＯ_２膜を例にして説明する。
先ず、第１のガス供給部２６から酸素ガスＧｆ（活性種ガス）を流路４６に一定流量で流入させ、アンテナ素子３２の配置位置に整合する第１の領域４２ａに形成されたガス放射口４４から酸素ガスＧｆを、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲に供給し、酸素ガスＧｆを反応室３９に一定の流速で流入させる。このとき、第２のガス供給部２８からガス供給管２３を介して、ＴＥＯＳガスＧｓをガス分散室３８に一定流量で放出し、放射部４０の流路４６が設けられておらず、ガス分散室３８と連通する第２の領域４２ｂに形成されたガス放射口４４から反応室３９内に一定の流速で流入させる。
なお、酸素ガスＧｆおよびＴＥＯＳガスＧｓを供給する場合、反応容器１８（反応室３９）は真空排気部２７により排気されており、制御部１２により、反応容器１８（反応室３９）内が、例えば、１Ｐａ〜数１００Ｐａ程度の圧力に保持されている。これにより、反応容器１８（反応室３９）の垂直方向に酸素ガスＧｆおよびＴＥＯＳガスＧｓが流れる。Next, a film forming method of theCVD apparatus 10 according to the present embodiment will be described using an SiO₂ film as an example.
First, an oxygen gas Gf (active species gas) is flowed from the firstgas supply unit 26 into theflow path 46 at a constant flow rate, and a gas radiation port formed in thefirst region 42 a that matches the arrangement position of theantenna element 32. The oxygen gas Gf is supplied from 44 around thesurface 37a of theantenna element 32, and the oxygen gas Gf is caused to flow into thereaction chamber 39 at a constant flow rate. At this time, the TEOS gas Gs is discharged from the secondgas supply unit 28 through thegas supply pipe 23 to thegas dispersion chamber 38 at a constant flow rate, and theflow path 46 of the radiating unit 40 is not provided, and the gas dispersion is performed. The gas is allowed to flow into thereaction chamber 39 from thegas emission port 44 formed in thesecond region 42 b communicating with thechamber 38 at a constant flow rate.
When supplying the oxygen gas Gf and the TEOS gas Gs, the reaction vessel 18 (reaction chamber 39) is evacuated by thevacuum exhaust unit 27, and the inside of the reaction vessel 18 (reaction chamber 39) is The pressure is maintained at about 1 Pa to several hundred Pa. Thereby, the oxygen gas Gf and the TEOS gas Gs flow in the vertical direction of the reaction vessel 18 (reaction chamber 39).

次に、アンテナ素子３２に高周波信号を給電して、アンテナ素子３２の周囲に電磁波を放射させる。これにより、反応室３９内で、アンテナ素子３２の近傍に局在化したプラズマが生成され、ガス放出口４４から放射された酸素ガスＧｆ（活性種ガス）が解離された酸素ラジカル（反応活性種）が得られる。また、ＴＥＯＳガスが解離されたＴＥＯＳラジカル（活性化されたＴＥＯＳガス）が得られる。
アンテナアレイ３０のアンテナ素子３２の周囲近傍で、酸素ラジカル（反応活性種）と、ＴＥＯＳラジカルとが混合されて混合ガスとなる。活性状態である酸素ラジカル（反応活性種）とＴＥＯＳラジカルとが混合されると、活性状態の活性エネルギによって、基板３６の表面３６ａにＳｉＯ_２膜が形成される。Next, a high frequency signal is fed to theantenna element 32 to radiate electromagnetic waves around theantenna element 32. As a result, plasma localized in the vicinity of theantenna element 32 is generated in thereaction chamber 39, and oxygen radicals (reactive active species) from which the oxygen gas Gf (active species gas) emitted from thegas discharge port 44 is dissociated are generated. ) Is obtained. Further, TEOS radicals (activated TEOS gas) obtained by dissociating TEOS gas are obtained.
In the vicinity of the periphery of theantenna element 32 of theantenna array 30, oxygen radicals (reactive species) and TEOS radicals are mixed to form a mixed gas. When oxygen radicals (reactive active species) in an active state and TEOS radicals are mixed, a SiO₂ film is formed on thesurface 36a of thesubstrate 36 by active energy in the active state.

本実施形態においては、放射部４０に流路４６を形成し、アンテナ素子３２の表面３７ａに酸素ガスＧｆ（第１原料ガス）だけを供給し、ＴＥＯＳガスＧｓは、アンテナ素子３２の間隙３３（間）を通過させて、処理室３９に供給する。このようにアンテナ素子３２の表面３７ａには酸素ガスＧｆしか供給されないため、アンテナアレイ３０を用いて、プラズマを生成した場合でも、アンテナ素子３２の表面３７ａには酸素ガスＧｆだけが存在する。これにより、アンテナ素子３２の表面３７ａに、ＳｉＯ_２などの反応生成物の付着または堆積が抑制される。このように、アンテナ素子３２の表面３７ａにＳｉＯ_２などの反応生成物が付着または堆積することが抑制されるため、パーティクルの発生が抑制される。さらには、パーティクルの発生が抑制されるため、形成する膜（ＳｉＯ_２膜）の膜質についても優れたものが得られる。
さらには、本実施形態においては、アンテナ素子３２の表面３７ａへのＳｉＯ_２などの反応生成物の付着が抑制されるため、ＳｉＯ_２膜の成膜に利用される酸素ガスＧｆおよびＴＥＯＳガスＧｓの割合（利用効率）が増えるため、成膜速度も向上する。
なお、基板３６が、例えば、１ｍ×１ｍ程度の大きなものである場合であっても、アンテナアレイ３０は、均一なプラズマを生成することができ、上述のようにパーティクルの発生が抑制され、さらには、成膜速度が速いことから、膜質が優れたＳｉＯ_２膜を従来よりも早く形成することができる。In the present embodiment, theflow path 46 is formed in the radiating portion 40, and only the oxygen gas Gf (first source gas) is supplied to thesurface 37 a of theantenna element 32, and the TEOS gas Gs passes through the gap 33 ( And is supplied to theprocessing chamber 39. Since only the oxygen gas Gf is supplied to thesurface 37a of theantenna element 32 in this way, even when plasma is generated using theantenna array 30, only the oxygen gas Gf exists on thesurface 37a of theantenna element 32. Thereby, adhesion or deposition of reaction products such as SiO₂ is suppressed on thesurface 37 a of theantenna element 32. In this manner, since the reaction product such as SiO₂ is prevented from adhering or depositing on thesurface 37a of theantenna element 32, the generation of particles is suppressed. Furthermore, since generation of particles is suppressed, an excellent film quality of the film to be formed (SiO₂ film) can be obtained.
Furthermore, in this embodiment, since the adhesion of reaction products such as SiO₂ to thesurface 37a of theantenna element 32 is suppressed, the oxygen gas Gf and the TEOS gas Gs used for forming the SiO₂ film are reduced. Since the ratio (utilization efficiency) increases, the film forming speed is also improved.
Even if thesubstrate 36 is a large one of about 1 m × 1 m, for example, theantenna array 30 can generate uniform plasma, and the generation of particles is suppressed as described above. Since the film forming speed is high, it is possible to form a SiO₂ film having excellent film quality faster than before.

なお、本実施形態においては、第２のガス供給部２８に代えて、原料ガス供給部（図示せず）を設け、第１のガス供給部２６に代えて、第３のガス供給部（図示せず）も設ける構成としてもよい。
この場合、原料ガス供給部は、反応容器１８内に、基板３６の表面３６ａに形成する膜を得るために必要な原料ガスを供給するためのものである。例えば、基板３６の表面３６ａにＳｉＯ_２膜を形成する場合には、原料ガスとしては、酸素ガス（第１原料ガス）およびＴＥＯＳガス（第２原料ガス）の混合ガスを供給するものである。In the present embodiment, a source gas supply unit (not shown) is provided instead of the secondgas supply unit 28, and a third gas supply unit (see FIG. 5) is provided instead of the firstgas supply unit 26. (Not shown) may be provided.
In this case, the source gas supply unit is for supplying source gas necessary for obtaining a film to be formed on thesurface 36 a of thesubstrate 36 into thereaction vessel 18. For example, when a SiO₂ film is formed on thesurface 36a of thesubstrate 36, a mixed gas of oxygen gas (first raw material gas) and TEOS gas (second raw material gas) is supplied as the raw material gas.

