JP2003059922A - 絶縁膜生成方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温度の基板上に高品位の絶縁膜を比較的に
容易に生成する。 【解決手段】 基板Ｗから離れて配設されたフィラメン
ト８から発せられる熱により、原料ガスを分解して基板
Ｗ上に絶縁膜を堆積させる。その後に、基板Ｗの周囲に
発生させたプラズマで放電ガスをイオン化し、そのイオ
ン化された放電ガスで絶縁膜表面にイオン衝撃を与える
ことにより、絶縁膜の密度を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に絶縁膜を
生成する方法およびその装置に係り、特に低温度の基板
上に高抵抗の絶縁膜を生成する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体やディスプレーの製造工程
において、絶縁膜を形成するのには、一般的にプラズマ
ＣＶＤ法が用いられ、この場合、６００°Ｃ程度での運
用が多い。これよりも低温度で基板上に絶縁膜を気相成
長させる手法としては、ＥＣＲ（electron cycrotron r
esonance)−プラズマＣＶＤ法や熱触媒体ＣＶＤ法が知
られている。

【０００３】ＥＣＲ−ＣＶＤ法は、プラズマ発生室にマ
イクロ波を照射して高密度のプラズマを発生させて成膜
する手法で、３００〜４００°Ｃ程度の比較的低温度の
基板温度で酸化珪素（ＳｉＯ₂）や窒化珪素（Ｓｉ
₃Ｎ₄）膜などの絶縁膜を生成することができる。

【０００４】熱触媒体ＣＶＤ法は、高温度に熱せられた
金属などに原料ガスを作用させることにより、原料ガス
を熱分解して基板上に絶縁膜を成長させる手法で、基板
自体を高温度に加熱することなく膜生成することができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来手法には次のような問題がある。たとえば、圧電
変換器に用いられるピエゾ素子は、３００°Ｃ近くまで
加熱されると、その特性が劣化するので、ピエゾ素子の
電極部の高絶縁膜被覆を形成する工程では、基板温度を
１００〜２００°Ｃ程度におさえる必要がある。ところ
が、従来のＥＣＲ−ＣＶＤ法では、１００〜２００°Ｃ
程度の低温度の基板上に高品質の絶縁膜を生成すること
が困難であった。また、ＥＣＲ−ＣＶＤ法は、マイクロ
波を発生させるマグネトロンを備えるので、装置構成が
複雑化して高価になり、大サイズ化も難しいという難点
もある。

【０００６】一方、熱触媒体ＣＶＤ法は、比較的に低温
度の基板上に絶縁膜を生成できるが、それでも２００°
Ｃ以下の低温基板では絶縁リークを引き起こすピンホー
ル等の欠陥が絶縁膜中に生じやすく、高品位の絶縁膜を
得ることができないという問題点がある。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、低温度の基板上に高品位の絶縁膜を比
較的容易に生成することができる絶縁膜生成方法および
その装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載の発明に係る絶縁膜生成方法は、基
板から離れて配設された熱源から発せられる熱により原
料ガスを分解して基板上に絶縁膜を堆積させる膜堆積過
程と、前記基板上の絶縁膜表面にイオン衝撃を与えるイ
オン衝撃過程とを備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項１に係る発明によると、基板から離
れて配設された熱源から発せられる熱により原料ガスを
分解しているので、ヒータを内蔵したサセプタに基板を
載置して基板を加熱することにより原料ガスを分解して
いる従来のＣＶＤ法に比較して、基板の温度上昇を抑え
ることができる。つまり、低温度で絶縁膜を堆積するこ
とができる。しかも、低温度で絶縁膜を堆積したことに
より、絶縁膜の密度が下がってピンホール等の欠陥が生
じても、基板上に堆積された絶縁膜にイオン衝撃を与え
ているので、ピンホール等の欠陥が埋まり高密度の絶縁
膜、つまり高抵抗の絶縁膜を生成することができる。

