JP2000096239A - Induction coupling type plasma cvd method and induction coupling type plasma cvd device therefor - Google Patents

Induction coupling type plasma cvd method and induction coupling type plasma cvd device therefor

Info

Publication number
JP2000096239A
JP2000096239A JP10266717A JP26671798A JP2000096239A JP 2000096239 A JP2000096239 A JP 2000096239A JP 10266717 A JP10266717 A JP 10266717A JP 26671798 A JP26671798 A JP 26671798A JP 2000096239 A JP2000096239 A JP 2000096239A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma cvd
coupled plasma
reaction chamber
base material
inductively coupled
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10266717A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanobu Azuma
正 信 東
Yasuyuki Yamamoto
本 泰 幸 山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokuyama Corp filed Critical Tokuyama Corp
Priority to JP10266717A priority Critical patent/JP2000096239A/en
Publication of JP2000096239A publication Critical patent/JP2000096239A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an induction coupling type plasma CVD method capable of forming a uniform silicon thin film of high quality good in the transfer of high frequency, capable of generating induction coupling type plasma by low pressure, free from the generation of gas mist (powder) and small in defects in a short time and to provide an induction coupling type plasma CVD device therefor. SOLUTION: By feeding the inside of a reaction chamber 12 held to a vacuum state with source gas and moreover applying high frequency electric power by a high frequency applying coil 18 arranged in the reaction chamber to generate source gas induction coupling type plasma, a vapor-deposited film is formed on the surface of a base material arranged so as to be confronted with the high frequency applying coil in the reaction chamber. Thereby, the phenomenon that the vapor-depositing film is formed on the place other than the surface of the base material and is peeled to adhere on the surface of the base material is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基材の表面に均一
で高品質の薄膜を形成する方法および装置に関し、特
に、誘導結合型プラズマ化学気相蒸着(CVD)方法を
用いた基材の表面に均一で高品質の薄膜を形成する方法
および装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for forming a uniform and high-quality thin film on the surface of a substrate, and more particularly to a method of forming a substrate using an inductively coupled plasma enhanced chemical vapor deposition (CVD) method. The present invention relates to a method and an apparatus for forming a uniform and high quality thin film on a surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、非晶質シリコン、微細結晶粒
シリコン、酸化シリコン、窒化シリコンなどの薄膜は、
薄膜トランジスタなどの半導体素子、光電変換素子など
に広範に用いられている。特に、この中でも、非晶質シ
リコンは、高い光導電率及び低い暗導電率などの優れた
電気特性を有し、しかも耐久性が高いため、太陽光発電
などの光電変換素子などに用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, thin films of amorphous silicon, fine grain silicon, silicon oxide, silicon nitride, etc.
It is widely used for semiconductor elements such as thin film transistors, photoelectric conversion elements, and the like. In particular, among these, amorphous silicon has excellent electrical properties such as high photoconductivity and low dark conductivity, and is also highly durable, so that it is used for photoelectric conversion elements such as solar power generation. I have.

【0003】このような非晶質シリコン薄膜を形成する
一般的な方法としては、化学気相蒸着(CVD)法、例
えば、高周波プラズマCVD法、光CVD法、電子サイ
クロトン共鳴(ECR)法、熱CVD法などがある。
As a general method for forming such an amorphous silicon thin film, a chemical vapor deposition (CVD) method, for example, a high-frequency plasma CVD method, an optical CVD method, an electron cyclotron resonance (ECR) method, There is a thermal CVD method or the like.

【0004】これらの方法の中でも、容量結合型プラズ
マの一種である高周波プラズマCVD法が、ダングリン
グボンド(未結合手)等の構造的欠陥の生成を低く抑
え、3次元的なシリコン網目構造を効率的に形成するこ
とが可能であることなどから従来より広く用いられてい
る。
Among these methods, a high-frequency plasma CVD method, which is a type of capacitively coupled plasma, suppresses the generation of structural defects such as dangling bonds (unbonded hands) and reduces the three-dimensional silicon network structure. It has been widely used because it can be formed efficiently.

【0005】この方法は、モノシラン(SiH4)、ジ
シラン(Si26)等の原料ガスを希釈用の水素ガスに
同伴させて真空反応チャンバー内に導入するとともに、
真空反応チャンバー内に対向して配置された電極間に高
周波電力を印加して、高周波電界を発生させて、この電
界内で電子を原料ガスの中性分子に衝突させて、高周波
プラズマを形成して原料ガスを分解し、一方の電極上に
設置された基材表面にシリコン薄膜を形成する方法であ
る。
According to this method, a raw material gas such as monosilane (SiH 4 ) or disilane (Si 2 H 6 ) is introduced into a vacuum reaction chamber while being accompanied by a hydrogen gas for dilution.
A high-frequency electric power is applied between electrodes arranged opposite to each other in a vacuum reaction chamber to generate a high-frequency electric field, in which electrons collide with neutral molecules of a raw material gas to form a high-frequency plasma. In this method, a raw material gas is decomposed to form a silicon thin film on the surface of a substrate provided on one electrode.

【0006】しかしながら、この高周波プラズマCVD
法では、プラズマ密度が、例えば、109cm-3以下と
低く、シリコン薄膜の形成速度が遅いため比較的高品質
な膜が得られ易い。しかしながら、高いガス圧力を必要
とするので、気相中での2次反応によりポリマー状の分
解生成物を生成したり、反応チャンバー内の放電による
チャンバー壁への付着物質による汚染、または電極への
付着物質による汚染によって薄膜品質の低下をきたすお
それがあった。
However, this high-frequency plasma CVD
According to the method, a relatively high quality film is easily obtained because the plasma density is low, for example, 10 9 cm −3 or less, and the silicon thin film formation speed is low. However, since a high gas pressure is required, a secondary reaction in the gas phase generates a polymer-like decomposition product, or a discharge in the reaction chamber causes contamination by substances adhering to the chamber wall, or contamination of the electrode. There is a possibility that the quality of the thin film may be deteriorated due to contamination by the adhered substance.

【0007】このため、最近では、容量結合型プラズマ
の代わりに、誘導結合型プラズマを利用した誘導結合プ
ラズマCVD法が用いられるようになっている。この誘
導結合型プラズマ法は、高周波コイル(アンテナ)に高
周波電力を印加して、誘導結合型プラズマを発生させ
て、高周波コイルに対向して配置された基材上に、シリ
コン薄膜を形成する方法である。この誘導結合型プラズ
マ法では、例えば、10 10〜1012cm-3程度の高いプ
ラズマ密度が得られ、プラズマ発生条件の調整により有
効ラジカル種(SiH3ラジカル)を多く発生させるこ
とも可能であり、しかも薄膜に悪影響を及ぼすイオンの
発生が少なく、また、例えば、0.1〜20mTorr
の低い圧力で反応が行うことができるようになってい
る。
For this reason, recently, capacitively coupled plasma
Instead of inductively coupled plasma using inductively coupled plasma
The plasma CVD method has been used. This invitation
The inductively coupled plasma method uses high-frequency coils (antennas).
Frequency power to generate inductively coupled plasma
On the substrate placed facing the high-frequency coil.
This is a method for forming a thin film. This inductively coupled plasm
In the Ma method, for example, 10 Ten-1012cm-3High degree
Plasma density can be obtained, and the
Effective radical species (SiHThreeRadicals)
Is possible, and ions that adversely affect the thin film
Low generation, for example, 0.1 to 20 mTorr
The reaction can be performed at low pressure
You.

【0008】また、この誘導結合型プラズマCVDの装
置は、従来の容量結合型プラズマCVD装置とは異な
り、対向電極を使用する必要がないため、装置内部の空
間に自由度がある。このため、例えば、基材ステージに
対向して反応ガス供給ノズルを設置して、反応ガスの有
効利用率を高くすることも可能である。
In addition, unlike the conventional capacitively coupled plasma CVD apparatus, this inductively coupled plasma CVD apparatus does not require the use of a counter electrode, and thus has a high degree of freedom in the space inside the apparatus. For this reason, for example, it is possible to increase the effective utilization rate of the reaction gas by installing a reaction gas supply nozzle facing the substrate stage.

【0009】このような誘導結合型プラズマ法を用いた
方法として、特開平10−27762号公報に示されて
いるように、反応チャンバー200の上部外部に渦巻状
の高周波コイル202を配置し、表面に酸素を含まない
シリコン膜を蒸着した石英材の誘電体窓204を反応チ
ャンバー上部に形成するとともに、この誘電体窓と基材
206との間にリング状に形成したガス供給ノズル20
8を備えた誘導結合型プラズマCVD装置210が開示
されている(図9参照)。
As a method using such an inductively coupled plasma method, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-27762, a spiral high-frequency coil 202 is arranged outside the upper part of a reaction chamber 200, and the surface thereof is formed. A dielectric window 204 made of quartz, on which a silicon film containing no oxygen is deposited, is formed in the upper portion of the reaction chamber, and a ring-shaped gas supply nozzle 20 is formed between the dielectric window and the substrate 206.
8 is disclosed (see FIG. 9).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
誘導結合型プラズマCVD装置では、反応チャンバー外
部に高周波コイルを配設して、誘電体窓を介して高周波
を誘導しているために、反応圧力が、例えば、7×10
-2Torrと比較的高くしなければ高周波を誘導できな
いため、プラズマ中にガスミスト(パウダー)が発生し
やすく、その結果、基材表面のシリコン薄膜に不純物が
混入してしまい、均一で、欠陥の少ない高品質のシリコ
ン薄膜を形成するにはまだまだは不十分であった。
In such an inductively coupled plasma CVD apparatus, a high-frequency coil is provided outside the reaction chamber to induce a high frequency through a dielectric window. The pressure is, for example, 7 × 10
Since high frequencies cannot be induced unless the pressure is relatively high at -2 Torr, gas mist (powder) is likely to be generated in the plasma, and as a result, impurities are mixed into the silicon thin film on the surface of the base material, resulting in a uniform and defective defect. It was not enough to form few high-quality silicon thin films.

【0011】また、この場合、反応チャンバー外部に高
周波コイルを配設して、誘電体窓を介して高周波を誘導
しているために、高周波の伝達が良好ではなく、基材表
面への析出速度が遅く、生産効率が良好ではなかった。
In this case, since a high-frequency coil is provided outside the reaction chamber to induce high-frequency waves through the dielectric window, the transmission of high-frequency waves is not good, and the speed of deposition on the surface of the base material is low. But the production efficiency was not good.

【0012】このため、「Low Temperature Growth of
Amorphous and Polycrystalline Silicon Films from a
Modified Inductively Coupled Plasma」, M.Goto等,
Jpn.J. Appl. Phys. Vol. 36 (1997), pp.3714-3720に
は、誘導結合型プラズマCVD方法において、反応チャ
ンバー内部に高周波コイル(RFアンテナ)を配設し
て、低い反応圧力で、低電圧で安定なプラズマを発生す
ることの可能な内部励起型の誘導結合型プラズマCVD
装置が提案されている。
For this reason, "Low Temperature Growth of
Amorphous and Polycrystalline Silicon Films from a
Modified Inductively Coupled Plasma, M. Goto, etc.
Jpn.J. Appl. Phys. Vol. 36 (1997), pp. 3714-3720 discloses that a high-frequency coil (RF antenna) is provided inside a reaction chamber in an inductively coupled plasma CVD method to reduce a reaction pressure. , Inductively coupled plasma CVD of internal excitation type capable of generating stable plasma at low voltage
A device has been proposed.

【0013】しかしながら、誘導結合型プラズマCVD
法は、もともと製膜速度が速いという特徴があるので、
この方法を用いた場合、特に、高周波コイルを反応チャ
ンバー内に配置した場合、基材表面以外にも、反応チャ
ンバー内壁、基材の上方に反応チャンバー内に配置し
た、例えば、ガス供給ノズルなどの部材の表面にシリコ
ン薄膜が徐々に形成されることになるが、その形成速度
も速くなる。そのため、これら部材の表面に形成された
シリコン薄膜が剥がれ落ちて、基材表面に落下して、こ
れが不純物となり、基材表面に形成されるシリコン薄膜
の品質の低下につながることになる。
However, inductively coupled plasma CVD
Since the method originally has the feature that the film forming speed is fast,
When this method is used, particularly when the high-frequency coil is arranged in the reaction chamber, in addition to the substrate surface, the reaction chamber inner wall, arranged in the reaction chamber above the substrate, for example, a gas supply nozzle or the like Although a silicon thin film is gradually formed on the surface of the member, the formation speed is also increased. Therefore, the silicon thin film formed on the surface of these members peels off and falls on the surface of the base material, which becomes an impurity, which leads to a decrease in the quality of the silicon thin film formed on the surface of the base material.

【0014】また、このような誘導結合型プラズマCV
D法においても、有効ラジカル種(SiH3ラジカル)
を多く含み、しかも薄膜に悪影響を及ぼすイオンの発生
が比較的少ないが、高品質を要求される薄膜トランジス
タなどにおいては、このイオンの影響による薄膜の品質
の低下はまだまだ問題であった。
Further, such an inductively coupled plasma CV
Effective radical species (SiH 3 radical) also in Method D
And the generation of ions that adversely affect the thin film is relatively small. However, in thin film transistors and the like that require high quality, deterioration of the quality of the thin film due to the influence of these ions is still a problem.

【0015】本発明は、このような実状に鑑みて、高周
波の伝達が良好で、低い圧力で誘導結合型プラズマを発
生することができ、プラズマ中にガスミスト(パウダ
ー)が発生せず、均一で、欠陥の少ない高品質のシリコ
ン薄膜を短時間で形成することが可能で、しかも、基材
の上方に反応チャンバー内に配置したガス供給ノズルな
どの部材の表面に形成されたシリコン薄膜の剥離、落下
による基材表面に形成されるシリコン薄膜の品質の低下
をきたすことのない誘導結合型プラズマCVD方法およ
びそのための誘導結合型プラズマCVD装置を提供する
ことを目的とする。
In view of such circumstances, the present invention is capable of generating high frequency transmission of inductively coupled plasma at a low pressure, and generating no gas mist (powder) in the plasma. It is possible to form a high quality silicon thin film with few defects in a short time, and to peel off the silicon thin film formed on the surface of a member such as a gas supply nozzle placed in a reaction chamber above the substrate. It is an object of the present invention to provide an inductively coupled plasma CVD method and an inductively coupled plasma CVD apparatus that do not cause deterioration in the quality of a silicon thin film formed on a substrate surface due to dropping.