原料ガス供給部は、形成する膜に応じたガスの種類および数に応じた分のガスボンベ（図示せず）を備え、このガスボンベからのガスの流量を調整する流量調整部（図示せず）を備えるものである。本実施形態においては、ガスボンベに酸素ガス（第１原料ガス）が充填されている。
また、原料ガス供給部は、ＴＥＯＳガスＧｓを供給するために、液体が充填されるタンク（図示せず）、液体を気化する気化部（図示せず）、および気化部により気化された気体の流量を調節する流量調整部（図示せず）を備える。本実施形態においては、タンクに液体のＴＥＯＳが充填されており、気化部により気化してＴＥＯＳガスＧｓ（第２原料ガス）が得られ、流量調整部によりＴＥＯＳガスＧｓの流量が調整される。
本実施形態においては、原料ガス供給部からガス分離室３８に、酸素ガス（第１原料ガス）およびＴＥＯＳガス（第２原料ガス）が混合されている原料ガスが供給される。
また、第３のガス供給部は、原料ガス以外、例えば、酸素ガスＧｆおよびＴＥＯＳガスＧｓ以外の成膜に利用されない気体（第３のガス）を供給するためのものである。この第３のガス供給部は、例えば、ガスボンベ（図示せず）および流量調整部（図示せず）を備えるものであり、このガスボンベには、成膜に利用されない気体が充填されている。本実施形態においては、例えば、充填される気体としては、アルゴンガス、窒素ガスなどの不活性ガスである。The raw material gas supply unit includes a gas cylinder (not shown) corresponding to the type and number of gases according to the film to be formed, and a flow rate adjusting unit (not shown) that adjusts the flow rate of the gas from the gas cylinder. It is to be prepared. In this embodiment, the gas cylinder is filled with oxygen gas (first source gas).
The source gas supply unit supplies a TEOS gas Gs with a tank (not shown) filled with a liquid, a vaporization unit (not shown) for vaporizing the liquid, and a gas vaporized by the vaporization unit. A flow rate adjusting unit (not shown) for adjusting the flow rate is provided. In the present embodiment, the tank is filled with liquid TEOS, and is vaporized by the vaporization unit to obtain TEOS gas Gs (second raw material gas). The flow rate adjustment unit adjusts the flow rate of the TEOS gas Gs.
In the present embodiment, a source gas in which oxygen gas (first source gas) and TEOS gas (second source gas) are mixed is supplied from the source gas supply unit to thegas separation chamber 38.
The third gas supply unit is for supplying a gas (third gas) that is not used for film formation other than the source gas, for example, oxygen gas Gf and TEOS gas Gs. The third gas supply unit includes, for example, a gas cylinder (not shown) and a flow rate adjustment unit (not shown), and the gas cylinder is filled with a gas that is not used for film formation. In the present embodiment, for example, the gas to be filled is an inert gas such as argon gas or nitrogen gas.

このような構成においては、原料ガス供給部から供給された原料ガスを、アンテナ素子３２間の間隙３３、およびアンテナ素子３２と反応容器１８の壁面との間隙３３から反応室３９内に一定の流速で流入させる。また、第３のガス供給部から、アンテナ素子３２の配置位置に整合する第１の領域４２ａに形成されたガス放射口４４から成膜に利用されない気体（第３のガス）を、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲に供給して反応室３９内に拡散させる。このように、原料ガス（酸素ガス（第１原料ガス）、およびＴＥＯＳガス（第２原料ガス）の混合ガス）および気体（第３のガス）が反応室３９内に供給された状態で、アンテナアレイ３０を用いてプラズマを生成する。これにより、酸素ラジカルが得られ、ＴＥＯＳガスが活性化されて、基板３６の表面３６ａにＳｉＯ_２膜が形成される。In such a configuration, the source gas supplied from the source gas supply unit is supplied at a constant flow rate into thereaction chamber 39 from thegap 33 between theantenna elements 32 and thegap 33 between theantenna elements 32 and the wall of thereaction vessel 18. Let it flow in. Further, a gas (third gas) that is not used for film formation is supplied from the third gas supply unit to theantenna element 32 from thegas radiation port 44 formed in thefirst region 42 a that matches the arrangement position of theantenna element 32. And is diffused into thereaction chamber 39. In this way, the source gas (mixed gas of oxygen gas (first source gas) and TEOS gas (second source gas)) and gas (third gas) are supplied into thereaction chamber 39, and the antenna is supplied. Plasma is generated using thearray 30. Thereby, oxygen radicals are obtained, the TEOS gas is activated, and a SiO₂ film is formed on thesurface 36 a of thesubstrate 36.

この場合においては、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲に気体を供給して、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲を原料ガスから隔離しており、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、原料ガスが供給されることがない。このため、アンテナ素子３２の表面３７ａに、原料ガスが付着または付着することが抑制される。これにより、パーティクルの発生が抑制され、さらには、成膜速度も向上させることができる。
このように、第２のガス供給部２８に代えて、原料ガス供給部（図示せず）を設け、第１のガス供給部２６に代えて、第３のガス供給部（図示せず）も設ける構成とした場合においても、膜質が優れた膜を、速い成膜速度で形成することができるという第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。In this case, gas is supplied around thesurface 37a of theantenna element 32 to isolate the periphery of thesurface 37a of theantenna element 32 from the source gas, and the source gas is surrounded around thesurface 37a of theantenna element 32. Will not be supplied. For this reason, it is suppressed that source gas adheres or adheres to thesurface 37a of theantenna element 32. FIG. Thereby, generation | occurrence | production of a particle is suppressed and also the film-forming speed | rate can be improved.
Thus, instead of the secondgas supply unit 28, a source gas supply unit (not shown) is provided, and instead of the firstgas supply unit 26, a third gas supply unit (not shown) is also provided. Even when the configuration is provided, an effect similar to that of the first embodiment in which a film having excellent film quality can be formed at a high deposition rate can be obtained.

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図３は、本発明のプラズマ処理装置の第２の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図である。
なお、本実施形態においては、図１および図２に示す第１の実施形態のプラズマＣＶＤ装置と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a plasma CVD apparatus according to the second embodiment of the plasma processing apparatus of the present invention.
In the present embodiment, the same components as those in the plasma CVD apparatus according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図３に示すように、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置５０は、第１の実施形態のプラズマＣＶＤ装置１０（図１参照）に比して、第１のガス供給部２６および第２のガス供給部２８の配置位置、ならびにガス放射部５２の構成が異なり、それ以外の構成は、第１の実施例の熱処理装置１０と同様の構成であり、その詳細な説明は省略する。  As shown in FIG. 3, theplasma CVD apparatus 50 of the present embodiment has a firstgas supply unit 26 and a second gas supply as compared with the plasma CVD apparatus 10 (see FIG. 1) of the first embodiment. The arrangement position of theunit 28 and the configuration of thegas radiation unit 52 are different, and other configurations are the same as those of theheat treatment apparatus 10 of the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態のプラズマＣＶＤ装置５０においては、第１のガス供給部２６がガス供給管２３を介して、反応容器１８に接続されている。第１のガス供給部２６からガス分離室３８に酸素ガスＧｆが供給される。
また、本実施形態のガス放射部５２は、第１の実施形態のガス放射部４０（図１参照）とは、逆に、酸素ガスＧｆの供給路を隔離せずに、ＴＥＯＳガスＧｓの供給路を隔離するものである。In theplasma CVD apparatus 50 of the present embodiment, the firstgas supply unit 26 is connected to thereaction vessel 18 via thegas supply pipe 23. The oxygen gas Gf is supplied from the firstgas supply unit 26 to thegas separation chamber 38.
Further, thegas radiating unit 52 of the present embodiment, unlike the gas radiating unit 40 (see FIG. 1) of the first embodiment, supplies the TEOS gas Gs without isolating the supply path of the oxygen gas Gf. Isolate the road.

本実施形態のガス放射部５２は、基本的には、第１の実施形態のガス放射部４０（図１参照）と同様の構成であり、例えば、ＳｉＣからなるガス放射板５４に、直径が０．５ｍｍ程度の貫通穴が複数形成されたものである。これらの貫通穴がガス放出口５６となる。また、ガス放射部５２も、ガス放射板５４の表面に金属膜が形成されており、接地されている。
ガス放射部５２は、第１のガス供給部２６から導入された酸素ガスＧｆを広い面積に渡って拡散させるものである。
また、本実施形態において、ガス放射部５２のガス放射板５４も、反応容器１８の内部の全域に亘る大きさを有し、アンテナアレイ３０を覆うように設けられている。このガス放射部５２により、反応容器１８内が２つの空間に仕切られている。反応容器１８の内において、ガス放射部５２の上壁１８ａ側の空間がガス分散室３８であり、ガス放射部５２の下壁１８ｂ側の空間が反応室３９である。Thegas radiating unit 52 of the present embodiment has basically the same configuration as that of the gas radiating unit 40 (see FIG. 1) of the first embodiment. For example, thegas radiating plate 54 made of SiC has a diameter. A plurality of through-holes of about 0.5 mm are formed. These through holes become thegas discharge ports 56. Further, thegas radiating portion 52 is also grounded because a metal film is formed on the surface of thegas radiating plate 54.
Thegas radiation part 52 diffuses the oxygen gas Gf introduced from the firstgas supply part 26 over a wide area.
In the present embodiment, thegas radiation plate 54 of thegas radiation part 52 also has a size over the entire area inside thereaction vessel 18 and is provided so as to cover theantenna array 30. By thegas radiating portion 52, the inside of thereaction vessel 18 is partitioned into two spaces. In thereaction vessel 18, the space on theupper wall 18 a side of thegas radiating portion 52 is thegas dispersion chamber 38, and the space on thelower wall 18 b side of thegas radiating portion 52 is thereaction chamber 39.

