JPH0463284A - Microwave plasma CVD equipment - Google Patents

Microwave plasma CVD equipment

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Publication number
JPH0463284A
JPH0463284A JP2172730A JP17273090A JPH0463284A JP H0463284 A JPH0463284 A JP H0463284A JP 2172730 A JP2172730 A JP 2172730A JP 17273090 A JP17273090 A JP 17273090A JP H0463284 A JPH0463284 A JP H0463284A
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JP
Japan
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microwave
cavity resonator
gas
microwave plasma
plasma cvd
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Application number
JP2172730A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Takagi
智 高木
Yutaka Echizen
裕 越前
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH0463284A publication Critical patent/JPH0463284A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/122Incoherent waves
    • B01J19/126Microwaves

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Toxicology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は改善されたマイクロ波プラズマCVD装置に関
する。より詳しくは、本発明は特に堆積膜形成に好適な
改善されたマイクロ波プラズマCVD装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention relates to an improved microwave plasma CVD apparatus. More particularly, the present invention relates to an improved microwave plasma CVD apparatus particularly suitable for forming deposited films.

〔従来技術の説明〕[Description of prior art]

プラズマCVD法とは、特定の物質をプラズマ化して活
性の強いラジカルとし、このラジカルを基体に接触させ
て基体上に、堆積膜形成を施す方法をいい、プラズマC
VD装置とは、該プラズマCVD法の実施に用いられる
装置をいう。
The plasma CVD method is a method in which a specific substance is turned into plasma to form highly active radicals, and these radicals are brought into contact with a substrate to form a deposited film on the substrate.
The VD device refers to a device used to carry out the plasma CVD method.

従来、こうしたプラズマCVD装置は、原料ガス導入口
と排気口とを有する真空容器で形成されたプラズマCV
D室と、該プラズマCVD室に供給される原料ガスをプ
ラズマ化するエネルギーを供給するt磁波等を供給する
装置とからなっている。
Conventionally, such a plasma CVD apparatus has a plasma CVD system formed in a vacuum container having a raw material gas inlet and an exhaust port.
It consists of a D chamber and a device that supplies t-magnetic waves and the like that supply energy to turn the raw material gas supplied to the plasma CVD chamber into plasma.

ところで、プラズマCVD法は前述のラジカルの強い活
性に依拠するものであり、ラジカルの密度や被処理体の
温度等を適宜選択することにより、所望の堆積膜形成を
行うが、プラズマCVD法において重要なことはラジカ
ルの効率的生成である。
By the way, the plasma CVD method relies on the strong activity of the radicals mentioned above, and the desired deposited film can be formed by appropriately selecting the density of the radicals, the temperature of the object to be processed, etc. What matters is the efficient generation of radicals.

従来、プラズマ化工フルギーを与える媒体としては、1
3.56MHz程度の高周波が使用されていたが、近年
、2.45GH2程度のマイクロ波を用いることにより
、高密度プラズマを効率的に生成することができ、同時
に被処理体を加熱することも可能であることが判明し、
マイクロ波を用いたプラズマCVD法が注目され、その
ための装置もいくつか提案されている。
Conventionally, as a medium for providing plasma chemical processing fulgy, 1
A high frequency of about 3.56 MHz was used, but in recent years, by using microwaves of about 2.45 GH2, high-density plasma can be efficiently generated and the object to be processed can be heated at the same time. It turns out that
Plasma CVD methods using microwaves have attracted attention, and several apparatuses have been proposed for this purpose.

例えば、半導体デバイス、電子写真用怒光体、画像人力
用センサー、撮像デバイス、光起電力素子、その他の各
種エレクトロニクス素子、光学素子等に用いる素子部材
としてのアモルファスシリコン(以下、rA−3iJと
記す、)やポリ・シリコン(rp−3iJと記す、)或
いは5iO2SiN等の堆積膜をマイクロ波を用いたプ
ラズマCVD法(以下、rMW−PCVD法」と記す、
)により形成する方法及びそのための装置が提案されて
いる。
For example, amorphous silicon (hereinafter referred to as rA-3iJ) is used as an element member for semiconductor devices, electrophotographic photoresists, image sensors, imaging devices, photovoltaic devices, various other electronic devices, optical devices, etc. , ), polysilicon (referred to as rp-3iJ), or 5iO2SiN, etc., using a plasma CVD method using microwaves (hereinafter referred to as rMW-PCVD method).
) and an apparatus therefor have been proposed.

ところでそうした従来のMW−PCVD装置は、次の2
つのタイプに大別することができる。
By the way, such conventional MW-PCVD equipment has the following two
It can be roughly divided into two types.

即ちその1つのタイプは特公昭58− 49295号公
報、特公昭59−43991号公報、実公昭62−36
240号公報等にみられるタイプのものであって、方形
または同軸導波管にガス管を貫入させるか或いは接触さ
せてプラズマを生起せしめる方式のものである。〔以下
この方式を、“方式IMW−PCVD装置”という。〕 他のタイプは、特開昭57−133636号公報等にみ
られるタイプのものであって、空洞共振器中で電子サイ
クロトロン共鳴(E CR)を惹起せしめ、発散磁界で
プラズマを引き出す方式のものである。〔以下この方式
を、°方式2MWPCVD装置”という、〕 方式IMW−PCVD装置については、第3(A)図に
示されるものを代表的なものとして挙げることができる
(実公昭62−36240号公報)。
That is, one type is the Japanese Patent Publication No. 58-49295, the Japanese Patent Publication No. 43991-1983, and the Japanese Utility Model Publication No. 62-36.
This is of the type seen in Japanese Patent No. 240, etc., in which a gas pipe is inserted into or brought into contact with a rectangular or coaxial waveguide to generate plasma. [Hereinafter, this method will be referred to as "method IMW-PCVD apparatus." ] The other type is the type seen in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-133636, etc., which induces electron cyclotron resonance (ECR) in a cavity resonator and draws out plasma using a diverging magnetic field. It is. [Hereinafter, this method will be referred to as "Method 2MW PCVD apparatus."] As for the IMW-PCVD apparatus of the method, the one shown in FIG. ).

第3(A)rf!Jにおいて、301はマイクロ波発振
器、302はアイソレータ、303はパワーモニター、
303aは指針計、304は整合器、305はプラズマ
発生炉、305aは遮蔽筒、306は摺動短絡板、30
7は反応器、307aはガス輸送管、307bは排気管
、307cはプラズマ発生管、308は排気装置、30
9はパ。
3rd (A) rf! In J, 301 is a microwave oscillator, 302 is an isolator, 303 is a power monitor,
303a is a pointer, 304 is a matching box, 305 is a plasma generating furnace, 305a is a shielding cylinder, 306 is a sliding short-circuit plate, 30
7 is a reactor, 307a is a gas transport pipe, 307b is an exhaust pipe, 307c is a plasma generation tube, 308 is an exhaust device, 30
9 is Pa.

キン、310は蓋、311は基板、312はガス導入パ
イプ、313は真空計をそれぞれ表している。第3 (
B)図は、第3 (A)図の部分拡大間である。
310 is a lid, 311 is a substrate, 312 is a gas introduction pipe, and 313 is a vacuum gauge. Third (
B) Figure is a partial enlargement of Figure 3 (A).

