JPH097960A - プラズマcvd方法及びその装置 - Google Patents

プラズマcvd方法及びその装置

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JPH097960A
JPH097960A JP18112395A JP18112395A JPH097960A JP H097960 A JPH097960 A JP H097960A JP 18112395 A JP18112395 A JP 18112395A JP 18112395 A JP18112395 A JP 18112395A JP H097960 A JPH097960 A JP H097960A
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JP
Japan
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plasma
frequency power
high frequency
coil
generating coil
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JP18112395A
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English (en)
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Kazuyuki Toyoda
一行 豊田
Tsutomu Tanaka
田中  勉
Sadayuki Suzuki
貞之 鈴木
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Kokusai Denki Electric Inc
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Kokusai Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】プラズマCVD装置に於いて、低圧から高圧迄
の広い圧力範囲でのCVDプロセスを可能とし、又プラ
ズマ発生用の高周波電力を容易に変調可能とする。 【構成】反応室外部にプラズマ発生用のコイル11を設
置して装置を構成することによって低コスト化を図り、
該コイルに印加する高周波電力を変調することにより、
プラズマCVDのプロセスマージンを広げる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置の1つで
あり、反応性ガスをプラズマ状態とし、このプラズマを
利用してウェーハ、ガラス基板等被処理基板上に薄膜を
生成するプラズマCVD方法及び装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】プラズマCVD(Chemical V
apor Deposition)に於ける薄膜生成の
反応機構は複雑である為、現在でもその機構は明確に把
握されていない。その主な原因は、プラズマCVDで使
用する反応性ガスが多原子分子であり、その反応系につ
いて気相反応と被処理基板の表面反応の両者を考慮しな
ければならない為である。
【0003】プラズマCVDの装置としては、平行平板
型やECRが一般的に利用されている。
【0004】平行平板型は最も広く利用されているもの
で、反応室内部に設置された2枚の平板電極間に高周波
電力を印加してプラズマを生成して、基板載置台上の被
処理基板表面に薄膜を生成するものである。
【0005】平行平板電極装置に於けるCVDプロセス
の反応室の圧力は、通常0.1〜10 Torr であり、比
較的高い領域で使用される。
【0006】又CVDによる膜質の改善やパウダー発生
の抑制等の為に、パルス放電が利用される場合もある。
【0007】ECRは低圧で高密度のプラズマが生成で
きる為、特に低圧化が必要なCVDプロセスに利用され
る。装置の構造としては、平板電極型と比較した場合、
反応室内部に電極が不要な為、反応室内部は単純な構造
となるが、反応室外にマイクロ波を導入する為の導波管
や磁界生成用のコイルが必要な為、全体として複雑にな
る。又均一で大面積のプラズマ生成には向いていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記した平行平板電極
型のプラズマCVD装置では、低圧力でのCVDプロセ
スが不利であると共に、反応室の内部に電極を設置する
為、電極による薄膜への不純物の影響が懸念される。
【0009】又、ECR装置では、被処理基板の大口径
化への対応が困難であり、CVDのプロセス圧力も低圧
側のみで、許容圧力範囲が狭い等の問題点がある。更に
装置の構成が大掛かりになると共に、パルス放電を利用
する為にはクライストロン発振器を利用しなければなら
