JP2002246381A - Cvd方法 - Google Patents
Cvd方法Info
- Publication number
- JP2002246381A JP2002246381A JP2001038631A JP2001038631A JP2002246381A JP 2002246381 A JP2002246381 A JP 2002246381A JP 2001038631 A JP2001038631 A JP 2001038631A JP 2001038631 A JP2001038631 A JP 2001038631A JP 2002246381 A JP2002246381 A JP 2002246381A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- space
- material gas
- active species
- processing space
- 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.)
- Abandoned
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45574—Nozzles for more than one gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/401—Oxides containing silicon
- C23C16/402—Silicon dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
- C23C16/452—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by activating reactive gas streams before their introduction into the reaction chamber, e.g. by ionisation or addition of reactive species
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45514—Mixing in close vicinity to the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45565—Shower nozzles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
CVD装置の真空容器内部がプラズマ生成空間と成膜処
理空間とに隔離され、プラズマ生成空間で生成された励
起活性種が隔壁部の貫通孔を通してのみ成膜処理空間に
導入されると共に、隔壁部に外部から供給された材料ガ
スが、プラズマ生成空間から隔離されかつ成膜処理空間
と複数の拡散孔を介して通じている隔壁部の内部空間及
び前記拡散孔を介して成膜処理空間に導入され、このよ
うに成膜処理空間に導入された励起活性種と材料ガスと
で、基板に成膜を行うCVD方法において、良好な特性
をもった主にゲート用酸化膜の量産に適したCVD方法
を提供する。 【解決手段】 基板への成膜を行う第1の工程と、材料
ガスの導入を遮断し、第1の工程で成膜された薄膜に励
起活性種のみを照射して酸化反応を促進させる第2の工
程とを設けることにより課題を解決した。
Description
ical Vapor Deposition)(本明
細書において「CVD」と表す)方法に関し、特に、良
好な特性を持った主にゲート用酸化膜の量産に適したC
VD方法に関するものである。
て、従来、高温ポリシリコン型TFT(薄膜トランジス
タ)を利用するものと、低温ポリシリコン型TFTを利
用するものとが知られている。高温ポリシリコン型TF
Tを利用する作製方法では、高品質な酸化膜を得るため
に、1000℃以上の高温に耐える石英基板が使用され
ていた。これに対して低温ポリシリコン型TFTの作製
においては、通常のTFT用ガラス基板を使用するた
め、低温環境(例えば400℃)で成膜を行う必要があ
る。低温ポリシリコン型TFTを利用して液晶ディスプ
レイを製作する方法は、特別な基板を使用する必要がな
く、成膜条件の設定が簡単であるという利点を有し、近
年実用化され、その生産量は拡大しつつある。
ディスプレイの作製で、低温でゲート絶縁膜として適当
なシリコン酸化膜を成膜する場合、プラズマCVDが使
用される。
膜する際、代表的な材料ガスとしてはシラン、テトラエ
トキシシラン(TEOS)などが使用される。材料ガス
は、通常、He(ヘリウム)等のキャリアガスを添加し
た状態で使用される(以下、本明細書において、単に
「材料ガス」と表す。)。
によるCVDでシリコン酸化膜を成膜する場合、従来の
プラズマCVD装置によれば、基板の前面空間に材料ガ
スと酸素などを導入し、材料ガスと酸素の混合ガスでプ
ラズマを生成し、当該プラズマに対して基板を晒すこと
により、当該基板の表面上にシリコン酸化膜を形成する
ようにしていた。このように従来のプラズマCVD装置
では、材料ガスは、プラズマCVD装置内に生成された
プラズマ中に直接的に供給するように構成されていた。
このため、従来のプラズマCVD装置の構成によれば、
基板の前面空間に存在するプラズマから基板の成膜面に
対して高エネルギーのイオンが入射し、シリコン酸化膜
にダメージを与え、膜特性が悪化するという問題が存在
