JPS6165420A - 高周波放電装置とそれを利用する放電反応装置 - Google Patents
高周波放電装置とそれを利用する放電反応装置Info
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- JPS6165420A JPS6165420A JP59187751A JP18775184A JPS6165420A JP S6165420 A JPS6165420 A JP S6165420A JP 59187751 A JP59187751 A JP 59187751A JP 18775184 A JP18775184 A JP 18775184A JP S6165420 A JPS6165420 A JP S6165420A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/24—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using chemical vapour deposition [CVD]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3404—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being Group IVA materials
- H10P14/3411—Silicon, silicon germanium or germanium
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、殊に半導体テパイスの半導体腓、金属膜、絶
縁杓の膜生成、エツチング、表面改質等の表面処理に用
途をもつ、励起活性種を多量に作成しかつ放射光強度を
犬にした高周波放電装置及びそれを利用する放電反応装
置に関するものである。
縁杓の膜生成、エツチング、表面改質等の表面処理に用
途をもつ、励起活性種を多量に作成しかつ放射光強度を
犬にした高周波放電装置及びそれを利用する放電反応装
置に関するものである。
(従来技術とその問題点)
高密度プラズマを得る一つの方法としてホローカソード
放電がある。第7図に従来のホローカソード放電装置の
一例を示した。
放電がある。第7図に従来のホローカソード放電装置の
一例を示した。
図で、DC電源203の出力する電圧はパラスト抵抗2
04を通して中空陰極201および陽極202に印加さ
れる。パラスト抵抗204は放電の電流、電圧特性を適
値に調整するものである。
04を通して中空陰極201および陽極202に印加さ
れる。パラスト抵抗204は放電の電流、電圧特性を適
値に調整するものである。
放電室205には、放電に必要な所定の気体が満たされ
ている。
ている。
中空陰極201と陽極202間の電圧が充分大きくなる
と9両極間で放電210を生じ、この放電が中空陰極2
01の内部で非常に強くなることがある。これがホロー
カソード放電である。
と9両極間で放電210を生じ、この放電が中空陰極2
01の内部で非常に強くなることがある。これがホロー
カソード放電である。
一般に、ホローカソード放電あるいは中空陰極放電と呼
ばれているこの放電はすべて直流放電であって、中空形
にした陰極内部に生じる放射光を伴った怖い放電を指し
て言っている。
ばれているこの放電はすべて直流放電であって、中空形
にした陰極内部に生じる放射光を伴った怖い放電を指し
て言っている。
ホローカソード放電3を含めて、一般に、直流放電を半
導体または絶縁物の薄膜の5V、豚装置等に応用した場
合、その放電は、電極上に堆積した生成膜の影響を敏感
に受け、とかく放電が安定せず。
導体または絶縁物の薄膜の5V、豚装置等に応用した場
合、その放電は、電極上に堆積した生成膜の影響を敏感
に受け、とかく放電が安定せず。
場合によっては放電不能となる欠点がある。
また、中空陰極201の内壁が放電によりスパッタリン
グされ易く、陰極のスパッタリング生5y物が生517
%中に取り込まtlて膵賞のはなはだしい悪化ケ招いた
りもする。
グされ易く、陰極のスパッタリング生5y物が生517
%中に取り込まtlて膵賞のはなはだしい悪化ケ招いた
りもする。
一方、高密度プラズマを得る他の方法には、第8図に示
しだLTEブラズ、(LTEはLocal Therm
al Eguilibriumの略)を用いる方法があ
る。 高周波電源251で発生した高周波物、
圧がコイル252に印加されると、コイル252のイン
ピーダンスによって電力が消費され、電力(?費が大き
くなると通常のグロー状放笛が生じ、さらに小、力消費
を増すと放電室205内部にL T Eプラズマ260
が発生する。
しだLTEブラズ、(LTEはLocal Therm
al Eguilibriumの略)を用いる方法があ
る。 高周波電源251で発生した高周波物、
圧がコイル252に印加されると、コイル252のイン
ピーダンスによって電力が消費され、電力(?費が大き
くなると通常のグロー状放笛が生じ、さらに小、力消費
を増すと放電室205内部にL T Eプラズマ260
が発生する。
1!i電室205の形状、コイル252の形状にも左右
されるが。
されるが。
通常の装置でこのLTEプラズマを発生をせるためにけ
、キロワット単位の大%4力を必要とし、このプラズマ