【0016】また、本発明は、半導体ウェハなどのサイ
ズの大型化に自由に対処することが可能な誘導結合型プ
ラズマCVD方法およびそのための誘導結合型プラズマ
CVD装置を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide an inductively coupled plasma CVD method and an inductively coupled plasma CVD apparatus that can freely cope with an increase in the size of a semiconductor wafer or the like.

【0017】さらに、本発明は、薄膜に悪影響を及ぼす
イオンなどを選択的に捕捉して、有効ラジカル種(Si
3ラジカル)のみを基材表面に到達させることによっ
て、基材表面に形成されるシリコン薄膜を高品質なもの
とすることの可能な誘導結合型プラズマCVD方法およ
びそのための誘導結合型プラズマCVD装置を提供する
ことを目的とする。
Further, the present invention selectively captures ions and the like which have an adverse effect on the thin film to form effective radical species (Si
An inductively coupled plasma CVD method and an inductively coupled plasma CVD apparatus capable of improving the quality of a silicon thin film formed on the substrate surface by allowing only H 3 radicals) to reach the substrate surface. The purpose is to provide.

【0018】本発明者等は、このような実状および目的
に鑑みて鋭意研究した結果、このような内部励起型の誘
導結合型プラズマCVD方法において、 ガス導入ノズルを高周波印加コイルと一体化するこ
とによって、基材表面以外の反応チャンバー内のシリコ
ン薄膜の形成箇所を減少することにより、シリコン薄膜
の剥離による基材表面のシリコン薄膜の品質低下を防止
できること、 高周波印加コイルを加熱することによって、高周波
印加コイル上に形成されるシリコン薄膜を緻密化するこ
とによって、このシリコン薄膜が剥離しにくくすること
によって、シリコン薄膜の剥離による基材表面のシリコ
ン薄膜の品質低下を防止できること、ならびに、 高周波印加コイルと基材との間にメッシュ金属板ま
たは金属メッシュ電極を介在させることによって、基材
の上方に反応チャンバー内に配置したガス供給ノズルな
どの部材の表面に形成されシリコン薄膜が剥離して落下
した場合にも、これらのメッシュ金属板または金属メッ
シュ電極によって捕捉され、基板上にこの剥離したシリ
コン薄膜が付着するのを防止することによって、シリコ
ン薄膜の剥離による基材表面のシリコン薄膜の品質低下
を防止できること、 を知見して本発明を完成するに至ったものである。
The present inventors have conducted intensive studies in view of such circumstances and objects. As a result, in such an internal excitation type inductively coupled plasma CVD method, the gas introduction nozzle was integrated with the high frequency application coil. By reducing the formation of the silicon thin film in the reaction chamber other than the substrate surface, it is possible to prevent the quality deterioration of the silicon thin film on the substrate surface due to the peeling of the silicon thin film. The densification of the silicon thin film formed on the application coil makes it difficult for the silicon thin film to be peeled off, thereby preventing deterioration of the quality of the silicon thin film on the substrate surface due to the peeling of the silicon thin film. A mesh metal plate or metal mesh electrode between By the above, even when the silicon thin film formed on the surface of a member such as a gas supply nozzle disposed in the reaction chamber above the base material is peeled and dropped, the silicon thin film is captured by these mesh metal plates or metal mesh electrodes, and By preventing the detached silicon thin film from adhering to the top, it is possible to prevent the deterioration of the quality of the silicon thin film on the substrate surface due to the detachment of the silicon thin film. .

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明は、前述した課題
および目的を達成するために発明なされたものであっ
て、本発明の誘導結合型プラズマCVD方法は、真空状
態に維持された反応チャンバー内に、反応ガスを供給す
るとともに、反応チャンバー内に配置した高周波印加コ
イルにより高周波電力を印加することにより、反応ガス
誘導結合型プラズマを発生させて、反応チャンバー内に
高周波印加コイルと対向するように配置された基材表面
上に蒸着膜を形成する誘導結合型プラズマCVD方法に
おいて、前記基材表面上に蒸着膜を形成する際に、基材
表面以外の場所に蒸着膜が形成して、蒸着膜が剥離して
基材表面上に付着するのを防止することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to achieve the above-mentioned objects and objects, and an inductively coupled plasma CVD method according to the present invention provides a reaction chamber maintained in a vacuum state. A reaction gas is supplied into the reaction chamber, and a high-frequency power is applied by a high-frequency application coil disposed in the reaction chamber, thereby generating a reaction gas inductively coupled plasma so as to face the high-frequency application coil in the reaction chamber. In the inductively-coupled plasma CVD method of forming a vapor deposition film on the surface of the substrate arranged in, when forming the vapor deposition film on the surface of the substrate, the vapor deposition film is formed in a place other than the surface of the substrate, It is characterized in that the deposited film is prevented from peeling off and adhering to the substrate surface.

【0020】このように、基材表面上に蒸着膜を形成す
る際に、基材表面以外の場所に蒸着膜が形成して、蒸着
膜が剥離して基材表面上に付着するのを防止するので、
シリコン薄膜の剥離による基材表面のシリコン薄膜の品
質低下を防止でき、高品質のシリコン薄膜を得ることが
可能である。
As described above, when forming a vapor-deposited film on the surface of the substrate, the vapor-deposited film is formed at a place other than the surface of the substrate, and the vapor-deposited film is prevented from peeling off and adhering to the surface of the substrate. So
It is possible to prevent deterioration of the quality of the silicon thin film on the substrate surface due to peeling of the silicon thin film, and to obtain a high-quality silicon thin film.

【0021】また、反応チャンバー内に配置した高周波
印加コイルにより高周波電力を印加することによって、
高周波コイルにより直接高周波を反応チャンバー内に導
き、その結果、反応チャンバー内に供給する反応ガスと
ともに生じる誘導結合型プラズマの発生効率が良好とな
るとともに、その反応ガスの反応圧力を低くすることが
できる。
Further, by applying a high-frequency power by a high-frequency application coil disposed in the reaction chamber,
The high-frequency coil directly guides high-frequency waves into the reaction chamber. As a result, the efficiency of inductively coupled plasma generated together with the reaction gas supplied into the reaction chamber is improved, and the reaction pressure of the reaction gas can be reduced. .

【0022】そのため、プラズマ中にガスミスト(パウ
ダー)が発生しにくく、シリコン薄膜に不純物が混入す
ることがなく、均一で、欠陥の少ない高品質のシリコン
薄膜を形成できるとともに、電子密度が1010〜1012
cm-3程度と高いため、原料ガスの分解率が向上し、基
材表面への析出速度が速くなり、生産効率が向上する。
[0022] Therefore, the gas mist (powder) is less likely to occur in the plasma, without impurities are mixed into the silicon thin film, a uniform, it is possible to form a high-quality silicon thin film with few defects, electron density 10 10 - 10 12
Since it is as high as about cm -3 , the decomposition rate of the raw material gas is improved, the deposition rate on the substrate surface is increased, and the production efficiency is improved.

【0023】しかも、コイルの大きさを変えるだけで、
基材の寸法に対応することが可能であるので、設備費を
節約することができ、コストの低減化が図れる。また、
本発明では、前記高周波印加コイルの内部に反応ガスの
供給通路を設けて、高周波印加コイルに形成された反応
ガス供給口より反応ガスを供給して蒸着を行うことを特
徴とする。
Moreover, just by changing the size of the coil,
Since it is possible to cope with the dimensions of the base material, it is possible to reduce equipment costs and reduce costs. Also,
The present invention is characterized in that a reactive gas supply passage is provided inside the high frequency applying coil, and a reactive gas is supplied from a reactive gas supply port formed in the high frequency applying coil to perform vapor deposition.

【0024】このように構成することによって、従来の
ように別途、反応ガス供給用ノズルを設けた場合に比較
して、不要なシリコン薄膜が形成する箇所が少なくなる
ので、剥がれ落ちたシリコン薄膜による不純物汚染が少
なくなり、均質で高品質なシリコン薄膜を基材表面に形
成することが可能となる。
With such a configuration, the number of locations where unnecessary silicon thin films are formed is reduced as compared with the conventional case where a separate reaction gas supply nozzle is provided. Impurity contamination is reduced, and a uniform and high-quality silicon thin film can be formed on the substrate surface.

【0025】また、本発明では、前記高周波印加コイル
の温度を制御しながら蒸着を行うことを特徴とする。こ
の温度制御装置が、高周波印加コイルに形成された熱媒
通路に、例えばシリコンオイルなどの熱媒を流通させて
温度制御する熱媒温度制御装置であるのが温度制御しや
すいので好ましい。
Further, the present invention is characterized in that the vapor deposition is performed while controlling the temperature of the high frequency application coil. This temperature control device is preferably a heat medium temperature control device that controls the temperature by flowing a heat medium such as silicon oil through a heat medium passage formed in the high-frequency application coil because it is easy to control the temperature.

【0026】これによって、例えば、コイルを加熱する
場合においては、高周波印加コイル表面に形成される不
要なシリコン薄膜が緻密な膜となり、高周波印加コイル
表面から剥離しにくくなり、均一、均質で高品質なシリ
コン薄膜を基材表面に形成することが可能となる。
Thus, for example, when the coil is heated, an unnecessary silicon thin film formed on the surface of the high-frequency application coil becomes a dense film, is hardly peeled off from the surface of the high-frequency application coil, and is uniform, uniform and of high quality. It is possible to form a simple silicon thin film on the substrate surface.

【0027】また、本発明では、前記高周波印加コイル
と基材との間にメッシュ金属板または金属メッシュ電極
を介在させて、反応チャンバー内に高周波印加コイルと
対向するように配置した基材表面上に蒸着膜を形成する
ことを特徴とする。
Further, in the present invention, a mesh metal plate or a metal mesh electrode is interposed between the high-frequency applying coil and the base material, and is provided on a surface of the base material arranged in the reaction chamber so as to face the high-frequency applying coil. The method is characterized in that a deposited film is formed on the substrate.

【0028】これにより、反応チャンバー内壁、基材の
上方に反応チャンバー内に配置したガス供給ノズルなど
の部材の表面に形成されたシリコン薄膜が剥離して落下
した場合にも、これらのメッシュ金属板または金属メッ
シュ電極によって捕捉され、基板上にこの剥離したシリ
コン薄膜が、付着するのを防止することによって、シリ
コン薄膜の剥離による基材表面のシリコン薄膜の品質低
下を防止でき、均一、均質で高品質なシリコン薄膜を基
材表面に形成することが可能となる。
Accordingly, even when the silicon thin film formed on the surface of a member such as a gas supply nozzle disposed in the reaction chamber above the inner wall of the reaction chamber or the base material is peeled off and dropped, these mesh metal plates can be used. Alternatively, it is possible to prevent the quality of the silicon thin film on the substrate surface from deteriorating due to the peeling of the silicon thin film by preventing the peeled silicon thin film from being attached to the substrate captured by the metal mesh electrode. A high-quality silicon thin film can be formed on the surface of the base material.

【0029】この場合、金属メッシュ電極とすることに
よって、金属メッシュ電極の上部に存在するSiH4
スから生成された分解生成物である中性ラジカル(Si
3ラジカル)だけが長距離拡散して、金属メッシュ電
極を通過するので、有効ラジカル種である(SiH3
ジカル)のみが基材表面に到達して膜成長に寄与するこ
とになるので、高品質で均質なシリコン薄膜を形成する
ことが可能である。
In this case, by using a metal mesh electrode, a neutral radical (Si), which is a decomposition product generated from SiH 4 gas existing above the metal mesh electrode, is formed.
Since only H 3 radicals diffuse over a long distance and pass through the metal mesh electrode, only the effective radical species (SiH 3 radicals) reach the substrate surface and contribute to the film growth. It is possible to form a uniform and uniform silicon thin film.

【0030】しかも、この金属メッシュ電極では、プラ
ズマ中に存在するイオンが、基材表面へ到達するのが阻
止できるので、イオン衝撃による基材表面薄膜への影響
を防止することができ、高品質で均質なシリコン薄膜を
形成することが可能である。
In addition, with this metal mesh electrode, ions existing in the plasma can be prevented from reaching the surface of the substrate, so that the impact on the substrate surface thin film due to ion bombardment can be prevented, and high quality can be achieved. Thus, a uniform silicon thin film can be formed.

【0031】また、本発明では、反応ガスが、シリコン
系のガスであり、蒸着膜がシリコン薄膜であり、好まし
くは、反応ガスが、SiHxCl4-x(但し、Xは0〜3
の整数)を含むガス、さらに好ましくはジクロロシラン
であるのが望ましい。
In the present invention, the reaction gas is a silicon-based gas, the deposited film is a silicon thin film, and preferably, the reaction gas is SiH x Cl 4-x (where X is 0 to 3).
, And more preferably dichlorosilane.

【0032】このように、クロルを含むシランガスを用
いることによって、耐光劣化特性、ならびに長時間光電
特性を保持できるなど光に対する安定性の高いシリコン
薄膜を形成することが可能となる。
As described above, by using a silane gas containing chloro, it is possible to form a silicon thin film having high light stability such as light-resistance deterioration characteristics and long-term photoelectric characteristics.

【0033】さらに、本発明では、反応チャンバー内の
圧力が、好ましくは、0.3mTorr〜100mTo
rrの圧力、より好ましくは、5mTorr〜30mT
orrの圧力であるのが望ましい。
Further, in the present invention, the pressure in the reaction chamber is preferably from 0.3 mTorr to 100 mTorr.
rr pressure, more preferably 5 mTorr to 30 mT
Desirably, the pressure is orr.

