JP2000345352A - プラズマ成膜処理方法 - Google Patents
プラズマ成膜処理方法Info
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 容器内でプラズマを発生させ同容器内に配置
された被成膜体の表面に成膜処理を施すようにした成膜
方法において、大きい表面積の被成膜体に対して高密度
で品質の良い成膜を形成可能としたプラズマ成膜処理方
法を提供する。 【解決手段】 成膜を施すべき１２インチ直径の基板を
台座７上に配置し、ガス供給口１７からＳｉＨ4 、
Ｎ2 、Ａｒを含むプロセスガスを容器１内に供給し、電
磁石８によって基板の表面に並行な磁場を形成する。ア
ンテナ１１に対し１３．５６ＭＨｚ、１５００Ｗの高周
波を加えて容器１内に電磁波を入射させ容器１内にプラ
ズマを発生させる。基板には低周波電源１９から０．２
８Ｗ／ｃｍ2 以上のバイアス電力を加え、成膜速度２０
００Å／分以上で成膜する。
された被成膜体の表面に成膜処理を施すようにした成膜
方法において、大きい表面積の被成膜体に対して高密度
で品質の良い成膜を形成可能としたプラズマ成膜処理方
法を提供する。 【解決手段】 成膜を施すべき１２インチ直径の基板を
台座７上に配置し、ガス供給口１７からＳｉＨ4 、
Ｎ2 、Ａｒを含むプロセスガスを容器１内に供給し、電
磁石８によって基板の表面に並行な磁場を形成する。ア
ンテナ１１に対し１３．５６ＭＨｚ、１５００Ｗの高周
波を加えて容器１内に電磁波を入射させ容器１内にプラ
ズマを発生させる。基板には低周波電源１９から０．２
８Ｗ／ｃｍ2 以上のバイアス電力を加え、成膜速度２０
００Å／分以上で成膜する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、容器内でプラズマ
を発生させ同容器内に配置された被成膜体の表面に成膜
のためのプラズマ処理を施すプラズマ成膜処理方法に関
する。
を発生させ同容器内に配置された被成膜体の表面に成膜
のためのプラズマ処理を施すプラズマ成膜処理方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】容器内でプラズマを発生させ、その容器
内部に配置した基板などの被成膜体の表面に成膜のため
のプラズマ処理を行うことは公知である。従来のプラズ
マ成膜処理装置の一例を図５に示してある。この装置
は、磁束が水平に張られた容器内に、上方のアンテナか
ら励起された電磁波を入射させて容器内のガスをイオン
化させてプラズマを発生させるようにしたものである。
内部に配置した基板などの被成膜体の表面に成膜のため
のプラズマ処理を行うことは公知である。従来のプラズ
マ成膜処理装置の一例を図５に示してある。この装置
は、磁束が水平に張られた容器内に、上方のアンテナか
ら励起された電磁波を入射させて容器内のガスをイオン
化させてプラズマを発生させるようにしたものである。
【０００３】図５に基づいてこれを説明すると、１は容
器を示し、容器１は円筒形の周壁２と、円形の天井板３
と、基部４で構成されている。また、容器１には上部に
プラズマ生成室５、下部に反応室６が形成されている。
容器１の中心には台座７が設けられており、この台座７
上にプラズマ成膜処理すべき基板などが配置される。
器を示し、容器１は円筒形の周壁２と、円形の天井板３
と、基部４で構成されている。また、容器１には上部に
プラズマ生成室５、下部に反応室６が形成されている。
容器１の中心には台座７が設けられており、この台座７
上にプラズマ成膜処理すべき基板などが配置される。
【０００４】容器１の外周には電磁石８が配設されてい
て、この電磁石８は、基台７上に配置される基板などの
被成膜体の表面にほぼ平行で、かつ、容器１の中心軸ま
わりに回転する磁場を生成する。９は回転磁場コイル、
１０は多相インバータである。天井板３の上に高周波ア
ンテナ１１が配置されており、アンテナ１１は容器１内
に電磁波を入射させる。アンテナ１１は図６に示すよう
に円形のリングアンテナで、このアンテナ１１には整合
器１２を介して、高周波電源１３が接続されている。
て、この電磁石８は、基台７上に配置される基板などの
被成膜体の表面にほぼ平行で、かつ、容器１の中心軸ま
わりに回転する磁場を生成する。９は回転磁場コイル、
１０は多相インバータである。天井板３の上に高周波ア
