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JP4809973B2 - Method and apparatus for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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JP4809973B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマCVD法により半導体素子における層間絶縁膜、パシベーション膜等に用いる酸化膜を基材表面に形成する方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
通常、半導体素子の一般的構成としては、基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、シリコン膜、ソース絶縁体、ドレイン絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、パシベーション膜(保護膜)等からなっている。ここで、基材としては、ガラス基板又はウェーハ基板等からなり、電極としては、Al、Cu等の金属又は金属化合物等からなり、パシベーション膜を含む層間絶縁体としては、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素等からなり、シリコン層としては、Si単結晶層、a−Si層及びa−SiにP、B、As、Ge等をドーピングした材料等からなっている。
【0003】
半導体素子は、これらの上記材料を要求機能に応じて組み合わせ、基材等の洗浄後、その上に電極、絶縁膜、シリコン層等の薄膜を形成し、さらにドーピング、アニール、レジスト処理(例えば、塗布、現像、ベーキング、レジスト剥離等)を行い、続いて露光・現像、エッチング等を繰り返す複雑な工程により製造されている。これらの製造工程においては、絶縁膜の形成、保護膜の形成、電極の形成、シリコン層の形成等の薄膜形成が重要であり、その形成方法として、主にプラズマ処理方法が用いられている。
【0004】
薄膜の形成法としては、一般に、低圧プラズマCVD,常圧熱CVD、蒸着、スパッタリングなどがある。また、これまでの常圧プラズマCVDは、ヘリウム雰囲気下など、ガス種が限定されていた。例えば、ヘリウム雰囲気下で処理を行う方法が特開平2−48626号公報に、アルゴンとアセトン及び/又はヘリウムからなる雰囲気下で処理を行う方法が特開平4−74525号公報に開示されている。
【0005】
しかし、上記方法はいずれも、ヘリウム又はアセトン等の有機化合物を含有するガス雰囲気中でプラズマを発生させるものであり、ガス雰囲気が限定される。さらに、ヘリウムは高価であるため工業的には不利であり、有機化合物を含有させた場合には、有機化合物自身が被処理体と反応する場合が多く、所望する表面改質処理が出来ないことがある。
【0006】
さらに、従来の方法では、処理速度が遅く工業的なプロセスには不利であり、また、プラズマ重合膜を形成させる場合など、膜形成速度より膜分解速度の方が早くなり良質の酸化膜が得られないという問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑み、半導体素子の製造工程における層間絶縁膜である酸化膜の製造において、大気圧近傍の圧力下で均一なプラズマを継続して発生させ、被処理基材上に酸化膜の形成行う方法を用いて、良質の酸化膜を容易に製造することができる方法及びその装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、大気圧条件下で安定した放電状態を実現できるプラズマCVD法と簡便な雰囲気制御機構を組み合わせることにより、簡便に高温においても安定した酸化膜を形成できることを見出し、本発明を完成させた。
【0009】
すなわち、本発明の第1の発明は、プラズマCVD法による半導体素子における酸化膜の形成において、大気圧近傍の圧力下で、対向する一対の電極の少なくとも一方の対向面に固体誘電体を設置し、当該一対の対向電極間に処理ガスを導入してパルス状の電界を印加することにより得られるプラズマを基材に接触させ、かつ、ガスカーテン機構により、または、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、乾燥空気からなる群から選ばれるいずれか一種以上で満たされた容器中で処理を行うことにより、前記プラズマと基材の接触部近傍が窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、乾燥空気からなる群から選ばれるいずれか一種以上の雰囲気に保たれており、前記処理ガスが、酸素ガスを4体積%以上含有することを特徴とする半導体素子の製造方法である。
【0010】
また、本発明の第2の発明は、プラズマCVD法による半導体素子における酸化膜の形成装置において、少なくとも一方の対向面に固体誘電体が設置された一対の対向電極と、当該一対の対向電極間に処理ガスを導入する機構、該電極間にパルス状の電界を印加する機構、該パルス電界により得られるプラズマを基材に接触させる機構、及び該プラズマと基材との接触部近傍を窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、乾燥空気からなる群から選ばれるいずれか一種以上の雰囲気に保つ機構を備え、該雰囲気に保つ機構が、ガスカーテン機構、または、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、乾燥空気からなる群から選ばれるいずれか一種以上を満たした容器中に、前記プラズマを基材に接触させる機構を配置することによるものであり、該プラズマを基材に接触させる機構が、ガス吹き出し口ノズルを有する固体誘電体を通して、大気圧近傍の圧力下で対向電極間で発生したプラズマを基材に向かって導くようになされているものであり、さらに、予備放電後に該ガス吹き出し口ノズルを基材表面上に移動させるノズル体待機機構を有することを特徴とする半導体素子の製造装置である。
【0015】
また、本発明は、パルス状の電界が、パルス立ち上がり時間もしくはパルス立ち下がり時間の少なくとも一方が100μs以下、電界強度が0.5〜250kV/cmであるのが好ましい
【0016】
また、本発明は、パルス状の電界が、周波数が0.5〜100kHz、パルス継続時間が1〜1000μsであるのが好ましい
【0019】
また、本発明は、プラズマと基材との接触部の周囲にガス排気機構を有し、その周囲にガスカーテン機構を配置することにより、プラズマと基材との接触部近傍を窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、乾燥空気からなる群から選ばれるいずれか一種以上の雰囲気に保つ機構であるのが好ましい
【0021】
また、本発明は、容器内に窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、乾燥空気からなる群から選ばれるいずれか一種以上が常時供給されることによりプラズマと基材との接触部近傍が窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、乾燥空気からなる群から選ばれるいずれか一種以上の雰囲気に保たれるようになされているのが好ましい
【0022】
また、本発明は、プラズマを基材に接触させる機構が、ガス吹き出し口ノズルを有する固体誘電体を通して対向電極間で発生したプラズマを基材に向かって導くようになされているのが好ましい
【0024】
また、本発明は、さらに基材搬送機構を具備するのが好ましい
【0025】
【発明の実施の形態】
本発明のプラズマCVD法による半導体素子製造用の酸化膜の形成方法及び装置は、大気圧近傍の圧力下で、対向する一対の電極の少なくとも一方の対向面に固体誘電体を設置し、当該一対の対向電極間に処理ガスを導入し、当該電極間にパルス状の電界を印加することにより、得られる該ガスのプラズマを基材に接触させて、基材上に酸化膜を形成する方法であって、かつ、該プラズマと基材との接触部近傍が窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、乾燥空気からなる群から選ばれるいずれか一種以上のガス(以下、「不活性ガス等」という。)雰囲気下に保たれていることを特徴とする方法及び装置である。以下、本発明を詳細に説明する。
【0026】
上記大気圧近傍の圧力下とは、1.333×10〜10.664×10Paの圧力下を指す。中でも、圧力調整が容易で、装置が簡便になる9.331×10〜10.397×10Paの範囲が好ましい。
【0027】
大気圧近傍の圧力下では、ヘリウム、ケトン等の特定のガス以外は安定してプラズマ放電状態が保持されずに瞬時にアーク放電状態に移行することが知られているが、パルス化された電界を印加することにより、アーク放電に移行する前に放電を止め、再び放電を開始するというサイクルが実現されていると考えられる。
【0028】
大気圧近傍の圧力下においては、本発明のパルス化された電界を印加する方法によって、初めて、ヘリウム等のプラズマ放電状態からアーク放電状態に至る時間が長い成分を含有しない雰囲気において、安定して放電プラズマを発生させることが可能となる。
【0029】
なお、本発明の方法によれば、プラズマ発生空間中に存在する気体の種類を問わずグロー放電プラズマを発生させることが可能である。公知の低圧条件下におけるプラズマ処理はもちろん、特定のガス雰囲気下の大気圧プラズマ処理においても、外気から遮断された密閉容器内で処理を行うことが必須であったが、本発明のグロー放電プラズマ処理方法によれば、開放系、あるいは、気体の自由な流失を防ぐ程度の低気密系での処理が可能となる。
【0030】
さらに、大気圧での処理により高密度のプラズマ状態を実現出来るため、連続処理等の半導体素子の製造プロセスを行う上で大きな意義を有する。上記高密度のプラズマ状態の実現には、本発明が有する2つの作用が関係する。
【0031】
第1に、電界強度が0.5〜250kV/cmで、立ち上がり時間が100μs以下という、急峻な立ち上がりを有するパルス電界を印加することにより、プラズマ発生空間中に存在する気体分子が、効率よく励起する作用である。立ち上がりが遅いパルス電界を印加することは、異なる大きさを有するエネルギーを段階的に投入することに相当し、まず低エネルギーで電離する分子、すなわち、第一イオン化ポテンシャルの小さい分子の励起が優先的に起こり、次に高いエネルギーが投入された際にはすでに電離している分子がより高い準位に励起し、プラズマ発生空間中に存在する分子を効率よく電離することは難しい。これに対して、立ち上がり時間が100μs以下であるパルス電界によれば、空間中に存在する分子に一斉にエネルギーを与えることになり、空間中の電離した状態にある分子の絶対数が多く、すなわちプラズマ密度が高いということになる。
