(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板が対向配置される電極を備え、該電極は、一対の給電棒と、これらを電気的に接続する複数の平行な縦グリッドとを備えた真空プラズマ処理装置において、
前記縦グリッドに直交してこれらを電気的に接続する横グリッドが設けられており、
前記横グリッドは、該横グリッドが設けられていない状態において前記ガラス基板に形成されるシリコン膜がその他の部位に比べて部分的に薄膜化あるいは厚膜化している領域に対向した位置にのみ設けられていることにより均一な膜厚が形成されるようにしたことを特徴とする真空プラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の真空プラズマ処理装置において、
前記横グリッドは、膜厚を均一化させるために前記給電棒近傍および／または前記縦グリッドの長手方向略中央部に設けられていることを特徴とする真空プラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の真空プラズマ処理装置において、
前記横グリッドは板状形状であり、該横グリッドの幅は、電極の縦グリッドの断面における外周縁長さと略同じであることを特徴とする真空プラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１から３いずれかに記載の真空プラズマ処理装置において、
前記横グリッドは、厚膜化させる領域に対向して略一直線上に沿って複数個が設けられていることを特徴とする真空プラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項１から４いずれかに記載の真空プラズマ処理装置において、
前記電極に対向したアース板が設けられ、前記電極と、前記アース板とが２０ｍｍ以上離間していることを特徴とする真空プラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項１から５いずれかに記載の真空プラズマ処理装置において、
前記各給電棒に給電される交流電流の周波数は各々４０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下と該周波数±２ＭＨｚであることを特徴とする真空プラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマCVD（Chemical Vapor Deposition）装置、ドライエッチング装置等の真空プラズマ処理装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６において、符号１０は、従来のプラズマＣＶＤ装置が備える製膜室である。この製膜室１０は、チャンバ１２の略中央に、両側面にラダー電極１３が設けられた製膜ユニット１４を有しており、この製膜ユニット１４の両側面側に、ヒータカバー１５を介して基板加熱ヒータ１６が設けられている。
図７に示すように、ラダー電極１３は、一対の給電棒１３ａと、これら給電棒１３ａを電気的につなぐ複数の平行な縦グリッド１３ｂとにより構成されている。
給電棒１３ａには、それぞれ複数箇所に給電位置１３ｃが設けられており、この給電位置１３ｃから給電棒１３ａに高周波が給電されるようになっている。
そして、この製膜室１０では、チャンバ１２内が減圧された状態にてＳｉＨ4からなる原料ガスを含む処理原料ガスである製膜ガスが送りこまれ、ラダー電極１３に高周波電流が供給されると、ラダー電極１３と図７の防着板２２との間にプラズマが発生し、基板加熱ヒータ１６によって加熱されたガラス基板Ｋに製膜が施されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
さて、このように構成されたプラズマＣＶＤ装置では、図８に示すようにガラス基板Ｋに形成される膜分布が不均一になってしまうという問題がある。図の中央部は薄膜領域Ａ、給電棒１３ａ近傍の上下部には、給電棒１３ａの長手方向に複数の厚膜領域Ｂが並んでいる。
中央部の薄膜領域は、上下の給電棒１３ａから最も遠い部位であるから、製膜効果に乏しいために発生する。また、厚膜領域Ｂは給電位置１３ｃの中間に発生する。
また、ラダー電極Ｂと防着板２２とが接近しすぎていると、プラズマ発生が不安定となり、膜分布が不均一になる場合がある。
【０００４】
上記事情に鑑み、本発明においては、膜分布を均一化することができる真空プラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ガラス基板が対向配置される電極を備え、該電極は、一対の給電棒と、これらを電気的に接続する複数の平行な縦グリッドとを備えた真空プラズマ処理装置において、前記縦グリッドに直交してこれらを電気的に接続する横グリッドが設けられており、前記横グリッドは、該横グリッドが設けられていない状態において前記ガラス基板に形成されるシリコン膜がその他の部位に比べて部分的に薄膜化あるいは厚膜化している領域に対向した位置にのみ設けられていることにより均一な膜厚が形成されるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