さらには、ガス放射部５２においては、ガス放射板５４を、基板ステージ３４の表面３４ａに垂直な方向から見た場合、下方に設けられたアンテナ素子３２とアンテナ素子３２との間（間隙３３）と整合する第２の領域５４ｂ、およびアンテナ素子３２と反応容器１８の壁面との間（間隙３３）と整合する第２の領域５４ｂに形成された各ガス放射口５６を、アンテナ素子３２の位置に整合する第１の領域５４ａに形成されたガス放射口５６と隔離するように、アンテナ素子３２の伸びる方向に沿ってガス放射板５４の表面に、隔壁によって流路５８が形成されている。  Further, in thegas radiating portion 52, when thegas radiating plate 54 is viewed from the direction perpendicular to thesurface 34a of thesubstrate stage 34, the gap between theantenna element 32 and theantenna element 32 provided below (gap 33). And thegas emission ports 56 formed in thesecond region 54b aligned with the space between theantenna element 32 and the wall surface of the reaction vessel 18 (gap 33). Aflow path 58 is formed by a partition wall on the surface of thegas radiation plate 54 along the direction in which theantenna element 32 extends so as to be isolated from thegas radiation port 56 formed in thefirst region 54a matching the above.

流路５８は、アンテナ素子３２とアンテナ素子３２との間（間隙３３）と整合する第２の領域５４ｂ、およびアンテナ素子３２と反応容器１８の各側壁１８ｃ、１８ｄとの間（間隙３３）と整合する第２の領域５４ｂに形成された全てのガス放射口５６と接続（連通）しており、流路５８を介して、全てのガス放射口５６に、例えば、ＴＥＯＳガスＧｓを供給することができる。
この流路５８は、断面形状がコ字形状の隔壁部材が、ガス放射板５４の表面に、アンテナ素子３２が伸びる方向に沿って設けられて形成されたものである。流路５８には、第２のガス供給部２８が接続されている。
この第２のガス供給部２８により、流路５８を介して、ガス放射口５６からＴＥＯＳガスＧｓがアンテナ素子３２の長さ方向の全域に亘って、アンテナ素子３２間の間隙３３、およびアンテナ素子３２と反応容器１８の各側壁１８ｃ、１８ｄとの間隙３３から、反応室３９内に供給される。Theflow path 58 is formed between theantenna element 32 and the antenna element 32 (gap 33) and thesecond region 54b, and between theantenna element 32 and theside walls 18c and 18d of the reaction vessel 18 (gap 33). For example, TEOS gas Gs is supplied to all thegas emission ports 56 via theflow path 58, which is connected (communication) with all thegas emission ports 56 formed in thesecond region 54b to be aligned. Can do.
Theflow path 58 is formed by providing a U-shaped partition wall member on the surface of thegas radiation plate 54 along the direction in which theantenna element 32 extends. The secondgas supply unit 28 is connected to theflow path 58.
The secondgas supply unit 28 causes the TEOS gas Gs from thegas radiation port 56 to extend over the entire area in the length direction of theantenna element 32 through theflow path 58, and theantenna element 32. 32 is supplied into thereaction chamber 39 through agap 33 between theside walls 18 c and 18 d of thereaction vessel 18.

ガス放射部５２においては、流路５８により、複数のガス放射口５６のうち、第２の領域５４ｂに形成されたものについては、アンテナ素子３２の配置位置と整合する第１の領域５４ａに形成された他のガス放射口５６とは隔離されている。このため、流路５８を介して、第２の領域５４ｂに形成されたガス放射口５６からは、第２のガス供給部２８から供給されたＴＥＯＳガスＧｓが放射される。すなわち、アンテナ素子３２の間隙３３から、ＴＥＯＳガスＧｓが反応室３９内に一定の流速で流入する。  In thegas radiating portion 52, the one formed in thesecond region 54 b among the plurality ofgas radiating ports 56 by theflow path 58 is formed in thefirst region 54 a that matches the arrangement position of theantenna element 32. It is isolated from the othergas emission ports 56. For this reason, the TEOS gas Gs supplied from the secondgas supply unit 28 is radiated from thegas emission port 56 formed in thesecond region 54 b via theflow path 58. That is, the TEOS gas Gs flows into thereaction chamber 39 from thegap 33 of theantenna element 32 at a constant flow rate.

一方、ガス放射板５２のアンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、第１のガス供給部２６からガス分散室３８を経て、第１の領域５４ａに形成されたガス放射口５６から、酸素ガスＧｆが反応室３９内に一定の流速で流入する。
このように、ガス放射部５０により、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、ＴＥＯＳガスＧｓが供給されることなく、酸素ガスＧｆが供給される。
このように、酸素ガスＧｆおよびＴＥＯＳガスが反応室３９内に供給された状態で、アンテナアレイ３０を用いてプラズマを生成する。これにより、酸素ラジカルが得られ、ＴＥＯＳガスが活性化されて、基板３６の表面３６ａにＳｉＯ_２膜が形成される。On the other hand, around thesurface 37 a of theantenna element 32 of thegas radiation plate 52, oxygen gas passes from thegas radiation port 56 formed in thefirst region 54 a through thegas dispersion chamber 38 from the firstgas supply unit 26. Gf flows into thereaction chamber 39 at a constant flow rate.
As described above, thegas emission unit 50 supplies the oxygen gas Gf around thesurface 37a of theantenna element 32 without supplying the TEOS gas Gs.
As described above, plasma is generated using theantenna array 30 in a state where the oxygen gas Gf and the TEOS gas are supplied into thereaction chamber 39. Thereby, oxygen radicals are obtained, the TEOS gas is activated, and a SiO₂ film is formed on thesurface 36 a of thesubstrate 36.

本実施形態のプラズマＣＶＤ装置５０においては、流路５８を介して、アンテナ素子３２間の間隙３３、およびアンテナ素子３２と反応容器１８の壁面との間隙３３からＴＥＯＳガスＧｓを供給している。一方、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、ガス放射板５２から酸素ガスＧｆを供給して、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲をＴＥＯＳガスＧｓから隔離している。このため、アンテナ素子３２の表面３７ａに付着または付着することが抑制される。これにより、パーティクルの発生が抑制され、さらには、成膜速度も向上させることができる。このため、膜質が優れた膜を、速い成膜速度で形成することができる。
また、アンテナアレイ３０により、均一なプラズマを生成することができるため、基板が、例えば、１ｍ×１ｍ程度の大きなものである場合であっても、例えば、ＳｉＯ_２膜などを、優れた膜質で、かつ速い成膜速度で形成することができる。In theplasma CVD apparatus 50 of this embodiment, the TEOS gas Gs is supplied from thegap 33 between theantenna elements 32 and thegap 33 between theantenna elements 32 and the wall surface of thereaction vessel 18 through theflow path 58. On the other hand, the oxygen gas Gf is supplied from thegas radiation plate 52 around thesurface 37a of theantenna element 32 to isolate the periphery of thesurface 37a of theantenna element 32 from the TEOS gas Gs. For this reason, adhesion or adhesion to thesurface 37a of theantenna element 32 is suppressed. Thereby, generation | occurrence | production of a particle is suppressed and also the film-forming speed | rate can be improved. For this reason, a film having excellent film quality can be formed at a high deposition rate.
In addition, since uniform plasma can be generated by theantenna array 30, even if the substrate is a large one of about 1 m × 1 m, for example, a SiO₂ film or the like can be formed with an excellent film quality. In addition, the film can be formed at a high film formation rate.

また、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置５０においては、酸素ガスＧｆをガス放射部５２に供給するため、ガス放射口５６にガスの成分の一部が堆積することもない。このため、パーティクルの発生が抑制されるとともに、ガス放射部５２のメンテナンスも簡素化できる。  Further, in theplasma CVD apparatus 50 of the present embodiment, since the oxygen gas Gf is supplied to thegas radiating unit 52, a part of the gas component is not deposited at thegas radiating port 56. For this reason, generation | occurrence | production of a particle is suppressed and the maintenance of the gas radiation |emission part 52 can also be simplified.