ンテナ１１が配置されており、アンテナ１１は容器１内
に電磁波を入射させる。アンテナ１１は図６に示すよう
に円形のリングアンテナで、このアンテナ１１には整合
器１２を介して、高周波電源１３が接続されている。
【０００５】容器１内に入射された電磁波は前記したよ
うに容器１内のガスをイオン化してプラズマを発生する
とともに容器１内に張られた電磁石８による磁束に作用
して電子磁気音波（ＥＭＳ，Electron Magneto Sonic W
ave ）を発生し、これがランダウ減衰によりプラズマに
エネルギを移行させるので容器１内に強いプラズマが生
ずる。
うに容器１内のガスをイオン化してプラズマを発生する
とともに容器１内に張られた電磁石８による磁束に作用
して電子磁気音波（ＥＭＳ，Electron Magneto Sonic W
ave ）を発生し、これがランダウ減衰によりプラズマに
エネルギを移行させるので容器１内に強いプラズマが生
ずる。
【０００６】容器１の周壁２には、シランなどのプロセ
スガスを供給するガス供給ノズル１４と、アルゴンなど
の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル１５が設けら
れている。また、基部４には容器１の内部を排気するた
めの真空排気系（図示していない）へ接続される排気口
１６が設けられている。
スガスを供給するガス供給ノズル１４と、アルゴンなど
の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル１５が設けら
れている。また、基部４には容器１の内部を排気するた
めの真空排気系（図示していない）へ接続される排気口
１６が設けられている。
【０００７】以上の構成をもつ図５のプラズマ成膜処理
装置において、台座７上に成膜処理すべき基板などが配
置されるとともに、容器１内にイオン化されるシラン等
のプロセスガスが導入される。電磁石８は、台座７上の
基板などの被成膜体の表面とほぼ平行で容器１の中心軸
まわりに回転する磁場を生成する。高周波電源１３から
電力が供給され、アンテナ１１が作動されて電磁波を容
器１内に入射させると、プラズマ生成室５に前記したよ
うにプラズマが生成される。
装置において、台座７上に成膜処理すべき基板などが配
置されるとともに、容器１内にイオン化されるシラン等
のプロセスガスが導入される。電磁石８は、台座７上の
基板などの被成膜体の表面とほぼ平行で容器１の中心軸
まわりに回転する磁場を生成する。高周波電源１３から
電力が供給され、アンテナ１１が作動されて電磁波を容
器１内に入射させると、プラズマ生成室５に前記したよ
うにプラズマが生成される。
【０００８】容器１の周壁２はガラスなどの絶縁材料で
つくられていて、容器１内には電磁石８により基板の被
成膜表面に平行な磁場が形成されているので、プラズマ
生成室５に発生されたプラズマは、基板などの被成膜体
の上部の容器１内に閉じ込められる。前記したように発
生されたプラズマで生じた非イオン化原子（ニュートラ
ル種）が基板などの表面に付着されプラズマ成膜処理が
行われる。
つくられていて、容器１内には電磁石８により基板の被
成膜表面に平行な磁場が形成されているので、プラズマ
生成室５に発生されたプラズマは、基板などの被成膜体
の上部の容器１内に閉じ込められる。前記したように発
生されたプラズマで生じた非イオン化原子（ニュートラ
ル種）が基板などの表面に付着されプラズマ成膜処理が
行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前記したような従来の
プラズマ成膜処理方法においては、大きな被成膜表面に
対し、均一な成膜を、より高速で行なうことが求められ
ている。また、大きな被成膜表面に対し、高密度で、エ
ッチング速度の小さい、高品質の成膜を高速で形成させ
ることも求められている。
プラズマ成膜処理方法においては、大きな被成膜表面に
対し、均一な成膜を、より高速で行なうことが求められ
ている。また、大きな被成膜表面に対し、高密度で、エ
ッチング速度の小さい、高品質の成膜を高速で形成させ
ることも求められている。
【００１０】本発明は、容器内でプラズマを発生させ、
その容器内に配置された基板などの被成膜体の表面にプ
ラズマ成膜処理を施すようにしたプラズマ成膜処理方法
において、大きい表面積の被成膜体に対して高密度で品
質の良い成膜を形成可能としたプラズマ成膜処理方法を
