JPS6199338A - 薄膜形成方法および装置 - Google Patents
薄膜形成方法および装置Info
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- JPS6199338A JPS6199338A JP59220054A JP22005484A JPS6199338A JP S6199338 A JPS6199338 A JP S6199338A JP 59220054 A JP59220054 A JP 59220054A JP 22005484 A JP22005484 A JP 22005484A JP S6199338 A JPS6199338 A JP S6199338A
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- Japan
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- electrode
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- H—ELECTRICITY
- 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
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (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、基板近傍に局在する、所望の元素を含むガス
の高密度のプラズマ（：より、基板と所望の元素とを反
応せしめ、基板に薄膜を低温でかつ高速に形成する薄膜
形成方法および薄膜形成装置Ｃ２関する。
の高密度のプラズマ（：より、基板と所望の元素とを反
応せしめ、基板に薄膜を低温でかつ高速に形成する薄膜
形成方法および薄膜形成装置Ｃ２関する。
従来、基板を新鋭の元素と反応せしめ、基板に薄ＷＩ＆
ヲ形成する方法としては、基板を所望の元素を含むガス
中で１０００℃程度の高温熱処理を行う方法が広く用ｉ
られている（従来技術１）。
ヲ形成する方法としては、基板を所望の元素を含むガス
中で１０００℃程度の高温熱処理を行う方法が広く用ｉ
られている（従来技術１）。
また、比較的低温で基板と所望の元素とを反応せしめ、
基板（：薄膜を形成する方法として、基板を所望の元素
を含むガスのグロー放ＩＥにさら子方法も用いられてい
る（従来技術２）。
基板（：薄膜を形成する方法として、基板を所望の元素
を含むガスのグロー放ＩＥにさら子方法も用いられてい
る（従来技術２）。
従来技術１では基板を高温ｇ二さらＴため、基板として
高温に耐えうる材料を用いる必要がある池に、基板内で
不純物が拡散するという問題点があった。したがって、
従来技術１を用いた場合には。
高温に耐えうる材料を用いる必要がある池に、基板内で
不純物が拡散するという問題点があった。したがって、
従来技術１を用いた場合には。
半導体装置の低コスト化、高品質化を防げる欠点があっ
た。
た。
また従来技術２では、基板温度は比較的低温にできるが
、グロー放電により発生するプラズマが真空槽内全体に
ほぼ一様に広がり、プラズマの密度を高めることが困難
であったため、薄膜の形成速度を速めることができなか
った。このため、この従来技術２では十分に実用に供す
ることが困難であった＠ 〔問題点を解決するための手段〕 本発明はこれらの問題点を解決するため、真空槽内に配
した基板の上の領域に真゛空槽内に設けた第１の電極お
よび第２の電極間に電圧を印加し活性ガスを含むグロー
放電を生成させ、基板の上部にプラズマを生ぜしめ、プ
ラズマにより生じたイオンまたはラジカルを基板に衝突
させる薄膜形成方法において、基板を第３の電極上に配
置し、基板の近傍領域に基板の板面こ沿う成分の磁界を
形成して高密度のプラズマな生せしめるとともに。
、グロー放電により発生するプラズマが真空槽内全体に
ほぼ一様に広がり、プラズマの密度を高めることが困難
であったため、薄膜の形成速度を速めることができなか
った。このため、この従来技術２では十分に実用に供す
ることが困難であった＠ 〔問題点を解決するための手段〕 本発明はこれらの問題点を解決するため、真空槽内に配
した基板の上の領域に真゛空槽内に設けた第１の電極お
よび第２の電極間に電圧を印加し活性ガスを含むグロー