【0034】このような圧力に制御することによって、
プラズマ中にガスミスト(パウダー)が発生しにくく、
シリコン薄膜に不純物が混入することがなく、均一で、
欠陥の少ない高品質のシリコン薄膜を形成できる。ま
た、金属メッシュ電極を用いた場合に、反応圧が低すぎ
るとラジカル種の直進性が高くなりすぎ、メッシュ形状
に対応したまだら模様がシリコン膜の表面にでき、析出
膜が不均質化するが、上記したような範囲に反応チャン
バー内の圧力を設定することによって、このような析出
膜の不均質を防止することができる。
By controlling to such a pressure,
Gas mist (powder) hardly occurs in plasma,
No impurities are mixed into the silicon thin film,
A high quality silicon thin film with few defects can be formed. When a metal mesh electrode is used, if the reaction pressure is too low, the straightness of radical species becomes too high, and a mottled pattern corresponding to the mesh shape is formed on the surface of the silicon film, and the deposited film becomes heterogeneous. By setting the pressure in the reaction chamber within the range described above, it is possible to prevent such heterogeneity of the deposited film.

【0035】さらに、本発明では、前記高周波印加コイ
ルの周囲に、反応ガスおよびプラズマ励起された反応ガ
ス分解生成物を基材方向に誘導する傘形状の反射部材が
配設されていることを特徴とする。
Further, according to the present invention, an umbrella-shaped reflecting member is provided around the high-frequency applying coil to guide the reaction gas and the plasma-excited reaction gas decomposition product toward the substrate. And

【0036】このように反射部材を設けることによっ
て、発生したプラズマを基材方向に導くことができるの
で、プラズマを有効利用することができ、薄膜形成の時
間が短くなる。
By providing the reflecting member in this manner, the generated plasma can be guided toward the substrate, so that the plasma can be used effectively and the time for forming a thin film can be shortened.

【0037】また、本発明では、前記基材設置部の周囲
に反応ガスおよびプラズマ励起された反応ガス分解生成
物を基材方向に誘導する整流板部材が配設されているこ
とを特徴とする。
Further, in the present invention, a rectifying plate member for guiding a reaction gas and a plasma-excited reaction gas decomposition product in the direction of the substrate is provided around the substrate installation portion. .

【0038】このように構成することによって、反応ガ
スの流れが基材に向かって下向きに均一な流れとなるの
で、整流板がない場合のように反応ガスの流れの方向に
薄膜が偏析することがなくなり、基材の表面に均質な薄
膜を形成することが可能となる。
According to this structure, the flow of the reaction gas becomes uniform downward toward the base material, so that the thin film segregates in the direction of the flow of the reaction gas as in the case where there is no current plate. And a homogeneous thin film can be formed on the surface of the substrate.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態(実施例)について説明する。図1は、本
発明の誘導結合型プラズマCVD方法を実施するための
誘導結合型プラズマCVD装置の第1の実施例を示す概
略図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of an inductively coupled plasma CVD apparatus for performing the inductively coupled plasma CVD method of the present invention.

【0040】図1に示したように、誘導結合型プラズマ
CVD装置(以下、単に「CVD装置」と言う)10
は、例えば、SUS304などのステンレス鋼などから
構成され、真空状態に維持される円筒形の反応チャンバ
ー12を備えており、反応チャンバー12の底壁16に
形成された排気口13を介して、真空ポンプなどの真空
源に接続することによって、一定の真空状態に維持され
るようになっている。
As shown in FIG. 1, an inductively coupled plasma CVD apparatus (hereinafter, simply referred to as "CVD apparatus") 10
Is provided with a cylindrical reaction chamber 12 made of, for example, stainless steel such as SUS304 and maintained in a vacuum state, and is evacuated through an exhaust port 13 formed in a bottom wall 16 of the reaction chamber 12. By connecting to a vacuum source such as a pump, a constant vacuum state is maintained.

【0041】また、その内部には、表面にシリコン薄膜
を蒸着する基材Aを設置する基材設置部を構成するステ
ージ14が配置されている。このステージ14は、反応
チャンバー12の底壁16を貫通して、図示しない駆動
機構によって上下に摺動可能に構成され、位置調整可能
となっているとともに、図示しない例えば、シーズヒー
タなどの加熱機構によって、基材Aを加熱することがで
きるようになっている。なお、図示しないが、ステージ
14と底壁16との間の摺動部分には、反応チャンバー
12内の真空度を確保するために、シールリングなどの
シール部材が配設されている。
Further, a stage 14 constituting a base material setting portion for setting a base material A on which a silicon thin film is vapor-deposited on the surface is disposed therein. The stage 14 penetrates the bottom wall 16 of the reaction chamber 12 and is configured to be slidable up and down by a drive mechanism (not shown) so that the position can be adjusted. Thereby, the base material A can be heated. Although not shown, a seal member such as a seal ring is provided in a sliding portion between the stage 14 and the bottom wall 16 to secure a degree of vacuum in the reaction chamber 12.

【0042】一方、反応チャンバー12の上方には、リ
ング形状の高周波印加コイル18が設けられており、そ
の基端部分20、22が、反応チャンバー12の頂壁を
貫通して、反応チャンバー12外部に設けられた高周波
電源24に接続されている。この高周波印加コイル18
と高周波電源24の間には図示しないマッチング回路が
配設されており、高周波電源24により発生した高周波
を損失なく高周波印加コイル18へ伝播できるようにな
っている。
On the other hand, a ring-shaped high-frequency application coil 18 is provided above the reaction chamber 12, and its base end portions 20 and 22 pass through the top wall of the reaction chamber 12, and are outside the reaction chamber 12. Is connected to a high-frequency power supply 24 provided in the power supply. This high frequency applying coil 18
A matching circuit (not shown) is provided between the high frequency power supply 24 and the high frequency power supply 24 so that the high frequency generated by the high frequency power supply 24 can be propagated to the high frequency application coil 18 without loss.

【0043】この高周波印加コイル18は、図2に示し
たように、断面円形状で中空構造となっており、隔壁2
6を隔てて上部に熱媒通路28が形成されており、この
熱媒通路28に、熱媒源30から、例えば、シリコンオ
イルなどの熱媒を流通させることにより、高周波印加コ
イル18の温度を制御できるようになっている。
As shown in FIG. 2, the high-frequency application coil 18 has a hollow structure with a circular cross section.
A heat medium passage 28 is formed at an upper portion of the heat medium passage 28 through which a heat medium such as silicon oil flows from a heat medium source 30 so that the temperature of the high-frequency application coil 18 is reduced. It can be controlled.

【0044】また、高周波印加コイル18には、隔壁2
6を隔ててその下部には、反応ガス供給経路32が形成
されており、反応ガス供給源27から、例えば、モノシ
ラン(SiH4)、ジシラン(Si26)等の原料ガス
をそのまま、或いは水素、ヘリウム、アルゴン、キセノ
ン等の希釈用のガスと混合して、この反応ガス供給経路
32を介して、高周波印加コイル18の下端に、そのリ
ング形状に沿って一定間隔離して形成された反応ガス供
給口34より反応ガスを反応チャンバー12内に供給す
るようになっている。これによって、高周波印加コイル
18に印加された高周波によって、誘導結合型プラズマ
を発生させて、基材表面にシリコン薄膜を析出形成する
ようになっている。
The high frequency applying coil 18 has a partition 2
A reaction gas supply path 32 is formed below and separated from the reaction gas 6, and a source gas such as, for example, monosilane (SiH 4 ) or disilane (Si 2 H 6 ) is directly supplied from the reaction gas supply source 27 or The reaction gas is mixed with a diluting gas such as hydrogen, helium, argon, or xenon, and is formed at a lower end of the high-frequency application coil 18 through the reaction gas supply path 32 at a constant distance along the ring shape. The reaction gas is supplied from the gas supply port 34 into the reaction chamber 12. Thus, an inductively coupled plasma is generated by the high frequency applied to the high frequency application coil 18 to deposit and form a silicon thin film on the substrate surface.

【0045】このように、高周波印加コイル18の内部
に反応ガスの供給経路32を形成することによって、従
来のように別途、反応ガス供給用ノズルを設けた場合に
比較して、不要なシリコン薄膜が形成する箇所が少なく
なるので、剥がれ落ちたシリコン薄膜による不純物汚染
が少なくなり、均質で高品質なシリコン薄膜を基材表面
に形成することが可能となる。
As described above, by forming the reaction gas supply path 32 inside the high frequency application coil 18, an unnecessary silicon thin film is unnecessary as compared with a conventional case where a reaction gas supply nozzle is separately provided. Since the number of places where the silicon thin film is formed is reduced, impurity contamination due to the silicon thin film which has been peeled off is reduced, and a uniform and high quality silicon thin film can be formed on the surface of the base material.

【0046】なお、この高周波コイル18の材質として
は、金属製、例えば、SUS304などのステンレス
鋼、銅、アルミニウムなどの加工しやすい材質から選択
すれば良く、特に限定されるものではない。また、高周
波コイル18の表面は、アルミナ、窒化アルミニウム等
の絶縁体で被覆されていてもよい。
The material of the high-frequency coil 18 may be selected from metals, for example, easily workable materials such as stainless steel such as SUS304, copper, and aluminum, and is not particularly limited. The surface of the high-frequency coil 18 may be covered with an insulator such as alumina or aluminum nitride.

【0047】また、この高周波コイル18の構造として
は、図3の断面図に示したように、断面円形状の熱媒通
路28と反応ガス供給経路32を上下に重ねて上下一体
化した構造とすることによって、より製作が容易とな
る。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the high-frequency coil 18 has a structure in which a heating medium passage 28 having a circular cross section and a reactant gas supply passage 32 are vertically overlapped and integrated. By doing so, manufacture becomes easier.

【0048】また、本実施例の場合には、高周波コイル
18の内部に形成した熱媒通路28内に熱媒を循環させ
ることによって、高周波コイルの温度制御を行えるよう
にしたが、例えば、コイルを加熱する場合においては、
他の加熱手段、例えば、シーズヒータを高周波コイル1
8の内部に埋設することによって、高周波コイルを加熱
することも勿論可能である。
In this embodiment, the temperature of the high-frequency coil can be controlled by circulating the heat medium in the heat medium passage 28 formed inside the high-frequency coil 18. When heating
Other heating means, such as a sheathed heater,
By burying the high-frequency coil inside the coil, it is of course possible to heat the high-frequency coil.

【0049】一方、図4に示したように、高周波印加コ
イル18の周囲の上方には、略傘形状の反射部材36が
設けられており、反応ガス及びプラズマ励起された反応
ガス分解生成物のうち、周囲に拡散して基材方向からそ
れたものを下方方向、すなわち、基材方向へと反射させ
て誘導するようになっている。従って、反応ガスを有効
利用することができ、薄膜形成の時間が短くなる。な
お、この反射部材36は、好ましくは、金属製、例え
ば、SUS304などのステンレスから構成すればよ
い。また、この反射部材36にも、プラズマが全て反射
するのではなく、その表面に徐々にシリコン薄膜が形成
されることとなるので、反応チャンバー12から取り外
して、析出したシリコン薄膜をエッチング処理などによ
って、洗浄することによって、清浄な反射部材と交換可
能となっている。このようにすることによって、反応チ
ャンバー内壁への膜の付着を著しく低減することがで
き、反応チャンバーのクリーニング頻度を少なくするこ
とができる。
On the other hand, as shown in FIG. 4, a substantially umbrella-shaped reflecting member 36 is provided above the periphery of the high-frequency applying coil 18 so that the reaction gas and the plasma-excited reaction gas decomposition products can be removed. Of these, those that diffuse to the surroundings and deviate from the direction of the base material are reflected and guided in a downward direction, that is, in the direction of the base material. Therefore, the reaction gas can be effectively used, and the time for forming the thin film is shortened. The reflecting member 36 is preferably made of metal, for example, stainless steel such as SUS304. Also, not all of the plasma is reflected on the reflecting member 36, but a silicon thin film is gradually formed on the surface of the reflecting member 36. Therefore, the silicon thin film is removed from the reaction chamber 12, and the deposited silicon thin film is etched by etching or the like. By washing, it can be replaced with a clean reflecting member. By doing so, the adhesion of the film to the inner wall of the reaction chamber can be significantly reduced, and the frequency of cleaning the reaction chamber can be reduced.

【0050】また、基材設置部、すなわち、ステージ1
4の周囲にも、反応ガス及びプラズマ励起された反応ガ
ス分解生成物をステージ14上に載置した基材Aの方向
に誘導する漏斗形状の整流板部材38が配設されてい
る。なお、この整流板部材38も、反射部材36と同様
な材質から形成されるとともに、その表面に析出したシ
リコン薄膜を取り除くために、取り外し可能に構成され
ており、清浄な整流板部材38と交換できるようになっ
ている。
Further, the base member installation part, that is, the stage 1
A funnel-shaped rectifying plate member 38 that guides the reaction gas and the decomposition product of the reaction gas excited by the plasma in the direction of the base material A placed on the stage 14 is also provided around the periphery 4. The current plate member 38 is also made of the same material as that of the reflection member 36, and is configured to be removable to remove a silicon thin film deposited on the surface thereof. I can do it.

【0051】さらに、反応チャンバー12の側部には、
ゲートバルブ42があり、これを介して、処理すべき基
材Aを出し入れするための圧力調整室40に接続されて
いる。
Further, on the side of the reaction chamber 12,
There is a gate valve 42, through which it is connected to a pressure regulating chamber 40 for taking in and out the substrate A to be treated.

