JPS637376A

JPS637376A - Ｅｃｒ−ｃｖｄ装置

Info

Publication number: JPS637376A
Application number: JP15023786A
Authority: JP
Inventors: Shigenobu Okada; 繁信岡田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1986-06-25
Filing date: 1986-06-25
Publication date: 1988-01-13

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】［産業上の利用分野］本発明は、光学、電子装冒、機器等の分野で利用される
薄膜を作成するための成膜装置の一つであるＥＣＲ−Ｃ
ＶＤ装置に関するものである。

［従来の技術］近年、シリ・］ンＬＳＩや各種化合物半導体の製造プロ
セスにおいて、また５１０２．５１３０４などの層間絶
縁物や保護膜の作成にお（１）で、ＥＣＲ−ＣＶＤ（電
子サイクロトロン共鳴−化学気相成膜：Ｅ−１ｅｃｔｒ
ｏｎ　Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ　−Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ　ＶａｐｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　）
の技術が用いられるようになって来ている。

このＥＣＲおよびＥＣＲ−ＣＶＤの具体的な技術内容に
ついては、特開昭５５−１４１７２９号公報や特開昭５
’７−１３３６３６号公報などに開示されるところであ
る。そして、既存のＥＣＲ−ＣＶＤＫｉにあっては、概
ね第２図に示されるような構成を具備してなる。すなわ
ち、試料室１に付設したプラズマ発生装置４のプラズマ
室６において、マグネトロン（マイクロ波発生源）１２
からアイソレータ１５、方向性結合器１６、「−ト（ヂ
］−す１７簀および導波管７を経由して送られるマイク
ロ波を石英窓８を介しその中に通し、このプラズマ室６
でプラズマを発生するとともに、該プラズマ室６の周囲
に配設したコイル１１による発散磁界の作用でイオンを
試料室１に引出されるようにし、このプラズマ流と付設
の反応ガス尋人経路５から試料室１内に市川導入された
反応ガスとを相互反応させて、試料室１内の基板２」ニ
に反応生成物の薄膜を生成するようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］上記のＥＣＲ−ＣＶＤ装置によると、そのプラズマ室６
に原料ガス導入経路９からプラズマ原料として秤々の反
応ガスを導入できこれを高い活性化効率でプラズマ化す
ることができ、そこからプラズマ流（イオンビーム）を
試料室１の基板２上に直接引出して反応ガスとの反応生
成物を基板面に形成するものであるから、純度の高い化
合物薄膜を効率よく、しかも基板２を低温に保持したま
まで成膜することができる等の特徴が得られることにな
る。

本発明は、この秤成膜装首の長所、利点を保持しつつそ
の試料室内での基板に対する成膜速度をより一層高める
ことができるようしたＥＣＲ−ＣＶＤ装置を実現する目
的でなされたものである。

［問題点を解決ザるための手段１本発明は、このような所期の目的を実現するための手段
として、基板をＭｎする試料室に、電子サイクロトロン
共鳴によるマイクロ波ｔｌｌ電によって生成したプラズ
マを発散磁界の作用で該試ｙ１￥に引出すようにしたプ
ラズマ発生装置と、反応ガスを導く反応ガス導入経路を
付設してなるＥＣＲ−ＣＶＤ装置において、マイクロ波
発生源から前記プラズマ発生装置に導入されるマイクロ
波を分波させるとともに、前記反応ガス尋人経路にキャ
ビティを介設し、このキャビティで試料室に導入される
反応ガスに分波した前記マイクロ波を照射するようにし
たことを特徴としている。