即ち、方式IMW−PCVD装置は、第3図に示される
ように、真空系、排気系、マイクロ波導入系で構成され
るものである。
That is, the IMW-PCVD apparatus is composed of a vacuum system, an exhaust system, and a microwave introduction system, as shown in FIG.

第3 (A)および(B)図にあって、真空系は、反応
器307と、ガス輸送管307aを介して接続した内径
40鶴程度のマイクロ波透過性のプラズマ発生管307
c (例えば石英管)或いは窓とで構成されている。前
記石英管307c (或いは窓)は第1のガス導入パイ
プ312と接続し、同時にマイクロ波導波管と直交して
いる。そして反応器307内には、第2のガス導入パイ
プ(図示せず)が接続され、導入されたガス(シランガ
ス)は排気系(307b、30B)により排気されるよ
うにされている。当該装置にあっては、第1のガス導入
パイプから導入されたガス(0□ガス又はN、ガス)は
、マイクロ波放電によりプラズマ化される。マイクロ波
工ふルギーによる放電に際しては、摺動短絡板(−プラ
ンジャー)306を動かしてマイクロ波入力インピーダ
ンスの整合をとり得るようにされている。かくして生成
するプラズマ中のラジカルが前記の第2のガス導入パイ
プを介して導入されるシランガスと反応し、基板311
上にSiC2またはSiN等の膜形成がなされるところ
となる。
In Figures 3 (A) and (B), the vacuum system includes a reactor 307 and a microwave-transparent plasma generation tube 307 with an inner diameter of about 40 mm connected via a gas transport pipe 307a.
c (for example, a quartz tube) or a window. The quartz tube 307c (or window) is connected to the first gas introduction pipe 312 and is perpendicular to the microwave waveguide. A second gas introduction pipe (not shown) is connected into the reactor 307, and the introduced gas (silane gas) is exhausted by an exhaust system (307b, 30B). In this device, the gas (0□ gas or N gas) introduced from the first gas introduction pipe is turned into plasma by microwave discharge. When discharging by microwave energy, a sliding shorting plate (-plunger) 306 is moved to match the microwave input impedance. The radicals in the plasma thus generated react with the silane gas introduced through the second gas introduction pipe, and the substrate 311
A film of SiC2 or SiN is then formed thereon.

方式2MW−PCVD装置にフいては、第4図に示され
るものを代表的なものとして挙げることができる(特開
昭57133636号公報)。
As for the type 2MW-PCVD apparatus, the one shown in FIG. 4 can be mentioned as a typical one (Japanese Patent Laid-Open No. 57133636).

第4図において、401はプラズマ化室、402は堆積
室、403はマイクロ波導入窓、404はマイクロ波矩
形導波管、405は水冷パイプ、406は第1ガス導入
パイプ、409はプラズマ引出し窓、411は基板、4
13は電磁石([気コイル>−414は可動端面板、4
15は円筒、416はチョーク構造の折返し溝、417
は絞り (アイリス)、418は高透磁率材料製環状部
材、419は高透磁率材料製外国、420は冷却試料台
をそれぞれ表している。この装置は、電磁石413を使
用する以外、他の系構成、形態は上記の方式IMW−P
CVD装置の場合と同様である。即ち真空系は、円筒形
状のプラズマ化室401とそれに接続された堆積室40
2とで構成され、前記プラズマ化室にはマイクロ波導入
窓403が該室内に真空に保持されるようにして設けら
れている。プラズマ化室401には、第1のガス導入パ
イプ406及びマイクロ波矩形導波管404が接続され
、該プラズマ化室はその外周に設けられた水冷パイプ4
05を介して水冷されるようにされている。また、第4
図に図示の装置にあっては、プラズマ化室401と同心
状になるようにitM!1石413が配置されていて、
その磁力線の方向は、マイクロ波の進行方向と同しであ
り、この磁場とマイクロ波の電場を直交させて電子サイ
クロトロン運動がなされるようにされている。
In FIG. 4, 401 is a plasma generation chamber, 402 is a deposition chamber, 403 is a microwave introduction window, 404 is a microwave rectangular waveguide, 405 is a water cooling pipe, 406 is a first gas introduction pipe, and 409 is a plasma extraction window. , 411 is the substrate, 4
13 is an electromagnet ([air coil>-414 is a movable end plate, 4
15 is a cylinder, 416 is a folded groove with choke structure, 417
418 is an annular member made of a high magnetic permeability material, 419 is a foreign material made of a high magnetic permeability material, and 420 is a cooling sample stage. In addition to using the electromagnet 413, this device uses the above-mentioned IMW-P system configuration and form.
This is the same as in the case of a CVD device. That is, the vacuum system includes a cylindrical plasma generation chamber 401 and a deposition chamber 40 connected thereto.
2, and a microwave introduction window 403 is provided in the plasma generation chamber so as to maintain a vacuum in the chamber. A first gas introduction pipe 406 and a microwave rectangular waveguide 404 are connected to the plasma generation chamber 401, and the plasma generation chamber is connected to a water cooling pipe 4 provided on its outer periphery.
It is designed to be water cooled via 05. Also, the fourth
In the apparatus shown in the figure, itM! is concentric with the plasma generation chamber 401! 1 stone 413 is placed,
The direction of the magnetic lines of force is the same as the direction in which the microwaves travel, and the magnetic field and the electric field of the microwaves are perpendicular to each other to produce electron cyclotron motion.

このため、プラズマ化室401はTExt  (t:自
然数)モードの空洞共振器となるように設計されている
。また堆積室402には、第2のガス導入パイプと排気
系とが接続されていて、該堆積室内のガスは前記排気系
を介して排気される。
For this reason, the plasma generation chamber 401 is designed to be a TExt (t: natural number) mode cavity resonator. Further, a second gas introduction pipe and an exhaust system are connected to the deposition chamber 402, and the gas in the deposition chamber is exhausted via the exhaust system.

第4図の装置m成で代表される方式2MWPCVD装置
にあっては、第1のガス導入パイプ406を介して導入
されるガス(H2ガス)がマイクロ波エネルギーによる
放電に付されてプラズマ化される。そして875ガウス
の磁場のとき、マイクロ波エネルギーの反射波はほとん
どゼロになる。もっとも当該装置では、チョーク構造を
持つ空洞共振器の端面板414を真空中で移動させ、ガ
ス種、ガス圧、導入するマイクロ波電力によって空洞共
振器の条件を満たせるようにされている。上記の水素プ
ラズマは、電子サイクロトロン運動を行いながら磁力線
の方向に沿って輸送され、該プラズマ中のラジカルが、
第2のガス導入パイプを介して導入されるガス(シラン
ガス)と反応し、基Fi、411上にA−5iの膜形成
がなされるところとなる。
In the 2MW PCVD apparatus represented by the apparatus shown in FIG. Ru. When the magnetic field is 875 Gauss, the reflected waves of microwave energy become almost zero. However, in this device, the end plate 414 of the cavity resonator having a choke structure is moved in a vacuum, so that the conditions of the cavity resonator can be satisfied by the gas type, gas pressure, and introduced microwave power. The above hydrogen plasma is transported along the direction of magnetic field lines while performing electron cyclotron motion, and the radicals in the plasma are
It reacts with the gas (silane gas) introduced through the second gas introduction pipe, and a film of A-5i is formed on the group Fi, 411.

