JPH04291713A - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置Info
- Publication number
- JPH04291713A JPH04291713A JP5632691A JP5632691A JPH04291713A JP H04291713 A JPH04291713 A JP H04291713A JP 5632691 A JP5632691 A JP 5632691A JP 5632691 A JP5632691 A JP 5632691A JP H04291713 A JPH04291713 A JP H04291713A
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- JP
- Japan
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- plasma
- processing chamber
- metal container
- substrate
- generation chamber
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマＣＶＤ装置に係
り、特に、プラズマ発生室と処理室とをもち、処理室で
基板に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置に関する。
り、特に、プラズマ発生室と処理室とをもち、処理室で
基板に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来よりプラズマ発生室と処理室とを分
離したプラズマＣＶＤ装置は知られており、例えば、マ
イクロ波を用いてプラズマを生成するプラズマＣＶＤ装
置が、特開昭５７−１３３６３６号公報および特開昭６
１−２５１０３８号公報に記載されている。
離したプラズマＣＶＤ装置は知られており、例えば、マ
イクロ波を用いてプラズマを生成するプラズマＣＶＤ装
置が、特開昭５７−１３３６３６号公報および特開昭６
１−２５１０３８号公報に記載されている。
【０００３】図３は特開昭５７−１３３６３６号公報に
記載のプラズマＣＶＤ装置の模式図である。この装置で
は、マイクロ波発生器２１で発生させたマイクロ波を導
波管２２によりプラズマ発生室２３に伝播させ、気体導
入口（図示せず）より気体を導入し、電子サイクロトロ
ン共鳴によって発生室２３内にプラズマを発生させる。 このプラズマは外部磁場コイル２４によって発生させた
磁場に沿って処理室内２５に導かれ、反応性気体と反応
させて、支持台２６に載置された基板２７上に所望の薄
膜を形成させる。
記載のプラズマＣＶＤ装置の模式図である。この装置で
は、マイクロ波発生器２１で発生させたマイクロ波を導
波管２２によりプラズマ発生室２３に伝播させ、気体導
入口（図示せず）より気体を導入し、電子サイクロトロ
ン共鳴によって発生室２３内にプラズマを発生させる。 このプラズマは外部磁場コイル２４によって発生させた
磁場に沿って処理室内２５に導かれ、反応性気体と反応
させて、支持台２６に載置された基板２７上に所望の薄
膜を形成させる。
【０００４】また、図４は特開昭６１−２５１０３８号
公報に記載のプラズマＣＶＤ装置の模式図である。この
装置は、イオン速度制御用の第一電極２８，イオン中性
化用フィラメント３０およびプラズマ中のイオンおよび
中性粒子の割合を制御する第二の電極２９を設置したも
のである。発生室２３から引き出されてイオンは第一電
極２８の印加電圧の増減により加減速され、第二の電極
２９を通過したプラズマ中のイオンの一部または大部分
はフィラメント３０からの熱電子の増減により中性化さ
れ、さらにフィラメント３０の熱電子による中性化を逃
れたイオンは第二の電極２９の印加電圧の増減により中
性化された粒子とイオンの比を変化させる。これにより
、イオンによる反応ではなく中性粒子による反応で薄膜
が形成される。
公報に記載のプラズマＣＶＤ装置の模式図である。この
装置は、イオン速度制御用の第一電極２８，イオン中性
化用フィラメント３０およびプラズマ中のイオンおよび
中性粒子の割合を制御する第二の電極２９を設置したも
のである。発生室２３から引き出されてイオンは第一電
極２８の印加電圧の増減により加減速され、第二の電極