さらに、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置５０による成膜方法においても、ＴＥＯＳガスＧｓを、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲から隔離して、ＴＥＯＳガスＧｓを供給しているため、アンテナ素子３２の表面３７ａに付着することが抑制され、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。  Furthermore, in the film forming method using theplasma CVD apparatus 50 of the present embodiment, the TEOS gas Gs is isolated from the periphery of thesurface 37a of theantenna element 32 and the TEOS gas Gs is supplied. Adhesion to 37a is suppressed, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.

なお、本実施形態においても、第１の実施形態の如く、第１のガス供給部２６に代えて、第３のガス供給部（図示せず）を設け、第２のガス供給部２８に代えて、原料ガス供給部（図示せず）を設ける構成としてもよい。この場合、原料ガス供給部および第３のガス供給部の構成は、第１の実施形態と同様である。  In the present embodiment, a third gas supply unit (not shown) is provided instead of the firstgas supply unit 26 and the secondgas supply unit 28 is used instead of the firstgas supply unit 26 as in the first embodiment. A source gas supply unit (not shown) may be provided. In this case, the configuration of the source gas supply unit and the third gas supply unit is the same as that of the first embodiment.

このような構成においては、原料ガス供給部から流路５８を介してアンテナ素子３２間の間隙３３、およびアンテナ素子３２と反応容器１８の壁面との間隙３３に位置するガス放射口５６から原料ガスを反応室３９内に一定の流速で流入させる。また、第３のガス供給部から、アンテナ素子３２の配置位置と整合するガス放射口５４から成膜に利用されない気体（第３のガス）を、アンテナ素子３２の長さ方向の全域に亘って、アンテナ素子３２の表面３７ａに供給し、反応室３９内に拡散させる。このように、原料ガス（酸素ガス（第１原料ガス）、およびＴＥＯＳガス（第２原料ガス）の混合ガス）および気体（第３のガス）が反応室３９内に供給された状態で、アンテナアレイ３０を用いてプラズマを生成する。これにより、酸素ラジカルが得られ、ＴＥＯＳガスが活性化されて、基板３６の表面３６ａにＳｉＯ_２膜が形成される。In such a configuration, the raw material gas is supplied from thegas radiation port 56 located in thegap 33 between theantenna elements 32 from the raw material gas supply section via theflow path 58 and thegap 33 between theantenna element 32 and the wall surface of thereaction vessel 18. Into thereaction chamber 39 at a constant flow rate. Further, a gas (third gas) that is not used for film formation from the third gas supply unit through thegas emission port 54 that matches the arrangement position of theantenna element 32 is spread over the entire area in the length direction of theantenna element 32. Then, it is supplied to thesurface 37 a of theantenna element 32 and diffused into thereaction chamber 39. In this way, the source gas (mixed gas of oxygen gas (first source gas) and TEOS gas (second source gas)) and gas (third gas) are supplied into thereaction chamber 39, and the antenna is supplied. Plasma is generated using thearray 30. Thereby, oxygen radicals are obtained, the TEOS gas is activated, and a SiO₂ film is formed on thesurface 36 a of thesubstrate 36.

この場合においては、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲に気体を供給して、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲を原料ガスから隔離しており、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、原料ガスが供給されることがない。このため、アンテナ素子３２の表面３７ａに、原料ガスが付着または付着することが抑制される。これにより、パーティクルの発生が抑制され、さらには、成膜速度も向上させることができる。
このように、第２のガス供給部２８に代えて、原料ガス供給部（図示せず）を設け、第１のガス供給部２６に代えて、第３のガス供給部（図示せず）を設ける構成とした場合においても、膜質が優れた膜を、速い成膜速度で形成することができるという第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。In this case, gas is supplied around thesurface 37a of theantenna element 32 to isolate the periphery of thesurface 37a of theantenna element 32 from the source gas, and the source gas is surrounded around thesurface 37a of theantenna element 32. Will not be supplied. For this reason, it is suppressed that source gas adheres or adheres to thesurface 37a of theantenna element 32. FIG. Thereby, generation | occurrence | production of a particle is suppressed and also the film-forming speed | rate can be improved.
Thus, instead of the secondgas supply unit 28, a raw material gas supply unit (not shown) is provided, and instead of the firstgas supply unit 26, a third gas supply unit (not shown) is provided. Even when the configuration is provided, an effect similar to that of the first embodiment in which a film having excellent film quality can be formed at a high deposition rate can be obtained.

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図４は、本発明のプラズマ処理装置の第３の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図である。図５（ａ）は、本発明のプラズマ処理装置の第３の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の第２原料ガス放出部の一例を示す模式的斜視図であり、（ｂ）は、図５（ａ）に示す第２原料ガス放出部の第２原料ガス放出部材の模式的断面図であり、（ｃ）は、図５（ａ）に示す第２原料ガス放出部の第２原料ガス放出部材の他の例を示す模式的断面図である。
なお、本実施形態においては、図１および図２に示す第１の実施形態のプラズマＣＶＤ装置と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a plasma CVD apparatus according to the third embodiment of the plasma processing apparatus of the present invention. FIG. 5A is a schematic perspective view showing an example of the second source gas discharge part of the plasma CVD apparatus according to the third embodiment of the plasma processing apparatus of the present invention, and FIG. It is a typical sectional view of the 2nd source gas discharge member of the 2nd source gas discharge part shown in a), and (c) is the 2nd source gas discharge member of the 2nd source gas discharge part shown in Drawing 5 (a). It is a typical sectional view showing other examples.
In the present embodiment, the same components as those in the plasma CVD apparatus according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図４に示すように、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置６０は、第１の実施形態のプラズマＣＶＤ装置１０（図１参照）に比して、第１のガス供給部２６および第２のガス供給部２８の配置位置、ならびにガス放射部６２の構成が異なり、更には第２原料ガス放出部７０が設けられている点が異なり、それ以外の構成は、第１の実施例の熱処理装置１０と同様の構成であり、その詳細な説明は省略する。  As shown in FIG. 4, theplasma CVD apparatus 60 of the present embodiment has a firstgas supply unit 26 and a second gas supply as compared with the plasma CVD apparatus 10 (see FIG. 1) of the first embodiment. The arrangement position of thepart 28 and the configuration of thegas radiating unit 62 are different, and further the second raw materialgas discharge unit 70 is provided. Other configurations are the same as those of theheat treatment apparatus 10 of the first embodiment. Since it is the same structure, the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施形態のプラズマＣＶＤ装置６０においては、第１のガス供給部２６がガス供給管２３を介して、反応容器１８に接続されている。第１のガス供給部２６からガス分離室３８に酸素ガスＧｆが供給される。
また、本実施形態のガス放射部６２は、第１の実施形態のガス放射部４０（図１参照）に比して、流路４６が形成されていない点が異なり、それ以外の構成は、第１の実施形態のガス放射部４０（図１参照）と同様の構成である。
本実施形態においても、ガス放射部６２により、反応容器１８内が２つの空間に仕切られており、ガス放射部６２の上壁１８ａ側の空間がガス分散室３８であり、ガス放射部５２の下壁１８ｂ側の空間が反応室３９である。また、本実施形態のガス放射部６２も、第１のガス供給部２６からガス分離室３８に導入された酸素ガスＧｆ（第１原料ガス）を広い面積に渡って反応室３９内に拡散させる。In theplasma CVD apparatus 60 of the present embodiment, the firstgas supply unit 26 is connected to thereaction vessel 18 via thegas supply pipe 23. The oxygen gas Gf is supplied from the firstgas supply unit 26 to thegas separation chamber 38.
Further, thegas radiating unit 62 of the present embodiment is different from the gas radiating unit 40 (see FIG. 1) of the first embodiment in that theflow path 46 is not formed. The configuration is the same as that of the gas radiation unit 40 (see FIG. 1) of the first embodiment.
Also in this embodiment, the inside of thereaction vessel 18 is partitioned into two spaces by thegas radiating unit 62, and the space on theupper wall 18 a side of thegas radiating unit 62 is thegas dispersion chamber 38. A space on thelower wall 18 b side is areaction chamber 39. Further, thegas radiating unit 62 of the present embodiment also diffuses the oxygen gas Gf (first source gas) introduced from the firstgas supply unit 26 into thegas separation chamber 38 into thereaction chamber 39 over a wide area. .