【0032】
第2に、ヘリウム以外のガス雰囲気のプラズマを安定して得られることにより、ヘリウムより電子を多くもつ分子、すなわちヘリウムより分子量の大きい分子を雰囲気ガスとして選択し、結果として電子密度の高い空間を実現する作用である。一般に電子を多く有する分子の方が電離はしやすい。前述のように、ヘリウムは電離しにくい成分であるが、一旦電離した後はアークに至らず、グロ−プラズマ状態で存在する時間が長いため、大気圧プラズマにおける雰囲気ガスとして用いられてきた。しかし、放電状態がアークに移行することを防止できるのであれば、電離しやすい、質量数の大きい分子を用いるほうが、空間中の電離した状態にある分子の絶対数を多くすることができ、プラズマ密度を高めることができる。従来技術では、ヘリウムが90%以上存在する雰囲気下以外でのグロー放電プラズマを発生することは不可能であり、唯一、アルゴンとアセトンとからなる雰囲気中でsin波により放電を行う技術が特開平4−74525号公報に開示されているが、本発明者らの追試によれば、実用レベルで安定かつ高速の処理を行えるものではない。また、雰囲気中にアセトンを含有するため、親水化目的以外の処理は不利である。
【0033】
上述のように、本発明は、ヘリウムより多数の電子を有する分子が過剰に存在する雰囲気、具体的には分子量10以上の化合物を10体積%以上含有する雰囲気下において、はじめて安定したグロー放電を可能にし、これによって表面処理に有利な、高密度プラズマ状態を実現するものである。
【0034】
本発明の酸化膜形成用の原料ガスとしては、例えば、SiH、Si等のシラン系ガス、テトラエトキシシラン、TEOS等のアルコキシシラン系ガス等のシラン含有ガスとO、O、乾燥空気等の酸素含有ガスを用いてSiO、シリケートガラス等の酸化膜が得られる。また、シラン含有ガスにトリメチルホスフェート(TMP)、トリメチルボレート(TMB)、ホスフィン(PH)、ジボラン(B)を添加して、リンシリケートガラス(PSG)、ボロンシリケートガラス(BSG)、ボロンリンシリケートガラス(BPSG)等の酸化膜を形成することができる。
【0035】
本発明では、上記原料ガスをそのまま処理ガスとして用いてもよいが、経済性及び安全性等の観点から、原料ガスを希釈ガスによって希釈し、これを処理ガスとして用いることもできる。希釈ガスとしては、ネオン、アルゴン、キセノン等の希ガス、窒素ガス等が挙げられる。これらは単独でも2種以上を混合して用いてもよい。従来、大気圧近傍の圧力下においては、ヘリウムの存在下の処理が行われてきたが、本発明のパルス化された電界を印加する方法によれば、上述のように、ヘリウムに比較して安価なアルゴン、窒素ガス中において安定した処理が可能である。
【0036】
処理ガス中の原料ガスと希釈ガスとの混合比は、使用する希釈ガスの種類により適宜決定されるが、シラン含有ガスの濃度は、処理ガス中の0.01〜5体積%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜2体積%である。さらに処理ガス中の酸素含有ガスの濃度は、4体積%以上にするのが好ましく、より好ましくは5〜85体積%にするのが好ましい。
【0037】
従来、大気圧近傍の圧力下においては、ヘリウムが大過剰に存在する雰囲気下で処理が行われてきたが、本発明の方法によれば、ヘリウムに比較して安価なアルゴン、窒素等の気体中における安定した処理が可能であり、また、ヘリウムを用いた場合と比較して原料ガス(酸素)の比率を高くすることができる。さらにまた、瞬時に電力投入することにより、高密度プラズマ状態を実現し、処理速度を上げることが出来るため、工業上大きな優位性を有する。
【0038】
上記電極としては、例えば、銅、アルミニウム等の金属単体、ステンレス、真鍮等の合金、金属間化合物等からなるものが挙げられる。上記対向電極は、電界集中によるアーク放電の発生を避けるために、対向電極間の距離が略一定となる構造であることが好ましい。この条件を満たす電極構造としては、例えば、平行平板型、円筒対向平板型、球対向平板型、双曲面対向平板型、同軸円筒型構造等が挙げられる。
【0039】
また、略一定構造以外では、円筒対向円筒型で円筒曲率の大きなものもアーク放電の原因となる電界集中の度合いが小さいので対向電極として用いることができる。曲率は少なくとも半径20mm以上が好ましい。固体誘電体の誘電率にもよるが、それ以下の曲率では、電界集中によるアーク放電が集中しやすい。それぞれの曲率がこれ以上であれば、対向する電極の曲率が異なっても良い。曲率は大きいほど近似的に平板に近づくため、より安定した放電が得られるので、より好ましくは半径40mm以上である。
【0040】
さらに、プラズマを発生させる電極は、一対のうち少なくとも一方に固体誘電体が配置されていれば良く、一対の電極は、短絡に至らない適切な距離をあけた状態で対向してもよく、直交してもよい。
【0041】
上記固体誘電体は、電極の対向面の一方又は双方に設置される。この際、固体誘電体と設置される側の電極が密着し、かつ、接する電極の対向面を完全に覆うようにすることが好ましい。固体誘電体によって覆われずに電極同士が直接対向する部位があると、そこからアーク放電が生じやすいためである。
【0042】
上記固体誘電体の形状は、シート状でもフィルム状でもよく、厚みが0.01〜4mmであることが好ましい。厚すぎると放電プラズマを発生するのに高電圧を要することがあり、薄すぎると電圧印加時に絶縁破壊が起こり、アーク放電が発生することがある。また、固体誘電体の形状として、容器型のものも用いることができる。
【0043】
固体誘電体の材質としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック、ガラス、二酸化珪素、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン等の金属酸化物、チタン酸バリウム等の複酸化物、及びこれらの複層化したもの等が挙げられる。
【0044】
特に、固体誘電体は、比誘電率が2以上(25℃環境下、以下同じ)であることが好ましい。比誘電率が2以上の誘電体の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン、ガラス、金属酸化膜等を挙げることができる。さらに高密度の放電プラズマを安定して発生させるためには、比誘電率が10以上の固定誘電体を用いことが好ましい。比誘電率の上限は特に限定されるものではないが、現実の材料では18,500程度のものが知られている。比誘電率が10以上の固体誘電体としては、例えば、酸化チタニウム5〜50重量%、酸化アルミニウム50〜95重量%で混合された金属酸化物皮膜、または、酸化ジルコニウムを含有する金属酸化物皮膜からなり、その被膜の厚みが10〜1000μmであるものを用いることが好ましい。
【0045】
上記電極間の距離は、固体誘電体の厚さ、印加電圧の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して適宜決定されるが、1〜50mmであることが好ましい。1mm未満では、電極間の間隔を置いて設置するのに充分でないことがある。50mmを超えると、均一な放電プラズマを発生させにくい。
【0046】
本発明のパルス電界について説明する。図1にパルス電圧波形の例を示す。波形(a)、(b)はインパルス型、波形(c)はパルス型、波形(d)は変調型の波形である。図1には電圧印加が正負の繰り返しであるものを挙げたが、正又は負のいずれかの極性側に電圧を印加するタイプのパルスを用いてもよい。また、直流が重畳されたパルス電界を印加してもよい。本発明におけるパルス電界の波形は、ここで挙げた波形に限定されず、さらに、パルス波形、立ち上がり時間、周波数の異なるパルスを用いて変調を行ってもよい。上記のような変調は高速連続表面処理を行うのに適している。
【0047】
上記パルス電界の立ち上がり及び/又は立ち下がり時間は、100μs以下が好ましい。100μsを超えると放電状態がアークに移行しやすく不安定なものとなり、パルス電界による高密度プラズマ状態を保持しにくくなる。また、立ち上がり時間及び立ち下がり時間が短いほどプラズマ発生の際のガスの電離が効率よく行われるが、40ns未満の立ち上がり時間のパルス電界を実現することは、実際には困難である。より好ましくは50ns〜5μsである。なお、ここでいう立ち上がり時間とは、電圧変化が連続して正である時間、立ち下がり時間とは、電圧変化が連続して負である時間を指すものとする。
【0048】
また、パルス電界の立ち下がり時間も急峻であることが好ましく、立ち上がり時間と同様の100μs以下のタイムスケールであることが好ましい。パルス電界発生技術によっても異なるが、立ち上がり時間と立ち下がり時間とが同じ時間に設定できるものが好ましい。
【0049】
上記パルス電界の電界強度は、0.5〜250kV/cmとなるようにするのが好ましい。電界強度が0.5kV/cm未満であると処理に時間がかかりすぎ、250kV/cmを超えるとアーク放電が発生しやすくなる。
【0050】
上記パルス電界の周波数は、0.5〜100kHzであることが好ましい。0.5kHz未満であるとプラズマ密度が低いため処理に時間がかかりすぎ、100kHzを超えるとアーク放電が発生しやすくなる。より好ましくは、1〜100kHzであり、このような高周波数のパルス電界を印加することにより、処理速度を大きく向上させることができる。
【0051】
また、上記パルス電界におけるひとつのパルス継続時間は、1〜1000μsであることが好ましい。1μs未満であると放電が不安定なものとなり、1000μsを超えるとアーク放電に移行しやすくなる。より好ましくは、3〜200μsである。ここで、ひとつのパルス継続時間とは、図1中に例を示してあるが、ON、OFFの繰り返しからなるパルス電界における、ひとつのパルスの連続するON時間を言う。
【0052】
本発明の処理基材材料としては、例えば、シリコン、GaAs、InP等の半導体ウェーハ、LCD用ガラス基板、PETやポリイミド等のプラスチックフィルム、プラスチック板、ガラス板等が挙げられる。その他、電子部品用プロセス酸化膜の形成にも応用できる。
【0053】