ず、低コスト化も困難である。
【0010】本発明は斯かる実情に鑑み、プラズマ発生
源としてコイルを用いて、低圧から高圧迄の広い圧力範
囲でCVDプロセスを可能とし、又プラズマ発生用の高
周波電力を変調する為に必要な手段を具備し、低コスト
化とプロセスマージンを広げることができるプラズマC
VD方法及びその装置を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、プラズマ発生
用コイルに高周波電力を印加してプラズマを発生させ、
プラズマを利用してCVDを行う方法に於いて、前記プ
ラズマ発生用コイルに印加する高周波電力の1周期に於
ける高周波電力の波高値の変化の態様を変更して、プラ
ズマの電子温度制御を行うプラズマCVD方法、又真空
室と、真空室に設けられた被処理基板の温度制御が可能
な被処理基板載置台と、プラズマ発生用コイルと、該プ
ラズマ発生用コイルに接続されたコイル用高周波電源を
具備し、前記真空室を排気可能とすると共に、真空室に
反応性ガスを導入可能としたプラズマCVD装置に於い
て、前記コイル用高周波電源が高周波電力を周期的に変
調する発振部を具備したプラズマCVD装置、更にプラ
ズマ発生用コイルの高さ方向の位置を任意に変更できる
手段を具備したプラズマCVD装置に係るものである。
【0012】
【作用】高周波電力が周期的に変調されていることか
ら、放電電流が時間的に変化し、電子温度が時間的に変
化するので、プラズマの励起種の割合が変化し、エッチ
ング特性が変わる。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。
【0014】図1、図2に於いて、導電材料で且気密構
造の真空容器1の上部に、該真空容器1と同心に石英、
セラミックス等の絶縁材料から成る円筒2が気密に連設
され、該円筒2の上端は導電材料又は絶縁材料の蓋3で
気密に閉塞され、前記真空容器1、円筒2、蓋3で囲繞
される空間は気密な真空室14を形成している。
【0015】前記蓋3には前記真空室14に反応ガスを
導入するガス導入管4が連通され、前記真空容器1の底
面には排気管5が連通し、該排気管5には真空ポンプ6
が接続され、又、前記真空容器1の内部底部には絶縁材
7を介して温度調節が可能な平板電極8が設けられてい
る。該平板電極8はウェーハ、ガラス基板等の被処理基
板16が載置されるものであり、該被処理基板16を所
要の温度に加熱することができ、又前記平板電極8には
整合器9を介して電極用高周波電源10が接続されてい
る。
【0016】前記円筒2の周囲に、プラズマ発生用コイ
ル11が巻設され、該プラズマ発生用コイル11の一端
に整合器19を介してコイル用高周波電源20が接続さ
れている。前記プラズマ発生用コイル11は円筒2に対
して昇降可能に設けられていると共に図示しない昇降手
段によりその位置を変更できる様になっている。又、前
記コイル用高周波電源20は後述する様に変調された高
周波電力を出力できる様な発振部を具備している。
【0017】図3はプラズマ発生用コイル11に印加す
る高周波電力を出力するコイル用高周波電源20の発振
部の一例を示しており、該コイル用高周波電源20の発
振部は、主に基本波発生器21、該基本波発生器21に
接続された信号合成器22、該信号合成器22に接続さ
れた増幅器23、前記信号合成器22に接続された変調
波発生器24から構成されている。
【0018】前記基本波発生器21から出力される定常
サインカーブ波形(図4参照)の高周波電力が前記信号
合成器22に入力されると共に前記変調波発生器24か
らも変調信号が入力され、前記信号合成器22からは基
本波が周期Ts 毎に変調された形で出力される。更に該
信号合成器22からの高周波出力は前記増幅器23によ
り所定の電力値(波高値)に増幅されて出力される。
【0019】前記信号合成器22からの変調波形の一例
として、図5(a)(b)(c)(d)を示す。又、前
記増幅器23からの出力波形は図5(a)(b)(c)
(d)を増幅した波形となる。尚、図5は出力波形の包
絡線が台形状(図5(a))、3角波状(図5
(b))、矩形波状(図5(c))、断続波(図5
(d))を示したが、前記変調波発生器24からの信号
を操作することで、サインカーブ状、階段状の変化を繰
返すもの等、種々変更されることは言う迄もない。
【0020】以下、作動を説明する。
【0021】前記被処理基板16を前記平板電極8に載
置し、前記真空室14を前記真空ポンプ6で排気し、図
示しない圧力制御装置で所定の圧力に維持しつつ、前記
真空室14に前記ガス導入管4から反応性ガスを導入す
る。
【0022】前記プラズマ発生用コイル11にコイル用
高周波電源20が出力する高周波電力を前記整合器19
を介して印加すると、前記プラズマ発生用コイル11が
形成する高周波交番電界、磁界の作用により前記反応性