本実施形態の第２原料ガス放出部７０は、酸素ガスＧｆ（第１原料ガス）の流れの途中で、アンテナアレイ３０の間隙３３に位置するガス放射口から、ＴＥＯＳガスＧｓ（第２原料ガス）を反応室３９内に放出する機能を有するものである。
図５（ａ）に示すように、この第２原料ガス放出部７０は、第２原料ガス放出部材７２と、接続管７４ａ、７４ｂと、連結管７６とを有し、ガス放射部６２の下方に設けられている。The second sourcegas discharge unit 70 of the present embodiment is configured so that the TEOS gas Gs (second source gas) is supplied from the gas radiation port located in thegap 33 of theantenna array 30 in the middle of the flow of the oxygen gas Gf (first source gas). ) In thereaction chamber 39.
As shown in FIG. 5A, the second sourcegas discharge unit 70 includes a second sourcegas discharge member 72,connection pipes 74 a and 74 b, and aconnection pipe 76, and below thegas emission part 62. Is provided.

第２原料ガス放出部材７２は、その両端部が折り曲げられた管状の部材からなるものであり、内側に折り曲げられた側とは反対側の周面には、第２原料ガス放出部材７２の長手方向に沿って、基板ステージ３４の表面３４ａに対して開口され、所定の大きさを有する穴７８（図５（ｂ）参照）が複数形成されている。この穴７８が、第２原料ガス放出口である。  The second sourcegas discharge member 72 is formed of a tubular member whose both ends are bent, and a longitudinal surface of the second sourcegas discharge member 72 is formed on the peripheral surface opposite to the side bent inward. A plurality of holes 78 (see FIG. 5B) that are open to thesurface 34a of thesubstrate stage 34 and have a predetermined size are formed along the direction. Thehole 78 is a second source gas discharge port.

第２原料ガス放出部７０においては、第２原料ガス放出部材７２が、所定の間隔の間隙７３を設けて、例えば、７本並べて配置されている。各隙間７３の位置に、アンテナ素子３２が配置される。各第２原料ガス放出部材７２においては、内側に折り曲げられた部分が、それぞれガス放出板４２に形成された穴６４に挿通されて、ガス放出板４２から上方側に突出している。また、各第２原料ガス放出部材７２の端部は、それぞれ接続管７４ａ、７４ｂで接続されている。また、接続管７４ｂには、連結管７６が接続されている。一方の連結管７６に、第２原料ガスを供給する第２のガス供給部２８（図４参照）が接続されている。
また、第２原料ガス放出部７０においては、第２原料ガス放出部材７２、接続管７４ａ、７４ｂおよび連結管７６は、全て連通している。これにより、第２原料ガス放出部７０は、第２のガス供給部２８からＴＥＯＳガスＧｓが供給されると、各第２原料ガス放出部材７２の各穴７８からＴＥＯＳガスＧｓが基板ステージ３４に向けて噴出される。In the second sourcegas discharge part 70, for example, seven second sourcegas release members 72 are arranged side by side with agap 73 of a predetermined interval. Theantenna element 32 is disposed at the position of eachgap 73. In each second raw materialgas release member 72, a portion bent inward is inserted into ahole 64 formed in thegas release plate 42 and protrudes upward from thegas release plate 42. Further, the end portions of the respective second sourcegas discharge members 72 are connected by connectingpipes 74a and 74b, respectively. A connectingpipe 76 is connected to the connectingpipe 74b. A second gas supply unit 28 (see FIG. 4) that supplies a second source gas is connected to one of the connectingpipes 76.
Further, in the second sourcegas discharge part 70, the second sourcegas release member 72, the connectingpipes 74a and 74b, and the connectingpipe 76 are all in communication. Accordingly, when the TEOS gas Gs is supplied from the secondgas supply unit 28, the TEOS gas Gs enters thesubstrate stage 34 from theholes 78 of the second raw materialgas discharge members 72. It spouts towards.

また、図５（ａ）に示すように、第２原料ガス放出部７０は、各第２原料ガス放出部材７２を穴７８が基板ステージ３４に向くようにして、アンテナアレイ３０の間隙３３の位置に来るように反応容器１８内に配置されている。この構成により、本実施形態においては、アンテナアレイ３０の間隙３３、かつガス放射部６２によりも基板ステージ３４の表面３４ａ（基板３６の表面３６ａ）に近い位置から、ＴＥＯＳガスＧｓを反応室３９に供給することができる。
本実施形態においても、酸素ガスＧｆおよびＴＥＯＳガスが反応室３９内に供給された状態で、アンテナアレイ３０を用いてプラズマを生成する。これにより、酸素ラジカルが得られ、ＴＥＯＳガスが活性化されて、基板３６の表面３６ａにＳｉＯ_２膜が形成される。Further, as shown in FIG. 5A, the second sourcegas discharge unit 70 is arranged so that each of the second sourcegas discharge members 72 is positioned at thegap 33 of theantenna array 30 so that theholes 78 face thesubstrate stage 34. It arrange | positions in thereaction container 18 so that it may come to. With this configuration, in this embodiment, the TEOS gas Gs enters thereaction chamber 39 from a position closer to thesurface 34 a of the substrate stage 34 (thesurface 36 a of the substrate 36) than thegap 33 of theantenna array 30 and thegas radiating unit 62. Can be supplied.
Also in the present embodiment, plasma is generated using theantenna array 30 in a state where the oxygen gas Gf and the TEOS gas are supplied into thereaction chamber 39. Thereby, oxygen radicals are obtained, the TEOS gas is activated, and a SiO₂ film is formed on thesurface 36 a of thesubstrate 36.

なお、第２原料ガス放出部７０において、第２原料ガス放出部材７２の穴７８は、基板ステージ３４の表面３４ａ（基板３６の表面３６ａ）に対して、ＴＥＯＳガスＧｓが均一に放出されるように形成されていれば、形状および配置パターンについては、特に限定されるものではない。例えば、図５（ｃ）に示すように、第２原料ガス放出部材７２ａの下方側の周面に、長手方向と直交する管の断面において、穴７８ａ、７８ｂを互いに対向する位置に形成してもよい。  In the second sourcegas release part 70, thehole 78 of the second sourcegas release member 72 allows the TEOS gas Gs to be uniformly released with respect to thesurface 34a of the substrate stage 34 (thesurface 36a of the substrate 36). As long as it is formed, the shape and the arrangement pattern are not particularly limited. For example, as shown in FIG. 5 (c), holes 78a and 78b are formed on the lower peripheral surface of the second sourcegas discharge member 72a at positions facing each other in the cross section of the tube orthogonal to the longitudinal direction. Also good.

本実施形態のプラズマＣＶＤ装置６０においては、アンテナアレイ３０の間隙３３に設けた各第２原料ガス放出部７２の各穴７８からＴＥＯＳガスＧｓを放出するため、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、ＴＥＯＳガスＧｓが流入しない。また、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、ガス放出口から酸素ガスＧｆが供給される。
このため、酸素ガスＧｆとＴＥＯＳガスＧｓとが反応して生成されるＳｉＯ_２がアンテナ素子３２の表面３７ａに付着または堆積することがより一層抑制される。これにより、パーティクルの発生がより一層抑制され、さらには、酸素ガスＧｆとＴＥＯＳガスＧｓの利用効率も上がるため、成膜速度も向上させることができる。よって、膜質が優れた膜を、速い成膜速度で形成することができる。このように、本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。In theplasma CVD apparatus 60 of the present embodiment, the TEOS gas Gs is released from theholes 78 of the second sourcegas discharge portions 72 provided in thegaps 33 of theantenna array 30, so that the TEOS gas Gs is released around thesurface 37 a of theantenna element 32. The TEOS gas Gs does not flow in. Further, oxygen gas Gf is supplied from the gas discharge port around thesurface 37a of theantenna element 32.
For this reason, it is further suppressed that SiO₂ produced by the reaction of the oxygen gas Gf and the TEOS gas Gs adheres to or accumulates on thesurface 37a of theantenna element 32. As a result, the generation of particles is further suppressed, and the utilization efficiency of the oxygen gas Gf and the TEOS gas Gs is increased, so that the film formation rate can be improved. Therefore, a film with excellent film quality can be formed at a high film formation rate. Thus, also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

また、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置６０においては、第２原料ガス放出部７０を設け、ＴＥＯＳガスＧｓを別供給とし、ガス放射部６２よりも基板ステージ３４（基板３６）に近い位置からＴＥＯＳガスＧｓを供給することにより、基板ステージ３４の表面３４ａ全面に向けて均一にＴＥＯＳガスＧｓを放出することができる。これにより、成膜速度の均一性を高めることもできる。
さらに、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置６０においては、酸素ガスＧｆをガス放射部６２に供給するため、ガス放射部６２のガスガス放射口６６に供給されたガスの成分の一部が堆積することもない。このため、パーティクルの発生が抑制されるとともに、ガス放射部６２のメンテナンスも簡素化できる。Further, in theplasma CVD apparatus 60 of the present embodiment, the second sourcegas discharge unit 70 is provided, the TEOS gas Gs is supplied separately, and the TEOS gas from a position closer to the substrate stage 34 (substrate 36) than thegas emission unit 62 is provided. By supplying Gs, the TEOS gas Gs can be uniformly emitted toward theentire surface 34a of thesubstrate stage 34. Thereby, the uniformity of the film forming speed can also be improved.
Furthermore, in theplasma CVD apparatus 60 of the present embodiment, since the oxygen gas Gf is supplied to thegas radiating unit 62, a part of the components of the gas supplied to the gas gas radiating port 66 of thegas radiating unit 62 may be deposited. Absent. For this reason, generation | occurrence | production of a particle is suppressed and the maintenance of the gas radiation |emission part 62 can also be simplified.