【００１０】前記イオン衝撃過程では、好ましくは、基
板周囲に発生させたプラズマで放電ガスをイオン化し、
そのイオン化された放電ガスで絶縁膜表面にイオン衝撃
を与える(請求項２に記載の発明）。比較的に弱いプラ
ズマで放電ガスをイオン化することにより、基板やチャ
ンバー内壁からスパッタ粒子（イオン化された放電ガス
によりスパッタリングされて飛散する粒子）を飛散させ
ることなく、絶縁膜の密度を上げることができる。

【００１１】好ましくは、前記膜堆積過程と前記イオン
衝撃過程とを繰り返すことにより（請求項３に記載の発
明）、高密度で任意の膜厚の絶縁膜を生成することがで
きる。

【００１２】また、膜堆積過程では放電ガスの供給を停
止し、イオン衝撃過程では放電ガスを供給するようにす
れば（請求項４に記載の発明）、膜堆積過程で絶縁膜表
面にイオン衝撃が加わらないので、効率よく膜成長させ
ることができる。あるいは、これに代えて膜堆積過程で
はプラズマを発生させず、イオン衝撃過程ではプラズマ
を発生させるようにしてもよい（請求項５に記載の発
明）。あるいは、膜堆積過程では原料ガスを供給し、イ
オン衝撃過程では原料ガスの供給を停止するようにして
もよい（請求項６に記載の発明）。また、膜堆積過程と
イオン衝撃過程との間にわたり、原料ガスを継続して供
給すれば（請求項７に記載の発明）、イオン衝撃過程の
間にも幾分かの絶縁膜を成長させることができる。この
場合、イオン衝撃過程での膜成長は、遅い成膜速度では
あるが、比較的硬い高密度の膜が形成できる。

【００１３】本発明において、原料ガスの種類は特に限
定しないが、テトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯ
Ｓ：Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄）ガスが好ましい（請求項８に
記載の発明）。ＴＥＯＳガスは分解速度が速く、高速度
で酸化珪素膜を堆積することができるが、従来のＣＶＤ
法によれば、低温基板上では膜質が柔らかく弱いので、
絶縁抵抗は小さくなる。しかし、本発明によれば、堆積
された酸化珪素膜表面にイオン衝撃を与えるので、硬く
て強い高抵抗の酸化珪素膜を生成することができる。

【００１４】本発明において、放電ガスの種類は特に限
定しないが、窒素（Ｎ₂）ガスを用いると（請求項９に
記載の発明）、イオン衝撃された絶縁膜表面が窒化（原
料ガスがＴＥＯＳガスの場合は、酸窒化）して、絶縁性
を一層高めることができる。

【００１５】さらに、本発明において好ましくは、膜堆
積過程の前に、基板表面にイオン衝撃を与えて基板表面
を洗浄する洗浄過程が実施される（請求項１０に記載の
発明）。このような洗浄過程を置くことにより基板と絶
縁膜との密着性を向上させることができる。洗浄過程の
種類は特に限定しないが、基板周囲に発生させたプラズ
マで放電ガスをイオン化し、そのイオン化された放電ガ
スで基板表面にイオン衝撃を与えて基板表面を洗浄する
ようにすれば（請求項１１に記載の発明）、洗浄過程が
上述したイオン衝撃過程と同様に実施できるので、基板
洗浄を容易に行うことができる。

【００１６】本発明において、基板の温度を常温〜２０
０°Ｃの範囲内にするのが好ましい（請求項１２に記載
の発明）。このように温度設定すれば、例えば高温に晒
されると特性が劣化するピエゾ素子などにも高抵抗の絶
縁膜被覆を堆積させることができる。

【００１７】さらに、本発明は、基板から離れて配設さ
れた熱源から発せられる熱により原料ガスを分解して基
板上に絶縁膜を堆積させる絶縁膜生成方法において、前
記基板の温度を常温〜２００°Ｃの範囲内にすることを
特徴とする（請求項１３に記載の発明）。本発明によれ
ば、基板から離れて配設された熱源から発せられる熱に
より原料ガスを分解しているので、基板の温度上昇が抑
えられる。そして、その基板の温度を常温〜２００°Ｃ
の範囲内にすることにより、熱に弱いプラスチック類や
圧電素子など、種々の基板に絶縁膜を堆積させることが
できる。