しかしながら上記従来の方式IMW−PCVD装置にし
ろまた方式2MW−PCVD装置にしろ下注する解決を
要する問題点が存在する。
However, both the conventional IMW-PCVD apparatus and the 2MW-PCVD apparatus have problems that need to be solved.

即ち、方式IMW−PCVD装買については、安定した
放電を得るについては、(i)ITorr以上に内圧を
制御する必要があること、(ii )ガス輸送管中でラ
ジカルが失活するため成膜堆積速度が遅いこと、そして
(iii )投入するマイクロ波電力を上げて膜堆積速
度を早めようとすると、石英管と導波管のクロス部に電
界が集中して石英管がスバ、タリングされるところとな
り、該スパフタリングにより粒子が生しそれら粒子が堆
積する膜中にとり込まれ、得られる膜は電気特性につい
て欠陥のあるものになってしまうこと等の問題点がある
In other words, for IMW-PCVD equipment, in order to obtain stable discharge, (i) it is necessary to control the internal pressure to a level higher than ITorr, and (ii) film formation is difficult because radicals are deactivated in the gas transport pipe. The deposition rate is slow, and (iii) if you try to speed up the film deposition rate by increasing the input microwave power, the electric field will concentrate at the intersection of the quartz tube and the waveguide, causing the quartz tube to swell and tarnish. However, there are problems in that the sputtering generates particles and these particles are incorporated into the deposited film, resulting in the resulting film having defects in electrical properties.

また、方i2MW−PCVD装置11ニツイテハ、前述
のラジカル失活そしてスパフタリングに係る問題点はな
いものの、下注するような解決を要する問題点が存在す
る。
In addition, although there are no problems related to radical deactivation and sputtering as described above in the i2MW-PCVD apparatus 11, there are problems that require further solutions.

即ち、(iv )成膜は10−’Torr程度の内圧(
即ち、ラジカルの平均自由行程が約1m)の条件で行わ
れるため、H2ガスとシランガスを用いてのA−3i膜
の形成では、基板上よりはむしろマイクロ波導入窓側に
A−3i#が堆積し易くなり、その結果空洞共振器内に
もA−3i膜が付着するところとなって放電維持及び放
電開始が次第に困難になること、(v)以上のようにし
てマイクロ波導入窓上に堆積したA−3i膜はやがて剥
離するところとなって、基板上或いは堆積中の膜上に付
着し、得られる堆積膜の品質を低下させてしまうこと、
(vi)こうしたことがら成膜を行う度にチャンバー(
堆積室)内の清掃を行う必要があること、(vi)した
がって装置の稼動率が低いこと等の問題点がある。
That is, (iv) film formation is performed at an internal pressure of about 10-'Torr (
In other words, since the mean free path of radicals is approximately 1 m), when forming the A-3i film using H2 gas and silane gas, A-3i # is deposited on the microwave introduction window side rather than on the substrate. (v) As a result, the A-3i film is deposited inside the cavity resonator, making it gradually difficult to maintain and start the discharge. The resulting A-3i film will eventually peel off and adhere to the substrate or the film being deposited, reducing the quality of the resulting deposited film;
(vi) Because of these things, each time a film is formed, the chamber (
There are problems such as the need to clean the inside of the deposition chamber (vi) and therefore the operating rate of the apparatus is low.

これらの問題点の他、方式2MW−PCVD装置につい
ては、マイクロ波導入窓(3)と導波管(4)が締結・
固定されているため、空洞共振器長を変えるについては
真空中で端面板(16)を動かすことにより行われると
ころ、作業効率が悪いという問題が更に存在する。
In addition to these problems, in the method 2MW-PCVD equipment, the microwave introduction window (3) and the waveguide (4) are
Since it is fixed, the length of the cavity resonator can be changed by moving the end plate (16) in a vacuum, which causes another problem of poor working efficiency.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、従来のマイクロ波プラズマCV D gl(
MW−PCVD装置)に係る前述の各種問題点を排除し
た、稼動率及び作業効率がよく、そして良質のA−3i
等の堆積膜を常時安定して製造できる改善されたMW−
PCVD装置を提供することを主たる目的とするもので
ある。
The present invention utilizes conventional microwave plasma CV D gl (
The A-3i is a high-quality A-3i with high operating rate and work efficiency that eliminates the various problems mentioned above regarding MW-PCVD equipment.
Improved MW- that can consistently produce deposited films such as
The main purpose is to provide a PCVD device.

本発明の他の目的は、ECR方式のような大型のst磁
石を用いることなくして、マイクロ波の伝播モードを適
宜選択することにより大面積基体への均一にして均質な
所望の堆積膜の形成を可能にする改善されたMW−PC
VD装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to form a desired uniform deposited film on a large area substrate by appropriately selecting the propagation mode of microwaves without using a large st magnet as in the ECR method. Improved MW-PC that enables
Our goal is to provide a VD device.

本発明の更に他の目的は、ガスの電離断面積にかかわり
なくしてマイクロ波エネルギーによる放電についてマイ
クロ波入力インピーダンスの整合が常にとれ、マイクロ
波エネルギーが有効に利用されて所望の堆積膜の多量生
産を可能にする、改善されたMW−P CV D装置を
提供することにあ〔発明の構成・効果〕 本発明者らは、従来のMW−P CV D装置に係る前
述の各種問題点を排除して前記目的を達成すべく鋭意研
究を重ねた。その結果、(イ)ECR法による磁場勾配
でなく、圧力勾配を利用することでガスの逆拡散を抑制
する手段を講じる、(ロ)成膜室をプラズマ密度に依存
することなくしてマイクロ波を整合させて空洞共振器と
して動作する構造にする、(ハ)該空洞共振器内にヘル
ジャーを貫入させる、の(イ)乃至(ハ)の装置構成を
とることにより従来のMW−PCVD装置に係る前述の
各種問題点を排除して前記本発明の目的を所望どおりに
達成できる知見を得た。
Still another object of the present invention is to always match the microwave input impedance for discharge by microwave energy regardless of the ionization cross section of the gas, and to effectively utilize the microwave energy to produce a desired deposited film in large quantities. To provide an improved MW-P CVD device that enables In order to achieve the above objective, we conducted extensive research. As a result, (a) measures were taken to suppress gas back-diffusion by using pressure gradients instead of magnetic field gradients in the ECR method, and (b) microwaves were used in the deposition chamber without relying on plasma density. By adopting the device configurations of (a) to (c), which consist of matching and creating a structure that operates as a cavity resonator, and (c) penetrating the Herjar into the cavity resonator, the conventional MW-PCVD equipment can be improved. The inventors have obtained the knowledge that the above-mentioned objects of the present invention can be achieved as desired by eliminating the various problems mentioned above.