ガスが電離して前記真空室14にプラズマ15が生成さ
れ、更に前記平板電極8上の被処理基板16表面に薄膜
が生成される。
【0023】上記した様に、プラズマ生成の為の高周波
電力は周期的に変調されている為、放電電流は時間的に
変化する。放電電流の増加期間では電子温度は上昇し、
放電電流の減少期間では電子温度は低下する。これはプ
ラズマの電子温度の変化の時定数がプラズマ密度の変化
の時定数よりも小さい為である。
【0024】電子温度の変化期間に電子温度以外のプラ
ズマパラメータが変化するが、この時励起種の割合も変
化する。結果として気相中の化学反応並びにウェーハ表
面に於ける化学反応も変わる為、CVD特性も変わる。
【0025】而して、増幅器23の高周波電力の出力波
形は、変調信号発生器24の出力波形を図5の(a)〜
(d)の例で示す様に変更して自在に変えることがで
き、所要のCVD特性が得られる様に適宜変えて最適化
する。
【0026】前記プラズマ発生用コイル11に印加する
周期的に変調した高周波電力の基本波の周波数は、前記
被処理基板16の種類、処理の仕様により適宜選択さ
れ、通常は1MHz 〜100MHz の範囲に於いて適切
な値が選択される。又、変調方法は対象とする被処理
物、要求されるプロセスの処理仕様に応じて、プラズマ
の電子温度を制御して活性種の割合を適正にする為、適
宜変更して最適化する。
【0027】而して、変調の仕方を、圧力や反応性ガス
の流量と同様にプラズマCVDプロセス条件の1つとし
て設定する。変調信号の周期は10μs〜10msの範
囲於いて任意に設定する。
【0028】図6は高周波電源の別の例を示したもの
で、任意信号発生器25が出力する周期的に変調された
信号が高周波電力増幅器26に入力される。該高周波電
力増幅器26は入力された変調信号を所定の増幅率で増
幅して出力する。任意信号発生器25は必要な波形を任
意に設定できるので、1周期内に於いて、高周波の波高
値のみならず、周波数や波形も任意に変更できるので、
変調方法の範囲が広がる。
【0029】而して、前記コイル用高周波電源20によ
り周期的に変調した高周波電力が前記プラズマ発生用コ
イル11に印加可能となっている。
【0030】前記任意信号発生器25により直接変調波
を発生させる場合も、要求されるプロセスの処理仕様に
応じて変調波を最適化する。又、前記プラズマ発生用コ
イル11の上下方向の位置を変化させることでプラズマ
中心を変更できる等機械的な調整も可能となる。
【0031】尚、前記プラズマ発生用コイル11の巻数
は1巻以上任意の巻数を選択することが可能であるが、
生成されたプラズマの均一性、プラズマ密度等を考慮す
ると1巻で充分である。又、前記プラズマ発生用コイル
11は円筒2に巻付けた状態で設けた例を示したが、本
発明の高周波電力印加方法は、コイルを前記蓋3に平行
に設けた場合、或は反応室1の側面に設けた場合や反応
室1の内部に設けた場合等、あらゆるコイル及びその設
置方法に対して適用可能である。
【0032】以下、本実施例の作動の具体例を説明す
る。
【0033】図7はプラズマ発生用コイル11に印加す
る高周波電力と、ダブルプローブ法で測定したプラズマ
(電子)密度(図中実線)及び電子温度の平均値(図中
破線)の関係を示した図である。
【0034】測定条件は以下の通りである。 高周波電力の周波数:13.56 MHz 圧 力 : 1.0 Pa ガ ス :C2 6 高周波電力が1.0KWの時、プラズマ(電子)密度は
圧力が1.0Paと低圧であるにも拘らず、4×1011
個/cm3 というECR並の高い値が得られる。
【0035】図8はプラズマ発生用コイル11に印加す
るパルス状高周波電力のパルス幅(高周波電力のON時
間)とダブルプローブ法で測定したプラズマ(電子)密
度(図中実線)及び電子温度の平均値(図中破線)の関
係を示した図である。パルスのOFF時間は10μsに
固定してある。
【0036】測定条件は以下の通りである。 高周波電力 : 1.0 KW 高周波電力の周波数:13.56 MHz(連続) 圧 力 : 1.0 Pa ガ ス :C2 6 パルス幅(高周波電力ON時間)を短くして行くと、電
子温度の平均値は低くなる。この結果から、パルス幅を
変えることによって、プラズマの電子温度の平均値を制
御できることが解る。
【0037】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、プラズ
マ発生用コイルに高周波電力を印加してプラズマを発生
させるので低コスト化が実現し、又高周波電力を容易に
変調でき、更に該高周波電力を変調することによって、
広範囲な圧力の元でプラズマCVDが実行可能となり、
又プラズマの電子温度の平均値を制御することにより、
プラズマCVDのプロセスマージンを広げることが可能
となる等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図2】同前実施例の断面図である。