２９を通過したプラズマ中のイオンの一部または大部分
はフィラメント３０からの熱電子の増減により中性化さ
れ、さらにフィラメント３０の熱電子による中性化を逃
れたイオンは第二の電極２９の印加電圧の増減により中
性化された粒子とイオンの比を変化させる。これにより
、イオンによる反応ではなく中性粒子による反応で薄膜
が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特開昭５７−１３３６
３６号公報に記載のプラズマＣＶＤ装置では、プラズマ
発生室２３で発生されたプラズマには高エネルギの電子
とイオンが含まれている。この装置では基板２７が高エ
ネルギのプラズマに接しているために、高エネルギのイ
オンおよび電子が基板２７を叩き薄膜に損傷を与えるこ
とになる。また、プラズマ発生室２３の高温プラズマか
ら放射される紫外線等の放射光が薄膜に損傷を与える。
３６号公報に記載のプラズマＣＶＤ装置では、プラズマ
発生室２３で発生されたプラズマには高エネルギの電子
とイオンが含まれている。この装置では基板２７が高エ
ネルギのプラズマに接しているために、高エネルギのイ
オンおよび電子が基板２７を叩き薄膜に損傷を与えるこ
とになる。また、プラズマ発生室２３の高温プラズマか
ら放射される紫外線等の放射光が薄膜に損傷を与える。
【０００６】一方、特開昭６１−２５１０３８号公報に
記載のプラズマＣＶＤ装置では、プラズマを引き出すた
めには第一の電極２８のような引き出し電極を必要とす
る。この引き出し電極がプラズマの粒子に叩かれて、プ
ラズマ中に不純物を放出する原因となる。また、電極の
極性によって第一および第二の電極２８，２９のいずれ
か一方または両方の電極直前にイオンが滞留してイオン
シースが形成されるために、電極を通過するプラズマの
粒子束が制限される。このため、プラズマの引き出し効
率が引き出し電極を設けないときよりも低くなり、形成
される薄膜の堆積速度が遅くなる。
記載のプラズマＣＶＤ装置では、プラズマを引き出すた
めには第一の電極２８のような引き出し電極を必要とす
る。この引き出し電極がプラズマの粒子に叩かれて、プ
ラズマ中に不純物を放出する原因となる。また、電極の
極性によって第一および第二の電極２８，２９のいずれ
か一方または両方の電極直前にイオンが滞留してイオン
シースが形成されるために、電極を通過するプラズマの
粒子束が制限される。このため、プラズマの引き出し効
率が引き出し電極を設けないときよりも低くなり、形成
される薄膜の堆積速度が遅くなる。
【０００７】本発明の目的は、プラズマＣＶＤ装置にお
ける問題点を解決し、低温かつ高密度なプラズマを生成
することにより半導体基板に与える損傷を低減し、均質
な薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置を提供することに
ある。
ける問題点を解決し、低温かつ高密度なプラズマを生成
することにより半導体基板に与える損傷を低減し、均質
な薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明は、プラズマ発生室と、処理室と、プラズマ発
生室にマイクロ波を入射するマイクロ波放射口とを備え
たプラズマＣＶＤ装置において、前記プラズマ発生室内
部に金属製筒を他から絶縁して取付け、前記筒と前記処
理室との間のプラズマ引き出し口に多孔板を設け、前記
筒と前記マイクロ波放射口との間にマイクロ波が透過可
能でプラズマが通過できないプラズマ遮蔽板を設け、処
理室または基板支持台に対する前記筒の電位を変えるた
めの電源を備えた。
、本発明は、プラズマ発生室と、処理室と、プラズマ発
生室にマイクロ波を入射するマイクロ波放射口とを備え
たプラズマＣＶＤ装置において、前記プラズマ発生室内
部に金属製筒を他から絶縁して取付け、前記筒と前記処
理室との間のプラズマ引き出し口に多孔板を設け、前記
筒と前記マイクロ波放射口との間にマイクロ波が透過可
能でプラズマが通過できないプラズマ遮蔽板を設け、処
理室または基板支持台に対する前記筒の電位を変えるた
めの電源を備えた。
【０００９】
【作用】プラズマ発生室の金属製筒の内部では、原料気
体をマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）等の高周波印加によ
ってプラズマ化し、プラズマが生成される。このプラズ
マは、プラズマ引き出し口に設けた多孔板の孔を通して