を利用する装置の電源部は非常に高価なものとなってし
まう。
、キロワット単位の大%4力を必要とし、このプラズマ
を利用する装置の電源部は非常に高価なものとなってし
まう。
また高密度プラズマを得る他の方法には、磁場を用いて
プラズあるいは放射光強度を得るのは困難である。
プラズあるいは放射光強度を得るのは困難である。
以上のように、成膜工程等で必要とされる高濃度のプラ
ズマは従来の方法ではとても得られず、また得られたと
しても、電源部が大型化するなどで!4ItW>て高価
なものとなる。
ズマは従来の方法ではとても得られず、また得られたと
しても、電源部が大型化するなどで!4ItW>て高価
なものとなる。
従って、高濃琳のプラズマ、高強度の放射光を安定に発
生し。
生し。
しかも、良質の膜処理を可能にする。安価な放電装置及
びこれを第11用する良質の放電反応装置の出現が強く
望まれている。
びこれを第11用する良質の放電反応装置の出現が強く
望まれている。
(発明の目的)
本発明の目的はこれら従来の装置の欠点を除いた新規な
高周波放電装置及びそれを利用する放電反応装置の提供
にある。
高周波放電装置及びそれを利用する放電反応装置の提供
にある。
本願の第1の発明の目的は、電極の表面状態および材質
の変化T旬も1゛°〜 に士つ手咄安定したプラズマが確保できる高周波放電装
置゛の提供にある。
の変化T旬も1゛°〜 に士つ手咄安定したプラズマが確保できる高周波放電装
置゛の提供にある。
また他の目的は、高音用のプラズマを確保し、しかもち
極がスパッタリングきれにくい構造の高周波放電装置崖
の提供にある。
極がスパッタリングきれにくい構造の高周波放電装置崖
の提供にある。
また別の目的は、高音1兜プラズマを低電力て作りしで
き電源糸を安価でかつコンパクトにした高周波放電装置
の提供にある。
き電源糸を安価でかつコンパクトにした高周波放電装置
の提供にある。
本願の第2の発明の目的は、前記第1の発明の高周波放
電装置ケ利用する。損傷の少い、よく制御された。良質
の膜堆積、エツチング、表面改質等の処理を、高速かつ
安価に行なうことのできる放電反応装置の提供にある。
電装置ケ利用する。損傷の少い、よく制御された。良質
の膜堆積、エツチング、表面改質等の処理を、高速かつ
安価に行なうことのできる放電反応装置の提供にある。
(発明の構成)
本願の第1の発明は。
(al 中空構造の高周波印加電極とこねに高周波電
圧を印加する手段。
圧を印加する手段。
(b) その中空空間内に出力線を作る手段。
(c) その中空空間またはその一部空間で構成され
る放1.室。
る放1.室。
(a) この放電室に所定のプラズマ誘起気体を導入
、排気する手段。
、排気する手段。
tel 必要ならば放電開始のためのトリガ手段。
(fl 必要ならは温度コントロール手段。
で構成される高周波放電装置である。
本願の第2の発明は。
(、) 中空構造の高周波印加電極とこれに高周波電
圧を印加する手段。
圧を印加する手段。
(b) その中空空間内に磁力線を作る手段。
(c)その中空空間まだはその一部空間で構成される放
電室。
電室。
(dl この放電室に所定のプラズマ誘起気体を導入
、排気する手段。
、排気する手段。
(e) 必要ならば放電雫始のためのトリガ手段。
(r) 必要ならば温度コントロール手段。
で構成される前記第1の発明の高周波放雷、装置で生成
した放電プラズマおよび/または放射光の少なくとも一
部を。
した放電プラズマおよび/または放射光の少なくとも一
部を。
被処理物を設置した処理室内に導き、この被処理物の表
面に所定の処理を施すよう構成した放電反応装置である
。
面に所定の処理を施すよう構成した放電反応装置である
。
(実施例1)
第1図は本願の第1の発明の一実施例の正面断面図を示
す。1は石英管であり、これがプラズマ19を作成する
放電室10の主体をなしている。20は高周辣亀圧印加
系である。2は中空円筒状高周波印加電極であり、高周
波電源3から絶縁体7を貫通して高周波電圧がこの中空
円筒状高周波印加′!It極2に印加される。そしてこ
の装置によってこの中空円筒状高周波印加@極2の内部
に疑似的なホローカソード放電を発生させることができ
る。30はプラズマの密度を上けるための磁界発生機構
である。石英管1および中空円筒状高周波印加電極2と
同心円状に、またこれらの外側に・・ニカム状に巻かれ
たコイル4に、DC(直流)および/またはAC(交流
)電源5から絶縁体7全通して励磁電流を流すことによ
り磁界を生成することができる。そしてその励磁電、流
値を変化させて磁界の強さの制御することが可能であり
、プラズマの状態をコントロールすることができる。
す。1は石英管であり、これがプラズマ19を作成する
放電室10の主体をなしている。20は高周辣亀圧印加
系である。2は中空円筒状高周波印加電極であり、高周
波電源3から絶縁体7を貫通して高周波電圧がこの中空
円筒状高周波印加′!It極2に印加される。そしてこ
の装置によってこの中空円筒状高周波印加@極2の内部
に疑似的なホローカソード放電を発生させることができ
る。30はプラズマの密度を上けるための磁界発生機構
である。石英管1および中空円筒状高周波印加電極2と
同心円状に、またこれらの外側に・・ニカム状に巻かれ
たコイル4に、DC(直流)および/またはAC(交流
)電源5から絶縁体7全通して励磁電流を流すことによ