放電を生成させ、基板の上部にプラズマを生ぜしめ、プ
ラズマにより生じたイオンまたはラジカルを基板に衝突
させる薄膜形成方法において、基板を第３の電極上に配
置し、基板の近傍領域に基板の板面こ沿う成分の磁界を
形成して高密度のプラズマな生せしめるとともに。
第３の電極を前記のプラズマに対し正の電圧とすること
により、活性ガスと基板とを反応させることを特徴とす
る薄膜形成方法である。そして本発明の薄膜を形成する
装置は、基板を配する真空槽と、基板を載置した基板載
置板な配置する基板配置台と、真空槽内にガスを導入お
よび排気するガス導入口およびガス排気口と、真空槽内
・にガスのグロー放電を生成させる第１の電極および第
２の電極を備えた薄膜形成装置に、基板の上の領域【２
該基板の板面に沿う成分を有する磁界を与える永久磁石
または電磁石と、基板配置台を形成する第３の電橋と、
第３の電極に接続した直流電源を備えたことを特徴とし
ている。
により、活性ガスと基板とを反応させることを特徴とす
る薄膜形成方法である。そして本発明の薄膜を形成する
装置は、基板を配する真空槽と、基板を載置した基板載
置板な配置する基板配置台と、真空槽内にガスを導入お
よび排気するガス導入口およびガス排気口と、真空槽内
・にガスのグロー放電を生成させる第１の電極および第
２の電極を備えた薄膜形成装置に、基板の上の領域【２
該基板の板面に沿う成分を有する磁界を与える永久磁石
または電磁石と、基板配置台を形成する第３の電橋と、
第３の電極に接続した直流電源を備えたことを特徴とし
ている。
本発明は、基板上にプラズマを生起させるグロー放電を
第１およびＷ：の電極により発生させ、基板の板面に沿
うＦ′、分の磁界を形成して基板上に高密度のプラズー
を生せしめるとともに、第３．の電極？プラズマに対し
て所望の電圧とし、高密度プラズマにより生じたイオン
を基板に効率よく達せしめ、基板と活性ガスとの反応を
高速に行わせることができる。以下図により詳細に説明
する。
第１およびＷ：の電極により発生させ、基板の板面に沿
うＦ′、分の磁界を形成して基板上に高密度のプラズー
を生せしめるとともに、第３．の電極？プラズマに対し
て所望の電圧とし、高密度プラズマにより生じたイオン
を基板に効率よく達せしめ、基板と活性ガスとの反応を
高速に行わせることができる。以下図により詳細に説明
する。
図は本発明の薄膜形成方法を説明する薄膜形成装置の実
施例を示す。以下、基板としてシリコンを用い、薄膜と
してシリコン酸化膜を形成する場合を例として示す。
施例を示す。以下、基板としてシリコンを用い、薄膜と
してシリコン酸化膜を形成する場合を例として示す。
本発明は、従来の装置と同様（＝真空槽１０、ガス導入
口１１、ガス排気口１２、基板１３を配Ｔる基板載置板
１４、グロー放電を生成させるための第１の電極１５と
第２の゛１極１６および第１の電極と第２の電極を二Ｒ
Ｆ電力を供給するためのＲＦ電源１７Ｙ有する。しかし
ながら、本発明は従来の装置と異なり、基板１３を載置
する基板載置板１４を配する基板配置１台を形成する第
３の電極１８、第３の電極ｆニ一定のＤＣ電圧を供給す
るＤＣ電源１９および第３の電極１８を形成する室２０
１７’３＋二基板１３の板面（：沿、う成分２１を有す
る磁界を発生するための永久磁石２２ 、２３を有して
いる。
口１１、ガス排気口１２、基板１３を配Ｔる基板載置板
１４、グロー放電を生成させるための第１の電極１５と
第２の゛１極１６および第１の電極と第２の電極を二Ｒ
Ｆ電力を供給するためのＲＦ電源１７Ｙ有する。しかし
ながら、本発明は従来の装置と異なり、基板１３を載置
する基板載置板１４を配する基板配置１台を形成する第
３の電極１８、第３の電極ｆニ一定のＤＣ電圧を供給す
るＤＣ電源１９および第３の電極１８を形成する室２０
１７’３＋二基板１３の板面（：沿、う成分２１を有す
る磁界を発生するための永久磁石２２ 、２３を有して
いる。
本発明の装置を用いて、従来と同様に、シリコンより成
る基板１３を基板載置板１４に配し、真空槽１０内をガ
ス排気口１２を介して排気した後、ガス導入口１１を介
して酸素あるいは酸素とへリクム、ネオン、アルゴン、
クリプトン、キセノンなどの不活性ガスとの混合ガス、
あるいは酸素と水素と不活性ガスとの混合ガスなどを真
空槽１０内が例えば０．１Ｐα〜１００ＰｃＬの圧カシ
ニなるように導入する。この状態で、第１の電！５１５
と第２の電極１６との間に数百Ｖ乃至数千Ｖの高周波電
