JPH0593276A - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置Info
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- JPH0593276A JPH0593276A JP25377591A JP25377591A JPH0593276A JP H0593276 A JPH0593276 A JP H0593276A JP 25377591 A JP25377591 A JP 25377591A JP 25377591 A JP25377591 A JP 25377591A JP H0593276 A JPH0593276 A JP H0593276A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高周波電極に接地電極を対向させたプラズマ
ＣＶＤ装置であって、成膜速度を大幅に低下させずに成
膜へのパーティクル付着や混入を従来より防止できるプ
ラズマＣＶＤ装置を提供する。 【構成】 高周波電極２と接地電極である基体ホルダ３
を平行に対向配置した平行平板電極型プラズマＣＶＤ装
置において、高周波電極２と基体ホルダ３との間にメッ
シュ状電極１０を配置して、これに電源１０ａにて負電
圧を印加できるようにし、高周波電極２にプラズマ密度
を上げるための永久磁石Ｍを配置した。
ＣＶＤ装置であって、成膜速度を大幅に低下させずに成
膜へのパーティクル付着や混入を従来より防止できるプ
ラズマＣＶＤ装置を提供する。 【構成】 高周波電極２と接地電極である基体ホルダ３
を平行に対向配置した平行平板電極型プラズマＣＶＤ装
置において、高周波電極２と基体ホルダ３との間にメッ
シュ状電極１０を配置して、これに電源１０ａにて負電
圧を印加できるようにし、高周波電極２にプラズマ密度
を上げるための永久磁石Ｍを配置した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は各種半導体デバイスの製
造、液晶表示装置の製造、基体上への超電導膜の形成、
機械部品等への耐腐食性、耐磨耗性膜の形成等に利用さ
れるプラズマＣＶＤ装置、特に、高周波電極と接地電極
を対向させたプラズマＣＶＤ装置に関する。
造、液晶表示装置の製造、基体上への超電導膜の形成、
機械部品等への耐腐食性、耐磨耗性膜の形成等に利用さ
れるプラズマＣＶＤ装置、特に、高周波電極と接地電極
を対向させたプラズマＣＶＤ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高周波電極と接地電極を対向させたプラ
ズマＣＶＤ装置は、代表例として平行平板電極型のプラ
ズマＣＶＤ装置を挙げることができるが、それは図２に
例示するように、真空室１中に平板状の高周波電極２
と、平板状の接地電極を兼ねる基体ホルダ３とを平行に
向かい合わせて配置し、高周波電極２にはマッチングボ
ックス４を介して高周波電源５を接続するとともに、基
体ホルダ３を接地し、且つ、ヒータ６にて基体ホルダ３
上に設置される基体９を成膜温度に制御できるように
し、さらに、真空室１内を所定の成膜真空度に維持する
ための真空ポンプを含む排気系７及び真空室１内に原料
ガスを供給するためのガス導入口８を設けたものであ
る。高周波電極２は原料ガスの噴射ノズルを兼ねてい
る。
ズマＣＶＤ装置は、代表例として平行平板電極型のプラ
ズマＣＶＤ装置を挙げることができるが、それは図２に
例示するように、真空室１中に平板状の高周波電極２
と、平板状の接地電極を兼ねる基体ホルダ３とを平行に
向かい合わせて配置し、高周波電極２にはマッチングボ
ックス４を介して高周波電源５を接続するとともに、基
体ホルダ３を接地し、且つ、ヒータ６にて基体ホルダ３
上に設置される基体９を成膜温度に制御できるように
し、さらに、真空室１内を所定の成膜真空度に維持する
ための真空ポンプを含む排気系７及び真空室１内に原料
ガスを供給するためのガス導入口８を設けたものであ
る。高周波電極２は原料ガスの噴射ノズルを兼ねてい
る。
【０００３】基体ホルダ３には、例えば半導体デバイス
基板９が設置され、しかるのち、該基板９がヒータ６に
て所定の成膜温度に制御されるとともに真空室１内が所
定の成膜真空度に維持されつつガス導入口８から原料ガ
スが供給され、このガスに高周波電極２から高周波電圧
が印加されることで該ガスがプラズマ化し、このプラズ
マに基板９表面が曝されることで、該表面に所望の薄膜
が形成される。
基板９が設置され、しかるのち、該基板９がヒータ６に
て所定の成膜温度に制御されるとともに真空室１内が所
