JPH04326510A - 薄膜製造装置及び薄膜製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品や新素材等に
薄膜を形成する薄膜製造装置及び薄膜製造方法に関する
ものである。

【０００２】近年、電子部品やプラスチックの表面に無
機材料，有機材料或いは磁性材料の薄膜を立体的に形成
する技術が用いられているが、薄膜製造装置のチャンバ
のガス供給口の近傍のガスの解離率が不安定な領域がチ
ャンバ寸法の３０％程度になり、チャンバの７０％の領
域しか有効に利用することができなくなっている。

【０００３】以上のような状況から電子部品やプラスチ
ックの表面に薄膜を形成する薄膜製造装置のチャンバを
有効に利用することが可能な薄膜製造装置及び薄膜製造
方法が要望されている。

【０００４】

【従来の技術】従来の薄膜製造装置をシリコンの薄膜を
基板に形成する場合について図４により詳細に説明する
。

【０００５】従来の薄膜製造装置は図４に示すように、
天板１１ａと底板１１ｂと４枚の側壁１１ｃとからなる
密閉構造のチャンバ１１の、この天板１１ａ　にはガス
供給口１１ｄ　が設けられており、この底板１１ｂ　に
はガス排気口１１ｅ　が設けられている。

【０００６】一対の対向するこの側壁１１ｃ　の外面に
は電極１２が配設され、高周波電源１３により高周波電
圧が印加されており、チャンバ１１は接地されている。 ガス供給口１１ｄ　からジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）と窒素
（Ｎ２）とからなる反応ガスを供給し、ガス排気口１１
ｅ　からこれらのガスを排気してチャンバ１１内の圧力
を０．０２Ｔｏｒｒに維持している。

【０００７】この状態では高周波電圧によりチャンバ１
１内にはプラズマが生成されて閉じ込められており、図
４に示すようにホルダ１６に搭載されている基板７を電
極１２に対して垂直に配置しておくと、この基板７の表
面にシリコンの薄膜が形成される。

【０００８】これらの反応ガスのプラズマによる解離率
は図５に示すような分布になっているため、この基板７
を配置できる領域はこの解離曲線が平行しているチャン
バ１１の下部の７０％の部分に限定されている。

【０００９】この場合の基板７の表面に形成されるシリ
コンの薄膜の膜厚は基準膜厚に対して＋５８％〜−３５
％の範囲内に分布しており、膜厚分布のバラツキが非常
に大きくなっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来の薄
膜製造装置においては、薄膜を形成すべき基板を配置で
きる領域が反応ガスの解離率が安定している狭い領域に
限定されており、チャンバの使用効率が著しく低くなっ
ているという問題点があった。

【００１１】本発明は以上のような状況から、チャンバ
の構造の簡単な変更により、チャンバの使用効率を高く
することが可能となる薄膜製造装置及び薄膜製造方法の
提供を目的としたものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の薄膜製造装置は
、天板と底板と側壁とからなるチャンバの、この天板に
ガス供給口を、この底板にガス排気口を備え、一対の対
向するこの側壁の外面に沿って配設されている電極に高
周波電源により高周波電圧が印加されている薄膜製造装
置において、この天板が電気的な絶縁材を介してこの側
壁と結合されるように構成する。

【００１３】本発明の薄膜製造方法は、上記の薄膜製造
装置を用いて行う薄膜製造方法であって、バイアス電源
によりこの天板にバイアス電圧を印加して行うように構
成する。

【００１４】

【作用】即ち本発明においては天板を絶縁材により側壁
と電気的に絶縁しているから、プラズマの分布状態が改
善され、図２に示すように反応ガスが均一に解離される
領域が広くなり、チャンバの寸法の約９０％の領域を使
用することが可能となるので、基板を配置できる領域が
広くなり、チャンバの使用効率を高めることが可能とな
る。

【００１５】

【実施例】以下図１〜図２によりシリコンの薄膜を基板
に形成する本発明の薄膜製造装置について、図３により
本発明の薄膜製造方法について詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明による一実施例の薄膜製造装
置を示す図、図２は本発明による一実施例の薄膜製造装
置の反応ガスの解離状態を示す図、図３は本発明による
一実施例の薄膜の製造方法を示す図である。