圧を印加し、グロー放電を生起すると、プラズマ２４が
生するのは従来と同様である。しかしながら、本発明は
従来と異なり、このプラズマ２４は、新たに設けた永久
磁石２２ 、２３より発生する、例えば数十がクス以上
の磁界のために基板１５の近傍領域、特に基板１３の板
面Ｃ２沿う成分２１が与えられている領域２５ｉ二局在
することとなり、この高密度の局在したプラズマが、従
来法に比べ、例えば１桁程度多い酸素イオンを発生する
。酸素イオンは基板との反応の主な活性種であることが
知られているため、この発生した酸素イオンを、第３の
電極１８をＤＣ電源１９を用いて、例えば数百Ｖプラズ
マ２４に対して正の電圧とすることにより、基板１３ｉ
二酸素イオンが衝突し、これにより基板１６と酸素イオ
ンが反応し、薄膜としてシリコン酸化膜が高速に形成さ
れる。また、水素と酸素？混合することにより、水素の
励起種（ラジカルン、イオンは酸素の一部と反応して、
酸素と基板との反応を促進させ、薄膜の形成なさらに高
速化できる。このように本発明では、従来に比べ低温で
かつ高速Ｃ２薄膜形成を行うことができる。
る基板１３を基板載置板１４に配し、真空槽１０内をガ
ス排気口１２を介して排気した後、ガス導入口１１を介
して酸素あるいは酸素とへリクム、ネオン、アルゴン、
クリプトン、キセノンなどの不活性ガスとの混合ガス、
あるいは酸素と水素と不活性ガスとの混合ガスなどを真
空槽１０内が例えば０．１Ｐα〜１００ＰｃＬの圧カシ
ニなるように導入する。この状態で、第１の電！５１５
と第２の電極１６との間に数百Ｖ乃至数千Ｖの高周波電
圧を印加し、グロー放電を生起すると、プラズマ２４が
生するのは従来と同様である。しかしながら、本発明は
従来と異なり、このプラズマ２４は、新たに設けた永久
磁石２２ 、２３より発生する、例えば数十がクス以上
の磁界のために基板１５の近傍領域、特に基板１３の板
面Ｃ２沿う成分２１が与えられている領域２５ｉ二局在
することとなり、この高密度の局在したプラズマが、従
来法に比べ、例えば１桁程度多い酸素イオンを発生する
。酸素イオンは基板との反応の主な活性種であることが
知られているため、この発生した酸素イオンを、第３の
電極１８をＤＣ電源１９を用いて、例えば数百Ｖプラズ
マ２４に対して正の電圧とすることにより、基板１３ｉ
二酸素イオンが衝突し、これにより基板１６と酸素イオ
ンが反応し、薄膜としてシリコン酸化膜が高速に形成さ
れる。また、水素と酸素？混合することにより、水素の
励起種（ラジカルン、イオンは酸素の一部と反応して、
酸素と基板との反応を促進させ、薄膜の形成なさらに高
速化できる。このように本発明では、従来に比べ低温で
かつ高速Ｃ２薄膜形成を行うことができる。
また、本実施例において、基板１３をシリコン、ガリク
ム砒素、ゲルマニクム、カドニクム、セレンなどの半導
体基板または半導体膜を塔載した基板、あるいは、アル
ミ、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンなど
の導電性基板あるいは導電膜を塔載した基板とし、基板
１３と反応させる元素を酸素、水素、窒素などとするこ
とにより、上記基板１３の酸化膜、水°素化膜、窒化膜
などを基板１３に薄膜として形成することも本発明の態
様である。
ム砒素、ゲルマニクム、カドニクム、セレンなどの半導
体基板または半導体膜を塔載した基板、あるいは、アル
ミ、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンなど
の導電性基板あるいは導電膜を塔載した基板とし、基板
１３と反応させる元素を酸素、水素、窒素などとするこ
とにより、上記基板１３の酸化膜、水°素化膜、窒化膜
などを基板１３に薄膜として形成することも本発明の態
様である。
また、例えばシリコン基板上Ｃニシリコン酸化膜を形成
する場合に、基板を１００℃〜６００℃（：加熱するこ
とにより、基板に吸着していた水蒸気などの汚染物質を
除くことができ、薄膜としてのシリコン酸化膜の膜質の
向上あるいは膜厚などの制御が６易となり、本発明を有
効（２活用できる。基板を加熱する方法としては、例え
ば基板の下の基板載置板ある−は第３の電極の中に加熱
器、例えばヒータな設ける方法、あるいは真空槽内の基
板をのぞむ位置あるいは第３の電極を形成する室内Ｃ２
加熱器、例えば加熱用ランプを設ける方法などがあるＯ また、例えば、耐熱温度が１００℃程度である高分子の