処理室に流出する。マイクロ波放射口へのプラズマ流出
は、プラズマ遮蔽板により阻止される。このとき、前記
筒に電圧を印加すると、前記筒と処理室または基板支持
台との間に電界が発生するために、多孔板を通過して処
理室に流入するプラズマの流量が増加する。このように
、引き出し電極を別に設ける必要がないので、電極から
の不純物混入がない。また、本発明では、多孔板は任意
の材質でも可能であるため、基板または形成しようとす
る膜を構成する元素を主成分とする物質で多孔板を構成
すれば、不純物の混入はさらに低減される。
体をマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）等の高周波印加によ
ってプラズマ化し、プラズマが生成される。このプラズ
マは、プラズマ引き出し口に設けた多孔板の孔を通して
処理室に流出する。マイクロ波放射口へのプラズマ流出
は、プラズマ遮蔽板により阻止される。このとき、前記
筒に電圧を印加すると、前記筒と処理室または基板支持
台との間に電界が発生するために、多孔板を通過して処
理室に流入するプラズマの流量が増加する。このように
、引き出し電極を別に設ける必要がないので、電極から
の不純物混入がない。また、本発明では、多孔板は任意
の材質でも可能であるため、基板または形成しようとす
る膜を構成する元素を主成分とする物質で多孔板を構成
すれば、不純物の混入はさらに低減される。
【００１０】また、処理室に置かれた基板はプラズマ発
生室の高温プラズマとは多孔板で分離されているため、
紫外線等による基板の損傷が低減される。
生室の高温プラズマとは多孔板で分離されているため、
紫外線等による基板の損傷が低減される。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。
る。
【００１２】図１において、本実施例のプラズマＣＶＤ
装置は、金属製筒１，多孔板２，プラズマ遮蔽板３，導
波管４，磁場コイル５，基板６，基板支持台７，第二電
源８，第一電源９，第一気体導入孔１０，第二気体導入
孔１１，処理室１３，プラズマ発生室１４を備えている
。
装置は、金属製筒１，多孔板２，プラズマ遮蔽板３，導
波管４，磁場コイル５，基板６，基板支持台７，第二電
源８，第一電源９，第一気体導入孔１０，第二気体導入
孔１１，処理室１３，プラズマ発生室１４を備えている
。
【００１３】マイクロ波、例えば、２．４５ＧＨｚ の
マイクロ波を、導波管４によりプラズマ発生室１４内の
金属製筒１に入射する。磁場コイル５はプラズマ発生室
１４の外側に設置され、プラズマ発生室１４内部で最大
１ｋＧ程度の磁場を発生する。第一気体導入孔１０より
導入された気体は、金属製筒１内で磁場強度８７５Ｇの
位置において電子サイクロトロン共鳴によりプラズマ化
され、磁力線に沿って流れる。このとき、導波管４の方
向に流れるプラズマは、例えば、石英板のプラズマ遮蔽
板３により阻止され、プラズマは処理室１３方向にのみ
流れる。処理室１３内に流入したプラズマは第二気体導
入口より導入された第二気体と反応して、処理室１３内
に低温度のプラズマを生じる。金属製筒１内で発生した
プラズマの電位は、接触している金属製筒１とおおよそ
同電位であり、処理室１３内の低温プラズマは処理室１
３あるいは第二電源８により電圧印加された基板支持台
７とおおよそ同電位になる。ここで、第一電源９により
金属製筒１に定電圧あるいは交流電圧を印加すると、金
属製筒１内のプラズマと処理室１３内の低温プラズマと
の間でプラズマの電位に電位差が生じ、多孔板２を通過
し基板方向に流れるプラズマの引き出し効率が向上する
。 この過程によって、プラズマ発生室１４から処理室１３
へのプラズマの引き出しが、引き出し電極を用いること
なく効率的に行われ、そのため処理室１３に高密度のプ
ラズマを生成でき、かつ、電極からの不純物の混入が少
ない。また、プラズマ発生領域から基板６が多孔板２に
より分離されているためプラズマからの紫外線等による
基板６の損傷が少なく薄膜が形成される。
マイクロ波を、導波管４によりプラズマ発生室１４内の
金属製筒１に入射する。磁場コイル５はプラズマ発生室
１４の外側に設置され、プラズマ発生室１４内部で最大
１ｋＧ程度の磁場を発生する。第一気体導入孔１０より
導入された気体は、金属製筒１内で磁場強度８７５Ｇの
位置において電子サイクロトロン共鳴によりプラズマ化