り磁界を生成することができる。そしてその励磁電、流
値を変化させて磁界の強さの制御することが可能であり
、プラズマの状態をコントロールすることができる。
6は励磁電流としてLJCを用いた場合の磁力線を示す
。DCを用いた場合にはプラズマの発生は時間によらず
一定となり、均一性の良いプラズマを得ることができる
。一方励磁電流としてACを用いた場合にはプラズマは
ACの周波数に影響され、ACの周波数によってプラズ
マ状態は変化する。このため均一性に関するかぎりDC
を用い次男が良い。しかしACを州いる利点は、荷箱。
。DCを用いた場合にはプラズマの発生は時間によらず
一定となり、均一性の良いプラズマを得ることができる
。一方励磁電流としてACを用いた場合にはプラズマは
ACの周波数に影響され、ACの周波数によってプラズ
マ状態は変化する。このため均一性に関するかぎりDC
を用い次男が良い。しかしACを州いる利点は、荷箱。
粒子の挙動がDCの場合と異ったものになりプラズマの
内部励起状態に変化を生ずる点にある。
内部励起状態に変化を生ずる点にある。
i)CあるいはACの何れで励磁するか、又はDCとA
Cを重畳させた励磁電流を用いるかは用途によって使い
分けることになる。
Cを重畳させた励磁電流を用いるかは用途によって使い
分けることになる。
第1図のように、高周波電極2と箱磁コイル4の間にシ
ールドがないときは、高周波電圧が磁界発生機構内に伝
播し、DCおよび/またはAC&、源5に悪影響をおよ
ぼす。これを防止するためには1次の2つの方法のどち
らか一方あるいは両方が必要となる。
ールドがないときは、高周波電圧が磁界発生機構内に伝
播し、DCおよび/またはAC&、源5に悪影響をおよ
ぼす。これを防止するためには1次の2つの方法のどち
らか一方あるいは両方が必要となる。
まず第一の方法は、コイル4をハニカム状に巻くことで
ある。/・二カム状コイルに嵩高罠なりこのためプラズ
マの空間分布が多少悪くなる。しかし、コイルの階間容
量を減少しこ\でローパスフィルターと同様の効果を得
ることができる。
ある。/・二カム状コイルに嵩高罠なりこのためプラズ
マの空間分布が多少悪くなる。しかし、コイルの階間容
量を減少しこ\でローパスフィルターと同様の効果を得
ることができる。
第二の方法は、積極的にコイル4と霜#5との間に高周
波カットフィルターをS人するもので、高周歴歯、圧の
一5譚5への加入を効果的に防止できる。
波カットフィルターをS人するもので、高周歴歯、圧の
一5譚5への加入を効果的に防止できる。
放電室10.中空円伊・状高周波印加雷極2および磁界
発生機構30、を冷却するiKコントロール枡構40が
あり、水冷シャケ動水をシールするオーリングである。
発生機構30、を冷却するiKコントロール枡構40が
あり、水冷シャケ動水をシールするオーリングである。
トリガ機構50は、放電の初期にプラズマ19′f発生
し易くするためのもので、高圧隼源11から針第極12
,12’間に高圧を印加し、フ゛ラズマ19を誘起させ
る。
し易くするためのもので、高圧隼源11から針第極12
,12’間に高圧を印加し、フ゛ラズマ19を誘起させ
る。
所定の勿体の流れ13は、放電室10内で目的とする励
起活性種および放射光等を生成し流れ14の方向に引き
出される。ただし流ね14の中には残留気体も混在して
お棹、それはL4示しない排気系で排気される。
起活性種および放射光等を生成し流れ14の方向に引き
出される。ただし流ね14の中には残留気体も混在して
お棹、それはL4示しない排気系で排気される。
必要ならばフィルター、作動排体等の柚を構を用いて流
れ14の中からイオン、ラジカル、励起種等の励起活性
種および/または放射光等を引き出し、それらを表面処
理、成膜等の目的に使用することができる。
れ14の中からイオン、ラジカル、励起種等の励起活性
種および/または放射光等を引き出し、それらを表面処
理、成膜等の目的に使用することができる。
前記したように、従来技術として、磁場を用いたホロー
カソード放電装#(例えば特開昭58−169848)
が存在するが。
カソード放電装#(例えば特開昭58−169848)
が存在するが。
その放電はDC放電であり1本発明の装置とは本質的に
異なる。
異なる。
すなわち本発明は高周波放電に唱°徴があね1本発明の
場合は放電室の一部あるいはその内部に電極を設ける必
要がない。これは重要なことで、内部に電極のあるDC
放電装置を半導体あるいは絶縁物の成膜装置等に利用す
る場合は、生成膜中ヘスバッタリングされた電極拐が混
入し膝、質の劣化をまねくおそれがあるが9本発明の装
置ではその懸念から開放される。
場合は放電室の一部あるいはその内部に電極を設ける必
要がない。これは重要なことで、内部に電極のあるDC
放電装置を半導体あるいは絶縁物の成膜装置等に利用す
る場合は、生成膜中ヘスバッタリングされた電極拐が混
入し膝、質の劣化をまねくおそれがあるが9本発明の装
置ではその懸念から開放される。
またDC放電は、成膜の際に生じる%極のよごれにも敏
感で。
感で。
放電が不安定化したり時には放電不能ともなるが1本発
明の装置にはその心配がなく、安定した放電が維持でき
る。
明の装置にはその心配がなく、安定した放電が維持でき
る。
第2図、穿、3図、第4図、第5ン1.第6図には本発
明の他の実施例を示す。
明の他の実施例を示す。