した。さらにプラズマ中に材料ガスが直接的に導入され
るため、材料ガスとプラズマが激しく反応してパーティ
クルが発生し、これによって歩留まりが低下するという
問題もあった。
願である特願平11−157692号により、従来から
ある遠隔プラズマ方式のCVD装置の改善が試みられ、
新たなCVD装置が提案されている。
れたCVD装置は、真空容器内でプラズマを生成して中
性の励起種であるラジカル、すなわち励起活性種を発生
させ、この励起活性種と材料ガスで基板に成膜処理を行
う装置である。真空容器には、その内部を二室に隔離す
る導電性の隔壁部が設けられており、これらの二室のう
ち、一方の室の内部は高周波電極が配置されたプラズマ
生成空間として形成され、他方の室の内部は基板を搭載
する基板保持機構が配置された成膜処理空間として形成
されている。この導電性隔壁部は、プラズマ生成空間と
成膜処理空間を通じさせる複数の貫通孔を有していると
共に、プラズマ生成空間と隔離され、かつ成膜処理空間
と複数の拡散孔を介して通じている内部空間を有してい
る。
れているCVD装置によるCVD方法は、導電性隔壁部
の内部空間に外部から供給された材料ガスが、複数の拡
散孔を通してのみ前記成膜処理空間に導入されると共
に、プラズマ生成空間で生成された励起活性種が、導電
性隔壁部に形成された複数の貫通孔を通してのみ成膜処
理空間に導入され、前記成膜処理空間において、導入さ
れた前記励起活性種と前記材料ガスとで基板への成膜が
行われるものである。
案されているCVD装置においては、前記の貫通孔及び
拡散孔の大きさ(長さ及び径等)・構造が、貫通孔に関
しては成膜処理空間に導入された材料ガスがプラズマ生
成空間に逆拡散しないような大きさ(長さ及び径等)・
構造に、拡散孔に関しては成膜処理空間に導入された励
起活性種が導電性隔壁部の内部空間に逆拡散しないよう
な大きさ(長さ及び径等)・構造にされている。すなわ
ち、貫通孔内でのガス流速をu、実質的な貫通孔の長さ
をL、相互ガス拡散係数(貫通孔の両側の2種のガスの
相互ガス拡散係数)をDとする時、uL/D>1の条件
が満たされるものであり、拡散孔にも貫通孔に適用され
ている前記条件が適用されている。
れたCVD装置によって、ガラス基板上に成膜されたシ
リコン酸化膜の膜特性の悪化を防止し、製品の歩留まり
の改善を図ることができた。
を生成して励起活性種を発生させ、この励起活性種と材
料ガスとで基板に成膜されたシリコン酸化膜は、薄膜中
または薄膜の下部界面にOH、水素原子、又は、過剰な
ケイ素などを含んでいる。そして、これらは、シリコン
酸化膜の絶縁膜として満たさなければならない特性を劣
化させてしまうものである。この特性の劣化としては、
リーク電流の増大、容量−電圧曲線におけるヒステリシ
スなどがある。
ポリシリコン型TFTを利用した大型液晶ディスプレイ
の作製等で、プラズマを利用するCVDに基づき、シラ
ン等の材料ガスを用いてシリコン酸化膜等を大面積基板
に成膜する場合において、材料ガスのプラズマ生成領域
への逆拡散などを防止した特願平11−157692号
で新たに提案した前述のCVD装置に対し、更に膜質を
向上させ得るCVD方法を提供することにある。
は、上記目的を達成するため次の方法をとる。
容器内でプラズマを生成して励起活性種を発生させ、こ
の励起活性種と材料ガスとで基板に成膜を行うCVD方
法である。この方法が用いられるCVD装置は次のよう
に構成されている。すなわち、CVD装置の真空容器内
部が導電性隔壁部によって二室に隔離されており、当該
隔離された二室のうち、一方の室の内部は高周波電極が
配置されたプラズマ生成空間として、他方の室の内部は
基板を搭載する基板保持機構が配置された成膜処理空間
としてそれぞれ形成されている。そして、前記導電性隔
壁部が、前記プラズマ生成空間と前記成膜処理空間を通
じさせる複数の貫通孔を有していると共に、前記プラズ
マ生成空間から隔離されかつ前記成膜処理空間と複数の
拡散孔を介して通じている内部空間を有しているように
構成されているCVD装置である。
導電性隔壁部の内部空間に外部から供給された材料ガス
を前記複数の拡散孔を通して前記成膜処理空間に導入さ
せると共に、前記高周波電極に高周波電力を与えて前記
プラズマ生成空間でプラズマ放電を発生させることによ
り前記プラズマ生成空間で生成された励起活性種を、前
記導電性隔壁部の複数の貫通孔を通して前記成膜処理空
間に導入させ、前記成膜処理空間において、導入された
前記励起活性種と前記材料ガスとで基板への成膜を行う
ものである。
1−157692号で新たに提案された前記構成のCV
D装置による前記の化学蒸着方法において、前記成膜処
理空間に導入された前記励起活性種と前記材料ガスとで
基板への成膜を行う第1の工程と、前記導電性隔壁部の
内部空間へ外部から供給される材料ガスの流量がゼロに
され、導電性隔壁部の複数の貫通孔を通して成膜処理空
間に導入される励起活性種の照射が、前記第1の工程で
成膜された薄膜に対して行われる第2の工程とで基板の
成膜が行われることを特徴とするものである。
前記構成のCVD装置は、特願平11−157692号
で新たに提案されたものであって、酸素ガスを利用して
プラズマを生成し、シラン等の材料ガスを用いて基板の
表面に薄膜を堆積する構成において、処理室である真空
容器の内部空間を、導電性隔壁部で隔離することによっ
て、プラズマを生成するプラズマ生成空間と成膜処理空
間とに分離し、成膜処理空間に配置された基板の処理表
面がプラズマに晒されない構成が採用されている。また
導電性隔壁部によって隔離されていることから、成膜処