【００１８】また、本発明は、基板上に絶縁膜を生成す
る絶縁膜生成装置であって、処理対象である基板を収容
するチャンバーと、前記チャンバー内で基板を支持する
基板支持手段と、前記チャンバー内を排気する排気手段
と、前記チャンバー内に原料ガスを導入する原料ガス導
入手段と、前記チャンバー内に放電ガスを導入する放電
ガス導入手段と、前記チャンバー内に導入された原料ガ
スを熱分解するために、基板から離れて配設される熱源
と、前記チャンバー内に導入された放電ガスをイオン化
するためのプラズマ発生手段とを備えたことを特徴とす
る（請求項１４に記載の発明）。

【００１９】本発明装置によれば、基板支持手段によっ
て基板がチャンバー内で支持された後に、排気手段によ
ってチャンバー内が排気される。続いてチャンバー内に
原料ガスが導入されると、その原料ガスは熱源からの熱
により分解されて基板上に絶縁膜が堆積される。そし
て、チャンバー内に放電ガスを導入するとともに、この
放電ガスをプラズマ発生手段によってイオン化して、基
板の絶縁膜表面にイオン衝撃を与える。本発明装置によ
れば、比較的に簡単な構成でもって、低温度の基板に高
絶縁性の絶縁膜を生成することができる。なお、本発明
装置は、上記の手順で使用されるだけでなく、上述した
本発明方法の種々の実施態様にも好適に用いられる。

【００２０】本発明装置において、熱源の種類は特に限
定しないが、通電されることにより熱を発する金属細線
で熱源を構成すれば（請求項１５に記載の発明）、原料
ガスを熱分解するのに必要な高温度を容易に得ることが
できる。この場合、基板の温度を検出する温度検出手段
と、前記温度検出手段の検出信号に基づいて、金属細線
で形成された熱源への通電を制御することにより、基板
の温度を設定範囲内に維持する制御手段とを備えるのが
好ましい（請求項１６に記載の発明）。このような基板
の温度制御により、基板上に堆積される絶縁膜を高品位
に維持することができる。さらに、制御手段は、金属細
線で形成された熱源への通電をオン・オフ制御するよう
に構成するのが好ましい（請求項１７に記載の発明）。
熱源への通電をオン・オフ制御することにより、オン時
には熱源を高温度にして原料ガスの熱分解を促進するこ
とができ、また、熱源への通電を適宜にオフすることに
より、基板の過熱を防止することができる。

【００２１】本発明装置において好ましくは、熱源と基
板との間に、熱源から基板への輻射熱を遮る熱遮蔽部材
が配設される（請求項１８に記載の発明）。このような
熱遮蔽部材を設けることにより、基板の温度上昇を一層
効果的に抑えることができる。さらに、基板支持手段に
基板を冷却する冷却機構を備えると（請求項１９に記載
の発明）、基板の温度上昇を抑える上でより一層効果的
である。

【００２２】また、本発明において好ましくは、プラズ
マ発生手段は、基板支持手段と基板との間に配設されて
高周波電力が供給される金属板を備える（請求項２０に
記載の発明）。このように構成すれば、金属板の表裏面
が基板と基板支持手段によって遮蔽されるので、プラズ
マ発生手段の電極としての金属板が無用のイオン衝撃を
受けて汚染源となるのを避けることができる。

【００２３】さらに、本発明装置において好ましくは、
基板を予備加熱する予備加熱手段を備える（請求項２１
に記載の発明）。このような予備加熱手段を設けること
により、膜堆積過程の当初から最適な基板温度で絶縁膜
を堆積することができ、膜質を一層向上することができ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。図１は、本発明に係る絶縁膜生成装置
の一実施例の概略構成を示した図である。

【００２５】図１において、符号１は、処理対象である
基板Ｗを収容するチャンバーである。本実施例におい
て、基板ＷはＮ型シリコンウエハである。処理対象とな
る基板Ｗとしては、この他にピエゾ素子やプラスチック
フィルムなど、絶縁膜が堆積される種々のものがある。
チャンバー１は、その底部に設けられた排気口１ａを介
して真空ポンプ２に連通接続されて、チャンバー１内が
真空排気されるようになっている。この真空ポンプ２
は、本発明装置における排気手段に相当する。