第2図は、磁界発生機構30として永久磁石15を用い
た例である。また温度コントロール機構40には空冷フ
ァン16を採用している。17け高周波シールドケース
である。
た例である。また温度コントロール機構40には空冷フ
ァン16を採用している。17け高周波シールドケース
である。
第3図は、放電室10の一部が、中空内置状高周波印加
電極そのもので構成されだ実施例である。71d絶縁体
である。この高周波印加箱棒にはスパッタリングさねに
くいたとえば黒鉛、タングステン、タンタル等の飼料が
選定される。
電極そのもので構成されだ実施例である。71d絶縁体
である。この高周波印加箱棒にはスパッタリングさねに
くいたとえば黒鉛、タングステン、タンタル等の飼料が
選定される。
この中空円筒状高周波印加型@12けたはその付近の部
材)を耐r材で構F!’1..電極温度をかなり上昇を
せ、電極表面からの熱市子放出によりプラダ′?19を
生じ易くする方法も可能である。
材)を耐r材で構F!’1..電極温度をかなり上昇を
せ、電極表面からの熱市子放出によりプラダ′?19を
生じ易くする方法も可能である。
早4図は中空円筒状高周波印加電極2の内面全所定の材
料18で皺伸し7.電極表面のスパッタリング効果を種
棒的に利用する構造となっている。
料18で皺伸し7.電極表面のスパッタリング効果を種
棒的に利用する構造となっている。
第5図はコイル状高周波印加箱棒21ケ用いて誘導カン
ブリングでプラズマ19を誘起すると共に、そのプラズ
マケ磁界によって高密度化した装置の例である。磁界発
生機構30では市の51から高周波カットフィルター2
0を通して、このコイル状普周波印加電極21の高周波
電流にDCおよび2/−!たはAC電流を重畳させるか
たちで印加し、磁界を発生させている。
ブリングでプラズマ19を誘起すると共に、そのプラズ
マケ磁界によって高密度化した装置の例である。磁界発
生機構30では市の51から高周波カットフィルター2
0を通して、このコイル状普周波印加電極21の高周波
電流にDCおよび2/−!たはAC電流を重畳させるか
たちで印加し、磁界を発生させている。
第6図は第5図の装置の磁界発生機構30として永久磁
石15を採用し、これをコイル状高周波印加′[ti、
極21の外側に設置した例である。永久磁石15がP縁
体の場合には、コイル状高周波印加電極21の内側に設
置しても良い。
石15を採用し、これをコイル状高周波印加′[ti、
極21の外側に設置した例である。永久磁石15がP縁
体の場合には、コイル状高周波印加電極21の内側に設
置しても良い。
(実施例2)
以下には、前記した第1の発明を利用する9本に6の第
2の発明の実施例を1図に基いて説明する。
2の発明の実施例を1図に基いて説明する。
第9図は前記の発明の高周波放電装置を膜の生成に利用
した。
した。
第2の発明の成胛装饗の実施例である。高周波放電装置
60け。
60け。
堆積室70を構17すする。
ステンレス製真空チェ/パー24に連結され、基板ホル
ダ25参と 弊電位またけ所定の矩位あるいに浮遊重付に設定する。
ダ25参と 弊電位またけ所定の矩位あるいに浮遊重付に設定する。
バルブ22を通してプラズマ19を誘起する気体がよ入
濱第1゜一方、バルブ23よりは、主として堆積に関係
する気体が導入さオ]る。プラズマ19で住した励起活
伸種および/捷たは放射光はj#積室70内に用人され
、ノ・ルプ23を通してψ人さt]た所定の気体と反応
して遅柳27上に堆積し脛を生成する。
濱第1゜一方、バルブ23よりは、主として堆積に関係
する気体が導入さオ]る。プラズマ19で住した励起活
伸種および/捷たは放射光はj#積室70内に用人され
、ノ・ルプ23を通してψ人さt]た所定の気体と反応
して遅柳27上に堆積し脛を生成する。
29.31は排気の流す1であり、プラズマ19から会
する励起活性種および/またね放射光32のうち放射光
の方を主に利用する場合等には予備排気31が有効に利
用できる。
する励起活性種および/またね放射光32のうち放射光
の方を主に利用する場合等には予備排気31が有効に利
用できる。
さて1本実施の作用効呆について詣明すると、半を体デ
ノくイヌで層間P縁膜あるいはノ・ノシペーション膜と
して、f7.祝濱れているSiN膜は、辿富、プラズマ
CV D法にノリ作級されている刀・。
ノくイヌで層間P縁膜あるいはノ・ノシペーション膜と
して、f7.祝濱れているSiN膜は、辿富、プラズマ
CV D法にノリ作級されている刀・。
従来のプラズマCV 1$負では、原料ガスとしてシラ
7 (5iH4)。
7 (5iH4)。
窒素(N2 ) に加えてアンモニア(Nl−13)
を用いている。これは。
を用いている。これは。
5iNpの窒素源として、窒素分子の供給のみでは窒素
分子の解離が少ないため値素か不足さみであり、袖助隼
素源、としてアンモニアを加えているのであるが、この
場合SiI’Jgψ中に多くの水素原子が取抄込まれて
絶縁性およびパッシベーション性に股い彩もを与えるこ
とが知らえ1ている。
分子の解離が少ないため値素か不足さみであり、袖助隼
素源、としてアンモニアを加えているのであるが、この
場合SiI’Jgψ中に多くの水素原子が取抄込まれて
絶縁性およびパッシベーション性に股い彩もを与えるこ
とが知らえ1ている。
また従来の装置ては、放電プラズマに基板が暉きねるた
めに。
めに。