理空間に導入された材料ガスがプラズマ生成空間側に移
動することが十分に制限される。すなわち、導電性隔壁
部には複数の貫通孔が形成され、導電性隔壁部の両側の
プラズマ生成空間と成膜処理空間は貫通孔を通してのみ
つながっているが、当該貫通孔に関しては、成膜処理空
間に導入された材料ガスがプラズマ生成空間側に逆拡散
するのを防ぐ大きさ・構造が採用されている。
れたCVD装置に特徴的な前記の構造は、プラズマ生成
空間と成膜処理空間とを隔てる導電性隔壁部の内部空間
への材料ガスの導入を遮断することによって、プラズマ
生成空間に生成された酸素プラズマによって生成された
電気的に中性な励起活性種(ラジカル)だけを、選択的
に、成膜処理空間に配置されているガラス基板に照射さ
せることを可能とし、しかも容易にこれを実現するのに
適している。
案されたCVD装置に特徴的な前記の構造を十分に生か
しつつ、シリコン酸化膜の絶縁膜として満たさなければ
ならない特性を劣化させるとされている薄膜中または薄
膜の下部界面に存在するOH、水素原子、又は、過剰な
ケイ素などを除去しようとするものである。すなわち、
成膜処理空間に導入された励起活性種と材料ガスとによ
り基板上に成膜が行われた薄膜に対し、引き続いて励起
活性種を照射させることで、酸化ケイ素薄膜がプラズマ
から受ける衝撃の危険性を回避しながら、酸化反応を十
分に促進させることができる。このように、前述した第
1の工程と、第2の工程とで基板の成膜を完了する本発
明のCVD方法により上記課題は解決されるのである。
を添付図面に基づいて説明する。
方法が適用されるCVD装置の実施形態を説明する。図
1、図2において、このCVD装置では、好ましくはシ
ランを材料ガスとして使用し、通常のTFT用ガラス基
板11の上面にシリコン酸化膜をゲート絶縁膜として成
膜する。CVD装置の容器12は、成膜処理を行う際、
排気機構13によってその内部が所望の真空状態に保持
される真空容器である。排気機構13は真空容器12に
形成された排気ポート12b−1に接続されている。
電性部材で作られた隔壁部14が設けられており、平面
形状が例えば矩形の隔壁部14は、その周縁部が導電材
固定部22の下面に押さえ付けられて密閉状態を形成す
るように配置されている。
4によって上下の2つの室に隔離されて、上側の室はプ
ラズマ生成空間15を形成し、下側の室は成膜処理空間
16を形成する。隔壁部14は、所望の特定の厚みを有
し、かつ全体的に平板状の形態を有し、さらに真空容器
12の水平断面形状に類似した平面形状を有する。隔壁
部14には内部空間24が形成されている。
けられた基板保持機構17の上に配置されている。ガラ
ス基板11は隔壁部14に実質的に平行であって、その
成膜面(上面)が隔壁部14の下面に対向するように配
置されている。
同じ電位である接地電位41に保持される。さらに基板
保持機構17の内部にはヒータ18が設けられている。
このヒータ18によってガラス基板11の温度は所定の
温度に保持される。
容器12は、その組立て性を良好にする観点から、プラ
ズマ生成空間15を形成する上容器12aと、成膜処理
空間16を形成する下容器12bとから構成される。上
容器12aと下容器12bを組み合わせて真空容器12
を作るとき、両者の間の位置に隔壁部14が設けられ
る。電極20は、その周縁部の側面が上容器12aとの
間に介設される絶縁部材21a、21bのうちの上側の
絶縁部材21aに、その周縁部の下端面が下側の絶縁部
材21bにそれぞれ接触するようにして取り付けられ
る。これによって、隔壁部14の上側と下側に、隔離さ
れたプラズマ生成空間15と成膜処理空間16が形成さ
れる。
るCVD装置の第1の実施形態においては、プラズマ生
成空間15においてプラズマ19が生成されている領域
は、隔壁部14と上容器12a及びこれらのほぼ中央位
置に配置される板状の電極(高周波電極)20とから形
成されている。電極20には複数の孔20aが形成され
ている。
続された電力導入棒29が設けられている。電力導入棒
29によって電極20に放電用高周波電力が給電され
る。電極20は高周波電極として機能する。電力導入棒
29は絶縁物31で覆われており、他の金属部分との絶
縁が図られている。
て、接地電位41となっている。
空間15へ励起活性種生成用としての酸素ガスを導入す
る酸素ガス導入パイプ23aが設けられている。また、
所定量の成膜後に行うクリーニング用のガスとしてフッ
化ガス等のクリーニングガスを導入するクリーニングガ
ス導入パイプ23bも絶縁部材21aに設けられてい
る。
てプラズマ生成空間15と成膜処理空間16に隔離され
るが、隔壁部14には成膜処理空間16に導入された材
料ガスがプラズマ生成空間15側に逆拡散するのを防ぐ
大きさ(長さ及び径等)・構造の複数の貫通孔25が、
内部空間24を貫通する状態で分散して形成されてお
り、これらの貫通孔25を介してのみプラズマ生成空間
15と成膜処理空間16はつながっている。前記貫通孔
25の成膜処理空間16に導入された材料ガスがプラズ
マ生成空間15側に逆拡散するのを防ぐ大きさ(長さ及
び径等)・構造は、貫通孔25内でのガス流速をu、実
質的な貫通孔25の長さをL(図3に図示)、相互ガス
拡散係数(貫通孔25の両側、すなわちプラズマ生成空
間15と成膜処理空間16とにおけるそれぞれのガスの
間の相互ガス拡散係数)をDとするとき、uL/D>1
の条件を満たすものである。
VD装置に採用されている隔壁部14の断面方向から見
た内部構造の概略拡大図である。図3において、上側は
プラズマ生成空間15、下側は成膜処理空間16であ