基板上のシリコン薄膜に対して、本発明乞適用する場合
には、高分子の基板の温度上昇？抑制するため、例えば
基板の下の基板載置板あるいは第３の電極の中に冷却材
、例えば冷水または液体窒素、あるいは液体空気を導入
し、基板を冷却することも１本発明の適用範囲を拡大で
き、有効である。
する場合に、基板を１００℃〜６００℃（：加熱するこ
とにより、基板に吸着していた水蒸気などの汚染物質を
除くことができ、薄膜としてのシリコン酸化膜の膜質の
向上あるいは膜厚などの制御が６易となり、本発明を有
効（２活用できる。基板を加熱する方法としては、例え
ば基板の下の基板載置板ある−は第３の電極の中に加熱
器、例えばヒータな設ける方法、あるいは真空槽内の基
板をのぞむ位置あるいは第３の電極を形成する室内Ｃ２
加熱器、例えば加熱用ランプを設ける方法などがあるＯ また、例えば、耐熱温度が１００℃程度である高分子の
基板上のシリコン薄膜に対して、本発明乞適用する場合
には、高分子の基板の温度上昇？抑制するため、例えば
基板の下の基板載置板あるいは第３の電極の中に冷却材
、例えば冷水または液体窒素、あるいは液体空気を導入
し、基板を冷却することも１本発明の適用範囲を拡大で
き、有効である。
さらに、基板を載置する基板載置板を、連結機構２６を
介して基板載置板駆動装置２７により、基板の板面こ沿
う方向Ｃ１基板の板面に沿う成分の磁界２１を形成させ
るのに設けた永久磁石２２．２５の位置（；対し４目対
的に移動させ、基板面上のプラズマ領域に対する位置を
変えて高密度プラズマにより生じたイオンまたはラジカ
ルの基板への到達を一様にさせることも本発明の態様に
含まれる。
介して基板載置板駆動装置２７により、基板の板面こ沿
う方向Ｃ１基板の板面に沿う成分の磁界２１を形成させ
るのに設けた永久磁石２２．２５の位置（；対し４目対
的に移動させ、基板面上のプラズマ領域に対する位置を
変えて高密度プラズマにより生じたイオンまたはラジカ
ルの基板への到達を一様にさせることも本発明の態様に
含まれる。
なお、上述においては、本発明の一実施例を述べたに留
まり、例えば永久磁石２２ 、２５を電磁石に代えるこ
となどの変更もできる。
まり、例えば永久磁石２２ 、２５を電磁石に代えるこ
となどの変更もできる。
以上説明したように、本発明によれば基板を設置する第
３の電極にＤＣバイアス電圧を印加し、かつ基板上へプ
ラズマを生起させるグロー放電を別に設けた第１および
第２の電極により発生させる構成であることから、第３
の電極ｒ：Ｄｃバイアス電、圧を印加することにより、
基板上に形成される高密度プラズマにより発生するイオ
ンが基板に効率良く到達するので反応が高速化され、基
板に薄膜を低温かつ高速に形成することができる。
３の電極にＤＣバイアス電圧を印加し、かつ基板上へプ
ラズマを生起させるグロー放電を別に設けた第１および
第２の電極により発生させる構成であることから、第３
の電極ｒ：Ｄｃバイアス電、圧を印加することにより、
基板上に形成される高密度プラズマにより発生するイオ
ンが基板に効率良く到達するので反応が高速化され、基
板に薄膜を低温かつ高速に形成することができる。
図は本発明による薄膜形成方法を説明する薄膜形成装置
の一例を示す断面図である。 １０・・・真空槽、１１・・・ガス導入０．１２・・・
ガス排気口、１３・・・基板、１４・・・基板載置板、
１５・・・＠１の電極、１６・・・第２の電極、１７・
・・ＲＦ電源、１８・・・第３の電極（基板配置台）、
１９・・・ＤＣ電源、２０・・・室、２１・・・基板の
板面に沿った磁界の成分、２２．２５・・・永久磁石、
２４・・・局在したプラズマ、２５・・・局在したプラ
ズマの得られている領域、２６・・・連結機構、２７・
・・基板載置板駆動装置
の一例を示す断面図である。 １０・・・真空槽、１１・・・ガス導入０．１２・・・
ガス排気口、１３・・・基板、１４・・・基板載置板、
１５・・・＠１の電極、１６・・・第２の電極、１７・
・・ＲＦ電源、１８・・・第３の電極（基板配置台）、
１９・・・ＤＣ電源、２０・・・室、２１・・・基板の
板面に沿った磁界の成分、２２．２５・・・永久磁石、
２４・・・局在したプラズマ、２５・・・局在したプラ
ズマの得られている領域、２６・・・連結機構、２７・
・・基板載置板駆動装置
Claims (6)
- （１）真空槽内に配した基板の上の領域に該真空槽内に