【００２６】チャンバー１の上部には、チャンバー１内
に原料ガスと放電ガスとを導入するためのガス導入ノズ
ル３が設けられている。原料ガスは、基板Ｗに堆積する
絶縁膜の種類に応じて適宜に選択される。本実施例で
は、基板Ｗに酸化珪素膜を堆積するために、テトラエチ
ルオルソシリケート（ＴＥＯＳ：Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄）
ガスを用いている。ＴＥＯＳガスの他に、シランガス
（ＳｉＨ₄）を用いてもよい。ただし、シランガスを用
いた場合、爆発防止対策などの措置を講ずる必要があ
る。これに対しＴＥＯＳガスの場合、安価で比較的に安
全であり、しかも分解速度が速いので、高速度で酸化珪
素膜を堆積することができる点で有利である。

【００２７】放電ガスは、基板Ｗに堆積された絶縁膜の
表面にイオン衝撃を与えるために用いられるもので、後
述するプラズマ発生手段によりイオン化される。放電ガ
スとしては、例えば窒素ガスやアルゴンガスなどの不活
性ガスを用いることができる。原料ガスがＴＥＯＳガス
である場合に、放電ガスとして窒素ガスを用いると、イ
オン衝撃された絶縁膜（本実施例の場合、酸化珪素膜）
が窒化して、絶縁膜の絶縁性が向上するので好ましい。
上述したガス導入ノズル３は、本発明装置における原料
ガス導入手段および放電ガス導入手段に相当する。な
お、単一のガス導入ノズル３に代えて、個別のガス導入
ノズルを使って原料ガスと放電ガスとをチャンバー１内
に導入するようにしてもよい。

【００２８】チャンバー１内には、基板Ｗを支持するた
めの支持板４が配設されている。支持板４は銅などの金
属から形成されている。支持板４は、その内部に形成さ
れた冷却水流路４ａに冷却水を流通させることにより、
支持板４に支持された基板Ｗを冷却するようになってい
る。支持板４は、本発明装置における基板支持手段に相
当し、冷却水流路４ａは、基板Ｗを冷却する冷却機構に
相当する。

【００２９】基板Ｗと支持板４との間に、高周波電源５
に電気的に接続された金属板６が配設されている。この
金属板６に高周波電力を供給することにより基板Ｗの周
囲にプラズマを発生させて放電ガスをイオン化し、基板
Ｗの表面にイオン衝撃を与えるようになっている。高周
波電源５および金属板６は、本発明装置におけるプラズ
マ発生手段に相当する。金属板６は２枚の絶縁用ガラス
板７で覆われることにより、イオン化された放電ガスで
スパッタリングされないようになっている。

【００３０】基板Ｗから離れた位置に２つのフィラメン
ト８が基板Ｗに対向して配設されている。フィラメント
８は、本発明装置における熱源に相当し、チャンバー１
内に導入された原料ガスをフィラメント８から発せられ
た熱により熱分解するために用いられる。フィラメント
８は、モリブデンやタングステンなどの金属細線を、基
板Ｗに対向して直線状に架設して構成されている。各フ
ィラメント８は、通電制御用のスイッチ９を介してフィ
ラメント用電源１０に電気的に接続されている。フィラ
メント８の配設位置が基板Ｗに近過ぎると、フィラメン
ト８の近傍領域で絶縁膜の膜厚が厚くなるので好ましく
ないく、また、フィラメント８の配設位置が基板Ｗから
離れ過ぎると、絶縁膜の堆積速度が低下する。フィラメ
ント８と基板Ｗとの距離は５〜１０ｃｍが好ましい。

【００３１】スイッチ９は、温度調節器１１からの信号
によってオン・オフ制御される。温度調節器１１には、
基板Ｗの表面に着脱可能に取り付けられた熱電対１２か
ら温度検出信号が与えられる。つまり、温度調節器１１
は、熱電対１２の温度検出信号に基づいて、フィラメン
ト８への通電をオン・オフ制御することにより、基板Ｗ
の表面温度を設定範囲に維持する。温度調節器１１は本
発明における制御手段に、熱電対１２は本発明装置にお
ける温度検出手段に、それぞれ相当する。