プラズマを基材に接触させる手段としては、例えば、(1)対向する電極間で発生するプラズマの放電空間内に基材を配置して、基材にプラズマを接触させる方法、及び(2)対向する電極間で発生させたプラズマを放電空間の外に配置された基材に向かって導くようにして接触させる方法(ガン型)がある。
【0054】
上記(1)の具体的方法としては、固体誘電体で被覆した平行平板型電極間に基材を配置し、プラズマと接触させる方法であって、多数の穴を有する上部電極を用い、シャワー状プラズマで処理する方法、フィルム状基材を放電空間内を走行させる方法、一方の電極に吹き出し口ノズルを有する容器状固体誘電体を設け、該ノズルからプラズマを他の電極上に配置した基材に吹き付ける方法等が挙げられる。
【0055】
また、上記(2)の具体的方法としては、固体誘電体が延長されてプラズマ誘導ノズルを形成しており、放電空間の外に配置された基材に向けて吹き付ける方法等が挙げられ、平行平板型電極と長尺型ノズル、同軸円筒型電極と円筒型ノズルの組み合わせを用いることができる。なお、ノズル先端の材質は、必ずしも上記の固体誘電体である必要がなく、上記電極と絶縁がとれていれば金属等でもかまわない。
【0056】
これらの中でも、ガス吹き出し口ノズルを有する固体誘電体を通して、対向電極間で発生したプラズマを基材に吹き付ける方法は、被成膜体である基材が直接高密度プラズマ空間にさらされることが少なく、基材表面の目的とする箇所にのみにプラズマ状態のガスを運び、薄膜形成を行うことができるので、基材への電気的熱的負担が軽減された好ましい方法である。
【0057】
本発明のプラズマ処理による酸化膜の形成は、基材温度を80〜400℃にすることが好ましく、より好ましくは150〜250℃である。
【0058】
本発明のプラズマ処理による酸化膜の形成においては、成膜前の基材表面の酸化防止と成膜された酸化膜の膜質向上のため、基材や膜が大気中の湿潤空気やその他の不純物に接触することを防ぐ意味で、不活性ガス雰囲気で処理を行う必要がある。また、プラズマが安定した状態で基材上に酸化膜を形成させるようにすることが好ましい。
【0059】
したがって、本発明の装置は、上記プラズマを基材に接触させて酸化膜を形成する装置に加えて、プラズマと基材との接触部近傍を不活性ガス雰囲気に保つ機構を付加した装置が必要である。
【0060】
本発明において、プラズマと基材との接触部近傍を不活性ガス雰囲気に保つ機構としては、不活性ガスによるガスカーテン機構、不活性ガスで満たされた容器中で処理を行う機構等が挙げられる。
【0061】
また、基材を搬送する手段としては、基材がフィルム状のものであれば、繰り出しロールと巻き取りロールからなる搬送系を用い、枚葉のものであれば、搬送コンベア、搬送ロボット等の搬送系を用いることができる。
【0062】
上記不活性ガスによるガスカーテン機構としては、プラズマと基材との接触部近傍の周囲にガス排気機構を有し、その周囲に不活性ガスによるガスカーテン機構を有することにより、プラズマと基材との接触部近傍を不活性ガス雰囲気に保つようにすることができる。
【0063】
図で本発明の方法及び装置を具体的に説明する。図2は、同軸型円筒ノズルを用い、ガスカーテン機構によりプラズマと基材との接触部近傍を不活性ガス等の雰囲気に保つ装置であって、該接触部の周囲にガス排気機構を有し、さらに該ガス排気機構の周囲にはガスカーテン機構を配設した不活性ガス等のシャワー機能を付加した装置を用いてプラズマを基材に吹き付ける装置と基材の搬送機構を備えた装置の一例を示す図である。図2において、1は電源、2は外側電極、3は内側電極、4は固体誘電体、5はガス吹き出し口、6は同軸型円筒ノズルを有するノズル体、7は処理ガス導入口、10は内周排気ガス筒、11は外周排気ガス筒、12は不活性ガス等の導入口、13は不活性ガス等の吹き出し細孔、14は基材、41は搬入ベルト、42は処理部ベルト、43は搬出ベルトをそれぞれ表す。
【0064】
例えば、処理ガスは、白抜き矢印方向にガス導入口7から筒状の固体誘電体容器内に導入され、筒状固体誘電体容器の外側に配置された電極2と筒状固体誘電体容器内部に配置された内側電極3との間にパルス状電界を印加することによってプラズマガスとして吹き出し口5から吹き出され、内周排気ガス筒10から主に吸引回収される。一方、基材14は、最初は搬入ベルト41により運ばれ、次に処理部ベルト42により搬送されガス吹き出し口からのプラズマガスが吹き付けられ、酸化膜が形成され、次いで搬出ベルト43で運び出されるという3工程の搬送工程を経て搬送される。また、不活性ガス等は、不活性ガス等の導入口12から導入され、下部にある不活性ガス等の吹き出し細孔13から搬送される基材14に向けて吹き出され、ガスカーテンの役割をして基材14の雰囲気を不活性ガス等の雰囲気に保つ。不活性ガス等は、主に外周排気ガス筒11から回収される。なお、搬送ベルトは、送りスピードを任意に調整できるものを用いることにより被着膜厚の制御が可能となる。さらに、処理部ベルトには加熱機構を有するものが好ましい。
【0065】
図3は、平行平板型長尺ノズルを用い、ガスカーテン機構によりプラズマと基材との接触部近傍を不活性ガス等の雰囲気に保つ装置であって、該接触部の周囲にガス排気機構を有し、さらに該ガス排気機構の周囲にはガスカーテン機構を配設した不活性ガス等のシャワー機能を付加した装置を用いてプラズマを基材に吹き付ける装置と基材の搬送機構を備えた装置の一例を示す図である。1は電源、2は電極、3は電極、4は固体誘電体、5はガス吹き出し口、7は処理ガス導入口、10は内周排気ガス筒、11は外周排気ガス筒、12は不活性ガス等の導入口、13は不活性ガス等の吹き出し細孔、14は基材、41は搬入ベルト、42は処理部ベルト、43は搬出ベルトをそれぞれ表す。
【0066】
図3において、例えば、処理ガスは、白抜き矢印方向にガス導入口7から箱状の固体誘電体容器内に導入され、箱状固体誘電体容器の外側に配置された電極2及び3との間にパルス電界を印加することによってプラズマガスとして吹き出し口5から吹き出され、内周排気ガス筒10から主に吸引回収される。一方、基材14は、最初は搬入ベルト41により運ばれ、次に処理部ベルト42により搬送されガス吹き出し口からのプラズマガスが吹き付けられ、酸化膜が形成され、次いで搬出ベルト43で運び出されるという3工程の搬送工程を経て搬送される。また、不活性ガス等は、不活性ガス等の導入口12から導入され、下部にある不活性ガス等の吹き出し細孔13から搬送される基材14に向けて吹き出され、ガスカーテンの役割をして基材14の雰囲気を不活性ガス等の雰囲気に保つ。不活性ガス等は、主に外周排気ガス筒11から回収される。なお、搬送ベルトは、送りスピードを任意に調整できるものを用いることにより被着膜厚の制御が可能となる。さらに処理部ベルトには加熱機構を有するものが好ましい。
【0067】
なお、上記不活性ガス等のシャワー機能を果たす装置としては、その底面が図4、図5のようになされているものが好ましい。
【0068】
図4は同軸型円筒ノズルを用いる場合の不活性ガス等のシャワー装置であって、図2のノズル部分の底面に該当する。プラズマガスは、ガス吹き出し口5から吹き出され、基材に酸化膜を形成した後、主に内周排気ガス筒10から排出される。また、不活性ガス等は、不活性ガス等のシャワー領域に存在する不活性ガス等の吹き出し細孔13から吹き出され、主に外周排気ガス筒11から排出される。
【0069】
図5は平行平板型長尺ノズルを用いる場合の不活性ガス等のシャワー装置であって、図3のノズル部分の底面に該当する。プラズマガスは、ガス吹き出し口5から吹き出され、基材に酸化膜を形成した後、主に内周排気ガス筒10から排出される。また、不活性ガス等は、不活性ガス等のシャワー領域に存在する不活性ガス等の吹き出し細孔13から吹き出され、主に外周排気ガス筒11から排出される。
【0070】
本発明において、プラズマと基材との接触部近傍が不活性ガス等の雰囲気に保たれているようにする機構として、不活性ガス等で満たされた容器中で処理を行う方法としては、図6に示す装置を挙げることができる。
【0071】
図6の装置において、不活性ガス等で満たされた容器30中で酸化膜の形成を行う。例えば、基材の搬送ロボット20を用いるための搬出入室31及びそのためのシャッター32を備えた不活性ガス等の容器30に、上記のプラズマと基材との接触部近傍の主要部を収納した装置を用いるのが好ましい。図6において、不活性ガス等の容器30には、矢印方向に不活性ガス等を常時供給させるだけで良く、気密性は必要なく、真空ポンプは不要であり、簡単なブロワー型排風機でよく、不活性ガス等の容器30自体の耐圧性は不要であり、簡単なチャンバーで良い。不活性ガス等の容器内に収納した膜形成装置では、X−Y−Z移動機構を備えたプラズマガスノズル体6に白抜き矢印方向から処理ガスを導入させ、基材14に吹き付け、酸化膜を形成させる。また、排ガスは排気ガス筒10から排気する。また、基材14は、搬送ロボット20により搬出入室31内にあるカセット21から出し入れされる。また、酸化膜を形成後の製品はシャッター32を通して出し入れされる。ここで、ノズル体6としては、一方の電極に吹き出し口ノズルを有する容器状の固体誘電体を設けたもの(詳細図2)や平行平板型長尺ノズルを設けたもの(詳細図3)等である。
【0072】
さらに、固体誘電体がガス吹き出し口ノズルを有するガン型プラズマ発生装置を用いる場合には、電極に電圧印加開始から放電状態が安定するまで予備放電を行った後、ガス吹き出し口ノズルを基材表面に移動させるノズル体待機機構を有するプラズマ発生機構を用いることにより不良品の発生を抑えることができる。その装置の概略を図7に示す。
【0073】
図7において、処理ガスをノズル体6に導入しプラズマを基材14上に吹き付ける装置であるが、ノズル体6は、放電状態が安定するまでの予備放電時にはAの位置で待機し、放電状態が安定した後に基材14表面の酸化膜を形成すべき箇所Bに移動させて酸化膜の被着を開始する。また、この装置においては、支持台15を取り巻くリング状フード10を設けることにより、処理ガスの排気を行うことができ、さらに、搬送ロボット20を併設することにより、ウェーハカセット21からウェーハ基材14の出し入れを行い、効率的に基材上に酸化膜形成を行うことができる。上記ノズル体待機機構は、ノズル体を掃引するためのX−Y−Z移動装置と併用することができる。また、この図7の装置を上記図6に示した不活性ガスで満たされた容器30に収納することもできる。
【0074】