［作用］かように構成してなるＥＣＲ−ＣＶＤ装置であると、試
料室１に導入される反応ガスも、その導入経路に介設し
たキャビティでマイクロ波の照射を受はエネルギを吸収
して励起した状態とされるから、今までのプラズマ流に
対し反′応ガスをそのまま接触させる条件によるときに
比較して、両者の反応が更に促進され、これにより成膜
速度を一層大きなものに改善することができる。そして
、この装置の場合、一つのマイクロ波発生源から得られ
るマイクロ波を分波し、その−方でＥＣＲにより必要な
プラズマを発生し、他方で試料室に尋人される反応ガス
を直接励起するようにしているから、この秒既設の装置
に分波経路を付加するだけでよく、マイクロ波を活用し
た高速度成摸装冒が筒中かつ合理的に実現されるものと
なる。

［実施例１以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明に係るＥＶＲ−ＣＶＤ装置を図示する
もので、その基本的な構成は第２図に示した従来例のも
のと共通する。すなわち、成膜装量として、試料室１に
、その中にプラズマ流（イオンジャワ）として引出され
るプラズマを発生するプラズマ発生装置４と、該試料室
１に所望の反応ガスを導く反応ガス導入経路５とを付設
してなる。

前記試料室１は、図示しない真空排気手段を備えるとと
もに、内部に後述するプラズマ室６のプラズマ引出し窓
１０と対向する位置に開開自在のシャッタ３を介し基板
２を配置している。

この試料室１の上に連接される前記プラズマ発生装置４
は、上方に石英窓８を介しマイクロ波を導入・する導波
管７とプラズマ原料ガスを導入する原料ガス導入経路９
とを接続し、下方に前記試料室１へのプラズマ引出し窓
１０を有し、その内部で電子サイクロトロン共鳴による
マイクロ波１１ｉ電によってプラズマを発生するプラズ
マ室６と、このプラズマ室６の周囲に耐重され前記電子
サイクロトロン共鳴を引起こすとともに、前記プラズマ
引出し窓１０の側に発散磁界を形成し該発散磁界の作用
でプラズマ室６で発生したプラズマを試料室１に引出す
コイル１１、およびその他必要な適宜の付帯要素（図示
省略）とを具備してなる。

そして、このプラズマ発生装置４のプラズマ室６には、
プラズマ発生源をなすマグネトロン１２からマイクロ波
輸送経路１３、即ち、パワーモニタ１４、アイソレータ
１５、Ｅ、−Ｈチューナ１７および前記導波管７を経由
してマイクロ波が導入される。

しかして、かかる構成のＥＣＲ−ＣＶＤ装置において、
前記マイクロ波輸送経路１３におけるパワーモニタ１４
の後段側にＴ分岐１８を介設し、マグネトロン１２から
送られるマイクロ波の一部を分波できるようにしている
。−方、前記試料室１に反応ガスを導く反応ガス導入経
路５の試料室１近傍にキャビティ２０を介設し、このキ
ャビティ２０を通った反応ガスが直ちに試料室１内にそ
の基板２上で前記プラズマ流と直交する方向から導入さ
れるようにしている。そして、この反応ガス導入経路５
に介設したキャビティ２０に、分波マイクロ波輸送経路
１９の導波管２１から石英窓２２を介し前記Ｔ分岐１８
で一部分波したマイクロ波が導入され、ここにおいて試
料室１に導入される反応ガスにマイクロ波が照射される
ことになる。なお、■中筒略示しているが、この分波マ
イクしＩ波輸送杆路１９についてし、プラズマ室６のｈ
への輸送経路１３と同じくアイソレータ１５、［−Ｈ’
７’ニーす１７苦を！８続して構成される。