【００３２】フィラメント８への通電をオン・オフ制御
することにより、フィラメント８は高温状態（点灯状
態）と、非通電状態（消燈状態）とを交互に繰り返すこ
とになる。点灯時のフィラメント８の温度は、ＴＥＯＳ
ガスでは１０００〜２０００°Ｃが好ましい。フィラメ
ント８が高温状態のときに原料ガスが熱分解されて、基
板Ｗに絶縁膜が堆積される。非通電状態のときは絶縁膜
がほとんど堆積されずに、支持板４の冷却機構の作用に
よって基板Ｗの温度上昇が抑制される。基板Ｗの設定温
度範囲は、熱により基板Ｗの特性が劣化せずに、しかも
良好な膜質の絶縁膜が得られる範囲が設定される。基板
Ｗの温度を常温〜２００°Ｃの範囲内にすれば、種々の
基板に対して特性劣化を引き起こすことなく、良好な絶
縁膜を堆積させることができる。

【００３３】因みに、基板Ｗを所定の設定温度に正確に
維持するだけであれば、フィラメント８の通電を単純に
オン・オフ制御するよりも、フィラメント８への給電量
を連続的に増減させて調節する連続制御方式が良いと考
えられるが、そうするとフィラメント８の温度が必然的
に低下して、絶縁膜の堆積速度が低下する。そこで、本
実施例では上述のようにフィラメント８の通電をオン・
オフ制御することによって、原料ガスの熱分解に十分な
高温度を通電（オン）時に得ている。

【００３４】図１に戻って、基板Ｗと各フィラメント８
との間に、セラミックなどから形成された熱遮蔽板１３
がそれぞれ配設されている。これらの熱遮蔽板１３は、
基板Ｗがフィラメント８からの輻射熱に直接に晒される
のを防止するために設けられている。このような熱遮蔽
板１３を設けることにより、原料ガスの熱分解を極力妨
げないで、基板Ｗの温度上昇を抑制することができる。

【００３５】さらに、チャンバー１内には、基板Ｗを予
備加熱するためのハロゲンランプ１４が設けられてい
る。ハロゲンランプ１４も温度調節器１１からの信号に
よって点灯制御されている。このようなハロゲンランプ
１４を設けることにより、絶縁膜の堆積過程の当初から
基板Ｗが最適な温度になっているので、高品位の絶縁膜
を堆積することができる。

【００３６】次に、上述した構成を備えた実施例装置を
使って基板Ｗ上に絶縁膜を生成する過程を説明する。

【００３７】図２は、絶縁膜生成過程の順序を示したフ
ローチャートである。まず、支持板４に基板Ｗをセット
した後、チャンバー１を閉じてチャンバー１内を真空排
気する（ステップＳ１）。本実施例では、チャンバー１
内を６．６６６１×１０^-3Ｐａ（５×１０^-5Ｔｏｒｒ）
まで排気した。次に、ハロゲンランプ１４を点灯させる
ことにより、基板Ｗの表面温度を１０５±５°Ｃの範囲
内に予備加熱する（ステップＳ２）。

【００３８】チャンバー１内に放電ガス（窒素ガス）を
導入するとともに、金属板６に高周波電力を供給（高周
波放電）することにより、基板Ｗの周囲にプラズマを発
生させて放電ガスをイオン化する。このイオン化された
放電ガスで基板Ｗの表面にイオン衝撃を与えることによ
り、基板表面を洗浄する（ステップＳ３）。プラズマ状
態の放電イオンは方向性が極めて弱いので、イオン銃な
どを使ってイオン衝撃を与えるものに比べて、基板表面
の細部（例えば、基板表面に形成された微細な溝の内
部）まで洗浄することができる。