【0052】このように構成される本発明の誘導結合型
プラズマCVD装置を用いた誘導結合型プラズマCVD
方法について、以下に説明する。先ず、真空ポンプなど
の真空源を作動することによって、排気口13を介して
排気することにより、反応チャンバー12内を真空状態
に維持する。反応チャンバー12内を高真空にすること
により、シリコン膜の不純物元素となる酸素、炭素、窒
素等を除去することができる。この時の圧力は、1×1
-6Torr以下とするのが好適である。
Inductively coupled plasma CVD using the inductively coupled plasma CVD apparatus of the present invention configured as described above.
The method will be described below. First, the inside of the reaction chamber 12 is maintained in a vacuum state by operating a vacuum source such as a vacuum pump to exhaust the gas through the exhaust port 13. By setting the inside of the reaction chamber 12 to a high vacuum, oxygen, carbon, nitrogen, and the like which are impurity elements of the silicon film can be removed. The pressure at this time is 1 × 1
It is preferable that the pressure be 0 -6 Torr or less.

【0053】次に、反応チャンバー12の側部に接続さ
れた圧力調整室40内に処理すべき、例えば、ガラス基
板、金属基板などからなる基材Aを搬入した後、この圧
力調整室40内の圧力を反応チャンバー12内の圧力と
同じ真空度になるように調整する。そして、ゲートバル
ブ42を開放して、基材Aを反応チャンバー12内のス
テージ14の上に載置する。
Next, after a substrate A to be processed, for example, a glass substrate, a metal substrate, etc., to be processed is loaded into the pressure adjustment chamber 40 connected to the side of the reaction chamber 12, Is adjusted to be the same degree of vacuum as the pressure in the reaction chamber 12. Then, the gate valve 42 is opened, and the substrate A is placed on the stage 14 in the reaction chamber 12.

【0054】そして、反応チャンバー12の外部に設け
られた高周波電源24から高周波印加コイル18に高周
波を印加するとともに、反応ガス供給源27から、高周
波印加コイル18に形成された反応ガス供給経路32を
介して、反応ガス供給口34より反応ガスを反応チャン
バー12内に供給する。これにより、高周波印加コイル
18に印加された高周波によって、誘導結合型プラズマ
を発生させて、ステージ14に載置された基材Aの表面
にシリコン薄膜を析出形成するようになっている。
The high frequency power supply 24 provided outside the reaction chamber 12 applies high frequency to the high frequency application coil 18, and the reaction gas supply source 27 supplies the high frequency application coil 18 with the reaction gas supply path 32 formed in the high frequency application coil 18. The reaction gas is supplied from the reaction gas supply port 34 into the reaction chamber 12 through the reaction gas supply port 34. Thus, an inductively coupled plasma is generated by the high frequency applied to the high frequency application coil 18, and a silicon thin film is deposited and formed on the surface of the substrate A mounted on the stage 14.

【0055】なお、この際の反応チャンバー12内の圧
力(反応圧力)は、好ましくは0.3〜100mTor
r、より好ましくは5〜30mTorrとするのが望ま
しい。このような圧力に制御することによって、プラズ
マ中にガスミスト(パウダー)の発生を防止し、均一
で、欠陥の少ない高品質のシリコン薄膜を形成すること
ができる。
The pressure (reaction pressure) in the reaction chamber 12 at this time is preferably 0.3 to 100 mTorr.
r, more preferably 5 to 30 mTorr. By controlling to such a pressure, generation of gas mist (powder) in plasma can be prevented, and a uniform, high-quality silicon thin film with few defects can be formed.

【0056】この際、高周波印加コイル18に形成され
た熱媒通路28に熱媒源30から、熱媒を流通させるこ
とにより、高周波印加コイル18を加熱するようになっ
ている。この加熱温度としては、高周波印加コイル18
表面に形成される不要なシリコン薄膜が緻密な膜とな
り、高周波印加コイル表面から剥離しにくくするよう
に、好ましくは、150〜300℃、さらに好ましく
は、200〜250℃とするのが望ましく、これにより
均一、均質で高品質なシリコン薄膜を基材表面に形成す
ることが可能となる。なお、この場合の熱媒としては、
例えば、シリコンオイルが使用可能であるが、水蒸気等
のその他の熱媒であっても良く、特に限定されるもので
はない。
At this time, the high-frequency application coil 18 is heated by flowing a heat medium from the heat medium source 30 through the heat medium passage 28 formed in the high-frequency application coil 18. As the heating temperature, the high-frequency application coil 18
Preferably, the temperature is set to 150 to 300 ° C., more preferably 200 to 250 ° C., so that an unnecessary silicon thin film formed on the surface becomes a dense film and is hardly peeled off from the high frequency application coil surface. This makes it possible to form a uniform, uniform and high-quality silicon thin film on the surface of the base material. In this case, as the heat medium,
For example, silicon oil can be used, but other heat medium such as steam may be used, and there is no particular limitation.

【0057】この場合、高周波電力としては、10W〜
3KWであり、高周波の周波数としてはマッチング回路
での調整を考慮すれば、5MHz〜200MHzの高周
波とするのが好ましく、さらに好ましくは、10MHz
〜100MHzとするのが望ましい。
In this case, the high frequency power is 10 W to
It is 3 KW, and the frequency of the high frequency is preferably 5 MHz to 200 MHz, more preferably 10 MHz, in consideration of adjustment by a matching circuit.
It is desirable to set it to 100100 MHz.

【0058】また、反応チャンバー12内に導入する反
応ガスとしては、例えば、モノシラン(SiH4)、ジ
シラン(Si26)等、或いは、これらの反応ガスに水
素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン等の希釈用
ガスを同伴した反応ガスが使用可能である。さらに、S
iHxCl4-x(但し、Xは0〜3の整数)で表されるよ
うなクロルを含むシランガスを希釈用の水素ガスと同伴
させて、反応ガスとして用いることが、析出するシリコ
ン膜の耐光劣化性、ならびに長時間光電特性を保持でき
るなど光に対する安定性の高いシリコン薄膜を形成する
ことが可能となるので望ましい。特に、ジクロロシラン
(SiH2Cl2)は、その沸点が約10℃であるために
その取扱いが容易であるので、クロルを含むシランガス
としては、これを用いるのが好ましい。
The reaction gas introduced into the reaction chamber 12 is, for example, monosilane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ) or the like, or hydrogen, argon, helium, neon, xenon or the like. A reaction gas accompanied by a diluting gas such as the above can be used. Furthermore, S
The use of chloro-containing silane gas represented by iH x Cl 4-x (where X is an integer of 0 to 3) together with hydrogen gas for dilution and as a reaction gas can be used as a reaction gas. It is desirable because it is possible to form a silicon thin film having high light stability such as light resistance and long-term photoelectric characteristics. In particular, since dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) has a boiling point of about 10 ° C. and is easy to handle, it is preferable to use chlorosilane-containing silane gas.

【0059】反応ガス及び希釈ガスの導入量としては、
反応ガスを単独で反応チャンバー内に導入する場合、及
び、希釈ガスと同伴させて反応チャンバー内へ導入する
場合では異なるが、20オングストローム毎秒以上の析
出速度が得られる導入量を考慮すれば、総導入量として
は30cc/分〜3000cc/分となるようにするの
が好ましい。また、反応ガスと希釈ガスとの混合比率は
特に限定されるものではないが、反応ガスに対する希釈
ガスの流量比(希釈ガス/反応ガス)が10を越えると
シリコン膜の構造に変化が見られる。この希釈ガスの流
量比が10より小さい場合には、アモルファスシリコン
の析出が支配的であり、10以上になると結晶質のシリ
コン膜の析出が支配的となる。しかしながら、シリコン
膜の構造変化は、その他の析出条件、すなわち、高周波
電力、基材温度などとも大きく関係するので、一義的に
流量比のみで規定することは困難である。一般的には、
高周波電力が高いほど、希釈率が高いほど、さらに、基
材温度が高いほど結晶質シリコン薄膜の析出が優勢とな
る。
The introduction amounts of the reaction gas and the dilution gas are as follows.
Although the case where the reaction gas is introduced into the reaction chamber alone and the case where the reaction gas is introduced into the reaction chamber together with the diluting gas are different, the total amount is considered in consideration of the introduction amount at which a deposition rate of 20 Å / sec or more is obtained. It is preferable that the introduction amount is 30 cc / min to 3000 cc / min. The mixing ratio between the reaction gas and the diluent gas is not particularly limited. However, when the flow ratio of the diluent gas to the reaction gas (diluent gas / reactant gas) exceeds 10, the structure of the silicon film changes. . When the flow ratio of the dilution gas is smaller than 10, the deposition of amorphous silicon is dominant, and when it is 10 or more, the deposition of a crystalline silicon film is dominant. However, since the structural change of the silicon film is greatly related to other deposition conditions, that is, high-frequency power, substrate temperature, and the like, it is difficult to uniquely define only the flow rate ratio. In general,
The higher the high-frequency power, the higher the dilution ratio, and the higher the substrate temperature, the more the deposition of the crystalline silicon thin film becomes dominant.

【0060】また、基材Aと高周波コイル18との間の
距離Lとしては、主たる堆積前駆体と考えられるSiH
3中性ラジカルの寿命を考慮すれば、8cm〜30cm
の範囲とするのが望ましく、ステージ14を上下に摺動
させることによって位置調整すればよい。
The distance L between the base material A and the high-frequency coil 18 is set to SiH which is considered to be a main deposition precursor.
3 Considering the lifetime of neutral radicals, 8 cm to 30 cm
The position may be adjusted by sliding the stage 14 up and down.

【0061】さらに、基材Aは、ステージ14に設けら
れた加熱装置によって、高品質なシリコン薄膜が析出し
やすいように、約200〜約250℃に加熱されてい
る。このようにすることによって、高周波印加コイル1
8に印加された高周波によって発生した誘導結合型プラ
ズマによって、ステージ14に載置された基材Aの表面
にシリコン薄膜が析出形成されるが、反射部材36なら
びに整流板部材38によってプラズマを基材A方向に導
かれるため、プラズマを有効利用することができ、薄膜
形成の時間が短くなる。
Further, the substrate A is heated to about 200 to about 250 ° C. by a heating device provided on the stage 14 so that a high-quality silicon thin film is easily deposited. By doing so, the high-frequency application coil 1
A silicon thin film is deposited and formed on the surface of the substrate A mounted on the stage 14 by the inductively-coupled plasma generated by the high frequency applied to the stage 8. Since the plasma is guided in the direction A, the plasma can be effectively used, and the time for forming the thin film is reduced.

【0062】なお、この薄膜形成の時間は、基材の使用
用途にもよるが、例えば、シリコン薄膜の膜厚が200
0〜8000オングストロームとなるように、100〜
400秒程度反応処理すればよい。
The time for forming the thin film depends on the use of the base material.
100 to 100 to 8000 angstroms
The reaction may be performed for about 400 seconds.

【0063】図5は、本発明の誘導結合型プラズマCV
D方法を実施するための誘導結合型プラズマCVD装置
の第2の実施例を示す概略図である。この実施例のCV
D装置は、基本的には、上述した第1の実施例のCVD
装置と同様な構成であり、同じ構成部材には同じ参照番
号を付してその詳細な説明を省略する。
FIG. 5 shows an inductively coupled plasma CV of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing a second embodiment of the inductively coupled plasma CVD apparatus for performing the method D. CV of this embodiment
The D apparatus is basically the same as the CVD apparatus of the first embodiment described above.
The configuration is the same as that of the device, and the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0064】この実施例のCVD装置10では、高周波
印加コイル18と基材Aとの間、すなわち、ステージ1
4との間に、反応チャンバー12の側壁17を貫通して
直流電源52に接続された円形板状の金属メッシュ電極
50が設けられている。
In the CVD apparatus 10 of this embodiment, the space between the high-frequency application coil 18 and the base material A, that is, the stage 1
4, a circular plate-shaped metal mesh electrode 50 penetrating the side wall 17 of the reaction chamber 12 and connected to the DC power supply 52 is provided.

【0065】このように金属メッシュ電極50を設ける
ことによって、金属メッシュ電極50の上部に存在する
プラズマ中において生成された反応ガス分解生成物のう
ち長寿命であるSiH3ラジカルだけが長距離拡散し
て、金属メッシュ電極50を通過するので、有効ラジカ
ル種である(SiH3ラジカル)のみが基材A表面に到
達して膜成長に寄与することになるので、高品質で均質
なシリコン薄膜を形成することが可能である。
By providing the metal mesh electrode 50 in this manner, only the long-lived SiH 3 radical among the reaction gas decomposition products generated in the plasma existing above the metal mesh electrode 50 diffuses over a long distance. As a result, only the effective radical species (SiH 3 radicals) reach the surface of the base material A and contribute to the film growth because they pass through the metal mesh electrode 50, so that a high-quality and uniform silicon thin film is formed. It is possible to

【0066】しかも、この金属メッシュ電極50では、
プラズマ中に存在するイオンが、基材表面へ到達するの
が阻止できるので、イオン衝撃による基材表面薄膜への
影響を防止することができ、欠陥の少ない高品質で均質
なシリコン薄膜を形成することが可能である。さらに、
メッシュ電極へ印加する電圧によって、クロルを含むシ
ランガスを反応ガスとして用いた場合においては、シリ
コン膜中に存在するクロル原子の濃度を制御することも
できる。
Moreover, in this metal mesh electrode 50,
Since ions present in the plasma can be prevented from reaching the substrate surface, the influence of ion bombardment on the substrate surface thin film can be prevented, and a high-quality, uniform silicon thin film with few defects can be formed. It is possible. further,
In the case where chloro-containing silane gas is used as a reaction gas, the concentration of chloro atoms present in the silicon film can be controlled by the voltage applied to the mesh electrode.

【0067】また、金属メッシュ電極50を用いること
によって、逆バイアスをかけた状態で水素プラズマを発
生させることによって、金属メッシュ電極50に付着し
たシリコン膜を、反応チャンバー12を開けることなく
除去することが可能となる。
Further, by using the metal mesh electrode 50 to generate hydrogen plasma under a reverse bias, the silicon film adhered to the metal mesh electrode 50 can be removed without opening the reaction chamber 12. Becomes possible.