また、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置６０による成膜方法においても、アンテナ素子３２の間隙３３に設けられた各第２原料ガス放出部材７２の各穴７８から、ガス放射部６２よりも基板ステージ３４に近い位置からＴＥＯＳガスＧｓを放出しているため、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲がＴＥＯＳガスＧｓから隔離されて、酸素ガスＧｆおよびＴＥＯＳガスＧｓが供給されることになる。また、ＳｉＯ_２（反応生成物）も、アンテナアレイ３０よりも基板３６側で生成されるため、ＳｉＯ_２がアンテナ素子３２の表面３７ａに付着することがより一層抑制される。これにより、パーティクルの発生がより一層抑制され、さらには、酸素ガスＧｆおよびＴＥＯＳガスＧｓの利用効率も上がるため、成膜速度も向上させることができる。このように、第１の実施形態と同様に、アンテナ素子３２の表面３７ａに付着することが抑制され、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。Also in the film forming method using theplasma CVD apparatus 60 of the present embodiment, thesubstrate stage 34 is more than thegas radiating unit 62 from eachhole 78 of each second sourcegas discharge member 72 provided in thegap 33 of theantenna element 32. Since the TEOS gas Gs is released from a position close to, the periphery of thesurface 37a of theantenna element 32 is isolated from the TEOS gas Gs, and the oxygen gas Gf and the TEOS gas Gs are supplied. Further, since SiO₂ (reaction product) is also generated on thesubstrate 36 side with respect to theantenna array 30, it is further suppressed that SiO₂ adheres to thesurface 37 a of theantenna element 32. As a result, the generation of particles is further suppressed, and the utilization efficiency of the oxygen gas Gf and the TEOS gas Gs is increased, so that the film formation rate can be improved. As described above, similarly to the first embodiment, adhesion to thesurface 37a of theantenna element 32 is suppressed, and the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

また、本実施形態においては、基板３６の表面３６ａ近傍で、酸素ガスＧｆ（反応活性種ガス）とＴＥＯＳガスＧｓとの均一な混合ガスが生成される。このことから、基板３６の表面に、例えば、ＳｉＯ_２膜を均一に形成することができる。すなわち、膜厚均一性に優れたＳｉＯ_２膜を形成することができる。
また、アンテナアレイ３０により、均一なプラズマを生成することができるため、基板が、例えば、１ｍ×１ｍ程度の大きなものである場合であっても、膜厚均一性が優れたＳｉＯ_２膜を形成することができる。In the present embodiment, a uniform mixed gas of oxygen gas Gf (reactive activated species gas) and TEOS gas Gs is generated near thesurface 36a of thesubstrate 36. Thus, for example, a SiO₂ film can be uniformly formed on the surface of thesubstrate 36. That is, it is possible to form a SiO₂ film excellent in film thickness uniformity.
Further, since theantenna array 30 can generate uniform plasma, even if the substrate is a large one of about 1 m × 1 m, for example, a SiO₂ film having excellent film thickness uniformity is formed. can do.

なお、本実施形態においても、第１の実施形態の如く、第１のガス供給部２６に代えて、原料ガス供給部（図示せず）を設け、第２のガス供給部２８に代えて、第３のガス供給部（図示せず）を設ける構成としてもよい。この場合、原料ガス供給部および第３のガス供給部の構成は、第１の実施形態と同様である。  In the present embodiment, as in the first embodiment, instead of the firstgas supply unit 26, a raw material gas supply unit (not shown) is provided, and instead of the secondgas supply unit 28, It is good also as a structure which provides a 3rd gas supply part (not shown). In this case, the configuration of the source gas supply unit and the third gas supply unit is the same as that of the first embodiment.

このような構成においては、第３のガス供給部により、ガス放射部６２のガス放射口４４から成膜に利用されない気体（第３のガス）を、アンテナ素子３２の長さ方向の全域に亘って、アンテナ素子３２の表面３７ａに供給し、反応室３９内に拡散させる。また、原料ガス供給部から、第２原料ガス放出部７０を介して供給された原料ガスを反応室３９内に一定の流速で流入させる。このように、原料ガス（酸素ガス（第１原料ガス）、およびＴＥＯＳガス（第２原料ガス）の混合ガス）および気体（第３のガス）が反応室３９内に供給された状態で、アンテナアレイ３０を用いてプラズマを生成する。これにより、酸素ラジカルが得られ、ＴＥＯＳガスが活性化されて、基板３６の表面３６ａにＳｉＯ_２膜が形成される。In such a configuration, the third gas supply unit causes the gas (third gas) that is not used for film formation to flow from thegas emission port 44 of thegas emission unit 62 over the entire length of theantenna element 32. Then, it is supplied to thesurface 37 a of theantenna element 32 and diffused into thereaction chamber 39. Further, the source gas supplied from the source gas supply unit via the second sourcegas discharge unit 70 is caused to flow into thereaction chamber 39 at a constant flow rate. In this way, the source gas (mixed gas of oxygen gas (first source gas) and TEOS gas (second source gas)) and gas (third gas) are supplied into thereaction chamber 39, and the antenna is supplied. Plasma is generated using thearray 30. Thereby, oxygen radicals are obtained, the TEOS gas is activated, and a SiO₂ film is formed on thesurface 36 a of thesubstrate 36.

この場合においては、アンテナアレイ３０の間隙３３に設けた各第２原料ガス放出部７２の各穴７８から、アンテナ素子３２間の間隙３３から原料ガスを、気体（第３のガス）とは別に供給している。さらに、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には気体を供給して、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲を原料ガスから隔離しており、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、原料ガスが供給されることがない。このため、アンテナ素子３２の表面３７ａに、原料ガスが付着または付着することが抑制される。これにより、パーティクルの発生が抑制され、さらには、成膜速度も向上させることができる。
このように、第２のガス供給部２８に代えて、原料ガス供給部（図示せず）を設け、第２原料ガス放出部７０から原料ガスを供給する構成とし、第１のガス供給部２６に代えて、第３のガス供給部（図示せず）も設ける構成とした場合においても、膜質が優れた膜を、速い成膜速度で形成することができるという第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。In this case, the source gas is separated from thegap 33 between theantenna elements 32 from theholes 78 of the second sourcegas discharge portions 72 provided in thegap 33 of theantenna array 30 separately from the gas (third gas). Supply. Further, gas is supplied around thesurface 37a of theantenna element 32 to isolate the periphery of thesurface 37a of theantenna element 32 from the source gas, and the source gas is supplied around thesurface 37a of theantenna element 32. It will not be done. For this reason, it is suppressed that source gas adheres or adheres to thesurface 37a of theantenna element 32. FIG. Thereby, generation | occurrence | production of a particle is suppressed and also the film-forming speed | rate can be improved.
Thus, instead of the secondgas supply unit 28, a source gas supply unit (not shown) is provided, and the source gas is supplied from the second sourcegas discharge unit 70, and the firstgas supply unit 26 is provided. Instead of this, even in the case where a third gas supply unit (not shown) is also provided, a film having excellent film quality can be formed at a high film formation rate as in the first embodiment. An effect can be obtained.

上述のいずれの実施形態のＣＶＤ装置においても、基板３６の表面３６ａにＳｉＯ_２膜を成膜する装置を例に説明したが、本発明のプラズマ処理装置はこれに限定されるものではない。本発明のプラズマ処理装置は、半導体素子、液晶表示パネルもしくはプラズマディスプレイパネルなどのフラットディスプレイパネル、および太陽電池などにおける各種の膜の成膜に用いることができる。さらに、本発明のプラズマ処理装置は、エッチング装置として用いることもでき、さらにまた、基板ステージのクリーニング処理に用いることもできる。In any of the above-described CVD apparatuses, the apparatus for forming the SiO₂ film on thesurface 36a of thesubstrate 36 has been described as an example. However, the plasma processing apparatus of the present invention is not limited to this. The plasma processing apparatus of the present invention can be used to form various films in semiconductor elements, flat display panels such as liquid crystal display panels or plasma display panels, and solar cells. Furthermore, the plasma processing apparatus of the present invention can be used as an etching apparatus, and can also be used for a substrate stage cleaning process.