【図3】該実施例に於ける発振部の一例を示すブロック
図である。
【図4】該高周波電源での基本波を示す線図である。
【図5】(a)(b)(c)(d)は該高周波電源での
印加電力波形の例を示す線図である。
【図6】本実施例に於ける高周波電源の例を示す図であ
る。
【図7】コイルに印加する高周波電力とプラズマ密度、
電子温度の関係を示す線図である。
【図8】コイルに印加するパルス状高周波電力のパルス
幅とプラズマ密度、電子温度の関係を示す線図である。
【符号の説明】
1 真空容器 2 円筒 3 蓋 4 ガス導入管 5 排気管 6 真空ポンプ 11 プラズマ発生用コイル 19 整合器 20 コイル用高周波電源

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラズマ発生用コイルに高周波電力を印
    加してプラズマを発生させ、プラズマを利用してCVD
    を行う方法に於いて、前記プラズマ発生用コイルに印加
    する高周波電力の1周期に於ける高周波電力の波高値の
    変化の態様を変更して、プラズマの電子温度制御を行う
    ことを特徴とするプラズマCVD方法。
  2. 【請求項2】 真空室と、真空室に設けられた被処理基
    板の温度制御が可能な被処理基板載置台と、プラズマ発
    生用コイルと、該プラズマ発生用コイルに接続されたコ
    イル用高周波電源を具備し、前記真空室を排気可能とす
    ると共に、真空室に反応性ガスを導入可能としたプラズ
    マCVD装置に於いて、前記コイル用高周波電源が高周
    波電力を周期的に変調する発振部を具備したことを特徴
    とするプラズマCVD装置。
  3. 【請求項3】 プラズマ発生用コイルの高さ方向の位置
    を任意に変更できる手段を具備した請求項2のプラズマ
    CVD装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10321399A (ja) * 1997-05-22 1998-12-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマ処理方法及び装置
JP2002069653A (ja) * 2000-09-04 2002-03-08 Anelva Corp 薄膜形成方法、薄膜形成装置及び太陽電池
JP2006260857A (ja) * 2005-03-16 2006-09-28 Nagano Japan Radio Co プラズマ処理装置
JP2011060852A (ja) * 2009-09-07 2011-03-24 Mitsubishi Electric Corp 半導体膜の製造装置及び方法
US9171734B1 (en) 2014-08-25 2015-10-27 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device and non-transitory computer-readable recording medium

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10321399A (ja) * 1997-05-22 1998-12-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマ処理方法及び装置
JP2002069653A (ja) * 2000-09-04 2002-03-08 Anelva Corp 薄膜形成方法、薄膜形成装置及び太陽電池
JP2006260857A (ja) * 2005-03-16 2006-09-28 Nagano Japan Radio Co プラズマ処理装置
JP2011060852A (ja) * 2009-09-07 2011-03-24 Mitsubishi Electric Corp 半導体膜の製造装置及び方法
US9171734B1 (en) 2014-08-25 2015-10-27 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device and non-transitory computer-readable recording medium
JP5840268B1 (ja) * 2014-08-25 2016-01-06 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法および記録媒体
KR20160024713A (ko) * 2014-08-25 2016-03-07 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체

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