荷箱オ″i子の照射等のターメージが大きいことが間h
1となってきている。
1となってきている。
第9図の成肛°装慟はこの問題を解決することかできる
。
。
第9図の高辰波放市、ト・@60として坪6図の高周波
放電装置を用い、放電室10の材質に石莢ガラスを採用
し、放電1室10とコイル状高周波印加電極21を水冷
し、永久磁石15には1円柱の軸心部で約1000カウ
ヌの磁束密度を発生させる希土類系磁石を用いる。そし
て、望東ガスをバルブ22から導入し、プラズマ内を連
過づせて29の方向I/c派出させ、31方向の予備排
気は用いないで、シランガスを23のバルブ゛からjt
t[t’M 70にφ人する。
放電装置を用い、放電室10の材質に石莢ガラスを採用
し、放電1室10とコイル状高周波印加電極21を水冷
し、永久磁石15には1円柱の軸心部で約1000カウ
ヌの磁束密度を発生させる希土類系磁石を用いる。そし
て、望東ガスをバルブ22から導入し、プラズマ内を連
過づせて29の方向I/c派出させ、31方向の予備排
気は用いないで、シランガスを23のバルブ゛からjt
t[t’M 70にφ人する。
先述のとおり、詳周汲放τ+x、H’>構60の内部に
生じているプラズマ19け、充分高密度で争素の解餌が
連んでいる。そtlは1発光分光分析を行なうと9通常
で+i1!、!i+ljされない窒素原子の発光(29
2(3P) 3p −+2pz 3s等) 7j”#A
6”Iサレルコトテhカル。高周波放′FtL機栴60
から引き出された励起活性種、荷電粒子は、粕稍室70
内の32の位置でも弱い発光を示し、この発光にはシラ
ン系SiH,別、H2の発光も含壕れる。
生じているプラズマ19け、充分高密度で争素の解餌が
連んでいる。そtlは1発光分光分析を行なうと9通常
で+i1!、!i+ljされない窒素原子の発光(29
2(3P) 3p −+2pz 3s等) 7j”#A
6”Iサレルコトテhカル。高周波放′FtL機栴60
から引き出された励起活性種、荷電粒子は、粕稍室70
内の32の位置でも弱い発光を示し、この発光にはシラ
ン系SiH,別、H2の発光も含壕れる。
この装置を用いることによって、 I Torr (
N2200 SCCM。
N2200 SCCM。
S 1)(45SCCM )の条件下で9通常のプラズ
マCVDと同8度の5MM速度である3oOX/min
で、しかも屈折率2.05のSiN膜を基か527表面
に5′9.膜することができた。この月41はアンモニ
アを用いていないため、赤外吸収スペクトルによっても
N−H結合が観ル1.されず、充分な良質胎であった。
マCVDと同8度の5MM速度である3oOX/min
で、しかも屈折率2.05のSiN膜を基か527表面
に5′9.膜することができた。この月41はアンモニ
アを用いていないため、赤外吸収スペクトルによっても
N−H結合が観ル1.されず、充分な良質胎であった。
時として、N−H結合を含むbiN膜を必敬とする場合
があるか、その時にはバルブ23からシランとともに適
搦のアンモニアを画人ずれば良い。この装備は、気体の
種類、その導入輩によって、広範囲に膜實をコントロー
ルできる。
があるか、その時にはバルブ23からシランとともに適
搦のアンモニアを画人ずれば良い。この装備は、気体の
種類、その導入輩によって、広範囲に膜實をコントロー
ルできる。
この装置にはもう一つの犬さl利点かある。
それは、基栖27が高周汲故ル:Pk構60から遠く船
れ又いるため、夕f亀粒子の強い衝St−受けることが
なく、夕゛メージの少ない成膜が可能なことである。
れ又いるため、夕f亀粒子の強い衝St−受けることが
なく、夕゛メージの少ない成膜が可能なことである。
この点は非常に重要で、殊に集積回路の集積丸が進む際
にその威力を発揮する。
にその威力を発揮する。
ところで高周波放電機構60として第11ン1.第2夕
1.第3図。
1.第3図。
第4区1.第5図のものを採用してもほぼ同様の好結果
を得ることかできるっ ただ(7注意すべき5専があり、第1図、第2[ヅlお
よび第3し;の甚周汲放11泰邑を用いる址合匝釦1時
としC9故雪室10の材質がスパックリンクされて牛5
(・脚中に7昆入することがある。
を得ることかできるっ ただ(7注意すべき5専があり、第1図、第2[ヅlお
よび第3し;の甚周汲放11泰邑を用いる址合匝釦1時
としC9故雪室10の材質がスパックリンクされて牛5
(・脚中に7昆入することがある。
この障沓は、放−2室10のも質としてAl2O3を用
いるなとて回避できる。
いるなとて回避できる。
前に負浸しだように2M椅的にスハツタリング効果を利
用することも可能で、8iN肛“・を作成する場合に、
SiNセラミクスを用いることで目的を1IFikする
こ・とができる。
用することも可能で、8iN肛“・を作成する場合に、
SiNセラミクスを用いることで目的を1IFikする
こ・とができる。
第10区1.第11図、第12図、第13は1は前記の
晶周叶放1氏装置を利用するak膜装置の他の実施汐1
1である。
晶周叶放1氏装置を利用するak膜装置の他の実施汐1
1である。
第10図はプラズマ19から発する放射靭の与を利用す
るために、放#、J却のみが這過する光学窓33を設け
/と成膜装置である。
るために、放#、J却のみが這過する光学窓33を設け
/と成膜装置である。
この光学窓33け、放電室10と堆積室70とを気密に
分離し。
分離し。