また、上述のいずれの実施形態のＣＶＤ装置においても、プラズマ生成部として、モノポールアンテナが複数配置されたアンテナアレイ３０を用いることより、アンテナアレイ３０近傍に局在化させてプラズマを生成するものである。この構成により、基板ステージ３４に載置された基板３６にプラズマが直接曝されない状態で、基板３６とアンテナアレイ３０との距離を比較的近づけて配置することを可能にしている。これにより、アンテナアレイ３０近傍で励起された酸素ラジカル（反応活性種）の励起寿命に対して、アンテナアレイ３０と基板３６との距離を十分に近づけることを可能としている。すなわち、酸素ラジカル（反応活性種）が十分に励起した状態で基板の表面に到達することを可能としている。  In any of the above-described CVD apparatuses, the plasma generation unit uses theantenna array 30 in which a plurality of monopole antennas are arranged, thereby generating plasma by localizing in the vicinity of theantenna array 30. It is. With this configuration, thesubstrate 36 and theantenna array 30 can be arranged relatively close to each other in a state where the plasma is not directly exposed to thesubstrate 36 placed on thesubstrate stage 34. Thereby, the distance between theantenna array 30 and thesubstrate 36 can be made sufficiently close to the excitation lifetime of oxygen radicals (reactive active species) excited in the vicinity of theantenna array 30. That is, oxygen radicals (reactive active species) can reach the surface of the substrate in a sufficiently excited state.

さらに、上述のいずれのＣＶＤ装置においても、基板３６の表面３６ａにＳｉＯ_２膜を成膜するために、酸素ガスＧｆ（第１原料ガス）およびＴＥＯＳガスＧｓ（第２原料ガス）の２種類のガスを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第１原料ガスおよび第２原料ガスは、形成する膜の種類に応じて、用いられるガスの種類および数は、適宜選択されるものである。なお、第１原料ガスとしては、アンテナ素子３２の表面３７ａに曝した場合、その表面３７ａに付着物が生じないものであるか、または表面３７ａの付着量が第２原料ガスによりも少ないものであればよい。Further, in any of the above-described CVD apparatuses, in order to form a SiO₂ film on thesurface 36a of thesubstrate 36, two types of oxygen gas Gf (first source gas) and TEOS gas Gs (second source gas) are used. Although described using gas, the present invention is not limited to this. The types and number of gases used for the first source gas and the second source gas are appropriately selected according to the type of film to be formed. As the first source gas, when it is exposed to thesurface 37a of theantenna element 32, no deposit is generated on thesurface 37a or the amount of thesurface 37a is less than that of the second source gas. I just need it.

さらに、第１原料ガスとしては、酸素ガス以外に、例えば、窒素ガス、水素ガスおよびアルゴンガスを用いることができる。さらに、第２原料ガスとしては、第１原料ガス以外の膜を形成するためのガスが用いられ、例えば、金属化合物を含むガスが用いられる。
なお、例えば、シリコン膜を形成する場合、第１原料ガスとして、水素ガスを用い、第２原料ガスとしては、シランガスを用いる。この場合でも本発明の効果を得ることができる。
さらには、例えば、成膜またはエッチングなどに、２種類のガスを混合して使用する場合、アンテナ素子の表面の周囲には、このアンテナ素子の表面に付着、さらには堆積する成分を含む気体を供給せずに、このような気体をアンテナ素子の間隙から供給すれば、使用されるガスの種類は、特に限定されるものではない。Furthermore, as the first source gas, for example, nitrogen gas, hydrogen gas, and argon gas can be used in addition to oxygen gas. Furthermore, as the second source gas, a gas for forming a film other than the first source gas is used, and for example, a gas containing a metal compound is used.
For example, when forming a silicon film, hydrogen gas is used as the first source gas, and silane gas is used as the second source gas. Even in this case, the effect of the present invention can be obtained.
Furthermore, for example, when two types of gases are mixed and used for film formation or etching, a gas containing a component that adheres to and deposits on the surface of the antenna element is formed around the surface of the antenna element. If such a gas is supplied from the gap between the antenna elements without being supplied, the type of gas used is not particularly limited.

以上、本発明のプラズマ処理装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良および変更をしてもよいのはもちろんである。  Although the plasma processing apparatus of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes may be made without departing from the spirit of the present invention. is there.

Claims (9)