本発明は該知見に基づいて完成に至ったものであり、そ
の骨子は密封された真空容器と、該真空容器内を排気す
る手段及び該真空容器内にマイクロ波立体回路を介して
マイクロ波を導入しマイクロ波プラズマを生成する手段
とからなるマイクロ波プラズマ処理装置であって、前記
マイクロ波立体回路中に円筒空洞共振器を設けたことを
特徴とするマイクロ波プラズマCVD装置(MWPCV
D装置)にある。
The present invention was completed based on this knowledge, and its gist is a sealed vacuum container, a means for evacuating the inside of the vacuum container, and a microwave three-dimensional circuit for injecting microwaves into the vacuum container. A microwave plasma CVD apparatus (MWPCV) characterized in that a cylindrical cavity resonator is provided in the microwave three-dimensional circuit.
D device).

ところで、本発明のMW−PCVD装置について上記(
イ)の点の装置構成は、次のようにして達成される。す
なわち空洞共振器の構造を採用し、前記空洞共振器の端
面板を多孔板とすることで真空容器を空洞共振器内部と
成膜室の2つに分割し、空洞共振器内部となっている真
空容器側に原料ガス(例、シランガス等)以外のガス(
例、Hzガス、Arガス等)を流して空洞共振器内部と
なっている真空容器の圧力を成膜室の圧力より高めるこ
とによって圧力勾配が形成される。即ちかくなる(イ)
の装置構成をとることにより、1O−3T orr乃至
I Torrの内圧での放電が可能になり、この内圧領
域では生成するプラズマ中のラジカルの平均自由行程が
短く同時に圧力勾配によりガスの流れが規制されるので
、材料ガスの逆拡散は効率的に抑制される。
By the way, regarding the MW-PCVD apparatus of the present invention, the above (
The device configuration in point (a) is achieved as follows. That is, by adopting the structure of a cavity resonator and making the end plate of the cavity resonator a perforated plate, the vacuum container is divided into two parts: the inside of the cavity resonator and the film forming chamber, which is the inside of the cavity resonator. Gas other than raw material gas (e.g. silane gas, etc.) is placed on the vacuum container side.
A pressure gradient is formed by flowing a gas (eg, Hz gas, Ar gas, etc.) to increase the pressure in the vacuum container inside the cavity resonator higher than the pressure in the film forming chamber. That is, it becomes dark (a)
This device configuration enables discharge at an internal pressure of 10-3 Torr to I Torr, and in this internal pressure region, the mean free path of the radicals in the generated plasma is short, and at the same time, the gas flow is regulated by the pressure gradient. Therefore, back diffusion of the material gas is effectively suppressed.

上記(ロ)の点の装置構成は、マイクロ波の位相・振幅
に応して適宜調整できる2つの整合回路を設けることに
より達成できる。なお、該整合回路と空洞共振器の間に
は定在波のエネルギーが蓄積するところとなるので、該
間隔を可及的に短縮することが望ましい。このところの
特に望ましい態様では、整合回路と空洞共振器を一体化
させ、2つの整合回路の中の少なくとも一方を空洞長可
変プランジャーにする。
The device configuration in point (b) above can be achieved by providing two matching circuits that can be adjusted as appropriate depending on the phase and amplitude of the microwave. Note that, since standing wave energy is accumulated between the matching circuit and the cavity resonator, it is desirable to shorten the distance as much as possible. In a currently particularly desirable embodiment, a matching circuit and a cavity resonator are integrated, and at least one of the two matching circuits is made into a variable cavity length plunger.

ところで上述の反射マイクロ波の位相・振幅は、主とし
て、プラズマ密度とマイクロ波の給電回路の形状に依存
する。
Incidentally, the phase and amplitude of the above-mentioned reflected microwave mainly depend on the plasma density and the shape of the microwave power supply circuit.

即ちプラズマ密度については、ガス種・ガス圧或いは導
入するマイクロ波電力によって変化し、このときプラズ
マの複素屈折率n−1k (Q<n<l、には吸収係数
)も変化する。従って、常に空洞共振器として動作させ
るには、n、にの効果を打消す必要がある。
That is, the plasma density changes depending on the gas type, gas pressure, or introduced microwave power, and at this time, the complex refractive index n-1k (absorption coefficient when Q<n<l) of the plasma also changes. Therefore, in order to always operate as a cavity resonator, it is necessary to cancel the effect of n.

nの効果を打消すには、空洞内径を変化させることが難
しいので空洞内径がn倍(0<n<1)細(なった分を
空洞共振器長(L)を伸ばして打消せばよい。
In order to cancel the effect of n, it is difficult to change the cavity inner diameter, so the cavity inner diameter should be made n times thinner (0<n<1) by increasing the cavity resonator length (L). .

共振周波数(f =2.45GHz ) 、共振rst
モード(T M rs tまたはTErst)及び空洞
内径(n D)が決まれば新たな空洞長の空気換算値(
L′)は次式で求まる。
Resonance frequency (f = 2.45GHz), resonance rst
Once the mode (TMrst or TErst) and cavity inner diameter (nD) are determined, the new cavity length in terms of air (
L') is determined by the following equation.

TMrstモードの場合 式中yr@はヘノセル間数Jr(y)=0の根であり、
Cは光速である。
In the case of TMrst mode, yr@ is the root of the number of henocells Jr(y)=0,
C is the speed of light.

同様にTErstモードの場合 式中yア、′はベンセル関数J、D)の−次微分J、’
(y)=0の根であり、Cは光速である。
Similarly, in the case of TERst mode, ya,' is the −th derivative J,' of the Benschel function J, D).
(y) = root of 0, and C is the speed of light.

式fi+および(1)′からしても明らかなように、n
の変化量に応して空洞共振器長りを調整することにより
nの効果を打消すことができる。
As is clear from the formulas fi+ and (1)′, n
The effect of n can be canceled by adjusting the cavity resonator length according to the amount of change in n.

また、kの効果、即ち、反射波の振幅と位相遅れδを打
ち消すについては、さらにスライド式絞りまたはE−H
チューナー、スリースタブチューナー等を調整すること
により行われる。
In addition, to cancel the effect of k, that is, the amplitude and phase delay δ of the reflected wave, it is necessary to use a sliding aperture or E-H
This is done by adjusting the tuner, three-stub tuner, etc.

一方、マイクロ波の給電回路の形状により生ずる反射波
も、2種の整合回路を使用することにより効率的に整合
できる。
On the other hand, reflected waves caused by the shape of the microwave feeding circuit can also be efficiently matched by using two types of matching circuits.

上記(ハ)の点の装置構成は、第1図に示すように方形
導波管と円筒空洞共振器の軸が直交するように締結する
ことにより達成できる。かくすることにより、空洞共振
器長を変化させる場合に導波管が邪魔になることはない
、そして、大気中であっても空洞共振器長を変えること
ができ、作業効率も良好になる。
The device configuration in point (c) above can be achieved by fastening the rectangular waveguide and the cylindrical cavity resonator so that their axes are perpendicular to each other, as shown in FIG. By doing this, the waveguide does not get in the way when changing the cavity resonator length, and the cavity length can be changed even in the atmosphere, improving work efficiency.