され、磁力線に沿って流れる。このとき、導波管４の方
向に流れるプラズマは、例えば、石英板のプラズマ遮蔽
板３により阻止され、プラズマは処理室１３方向にのみ
流れる。処理室１３内に流入したプラズマは第二気体導
入口より導入された第二気体と反応して、処理室１３内
に低温度のプラズマを生じる。金属製筒１内で発生した
プラズマの電位は、接触している金属製筒１とおおよそ
同電位であり、処理室１３内の低温プラズマは処理室１
３あるいは第二電源８により電圧印加された基板支持台
７とおおよそ同電位になる。ここで、第一電源９により
金属製筒１に定電圧あるいは交流電圧を印加すると、金
属製筒１内のプラズマと処理室１３内の低温プラズマと
の間でプラズマの電位に電位差が生じ、多孔板２を通過
し基板方向に流れるプラズマの引き出し効率が向上する
。 この過程によって、プラズマ発生室１４から処理室１３
へのプラズマの引き出しが、引き出し電極を用いること
なく効率的に行われ、そのため処理室１３に高密度のプ
ラズマを生成でき、かつ、電極からの不純物の混入が少
ない。また、プラズマ発生領域から基板６が多孔板２に
より分離されているためプラズマからの紫外線等による
基板６の損傷が少なく薄膜が形成される。
【００１４】本発明の他の実施例を図２により説明する
。この実施例は、プラズマ発生室の他の構成を示すもの
である。
。この実施例は、プラズマ発生室の他の構成を示すもの
である。
【００１５】図２において、プラズマ発生室１４の内部
にマイクロ波を透過しプラズマを通さない構造、例えば
、石英製のベルジャ１２を設け、第一気体導入口１０に
より第一気体をベルジャ１２内に導入し、プラズマをベ
ルジャ１２内に発生させる。ベルジャ１２の内部にはこ
の実施例と同様な金属製筒１および多孔板２が備えてあ
る。ただし、本実施例の場合には、ベルジャ１２により
プラズマがプラズマ発生室１４から隔離されているため
、金属製筒１１は完全な筒状である必要がなく電極とし
てプラズマに接していればよい。本実施例によっても、
図１の実施例と同様の効果を期待できる。
にマイクロ波を透過しプラズマを通さない構造、例えば
、石英製のベルジャ１２を設け、第一気体導入口１０に
より第一気体をベルジャ１２内に導入し、プラズマをベ
ルジャ１２内に発生させる。ベルジャ１２の内部にはこ
の実施例と同様な金属製筒１および多孔板２が備えてあ
る。ただし、本実施例の場合には、ベルジャ１２により
プラズマがプラズマ発生室１４から隔離されているため
、金属製筒１１は完全な筒状である必要がなく電極とし
てプラズマに接していればよい。本実施例によっても、
図１の実施例と同様の効果を期待できる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、プラズマ発生室で生成
されたプラズマを引き出し電極を用いずに効率よく処理
室に引き出されるので、高密度のプラズマが得られ、高
温プラズマからの紫外線による損傷の少ない薄膜を効率
よく形成することができる。
されたプラズマを引き出し電極を用いずに効率よく処理
室に引き出されるので、高密度のプラズマが得られ、高
温プラズマからの紫外線による損傷の少ない薄膜を効率
よく形成することができる。
【図１】本発明の一実施例によるプラズマＣＶＤ装置の
断面図。
断面図。
【図２】本発明の他の実施例によるプラズマＣＶＤ装置
の断面図。
の断面図。
【図３】従来のプラズマＣＶＤ装置の断面図。
【図４】従来のプラズマＣＶＤ装置の断面図。
１…金属製筒、２…多孔板、３…プラズマ遮蔽板、４…
導波管、５…磁場コイル、６…基板、７…基板支持台、
８…第二電源、９…第一電源、１０…第一気体導入口、
１１…第二気体導入口、１３…処理室、１４…プラズマ
発生室。
導波管、５…磁場コイル、６…基板、７…基板支持台、
８…第二電源、９…第一電源、１０…第一気体導入口、
１１…第二気体導入口、１３…処理室、１４…プラズマ
発生室。
Claims (4)
- 【請求項１】プラズマ発生室と基板を処理する処理室を
設け、前記プラズマ発生室に少なくとも一種類のプラズ
マ原料ガスとマイクロ波電力を導いてプラズマを発生さ
せ、前記プラズマ発生室と前記処理室の間に、前記プラ
ズマを前記処理室に引き出すためのプラズマ取り出し孔
を設けて、前記取り出し孔より前記処理室に導入された
前記プラズマにより前記基板を処理するプラズマＣＶＤ
装置において、前記プラズマ発生室の内側に筒状の金属