【0068】なお、この金属メッシュ電極50の材質と
しては、金属であれば特に限定されるものではない。例
えば、SUS304などからなる金属が一般的に用いら
れるが、タングステン、タンタル等の金属を使用するこ
とも可能である。また、金属メッシュ電極50の網目サ
イズとしては、上記の作用と基材Aの表面に形成される
シリコン薄膜の均質性を考慮すれば、#5〜50のサイ
ズのメッシュとすればよい。
The material of the metal mesh electrode 50 is not particularly limited as long as it is a metal. For example, a metal such as SUS304 is generally used, but a metal such as tungsten or tantalum can also be used. Further, the mesh size of the metal mesh electrode 50 may be a mesh size of # 5 to 50 in consideration of the above operation and the homogeneity of the silicon thin film formed on the surface of the base material A.

【0069】さらに、金属メッシュ電極50へ印加する
電圧としては、メッシュ近傍での新たなプラズマの形成
を考慮すれば、−200V〜+200Vとするのが望ま
しい。但し、この場合、+側が目的とする膜形成時、−
側が膜除去時の電圧を示している。
Further, the voltage applied to the metal mesh electrode 50 is desirably -200 V to +200 V in consideration of the formation of new plasma near the mesh. However, in this case, the + side indicates the target film formation,
The side indicates the voltage at the time of film removal.

【0070】また、金属メッシュ電極50を配置する位
置としては、誘導結合型プラズマによるメッシュ電極の
スパッタ現象の抑制を考慮すれば、高周波印加コイル1
8との間の距離を3〜10cm、金属メッシュ電極50
と基材Aとの間の距離を、5〜20cmとするのが望ま
しい。
Further, the position of the metal mesh electrode 50 is determined by considering the suppression of the sputtering phenomenon of the mesh electrode due to the inductively coupled plasma.
8 between 3 and 10 cm, metal mesh electrode 50
It is desirable that the distance between the substrate and the substrate A be 5 to 20 cm.

【0071】なお、この際、反応チャンバー12内の圧
力が、好ましくは、0.3〜100mTorrの圧力、
より好ましくは、5〜30mTorrの圧力であるのが
望ましい。すなわち、金属メッシュ電極50を用いた場
合に、反応圧が低すぎるとラジカル種の直進性が高くな
りすぎ、メッシュ形状に対応したまだら模様が形成する
シリコン膜の表面にでき、析出膜が不均質化するが、上
記したような範囲に反応チャンバー12内の圧力を設定
することによって、このような析出膜の不均質化を防止
することができるからである。
At this time, the pressure in the reaction chamber 12 is preferably 0.3 to 100 mTorr.
More preferably, the pressure is 5 to 30 mTorr. That is, when the metal mesh electrode 50 is used, if the reaction pressure is too low, the straightness of the radical species becomes too high, and a mottled pattern corresponding to the mesh shape is formed on the surface of the silicon film. However, by setting the pressure in the reaction chamber 12 within the range described above, it is possible to prevent such non-uniformity of the deposited film.

【0072】なお、基材Aの表面に、このようなメッシ
ュ形状に対応したまだら模様の不均質な薄膜が形成され
るのを防止するために、金属メッシュ電極50自体を超
音波振動させるなどしても良い。
In order to prevent a non-uniform thin film having a mottled pattern corresponding to the mesh shape from being formed on the surface of the base material A, the metal mesh electrode 50 itself is subjected to ultrasonic vibration or the like. May be.

【0073】さらに、本実施例では、金属メッシュ電極
50を用いたが、反応容器内壁などに付着したシリコン
薄膜が剥がれ落ちて、基材Aの表面に落下するのを捕捉
して阻止するためには、金属メッシュ板であってもよ
い。
Further, in this embodiment, the metal mesh electrode 50 is used. However, in order to capture and prevent the silicon thin film attached to the inner wall of the reaction vessel from peeling off and falling on the surface of the substrate A. May be a metal mesh plate.

【0074】図6は、本発明の誘導結合型プラズマCV
D方法を実施するための連続操業可能な誘導結合型プラ
ズマCVD装置の第3の実施例を示す全体概略図、図7
はその一部を拡大して示す図、図8は図7のVIII−
VIII線での断面図である。
FIG. 6 shows an inductively coupled plasma CV of the present invention.
FIG. 7 is an overall schematic view showing a third embodiment of an inductively coupled plasma CVD apparatus capable of operating continuously for carrying out the method D.
FIG. 8 is a partially enlarged view of FIG. 8, and FIG.
It is sectional drawing in the VIII line.

【0075】この装置は、連続して操業可能ないわゆる
「ロール・ツー・ロール方式」のCVD装置を示してい
る。このCVD装置は、帯状に形成された基材Bを連続
的に処理するための装置であって、図6に示したよう
に、基材Bは、繰出しチャンバー101から、連接して
形成された複数のCVD処理チャンバー102〜106
を通過して、巻き取りチャンバー107にて巻き取られ
るようになっている。なお、それぞれのチャンバーとの
間には、ゲート装置109が設けられている。
This apparatus is a so-called “roll-to-roll type” CVD apparatus which can be operated continuously. This CVD apparatus is an apparatus for continuously treating a base material B formed in a belt shape. As shown in FIG. 6, the base material B is formed continuously from a feeding chamber 101. A plurality of CVD processing chambers 102 to 106
, And is wound in the winding chamber 107. Note that a gate device 109 is provided between each chamber.

【0076】繰出しチャンバー101内に配設された繰
出しローラ110にロール状に巻装された基材Bは、保
護フィルム巻き取りローラ111によって、その表面の
保護フィルムCが剥離された後、案内ローラ112に案
内され、各ゲート装置109を介して、CVD処理チャ
ンバー102〜106を通過する間に、シリコン薄膜が
その表面に形成される。その後、巻き取りチャンバー1
07内の案内ローラ113によって案内され、保護フィ
ルム繰出しローラ114から新しい保護フィルムDが薄
膜形成面に当接され、巻き取りローラ115によって巻
き取られるようになっている。
The base material B wound in a roll shape on the pay-out roller 110 provided in the pay-out chamber 101 is peeled off the protective film C on the surface thereof by the protective film take-up roller 111, and then guided by the guide roller. While being guided to 112 and passing through the CVD processing chambers 102 to 106 via the respective gate devices 109, a silicon thin film is formed on the surface thereof. Then, take-up chamber 1
A new protective film D is guided by a guide roller 113 in the sheet No. 07 from the protective film feeding roller 114 and is brought into contact with the thin film forming surface, and is taken up by a take-up roller 115.

【0077】この際、繰出しチャンバー101、CVD
処理チャンバー102〜106、ならびに巻き取りチャ
ンバー107内は、排気手段によって一定の真空状態に
維持されている。また、ゲート装置109には、ゲート
ガス供給路116によって、各CVD装置での反応ガス
などの薄膜形成条件の独立性を維持するために、水素ガ
ス、その他の不活性ガスが供給されるようになってい
る。
At this time, the feeding chamber 101 and the CVD
The inside of the processing chambers 102 to 106 and the inside of the winding chamber 107 are maintained in a constant vacuum state by an exhaust means. In addition, a hydrogen gas and other inert gases are supplied to the gate device 109 through the gate gas supply path 116 in order to maintain the independence of thin film forming conditions such as a reaction gas in each CVD device. ing.

【0078】また、図7に示したように、ゲート装置1
09、CVD処理チャンバー102〜106内には、マ
グネットローラからなる案内ローラ117が配設されて
おり、基材Bを案内するようになっている。
Further, as shown in FIG.
09, a guide roller 117 composed of a magnet roller is disposed in the CVD processing chambers 102 to 106 so as to guide the base material B.

【0079】図7および図8に示したように、CVD処
理チャンバー102〜106内には、その下方に高周波
炉118が形成されており、その下端内部に高周波電源
119に接続された高周波コイル120が設けられてい
る。なお、この高周波コイルの120の構成は、上述し
た第1の実施例と同様な構成であり、図示しないがその
内部に熱媒源に接続された熱媒通路、反応ガス源に接続
された反応ガス供給経路、ガス供給口が形成されてい
る。
As shown in FIGS. 7 and 8, a high-frequency furnace 118 is formed below the CVD processing chambers 102 to 106, and a high-frequency coil 120 connected to a high-frequency power supply 119 is formed in the lower end thereof. Is provided. The configuration of the high-frequency coil 120 is the same as that of the first embodiment described above. Although not shown, a heating medium passage connected to a heating medium source and a reaction medium connected to a reaction gas source are provided therein. A gas supply path and a gas supply port are formed.

【0080】また、高周波炉118内には、第1の実施
例の金属メッシュ電極50と同様に、金属メッシュ電極
125が設けられている。なお、これらのCVD処理チ
ャンバー102〜106は、図7に示したように真空ポ
ンプなどの真空源126に接続された排気口127を介
して一定の真空状態に維持されている。
In the high-frequency furnace 118, a metal mesh electrode 125 is provided as in the case of the metal mesh electrode 50 of the first embodiment. These CVD processing chambers 102 to 106 are maintained in a constant vacuum state through an exhaust port 127 connected to a vacuum source 126 such as a vacuum pump as shown in FIG.

【0081】このように構成することによって、上述し
た第1及び第2の実施例のように、基材Bの表面に連続
的にシリコン薄膜を形成することが可能となり、その生
産効率が向上する。以上、本発明の誘導結合型プラズマ
CVD方法ならびに誘導結合型プラズマCVD装置の実
施例について説明したが、本発明の範囲内において、例
えば、以上の実施例については、シリコン薄膜の形成に
ついて述べたが、他のシリコンゲルマニウム膜(SiG
e)、シリコンカーバイド膜(SiC)、シリコン窒化
膜(SiN)、シリコン酸化膜(SiO2)、ダイヤモ
ンドライクカーボン膜(DLC)などの薄膜を形成する
場合にも適用可能であり、また、縦置き型の装置につい
て説明したが、横置き型の装置に変更するなど種々変更
することが可能であることは勿論である。
With this configuration, a silicon thin film can be continuously formed on the surface of the base material B as in the first and second embodiments described above, and the production efficiency is improved. . The embodiments of the inductively coupled plasma CVD method and the inductively coupled plasma CVD apparatus of the present invention have been described above. Within the scope of the present invention, for example, in the above embodiments, the formation of a silicon thin film has been described. , Other silicon germanium films (SiG
e), a silicon carbide film (SiC), a silicon nitride film (SiN), a silicon oxide film (SiO 2 ), a thin film such as a diamond-like carbon film (DLC), and the like. Although the device of the mold type has been described, it is needless to say that various changes can be made, such as changing to a device of a horizontal type.

【0082】[0082]

【実施例1】図1に示した実施例のCVD装置を用い
て、基材(石英ガラス基板、厚さ:0.5mm、寸法:
5cm×5cm)基板をステージにセットした。反応ガ
スとしてモノシランガス100%の純粋ガスを希釈しな
いで反応チャンバー内へ供給した。モノシランガスの流
量は30cc/分とし、反応チャンバー内の圧力を5mT
orrに維持して、基材ステージから100mm離間し
た距離に配置した高周波コイルに、13.56MHzの
高周波電源から300Wの出力で高周波を供給した。
Embodiment 1 A substrate (quartz glass substrate, thickness: 0.5 mm, dimensions:
(5 cm × 5 cm) The substrate was set on the stage. As a reaction gas, a pure gas of 100% monosilane gas was supplied into the reaction chamber without dilution. The flow rate of the monosilane gas was 30 cc / min, and the pressure in the reaction chamber was 5 mT.
While maintaining at orr, a high frequency was supplied from a 13.56 MHz high frequency power supply at an output of 300 W to a high frequency coil disposed at a distance of 100 mm from the substrate stage.

【0083】この際、高周波印加用コイルと反応ガス供
給用ノズルは一体型とした。また、基材は200℃に加
熱して、100秒間処理することにより、基材上に50
00オングストロームのアモルファスシリコン薄膜が形
成された本発明品1を得た。
At this time, the coil for applying the high frequency and the nozzle for supplying the reaction gas were integrated. The substrate is heated to 200 ° C. and treated for 100 seconds, so that 50
A product 1 of the present invention on which an amorphous silicon thin film of 00 Å was formed was obtained.

【0084】比較例として、同じ条件で高周波コイルを
加熱しないで処理したものを比較品1とした。この際、
リング状のガスノズルを別途用意して、反応チャンバー
内に配置して反応ガスを供給し処理した。
As a comparative example, a product treated under the same conditions without heating the high-frequency coil was designated as a comparative product 1. On this occasion,
A ring-shaped gas nozzle was separately prepared and arranged in a reaction chamber to supply and process a reaction gas.

【0085】[0085]

【実施例2】図1に示した実施例のCVD装置を用い
て、基材(石英ガラス基板、厚さ:0.5mm、寸法:
5cm×5cm)基板をステージにセットした。反応ガ
スとしてモノシランガス100%の純粋ガスを希釈しな
いで反応チャンバー内へ供給した。モノシランガスの流
量は30cc/分とし、反応チャンバー内の圧力を5mT
orrに維持して、基材ステージから100mm離間し
た距離に配置した高周波コイルに、13.56MHzの
高周波電源から300Wの出力で高周波を供給した。
Embodiment 2 A substrate (quartz glass substrate, thickness: 0.5 mm, dimensions:
(5 cm × 5 cm) The substrate was set on the stage. As a reaction gas, a pure gas of 100% monosilane gas was supplied into the reaction chamber without dilution. The flow rate of the monosilane gas was 30 cc / min, and the pressure in the reaction chamber was 5 mT.
While maintaining at orr, a high frequency was supplied from a 13.56 MHz high frequency power supply at an output of 300 W to a high frequency coil disposed at a distance of 100 mm from the substrate stage.

【0086】この際、高周波印加用コイルと反応ガス供
給用ノズルは別々に配置した。そして、この高周波印加
用コイルを200℃に加熱するとともに、基材も200
℃に加熱して、100秒間処理することにより、基材上
にアモルファスシリコン薄膜が形成された本発明品2を
得た。
At this time, the coil for applying the high frequency and the nozzle for supplying the reaction gas were separately arranged. Then, the high frequency application coil is heated to 200 ° C., and the base material is also heated to 200 ° C.
The product 2 of the present invention in which an amorphous silicon thin film was formed on a substrate was obtained by heating to 100 ° C. and treating for 100 seconds.