本発明のパルス電界を用いた大気圧放電では、全くガス種に依存せず、電極間において直接大気圧下で放電を生じせしめることが可能であり、より単純化された電極構造、放電手順による大気圧プラズマ装置、及び処理手法でかつ高速処理を実現することができる。また、パルス周波数、電圧、電極間隔等のパラメータにより酸化膜の形成に関するパラメータも調整できる。
【0075】
本発明の酸化膜の製造方法は、IC回路、太陽電池、液晶ディスプレーのスイッチ素子等、その他の半導体素子の製造にも適用できる。
【0076】
【実施例】
本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【0077】
実施例1
図3に示す装置を用いて基板14(GaAsウェーハ、直径75mm)上にSiO膜を被着した。平行平板対向型長尺ノズルは、アルミニウム製の電極2、3にアルミナ製の固体誘電体4が溶射されている。放電ギャップ(対向する誘電体同士がなす距離)は1mmに調整されている。
【0078】
処理ガスとして、アルゴンで希釈したテトラエトキシシラン0.16%、酸素16%の混合ガスを、ガス導入口7から白抜き矢印方向に導入し、電極2と3間に図1(a)に示すパルス波形、パルス立上がり/立下がり速度5μs、電圧10kVのパルス電界を印加し、95kPa(大気圧)下で放電させ、プラズマを発生させた。SiO膜を被着すべきGaAsウェーハ14は、搬入ベルト41により、矢印方向に送り込まれる。吹き出し細孔13から吹き出すNガスシャワーを経由して処理部ベルト42上でプラズマガス吹き出し口5を通過する間にGaAsウェーハ14上にSiO膜が堆積される。その後、再びNガスシャワーを経由し、搬出ベルト43により搬出される。直径75mmのGaAsウェーハに対するSiO膜の成膜速度は、約1.3μm/分(搬送速度500mm/分)であった。
【0079】
プラズマガスの廃ガスは、排気ガス筒10から排出される。また、Nガスシャワーからの廃ガスは、主として外周排気筒11から回収・排出される。
また、SiOの堆積箇所に位置する処理部ベルト42は、温度200℃に保たれており、SiO膜堆積時の基材(GaAsウェーハ)を加熱している。Nガスシャワー機構により、SiO膜被着前のGaAsウェーハは、Nガス雰囲気に保たれているので、表面の酸化が抑制されており、成膜後のSiO−GaAs界面が変成することがない。
【0080】
比較例1
実施例1において、印加電界として、150MHzのsin波を使用し、処理ガスとしてテトラエトキシシラン0.16%と酸素16%を混合して用い、希釈ガスとしてヘリウムを使用した以外は、実施例1と同様にして、ポリイミドフィルム上にSiO薄膜の生成を行った。SiO薄膜の生成は、確認できたものの、成膜速度は、0.26μm/分であった。
【0081】
比較例2
実施例1と同じ装置を使用し、印加電解として、13.56MHz、200Wのsin波の電界条件を使用し、13Paの環境下で酸化膜の形成を行った以外は、実施例1と同様にして、ポリイミドフィルム上にSiO薄膜の生成を行った。SiO薄膜の生成は、確認できたものの、成膜速度は、0.08μm/分であった。
【0082】
実施例2
図3の装置を用い、処理ガスとして、テトラエトキシシラン0.20%、酸素10%をアルゴンガスにより希釈したガスを使用し、実施例1と同じ条件で大気圧下でパルス電界を印加し、ノズル口5からステンレス製基材上に成膜を行った。ステンレス製基材上にSiO薄膜の生成を確認した。このときの成膜速度は、1.0μm/分であった。
【0083】
【発明の効果】
本発明のパルス電界を印加する酸化膜を形成する半導体素子の製造方法によれば、大気圧近傍で、処理ガスのプラズマを基材に接触させて基材の表面に酸化膜の形成を不活性ガス等の雰囲気下で行うので、膜形成工程をより効率的なシステムとすることができ、歩留まり向上に寄与できる。また、本発明の方法は、大気圧下での実施が可能であるので、容易にインライン化でき、本発明の方法を用いることにより処理工程全体の速度低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のパルス電界の例を示す電圧波形図である。
【図2】本発明の酸化膜形成装置の例を示す図である。
【図3】本発明の酸化膜形成装置の例を示す図である。
【図4】本発明で用いる不活性ガス等のシャワー機能装置の一例の底面図である。
【図5】本発明で用いる不活性ガス等のシャワー機能装置の一例の底面図である。
【図6】本発明の酸化膜形成装置の例を示す図である。
【図7】本発明の酸化膜形成装置の例を示す図である。
【符号の説明】
1 電源(高電圧パルス電源)
2、3 電極
4 固体誘電体
5 ガス吹き出し口
6 ノズル体
7 ガス導入口
10、11 排気ガス筒
12 不活性ガス等の導入口
13 不活性ガス等の吹き出し細孔
14 基材
15 支持台
20 搬送ロボット
21 カセット
22 アーム
30 容器
31 搬出入室
32 シャッター
41 搬入ベルト
42 処理部ベルト
43 搬出ベルト
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for forming an oxide film used for an interlayer insulating film, a passivation film, etc. in a semiconductor element on a substrate surface by a plasma CVD method.
[0002]
[Prior art]
In general, a general configuration of a semiconductor element includes a gate electrode, a gate insulating film, a silicon film, a source insulator, a drain insulating film, a source electrode, a drain electrode, a passivation film (protective film) and the like on a substrate. . Here, the substrate is made of a glass substrate or a wafer substrate, the electrode is made of a metal such as Al or Cu, or a metal compound, and the interlayer insulator including the passivation film is silicon oxide, silicon nitride, The silicon layer is made of a silicon single crystal layer, an a-Si layer, a material obtained by doping a-Si with P, B, As, Ge, or the like.
[0003]
The semiconductor element is a combination of these materials according to the required function, and after cleaning the substrate, etc., a thin film such as an electrode, an insulating film, a silicon layer is formed thereon, and further doping, annealing, resist treatment (for example, Application, development, baking, resist stripping, etc.), followed by exposure / development, etching, and the like. In these manufacturing processes, formation of a thin film such as formation of an insulating film, formation of a protective film, formation of an electrode, and formation of a silicon layer is important, and a plasma processing method is mainly used as the formation method.
[0004]
As a method for forming a thin film, generally, there are low pressure plasma CVD, atmospheric pressure thermal CVD, vapor deposition, sputtering and the like. Further, conventional atmospheric pressure plasma CVD has limited gas types such as in a helium atmosphere. For example, a method for performing treatment in a helium atmosphere is disclosed in JP-A-2-48626, and a method for performing treatment in an atmosphere composed of argon and acetone and / or helium is disclosed in JP-A-4-74525.
[0005]
However, all of the above methods generate plasma in a gas atmosphere containing an organic compound such as helium or acetone, and the gas atmosphere is limited. Furthermore, helium is expensive and disadvantageous industrially. When an organic compound is contained, the organic compound itself often reacts with the object to be treated, and the desired surface modification treatment cannot be performed. There is.