る。隔壁部14内に形成されている内部空間24は、隔
壁部14に外部から導入された材料ガスを分散させて均
一に成膜処理空間16に供給するための空間である。さ
らに隔壁部14の下部板には材料ガスを成膜処理空間1
6に供給する複数の拡散孔26が形成されている。
入するための材料ガス導入パイプ28が接続されている
(図1、図2)。材料ガス導入パイプ28は、He(ヘ
リウム)ガス等のキャリアガスを導入する配管(不図
示)とも接続されており、従って、材料ガスは、キャリ
アガスが添加された状態で導入される。
26から成膜処理空間16に均一に供給されるように、
複数の孔を有するように穿孔された均一板27がほぼ水
平に設けられている(図3)。隔壁部14の内部空間2
4は、均一板27によって上下の2つの空間部分に分け
られている。
部空間24に導入される材料ガスは、上側の空間に導入
され、均一板27の孔を通って下側の空間に至り、さら
に拡散孔26を通って成膜処理空間16に拡散されるこ
とになる。
全体にわたって材料ガスを均一に供給することが可能と
なるが、隔壁部14の内部構造は、成膜処理空間16の
全体にわたって材料ガスを均一に供給することのできる
構造であれば、前述した構造に限られるものではない。
るCVD装置の第2の実施形態を表すものである。図2
図示の実施形態の特徴的構成は、上容器12aの天井部
の内側に絶縁部材21aを設け、かつその下側に電極2
0を配置するようにした点にある。電極20には図1図
示の第1の実施形態の場合のような孔20aは形成され
ず、一枚の板状の形態を有する。電極20と隔壁部14
によって平行平板型電極構造によるプラズマ生成空間1
5を形成する。その他の構成は第1実施形態の構成と実
質的に同じである。そこで、図2において、図1で説明
した要素と実質的に同一な各要素には同一の符号を付
し、ここで詳細な説明を反復することは省略する。さら
に、第2実施形態によるCVD装置による作用、効果も
前述の第1実施形態と同じである。
用いた本発明のCVD方法について説明をする。
板11が真空容器12の内部に搬入され、基板保持機構
17の上に配置される。真空容器12の内部は、排気機
構13によって排気され、減圧されて所定の真空状態に
保持される。次に、酸素ガス導入パイプ23aを通して
酸素ガスが真空容器12のプラズマ生成空間15に導入
される。
材料ガス供給系に連結されている材料ガス導入パイプ2
8を通して隔壁部14の内部空間24に導入される。シ
ランは、最初に内部空間24の上側部分に導入され、均
一板27を介して均一化されて下側部分に拡散し、次に
拡散孔26を通って成膜処理空間16に直接に、すなわ
ちプラズマに接触することなく導入される。成膜処理空
間16に設けられた基板保持機構17は、ヒータ18に
通電が行われているため、予め所定温度に保持されてい
る。
棒29を介して高周波電力が供給される。この高周波電
力によって放電が生じ、プラズマ生成空間15内におい
て電極20の周囲に酸素プラズマ19が生成される。酸
素プラズマ19を生成することで、中性の励起種である
ラジカル、すなわち励起活性種が生成され、これが貫通
孔25を通過して成膜処理空間16に導入され、その一
方、材料ガスが隔壁部14の内部空間24、拡散孔26
を通って成膜処理空間16に導入される。その結果、成
膜処理空間16内で当該ラジカルと材料ガスとがはじめ
て接触し、化学反応を起こして、ガラス基板11の表面
上にシリコン酸化物が堆積し、薄膜が形成される。
チャートで更に本発明のCVD方法について説明する。
基板11の搬入、基板保持機構17への設置等が完了
し、時間t1(T1−T0)でプラズマ生成空間15で
酸素プラズマを生成し、時刻T1で隔壁部14の内部空
間24へのシランの導入を開始する。
導入方法の一例として、時刻T1、T2、T3で段階的
に材料ガス(シラン)流量が、それぞれS1、S2、S
3と段階的に増加しているが、材料ガス(シラン)流量
が単調増加するものであってもかまわないし、一定の流
量を保ったまま材料ガス(シラン)が導入されるもので
もかまわない。
保持した状態で、時間t4の間成膜されている。ここ
で、図4(c)において時間(T4−T0)に行われた
成膜工程が本発明のCVD方法における第1の工程とな
る。
mm×470mmのガラス基板11に膜厚1000オン
グストロームのシリコン酸化膜を成膜する場合を示す。
ガス導入パイプ23aを通して、図4(b)図示のよう
に酸素ガスを、流量1.7g/min(1.2SLM、
Standard Liter/Minute)で真空
容器12のプラズマ生成空間15に導入する。
スであるシランの流量を、0mg/minから最大29
mg/min(0.02SLM)まで段階的に増加さ
せ、29mg/minで保持した。シランのキャリアガ
スであるHeガスの流量は、36mg/min(0.2
SLM)である。
極20に対して、電力導入棒29を介して60MHz、
1.2KWが印加され、一方、成膜処理空間16に設け
られた基板保持機構17は、ヒータ18への通電によっ
て加熱されており、予めガラス基板11は310℃に保
持されている。
膜するのに6分を要した。
で表される材料ガスの流量がゼロの状態で行われる工程
が本発明のCVD方法における第2の工程となる。
の電極20に第1の工程と同様に高周波電力を印加し、
生成された中性の活性種であるラジカル、すなわち励起
活性種のみを、隔壁部14の貫通孔25を介して成膜処
理空間16に導入し、こうして成膜処理空間16に導入
された励起活性種のみを、基板保持機構17上のガラス