【0087】[0087]

【実施例3】図1に示した実施例のCVD装置を用い
て、基材(石英ガラス基板、厚さ:0.5mm、寸法:
5cm×5cm)基板をステージにセットした。反応ガ
スとしてモノシランガス100%の純粋ガスを希釈しな
いで反応チャンバー内へ供給した。モノシランガスの流
量は30cc/分とし、反応チャンバー内の圧力を5mT
orrに維持して、基材ステージから100mm離間し
た距離に配置した高周波コイルに、13.56MHzの
高周波電源から300Wの出力で高周波を供給した。
Embodiment 3 A substrate (quartz glass substrate, thickness: 0.5 mm, dimensions:
(5 cm × 5 cm) The substrate was set on the stage. As a reaction gas, a pure gas of 100% monosilane gas was supplied into the reaction chamber without dilution. The flow rate of the monosilane gas was 30 cc / min, and the pressure in the reaction chamber was 5 mT.
While maintaining at orr, a high frequency was supplied from a 13.56 MHz high frequency power supply at an output of 300 W to a high frequency coil disposed at a distance of 100 mm from the substrate stage.

【0088】この際、高周波印加用コイルと反応ガス供
給用ノズルは一体型とし、この高周波印加用コイルを2
00℃に加熱した。また、基材も200℃に加熱して、
100秒間処理することにより、基材上にアモルファス
シリコン薄膜が形成された本発明品3を得た。
At this time, the coil for applying high frequency and the nozzle for supplying the reaction gas are integrated, and the coil for applying high frequency is
Heated to 00 ° C. Also, the substrate was heated to 200 ° C,
By treating for 100 seconds, the product 3 of the present invention in which the amorphous silicon thin film was formed on the base material was obtained.

【0089】[0089]

【実施例4】図4に示した実施例のCVD装置を用い
て、基材(石英ガラス基板、厚さ:0.5mm、寸法:
5cm×5cm)基板をステージにセットした。反応ガ
スとしてモノシランガス100%の純粋ガスを希釈しな
いで反応チャンバー内へ供給した。モノシランガスの流
量は30cc/分とし、反応チャンバー内の圧力を5mT
orrに維持して、基材ステージから100mm離間し
た距離に配置した高周波コイルに、13.56MHzの
高周波電源から300Wの出力で高周波を供給した。
Fourth Embodiment A substrate (quartz glass substrate, thickness: 0.5 mm, dimensions:
(5 cm × 5 cm) The substrate was set on the stage. As a reaction gas, a pure gas of 100% monosilane gas was supplied into the reaction chamber without dilution. The flow rate of the monosilane gas was 30 cc / min, and the pressure in the reaction chamber was 5 mT.
While maintaining at orr, a high frequency was supplied from a 13.56 MHz high frequency power supply at an output of 300 W to a high frequency coil disposed at a distance of 100 mm from the substrate stage.

【0090】この際、高周波印加用コイルと反応ガス供
給用ノズルは別々に配置した。さらに、この際、高周波
印加コイルから3cmの距離離してSUS304製の金
属メッシュ(#20)を配置して、250秒間処理する
ことによって、本発明品4を得た。なお、その際、基材
は200℃に加熱した。
At this time, the high-frequency application coil and the reaction gas supply nozzle were separately arranged. Further, at this time, a metal mesh (# 20) made of SUS304 was placed at a distance of 3 cm from the high-frequency application coil, and treated for 250 seconds to obtain a product 4 of the present invention. At that time, the substrate was heated to 200 ° C.

【0091】[0091]

【実施例5】図4に示した実施例のCVD装置を用い
て、基材(石英ガラス基板、厚さ:0.5mm、寸法:
5cm×5cm)基板をステージにセットした。反応ガ
スとしてモノシランガス100%の純粋ガスを希釈しな
いで反応チャンバー内へ供給した。モノシランガスの流
量は30cc/分とし、反応チャンバー内の圧力を5mT
orrに維持して、基材ステージから100mm離間し
た距離に配置した高周波コイルに、13.56MHzの
高周波電源から300Wの出力で高周波を供給した。
Fifth Embodiment A substrate (quartz glass substrate, thickness: 0.5 mm, dimensions:
(5 cm × 5 cm) The substrate was set on the stage. As a reaction gas, a pure gas of 100% monosilane gas was supplied into the reaction chamber without dilution. The flow rate of the monosilane gas was 30 cc / min, and the pressure in the reaction chamber was 5 mT.
While maintaining at orr, a high frequency was supplied from a 13.56 MHz high frequency power supply at an output of 300 W to a high frequency coil disposed at a distance of 100 mm from the substrate stage.

【0092】この際、高周波印加用コイルと反応ガス供
給用ノズルは別々に配置した。さらに、この際、高周波
印加コイルから3cmの距離離してSUS304製の金
属メッシュ(#20)に直流電源より+20Vの電圧を
印加して、250秒間処理することによって、本発明品
5を得た。なお、その際、基材は200℃に加熱した。
At this time, the coil for applying the high frequency and the nozzle for supplying the reaction gas were separately arranged. Further, at this time, a voltage of +20 V was applied from a DC power supply to a metal mesh (# 20) made of SUS304 at a distance of 3 cm from the high-frequency application coil, and the treatment was performed for 250 seconds to obtain a product 5 of the present invention. At that time, the substrate was heated to 200 ° C.

【0093】[0093]

【実施例6】図4に示した実施例のCVD装置を用い
て、基材(石英ガラス基板、厚さ:0.5mm、寸法:
5cm×5cm)基板をステージにセットした。反応ガ
スとしてモノシランガス100%の純粋ガスを希釈しな
いで反応チャンバー内へ供給した。モノシランガスの流
量は30cc/分とし、反応チャンバー内の圧力を5mT
orrに維持して、基材ステージから100mm離間し
た距離に配置した高周波コイルに、13.56MHzの
高周波電源から300Wの出力で高周波を供給した。
EXAMPLE 6 A substrate (quartz glass substrate, thickness: 0.5 mm, dimensions:
(5 cm × 5 cm) The substrate was set on the stage. As a reaction gas, a pure gas of 100% monosilane gas was supplied into the reaction chamber without dilution. The flow rate of the monosilane gas was 30 cc / min, and the pressure in the reaction chamber was 5 mT.
While maintaining at orr, a high frequency was supplied from a 13.56 MHz high frequency power supply at an output of 300 W to a high frequency coil disposed at a distance of 100 mm from the substrate stage.

【0094】この際、高周波印加用コイルと反応ガス供
給用ノズルは一体型とし、この高周波印加用コイルを2
00℃に加熱した。さらに、この際、高周波印加コイル
から3cmの距離離してSUS304製の金属メッシュ
(#20)に直流電源より+20Vの電圧を印加して、
250秒間処理することによって、本発明品6を得た。
なお、その際、基材は200℃に加熱した。
At this time, the high-frequency application coil and the reaction gas supply nozzle are integrated, and the high-frequency application coil is
Heated to 00 ° C. Further, at this time, a voltage of +20 V was applied from a DC power supply to a metal mesh (# 20) made of SUS304 at a distance of 3 cm from the high frequency application coil,
The product 6 of the present invention was obtained by treating for 250 seconds.
At that time, the substrate was heated to 200 ° C.

【0095】[0095]

【実施例7】図4に示した実施例のCVD装置を用い
て、基材(石英ガラス基板、厚さ:0.5mm、寸法:
5cm×5cm)基板をステージにセットした。反応ガ
スとしてジクロロシランガス100%の純粋ガスを希釈
しないで反応チャンバー内へ供給した。モノシランガス
の流量は30cc/分とし、反応チャンバー内の圧力を5
mTorrに維持して、基材ステージから100mm離
間した距離に配置した高周波コイルに、13.56MH
zの高周波電源から300Wの出力で高周波を供給し
た。
EXAMPLE 7 A substrate (quartz glass substrate, thickness: 0.5 mm, dimensions:
(5 cm × 5 cm) The substrate was set on the stage. A pure gas of 100% dichlorosilane gas was supplied as a reaction gas into the reaction chamber without dilution. The flow rate of the monosilane gas was 30 cc / min, and the pressure in the reaction chamber was 5 cc.
While maintaining the pressure at mTorr, the high-frequency coil disposed at a distance of 100 mm from the substrate stage was subjected to 13.56 MH.
A high frequency was supplied from a high frequency power supply of z at an output of 300 W.

【0096】この際、高周波印加用コイルと反応ガス供
給用ノズルは一体型とし、この高周波印加用コイルを2
00℃に加熱した。さらに、この際、高周波印加コイル
から3cmの距離離してSUS304製の金属メッシュ
(#20)に直流電源より+20Vの電圧を印加して、
250秒間処理することによって、本発明品7を得た。
なお、その際、基材は200℃に加熱した。
At this time, the high-frequency application coil and the reaction gas supply nozzle are integrated, and the high-frequency application coil is
Heated to 00 ° C. Further, at this time, a voltage of +20 V was applied from a DC power supply to a metal mesh (# 20) made of SUS304 at a distance of 3 cm from the high frequency application coil,
The product 7 of the present invention was obtained by treating for 250 seconds.
At that time, the substrate was heated to 200 ° C.

【0097】上記で得られた、本発明品1〜7及び比較
品1について、膜厚分布、基板上にゴミが観測されるま
での反応回数、膜中の欠陥密度、メッシュ金属板上の付
着膜の除去の可否について測定した。その結果を下記の
表1に示した。
For the products 1 to 7 of the present invention and the comparative product 1 obtained above, the film thickness distribution, the number of reactions until dust is observed on the substrate, the defect density in the film, the adhesion on the mesh metal plate It was determined whether the film could be removed. The results are shown in Table 1 below.

【0098】なお、基板上にゴミが観測されるまでの反
応回数は、5000オングストロームの膜を1回つける
のを1バッチとして、何回目でゴミ(主として膜の剥離
物)が基板上に観測されるかを測定した。また、膜厚分
布の測定は、分光エリプソメータ「DVA−36VM」
(溝尻光学株式会社製)を用いて測定した。さらに、欠
陥密度の測定は、「Amorphous Silicon and Related Ma
terials」、pp. 297〜327、 1988年に記載されている一
定光電流測定法に基づいて測定した。また、メッシュ金
属板上の付着膜の除去の可否については、H2プラズマ
の存在下(Si源は導入しない)、メッシュ金属電極に
−100〜−200Vの電圧をかけた際の、メッシュ金
属に付着したシリコン膜の消失の有無を測定した。
The number of reaction times until dust is observed on the substrate is as follows: when a film of 5,000 Å is applied once as a batch, dust (mainly, a peeled film) is observed on the substrate at any time. Was measured. The measurement of the film thickness distribution is performed by using a spectroscopic ellipsometer “DVA-36VM”.
(Manufactured by Mizojiri Optical Co., Ltd.). Further, the measurement of defect density is described in “Amorphous Silicon and Related Ma
terials ", pp. 297-327, 1988. Further, whether or not the adhered film on the mesh metal plate can be removed is determined by applying a voltage of −100 to −200 V to the mesh metal electrode in the presence of H 2 plasma (without introducing a Si source). The presence or absence of disappearance of the attached silicon film was measured.

【0099】表1の結果から明らかなように、高周波印
加用コイルとガスノズルとを一体化した場合においては
膜厚分布が向上した。さらに、高周波印加用コイルを加
熱した場合、或いは、金属メッシュ板をコイルと基材と
の間に配置した場合に、基材上にゴミが観測されるまで
の反応回数が長くなることが分かる。また、金属メッシ
ュ板に電圧を印加した場合においては、膜中の欠陥密度
が減少してシリコン膜が高品質化することが分かった。
As is clear from the results shown in Table 1, the film thickness distribution was improved when the high frequency application coil and the gas nozzle were integrated. Furthermore, when the coil for high frequency application is heated, or when the metal mesh plate is arranged between the coil and the base material, the number of times of reaction until dust is observed on the base material increases. Further, it was found that when a voltage was applied to the metal mesh plate, the defect density in the film was reduced and the quality of the silicon film was improved.

【0100】[0100]

【表1】 [Table 1]

【0101】[0101]

【実施例8】実施例2と同様にして、反応チャンバー内
の反応時の真空度、高周波コイルの加熱温度をそれぞれ
変化させて実施した。その結果を下記の表2及び表3に
示した。
Example 8 In the same manner as in Example 2, the procedure was carried out by changing the degree of vacuum during the reaction in the reaction chamber and the heating temperature of the high-frequency coil. The results are shown in Tables 2 and 3 below.

【0102】表3から明らかなように、真空度として
は、好ましくは0.3mmTorr〜100mTor
r、よりこのましくは、5mTorr〜30mTorr
の圧力が好ましいことがわかる。また、高周波コイルの
加熱温度としては、150〜300℃の範囲が望ましい
ことがわかる。
As is clear from Table 3, the degree of vacuum is preferably 0.3 mmTorr to 100 mTorr.
r, more preferably 5mTorr to 30mTorr
It can be seen that the pressure is preferable. Also, it is understood that the heating temperature of the high-frequency coil is desirably in the range of 150 to 300C.

【0103】なお、コイルを300℃以上にした場合、
コイルに付着するシリコン膜の析出速度が上昇する傾向
が見られる。コイル加熱した場合においても、充分膜が
付着した場合においては膜が剥がれる問題が生じてく
る。従って、コイルも定期的にクリーニングする必要が
ある。コイル温度を300℃以上とした場合において
は、膜の付着が多くなるのでクリーニング時期は速くな
り実用面で適当ではない。
When the temperature of the coil is set to 300 ° C. or more,
There is a tendency that the deposition rate of the silicon film adhering to the coil increases. Even when the coil is heated, there is a problem that the film is peeled off when the film is sufficiently adhered. Therefore, the coils also need to be periodically cleaned. When the coil temperature is set to 300 ° C. or more, the cleaning time is increased because the film adheres more, which is not practically appropriate.