プラズマ19で生じた励起活性種が堆積室内に混入する
のを防止している。光字窓33に光学的フィルターを使
用すれば、目的とする特定の波長の光會堆fA室に導入
することができる。
のを防止している。光字窓33に光学的フィルターを使
用すれば、目的とする特定の波長の光會堆fA室に導入
することができる。
この第10図の装置で、バルブ22から水素分子を導入
した場合のプラズマ19の放矩、状態は9通常の放電と
大きく異なる。すなわち発光強度は全体的に非常に強く
、シかもその発光は9通常のプラズマに比較して水素分
子の連続スペクトル帯の強度よりも。
した場合のプラズマ19の放矩、状態は9通常の放電と
大きく異なる。すなわち発光強度は全体的に非常に強く
、シかもその発光は9通常のプラズマに比較して水素分
子の連続スペクトル帯の強度よりも。
水素原子の発光(バルマー系、ライマン系等)が特に強
いものになっている。この特徴を積極的に生かして、水
素原子のライマンの#(121,6量m)を放射光32
として用い、バルブ23から導入したシランガスの分子
の直接光分解を行い、基板27上にa−8t:H膜を作
b’Zすることができる。光学窓33としては1Mg1
+’zのほかLiF等の材料も使用できる。
いものになっている。この特徴を積極的に生かして、水
素原子のライマンの#(121,6量m)を放射光32
として用い、バルブ23から導入したシランガスの分子
の直接光分解を行い、基板27上にa−8t:H膜を作
b’Zすることができる。光学窓33としては1Mg1
+’zのほかLiF等の材料も使用できる。
反応ガスとしてジシラン、ブトラメチルジシラン等を用
いるときは、a−8i:H膜の高速、7 i;あるいは
S i CM’の作成等が可能になる。
いるときは、a−8i:H膜の高速、7 i;あるいは
S i CM’の作成等が可能になる。
第11図はプラズマ19から発する荷電粒子を利用し、
または荷電粒子を除去する目的でグリッド34を設置し
た成膜装置である。35はグリッドに所定の電圧を印加
するための電源である。
または荷電粒子を除去する目的でグリッド34を設置し
た成膜装置である。35はグリッドに所定の電圧を印加
するための電源である。
第12図は、バルブ22を通して導入した所定の気体が
プラズマ19により励起活性種となり、それがそのま\
j#積室70に導びかれて基板27上に堆積し膜を生成
する成膜装置である。
プラズマ19により励起活性種となり、それがそのま\
j#積室70に導びかれて基板27上に堆積し膜を生成
する成膜装置である。
第13図はプラズマ19で生的した励起活性種を作動排
気装置31にかけて、そのオリフィス36群からビーム
として引き出し。
気装置31にかけて、そのオリフィス36群からビーム
として引き出し。
基板27上KMp積するようにした成膜装置である。ビ
ーム経路に電気的、電気的フィルター等を設!すること
により励起分子ビーム、ラジカルビーム、イオンビーム
等のビームを作り!シこれを酸膜に利用することができ
る。
ーム経路に電気的、電気的フィルター等を設!すること
により励起分子ビーム、ラジカルビーム、イオンビーム
等のビームを作り!シこれを酸膜に利用することができ
る。
以上、若干の実施例をか\けたが、シ上の実施例は何ら
限定的な意味をもつものではなく1本発明の成膜装置に
はこの発明の主旨を¥i重したこれらの組合せや、既存
技術の併甲などの多くの変形が可能である。
限定的な意味をもつものではなく1本発明の成膜装置に
はこの発明の主旨を¥i重したこれらの組合せや、既存
技術の併甲などの多くの変形が可能である。
例えば高周波放電装置−の放電v10の形状および材質
、磁界発生機構30の形状、放電を誘起させる気体の種
類等、またそれらの組み合わせは極めて多くの実施態様
を与える。
、磁界発生機構30の形状、放電を誘起させる気体の種
類等、またそれらの組み合わせは極めて多くの実施態様
を与える。
また成膜装置についても、高周波放電機構からの放射糾
、イオン、ラジカル2.励起分子等を利用の目的に応じ
て様々の形で堆積室70に導入しこわを単独で、または
別途由−人さtまた所定の気体と組合せて、様々に使用
できる。これらも目的に応じてその都度。
、イオン、ラジカル2.励起分子等を利用の目的に応じ
て様々の形で堆積室70に導入しこわを単独で、または
別途由−人さtまた所定の気体と組合せて、様々に使用
できる。これらも目的に応じてその都度。
選定し設計されるべきものである。
また、上記の実*IIJf”はすべて成膜装置で散開さ
れたが1本発明はドライエツチング装膚1表面改貴装置
等の諸々の放電反応装置にそのま\応用できることが明
らかである。
れたが1本発明はドライエツチング装膚1表面改貴装置
等の諸々の放電反応装置にそのま\応用できることが明
らかである。
これら放電反応処理装置け、あるいは基板ホルダ25に
適宜の電圧が印加づれ、オたは適宜の電圧を印加する電
極が別途室24内に設けられ、更には基板27の設置位
置が変更される。などの配東が加味きねることがある。
適宜の電圧が印加づれ、オたは適宜の電圧を印加する電
極が別途室24内に設けられ、更には基板27の設置位
置が変更される。などの配東が加味きねることがある。
(本発明の効果)
本発明は以上詐明した通りであって高周波放電装置にお
いては。
いては。
従来に比してけるかに置弊度の励起活性種および/また