【００１７】本発明による一実施例の薄膜製造装置は、
図１に示すように天板１ａと底板１ｂと４枚の側壁１ｃ
とからなる密閉構造のチャンバ１の、この天板１ａには
ガス供給口１ｄが設けられており、この底板１ｂにはガ
ス排気口１ｅが設けられている。

【００１８】一対の対向するこの側壁１ｃの外面には電
極２が配設され、高周波電源３により高周波電圧が印加
されており、チャンバ１の底板１ｂと側壁１ｃは接地さ
れているが、本発明のチャンバ１の天板１ａと、接地さ
れている側壁１ｃとは、電気的な絶縁材４、例えばセラ
ミックからなる碍子を介して接続されているので天板１
ａは電気的に浮遊している。

【００１９】この絶縁材４としてはテフロンの碍子も用
いることが可能である。ガス供給口１ｄからジシラン（
Ｓｉ２Ｈ６）と窒素（Ｎ２）とからなる反応ガスを供給
し、ガス排気口１ｅからこれらのガスを排気してチャン
バ１内の圧力を０．０２Ｔｏｒｒに維持している。

【００２０】この状態では高周波電圧によりチャンバ１
内にはプラズマが生成されて閉じ込められており、図１
に示すようにホルダ６に搭載した基板７を電極２に対し
て垂直に配置しておくと、この基板７の表面にシリコン
の薄膜が形成される。

【００２１】これらの反応ガスのプラズマによる解離率
は図２に示すような分布になっているので、この基板７
を配置できる領域はこの解離曲線が平行している９０％
の部分に及んでいるこの場合の基板７の表面に形成され
るシリコンの薄膜の膜厚は基準膜厚に対して＋２９％〜
−１８％の範囲内に分布している。

【００２２】上記の場合は天板１ａが側壁１ｃと電気的
に絶縁されて浮遊した状態であるが、図３に示すように
この天板１ａにバイアス電源５により数十ボルトの直流
のバイアス電圧を印加すると、基板７の表面に形成され
るシリコンの薄膜の膜厚は基準膜厚に対して＋１８％〜
−１１％の範囲内に分布するようになり膜厚分布のバラ
ツキが一層減少する。

【００２３】本実施例においては反応ガスとしてジシラ
ンと窒素を用いたが、ジシランの替わりにシラン（Ｓｉ
Ｈ４）、窒素の替わりにアンモニア（ＮＨ３ＯＨ）を用
いることも可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば極めて簡単な構造の変更により反応ガスの解離
率が均一な領域を広くすることができるので、チャンバ
の利用効率を向上させることが可能となり、形成した薄
膜の膜厚分布のバラツキをも減少させることが可能とな
る等の利点があり、著しい経済的及び、信頼性向上の効
果が期待できる薄膜製造装置及び薄膜製造方法の提供が
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明による一実施例の薄膜製造装置を示
す図、

【図２】　　本発明による一実施例の薄膜製造装置の反
応ガスの解離状態を示す図、

【図３】　　本発明による一実施例の薄膜の製造方法を
示す図、

【図４】　　従来の薄膜製造装置を示す図、

【図５】　
　従来の薄膜製造装置の反応ガスの解離状態を示す図、

【符号の説明】

１はチャンバ、 １ａは天板、 １ｂは底板、 １ｃは側壁、 １ｄはガス供給口、 １ｅはガス排気口、 ２は電極、 ３は高周波電源、 ４は絶縁材、 ５はバイアス電源、 ６はホルダ、 ７は基板、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　天板（１ａ）と底板（１ｂ）と側壁（
   １ｃ）とからなるチャンバ（１）　の、前記天板（１ａ
   ）にガス供給口（１ｄ）を、前記底板（１ｂ）にガス排
   気口（１ｅ）を備え、一対の対向する前記側壁（１ｃ）
   の外面に沿って配設されている電極（２）　に高周波電
   源（３）　により高周波電圧が印加されている薄膜製造
   装置において、前記天板（１ａ）が電気的な絶縁材（４
   ）　を介して前記側壁（１ｃ）と結合されていることを
   特徴とする薄膜製造装置。
2. 【請求項２】　　前記薄膜製造装置を用いて行う薄膜製
   造方法であって、バイアス電源（５）　により前記天板
   （１ａ）にバイアス電圧を印加して行うことを特徴とす
   る薄膜製造方法。