基板11に前記第1の工程で成膜されている薄膜に対し
て照射するものである。これによって、前記第1の工程
完了時の薄膜中または薄膜の下部界面にOH、水素原子
などが残り、過剰なケイ素が薄膜中に存在していても、
酸化反応を十分に促進させることができ、その結果、上
記のOH、水素原子、又は過剰なケイ素等も酸化され、
ケイ素の最終酸化物である化学量論を満たすSiO2が
得られ、膜質が良好な薄膜を得ることができる。
電位41の金属面と確実に接触しているため、高周波の
成膜処理空間16への漏れは皆無であり、従って、ガラ
ス基板11を高エネルギーのイオンを含むプラズマに晒
すことなく、プラズマ生成空間の酸素プラズマにより生
成された電気的に中性な励起種(ラジカル)である励起
活性種だけを選択的に前記第1の工程で成膜された薄膜
に照射することができる。
した実施形態では、第2の工程において電極20に印加
する高周波電力、プラズマ生成空間15への酸素導入量
は、それぞれ、第1の工程の場合の高周波電力、酸素導
入量と同じであり、ガラス基板11の温度も第1の工程
と第2の工程とでは同一として行った。しかし、第2の
工程における高周波電力(図4(a)図示)、酸素導入
量(図4(b)図示)、ガラス基板11の温度(図示せ
ず)を第1の工程の時の数値より増大又は減少させても
本発明の作用、効果に相違はない。
時間は、第1の工程完了時の薄膜の厚み、又は成膜速度
に影響する材料ガスの導入量等の成膜の条件により異な
るが、一般に、第1の工程における成膜速度を早めれ
ば、酸化不十分の領域が増えてしまうことが考えられ、
第2の工程の時間は、第1の工程の時間に左右され、第
1の工程の時間が短くなれば、つまり、成膜速度を早め
れば、反比例的に長くする必要がある。
(c)図示のように段階的に増加されて導入される材料
ガスの流量、または、図示していないが単調的に増加さ
れて導入される材料ガスの流量は、酸化促進のための第
2の工程の時間を必要最低限とさせるため、前述の成膜
条件では材料ガスの流量を0〜29mg/minの間で
段階的に増加させたが、最大でも36mg/min以下
が好ましく、材料ガスの導入方法(流量増加回数、流
量、もしくは導入時間)は、前記最大流量以下であれ
ば、任意に決定することができる。
工程におけるシリコン酸化膜に対する酸素プラズマから
生成した励起活性種の作用は、シリコン窒化膜に対する
窒素プラズマから生成した励起活性種の作用、及び、シ
リコン弗化膜に対するフッ素プラズマから生成した励起
活性種の作用と、化学反応を促進させるという点で同様
である。したがって、前述した第1の工程と第2の工程
とを設定するという本発明のCVD方法は、シリコン窒
化膜、シリコン弗化膜の成膜についても適用することが
できる。
板にプラズマCVDによりシラン等の材料ガスを用いて
シリコン酸化膜等を成膜するCVD方法、例えば、複数
の貫通孔を有する導電性隔壁部によってCVD装置の真
空容器内部がプラズマ生成空間と成膜処理空間とに隔離
され、プラズマ生成空間で生成された励起活性種が隔壁
部の貫通孔を通してのみ成膜処理空間に導入されると共
に、隔壁部に外部から供給された材料ガスが、プラズマ
生成空間から隔離されかつ成膜処理空間と複数の拡散孔
を介して通じている隔壁部の内部空間及び前記拡散孔を
介して成膜処理空間に導入され、このように成膜処理空
間に導入された励起活性種と材料ガスとで、基板に成膜
を行うCVD方法において、基板への成膜を行う第1の
工程と、第1の工程で成膜された薄膜に励起活性種を照
射して酸化反応を促進させる第2の工程とを設けること
により、良好な特性を持った薄膜を量産することができ
る。
らなる本発明のCVD方法を用いて製造したゲート用酸
化膜においては、容量−電圧曲線における最大ヒステリ
シス量(所定容量での電圧差の最大値)が、本発明にお
ける第2の工程、すなわち励起活性種を照射する工程を
行わない場合の1.2Vから0.3Vへと改善されてい
た。
されるCVD装置は、前述のように、プラズマ生成空間
で生成された電気的に中性な励起活性種を選択的に成膜
処理空間へ輸送することができるため、成膜進行中(第
一の工程)のシリコン酸化膜は、高エネルギー粒子を含
むプラズマに晒されないという特徴がある。しかも、隔
壁部というガラス基板に対向した空間にのみ材料ガスが
導入される構造を採用し、材料ガスの導入/遮断の切り
替えが容易であり、真空容器内のガス状態を制御しやす
いため、第二の工程における励起活性種照射工程も効果
的に行うことができるという特徴がある。つまり、本発
明のCVD方法は、これが適用されるCVD装置の特徴
を最大限に活用できるものである。
第1の実施形態を示す縦断面図である。
第2の実施形態を示す縦断面図である。
隔壁部の断面方向から見た内部構造の概略拡大図であ
る。
り、(a)は高周波電力とプロセス時間との関係を表す
タイムチャート図、(b)は酸素導入量とプロセス時間
との関係を表すタイムチャート図、(c)はシラン導入
量とプロセス時間との関係を表すタイムチャート図。
Claims (2)
- 【請求項1】 真空容器内でプラズマを生成して励起活
性種を発生させ、この励起活性種と材料ガスとで基板に
成膜を行うCVD方法であって、 CVD装置の真空容器内部が導電性隔壁部によって二室
に隔離されており、当該隔離された二室のうち、一方の
室の内部は高周波電極が配置されたプラズマ生成空間と
して、他方の室の内部は基板を搭載する基板保持機構が
配置された成膜処理空間としてそれぞれ形成され、 前記導電性隔壁部が、前記プラズマ生成空間と前記成膜
処理空間を通じさせる複数の貫通孔を有していると共