定の成膜真空度に維持されつつガス導入口８から原料ガ
スが供給され、このガスに高周波電極２から高周波電圧
が印加されることで該ガスがプラズマ化し、このプラズ
マに基板９表面が曝されることで、該表面に所望の薄膜
が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この種の従来
プラズマＣＶＤ装置においては、例えばシリコンウエハ
基板に原料ガスとしてＳｉＨ4 やＳｉ2 Ｈ6 等を用いて
アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜を形成したり、原
料ガスにＳｉＨ4 、ＮＨ3 、Ｎ2 等を用いてＳｉＮｘ膜
を成膜する際、膜欠陥の原因となる高次シラン化合物の
パーティクルが発生し、これが基板上に降り注ぎ、膜に
付着したり、混入したりする。
プラズマＣＶＤ装置においては、例えばシリコンウエハ
基板に原料ガスとしてＳｉＨ4 やＳｉ2 Ｈ6 等を用いて
アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜を形成したり、原
料ガスにＳｉＨ4 、ＮＨ3 、Ｎ2 等を用いてＳｉＮｘ膜
を成膜する際、膜欠陥の原因となる高次シラン化合物の
パーティクルが発生し、これが基板上に降り注ぎ、膜に
付着したり、混入したりする。
【０００５】このパーティクルを減らすため、例えば数
１０ｍＴｏｒｒ程度の低圧下における成膜、低高周波電
力による成膜が試みられているが、このような成膜条件
では成膜速度が大幅に低下する。そこで本発明は、成膜
速度を大幅に低下させずに成膜へのパーティクル付着や
混入を従来より防止できる平行平板電極型プラズマＣＶ
Ｄ装置を提供することを課題とする。
１０ｍＴｏｒｒ程度の低圧下における成膜、低高周波電
力による成膜が試みられているが、このような成膜条件
では成膜速度が大幅に低下する。そこで本発明は、成膜
速度を大幅に低下させずに成膜へのパーティクル付着や
混入を従来より防止できる平行平板電極型プラズマＣＶ
Ｄ装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決するにあたり、プラズマＣＶＤ装置の気相中に発生す
るパーティクルは、通常、負に帯電していること、従っ
て、基体ホルダの前に負電位部を設ければ、該パーティ
クルがホルダ上の基体に近づけないか、近づき難くなる
ことに着目し、また、このような負電位部を設けると、
連続して高周波電力を印加する場合、気相中にパーティ
クルが停滞し、成膜に寄与する活性種の基体への供給量
も低減して成膜速度が低下するが、これは、高周波電極
に永久磁石を配置してプラズマ密度上げれば解決できる
ことを見出し、本発明を完成した。
決するにあたり、プラズマＣＶＤ装置の気相中に発生す
るパーティクルは、通常、負に帯電していること、従っ
て、基体ホルダの前に負電位部を設ければ、該パーティ
クルがホルダ上の基体に近づけないか、近づき難くなる
ことに着目し、また、このような負電位部を設けると、
連続して高周波電力を印加する場合、気相中にパーティ
クルが停滞し、成膜に寄与する活性種の基体への供給量
も低減して成膜速度が低下するが、これは、高周波電極
に永久磁石を配置してプラズマ密度上げれば解決できる
ことを見出し、本発明を完成した。
【０００７】すなわち本発明は、先ず、高周波電極と接
地電極を対向させたプラズマＣＶＤ装置において、前記
高周波電極と接地電極との間にメッシュ状電極を配置
し、該メッシュ状電極に負電圧を印加できるように構成
したことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置を提供するも
のである。また、本発明は、前記メッシュ状電極を設け
ることによる成膜速度の低下を防止するため、高周波電
極にプラズマ密度を上げるための永久磁石を配置した前
記プラズマＣＶＤ装置を提供するものである。
地電極を対向させたプラズマＣＶＤ装置において、前記
高周波電極と接地電極との間にメッシュ状電極を配置
し、該メッシュ状電極に負電圧を印加できるように構成
したことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置を提供するも
のである。また、本発明は、前記メッシュ状電極を設け
ることによる成膜速度の低下を防止するため、高周波電
極にプラズマ密度を上げるための永久磁石を配置した前
記プラズマＣＶＤ装置を提供するものである。
【０００８】前記メッシュ状電極の材質としては、ステ
ンレス鋼、モリブデン、カーボン等が考えられ、また、
開口の形状も四角形、丸形等種々考えられる。開口寸法