【0104】[0104]

【表2】 [Table 2]

【0105】[0105]

【表3】 [Table 3]

【0106】[0106]

【発明の効果】本発明によれば、基材表面上に蒸着膜を
形成する際に、基材表面以外の場所に蒸着膜が形成し
て、蒸着膜が剥離して基材表面上に付着するのを防止す
るので、シリコン薄膜の剥離による基材表面のシリコン
薄膜の品質低下を防止でき、高品質のシリコン薄膜を得
ることが可能である。
According to the present invention, when a vapor deposition film is formed on a substrate surface, the vapor deposition film is formed at a location other than the substrate surface, and the vapor deposition film peels off and adheres to the substrate surface. Therefore, the quality of the silicon thin film on the substrate surface can be prevented from deteriorating due to the peeling of the silicon thin film, and a high quality silicon thin film can be obtained.

【0107】また、反応チャンバー内に配置した高周波
印加コイルにより高周波電力を印加することによって、
高周波コイルにより直接高周波を反応チャンバー内に導
き、その結果、反応チャンバー内に供給する反応ガスと
ともに生じる誘導結合型プラズマの発生効率が良好とな
るとともに、その反応ガスの反応圧力を低くすることが
できる。
Further, by applying a high-frequency power by a high-frequency application coil disposed in the reaction chamber,
The high-frequency coil directly guides high-frequency waves into the reaction chamber. As a result, the efficiency of inductively coupled plasma generated together with the reaction gas supplied into the reaction chamber is improved, and the reaction pressure of the reaction gas can be reduced. .

【0108】そのため、プラズマ中にガスミスト(パウ
ダー)が発生しにくく、シリコン薄膜に不純物が混入す
ることがなく、均一で、欠陥の少ない高品質のシリコン
薄膜を形成できるとともに、電子密度が1010〜1012
cm-3程度と高いため、原料ガスの分解率が向上し、基
材表面への析出速度が速くなり、生産効率が向上する。
[0108] Therefore, the gas mist (powder) is less likely to occur in the plasma, without impurities are mixed into the silicon thin film, a uniform, it is possible to form a high-quality silicon thin film with few defects, electron density 10 10 - 10 12
Since it is as high as about cm -3 , the decomposition rate of the raw material gas is improved, the deposition rate on the substrate surface is increased, and the production efficiency is improved.

【0109】しかも、コイルの大きさを変えるだけで、
基材の寸法に対応することが可能であるので、設備費を
節約することができ、コストの低減化が図れる。また、
本発明によれば、高周波印加コイルの内部に反応ガスの
供給通路を設けて、高周波印加コイルに形成された反応
ガス供給口より反応ガスを供給して蒸着を行うので、従
来のように別途、反応ガス供給用ノズルを設けた場合に
比較して、不要なシリコン薄膜が形成する箇所が少なく
なるので、剥がれ落ちたシリコン薄膜による不純物汚染
が少なくなり、均質で高品質なシリコン薄膜を基材表面
に形成することが可能となる。
In addition, just by changing the size of the coil,
Since it is possible to cope with the dimensions of the base material, it is possible to reduce equipment costs and reduce costs. Also,
According to the present invention, the supply path of the reaction gas is provided inside the high frequency application coil, and the reaction gas is supplied from the reaction gas supply port formed in the high frequency application coil to perform the vapor deposition. As compared with the case where a reaction gas supply nozzle is provided, the number of places where unnecessary silicon thin films are formed is reduced, so that impurity contamination due to peeled silicon thin films is reduced, and a uniform and high quality silicon thin film is formed on the substrate surface. Can be formed.

【0110】また、本発明によれば、高周波印加コイル
をの温度を制御しながら蒸着を行うので高周波印加コイ
ル表面に形成される不要なシリコン薄膜が緻密な膜とな
り、高周波印加コイル表面から剥離しにくくなり、均
一、均質で高品質なシリコン薄膜を基材表面に形成する
ことが可能となる。
Further, according to the present invention, since the vapor deposition is performed while controlling the temperature of the high frequency application coil, the unnecessary silicon thin film formed on the surface of the high frequency application coil becomes a dense film, and is separated from the surface of the high frequency application coil. It becomes difficult to form a uniform, uniform and high-quality silicon thin film on the surface of the base material.

【0111】さらに、本発明によれば、高周波印加コイ
ルと基材と間にメッシュ金属板または金属メッシュ電極
を配設したので、反応チャンバー内壁、基材の上方に反
応チャンバー内に配置したガス供給ノズルなどの部材の
表面に形成されたシリコン薄膜が剥離して落下した場合
にも、これらのメッシュ金属板または金属メッシュ電極
によって捕捉され、基板上にこの剥離したシリコン薄膜
が、付着するのを防止することによって、シリコン薄膜
の剥離による基材表面のシリコン薄膜の品質低下を防止
でき、均一、均質で高品質なシリコン薄膜を基材表面に
形成することが可能となる。
Further, according to the present invention, since the mesh metal plate or the metal mesh electrode is disposed between the high-frequency application coil and the substrate, the gas supply disposed in the reaction chamber above the inner wall of the reaction chamber and the substrate. Even if the silicon thin film formed on the surface of a member such as a nozzle peels off and falls, it is captured by these mesh metal plates or metal mesh electrodes, preventing the peeled silicon thin film from adhering to the substrate. By doing so, it is possible to prevent the quality of the silicon thin film on the substrate surface from deteriorating due to the peeling of the silicon thin film, and to form a uniform, uniform and high-quality silicon thin film on the substrate surface.

【0112】さらに、金属メッシュ電極とすることによ
って、金属メッシュ電極の上部に存在するSiH4ガス
から生成された分解生成物である中性ラジカル(SiH
3ラジカル)だけが長距離拡散して、金属メッシュ電極
を通過するので、有効ラジカル種である(SiH3ラジ
カル)のみが基材表面に到達して膜成長に寄与すること
になるので、高品質で均質なシリコン薄膜を形成するこ
とが可能である。
Further, by using a metal mesh electrode, neutral radicals (SiH 4 ), which are decomposition products generated from the SiH 4 gas existing above the metal mesh electrode, are formed.
Only 3 radicals) are diffused over a long distance and pass through the metal mesh electrode, so that only the effective radical species (SiH 3 radicals) reach the substrate surface and contribute to the film growth, thus providing high quality. Thus, a uniform silicon thin film can be formed.

【0113】しかも、この金属メッシュ電極では、プラ
ズマ中に存在するイオンが、基材表面へ到達するのが阻
止できるので、イオン衝撃による基材表面薄膜へイオン
衝撃による薄膜への影響を防止することができ、高品質
で均質なシリコン薄膜を形成することが可能である。
In addition, with this metal mesh electrode, ions existing in the plasma can be prevented from reaching the substrate surface, so that the ion bombardment can be prevented from affecting the substrate surface thin film. It is possible to form a high quality and uniform silicon thin film.

【0114】さらに、本発明によれば、反応チャンバー
内の圧力が、0.3mTorr〜100mTorrの圧
力、好ましくは、5mTorr〜30mTorrの圧力
であるので、プラズマ中にガスミスト(パウダー)が発
生しにくく、シリコン薄膜に不純物が混入することがな
く、均一で、欠陥の少ない高品質のシリコン薄膜を形成
できるとともに、基材表面への析出速度が速くなり、生
産効率が向上する。
Further, according to the present invention, since the pressure in the reaction chamber is 0.3 mTorr to 100 mTorr, preferably 5 mTorr to 30 mTorr, gas mist (powder) is hardly generated in the plasma. It is possible to form a uniform, high-quality silicon thin film with few defects without impurities mixed into the silicon thin film, increase the deposition rate on the substrate surface, and improve production efficiency.

【0115】また、金属メッシュ電極を用いた場合に、
反応圧が低すぎるとラジカル種の直進性が高くなりす
ぎ、メッシュ形状に対応したまだら模様が形成するシリ
コン膜表面にでき、析出膜が不均質化するが、上記した
ような範囲に反応チャンバー内の圧力を設定することに
よって、このような析出膜の不均質化を防止することが
できる。
When a metal mesh electrode is used,
If the reaction pressure is too low, the straightness of the radical species becomes too high, and a mottled pattern corresponding to the mesh shape is formed on the surface of the silicon film, and the deposited film becomes heterogeneous. By setting the pressure, it is possible to prevent such non-uniform deposition film.

【0116】さらに、本発明によれば、反応ガスが、シ
リコン系のガスであり、蒸着膜がシリコン薄膜であり、
好ましくは、反応ガスが、SiHxCl4-x(但し、Xは
0〜3の整数)を含むガス、さらに好ましくはジクロロ
シランであり、このようなクロルを含むシランガスを用
いることによって、耐光劣化特性、ならびに長時間光電
特性を保持できるなど光に対する安定性の高いシリコン
薄膜を形成することが可能となる。
Further, according to the present invention, the reaction gas is a silicon-based gas, the deposited film is a silicon thin film,
Preferably, the reaction gas is a gas containing SiH x Cl 4-x (where X is an integer of 0 to 3), more preferably dichlorosilane. It is possible to form a silicon thin film having high light stability such as maintaining characteristics and photoelectric characteristics for a long time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の誘導結合型プラズマCVD方
法を実施するための誘導結合型プラズマCVD装置の第
1の実施例を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of an inductively coupled plasma CVD apparatus for performing an inductively coupled plasma CVD method according to the present invention.

【図2】図2は、本発明の誘導結合型プラズマCVD装
置の高周波印加コイルの別の実施例を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the high frequency applying coil of the inductively coupled plasma CVD apparatus of the present invention.

【図3】図3は、本発明の誘導結合型プラズマCVD装
置の高周波印加コイルの別の実施例を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the high frequency applying coil of the inductively coupled plasma CVD apparatus of the present invention.

【図4】図4は本発明の誘導結合型プラズマCVD方法
を実施するための誘導結合型プラズマCVD装置の第2
の実施例を示す概略図である。
FIG. 4 is a second view of the inductively coupled plasma CVD apparatus for performing the inductively coupled plasma CVD method of the present invention.
It is a schematic diagram showing an example of.

【図5】図5は本発明の誘導結合型プラズマCVD方法
を実施するための第3の実施例を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a third embodiment for carrying out the inductively coupled plasma CVD method of the present invention.

【図6】図6は、本発明の誘導結合型プラズマCVD方
法を実施するための連続操業可能な誘導結合型プラズマ
CVD装置の第3の実施例を示す全体概略図である。
FIG. 6 is an overall schematic view showing a third embodiment of a continuously operable inductively coupled plasma CVD apparatus for carrying out the inductively coupled plasma CVD method of the present invention.

【図7】図7はその一部を拡大して示す図である。FIG. 7 is an enlarged view showing a part thereof.

【図8】図8は図7のVIII−VIII線での断面図
である。
FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 7;

【図9】図9は、従来の誘導結合型プラズマCVD装置
の概略図本である。
FIG. 9 is a schematic diagram of a conventional inductively coupled plasma CVD apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 反応チャンバー 13 排気口 14 ステージ 16 底壁 17 側壁 18 高周波印加コイル 20、22 基端部分 24 高周波電源 26 隔壁 27 反応ガス供給源 28 熱媒通路 30 熱媒源 32 反応ガス供給経路 34 反応ガス供給口 36 反射部材 38 整流板部材 40 圧力調整室 42 ゲートバルブ 50 金属メッシュ電極 52 直流電源 101 繰出しチャンバー 102 〜106 処理チャンバー 109 ゲート装置 110 繰出しローラ 111 保護フィルム巻き取りローラ 112、113、117 案内ローラ 114 保護フィルム繰出しローラ 115 巻き取りローラ 116 ゲートガス供給路 118 高周波炉 119 高周波電源 120 高周波コイル 125 金属メッシュ電極 126 真空源 127 排気口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Reaction chamber 13 Exhaust port 14 Stage 16 Bottom wall 17 Side wall 18 High frequency application coil 20, 22 Base end portion 24 High frequency power supply 26 Partition wall 27 Reaction gas supply source 28 Heat medium passage 30 Heat medium source 32 Reaction gas supply path 34 Reaction gas supply Port 36 Reflecting member 38 Rectifier plate member 40 Pressure adjusting chamber 42 Gate valve 50 Metal mesh electrode 52 DC power supply 101 Feeding chamber 102 to 106 Processing chamber 109 Gate device 110 Feeding roller 111 Protective film take-up roller 112, 113, 117 Guide roller 114 Protective film feeding roller 115 Winding roller 116 Gate gas supply path 118 High frequency furnace 119 High frequency power supply 120 High frequency coil 125 Metal mesh electrode 126 Vacuum source 127 Exhaust port

フロントページの続き Fターム(参考) 4K030 AA06 BA29 FA04 JA09 KA15 KA17 LA16 5F045 AA08 AA16 AB01 AB02 AB04 AB06 AB07 AB32 AB33 AC01 AC05 AC16 AC17 AD06 AE13 AE15 AE17 AF07 AF10 BB08 BB09 BB10 BB12 BB14 BB15 BB17 DP03 DP22 DQ15 EB02 EB08 EC05 EE12 EF04 EF14 EH04 EH05 EH06 EH08 EH11 EK10 EM09 EM10 EN04 HA24Continued on the front page F-term (reference) 4K030 AA06 BA29 FA04 JA09 KA15 KA17 LA16 5F045 AA08 AA16 AB01 AB02 AB04 AB06 AB07 AB32 AB33 AC01 AC05 AC16 AC17 AD06 AE13 AE15 AE17 AF07 AF10 BB08 BB09 BB10 BB12 BB14 BB15 BB15 BB15 BB15 BB15 BB22 EE12 EF04 EF14 EH04 EH05 EH06 EH08 EH11 EK10 EM09 EM10 EN04 HA24