以下、本発明によるMW−PCVD装置を図示の装置例
により詳しく説明するが、本発明はそれらにより何ら限
定されるものではない。
Hereinafter, the MW-PCVD apparatus according to the present invention will be explained in detail with reference to illustrated apparatus examples, but the present invention is not limited thereto.

責1糎上 簡単のため、円筒空洞共振器を用いた場合に限って説明
することとする。その場合の装置例を第1図の模式的透
視略図に示す。
1. For the sake of simplicity, we will only explain the case where a cylindrical cavity resonator is used. An example of the apparatus in that case is shown in the schematic perspective diagram of FIG.

第1回において、21は方形導波管、22は円筒空洞共
振器、23は空洞共振器長可変プランジャー、24は円
筒面スライド式絞り、25はマイクロ波透過性のベルジ
ャー、26はマイクロ波反射部材、27は堆積室、28
は基板、29は基板サセプタ、そして30.31は、ガ
ス導入パイプをそれぞれ示す。
In the first session, 21 is a rectangular waveguide, 22 is a cylindrical cavity resonator, 23 is a cavity resonator length variable plunger, 24 is a cylindrical sliding diaphragm, 25 is a microwave transparent bell jar, 26 is a microwave Reflection member, 27 is a deposition chamber, 28
29 is a substrate, 29 is a substrate susceptor, and 30.31 is a gas introduction pipe.

第1図に図示の本発明のMW−PCVD装置は、要する
に空洞共振器型マイクロ波プラズマCVD装置であり、
マイクロ波発振器(図示せず)、マイクロ波立体回路(
図示せず)、空洞共振器、マイクロ波透過性のベルジャ
ーで構成されたプラズマ他室ガス導入パイプ(30,3
1)とガス排出口32とを具備した堆積室とで構成され
る。
The MW-PCVD apparatus of the present invention illustrated in FIG. 1 is essentially a cavity resonator type microwave plasma CVD apparatus,
Microwave oscillator (not shown), microwave three-dimensional circuit (
(not shown), a cavity resonator, and a gas introduction pipe (30,3
1) and a deposition chamber equipped with a gas exhaust port 32.

第1図において、円筒空洞共振器22の材質は、マイク
ロ波の表面を流によるオーム損を少なくするため、電気
抵抗率の小さいものを使用することが好ましい。また、
空洞長可変プランジャー23が版台しながら動くので摩
耗にも強(なければならない。従って、銅、真ちψう、
或いは銀、銅または金メツキしたステンレス鋼等の材質
のものか望ましい。中でも、銀メツキしたステンレス鋼
が最適である。
In FIG. 1, the material of the cylindrical cavity resonator 22 is preferably one with low electrical resistivity in order to reduce ohmic loss caused by the flow of microwaves over the surface. Also,
Since the variable cavity length plunger 23 moves while moving on the plate, it must be resistant to wear. Therefore, it must be made of copper, brass,
Alternatively, it is preferably made of silver, copper, or gold-plated stainless steel. Among these, silver-plated stainless steel is most suitable.

この円筒空洞共振器22は、その回転軸と方形導波管中
心軸とが直交するように締結されており、方形導波管2
1のHlo(TEl。)モードを円形導波管のEO,(
TM、、)モードへ変換している。
This cylindrical cavity resonator 22 is fastened so that its rotation axis and the center axis of the rectangular waveguide are perpendicular to each other, and the rectangular waveguide 2
1 Hlo (TEl.) mode of the circular waveguide as EO, (
TM, , ) mode.

E、、(TM、、)モーl゛への変換の場合、放電中二
こプランジャーからm/2λg  (mは整数、λgは
管内波長)付近の位!で締結して最も書結合となるよう
にする。また、円筒空洞共振器22を径方向に大きくす
る場合、E @ I (T M 01 )モードに限ら
ず、他のモード、例えばE、、(TM、、)Et、(T
M□)等でも良い。
In the case of conversion to E, , (TM, ,) mole, an order around m/2λg (m is an integer, λg is the tube wavelength) from the two plungers during discharge! to make the most written connection. In addition, when increasing the size of the cylindrical cavity resonator 22 in the radial direction, not only the E@I (T M 01 ) mode but also other modes such as E, (TM, , )Et, (T
M□) etc. may also be used.

この空洞共振器22は、2つの整合回路と一体化されて
おり、1つは空洞共振器長可変プランジャー23、もう
1つはスライド式絞り24である。
This cavity resonator 22 is integrated with two matching circuits, one of which is a variable cavity length plunger 23 and the other a sliding diaphragm 24.

スライド式絞りのかわりにE−Hチューナー、スリース
タブチューナー等を用いてもよい。
An E-H tuner, three-stub tuner, etc. may be used instead of the sliding aperture.

また、空洞共振器長可変プランジャー23は、空洞共振
器22の軸に沿って移動可能であり、例えば、モーター
36で駆動すればよい。前記プランジャー23と空洞共
振器22の間の異常放電を防くためりん青銅製のばね材
で接触を良好にしている。
Further, the cavity resonator length variable plunger 23 is movable along the axis of the cavity resonator 22, and may be driven by a motor 36, for example. In order to prevent abnormal discharge between the plunger 23 and the cavity resonator 22, a spring material made of phosphor bronze is used to ensure good contact.

スライド式絞り24は、方形導波管21と空洞共振器2
2のクロス部に左右一対配置する。2つの絞りは各々独
立にスライドできる構造になっている。この絞りと空洞
共振器22とは、前記プランジャーの場合と同様の接触
方法をとっている。
The sliding diaphragm 24 has a rectangular waveguide 21 and a cavity resonator 2.
A pair of left and right are placed at the cross section of 2. The two apertures are structured so that they can each slide independently. This diaphragm and the cavity resonator 22 are brought into contact in the same manner as in the case of the plunger.

前述の空洞共振器22 (例えば、内径φ120fi)
の中には、マイクロ波透過性のベルジャー25が貫入し
ている。このベルジヤ−25は、堆積室27と接続して
おり、ベルジャ−のフランジ面には真空封止用のOリン
グ(又は金属シール材)とマイクロ波反射部材26が設
置されていて、これによりマイクロ波は反射され、ガス
はへルジャ−25と堆積室27間を往来できるようにな
っている。
The aforementioned cavity resonator 22 (for example, inner diameter φ120fi)
A microwave-transparent bell jar 25 penetrates inside. This bell jar 25 is connected to a deposition chamber 27, and an O-ring (or metal sealing material) for vacuum sealing and a microwave reflecting member 26 are installed on the flange surface of the bell jar. The waves are reflected, allowing gas to pass between the herger 25 and the deposition chamber 27.

このベルジヤ−25は石英(310g ) 、アルミナ
・セラミックス(Az、o3) 、窒化ボロン(BN)
、窒化珪素(SiN)のいずれかの材質でできている。
This Belgear 25 is made of quartz (310g), alumina ceramics (Az, O3), boron nitride (BN).
, silicon nitride (SiN).