も本発明の課題を解決できる範囲で任意であり、例えば
四角開口、丸形開口については、一辺又は直径が０．５
〜２ｍｍ程度を例示できる。前記メッシュ状電極に印加
する負電圧の大きさは、基体の種類、形成すべき膜の種
類、高周波電力の大きさ等の条件によって異なるが、成
膜速度をあまり低下させない範囲で、パーティクルが基
体に近づけないか、近づき難くなるように任意に定める
ことができる。一般的な成膜条件では、例えば０＜｜負
電圧｜＜２００Ｖの範囲を例示できる。但しこれに限定
されない。ガラス基板やシリコンウエハにａ−Ｓｉ膜や
ＳｉＮｘ膜を形成するときは、略この範囲でよい。
ンレス鋼、モリブデン、カーボン等が考えられ、また、
開口の形状も四角形、丸形等種々考えられる。開口寸法
も本発明の課題を解決できる範囲で任意であり、例えば
四角開口、丸形開口については、一辺又は直径が０．５
〜２ｍｍ程度を例示できる。前記メッシュ状電極に印加
する負電圧の大きさは、基体の種類、形成すべき膜の種
類、高周波電力の大きさ等の条件によって異なるが、成
膜速度をあまり低下させない範囲で、パーティクルが基
体に近づけないか、近づき難くなるように任意に定める
ことができる。一般的な成膜条件では、例えば０＜｜負
電圧｜＜２００Ｖの範囲を例示できる。但しこれに限定
されない。ガラス基板やシリコンウエハにａ−Ｓｉ膜や
ＳｉＮｘ膜を形成するときは、略この範囲でよい。
【０００９】
【作用】本発明装置によると、成膜中、高周波電極と接
地電極との間に設けたメッシュ状電極に負電圧を印加す
ることにより、気相中に発生する負帯電のパーティクル
がこのメッシュ状電極に遮られて基体ホルダ上の基体へ
近づけないか、近づき難くなり、あまり成膜速度が低下
することなく、基体上膜へのパーティクルの付着や混入
が従来より防止される。
地電極との間に設けたメッシュ状電極に負電圧を印加す
ることにより、気相中に発生する負帯電のパーティクル
がこのメッシュ状電極に遮られて基体ホルダ上の基体へ
近づけないか、近づき難くなり、あまり成膜速度が低下
することなく、基体上膜へのパーティクルの付着や混入
が従来より防止される。
【００１０】高周波電極に永久磁石を設けるときは、こ
の磁石と電界の作用で電子のサイククロトロン運動が発
生してガス分解速度が速まり、それだけプラズマ密度が
上がり、メッシュ状電極を設けたことによる成膜速度の
低下がそれだけ解消され、成膜速度が向上する。
の磁石と電界の作用で電子のサイククロトロン運動が発
生してガス分解速度が速まり、それだけプラズマ密度が
上がり、メッシュ状電極を設けたことによる成膜速度の
低下がそれだけ解消され、成膜速度が向上する。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の一実施例の概略構成を示してい
る。このプラズマＣＶＤ装置は平行平板電極型プラズマ
ＣＶＤ装置で、高周波電極２と基体ホルダ３との間にメ
ッシュ状電極１０を配置し、これに電圧可変の電源１０
ａから負電圧を印加できるようにしてある点、及び高周
波電極に複数の永久磁石Ｍが等間隔で配置してある点を
除いて、図２の従来装置と同構造である。従来装置にお
ける部品と同じ部品については同じ参照符号を付してあ
る。
する。図１は本発明の一実施例の概略構成を示してい
る。このプラズマＣＶＤ装置は平行平板電極型プラズマ
ＣＶＤ装置で、高周波電極２と基体ホルダ３との間にメ
ッシュ状電極１０を配置し、これに電圧可変の電源１０
ａから負電圧を印加できるようにしてある点、及び高周
波電極に複数の永久磁石Ｍが等間隔で配置してある点を
除いて、図２の従来装置と同構造である。従来装置にお
ける部品と同じ部品については同じ参照符号を付してあ
る。
【００１２】複数の永久磁石Ｍは、それぞれ円筒形のも
ので、５重リング形に配置してあり、基体ホルダ３の方
に向く磁極がＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極・・・・と交互に
なるように配置してある。この装置によると、基体ホル
ダ３には、例えば半導体デバイス基板９が設置され、し
かるのち、該基板９がヒータ６にて所定の成膜温度に制
御されるとともに真空室１内が所定の成膜真空度に維持
されつつガス導入口８から原料ガスが供給され、このガ
スに高周波電極２から高周波電圧が印加されることで該
ガスがプラズマ化し、このプラズマに基板９表面が曝さ
れることで、該表面に所望の薄膜が形成される。
ので、５重リング形に配置してあり、基体ホルダ３の方
に向く磁極がＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極・・・・と交互に