【００３９】洗浄過程が終わると、放電ガスの導入およ
び高周波電力の供給をそれぞれ停止して、チャンバー１
内に原料ガス（ＴＥＯＳガス）を導入するとともに、フ
ィラメント８を点灯することにより、フィラメント８か
ら発せられた熱で原料ガスを熱分解して、絶縁膜（酸化
珪素膜）を基板上に堆積する（ステップＳ４）。本実施
例では、ＴＥＯＳガスを３．９９９６６Ｐa（３×１０
^-3Ｔｏｒｒ）程度になるまで導入した。フィラメント８
は、通電時に１０００〜２０００°Ｃの温度範囲内に設
定した。本実施例では、絶縁膜を３０分間堆積した。こ
の間、基板Ｗの表面温度が熱電対１２で検出され、その
検出信号が温度調節器１１に与えられる。温度調節器１
１は、基板Ｗの表面温度が設定温度範囲（１０５±５°
Ｃ）を超えると、フィラメント８への通電を停止する。
フィラメント８が消燈すると、支持板４の冷却機構の作
用によって、基板温度が徐々に低下する。基板温度が設
定範囲に入ると、フィラメント８への通電を再開する。
このように、膜堆積過程では、フィラメント８は点灯と
消燈を繰り返す。

【００４０】１回目の膜堆積過程が終わると、原料ガス
の導入およびフィラメント８への通電をそれぞれ停止し
て、チャンバー１内に放電ガス（窒素ガス）を導入する
とともに、金属板６に高周波電力を供給することによ
り、基板Ｗの周囲にプラズマを発生させて放電ガスをイ
オン化し、そのイオン化された放電ガスで基板Ｗの絶縁
膜表面にイオン衝撃を与える（ステップＳ５）。本実施
例では、放電ガスを１．３３３２２Ｐａ（１×１０^-2Ｔ
ｏｒｒ）程度まで導入した。本発明におけるイオン衝撃
の目的は、絶縁膜の表面をイオンで叩いて、その密度を
向上させることにあるので、比較的に弱いプラズマで足
りる。本実施例では、金属板６に２５ワットの高周波電
力を供給し、１０分間のイオン衝撃を行った。膜堆積過
程で低温度で堆積された絶縁膜は、比較的に密度が低い
が、その絶縁膜の表面がイオン化された放電ガスで衝撃
を受けることにより、密度が高められ、膜中のピンホー
ル等の欠陥を消失させることができる。また、本実施例
では、放電ガスとして窒素ガスを用いているので、絶縁
膜の表面が窒化して、薄い酸窒化膜（ＳｉＯ_XＮ_Y）が形
成される。その結果、酸化珪素膜だけの場合と比べて、
絶縁膜の絶縁性が向上する。

【００４１】イオン衝撃過程では、イオン化された放電
ガスのスッパタリング作用により、絶縁膜の膜厚が僅か
ではあるが減少する。したがって、比較的に厚い膜厚が
必要な場合には、上記の膜堆積過程とイオン衝撃過程と
を繰り返し行うのが好ましい（ステップＳ６）。膜堆積
過程で絶縁膜を厚く堆積することによって、膜堆積過程
とイオン衝撃過程とを各１回にすることも可能である
が、膜堆積過程とイオン衝撃過程とを繰り返すことによ
り、高い絶縁性能を得ることができる。本実施例では、
膜堆積過程とイオン衝撃過程とを２回繰り返して絶縁膜
を生成した。

【００４２】成膜後、基板Ｗ上の絶縁膜の上に電極を付
けて、深さ方向の抵抗を絶縁抵抗測定器で測定したとこ
ろ、１０¹²〜１０¹³Ωｃｍの高絶縁抵抗を示した。な
お、基板（シリコンウエハ）Ｗの単独では、１０⁸Ωｃ
ｍ以下であった。

【００４３】本発明は上記の実施例に限らず、次のよう
に変形実施することもできる。 （１）上記の実施例では、膜堆積過程が終わると原料ガ
スの供給とフィラメント８への通電を停止してイオン衝
撃過程に移行したが、これに代えて、フィラメント８へ
の通電のみを停止し、膜堆積過程とイオン衝撃過程の間
にわたり、原料ガスを継続して供給しても良い。イオン
衝撃過程で原料ガスを供給すると、プラズマの作用で原
料ガスが分解されて絶縁膜が少し堆積される。つまり、
イオン衝撃過程では、絶縁膜堆積過程で形成された絶縁
膜(酸化珪素膜）の表面に、イオン化された放電ガス(窒
素ガス）でイオン衝撃を与えることにより、酸化珪素膜
の表面に酸窒化膜が形成されるが、この酸窒化膜の形成
過程でプラズマの作用により酸化珪素膜も少し形成され
るので、堆積過程で形成された酸化珪素膜と、イオン衝
撃過程で形成される酸窒化膜との多層構造の連続性が良
くなることが期待できる。