提供することを課題としている。
その容器内に配置された基板などの被成膜体の表面にプ
ラズマ成膜処理を施すようにしたプラズマ成膜処理方法
において、大きい表面積の被成膜体に対して高密度で品
質の良い成膜を形成可能としたプラズマ成膜処理方法を
提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、表面に成膜処理すべき被成膜体を容器内に
配置するとともに、成膜用プロセスガスを同容器内に入
れ、同容器内の被成膜体の成膜すべき表面に実質的に並
行な磁場を形成するとともに、上方からプラズマ発生用
の電磁波を前記容器の内部に向けて入射させることから
なるプラズマ成膜処理方法において、前記被成膜体に対
し、０．２８Ｗ／ｃｍ2 以上のバイアス電力をかけ、か
つ、成膜速度２，０００Å／分以上で成膜するプラズマ
成膜処理方法を提供する。
決するため、表面に成膜処理すべき被成膜体を容器内に
配置するとともに、成膜用プロセスガスを同容器内に入
れ、同容器内の被成膜体の成膜すべき表面に実質的に並
行な磁場を形成するとともに、上方からプラズマ発生用
の電磁波を前記容器の内部に向けて入射させることから
なるプラズマ成膜処理方法において、前記被成膜体に対
し、０．２８Ｗ／ｃｍ2 以上のバイアス電力をかけ、か
つ、成膜速度２，０００Å／分以上で成膜するプラズマ
成膜処理方法を提供する。
【００１２】前記した本発明のプラズマ成膜処理方法に
よる好ましい実施態様では、その成膜用プロセスガスと
して、ＳｉＨ4 ：１５０ｃｃ／分、Ｎ2 ：７５ｃｃ／
分、Ａｒ：７５ｃｃ／分（いづれも２５°Ｃ換算）で供
給しつつ成膜する。また、本発明のプラズマ成膜処理方
法における好ましい実施形態では、プラズマ発生のため
の電磁波を、１３．５６ＭＨｚの高周波電源で発生させ
る。
よる好ましい実施態様では、その成膜用プロセスガスと
して、ＳｉＨ4 ：１５０ｃｃ／分、Ｎ2 ：７５ｃｃ／
分、Ａｒ：７５ｃｃ／分（いづれも２５°Ｃ換算）で供
給しつつ成膜する。また、本発明のプラズマ成膜処理方
法における好ましい実施形態では、プラズマ発生のため
の電磁波を、１３．５６ＭＨｚの高周波電源で発生させ
る。
【００１３】本発明のプラズマ成膜処理方法によれば、
被成膜体に対し０．２８Ｗ／ｃｍ以上のバイアス電力を
かけるという独特のやり方で、２０００Å／分以上とい
う高速でありながら均一で、かつ、エッチング速度の小
さい成膜を、例えば１２インチ直径の円板のような大き
い面に対して良好に施すことが可能である。
被成膜体に対し０．２８Ｗ／ｃｍ以上のバイアス電力を
かけるという独特のやり方で、２０００Å／分以上とい
う高速でありながら均一で、かつ、エッチング速度の小
さい成膜を、例えば１２インチ直径の円板のような大き
い面に対して良好に施すことが可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
に基づいて具体的に説明する。なお、図１において、図
５に示した装置と実質同じ部分については同一符号を付
してあり、それらについての重複する説明は省略し、図
５の装置と異なる部分を中心に説明する。
に基づいて具体的に説明する。なお、図１において、図
５に示した装置と実質同じ部分については同一符号を付
してあり、それらについての重複する説明は省略し、図
５の装置と異なる部分を中心に説明する。
【００１５】図１において、１７はガス供給口で、シラ
ン（ＳｉＨ4 ）、窒素ガス、及びアルゴンを含むプロセ
スガスがここから容器１内に供給される。
ン（ＳｉＨ4 ）、窒素ガス、及びアルゴンを含むプロセ
スガスがここから容器１内に供給される。
【００１６】１８は基部４に設けられた基板搬入口であ
る。台座７は上下動されるように構成されており、基板
搬入口１８から台座７の上に基板を載置したり取り外す
ときは台座７が降下される。１９は３００ＫＨｚ〜４６
０ＫＨｚの周波数の低周波電源で、台座７を介して、台
座７上の成膜処理すべき基板に対し低周波のバイアス電
力をかけるためのものである。その他の構成は、図５に
示した装置と実質同じでありその説明を省略する。
る。台座７は上下動されるように構成されており、基板
搬入口１８から台座７の上に基板を載置したり取り外す
ときは台座７が降下される。１９は３００ＫＨｚ〜４６
０ＫＨｚの周波数の低周波電源で、台座７を介して、台