また、マイクロ波反射部材26は、銀、銅または金メツ
キ(特に銀メツキが最適である)された金属に多数の孔
が穿孔された多孔板であり、例えば、開孔率60%のφ
6鶴の円孔のあいた厚さ0.8fiのアルミニウム製多
孔板いわゆるパンチングボードである。この多孔板は異
常放電を抑制するため、堆積膜27にビスで締結されて
いる。このような多孔板の代用として、エキスバンド・
メタルを使用しても良い。
Further, the microwave reflecting member 26 is a perforated plate in which a large number of holes are bored in a metal plated with silver, copper, or gold (silver plating is particularly suitable).
This is a so-called punching board, which is a 0.8-fi thick aluminum perforated board with six circular holes. This porous plate is fastened to the deposited film 27 with screws in order to suppress abnormal discharge. As a substitute for such perforated plates, extract band
Metal may also be used.

堆積室27内には基板2日、基板サセプタ29及び2本
のガス導入パイプ30.31があり、そのうちの】本(
30)は、マイクロ波反射部材26を貫通し、その先端
がベルジヤ−25の内部に開放されており、もう1本(
31)は、その先端がリング状で、多数のノズル孔より
ガスが噴出するようになっていて、ベルジヤ−25と基
板サセプタ29の間に設置されている。
Inside the deposition chamber 27 there are a substrate 2, a substrate susceptor 29 and two gas introduction pipes 30 and 31, among which
30) penetrates the microwave reflecting member 26 and its tip is open inside the bell gear 25, and the other one (
31) has a ring-shaped tip so that gas is ejected from a large number of nozzle holes, and is installed between the bell gear 25 and the substrate susceptor 29.

堆積室27は不図示の排気ポンプに接続していて、これ
により排気が行われる。
The deposition chamber 27 is connected to an exhaust pump (not shown), and is evacuated by this.

以上の説明した本発明のMW−PCVD装置を作動する
に当たっては、先ず、作動に先立って、初期放電が起こ
り易くなるように、空洞共振器長をm/ 2Xλ (m
:自然数)より若干短く設定しておく。このところは、
具体的には、ベルジャ−25が内蔵された状態で空洞共
振器となるように、予め茅ノドワーク・アナライザー(
ヒユーレット・パノカード社製)で測定して短くする方
法を決めて行われる。
In operating the MW-PCVD apparatus of the present invention as described above, first, prior to operation, the cavity resonator length is set to m/2Xλ (m
: Natural number). These days,
Specifically, in order to form a cavity resonator with the bell jar 25 built-in, we installed a china throat work analyzer (
A shortening method is determined by measuring the length using a Heulet Panocard (manufactured by Huyuret Panocard).

即ち、ベルジャ−が例えば肉厚31m、径φ70鵡、高
さ100韮のサイズ及び肉厚3fi、径φ110m、高
さ100簡のサイズのものである場合、短縮距離は各々
3鶴及び4fiであり、空洞共振器長は291鶴及び2
90■である。
That is, if the bell jar has a wall thickness of 31 m, a diameter of 70 m, and a height of 100 m, and a wall size of 3 fi, a diameter of 110 m, and a height of 100 m, the shortened distances are 3 fi and 4 fi, respectively. , the cavity resonator length is 291 Tsuru and 2
It is 90■.

以上のように準備した後装置を作動させる。そうすると
、不図示のマイクロ波発振器から投入されたマイクロ波
電力は導波管21を介して空洞共振器22内で増幅され
、ガス導入バイブ30からベルジャ−25内に導入され
た水素ガス或いは水素・アルゴン混合ガスがマイクロ波
プラズマとなる。しかしながら放電後はマイクロ波の反
射が嘗激に増えるのでマイクロ波立体回路中に組込まれ
たパワー・モニターの反射電力を減らすよう空洞共振器
長可変プランジャー及びスライド式絞りを調節する。
After preparing as above, operate the device. Then, microwave power inputted from a microwave oscillator (not shown) is amplified in the cavity resonator 22 via the waveguide 21, and the hydrogen gas or hydrogen gas introduced into the bell jar 25 from the gas introduction vibe 30 is amplified. The argon gas mixture becomes microwave plasma. However, after discharge, the reflection of microwaves increases rapidly, so the cavity resonator length variable plunger and sliding diaphragm are adjusted to reduce the reflected power of the power monitor built into the microwave three-dimensional circuit.

本装置例において、ペルジャーとして肉厚3鶴、径φ7
0+n、高さ100fiの石英ベルジャーを使用して水
素プラズマを生起せさせる場合、マイクロ波の反射を1
0%未満にするための2つの整合回路の配置例を表1に
示す。
In this device example, the Pel jar has a wall thickness of 3 mm and a diameter of 7 mm.
When generating hydrogen plasma using a quartz bell jar with a height of 0+n and a height of 100fi, the microwave reflection is
Table 1 shows an example of the arrangement of two matching circuits to make the ratio less than 0%.

なお、表1に示すところは、放電前に空洞共振器長を2
90鶴、スライド式絞り開口部を全開(口;96X27
m)にセントして放電後の2つの整合回路の配置を表し
たものである。絞りは左右対称に動かした場合の開口部
の横寸法(10〜96鶴)を記し、縦は27簡に固定し
た場合である。
Note that Table 1 shows that the cavity resonator length is set to 2 before discharge.
90 Tsuru, fully open sliding aperture opening (mouth; 96X27
This figure shows the arrangement of two matching circuits after discharge based on point (m). The horizontal dimensions of the aperture are shown when the diaphragm is moved symmetrically (10 to 96 squares), and the vertical dimension is when it is fixed at 27 squares.

表   1 圧力、マイクロ波電力に応した整合回路の配置絞り全開 尚、本装置例ではマイクロ波発振器は連続発振であり、
マイクロ波のkaのリップル率が200W〜500Wの
範囲で10%以内のものが使用される。そして、−度プ
ラズマが生起されるとマイクロ波の電力は10%以内の
ゆらぎでプラズマに連続的に投入されるため、定常状態
へ移行する。
Table 1 Matching circuit arrangement according to pressure and microwave power Fully open aperture In this device example, the microwave oscillator is continuous oscillation.
Microwaves with a ka ripple rate of 10% or less in the range of 200 W to 500 W are used. Then, when -degree plasma is generated, the microwave power is continuously injected into the plasma with fluctuations within 10%, so that the plasma shifts to a steady state.

従って、本装置例の場合、放電前及び定常状態となった
放を後の各々の段階でマイクロ波の入力インピーダンス
が整合するよう調整する。そうした調整は、空洞共振器
長とスライド式絞りを放電前後に夫々1回ずつ行えば充
分である。
Therefore, in the case of the present device example, the input impedance of the microwave is adjusted to match at each stage before discharge and after discharge reaches a steady state. It is sufficient to make such adjustments by adjusting the cavity length and the sliding diaphragm once before and after discharge.

以上に述べた本発明のMW−PCVD装置を使用してA
−5i膜等の堆積膜を形成する場合、従来のMW −P
 CV o=zに見られる系内ガスの逆拡散の生起の問
題は使用ガスの流量比をコントロールするだけで簡単に
解消できて、所望の堆積膜を効率的に形成することがで
きる。
By using the MW-PCVD apparatus of the present invention described above,
When forming a deposited film such as -5i film, the conventional MW -P
The problem of back-diffusion of gas within the system, which occurs when CV o = z, can be easily solved by simply controlling the flow rate ratio of the gas used, and the desired deposited film can be efficiently formed.