なるように配置してある。この装置によると、基体ホル
ダ３には、例えば半導体デバイス基板９が設置され、し
かるのち、該基板９がヒータ６にて所定の成膜温度に制
御されるとともに真空室１内が所定の成膜真空度に維持
されつつガス導入口８から原料ガスが供給され、このガ
スに高周波電極２から高周波電圧が印加されることで該
ガスがプラズマ化し、このプラズマに基板９表面が曝さ
れることで、該表面に所望の薄膜が形成される。
【００１３】この薄膜形成中、高周波電極２と接地電極
である基体ホルダ３との間に設けたメッシュ状電極１０
に電源１０ａにて負電圧が印加され、気相中に発生する
負帯電のパーティクルがこのメッシュ状電極に遮られて
基体ホルダ上の基体９へ近づけないか、近づき難くな
り、基体膜へのパーティクルの付着や混入が従来より防
止される。また、高周波電極２に永久磁石Ｍが設けてあ
ることにより、この磁石と電界の作用で電子のサイクロ
トロン運動が生じ、そのためガスの分解速度が速まり、
そだけプラズマ密度が上がり、メッシュ状電極１０を設
けたことによる成膜速度の低下がそれだけ解消され、成
膜速度が向上する。
である基体ホルダ３との間に設けたメッシュ状電極１０
に電源１０ａにて負電圧が印加され、気相中に発生する
負帯電のパーティクルがこのメッシュ状電極に遮られて
基体ホルダ上の基体９へ近づけないか、近づき難くな
り、基体膜へのパーティクルの付着や混入が従来より防
止される。また、高周波電極２に永久磁石Ｍが設けてあ
ることにより、この磁石と電界の作用で電子のサイクロ
トロン運動が生じ、そのためガスの分解速度が速まり、
そだけプラズマ密度が上がり、メッシュ状電極１０を設
けたことによる成膜速度の低下がそれだけ解消され、成
膜速度が向上する。
【００１４】前記装置を用い、次の条件で成膜を行って
みた。 例１：ａ−Ｓｉ膜形成 成膜条件 成膜真空度 ： ０．5 〜１．０Ｔｏｒｒ 基板温度 ： ３００℃ 高周波電極 ： 直径 ８インチ 永久磁石 ： Ｓｍ−Ｃｏ系の磁力約５０００ガ
ウスの円筒形磁石を１０ｍｍピッチで５重リング形に配
置 高周波電力 ： 約２００Ｗ １３．５６ＭＨｚ 基体ホルダ ： 直径 ８インチ 使用ガス ： ＳｉＨ4 １０〜１００ｃｃｍ メッシュ状電極 ： ステンレス鋼製、各開口は一辺約
１ｍｍの四角形、全体サイズ直径１０インチ 印加電圧 −６０Ｖ 基板 ： ６インチ シリコンウエハ 結果 成膜速度 ： 約５００Å／ｍｉｎ 膜厚 ： １０００Å パーティクル密度： ５０個／６インチシリコンウエハ
（０．3 μｍ以上） 例２：ＳｉＮｘ膜形成 成膜条件 成膜真空度 ： ０．４〜０．８Ｔｏｒｒ 基板温度 ： ３５０℃ 高周波電極 ： 直径 ８インチ 永久磁石 ： 実施例１と同じ 高周波電力 ： 約２００Ｗ １３．５６ＭＨｚ 基体ホルダ ： 直径 ８インチ 使用ガス ： ＳｉＨ4 １０〜１００ｃｃｍ ＮＨ3 約２００ｃｃｍ Ｎ2 約１００ｃｃｍ メッシュ状電極 ： 実施例１と同じ 印加電圧 −４０Ｖ 基板 ： ６インチ シリコンウエハ 結果 成膜速度 ： 約６００Å／ｍｉｎ 膜厚 ： ３０００Å パーティクル密度： ７０個／６インチシリコンウエハ
（粒径0.3 μｍ以上）以上の具体例によると、いずれ
も、粒径０．３μｍ以上のパーティクルが従来例の数百
個／６インチシリコンウエハの１／５〜１／１０とな
り、成膜速度は１．５〜２倍となった。
みた。 例１：ａ−Ｓｉ膜形成 成膜条件 成膜真空度 ： ０．5 〜１．０Ｔｏｒｒ 基板温度 ： ３００℃ 高周波電極 ： 直径 ８インチ 永久磁石 ： Ｓｍ−Ｃｏ系の磁力約５０００ガ
ウスの円筒形磁石を１０ｍｍピッチで５重リング形に配
置 高周波電力 ： 約２００Ｗ １３．５６ＭＨｚ 基体ホルダ ： 直径 ８インチ 使用ガス ： ＳｉＨ4 １０〜１００ｃｃｍ メッシュ状電極 ： ステンレス鋼製、各開口は一辺約
１ｍｍの四角形、全体サイズ直径１０インチ 印加電圧 −６０Ｖ 基板 ： ６インチ シリコンウエハ 結果 成膜速度 ： 約５００Å／ｍｉｎ 膜厚 ： １０００Å パーティクル密度： ５０個／６インチシリコンウエハ
（０．3 μｍ以上） 例２：ＳｉＮｘ膜形成 成膜条件 成膜真空度 ： ０．４〜０．８Ｔｏｒｒ 基板温度 ： ３５０℃ 高周波電極 ： 直径 ８インチ 永久磁石 ： 実施例１と同じ 高周波電力 ： 約２００Ｗ １３．５６ＭＨｚ 基体ホルダ ： 直径 ８インチ 使用ガス ： ＳｉＨ4 １０〜１００ｃｃｍ ＮＨ3 約２００ｃｃｍ Ｎ2 約１００ｃｃｍ メッシュ状電極 ： 実施例１と同じ 印加電圧 −４０Ｖ 基板 ： ６インチ シリコンウエハ 結果 成膜速度 ： 約６００Å／ｍｉｎ 膜厚 ： ３０００Å パーティクル密度： ７０個／６インチシリコンウエハ