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空状態に維持された反応チャンバー内
に、反応ガスを供給するとともに、反応チャンバー内に
配置した高周波印加コイルにより高周波電力を印加する
ことにより、反応ガス誘導結合型プラズマを発生させ
て、反応チャンバー内に高周波印加コイルと対向するよ
うに配置された基材表面上に蒸着膜を形成する誘導結合
型プラズマCVD方法において、 前記基材表面上に蒸着膜を形成する際に、基材表面以外
の場所に蒸着膜が形成して、蒸着膜が剥離して基材表面
上に付着するのを防止することを特徴とする誘導結合型
プラズマCVD方法。
1. A reaction gas is supplied to a reaction chamber maintained in a vacuum state, and a high-frequency power is applied by a high-frequency application coil disposed in the reaction chamber to generate a reaction gas inductively coupled plasma. An inductively coupled plasma CVD method for forming a vapor deposition film on a surface of a substrate disposed in a reaction chamber so as to face a high-frequency application coil; An inductively-coupled plasma CVD method characterized in that a deposited film is formed at a place other than the surface of a material to prevent the deposited film from peeling off and adhering to the substrate surface.
【請求項2】 前記高周波印加コイルの内部に反応ガス
の供給通路を設けて、高周波印加コイルに形成された反
応ガス供給口より反応ガスを供給して蒸着を行うことを
特徴とする請求項1に記載の誘導結合型プラズマCVD
方法。
2. The method according to claim 1, wherein a reactant gas supply passage is provided inside the high frequency application coil, and the reaction gas is supplied from a reaction gas supply port formed in the high frequency application coil to perform vapor deposition. Inductively coupled plasma CVD
Method.
【請求項3】 前記高周波印加コイルの温度を制御しな
がら蒸着を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載
の誘導結合型プラズマCVD方法。
3. The inductively coupled plasma CVD method according to claim 1, wherein the vapor deposition is performed while controlling the temperature of the high frequency application coil.
【請求項4】 前記高周波印加コイルと基材との間にメ
ッシュ金属板を介在させて、反応チャンバー内に高周波
印加コイルと対向するように配置した基材表面上に蒸着
膜を形成することを特徴とする請求項1から3のいずれ
かに記載の誘導結合型プラズマCVD方法。
4. A method in which a mesh metal plate is interposed between the high-frequency application coil and a base material to form a vapor-deposited film on a surface of the base material arranged in the reaction chamber so as to face the high-frequency application coil. The inductively coupled plasma CVD method according to claim 1, wherein:
【請求項5】 前記高周波印加コイルと基材との間に金
属メッシュ電極を介在させて、反応チャンバー内に高周
波印加コイルと対向するように配置した基材表面に蒸着
膜を形成することを特徴とする請求項1から3のいずれ
かに記載の誘導結合型プラズマCVD方法。
5. A deposition film is formed on a surface of a base material arranged in the reaction chamber so as to face the high frequency application coil with a metal mesh electrode interposed between the high frequency application coil and the base material. The inductively coupled plasma CVD method according to any one of claims 1 to 3.
【請求項6】 前記反応ガスが、シリコン系のガスであ
り、前記蒸着膜がシリコン薄膜であることを特徴とする
請求項1から5のいずれかに記載の誘導結合型プラズマ
CVD方法。
6. The inductively coupled plasma CVD method according to claim 1, wherein the reaction gas is a silicon-based gas, and the deposited film is a silicon thin film.
【請求項7】 前記反応ガスが、SiHxCl4-x(但
し、Xは0〜3の整数)を含むガスであることを特徴と
する請求項6に記載の誘導結合型プラズマCVD方法。
7. The inductively coupled plasma CVD method according to claim 6, wherein the reaction gas is a gas containing SiH x Cl 4-x (where X is an integer of 0 to 3).
【請求項8】 前記反応チャンバー内の圧力が、0.3
mTorr〜100mTorrの圧力であることを特徴
とする請求項1から7のいずれかに記載の誘導結合型プ
ラズマCVD方法。
8. The pressure in the reaction chamber is 0.3
8. The inductively coupled plasma CVD method according to claim 1, wherein the pressure is from mTorr to 100 mTorr.
【請求項9】 真空状態に維持された反応チャンバー
と、 前記反応チャンバー内に反応ガスを供給する反応ガス供
給部と、 前記反応チャンバー内に配置され、高周波電力を印加し
て反応ガス誘導結合型プラズマを発生させる高周波印加
コイルと、 前記反応チャンバー内において、高周波印加コイルと対
向するように配置され、蒸着膜がその表面に形成される
基材を設置する基材設置部とを備える誘導結合型プラズ
マCVD装置において、 前記基材表面以外の場所に形成された蒸着膜が剥離して
基材表面上に付着するのを防止するための手段を設けた
ことを特徴とする誘導結合型プラズマCVD装置。
9. A reaction chamber maintained in a vacuum state, a reaction gas supply unit for supplying a reaction gas into the reaction chamber, and a reaction gas inductive coupling type disposed in the reaction chamber and applying high frequency power to the reaction chamber. An inductive coupling type comprising: a high-frequency application coil for generating plasma; and a base material installation part for disposing a base material on which a deposition film is formed, which is disposed in the reaction chamber so as to face the high-frequency application coil. An inductively-coupled plasma CVD apparatus, comprising: means for preventing a deposited film formed in a portion other than the surface of the substrate from peeling off and adhering to the surface of the substrate. .
【請求項10】 前記基材表面以外の場所に形成された
蒸着膜が剥離して基材表面上に付着するのを防止するた
めの手段が、前記高周波印加コイルの内部に形成した反
応ガスの供給通路と、反応ガスを反応チャンバー内に供
給する反応ガス供給口であることを特徴とする請求項9
に記載の誘導結合型プラズマCVD装置。
10. A means for preventing a vapor deposition film formed at a place other than the base material surface from peeling off and adhering to the base material surface, comprises a reaction gas formed inside the high frequency application coil. 10. A supply passage and a reaction gas supply port for supplying a reaction gas into the reaction chamber.
2. The inductively coupled plasma CVD apparatus according to item 1.
【請求項11】 前記基材表面以外の場所に形成された
蒸着膜が剥離して基材表面上に付着するのを防止するた
めの手段が、前記高周波印加コイルの内部に設けた高周
波印加コイルの温度を制御する温度制御装置であること
を特徴とする請求項9又は10に記載の誘導結合型プラ
ズマCVD装置。
11. A high-frequency applying coil provided inside the high-frequency applying coil for preventing a vapor-deposited film formed on a portion other than the substrate surface from peeling off and attaching to the substrate surface. The inductively coupled plasma CVD apparatus according to claim 9, wherein the apparatus is a temperature control apparatus for controlling the temperature of the plasma.
【請求項12】 前記温度制御装置が、高周波印加コイ
ルに形成された熱媒通路に熱媒を流通させて温度を制御
する熱媒温度制御装置であることを特徴とする9から1
1のいずれかに記載の誘導結合型プラズマCVD装置。
12. The temperature control device according to claim 9, wherein the temperature control device is a heat medium temperature control device that controls a temperature by flowing a heat medium through a heat medium passage formed in a high-frequency application coil.
2. The inductively coupled plasma CVD apparatus according to claim 1.
【請求項13】 前記基材表面以外の場所に形成された
蒸着膜が剥離して基材表面上に付着するのを防止するた
めの手段が、前記高周波印加コイルと基材との間に配置
したメッシュ金属板であることを特徴とする請求項9か
ら12のいずれかに記載の誘導結合型プラズマCVD装
置。
13. A means for preventing a deposited film formed at a place other than the surface of the base material from peeling off and adhering to the surface of the base material is provided between the high frequency application coil and the base material. The inductively coupled plasma CVD apparatus according to any one of claims 9 to 12, wherein the apparatus is a mesh metal plate.
【請求項14】 前記基材表面以外の場所に形成された
蒸着膜が剥離して基材表面上に付着するのを防止するた
めの手段が、前記高周波印加コイルと基材との間に配置
した金属メッシュ電極であることを特徴とする請求項9
から12のいずれかに記載の誘導結合型プラズマCVD
装置。
14. A means for preventing a vapor-deposited film formed at a place other than the base material surface from peeling off and adhering to the base material surface is provided between the high-frequency application coil and the base material. 10. A metal mesh electrode formed as described above.
Inductively coupled plasma CVD according to any one of claims 1 to 12,
apparatus.
【請求項15】 前記基材設置部が、連続的に複数の反
応チャンバー内を通過するように構成されていることを
特徴とする請求項9から14のいずれかに記載の誘導結
合型プラズマCVD装置。
15. The inductively-coupled plasma CVD according to claim 9, wherein the substrate installation section is configured to continuously pass through a plurality of reaction chambers. apparatus.
JP10266717A 1998-09-21 1998-09-21 Induction coupling type plasma cvd method and induction coupling type plasma cvd device therefor Pending JP2000096239A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10266717A JP2000096239A (en) 1998-09-21 1998-09-21 Induction coupling type plasma cvd method and induction coupling type plasma cvd device therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10266717A JP2000096239A (en) 1998-09-21 1998-09-21 Induction coupling type plasma cvd method and induction coupling type plasma cvd device therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000096239A true JP2000096239A (en) 2000-04-04

Family

ID=17434711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10266717A Pending JP2000096239A (en) 1998-09-21 1998-09-21 Induction coupling type plasma cvd method and induction coupling type plasma cvd device therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000096239A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030082003A (en) * 2002-04-15 2003-10-22 이정중 Internal inductively coupled plasma assisted chemical vapor deposition system
JP2007518233A (en) * 2004-01-15 2007-07-05 ドクトル・ラウレ・プラスマテヒノロギー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Plasma processing of large volume components
US8092600B2 (en) 2006-11-01 2012-01-10 Fujifilm Corporation Plasma apparatus and plasma processing method
JP2012502504A (en) * 2008-09-12 2012-01-26 オブシンスキー イノベーション,エルエルシー High-speed thin film deposition through preselected intermediate products
CN113299534A (en) * 2021-05-18 2021-08-24 佛山市思博睿科技有限公司 Coating device for plasma graft copolymerization film
CN113396474A (en) * 2019-01-18 2021-09-14 株式会社Eugene科技 Substrate processing apparatus
CN113502461A (en) * 2021-07-29 2021-10-15 合肥科晶材料技术有限公司 System and method for preparing thin film material used by combining ALD (atomic layer deposition) and CVD (chemical vapor deposition)
CN114836735A (en) * 2021-02-01 2022-08-02 江苏菲沃泰纳米科技股份有限公司 ICP-based plasma coating device and method

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030082003A (en) * 2002-04-15 2003-10-22 이정중 Internal inductively coupled plasma assisted chemical vapor deposition system
JP2007518233A (en) * 2004-01-15 2007-07-05 ドクトル・ラウレ・プラスマテヒノロギー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Plasma processing of large volume components
US8092600B2 (en) 2006-11-01 2012-01-10 Fujifilm Corporation Plasma apparatus and plasma processing method
JP2012502504A (en) * 2008-09-12 2012-01-26 オブシンスキー イノベーション,エルエルシー High-speed thin film deposition through preselected intermediate products
CN113396474A (en) * 2019-01-18 2021-09-14 株式会社Eugene科技 Substrate processing apparatus
JP2022522998A (en) * 2019-01-18 2022-04-21 ユ-ジーン テクノロジー カンパニー.リミテッド Board processing equipment
JP7468946B2 (en) 2019-01-18 2024-04-16 ユ-ジーン テクノロジー カンパニー.リミテッド Substrate processing method
CN114836735A (en) * 2021-02-01 2022-08-02 江苏菲沃泰纳米科技股份有限公司 ICP-based plasma coating device and method
CN114836735B (en) * 2021-02-01 2024-01-19 江苏菲沃泰纳米科技股份有限公司 Plasma coating device and method based on ICP
CN113299534A (en) * 2021-05-18 2021-08-24 佛山市思博睿科技有限公司 Coating device for plasma graft copolymerization film
CN113502461A (en) * 2021-07-29 2021-10-15 合肥科晶材料技术有限公司 System and method for preparing thin film material used by combining ALD (atomic layer deposition) and CVD (chemical vapor deposition)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3801730B2 (en) Plasma CVD apparatus and thin film forming method using the same
US6071573A (en) Process for precoating plasma CVD reactors
US5834371A (en) Method and apparatus for preparing and metallizing high aspect ratio silicon semiconductor device contacts to reduce the resistivity thereof
JP4121269B2 (en) Plasma CVD apparatus and method for performing self-cleaning
US7977243B2 (en) Barrier metal film production apparatus, barrier metal film production method, metal film production method, and metal film production apparatus
JP5324026B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing apparatus control method
US7125588B2 (en) Pulsed plasma CVD method for forming a film
CN101463473B (en) Shower plate electrode for plasma cvd reactor
US5030476A (en) Process and apparatus for the formation of a functional deposited film on a cylindrical substrate by means of microwave plasma chemical vapor deposition
CN1906325A (en) Method and apparatus for forming a metal layer
CN1294481A (en) Microwave plasma processor and method thereof
US10968513B2 (en) Plasma film-forming apparatus and substrate pedestal
CN101151712A (en) A method and system for removing an oxide from a substrate
JP2005005280A (en) Method for passivating semiconductor substrate
TW200823977A (en) Plasma doping method and plasma doping apparatus
KR100564168B1 (en) Plasma processing device and plasma processing method
JP2000096239A (en) Induction coupling type plasma cvd method and induction coupling type plasma cvd device therefor
JP3630831B2 (en) Method for forming deposited film
JP2001003174A (en) Formation of thin film and induction coupling type plasma cvd device
JP2002008982A (en) Plasma cvd system
WO2013018292A1 (en) Film formation method
JP2667364B2 (en) Film forming equipment
JPH0790591A (en) Microwave plasma cvd system and formation of deposited film
JP4355490B2 (en) Deposited film forming equipment
JP4115849B2 (en) Method for forming W-based film and W-based film