は輝度の高い放射糾を得ることができるので、 FJ1
2′IFe用のラジカル神、光源。
は輝度の高い放射糾を得ることができるので、 FJ1
2′IFe用のラジカル神、光源。
励起活性種源等の応用分野に非常に秀ねた装置を提供す
るものである。
るものである。
またこの高周波放電装置を利用する放電反応装置は、成
膜装置としては、 a−8i : H%等の半導体膜
、Si3N4,5i02等の半導体デバイスの金稽膜、
絶縁膜、バノシベーシ目ン膜1表面コーティング用テフ
ロン膜、ダイヤモンドライクおよび導電性炭素膜。
膜装置としては、 a−8i : H%等の半導体膜
、Si3N4,5i02等の半導体デバイスの金稽膜、
絶縁膜、バノシベーシ目ン膜1表面コーティング用テフ
ロン膜、ダイヤモンドライクおよび導電性炭素膜。
有機物膜等の成#に極めて有用であり、このほかにドラ
イエツチング、表面改質等の方面にも非常に秀れた装置
を提供するものである。本願の発明が半導体デバイスの
人造等に寄与するところは極めて大きい。工業上有為の
発明ということができる。
イエツチング、表面改質等の方面にも非常に秀れた装置
を提供するものである。本願の発明が半導体デバイスの
人造等に寄与するところは極めて大きい。工業上有為の
発明ということができる。
第1図、第2図、第3図、第4図、第5は1.第6図は
本願の第1の発明の高周波放電装置の実施例の正面断面
図である。即7シ・ンl。 第8図は従来の放電装崗°の正面断面図である。第9図
1.第10し1゜第11り、、第12夕1.第13図は
本願の第2の発明の実施例である成膜装置の正面断面図
である。 10・・・・・・放電室、 20・・・・・・高層#
電圧印加系。 30・・・・・・磁界発生i構、 40・・・・・・
湛変コントロール樽構。 50・・・・・・トリガ機構、 60・・・・・・
高周波放雷機構。 70・・・・・・堆積室、 80・・・・・・
基板ホルダぜ)構。 代理人 弁理士 村上 健次 FIG、3 FIG、13 手続補正書(自発) 昭才1159年IO月19日 1、事件の表示 特願昭59−187751 、発明の名称 高周波放電装置とそれを利用する放電反応装置3、補正
をする者 事件との関係 特許出願人 4、代 理 人 住所 東京都府中市四谷5−8−1 7、補正の内容 明細書第5ページ13行目の「Egui I ibri
um Jを「EquilibriumJ ト補正tル。
本願の第1の発明の高周波放電装置の実施例の正面断面
図である。即7シ・ンl。 第8図は従来の放電装崗°の正面断面図である。第9図
1.第10し1゜第11り、、第12夕1.第13図は
本願の第2の発明の実施例である成膜装置の正面断面図
である。 10・・・・・・放電室、 20・・・・・・高層#
電圧印加系。 30・・・・・・磁界発生i構、 40・・・・・・
湛変コントロール樽構。 50・・・・・・トリガ機構、 60・・・・・・
高周波放雷機構。 70・・・・・・堆積室、 80・・・・・・
基板ホルダぜ)構。 代理人 弁理士 村上 健次 FIG、3 FIG、13 手続補正書(自発) 昭才1159年IO月19日 1、事件の表示 特願昭59−187751 、発明の名称 高周波放電装置とそれを利用する放電反応装置3、補正
をする者 事件との関係 特許出願人 4、代 理 人 住所 東京都府中市四谷5−8−1 7、補正の内容 明細書第5ページ13行目の「Egui I ibri
um Jを「EquilibriumJ ト補正tル。
Claims (11)
- (1)磁場中で気体に高周波電圧を印加することにより
プラズマを発生する装置であつて、 a、中空構造の高周波印加電極および該高周波印加電極
に高周波電圧を印加する手段、 b、該高周波印加電極の該中空構造内空間に磁界を生じ
させる磁界発生機構、 c、該高周波印加電極の該中空構造内空間またはその一
部の空間で構成される放電室、 d、該放電室内にてプラズマを発生するための所定の気
体を導入する気体導入系およびその排気系、 e、必要ならば、放電の初期に該プラズマを発生し易く
するトリガ機構、 f、必要ならば、該高周波印加電極および/または該磁
界発生機構および/または該放電室を温度コントロール
する手段。 を有することを特徴とする高周波放電装置。 - (2)該中空構造の高周波印加電極が円筒状であり、そ
の内側に、絶縁物で構成された円筒状の該放電室を、両
円筒をほぼ同心円状にして設置することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の高周波放電装置。 - (3)該放電室の壁の少なくとも一部が該高周波印加電
極そのもので構成されている特許請求の範囲第1項記載
の高周波放電装置。 - (4)該磁界発生機構が、該高周波印加電極の外側に巻
かれた電磁コイルに励磁電流を流すものとなつている特
許請求の範囲第1、2または3項記載の高周波放電装置
。 - (5)該コイルがハニカム状に巻回されていることを特
徴とする特許請求の範囲第4項記載の高周波放電装置。 - (6)該磁界発生機構が、永久磁石であることを特徴と
する特許請求の範囲第1、2または3項記載の高周波放
電装置。 - (7)該高周波印加電極がコイル状であつて、かつ、該
コイルの所定の部分から高周波を印加し、またコイルの
所定の部分で接地するよう構成されている特許請求の範
囲第1、2、3、4、5または6項記載の高周波放電装