[0006]
Furthermore, the conventional method has a slow processing speed and is disadvantageous for an industrial process. In addition, when a plasma polymerized film is formed, the film decomposition speed is faster than the film formation speed, and a high-quality oxide film is obtained. There was a problem that it was not possible.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above problems, the present invention continuously generates uniform plasma at a pressure close to atmospheric pressure in the manufacture of an oxide film, which is an interlayer insulating film in the manufacturing process of a semiconductor element, and oxidizes it on a substrate to be processed. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus capable of easily producing a high-quality oxide film by using a film forming method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent research to solve the above-mentioned problems, the present inventors have achieved a stable discharge state even at high temperatures by combining a plasma CVD method capable of realizing a stable discharge state under atmospheric pressure conditions with a simple atmosphere control mechanism. The inventors have found that an oxide film can be formed and completed the present invention.
[0009]
That is, according to the first aspect of the present invention, in the formation of an oxide film in a semiconductor element by plasma CVD, a solid dielectric is placed on at least one facing surface of a pair of electrodes facing each other under a pressure near atmospheric pressure. A plasma obtained by introducing a processing gas between the pair of opposed electrodes and applying a pulsed electric field to the substrate, and By performing the treatment with a gas curtain mechanism or in a container filled with at least one selected from the group consisting of nitrogen, argon, helium, neon, xenon and dry air, The vicinity of the contact portion between the plasma and the substrate is maintained in one or more atmospheres selected from the group consisting of nitrogen, argon, helium, neon, xenon, and dry air, Said The process gas contains 4% by volume or more of oxygen gas.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the apparatus for forming an oxide film in a semiconductor element by a plasma CVD method, a pair of counter electrodes having a solid dielectric disposed on at least one counter surface, and the pair of counter electrodes A mechanism for introducing a processing gas into the electrode, a mechanism for applying a pulsed electric field between the electrodes, a mechanism for bringing the plasma obtained by the pulsed electric field into contact with the substrate, and the vicinity of the contact portion between the plasma and the substrate being nitrogen, A mechanism for maintaining at least one atmosphere selected from the group consisting of argon, helium, neon, xenon, and dry air is provided, and the mechanism for maintaining the atmosphere is a gas curtain mechanism or nitrogen, argon, helium, neon, xenon By placing a mechanism for bringing the plasma into contact with the substrate in a container filled with at least one selected from the group consisting of dry air And than, mechanism contacting said plasma to the substrate is through solid dielectric having a gas outlet nozzle Under pressure near atmospheric pressure The plasma generated between the counter electrodes is directed toward the substrate, and further has a nozzle body standby mechanism that moves the gas outlet nozzle onto the substrate surface after preliminary discharge. A semiconductor device manufacturing apparatus.
[0015]
Also, The present invention , The pulsed electric field At least one of pulse rise time or pulse fall time Is 100 μs or less, and the electric field strength is 0.5 to 250 kV / cm. Is preferred .
[0016]
Also, The present invention The pulsed electric field has a frequency of 0.5-100 kHz and a pulse duration of 1-1000 μs. Is preferred .
[0019]
Also, The present invention The gas exhaust mechanism is provided around the contact portion between the plasma and the base material, and the gas curtain mechanism is arranged around the gas exhaust mechanism, so that the vicinity of the contact portion between the plasma and the base material is nitrogen, argon, helium, neon, xenon. A mechanism that maintains an atmosphere of any one or more selected from the group consisting of dry air Is preferred .
[0021]
Also, The present invention In the container, at least one selected from the group consisting of nitrogen, argon, helium, neon, xenon, and dry air is constantly supplied, so that the vicinity of the contact portion between the plasma and the substrate is nitrogen, argon, helium, neon , Xenon and dry air are used to maintain at least one atmosphere selected from the group consisting of Is preferred .
[0022]
Also, The present invention The mechanism for bringing the plasma into contact with the substrate is configured to guide the plasma generated between the counter electrodes toward the substrate through a solid dielectric having a gas outlet nozzle. Is preferred .
[0024]
Also, The present invention further provides Substrate transport mechanism It is preferable to have .
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the method and apparatus for forming an oxide film for manufacturing a semiconductor element by plasma CVD method of the present invention, a solid dielectric is placed on at least one facing surface of a pair of electrodes facing each other under a pressure near atmospheric pressure, and the pair In this method, a processing gas is introduced between the opposite electrodes of the first electrode, and a pulsed electric field is applied between the electrodes, whereby the resulting plasma of the gas is brought into contact with the substrate to form an oxide film on the substrate. And the vicinity of the contact portion between the plasma and the substrate is one or more gases selected from the group consisting of nitrogen, argon, helium, neon, xenon and dry air (hereinafter referred to as “inert gas etc.”) .) A method and apparatus characterized by being maintained in an atmosphere. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0026]
The pressure near the atmospheric pressure is 1.333 × 10 4 ~ 10.664 × 10 4 It refers to the pressure under Pa. Above all, pressure adjustment is easy and the apparatus is simple 9.331 × 10 4 ~ 10.397 × 10 4 A range of Pa is preferred.
[0027]
Under pressures close to atmospheric pressure, it is known that the plasma discharge state is not stably maintained except for specific gases such as helium and ketones, and the state immediately changes to the arc discharge state. By applying, it is considered that the cycle of stopping the discharge before starting the arc discharge and starting the discharge again is realized.
[0028]
Under a pressure close to atmospheric pressure, the method of applying a pulsed electric field of the present invention is stable for the first time in an atmosphere that does not contain a component that takes a long time from a plasma discharge state to an arc discharge state, such as helium. It becomes possible to generate discharge plasma.
[0029]
According to the method of the present invention, glow discharge plasma can be generated regardless of the kind of gas present in the plasma generation space. In the atmospheric pressure plasma treatment under a specific gas atmosphere as well as the plasma treatment under a known low-pressure condition, it was essential to carry out the treatment in a sealed container that is shielded from the outside air. According to the processing method, it is possible to perform processing in an open system or a low airtight system that prevents free flow of gas.
[0030]
Furthermore, since a high-density plasma state can be realized by processing at atmospheric pressure, it has great significance in performing a semiconductor element manufacturing process such as continuous processing. The realization of the high-density plasma state involves two actions of the present invention.
[0031]
First, by applying a pulse electric field having a steep rise with an electric field strength of 0.5 to 250 kV / cm and a rise time of 100 μs or less, gas molecules existing in the plasma generation space are efficiently excited. It is an action. Applying a pulsed electric field with a slow rise corresponds to stepping in energy with different magnitudes. First, excitation of molecules that ionize at low energy, that is, molecules with a small first ionization potential, is preferential. When the next higher energy is applied, molecules already ionized are excited to a higher level, and it is difficult to efficiently ionize molecules present in the plasma generation space. On the other hand, according to the pulse electric field whose rise time is 100 μs or less, energy is simultaneously given to molecules existing in the space, and the absolute number of molecules in the ionized state in the space is large. This means that the plasma density is high.
[0032]
Second, by stably obtaining a plasma in a gas atmosphere other than helium, molecules having more electrons than helium, that is, molecules having a molecular weight higher than helium, are selected as the atmosphere gas, and as a result, a space with a high electron density is selected. This is the action to be realized. In general, molecules with more electrons are easier to ionize. As described above, helium is a component that is difficult to ionize. However, once ionized, it does not reach an arc, and has been used as an atmospheric gas in atmospheric pressure plasma because it has a long time in a glow plasma state. However, if it is possible to prevent the discharge state from being transferred to the arc, it is possible to increase the absolute number of molecules in the ionized state in the space by using molecules that are easily ionized and have a large mass number. The density can be increased. In the prior art, it is impossible to generate glow discharge plasma in an atmosphere other than an atmosphere in which helium is 90% or more, and the only technique for performing discharge by sin waves in an atmosphere composed of argon and acetone Although disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-74525, according to the supplementary test by the present inventors, stable and high-speed processing cannot be performed at a practical level. Moreover, since acetone is contained in the atmosphere, treatment other than the purpose of hydrophilization is disadvantageous.
[0033]
As described above, the present invention provides stable glow discharge for the first time in an atmosphere containing an excess of molecules having more electrons than helium, specifically in an atmosphere containing 10% by volume or more of a compound having a molecular weight of 10 or more. This enables a high-density plasma state that is advantageous for surface treatment.
[0034]
As the source gas for forming the oxide film of the present invention, for example, SiH 4 , Si 2 H 6 Silane-containing gases such as tetrasilane, tetraethoxysilane, alkoxysilane gases such as TEOS, etc. and O 2 , O 3 SiO using oxygen-containing gas such as dry air 2 An oxide film such as silicate glass can be obtained. Also, trimethyl phosphate (TMP), trimethyl borate (TMB), phosphine (PH 3 ), Diborane (B 2 H 6 ) Can be added to form an oxide film such as phosphorus silicate glass (PSG), boron silicate glass (BSG), or boron phosphorus silicate glass (BPSG).