製容器を絶縁体を介して取付け、前記金属製容器と前記
マイクロ波電力の放射部との間に、マイクロ波を透過す
るがプラズマを通過させない構造を挿入することにより
、前記金属製容器を電気的に他から絶縁し、前記金属製
容器の取り出し孔に多孔板を設け、前記金属製容器の電
位を外部電源により変化可能としたこと特徴とするプラ
ズマＣＶＤ装置。 - 【請求項２】プラズマ発生室と基板を処理する処理室を
設け、前記プラズマ発生室に少なくとも一種類のプラズ
マ原料ガスとマイクロ波電力を導いてプラズマを発生さ
せ、前記プラズマ発生室と前記処理室の間に、前記プラ
ズマを前記処理室に引き出すためのプラズマ取り出し孔
を設けて、前記取り出し孔より前記処理室に導入された
前記プラズマにより基板を処理するプラズマＣＶＤ装置
において、前記プラズマ発生室の内側にマイクロ波を透
過する石英製ベルジャを設け、前記石英製ベルジャ内に
前記金属製容器を他から絶縁して取付け、前記金属製容
器の取り出し孔に多孔板を設け、前記金属製容器の電位
を外部電源により変化可能としたこと特徴とするプラズ
マＣＶＤ装置。 - 【請求項３】請求項１または請求項２において、前記多
孔板は、前記基板または形成しようとする薄膜を構成す
る元素を主成分とする物質であるプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項４】請求項１または請求項２において、前記多
孔板は、高融点物例えばセラミックであるプラズマＣＶ
Ｄ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5632691A JPH04291713A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | プラズマｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5632691A JPH04291713A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | プラズマｃｖｄ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04291713A true JPH04291713A (ja) | 1992-10-15 |
Family
ID=13024060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5632691A Pending JPH04291713A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | プラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04291713A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008121115A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Applied Materials Inc | Ｐｅｃｖｄ放電処理において電磁放射線を制御するためのシステム及び方法 |
| JP2012066966A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Toyota Motor Corp | プラズマｃｖｄ装置とカーボンナノチューブの製造方法 |
-
1991
- 1991-03-20 JP JP5632691A patent/JPH04291713A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008121115A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Applied Materials Inc | Ｐｅｃｖｄ放電処理において電磁放射線を制御するためのシステム及び方法 |
| JP2012066966A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Toyota Motor Corp | プラズマｃｖｄ装置とカーボンナノチューブの製造方法 |
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