この発明においては、横グリッドが設けられていることにより、一つの給電棒から縦グリッドに伝わった高周波が横グリッドでいわばせき止められた状態となる。すなわち、横グリッド近傍において、横グリッドがない状態ではなだらかな分布であった高周波を、横グリッド上流でより強くする作用を有する。したがって、両側の給電棒から高周波が給電されるため、横グリッドの両側で高周波が強められる。また、横グリッドは、近傍の高周波分布を均一化する作用をも有する。なお、ここでいう縦、横とは、給電棒が対向する方向に対する相対的な方向をいい、電極全体の方向はいかなる方向であってもよい。
また、前記横グリッドによって上下部の給電棒による電流がせき止められて集中することにより、横グリッドがない場合に形成されるシリコン膜がその他の部位に比べて部分的に薄膜化または厚膜化している領域が均一化される。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の真空プラズマ処理装置において、前記横グリッドは、膜厚を均一化させるために前記給電棒近傍および／または前記縦グリッドの長手方向略中央部に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
この発明においては、横グリッドがなければ給電棒近傍に形成される厚膜領域が、給電棒によって均一化される。また、給電棒によって上下部の給電棒による電流がせき止められて集中することにより、横グリッドがなければ縦グリッドの長手方向略中央部近傍に形成される薄膜領域が厚膜化される。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の真空プラズマ処理装置において、前記横グリッドは板状形状であり、該横グリッドの幅は、電極の縦グリッドの断面における外周縁長さと略同じであることを特徴とする。
【００１４】
この発明においては、横グリッドにおけるプラズマの局所放電、プラズマの集中が防止される。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３いずれかに記載の真空プラズマ処理装置において、前記横グリッドは、厚膜化させる領域に対向して略一直線上に沿って複数個が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
この発明においては、上記略一直線上に沿って薄膜領域が点在する場合でも、横グリッドの近傍においてのみ均一化、厚膜化を図ることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４いずれかに記載の真空プラズマ処理装置において、前記電極に対向したアース板が設けられ、前記電極と、前記アース板とが２０ｍｍ以上離間していることを特徴とする。
【００１８】
この発明においては、異常放電を防止することにより膜分布の不良化が防がれる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５いずれかに記載の真空プラズマ処理装置において、前記各給電棒に給電される交流電流の周波数は各々４０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下と該周波数±２ＭＨｚであることを特徴とする。
【００２０】
この発明においては、この条件において生じやすい膜分布の不均一が防止される。また本発明の実施形態においては、電極部への各々の交流電源入力を各１．５ｋＷ以上５ｋＷ以下とすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、上記従来例と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を省略する。図１に示したものは、本発明の実施形態として示した真空プラズマ処理装置である。図のように、横グリッド３０〜３２が、上下の給電棒１３ａ近傍と、縦グリッド１３ｂの長手方向略中央部とに設けられている。各横グリッド３０〜３２は、全縦グリッド１３ｂに渡って設けられている。横グリッド３０〜３２が設けられていない場合にはガラス基板Ｋには図２に示したように給電棒１３ａの近傍に厚膜領域Ｂが形成される。横グリッド３０、３１は、図２のようにこの厚膜領域Ｂに対向して位置している。また、同様に横グリッド３２はガラス基板Ｋに形成される中央部の薄膜領域Ａに対向して位置している。これら横グリッド３０〜３２は導電体であり、板状形状である。そして、その幅は縦グリッド１３ｂの断面における外周縁長さ（円周）と略同じである。さらに、本例のプラズマＣＶＤ装置においては、防着板（アース板）２２とラダー電極１３とが、すべての部位において２０ｍｍ以上の間隔を隔てて設けられている。
【００２２】
このように構成されたプラズマＣＶＤ装置では、給電棒にそれぞれ４０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下と該周波数±２ＭＨｚであり、前記各給電棒で形成される電極部への各々の交流電源入力が各１．５ｋＷ以上５ｋＷ以下の高周波を流す。