[0035]
In the present invention, the raw material gas may be used as it is as the processing gas. However, from the viewpoint of economy and safety, the raw material gas can be diluted with a diluent gas and used as the processing gas. Examples of the dilution gas include noble gases such as neon, argon, and xenon, and nitrogen gas. These may be used alone or in admixture of two or more. Conventionally, processing in the presence of helium has been performed under a pressure near atmospheric pressure, but according to the method of applying a pulsed electric field of the present invention, as described above, compared to helium. Stable treatment is possible in inexpensive argon and nitrogen gas.
[0036]
The mixing ratio of the source gas and the dilution gas in the processing gas is appropriately determined depending on the type of the dilution gas used, but the concentration of the silane-containing gas is 0.01 to 5% by volume in the processing gas. Preferably, it is 0.1 to 2% by volume. Furthermore, the concentration of the oxygen-containing gas in the processing gas is preferably 4% by volume or more, more preferably 5 to 85% by volume.
[0037]
Conventionally, processing has been performed in an atmosphere in which helium is present in a large excess at a pressure close to atmospheric pressure, but according to the method of the present invention, a gas such as argon or nitrogen that is less expensive than helium. Stable treatment in the inside is possible, and the ratio of the source gas (oxygen) can be increased as compared with the case where helium is used. Furthermore, since the high-density plasma state can be realized and the processing speed can be increased by instantaneously turning on the power, it has a great industrial advantage.
[0038]
Examples of the electrode include a metal simple substance such as copper and aluminum, an alloy such as stainless steel and brass, and an intermetallic compound. The counter electrode preferably has a structure in which the distance between the counter electrodes is substantially constant in order to avoid occurrence of arc discharge due to electric field concentration. Examples of the electrode structure that satisfies this condition include a parallel plate type, a cylindrical opposed flat plate type, a spherical opposed flat plate type, a hyperboloid opposed flat plate type, and a coaxial cylindrical type structure.
[0039]
In addition to the substantially constant structure, a cylindrical opposed cylindrical type having a large cylindrical curvature can be used as a counter electrode because the degree of electric field concentration causing arc discharge is small. The curvature is preferably at least 20 mm in radius. Although depending on the dielectric constant of the solid dielectric, arc discharge due to electric field concentration tends to concentrate at a curvature lower than that. As long as each curvature is more than this, the curvatures of the opposing electrodes may be different. Since the larger the curvature is, the closer to the flat plate is, the more stable discharge can be obtained. Therefore, the radius is preferably 40 mm or more.
[0040]
Furthermore, the electrodes for generating the plasma need only have a solid dielectric disposed on at least one of the pair, and the pair of electrodes may be opposed to each other with an appropriate distance so as not to cause a short circuit, May be.
[0041]
The solid dielectric is disposed on one or both of the opposing surfaces of the electrode. At this time, it is preferable that the solid dielectric and the electrode on the side to be installed are in close contact with each other and the opposite surface of the electrode in contact is completely covered. This is because if there is a portion where the electrodes directly face each other without being covered by the solid dielectric, arc discharge is likely to occur therefrom.
[0042]
The solid dielectric may have a sheet shape or a film shape, and preferably has a thickness of 0.01 to 4 mm. If it is too thick, a high voltage may be required to generate discharge plasma, and if it is too thin, dielectric breakdown may occur when a voltage is applied, and arc discharge may occur. Moreover, a container-type thing can also be used as a shape of a solid dielectric.
[0043]
Examples of the material of the solid dielectric include, for example, plastics such as polytetrafluoroethylene and polyethylene terephthalate, glass, metal oxides such as silicon dioxide, aluminum oxide, zirconium dioxide, and titanium dioxide, double oxides such as barium titanate, and These may be multi-layered.
[0044]
In particular, the solid dielectric preferably has a relative dielectric constant of 2 or more (25 ° C. environment, the same shall apply hereinafter). Specific examples of the dielectric having a relative dielectric constant of 2 or more include polytetrafluoroethylene, glass, and metal oxide film. In order to stably generate a high-density discharge plasma, it is preferable to use a fixed dielectric having a relative dielectric constant of 10 or more. The upper limit of the relative dielectric constant is not particularly limited, but about 18,500 is known as an actual material. Examples of the solid dielectric having a relative dielectric constant of 10 or more include a metal oxide film mixed with 5 to 50% by weight of titanium oxide and 50 to 95% by weight of aluminum oxide, or a metal oxide film containing zirconium oxide. It is preferable to use the one having a thickness of 10 to 1000 μm.
[0045]
The distance between the electrodes is appropriately determined in consideration of the thickness of the solid dielectric, the magnitude of the applied voltage, the purpose of using plasma, etc., but is preferably 1 to 50 mm. If it is less than 1 mm, it may not be sufficient to install with a gap between the electrodes. If it exceeds 50 mm, it is difficult to generate uniform discharge plasma.
[0046]
The pulse electric field of the present invention will be described. FIG. 1 shows an example of a pulse voltage waveform. Waveforms (a) and (b) are impulse types, waveform (c) is a pulse type, and waveform (d) is a modulation type waveform. Although FIG. 1 shows a case where voltage application is repeated positive and negative, a pulse of a type in which voltage is applied to either the positive or negative polarity side may be used. Further, a pulse electric field on which direct current is superimposed may be applied. The waveform of the pulse electric field in the present invention is not limited to the waveforms listed here, and modulation may be performed using pulses having different pulse waveforms, rise times, and frequencies. Such modulation is suitable for high speed continuous surface treatment.
[0047]
The rise time and / or fall time of the pulse electric field is preferably 100 μs or less. If it exceeds 100 μs, the discharge state tends to shift to an arc and becomes unstable, and it becomes difficult to maintain a high-density plasma state by a pulse electric field. Also, the shorter the rise time and fall time, the more efficiently ionization of the gas during plasma generation, but it is actually difficult to realize a pulsed electric field with a rise time of less than 40 ns. More preferably, it is 50 ns to 5 μs. Here, the rise time refers to the time during which the voltage change is positive continuously, and the fall time refers to the time during which the voltage change continues to be negative.
[0048]
The fall time of the pulse electric field is also preferably steep, and is preferably a time scale of 100 μs or less similar to the rise time. Although different depending on the pulse electric field generation technique, it is preferable that the rise time and the fall time can be set to the same time.
[0049]
The electric field intensity of the pulse electric field is preferably 0.5 to 250 kV / cm. If the electric field strength is less than 0.5 kV / cm, the process takes too much time, and if it exceeds 250 kV / cm, arc discharge tends to occur.
[0050]
The frequency of the pulse electric field is preferably 0.5 to 100 kHz. If it is less than 0.5 kHz, the plasma density is low, so that the process takes too much time. If it exceeds 100 kHz, arc discharge tends to occur. More preferably, the frequency is 1 to 100 kHz, and the processing speed can be greatly improved by applying such a high-frequency pulse electric field.
[0051]
Moreover, it is preferable that one pulse duration in the said pulse electric field is 1-1000 microseconds. If it is less than 1 μs, the discharge becomes unstable, and if it exceeds 1000 μs, it tends to shift to arc discharge. More preferably, it is 3 to 200 μs. Here, although one pulse duration is shown as an example in FIG. 1, it means the continuous ON time of one pulse in a pulse electric field consisting of repetition of ON and OFF.
[0052]
Examples of the processing base material of the present invention include semiconductor wafers such as silicon, GaAs, and InP, glass substrates for LCD, plastic films such as PET and polyimide, plastic plates, and glass plates. In addition, it can be applied to the formation of process oxide films for electronic parts.
[0053]
As means for bringing the plasma into contact with the substrate, for example, (1) a method of placing the substrate in the discharge space of the plasma generated between the facing electrodes and bringing the plasma into contact with the substrate, and (2) facing There is a method (gun type) in which plasma generated between the electrodes to be contacted is guided so as to be directed toward a substrate disposed outside the discharge space.
[0054]
As a specific method of the above (1), a substrate is disposed between parallel plate electrodes coated with a solid dielectric and brought into contact with plasma, using an upper electrode having a large number of holes, shower-like A method of treating with plasma, a method of running a film-like base material in a discharge space, a base material in which a container-like solid dielectric having an outlet nozzle is provided on one electrode, and plasma is arranged on the other electrode from the nozzle And the like.
[0055]
Further, as a specific method of the above (2), there is a method in which a solid dielectric is extended to form a plasma induction nozzle and sprayed toward a substrate disposed outside the discharge space. A combination of a flat electrode and a long nozzle, or a coaxial cylindrical electrode and a cylindrical nozzle can be used. The material of the nozzle tip does not necessarily need to be the above-described solid dielectric, and may be a metal or the like as long as it is insulated from the electrode.
[0056]
Among these, the method in which the plasma generated between the counter electrodes is blown to the base material through the solid dielectric having the gas outlet nozzle is such that the base material that is the film formation body is not directly exposed to the high-density plasma space. Since the gas in the plasma state can be transported only to the target location on the surface of the substrate to form a thin film, this is a preferred method in which the electrical and thermal burden on the substrate is reduced.
[0057]
In the formation of the oxide film by the plasma treatment of the present invention, the substrate temperature is preferably 80 to 400 ° C, more preferably 150 to 250 ° C.