座７上の成膜処理すべき基板に対し低周波のバイアス電
力をかけるためのものである。その他の構成は、図５に
示した装置と実質同じでありその説明を省略する。
【００１７】以上の構成をもつ図１のプラズマ成膜処理
装置あにおいて、台座７を降下させて、基板搬入口１８
から成膜すべき直径１２インチの基板を搬入して台座７
の上に載置する。高周波電源１３から１３．５６ＭＨｚ
で１５００Ｗの高周波をアンテナ１１に加える。また、
低周波電源１９からは、３００ＫＨｚのバイアス電力を
０〜５００Ｗの範囲で台座７上の基板に加えることがで
きる。
装置あにおいて、台座７を降下させて、基板搬入口１８
から成膜すべき直径１２インチの基板を搬入して台座７
の上に載置する。高周波電源１３から１３．５６ＭＨｚ
で１５００Ｗの高周波をアンテナ１１に加える。また、
低周波電源１９からは、３００ＫＨｚのバイアス電力を
０〜５００Ｗの範囲で台座７上の基板に加えることがで
きる。
【００１８】電磁石８からは、台座７上の基板の表面に
並行な磁場が形成され、その磁場は、基板の面上に対し
て偏よらない磁場となるよう回転され基板上にプラズマ
が均一に生ずるようにされる。低周波電源１９から台座
７上の基板にバイアス電力をかけることにより、成膜の
ためのイオンを基板に引き込んで高密度で高品質の成膜
を高速で形成させることができる。
並行な磁場が形成され、その磁場は、基板の面上に対し
て偏よらない磁場となるよう回転され基板上にプラズマ
が均一に生ずるようにされる。低周波電源１９から台座
７上の基板にバイアス電力をかけることにより、成膜の
ためのイオンを基板に引き込んで高密度で高品質の成膜
を高速で形成させることができる。
【００１９】以上のようにして、低周波電源１９からの
バイアス電力を０〜５００Ｗの間で変化させて基板上に
２１６０Å／分の成膜速度で成膜処理して得られた皮膜
のエッチングレート（速度）を試験したところ、図２の
結果が得られた。この結果から、基板上の皮膜として要
求される性能としてのエッチングレートは、１０Å／分
程度が望まれるので、基板に対し２００Ｗ以上（０．２
８Ｗ／ｃｍ 2 以上）のバイアス電圧をかけるのが好まし
いことがわかる。
バイアス電力を０〜５００Ｗの間で変化させて基板上に
２１６０Å／分の成膜速度で成膜処理して得られた皮膜
のエッチングレート（速度）を試験したところ、図２の
結果が得られた。この結果から、基板上の皮膜として要
求される性能としてのエッチングレートは、１０Å／分
程度が望まれるので、基板に対し２００Ｗ以上（０．２
８Ｗ／ｃｍ 2 以上）のバイアス電圧をかけるのが好まし
いことがわかる。
【００２０】このように、基板に対し０．２８Ｗ／ｃｍ
2 以上のバイアス電圧をかけて成膜した結果、その膜厚
分布は図３に示すように均一性が２．８％であり、ま
た、膜質を示す屈折率は図４に示すように２．０１で、
屈折率分布は０．１６より小さい値であった。以上の成
膜結果を表１に示してある。
2 以上のバイアス電圧をかけて成膜した結果、その膜厚
分布は図３に示すように均一性が２．８％であり、ま
た、膜質を示す屈折率は図４に示すように２．０１で、
屈折率分布は０．１６より小さい値であった。以上の成
膜結果を表１に示してある。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【発明の効果】以上のとおり、本発明は、表面に成膜処
理すべき被成膜体を容器内に配置するとともに、成膜用
プロセスガスを同容器内に入れ、同容器内の被成膜体の
成膜すべき表面に実質的に並行な磁場を形成するととも
に、上方からプラズマ発生用の電磁波を前記容器の内部
に向けて入射させることからなるプラズマ成膜処理方法
において、被成膜体に対し、０．２８Ｗ／ｃｍ2 以上の
バイアス電力をかけて成膜するもので、これによれば２
０００Å／分以上で成膜しても均一、高密度で、高品質
の成膜を大きい表面積の被処理体に対し形成させること
が可能である。
理すべき被成膜体を容器内に配置するとともに、成膜用
プロセスガスを同容器内に入れ、同容器内の被成膜体の
成膜すべき表面に実質的に並行な磁場を形成するととも
に、上方からプラズマ発生用の電磁波を前記容器の内部
に向けて入射させることからなるプラズマ成膜処理方法
において、被成膜体に対し、０．２８Ｗ／ｃｍ2 以上の
バイアス電力をかけて成膜するもので、これによれば２
０００Å／分以上で成膜しても均一、高密度で、高品質