次いて・、このＥＣＲ−ＣＶＤ装置の作動を説明する。

マグネトロン１２で発生したマイクロ波は、パワーモニ
タ１４のあとのＴ分岐１８で分波され、その−方は従来
通りマイクロ波輸送経路１３を通ってプラズマ発生装置
４のプラズマ室６に導入される。このプラズマ室６に導
入されたマイクロ波は、例えば２．４５　Ｇ１１ｚ、８
７５　Ｇａｕｓｓ　（空芯コイルを利用）のときＥＣＲ
条件を満たされ、電界１ネルギが効率よく荷電粒子に吸
収される。そして、プラズマ室６でプラズマ化された荷
電粒子（原料ガス）は周囲のコイル１１の発散磁界の作
用により下方の引出し窓１０よりプラズマ流として試料
室１に引出される。また前記Ｔ分岐１８で分波したもう
一方のマイクロ波は、前記マイクロ波輸送経路１９゛を
通って試料室１に対する反応ガスの反応ガス導入杆路５
に介設したキャビティ２０１．：６入され、ここにおい
て反応ガスに照射される。すると、反応ガスはマイクロ
波照射によりエネルギを吸収して励起され、この励起後
ｔちに試料室１に前記基板２上でプラズマ流とクロスす
る方向から導入されることになる。

今、−例としてプラズマ室６に尋人するプラズマ原料ガ
スとしＮ２を、また反応ガスとしてＳｉＨ４を用い、基
板２にＳ　Ｉ　３　Ｎａの薄膜を成膜する場合について
説明すると、試料室１での反応は次のようになる。

Ｎ２＋　ＳｉＨ４★　→　５１３Ｎ４　（１）Ｎ；＋ｓ
ｒ＋４　　→　Ｓ！３１’Ｊａ　　（２）すなわら、試
料室１における成膜には、従来の（２）の反応に加え、
活性化された５ｉＦ−＋４★が直接Ｎ；と結合する（１
）の反応が得られることになる。このため目的化合物Ｓ
ｉ３Ｎ４の生成が一層効率よく行われることになり、基
板面での成膜速度が有効に増大される。

なお、この成膜反応にはプラズマ室６から試料室１に入
射される光エネルギも寄与することになる。

そして、上記の説明では８１３Ｎ４を成膜する場合を例
示したが、勿論これに限らずプラズマ原料ガスと反応ガ
スとを選ぶことにより、その他所望とする秤々の化合物
を成膜することができ、いずれの場合にあってもマイク
ロ波励起による反応ガスの活性化の寄与により、その基
板に対する成膜速度を高めることができる効果が得られ
る。

［ｆｌ明の効果］本発明は、以上に説明した通り、ＥＣＲ−ＣＶＤ装置に
おいてその発生源から送られるマイクロ波を分波し、こ
れを試料室への反応ガスに照射し励起して導入するよう
にしたものであるから、分波マイクロ波輸送経路等を増
設するだけで、試料室での基板に対する成膜速度をより
一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すＥＣＲ□ＣＶＤ装首の
概略正面図であり、第２図はその従来例を示す同正面図
である。１・・−試料室　　　　　　２・・・草根３・・・シャ
ッタ　　　　　４・・・プラズマ発生装置５・・・反応
ガス導入経路　６・・・プラズマ室７・・・導波管　　
　　　　８・・・石英窓９・・−原料ガス導入経路　１
０・・・プラズマ引出し窓１１・・・コイル　　　　　
１２・・・マグネトロン１３・・・マイクロ波輸送経路
　１４・・・パワーモニタ１５・・・アイソレータ　　
１７・・・Ｅ−Ｔチューナ１８・・・Ｔ分岐　　　　１
９・・・マイクロ波輸送経路２０・・・キャビティ　　
２１・・・導波管２２・・・石英窓

Claims

【特許請求の範囲】

基板を配置する試料室に、電子サイクロトロン共鳴によ
るマイクロ波放電によって生成したプラズマを発散磁界
の作用で該試料室に引出すようにしたプラズマ発生装置
と、反応ガスを導びく反応ガス導入経路を付設してなる
成膜装置において、マイクロ波発生源から前記プラズマ
発生装置に導入されるマイクロ波を分波させるとともに
、前記反応ガス導入経路にキャビティを介設し、このキ
ャビティで試料室に導入される反応ガスに分波した前記
マイクロ波を照射するようにしたことを特徴とするＥＣ
Ｒ−ＣＶＤ装置。