[0058]
In the formation of an oxide film by plasma treatment of the present invention, the substrate and film are in the atmosphere in order to prevent oxidation of the substrate surface before film formation and to improve the film quality of the formed oxide film. It is necessary to perform the treatment in an inert gas atmosphere in order to prevent contact with the gas. In addition, it is preferable to form an oxide film on the substrate in a stable plasma state.
[0059]
Therefore, the apparatus of the present invention requires an apparatus to which a mechanism for maintaining the vicinity of the contact portion between the plasma and the base material in an inert gas atmosphere is added in addition to the above-described apparatus for forming an oxide film by bringing the plasma into contact with the base material. It is.
[0060]
In the present invention, examples of the mechanism for maintaining the vicinity of the contact portion between the plasma and the substrate in an inert gas atmosphere include a gas curtain mechanism using an inert gas, a mechanism for performing processing in a container filled with an inert gas, and the like. .
[0061]
In addition, as a means for transporting the base material, if the base material is in the form of a film, a transport system composed of a feeding roll and a take-up roll is used. A transport system can be used.
[0062]
As the gas curtain mechanism using the inert gas, a gas exhaust mechanism is provided in the vicinity of the contact portion between the plasma and the substrate, and a gas curtain mechanism using an inert gas is provided around the gas exhaust mechanism. The vicinity of the contact portion can be maintained in an inert gas atmosphere.
[0063]
The method and apparatus of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 2 shows an apparatus that uses a coaxial cylindrical nozzle and maintains an atmosphere such as an inert gas in the vicinity of the contact portion between the plasma and the substrate by a gas curtain mechanism, and has a gas exhaust mechanism around the contact portion. Further, an example of a device provided with a device for spraying plasma onto a substrate using a device added with a shower function such as an inert gas provided with a gas curtain mechanism around the gas exhaust mechanism and a substrate transport mechanism FIG. In FIG. 2, 1 is a power source, 2 is an outer electrode, 3 is an inner electrode, 4 is a solid dielectric, 5 is a gas outlet, 6 is a nozzle body having a coaxial cylindrical nozzle, 7 is a processing gas inlet, Inner peripheral exhaust gas cylinder, 11 is an outer peripheral exhaust gas cylinder, 12 is an inlet for inert gas, 13 is a blowout pore of inert gas, 14 is a base material, 41 is a carry-in belt, 42 is a processing unit belt, Reference numeral 43 denotes a carry-out belt.
[0064]
For example, the processing gas is introduced into the cylindrical solid dielectric container from the gas inlet 7 in the direction of the white arrow, and the electrode 2 disposed outside the cylindrical solid dielectric container and the inside of the cylindrical solid dielectric container By applying a pulsed electric field between the inner electrode 3 and the inner electrode 3, the plasma gas is blown out from the blowout port 5, and is mainly sucked and collected from the inner peripheral exhaust gas cylinder 10. On the other hand, the base material 14 is first transported by the carry-in belt 41, then transported by the processing unit belt 42, plasma gas is blown from the gas blow-out port, an oxide film is formed, and then transported by the carry-out belt 43. It is transported through three transport steps. Further, the inert gas or the like is introduced from the introduction port 12 of the inert gas or the like, and blown out toward the base material 14 conveyed from the blowing pores 13 of the inert gas or the like in the lower portion, and serves as a gas curtain. Thus, the atmosphere of the base material 14 is maintained in an atmosphere of an inert gas or the like. The inert gas or the like is mainly recovered from the outer peripheral exhaust gas cylinder 11. It should be noted that the deposition film thickness can be controlled by using a conveyor belt that can arbitrarily adjust the feed speed. Further, it is preferable that the processing unit belt has a heating mechanism.
[0065]
FIG. 3 is an apparatus that uses a parallel plate type long nozzle and maintains an atmosphere of an inert gas or the like in the vicinity of the contact portion between the plasma and the substrate by a gas curtain mechanism, and includes a gas exhaust mechanism around the contact portion. Further, an apparatus provided with a device for spraying plasma onto a substrate using a device to which a shower function of inert gas or the like provided with a gas curtain mechanism is provided around the gas exhaust mechanism and a substrate transport mechanism It is a figure which shows an example. 1 is a power source, 2 is an electrode, 3 is an electrode, 4 is a solid dielectric, 5 is a gas outlet, 7 is a processing gas inlet, 10 is an inner exhaust gas cylinder, 11 is an outer exhaust gas cylinder, and 12 is inert. An inlet for gas or the like, 13 is a blowout pore of inert gas, 14 is a base material, 41 is a carry-in belt, 42 is a processing unit belt, and 43 is a carry-out belt.
[0066]
In FIG. 3, for example, the processing gas is introduced into the box-shaped solid dielectric container from the gas inlet 7 in the direction of the white arrow, and the electrodes 2 and 3 disposed outside the box-shaped solid dielectric container. By applying a pulsed electric field between them, plasma gas is blown out from the blowout port 5 and is mainly sucked and collected from the inner peripheral exhaust gas cylinder 10. On the other hand, the base material 14 is first transported by the carry-in belt 41, then transported by the processing unit belt 42, plasma gas is blown from the gas blow-out port, an oxide film is formed, and then transported by the carry-out belt 43. It is transported through three transport steps. Further, the inert gas or the like is introduced from the introduction port 12 of the inert gas or the like, and blown out toward the base material 14 conveyed from the blowing pores 13 of the inert gas or the like in the lower portion, and serves as a gas curtain. Thus, the atmosphere of the base material 14 is maintained in an atmosphere of an inert gas or the like. The inert gas or the like is mainly recovered from the outer peripheral exhaust gas cylinder 11. It should be noted that the deposition film thickness can be controlled by using a conveyor belt that can arbitrarily adjust the feed speed. Further, it is preferable that the processing unit belt has a heating mechanism.
[0067]
In addition, as an apparatus which fulfill | performs the shower function of the said inert gas etc., what has the bottom made like FIG. 4, FIG. 5 is preferable.
[0068]
FIG. 4 shows a shower device for an inert gas or the like when a coaxial cylindrical nozzle is used, and corresponds to the bottom surface of the nozzle portion of FIG. The plasma gas is blown out from the gas blowout port 5, and after an oxide film is formed on the substrate, the plasma gas is mainly discharged from the inner peripheral exhaust gas cylinder 10. Further, the inert gas or the like is blown out from the blowout pores 13 of the inert gas or the like existing in the shower region of the inert gas or the like, and is mainly discharged from the outer peripheral exhaust gas cylinder 11.
[0069]
FIG. 5 shows a shower device for an inert gas or the like when a parallel plate type long nozzle is used, and corresponds to the bottom surface of the nozzle portion of FIG. The plasma gas is blown out from the gas blowout port 5, and after an oxide film is formed on the substrate, the plasma gas is mainly discharged from the inner peripheral exhaust gas cylinder 10. Further, the inert gas or the like is blown out from the blowout pores 13 of the inert gas or the like existing in the shower region of the inert gas or the like, and is mainly discharged from the outer peripheral exhaust gas cylinder 11.
[0070]
In the present invention, as a mechanism for maintaining the vicinity of the contact portion between the plasma and the substrate in an atmosphere such as an inert gas, as a method of performing the treatment in a container filled with an inert gas, An apparatus shown in FIG.
[0071]
In the apparatus of FIG. 6, an oxide film is formed in a container 30 filled with an inert gas or the like. For example, an apparatus in which a main part in the vicinity of the contact part between the plasma and the base material is housed in a container 30 such as an inert gas provided with a carry-in / out chamber 31 for using the base material transfer robot 20 and a shutter 32 for the same. Is preferably used. In FIG. 6, it is only necessary to always supply inert gas or the like to the container 30 of inert gas in the direction of the arrow, no airtightness is required, no vacuum pump is required, and a simple blower type exhaust fan may be used. The pressure resistance of the container 30 itself such as inert gas is not necessary, and a simple chamber may be used. In a film forming apparatus housed in a container of inert gas or the like, a processing gas is introduced into the plasma gas nozzle body 6 equipped with an XYZ moving mechanism from the direction of the white arrow, and sprayed onto the base material 14 to form an oxide film. Let it form. Further, the exhaust gas is exhausted from the exhaust gas cylinder 10. The base material 14 is taken in and out from the cassette 21 in the carry-in / out chamber 31 by the transport robot 20. Further, the product after forming the oxide film is taken in and out through the shutter 32. Here, as the nozzle body 6, one electrode provided with a container-shaped solid dielectric having a blowout nozzle (detailed view 2), a parallel plate type long nozzle provided (detailed view 3), etc. It is.
[0072]
Furthermore, when using a gun-type plasma generator in which the solid dielectric has a gas outlet nozzle, after performing preliminary discharge from the start of voltage application to the electrode until the discharge state is stabilized, the gas outlet nozzle is placed on the substrate surface. The generation of defective products can be suppressed by using a plasma generation mechanism having a nozzle body standby mechanism for moving the nozzle body to the position. An outline of the apparatus is shown in FIG.