の成膜を大きい表面積の被処理体に対し形成させること
が可能である。
【図１】本発明によるプラズマ成膜処理方法を実施する
ためのプラズマ成膜処理装置を示す縦断面図。
ためのプラズマ成膜処理装置を示す縦断面図。
【図２】本発明のプラズマ成膜処理方法において基板に
かけるバイアス電力の大きさがエッチングに与える影響
を示す線図。
かけるバイアス電力の大きさがエッチングに与える影響
を示す線図。
【図３】本発明の実施の一形態により得られた成膜の膜
厚分布を示す線図。
厚分布を示す線図。
【図４】本発明の実施の一形態により得られた成膜の屈
折率分布を示す線図。
折率分布を示す線図。
【図５】従来のプラズマ成膜処理方法を説明するための
プラズマ成膜処理装置の縦断面図。
プラズマ成膜処理装置の縦断面図。
【図６】図５の装置で用いられている高周波アンテナの
構造を示す平面図。
構造を示す平面図。
１ 容器 ２ 周壁 ３ 天井板 ４ 基部 ５ プラズマ生成室 ６ 反応室 ７ 台座 ８ 電磁石 ９ 回転磁場コイル １０ 多相インバータ １１ 高周波アンテナ １２ 整合器 １３ 高周波電源 １４ ガス供給ノズル １５ 補助供給ノズル １６ 排気口 １７ ガス供給口 １８ 基板搬入口 １９ 低周波電源
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA16 AA18 BA29 FA03 JA05 JA06 KA20 5F045 AA08 AC01 AC15 AC16 BB02 BB09 DA64 EH02 EH16 EH20 5F058 BA20 BC09 BF07 BF23 BF30 BF38 BG10
Claims (3)
- 【請求項１】 表面に成膜処理すべき被成膜体を容器内
に配置するとともに、成膜用プロセスガスを同容器内に
入れ、同容器内の被成膜体の成膜すべき表面に実質的に
並行な磁場を形成するとともに、上方からプラズマ発生
用の電磁波を前記容器の内部に向けて入射させることか
らなるプラズマ成膜処理方法において、前記被成膜体に
対し、０．２８Ｗ／ｃｍ2 以上のバイアス電力をかけ、
かつ、成膜速度２，０００Å／分以上で成膜することを
特徴とするプラズマ成膜処理方法。 - 【請求項２】 前記成膜用プロセスガスとして、ＳｉＨ
4 ：１５０ｃｃ／分、Ｎ2 ：７５ｃｃ／分、Ａｒ：７５
ｃｃ／分（いづれも２５°Ｃ換算）で供給しつつ成膜す
ることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ成膜処理
方法。 - 【請求項３】 前記電磁波を１３．５６ＭＨｚの高周波
電源で発生させることを特徴とする請求項１に記載のプ
ラズマ成膜処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15974699A JP2000345352A (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | プラズマ成膜処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15974699A JP2000345352A (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | プラズマ成膜処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000345352A true JP2000345352A (ja) | 2000-12-12 |
Family
ID=15700373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15974699A Withdrawn JP2000345352A (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | プラズマ成膜処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000345352A (ja) |
-
1999
- 1999-06-07 JP JP15974699A patent/JP2000345352A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060905 |