【００４４】（２）上記の実施例では、膜堆積過程の後
にイオン衝撃過程を行ったが、膜堆積過程とイオン衝撃
過程とを並行して行うようにしてもよい。この場合、絶
縁膜が堆積されると同時にイオン衝撃を受けて絶縁膜の
密度が高められる。

【００４５】（３）上記の実施例では、プラズマ発生用
の電極（金属板６）を支持板４と基板Ｗとの間に設けた
が、この電極を熱遮蔽板１３と基板Ｗとの間に設けても
よい。また、プラズマ発生用の電極は平板状の金属板に
限らず、コイルで形成してもよい。

【００４６】（４）実施例で説明した絶縁膜生成装置
は、チャンバー１内に１枚の基板Ｗを収納して絶縁膜を
生成するものであったが、チャンバー１内に収納した複
数枚の基板Ｗに同時に絶縁膜を生成するように構成して
もよい。例えば、図３の平面図に示すように、フィラメ
ント８ａ〜８ｅを多角形状に配設し、各フィラメント８
ａ〜８ｅにそれぞれ対向して基板Ｗを配置してもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、基板から離れて配設された熱源から発せられ
る熱により原料ガスを分解して基板上に絶縁膜を堆積さ
せ、この絶縁膜の表面にイオン衝撃を与えて絶縁膜の密
度を向上させているので、熱によって基板の特性を劣化
させることなく、高絶縁性の絶縁膜を容易に生成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る絶縁膜生成装置の一実施例の概略
構成を示した図である。

【図２】実施例装置を使った絶縁膜生成過程を示したフ
ローチャートである。

【図３】変形例の要部構成を示した平面図である。

【符号の説明】

Ｗ … 基板 １ … チャンバー ２ … 真空ポンプ ３ … ガス導入ノズル ４ … 支持板 ５ … 高周波電源 ６ … 金属板 ８ … フィラメント １１ … 温度調節器 １２ … 熱電対 １３ … 熱遮蔽板 １４ … ハロゲンランプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 正 大阪府池田市緑丘１丁目８番31号 独立行 政法人産業技術総合研究所 関西センター 内 (72)発明者 増尾 純一 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA16 AA18 BA44 CA04 DA08 FA17 JA10 KA49 LA15 5F045 AA03 AB32 AB34 AC09 AD04 AD05 AE15 BB07 DC66 DP04 EB02 HA11 5F058 BA20 BC02 BC11 BF02 BF25 BF29 BF74 BJ01 BJ10