[0073]
In FIG. 7, the processing gas is introduced into the nozzle body 6 and the plasma is blown onto the substrate 14, but the nozzle body 6 stands by at the position A during preliminary discharge until the discharge state is stabilized, and the discharge state After stabilization, the oxide film on the surface of the base material 14 is moved to a position B where the oxide film is to be formed, and deposition of the oxide film is started. Further, in this apparatus, the processing gas can be exhausted by providing the ring-shaped hood 10 that surrounds the support base 15, and further, by providing the transfer robot 20, the wafer base material 14 can be removed from the wafer cassette 21. The oxide film can be efficiently formed on the substrate. The nozzle body standby mechanism can be used in combination with an XYZ moving device for sweeping the nozzle body. 7 can also be stored in the container 30 filled with the inert gas shown in FIG.
[0074]
In the atmospheric pressure discharge using the pulse electric field of the present invention, it is possible to cause a discharge directly under the atmospheric pressure between the electrodes without depending on the gas type at all, and it is based on a more simplified electrode structure and discharge procedure. High-speed processing can be realized with an atmospheric pressure plasma apparatus and a processing technique. In addition, parameters relating to oxide film formation can be adjusted by parameters such as pulse frequency, voltage, and electrode spacing.
[0075]
The method for producing an oxide film of the present invention can be applied to the production of other semiconductor elements such as an IC circuit, a solar cell, and a liquid crystal display switch element.
[0076]
【Example】
EXAMPLES Although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited only to these Examples.
[0077]
Example 1
Using the apparatus shown in FIG. 3, SiO 2 is formed on the substrate 14 (GaAs wafer, diameter 75 mm). 2 A membrane was deposited. In the parallel plate opposed long nozzle, an alumina solid dielectric 4 is thermally sprayed on aluminum electrodes 2 and 3. The discharge gap (distance formed by opposing dielectrics) is adjusted to 1 mm.
[0078]
As a processing gas, a mixed gas of tetraethoxysilane 0.16% and oxygen 16% diluted with argon is introduced from the gas inlet 7 in the direction of the white arrow, and is shown between the electrodes 2 and 3 in FIG. A pulse waveform having a pulse waveform, a pulse rising / falling speed of 5 μs, and a voltage of 10 kV was applied, and discharge was performed at 95 kPa (atmospheric pressure) to generate plasma. SiO 2 The GaAs wafer 14 on which the film is to be deposited is fed in the direction of the arrow by the carry-in belt 41. N blown out from the blowout pores 13 2 While passing through the plasma gas blowout port 5 on the processing unit belt 42 via the gas shower, the SiO2 is formed on the GaAs wafer 14. 2 A film is deposited. Then again N 2 It is carried out by a carry-out belt 43 via a gas shower. SiO for 75mm diameter GaAs wafer 2 The film forming speed was about 1.3 μm / min (conveying speed 500 mm / min).
[0079]
The plasma gas waste gas is discharged from the exhaust gas cylinder 10. N 2 Waste gas from the gas shower is mainly collected and discharged from the outer peripheral exhaust cylinder 11.
In addition, SiO 2 The processing belt 42 located at the deposition location is kept at a temperature of 200 ° C. 2 The substrate (GaAs wafer) during film deposition is heated. N 2 By the gas shower mechanism, SiO 2 The GaAs wafer before film deposition is N 2 Since the gas atmosphere is maintained, the surface oxidation is suppressed, and SiO after film formation is reduced. 2 -The GaAs interface does not change.
[0080]
Comparative Example 1
In Example 1, a 150 MHz sine wave was used as the applied electric field, except that tetraethoxysilane 0.16% and oxygen 16% were mixed as the processing gas, and helium was used as the dilution gas. In the same way as SiO on the polyimide film 2 A thin film was produced. SiO 2 Although the formation of the thin film was confirmed, the film formation rate was 0.26 μm / min.
[0081]
Comparative Example 2
The same apparatus as in Example 1 was used, the electric field condition of 13.56 MHz, 200 W sin wave was used as applied electrolysis, and the oxide film was formed in an environment of 13 Pa. SiO on the polyimide film 2 A thin film was produced. SiO 2 Although the formation of the thin film was confirmed, the film formation rate was 0.08 μm / min.
[0082]
Example 2
Using the apparatus of FIG. 3, using a gas obtained by diluting 0.20% tetraethoxysilane and 10% oxygen with argon gas as a processing gas, applying a pulse electric field under atmospheric pressure under the same conditions as in Example 1, Film formation was performed on the stainless steel substrate from the nozzle port 5. SiO on a stainless steel substrate 2 Formation of a thin film was confirmed. The film formation rate at this time was 1.0 μm / min.
[0083]
【The invention's effect】
According to the method of manufacturing a semiconductor element for forming an oxide film to which a pulse electric field is applied according to the present invention, the formation of the oxide film on the surface of the substrate is inactivated by bringing the plasma of the processing gas into contact with the substrate near atmospheric pressure. Since the process is performed in an atmosphere such as a gas, the film formation process can be a more efficient system, which can contribute to an improvement in yield. Further, since the method of the present invention can be carried out under atmospheric pressure, it can be easily inlined, and the use of the method of the present invention can prevent a decrease in the speed of the entire processing process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a voltage waveform diagram showing an example of a pulse electric field of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of an oxide film forming apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of an oxide film forming apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a bottom view of an example of a shower function device such as an inert gas used in the present invention.
FIG. 5 is a bottom view of an example of a shower function device such as an inert gas used in the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an example of an oxide film forming apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an example of an oxide film forming apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Power supply (High voltage pulse power supply)
2, 3 electrodes
4 Solid dielectric
5 Gas outlet
6 Nozzle body
7 Gas inlet
10, 11 Exhaust gas cylinder
12 Inlet for inert gas
13 Blowing pores such as inert gas
14 Base material
15 Support stand
20 Transport robot
21 cassette
22 Arm
30 containers
31 Carry-in / out room
32 Shutter
41 Carry-in belt
42 Processing unit belt
43 Unloading belt

Claims (2)

プラズマCVD法による半導体素子における酸化膜の形成において、大気圧近傍の圧力下で、対向する一対の電極の少なくとも一方の対向面に固体誘電体を設置し、当該一対の対向電極間に処理ガスを導入してパルス状の電界を印加することにより得られるプラズマを基材に接触させ、かつ、ガスカーテン機構により、または、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、乾燥空気からなる群から選ばれるいずれか一種以上で満たされた容器中で処理を行うことにより、前記プラズマと基材の接触部近傍が窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、乾燥空気からなる群から選ばれるいずれか一種以上の雰囲気に保たれており、前記処理ガスが、酸素ガスを4体積%以上含有することを特徴とする半導体素子の製造方法。In the formation of an oxide film in a semiconductor element by plasma CVD, a solid dielectric is placed on at least one opposing surface of a pair of opposing electrodes under a pressure near atmospheric pressure, and a processing gas is passed between the pair of opposing electrodes. The plasma obtained by introducing and applying a pulsed electric field is brought into contact with the substrate, and either by a gas curtain mechanism or selected from the group consisting of nitrogen, argon, helium, neon, xenon and dry air Or at least one atmosphere selected from the group consisting of nitrogen, argon, helium, neon, xenon, and dry air in the vicinity of the contact portion between the plasma and the substrate. the method of manufacturing a semiconductor device kept and, where the process gas, characterized in that the oxygen-containing gas 4% by volume or more. プラズマCVD法による半導体素子における酸化膜の形成装置において、少なくとも一方の対向面に固体誘電体が設置された一対の対向電極と、当該一対の対向電極間に処理ガスを導入する機構、該電極間にパルス状の電界を印加する機構、該パルス電界により得られるプラズマを基材に接触させる機構、及び、該プラズマと基材との接触部近傍を窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、乾燥空気からなる群から選ばれるいずれか一種以上の雰囲気に保つ機構を備え、
該雰囲気に保つ機構が、ガスカーテン機構、または、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、乾燥空気からなる群から選ばれるいずれか一種以上を満たした容器中に、前記プラズマを基材に接触させる機構を配置することによるものであり、
該プラズマを基材に接触させる機構が、ガス吹き出し口ノズルを有する固体誘電体を通して、大気圧近傍の圧力下で対向電極間で発生したプラズマを基材に向かって導くようになされるものであり、
さらに、予備放電後に該ガス吹き出し口ノズルを基材表面上に移動させるノズル体待機機構を有することを特徴とする半導体素子の製造装置。
In an apparatus for forming an oxide film in a semiconductor element by a plasma CVD method, a pair of counter electrodes each having a solid dielectric disposed on at least one counter surface, a mechanism for introducing a processing gas between the pair of counter electrodes, and between the electrodes A mechanism for applying a pulsed electric field to the substrate, a mechanism for bringing the plasma obtained by the pulse electric field into contact with the substrate, and a contact portion between the plasma and the substrate in the vicinity of nitrogen, argon, helium, neon, xenon, dry air It has a mechanism to maintain an atmosphere of any one or more selected from the group consisting of
The plasma is brought into contact with the substrate in a container filled with at least one selected from the group consisting of a gas curtain mechanism or a group consisting of nitrogen, argon, helium, neon, xenon, and dry air. By placing the mechanism,
The mechanism for bringing the plasma into contact with the substrate is such that the plasma generated between the counter electrodes is guided toward the substrate through a solid dielectric having a gas outlet nozzle under a pressure near atmospheric pressure . ,
And a nozzle body standby mechanism for moving the gas outlet nozzle onto the surface of the substrate after preliminary discharge.
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