Translated fromJapanese

第１原料ガスおよび第２原料ガスを用いて処理対象基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記処理対象基板が表面に配置される基板ステージと、
前記基板ステージの上方に設けられ、誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子が前記基板ステージの表面と略平行な平面に対して複数所定の間隙をあけて配列されてなるアンテナアレイを用いてプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部を覆うように設けられ、前記アンテナアレイの上方に設けられた複数のガス放射口を有するガス放射板を備えるガス放射部と、
前記ガス放射板の複数のガス放射口の一部分から前記基板ステージの表面に向けて放射して前記アンテナ素子の表面を通るように、第１原料ガスを供給する第１のガス供給部と、
前記ガス放射板の複数のガス放射口の他の部分から前記基板ステージの表面に向けて放射して前記アンテナ素子の間隙を通るように、第２原料ガスを供給する第２のガス供給部と、を有し、
前記プラズマ生成部は、前記プラズマ生成部に対して前記第１原料ガスおよび前記第２原料ガスが供給された状態で、前記アンテナアレイを用いてプラズマを生成し、
前記第１原料ガスは、アルゴン、酸素ガス、水素ガスおよび窒素ガスの群の中から選ばれたガスであることを特徴とするプラズマ処理装置。A plasma processing apparatus for processing a substrate to be processed using a first source gas and a second source gas,
A substrate stage on which the substrate to be treated is disposed;
An antenna element, which is provided above the substrate stage and is composed of a rod-shaped conductor whose surface is covered with a dielectric, is arranged with a plurality of predetermined gaps with respect to a plane substantially parallel to the surface of the substrate stage. A plasma generation unit for generating plasma using an antenna array;
A gas radiating unit including a gas radiating plate provided to cover the plasma generating unit and having a plurality of gas radiating ports provided above the antenna array;
A first gas supply unit for supplying a first source gas so as to radiate from a part of a plurality of gas radiation ports of the gas radiation plate toward the surface of the substrate stage and pass through the surface of the antenna element;
A second gas supply unit configured to supply a second source gas so as to radiate toward the surface of the substrate stage from other portions of the gas radiation ports of the gas radiation plate and pass through the gap between the antenna elements; Have
The plasma generation unit generates plasma using the antenna array in a state where the first source gas and the second source gas are supplied to the plasma generation unit,
The plasma processing apparatus, wherein the first source gas isa gas selected from the group consisting of argon, oxygen gas, hydrogen gas and nitrogen gas . 前記ガス放射板の複数のガス放射口は、前記プラズマ生成部に対して開口するように形成され、前記ガス放射口のうち、前記ガス放射板を前記基板ステージの前記表面に垂直な方向から見た場合、前記アンテナ素子の位置と整合する第１の領域に形成された全てのガス放射口に接続されるように、流路を形成する隔壁が設けられ、この隔壁により、前記第１の領域に形成された全てのガス放射口と、これ以外の領域に形成された他のガス放射口とが隔離され、
前記第１のガス供給部からの第１原料ガスは、前記流路を通って、前記第１の領域に形成された全てのガス放射口から放射し、これによって、第１原料ガスは前記アンテナ素子の表面を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給され、
前記第２のガス供給部からの第２原料ガスは、前記他のガス放射口から放射し、これによって、第２の原料ガスは、前記アンテナ素子の間隙を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給される請求項１に記載のプラズマ処理装置。The plurality of gas radiation ports of the gas radiation plate are formed so as to open to the plasma generation unit, and the gas radiation plate of the gas radiation ports is viewed from a direction perpendicular to the surface of the substrate stage. In this case, a partition that forms a flow path is provided so as to be connected to all the gas emission ports formed in the first region that is aligned with the position of the antenna element. All the gas radiating ports formed in the above and other gas radiating ports formed in other areas are isolated,
The first source gas from the first gas supply unit is radiated from all the gas emission ports formed in the first region through the flow path, whereby the first source gas is radiated from the antenna. Supplied through the surface of the element toward the surface of the substrate stage,
The second source gas from the second gas supply unit radiates from the other gas radiating port, whereby the second source gas passes through the gap between the antenna elements and faces the surface of the substrate stage. The plasma processing apparatus according to claim 1 supplied. 前記ガス放射板の複数のガス放射口は、前記プラズマ生成部に対して開口するように形成され、前記ガス放射口のうち、前記ガス放射板を前記基板ステージの前記表面に垂直な方向から見た場合、前記アンテナ素子の間隙の領域と整合する第２の領域に形成された全てのガス放射口に接続されるように、流路を形成する隔壁が設けられ、この隔壁により、前記第２の領域に形成された全てのガス放射口と、これ以外の領域に形成された他のガス放射口とが隔離され、
前記第１のガス供給部からの第１原料ガスは、前記他のガス放射口から放射し、これによって、第１の原料ガスは、前記アンテナ素子の表面を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給され、
前記第２のガス供給部からの第２原料ガスは、前記流路を通って、前記第２の領域に形成された全てのガス放射口から放射し、これによって、第２原料ガスは前記アンテナ素子の間隙を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給される請求項１に記載のプラズマ処理装置。The plurality of gas radiation ports of the gas radiation plate are formed so as to open to the plasma generation unit, and the gas radiation plate of the gas radiation ports is viewed from a direction perpendicular to the surface of the substrate stage. In this case, a partition that forms a flow path is provided so as to be connected to all the gas radiation ports formed in the second region that is aligned with the region of the gap between the antenna elements. All gas emission ports formed in this area and other gas emission openings formed in other areas are isolated,
The first source gas from the first gas supply unit radiates from the other gas emission port, whereby the first source gas passes through the surface of the antenna element and faces the surface of the substrate stage. Supplied,
The second source gas from the second gas supply unit radiates from all the gas emission ports formed in the second region through the flow path, whereby the second source gas is supplied to the antenna. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma processing apparatus is supplied toward a surface of the substrate stage through an element gap. 前記第１原料ガスは、酸素ガスであり、前記第２原料ガスは、ＴＥＯＳガスである請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。  The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the first source gas is an oxygen gas, and the second source gas is a TEOS gas. 第１原料ガスおよび第２原料ガスを用いて処理対象基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記処理対象基板が表面に配置される基板ステージと、
前記基板ステージの上方に設けられ、誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子が前記基板ステージの表面と略平行な平面に対して複数所定の間隙をあけて配列されてなるアンテナアレイを備えるプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部を覆うように設けられ、前記アンテナアレイの上方に設けられ、複数のガス放射口を有するガス放射板を備えるガス放射部と、
前記アンテナアレイの配列面上の、前記プラズマ生成部の前記アンテナ素子の各間隙に設けられ、前記基板ステージに面するように開口された穴が複数形成された中空の第２ガス放出部材を複数備える第２ガス放出部と、
前記第１原料ガスを前記ガス放射板から前記基板ステージの表面に向けて供給する第１のガス供給部と、
前記第２原料ガスを、前記第２ガス放出部を通して、前記基板ステージの表面に向けて供給する第２のガス供給部と、を有し、
前記プラズマ生成部は、前記第１原料ガスおよび前記第２原料ガスが供給された状態で、前記アンテナアレイを用いてプラズマを生成し、
前記第１原料ガスは、アルゴン、酸素ガス、水素ガスおよび窒素ガスの群の中から選ばれたガスであることを特徴とするプラズマ処理装置。A plasma processing apparatus for processing a substrate to be processed using a first source gas and a second source gas,
A substrate stage on which the substrate to be treated is disposed;
An antenna element, which is provided above the substrate stage and is composed of a rod-shaped conductor whose surface is covered with a dielectric, is arranged with a plurality of predetermined gaps with respect to a plane substantially parallel to the surface of the substrate stage. A plasma generator comprising an antenna array;
A gas radiating unit including a gas radiating plate provided to cover the plasma generating unit, provided above the antenna array, and having a plurality of gas radiating ports;
A plurality of hollow second gas discharge members provided in therespective gaps of the antenna elements of the plasma generation uniton the array surface of the antenna array and having a plurality of holes opened so as to face the substrate stage A second gas discharge part comprising:
A first gas supply unit for supplying the first source gas from the gas radiation plate toward the surface of the substrate stage;
A second gas supply unit configured to supply the second source gas through the second gas discharge unit toward the surface of the substrate stage;
The plasma generation unit generates plasma using the antenna array in a state where the first source gas and the second source gas are supplied,
The plasma processing apparatus, wherein the first source gas isa gas selected from the group consisting of argon, oxygen gas, hydrogen gas and nitrogen gas . 前記第１原料ガスは、酸素ガスであり、前記第２原料ガスは、ＴＥＯＳガスである請求項５に記載のプラズマ処理装置。  The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein the first source gas is an oxygen gas, and the second source gas is a TEOS gas. 前記ガス放射板を前記基板ステージの前記表面に垂直な方向から見た場合、前記アンテナ素子の位置と整合する領域に、前記ガス放射板の前記ガス放射口が位置し、前記領域に位置するガス放射口から放射される前記第１原料ガスは、前記アンテナ素子の表面を通る請求項５または６に記載のプラズマ処理装置。  When the gas radiation plate is viewed from a direction perpendicular to the surface of the substrate stage, the gas radiation port of the gas radiation plate is located in a region aligned with the position of the antenna element, and the gas located in the region. The plasma processing apparatus according to claim 5 or 6, wherein the first source gas radiated from a radiation port passes through a surface of the antenna element. 原料ガスを用いて処理対象基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記処理対象基板が表面に配置される基板ステージと、
前記基板ステージの上方に設けられ、誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子が前記基板ステージの表面と略平行な平面に対して複数所定の間隙をあけて配列されてなるアンテナアレイを用いてプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部を覆うように設けられ、前記アンテナアレイの上方に設けられたガス放射板を備えるガス放射部と、
前記ガス放射部から前記基板ステージの表面に向けて第１原料ガス及び第２原料ガスを放射するように、前記第１原料ガス及び前記第２原料ガスを供給する第１のガス供給部と、
前記ガス放射部から前記基板ステージの表面に向けて第３のガスを放射するように、前記第３のガスを供給する第３のガス供給部と、を有し、
前記ガス放射板には、前記プラズマ生成部に対して開口したガス放出口が複数形成され、前記ガス放射板の前記ガス放射口のうち、前記ガス放射板を前記基板ステージの前記表面に垂直な方向から見た場合、前記アンテナ素子の位置と整合する第１の領域に形成された全てのガス放射口に接続されるように、流路を形成する隔壁が設けられ、この隔壁により、前記第１の領域に形成された全てのガス放射口と、これ以外の領域に形成された他のガス放射口とが隔離され、
前記第３のガス供給部からの前記第３のガスは、前記流路を通り、前記第１の領域に形成された全てのガス放射口から放射し、これによって、前記第３のガスは前記アンテナ素子の表面を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給され、
前記第１のガス供給部からの前記第１原料ガス及び前記第２原料ガスは、前記他のガス放射口から放射し、これによって、前記第１原料ガス及び前記第２の原料ガスは、前記アンテナ素子の間隙を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給され、
前記プラズマ生成部は、前記第１原料ガス、前記第２原料ガスおよび前記第３のガスが供給された状態で、前記アンテナアレイを用いてプラズマを生成するものであることを特徴とするプラズマ処理装置。A plasma processing apparatus for processing a target substrate using a source gas,
A substrate stage on which the substrate to be treated is disposed;
An antenna element, which is provided above the substrate stage and is composed of a rod-shaped conductor whose surface is covered with a dielectric, is arranged with a plurality of predetermined gaps with respect to a plane substantially parallel to the surface of the substrate stage. A plasma generation unit for generating plasma using an antenna array;
A gas radiating unit provided to cover the plasma generating unit and including a gas radiating plate provided above the antenna array;
A first gas supply unit that supplies the first source gas and the second source gas so as to radiate the first source gas and the second source gas from the gas emission unit toward the surface of the substrate stage;
A third gas supply part for supplying the third gas so as to radiate a third gas from the gas emission part toward the surface of the substrate stage;
The gas radiation plate includes a plurality of gas discharge ports that open to the plasma generation unit, and the gas radiation plate of the gas radiation plate is perpendicular to the surface of the substrate stage. When viewed from the direction, a partition that forms a flow path is provided so as to be connected to all the gas radiation ports formed in the first region that matches the position of the antenna element. All the gas emission ports formed in one region and other gas emission ports formed in other regions are isolated,
The third gas from the third gas supply unit passes through the flow path and radiates from all gas emission ports formed in the first region, whereby the third gas is Supplied through the surface of the antenna element toward the surface of the substrate stage,
The first source gas and the second source gas from the first gas supply unit radiate from the other gas emission port, whereby the first source gas and the second source gas are Supplied through the gap between the antenna elements toward the surface of the substrate stage,
The plasma generation unit is configured to generate plasma using the antenna array in a state where the first source gas, the second source gas, and the third gas are supplied. apparatus. 前記原料ガスは、酸素ガスおよびＴＥＯＳガスの混合ガスであり、前記第３のガスは、不活性ガスである請求項８に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim8 , wherein the source gas is a mixed gas of oxygen gas and TEOS gas, and the third gas is an inert gas.

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