（粒径0.3 μｍ以上）以上の具体例によると、いずれ
も、粒径０．３μｍ以上のパーティクルが従来例の数百
個／６インチシリコンウエハの１／５〜１／１０とな
り、成膜速度は１．５〜２倍となった。
【００１５】
【発明の効果】本発明によると、高周波電極に接地電極
を対向させたプラズマＣＶＤ装置において、成膜速度を
大幅に低下させずに成膜へのパーティクル付着や混入を
従来より防止できる。高周波電極にプラズマ密度を上げ
るための永久磁石を設けるときは、メッシュ状電極を設
けたことによる成膜速度の低下がそれだけ解消され、成
膜速度が向上する。
を対向させたプラズマＣＶＤ装置において、成膜速度を
大幅に低下させずに成膜へのパーティクル付着や混入を
従来より防止できる。高周波電極にプラズマ密度を上げ
るための永久磁石を設けるときは、メッシュ状電極を設
けたことによる成膜速度の低下がそれだけ解消され、成
膜速度が向上する。
【図１】本発明の一実施例の概略構成を示す図である。
【図２】従来例の概略構成を示す図である。
１ 真空室 ２ 高周波電極 ３ 基体ホルダ ４ マッチングボックス ５ 高周波電源 ６ ヒータ ７ 排気系 ８ ガス導入口 ９ 基板 １０ メッシュ状電極 １０ａ 電源 Ｍ 永久磁石
Claims (2)
- 【請求項１】 高周波電極と接地電極を対向させたプラ
ズマＣＶＤ装置において、前記高周波電極と接地電極と
の間にメッシュ状電極を配置し、該メッシュ状電極に負
電圧を印加できるように構成したことを特徴とするプラ
ズマＣＶＤ装置。 - 【請求項２】 前記高周波電極にプラズマ密度を上げる
ための永久磁石を配置した請求項１記載のプラズマＣＶ
Ｄ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25377591A JPH0593276A (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | プラズマｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25377591A JPH0593276A (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | プラズマｃｖｄ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0593276A true JPH0593276A (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=17255976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25377591A Pending JPH0593276A (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | プラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0593276A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06283454A (ja) * | 1993-01-28 | 1994-10-07 | Applied Materials Inc | Ｃｖｄにより大面積のガラス基板上に高堆積速度でシリコン窒化薄膜を堆積する方法 |
| JP2010001535A (ja) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Fujifilm Corp | ガスバリア膜の形成方法およびガスバリア膜 |
-
1991
- 1991-10-01 JP JP25377591A patent/JPH0593276A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06283454A (ja) * | 1993-01-28 | 1994-10-07 | Applied Materials Inc | Ｃｖｄにより大面積のガラス基板上に高堆積速度でシリコン窒化薄膜を堆積する方法 |
| JP2010001535A (ja) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Fujifilm Corp | ガスバリア膜の形成方法およびガスバリア膜 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001010 |