に、前記プラズマ生成空間から隔離されかつ前記成膜処
理空間と複数の拡散孔を介して通じている内部空間を有
しているCVD装置を用い、 前記導電性隔壁部の内部空間に外部から供給された材料
ガスを前記複数の拡散孔を通して前記成膜処理空間に導
入させると共に、 前記高周波電極に高周波電力を与えて前記プラズマ生成
空間でプラズマ放電を発生させることにより前記プラズ
マ生成空間で生成された励起活性種を、前記導電性隔壁
部の複数の貫通孔を通して前記成膜処理空間に導入さ
せ、 前記成膜処理空間において、導入された前記励起活性種
と前記材料ガスとで基板への成膜を行うCVD方法にお
いて、 前記成膜処理空間に導入された前記励起活性種と前記材
料ガスとで基板への成膜を行う第1の工程と、前記導電
性隔壁部の内部空間へ外部から供給される材料ガスの流
量がゼロにされ、導電性隔壁部の複数の貫通孔を通して
成膜処理空間に導入される励起活性種の照射が、前記第
1の工程で成膜された薄膜に対して行われる第2の工程
とからなることを特徴とするCVD方法。 - 【請求項2】 CVD装置の前記複数の貫通孔は、当該
貫通孔内でのガス流速をu、実質的な貫通孔の長さを
L、相互ガス拡散係数をDとするとき、uL/D>1の
条件を満たすように形成されていることを特徴とする請
求項1記載のCVD方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001038631A JP2002246381A (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | Cvd方法 |
TW091102487A TW529086B (en) | 2001-02-15 | 2002-02-08 | Chemical vapor deposition method |
CNB021062137A CN1210764C (zh) | 2001-02-15 | 2002-02-10 | Cvd方法 |
US10/073,228 US6537911B2 (en) | 2001-02-15 | 2002-02-13 | Chemical vapor deposition method |
KR1020020007897A KR20020067647A (ko) | 2001-02-15 | 2002-02-14 | Cvd 방법 |
KR1020090069040A KR20090092257A (ko) | 2001-02-15 | 2009-07-28 | Cvd 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001038631A JP2002246381A (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | Cvd方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002246381A true JP2002246381A (ja) | 2002-08-30 |
JP2002246381A5 JP2002246381A5 (ja) | 2009-11-19 |
Family
ID=18901567
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001038631A Abandoned JP2002246381A (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | Cvd方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6537911B2 (ja) |
JP (1) | JP2002246381A (ja) |
KR (2) | KR20020067647A (ja) |
CN (1) | CN1210764C (ja) |
TW (1) | TW529086B (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004111506A (ja) * | 2002-09-17 | 2004-04-08 | Anelva Corp | シリコン酸化膜作製方法 |
WO2008117832A1 (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-02 | Canon Anelva Corporation | 真空処理装置 |
KR101012295B1 (ko) * | 2002-09-17 | 2011-02-08 | 캐논 아네르바 가부시키가이샤 | 박막형성 장치 및 방법 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7023010B2 (en) * | 2003-04-21 | 2006-04-04 | Nanodynamics, Inc. | Si/C superlattice useful for semiconductor devices |
WO2006043432A1 (ja) * | 2004-10-19 | 2006-04-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 膜の製造方法および当該方法で製造された膜を用いた半導体装置 |
US20060223788A1 (en) * | 2005-03-29 | 2006-10-05 | Cathcart Clifton H | Analgesic composition for topical use |