設けた第１の電極および第２の電極間に電圧を印加し活
性ガスを含むグロー放電を生成させ、該基板の上部にプ
ラズマを生ぜしめ、該プラズマにより生じたイオンまた
はラジカルを該基板に衝突させる薄膜形成方法において
、前記基板を第３の電極上に配置し、前記基板の近傍領
域に前記基板の板面に沿う成分の磁界を形成し、かつ前
記第３の電極を前記プラズマに対して正の電圧とするこ
とを特徴とする薄膜形成方法。 - （２）前記基板を加熱または冷却することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の薄膜形成方法。 - （３）基板を配する真空槽と、該基板を載置した基板載
置板を配置する基板配置台と、該真空槽内にガスを導入
および排気するガス導入口およびガス排気口と、該真空
槽内に該ガスのグロー放電を生成させる第１の電極およ
び第２の電極を備えてなる薄膜形成装置において、前記
基板の上の領域に該基板の板面に沿う成分を有する磁界
を与える永久磁石または電磁石と、前記基板配置台を形
成する第３の電極と、該第３の電極に接続する直流電源
を備えてなることを特徴とする薄膜形成装置。 - （４）前記基板載置板または前記第３の電極の中あるい
は前記真空槽内の前記基板をのぞむ位置もしくは前記第
３の電極を形成する基板配置台の内部に加熱器を設けた
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の薄膜形成
装置。 - （５）前記基板載置板または前記第３の電極の中に冷却
材を導入することを特徴とする特許請求の範囲第３項記
載の薄膜形成装置。 - （６）前記基板を載置した基板載置板を前記基板の板面
に沿う方向に前記永久磁石または電磁石の配置に対し相
対的に移動させる移動機構を設けたことを特徴とする特
許請求の範囲第３項記載の薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59220054A JPH0644555B2 (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 薄膜形成方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59220054A JPH0644555B2 (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 薄膜形成方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6199338A true JPS6199338A (ja) | 1986-05-17 |
| JPH0644555B2 JPH0644555B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=16745204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59220054A Expired - Lifetime JPH0644555B2 (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 薄膜形成方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0644555B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08162448A (ja) * | 1994-12-06 | 1996-06-21 | Handotai Process Kenkyusho:Kk | 成膜方法 |
-
1984
- 1984-10-19 JP JP59220054A patent/JPH0644555B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08162448A (ja) * | 1994-12-06 | 1996-06-21 | Handotai Process Kenkyusho:Kk | 成膜方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0644555B2 (ja) | 1994-06-08 |
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