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板から離れて配設された熱源から発せ
   られる熱により原料ガスを分解して基板上に絶縁膜を堆
   積させる膜堆積過程と、 前記基板上の絶縁膜表面にイオン衝撃を与えるイオン衝
   撃過程とを備えたことを特徴とする絶縁膜生成方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の絶縁膜生成方法におい
   て、 前記イオン衝撃過程では、基板周囲に発生させたプラズ
   マで放電ガスをイオン化し、そのイオン化された放電ガ
   スで前記絶縁膜表面にイオン衝撃を与える絶縁膜生成方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の絶縁膜
   生成方法において、前記膜堆積過程と前記イオン衝撃過
   程とを繰り返し行う繰り返し過程を含む絶縁膜生成方
   法。
4. 【請求項４】 請求項２または請求項３に記載の絶縁膜
   生成方法において、前記膜堆積過程では放電ガスの供給
   を停止し、前記イオン衝撃過程では放電ガスを供給する
   絶縁膜生成方法。
5. 【請求項５】 請求項２から請求項４のいずれかに記載
   の絶縁膜生成方法において、 前記膜堆積過程ではプラズマを発生させず、前記イオン
   衝撃過程ではプラズマを発生させる絶縁膜生成方法。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれかに記載
   の絶縁膜生成方法において、 前記膜堆積過程では原料ガスを供給し、前記イオン衝撃
   過程では原料ガスの供給を停止する絶縁膜生成方法。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項５のいずれかに記載
   の絶縁膜生成方法において、 前記膜堆積過程と前記イオン衝撃過程との間にわたり、
   原料ガスを継続して供給する絶縁膜生成方法。
8. 【請求項８】 請求項１から請求項７のいずれかに記載
   の絶縁膜生成方法において、 前記原料ガスは、テトラエチルオルソシリケート（ＴＥ
   ＯＳ：Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄）ガスである絶縁膜生成方
   法。
9. 【請求項９】 請求項２から請求項８のいずれかに記載
   の絶縁膜生成方法において、 前記放電ガスは、窒素（Ｎ₂）ガスである絶縁膜生成方
   法。
10. 【請求項１０】 請求項１から請求項９のいずれかに記
    載の絶縁膜生成方法において、 前記膜堆積過程の前に、前記基板表面にイオン衝撃を与
    えて基板表面を洗浄する洗浄過程を備える絶縁膜生成方
    法。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の絶縁膜生成方法に
    おいて、 前記洗浄過程は、基板周囲に発生させたプラズマで放電
    ガスをイオン化し、そのイオン化された放電ガスで基板
    表面にイオン衝撃を与えて基板表面を洗浄する絶縁膜生
    成方法。
12. 【請求項１２】 請求項１から請求項１１のいずれかに
    記載の絶縁膜生成方法において、 前記基板の温度が、常温〜２００°Ｃの範囲内である絶
    縁膜生成方法。
13. 【請求項１３】 基板から離れて配設された熱源から発
    せられる熱により原料ガスを分解して基板上に絶縁膜を
    堆積させる絶縁膜生成方法において、 前記基板の温度が、常温〜２００°Ｃの範囲内であるこ
    とを特徴とする絶縁膜生成方法。
14. 【請求項１４】 基板上に絶縁膜を生成する絶縁膜生成
    装置であって、 処理対象である基板を収容するチャンバーと、 前記チャンバー内で基板を支持する基板支持手段と、 前記チャンバー内を排気する排気手段と、 前記チャンバー内に原料ガスを導入する原料ガス導入手
    段と、 前記チャンバー内に放電ガスを導入する放電ガス導入手
    段と、 前記チャンバー内に導入された原料ガスを熱分解するた
    めに、基板から離れて配設される熱源と、 前記チャンバー内に導入された放電ガスをイオン化する
    ためのプラズマ発生手段とを備えたことを特徴とする絶
    縁膜生成装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の絶縁膜生成装置に
    おいて、 前記熱源は、通電されることにより熱を発する金属細線
    である絶縁膜生成装置。
16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の絶縁膜生成装置に
    おいて、 前記装置は更に、基板の温度を検出する温度検出手段
    と、 前記温度検出手段の検出信号に基づいて、金属細線で形
    成された熱源への通電を制御することにより、基板の温
    度を設定範囲内に維持する制御手段とを備える絶縁膜生
    成装置。
17. 【請求項１７】 請求項１６に記載の絶縁膜生成装置に
    おいて、 前記制御手段は、金属細線で形成された熱源への通電を
    オン・オフ制御する絶縁膜生成装置。
18. 【請求項１８】 請求項１４から請求項１７のいずれか
    に記載の絶縁膜生成装置において、 前記熱源と基板との間に、熱源から基板への輻射熱を遮
    る熱遮蔽部材を備えた絶縁膜生成装置。
19. 【請求項１９】 請求項１４から請求項１８のいずれか
    に記載の絶縁膜生成装置において、 前記基板支持手段は、基板を冷却する冷却機構を備える
    絶縁膜生成装置。
20. 【請求項２０】 請求項１４から請求項１９のいずれか
    に記載の絶縁膜生成装置において、 前記プラズマ発生手段は、前記基板支持手段と基板との
    間に配設されて高周波電力が供給される金属板を備える
    絶縁膜生成装置。
21. 【請求項２１】 請求項１４から請求項２０のいずれか
    に記載の絶縁膜生成装置において、 前記装置は更に、基板を予備加熱する予備加熱手段を備
    える絶縁膜生成装置。