CN102067291B (zh) * | 2008-06-24 | 2013-05-08 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 氮游离基产生器、氮化处理装置、氮游离基的产生方法、以及氮化处理方法 |
US8580993B2 (en) * | 2008-11-12 | 2013-11-12 | Air Products And Chemicals, Inc. | Amino vinylsilane precursors for stressed SiN films |
US8889235B2 (en) | 2009-05-13 | 2014-11-18 | Air Products And Chemicals, Inc. | Dielectric barrier deposition using nitrogen containing precursor |
US10269541B2 (en) * | 2014-06-02 | 2019-04-23 | Applied Materials, Inc. | Workpiece processing chamber having a thermal controlled microwave window |
US10039157B2 (en) | 2014-06-02 | 2018-07-31 | Applied Materials, Inc. | Workpiece processing chamber having a rotary microwave plasma source |
US11222769B2 (en) | 2017-05-26 | 2022-01-11 | Applied Materials, Inc. | Monopole antenna array source with gas supply or grid filter for semiconductor process equipment |
KR102670124B1 (ko) | 2018-05-03 | 2024-05-28 | 주성엔지니어링(주) | 기판 처리 장치 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0684888A (ja) * | 1992-02-27 | 1994-03-25 | G T C:Kk | 絶縁膜の形成方法 |
JP2000345349A (ja) * | 1999-06-04 | 2000-12-12 | Anelva Corp | Cvd装置 |
JP2001023918A (ja) * | 1999-07-08 | 2001-01-26 | Nec Corp | 半導体薄膜形成装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5614055A (en) * | 1993-08-27 | 1997-03-25 | Applied Materials, Inc. | High density plasma CVD and etching reactor |
US5865896A (en) * | 1993-08-27 | 1999-02-02 | Applied Materials, Inc. | High density plasma CVD reactor with combined inductive and capacitive coupling |
US6151071A (en) * | 1996-02-29 | 2000-11-21 | Eastman Kodak Company | Circuit for generating control signals |
US6125859A (en) * | 1997-03-05 | 2000-10-03 | Applied Materials, Inc. | Method for improved cleaning of substrate processing systems |
US6063441A (en) * | 1997-12-02 | 2000-05-16 | Applied Materials, Inc. | Processing chamber and method for confining plasma |
-
2001
- 2001-02-15 JP JP2001038631A patent/JP2002246381A/ja not_active Abandoned
-
2002
- 2002-02-08 TW TW091102487A patent/TW529086B/zh active
- 2002-02-10 CN CNB021062137A patent/CN1210764C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-02-13 US US10/073,228 patent/US6537911B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-02-14 KR KR1020020007897A patent/KR20020067647A/ko active Search and Examination
-
2009