1成膜例を以下に示す。An example of 1 film formation is shown below.

底!■ 上述の装置例1に述べた本発明のMW−PCVD装置を
使用して石英基板上にA−5i:H:F膜を表2に示す
成膜条件で堆積した。
bottom! (2) Using the MW-PCVD apparatus of the present invention described in Apparatus Example 1 above, an A-5i:H:F film was deposited on a quartz substrate under the film forming conditions shown in Table 2.

表2に示したように成膜用原料ガスとしてS iF a
ガスを使用し、プラズマ発生用原料ガスとしてH,ガス
とArガスを使用した。
As shown in Table 2, SiF a is used as a raw material gas for film formation.
H gas and Ar gas were used as raw material gases for plasma generation.

成膜中での上述の従来のMW−PCVD装置に見られる
系内ガスの逆拡散の問題は、5iFnガスと他の使用ガ
ス(I(zガス+Arガス)との流量比を1:10以上
にコントロールすることにより未然に防止することがで
きた。
The problem of back-diffusion of gas within the system, which is observed in the conventional MW-PCVD equipment mentioned above during film formation, can be solved by increasing the flow rate ratio of 5iFn gas and other gases (I (z gas + Ar gas) to 1:10 or more. This could be prevented by controlling the situation.

表    2 かくしてた得られたA−5i:H:F膜を公知の評価方
法により評価したところ、以下の緒特性を有して実用価
値の高いものであることがわかった。
Table 2 When the thus obtained A-5i:H:F film was evaluated by a known evaluation method, it was found to have the following characteristics and to be of high practical value.

即ち、 光導電率σP =3.5 X 10” [Ω−’d−’
]暗導電率σ、=]、2X10−Io[Ω−1〔1]E
gopt(光学的バンドギ+7ブ)= 1.86  [
eV]Ea (活性化エネルギー)= 0.73 [e
V]装m 前記装置例1では、方形導波管21のE面が円筒空洞共
振器22の回転軸に直交して締結したものである。
That is, photoconductivity σP = 3.5 x 10"[Ω-'d-'
] Dark conductivity σ, =], 2X10-Io[Ω-1[1]E
gopt (optical band gear + 7 blocks) = 1.86 [
eV]Ea (activation energy) = 0.73 [e
V] Device In the device example 1, the rectangular waveguide 21 is fastened such that the E plane of the rectangular waveguide 21 is orthogonal to the rotation axis of the cylindrical cavity resonator 22.

一方、第2図に示す本装置例では、方形導波管のH面が
前記回転軸に直交して締結したものである。そして下達
するところを除き他の装置構成も装置例1の場合と同様
である。即ち、円筒空洞共振器について、装置例1では
TMO,(Ea、)モードで励振させているが、本装置
例ではTEo+(Hot)モードで励振させている。こ
のことにより、マイクロ波のモードによる適正内径が装
置例1に比べて本装置例の場合の方がより大きいので、
大型基体上に成膜するのに適している。
On the other hand, in the example of this device shown in FIG. 2, the H-plane of the rectangular waveguide is fastened orthogonal to the rotation axis. The other device configurations are the same as in device example 1 except for the lower part. That is, the cylindrical cavity resonator is excited in the TMO, (Ea,) mode in device example 1, but is excited in the TEo+(Hot) mode in this device example. As a result, the appropriate inner diameter according to the microwave mode is larger in this device example than in device example 1.
Suitable for forming films on large substrates.

方形導波管21を円筒空洞共振器22の締結は放電中に
プランジャーから(2m+1)/4λg(mは整数、λ
gは管内波長)付近の位!で行えば最も密な結合になり
、スライド式絞り(図示せず)またはE−Hチューナー
やスリースタブチューナー等のチューナー(図示せず)
を使用すればインピーダンス整合がとれ、マイクロ波電
力を無反射にできる。
The rectangular waveguide 21 is connected to the cylindrical cavity resonator 22 by (2m+1)/4λg (m is an integer, λ
g is around the tube wavelength)! The tightest coupling will be obtained if you use a sliding aperture (not shown) or a tuner such as an E-H tuner or three-stub tuner (not shown).
By using , impedance matching can be achieved and microwave power can be made non-reflective.

さらに大型化を行いたければTE6.(H,、)モート
以外のモード、例えばT E +□(Hlりモード、T
 E 02 (Hox)モード等にすればよい。
If you want to make it even larger, use TE6. Modes other than (H,,) mode, such as T E +□ (Hl mode, T
It may be set to E 02 (Hox) mode or the like.

また、以上述べたような単一モードに限らず、マルチモ
ード化したもの、例えばT E o I(Ho l)”
TMz (Ez)モード(縮退モートであり、D>10
0Inでデュアルモードになる)、TE!(Hz+)+
TE+z (Hlg)モード(D=230m等それぞれ
のモードの管内波長の1/2の整数倍が一致する内径の
場合、デュアルモード円筒空洞共振器になる)等を用い
てもよい。
In addition, it is not limited to the single mode as mentioned above, but also multi-mode, such as T E o I (Ho l).
TMz (Ez) mode (degenerate mode, D>10
0In becomes dual mode), TE! (Hz+)+
TE+z (Hlg) mode (if the inner diameters are equal in integral multiple of 1/2 of the tube wavelength of each mode, such as D=230 m, it becomes a dual mode cylindrical cavity resonator), etc. may be used.

〔発明の効果の概要〕[Summary of effects of the invention]