置。 - (8)該コイル状高周波印加電極の内側に絶縁物で作成
された円筒状の該放電室をほぼ同心円状に設置する特許
請求の範囲第7項記載の高周波放電装置。 - (9)該磁界発生機構が、該コイル状高周波印加電極の
所定の場所にDCおよび/またはACの励磁電流を、必
要ならばRFカットフィルターを通して印加するもので
構成されている特許請求の範囲第7または8項記載の高
周波放電装置。 - (10)該磁界発生機構が、該高周波印加電極の外側あ
るいは内側に巻かれたコイルに励磁電流を流すもので構
成されている特許請求の範囲第7または8項記載の高周
波放電装置。 - (11)磁場中で気体に高周波電圧を印加することによ
りプラズマを発生する装置であつて、 a、中空構造の高周波印加電極および該高周波印加電極
に高周波電圧を印加する手段、 b、該高周波印加電極の中空構造内空間に磁界を生じさ
せる磁界発生機構、 c、該高周波印加電極の該中空構造内空間またはその一
部の空間で構成される放電室、 d、該放電室内にてプラズマを発生するための所定の気
体を導入する気体導入系およびその排気系、 e、必要ならば、放電の初期に該プラズマを発生し易く
するトリガ機構、 f、必要ならば、該高周波印加電極および/または該磁
界発生機構および/または該放電室を温度コントロール
する手段、を有する高周波放電装置で生成した放電プラ
ズマおよび/または放射光の少くとも一部を、被処理物
を設置した処理室内に導き、該被処理物の表面に所定の
処理を施すことを特徴とする放電反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59187751A JPS6165420A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 高周波放電装置とそれを利用する放電反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59187751A JPS6165420A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 高周波放電装置とそれを利用する放電反応装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6165420A true JPS6165420A (ja) | 1986-04-04 |
Family
ID=16211561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59187751A Pending JPS6165420A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 高周波放電装置とそれを利用する放電反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6165420A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63260031A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-10-27 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | プラズマ反応処理装置 |
| JPH03232224A (ja) * | 1990-02-07 | 1991-10-16 | Mitsubishi Electric Corp | プラズマ処理装置 |
| JPH06310464A (ja) * | 1993-04-27 | 1994-11-04 | Nec Corp | 中性粒子ビームエッチング装置 |
| JPH08172078A (ja) * | 1995-07-25 | 1996-07-02 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | プラズマ反応処理装置 |
-
1984
- 1984-09-07 JP JP59187751A patent/JPS6165420A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63260031A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-10-27 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | プラズマ反応処理装置 |
| JPH03232224A (ja) * | 1990-02-07 | 1991-10-16 | Mitsubishi Electric Corp | プラズマ処理装置 |
| JPH06310464A (ja) * | 1993-04-27 | 1994-11-04 | Nec Corp | 中性粒子ビームエッチング装置 |
| JPH08172078A (ja) * | 1995-07-25 | 1996-07-02 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | プラズマ反応処理装置 |
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