- 2009-07-28 KR KR1020090069040A patent/KR20090092257A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0684888A (ja) * | 1992-02-27 | 1994-03-25 | G T C:Kk | 絶縁膜の形成方法 |
JP2000345349A (ja) * | 1999-06-04 | 2000-12-12 | Anelva Corp | Cvd装置 |
JP2001023918A (ja) * | 1999-07-08 | 2001-01-26 | Nec Corp | 半導体薄膜形成装置 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004111506A (ja) * | 2002-09-17 | 2004-04-08 | Anelva Corp | シリコン酸化膜作製方法 |
KR101012295B1 (ko) * | 2002-09-17 | 2011-02-08 | 캐논 아네르바 가부시키가이샤 | 박막형성 장치 및 방법 |
WO2008117832A1 (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-02 | Canon Anelva Corporation | 真空処理装置 |
CN101647103B (zh) * | 2007-03-27 | 2012-05-23 | 佳能安内华股份有限公司 | 真空处理装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6537911B2 (en) | 2003-03-25 |
CN1372302A (zh) | 2002-10-02 |
US20020110998A1 (en) | 2002-08-15 |
CN1210764C (zh) | 2005-07-13 |
TW529086B (en) | 2003-04-21 |
KR20020067647A (ko) | 2002-08-23 |
KR20090092257A (ko) | 2009-08-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4151862B2 (ja) | Cvd装置 | |
JP4791637B2 (ja) | Cvd装置とこれを用いた処理方法 | |
JP3891267B2 (ja) | シリコン酸化膜作製方法 | |
KR100767294B1 (ko) | Cvd장치 | |
JP3991315B2 (ja) | 薄膜形成装置及び方法 | |
CN100568463C (zh) | 薄膜形成方法 | |
JP2000345349A (ja) | Cvd装置 | |
KR20090092257A (ko) | Cvd 방법 | |
JPWO2008117832A1 (ja) | 真空処理装置 | |
JP2002025998A (ja) | 酸化シリコン膜の形成方法及びその形成装置 | |
JPH0684888A (ja) | 絶縁膜の形成方法 | |
KR20010098467A (ko) | 펄스화된 rf 플라즈마를 이용하는 teos 산화물의 증착 | |
JPH0590247A (ja) | 絶縁膜を形成する方法および装置 | |
JP4650919B2 (ja) | Cvd装置 | |
JP2006049544A (ja) | 基板処理装置及びこれを用いた基板処理方法 | |
JP4051619B2 (ja) | シリコン酸化膜作製方法 | |
JP3837718B2 (ja) | Cvd装置及びcvd装置における成膜後の後処理工程を行う方法 | |
JPH0351094B2 (ja) | ||
JP2008283198A (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP2001345315A (ja) | 薄膜製造方法 | |
JPH03229871A (ja) | 絶縁膜の製造方法及びこの絶縁膜を使用する半導体装置の製造方法 | |
JPH07153702A (ja) | 薄膜形成方法および薄膜形成装置 | |
JP2002246386A (ja) | 基板処理方法 | |
JP2002110672A (ja) | 半導体素子の製造方法 | |
JPH0653503A (ja) | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080107 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20090617 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20090625 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20090625 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090707 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091006 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100517 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100524 |
|
A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20100722 |