横グリッド３０〜３２が設けられていない場合には、図８に示すようにガラス基板Ｋの膜分布が不均一になる。しかし、本例では横グリッド３０〜３２によって膜厚の均一化を実現することができる。膜厚の均一化は、詳細には以下のように実現される。
図３(a)(b)に示したものは、給電棒１３ａによる膜厚分布である。(a)は横グリッド３２が設けられていない場合、(b)は横グリッド３２が設けられている場合を横グリッド３２の高さ位置を照らし合わせて示したものである。実線と破線が、それぞれ一つの給電棒１３ａによって給電される高周波によって形成される膜厚を示している。横グリッド３２が設けられている場合、図のように横グリッド３２によって高周波がいわばせき止められた状態となり、横グリッド３２の上流側近傍では膜厚が厚くなり、下流側近傍では膜厚が薄くなる。このことにより、上下の給電棒からの高周波分布を足し合わせると、図４に示すように中央部では十分な厚さの膜を得ることができ、薄膜領域の発生を抑制することができる。
また、横グリッド３０，３１においては、横グリッド３１，３２に沿って高周波分布が均一化するため、図２の領域Ｂ’のように、厚膜部領域Ｂが左右に広がることにより、膜厚を均一化させることができる。
【００２３】
また、横グリッド３０〜３２の幅が、縦グリッド１３ｂの断面における外周縁長さと略同じであることにより、横グリッド３０〜３２におけるプラズマの局所放電、プラズマの集中を防止して膜分布の均一化を図ることができる。さらに、防着板２２とラダー電極とが、２０ｍｍ以上の間隔を隔てて設けられていることにより、異常放電を防止することができるため、膜分布の不良化を防ぐことができる。
【００２４】
なお、以下のような変形例としてもよい。
図５のように、略一直線上に沿って、厚膜領域Ｂの間に相対的に薄膜となっている領域に、各々横グリッド３５を設けてもよい。これにより、厚膜領域Ｂ間の薄膜領域が厚膜化されるため、破線Ｂ”に示すようにさらに膜厚を均一化させることができる。
なお、横グリッド３０，３１を設けず、横グリッド３５のみを設けてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては以下の効果を得ることができる。
請求項１に記載の発明によれば、横グリッドが設けられていることにより、膜分布が均一化される。
また、横グリッドがない場合に形成されるシリコン膜がその他の部位に比べて部分的に薄膜化あるいは厚膜化している領域が均一化されるため、膜分布を均一化することができる。
請求項２に記載の発明によれば、横グリッドがなければ給電棒近傍に形成される厚膜領域が、給電棒によって均一化されるため、膜分布を均一化することができる。
また、横グリッドがなければ縦グリッドの長手方向略中央部近傍に形成されるシリコン膜がその他の部位に比べて部分的に薄膜化している領域が厚膜化されるため、膜分布を均一化することができる。
請求項３に記載の発明によれば、横グリッドの幅は、電極縦グリッドの断面における外周縁長さと略同じであるため、横グリッドにおけるプラズマの局所放電、プラズマの集中を防止することができる。
請求項４に記載の発明によれば、厚膜領域または薄膜領域と均一な領域とが存在している場合でも、横グリッドの近傍においてのみ均一化を図ることができる。
請求項５に記載の発明によれば、異常放電を防止することができるため、膜分布の不良化が防がれる。
請求項６に記載の発明によれば、所定条件下において生じやすい膜分布の不均一化を防止して膜分布を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態として示した真空プラズマ処理装置が備えるラダー電極の周辺を示した斜視図である。
【図２】  同真空プラズマ処理装置において、横グリッドの位置と従来発生した薄膜領域及び厚膜領域との位置関係とを示した図である。
【図３】  同真空プラズマ処理装置において、横グリッドによって厚膜化される状態を示した図である。
【図４】  同真空プラズマ処理装置において、横グリッドによって厚膜化される状態を示した図である。
【図５】  変形例として示した真空プラズマ処理装置において、横グリッドの位置と従来発生した薄膜領域及び厚膜領域との位置関係とを示した図である。
【図６】  真空プラズマ処理装置の概略を示した図である。
【図７】  従来の真空プラズマ処理装置が備えるラダー電極の周辺を示した斜視図である。
【図８】  同真空プラズマ処理装置において発生するおそれのあるガラス基板の製膜状態を示した図である。
【符号の説明】
１３  ラダー電極
１３ａ  給電棒
１３ｂ  縦グリッド
３０〜３２，３５  横グリッド
２２  防着板（アース板）
Ａ  薄膜領域
Ｂ  厚膜領域
Ｋ  ガラス基板
【図１】
0003697185.tif 000002
【図２】
0003697185.tif 000003
【図３】
0003697185.tif 000004
【図４】
0003697185.tif 000005
【図５】
0003697185.tif 000006
【図６】
0003697185.tif 000007
【図７】
0003697185.tif 000008
【図８】
0003697185.tif 000009