以上説明したように、本発明のMW−PCVD装置によ
れば、従来のMW−PCVDに見られる各種の問題点が
ことごとく解決され、装置の稼動率及び作業効率が著し
く向上し、A−3iデバイス等の製造コストを下げるこ
とができることの他、得られるデバイスについて性能上
のばらつきがなくなる等の効果が奏される。また、EC
R方式のような大型の電磁石を使用しないのでマイクロ
波の伝播モードを選べば容易に大面積化できるという効
果も奏される。更に、空洞共振器端から結合孔までの距
離を変化させることができるので、ガスの電離断面積に
よらずに常にマイクロ波入力インピーダンスの整合がと
れ、マイクロ波電力が有効に引用され且つ使用ガスも極
めて高効率で利用される効果が奏される。
As explained above, according to the MW-PCVD apparatus of the present invention, all the various problems seen in conventional MW-PCVD are solved, the operating rate and work efficiency of the apparatus are significantly improved, and the A-3i device In addition to being able to lower manufacturing costs, such effects include eliminating variations in performance of the resulting devices. Also, EC
Since a large electromagnet as in the R method is not used, the area can be easily increased by selecting a microwave propagation mode. Furthermore, since the distance from the end of the cavity resonator to the coupling hole can be changed, the microwave input impedance can always be matched regardless of the ionization cross section of the gas, and the microwave power can be used effectively and the gas used It is also possible to use the fuel with extremely high efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明のマイクロ波プラズマCVD装置の典
型的−例を模式的に示す透視略図であり、第2図は、本
発明のマイクロ波プラズマCVD装置の他の例を示す透
視略図である。 第3図及び第4図は、従来のマイクロ波プラズマCVD
装置の説明図又は断面略図である。 第1図及び第2図るこついて、21・・・方形導波管、
22・・・空洞共振器、23・・・空洞共振器長可変プ
ランジャー、24・・・スライド式絞り、25・・・マ
イクロ波透過性のベルジャー、26・・・マイクロ波反
射部材、27・・・堆積室、2日・・・基板、29・・
・基板サセプタ、30.31・・・ガス導入パイプ、3
2・・・ガス排出口、36・・・モーター、37・・・
電界、38・・・磁界。 第3図について、301・・・マイクロ波発振器、30
2・・・アイソレーター、303・・・パワーモニタ、
303a・・・指針計、304・・・整合器、305・
・・プラズマ発生炉、305a・・・遮蔽筒、306・
・摺動短絡板、307・・・反応器、307a・・・ガ
ス輸送管、307b・・・排気管、307C・・・プラ
ズマ発生管、30B・・・排気装置、309・・・パツ
キン、310・・・蓋、3]1・・・基板、312・・
・ガス導入パイプ、313・・・真空計。 第4図について、401・・・プラズマ化室、402・
・・堆積室、403・・・マイクロ波導入窓、404・
・・マイクロ波矩形導波管、405・・・水冷パイプ、
406・・・第1ガス導入パイプ、409・・・プラズ
マ引出し窓、411・・・基板、413・・・電磁石(
磁気コイル)、414・・・可動端面板、415・・・
円筒、416・・・チッーク構造の折返し溝、417・
−・絞り(アイリス)、418・・・高透磁率材料製環
状部材、419・・・高1siff率材料製外匡、42
0・・・冷却試料台。 特許 出 願 人 キャノン株式会社 第3(A)図 第3(B)図 第 図
FIG. 1 is a schematic perspective view schematically showing a typical example of the microwave plasma CVD apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a schematic perspective view showing another example of the microwave plasma CVD apparatus of the present invention. be. Figures 3 and 4 show conventional microwave plasma CVD
It is an explanatory view or a schematic cross-sectional view of the device. 1 and 2, 21... rectangular waveguide,
22... Cavity resonator, 23... Cavity resonator length variable plunger, 24... Sliding aperture, 25... Microwave transparent bell jar, 26... Microwave reflecting member, 27... ...Deposition chamber, 2nd day...Substrate, 29...
・Substrate susceptor, 30.31...Gas introduction pipe, 3
2...Gas exhaust port, 36...Motor, 37...
Electric field, 38...magnetic field. Regarding FIG. 3, 301...Microwave oscillator, 30
2... Isolator, 303... Power monitor,
303a... Pointer meter, 304... Matching device, 305...
...Plasma generation reactor, 305a...Shielding tube, 306.
・Sliding short circuit plate, 307... Reactor, 307a... Gas transport pipe, 307b... Exhaust pipe, 307C... Plasma generation tube, 30B... Exhaust device, 309... Packing, 310 ...Lid, 3]1...Substrate, 312...
・Gas introduction pipe, 313...vacuum gauge. Regarding Figure 4, 401... plasmaization chamber, 402...
...Deposition chamber, 403...Microwave introduction window, 404.
...Microwave rectangular waveguide, 405...Water cooling pipe,
406... First gas introduction pipe, 409... Plasma drawer window, 411... Substrate, 413... Electromagnet (
magnetic coil), 414... movable end plate, 415...
Cylindrical, 416... Chick structure folding groove, 417.
-・Aperture (iris), 418... Annular member made of high magnetic permeability material, 419... Outer case made of high 1 siff rate material, 42
0...Cooled sample stage. Patent applicant Canon Co., Ltd. Figure 3 (A) Figure 3 (B) Figure

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)密封された真空容器と、該真空容器内に基体を保
持する手段、該真空容器内に原料ガスを供給する手段、
該真空容器内を排気する手段、及び該真空容器内にマイ
クロ波立体回路を介してマイクロ波を導入し、マイクロ
波プラズマを生成する手段とからなるマイクロ波プラズ
マCVD装置であって、前記マイクロ波立体回路中に円
筒空洞共振器を設けたことを特徴とするマイクロ波プラ
ズマCVD装置。
(1) A sealed vacuum container, means for holding a substrate in the vacuum container, and means for supplying raw material gas into the vacuum container;
A microwave plasma CVD apparatus comprising means for evacuating the inside of the vacuum container, and means for introducing microwaves into the vacuum container via a microwave three-dimensional circuit to generate microwave plasma, A microwave plasma CVD apparatus characterized in that a cylindrical cavity resonator is provided in a three-dimensional circuit.
(2)前記円筒空洞共振器の軸と、該円筒空洞共振器に
マイクロ波を投入する方形導波管が直交するように締結
することを特徴とする請求項(1)記載のマイクロ波プ
ラズマCVD装置。
(2) The microwave plasma CVD according to claim (1), wherein the axis of the cylindrical cavity resonator and a rectangular waveguide for injecting microwaves into the cylindrical cavity resonator are fastened to be perpendicular to each other. Device.
(3)前記円筒空洞共振器のモードをTMrst(r,
s,tは0または正の整数)モードとすることを特徴と
する請求項(2)記載のマイクロ波プラズマCVD装置
(3) The mode of the cylindrical cavity resonator is TMrst(r,
3. The microwave plasma CVD apparatus according to claim 2, wherein s and t are 0 or positive integer) modes.
(4)前記円筒空洞共振器のモードをTErst(r,
s,tは0または正の整数)モードとすることを特徴と
する請求項(2)記載のマイクロ波プラズマCVD装置
(4) The mode of the cylindrical cavity resonator is TERst(r,
3. The microwave plasma CVD apparatus according to claim 2, wherein s and t are 0 or positive integer) modes.
(5)前記円筒空洞共振器のモードをマルチモードとす
ることを特徴とする請求項(2)記載のマイクロ波プラ
ズマCVD装置。
(5) The microwave plasma CVD apparatus according to claim (2), wherein the mode of the cylindrical cavity resonator is multimode.
(6)前記円筒空洞共振器内にマイクロ波透過性で放電
空間を形成するためのベルジャーを貫入してなることを
特徴とする請求項(2)記載のマイクロ波プラズマCV
D装置。
(6) The microwave plasma CV according to claim (2), wherein a microwave-transparent bell jar for forming a discharge space is inserted into the cylindrical cavity resonator.
D device.
(7)前記円筒空洞共振器と前記TE_1_0モード方
形導波管との締結位置が放電中にマイクロ波の結合が最
も密な位置にあることを特徴とする請求項(2)記載の
マイクロ波プラズマCVD装置。
(7) The microwave plasma according to claim (2), wherein the coupling position between the cylindrical cavity resonator and the TE_1_0 mode rectangular waveguide is at a position where microwave coupling is most dense during discharge. CVD equipment.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5923026A (en) * 1996-12-11 1999-07-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Assembly structure for an IC card
US5994769A (en) * 1995-12-19 1999-11-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha IC card
US6058018A (en) * 1996-04-05 2000-05-02 Berg Technology, Inc. Electronic card
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