JP2012177173A - 薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012177173A JP2012177173A JP2011041224A JP2011041224A JP2012177173A JP 2012177173 A JP2012177173 A JP 2012177173A JP 2011041224 A JP2011041224 A JP 2011041224A JP 2011041224 A JP2011041224 A JP 2011041224A JP 2012177173 A JP2012177173 A JP 2012177173A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- plasma
- film formation
- gas
- substrate
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
【解決手段】基板に薄膜を形成する薄膜形成装置は、減圧状態で基板に薄膜を形成する成膜空間を備える成膜容器と、前記成膜容器の前記成膜空間内に、薄膜形成に用いるガスを導入するガス導入部と、前記成膜空間において、前記ガスを用いてプラズマを生成させるプラズマ電極部を有する。前記プラズマ電極部は、電流が一方の端面から他方の端面に流れ、主面が前記成膜空間に向く、矩形形状のプラズマ生成用電極板と、前記電極板を両側の側面から挟むように前記電極板の側面に沿って並行し、前記成膜空間に向く端部がお互いに異なる極性を帯びた一対の磁石と、を備える。
【選択図】 図2
Description
このとき反応ガスを、基板に堆積した原料ガスの原料成分と効率よく反応させるために、プラズマを用いて反応ガスを活性化させて原料成分を反応させることにより、基板に薄膜を形成するプラズマ生成装置を用いる場合が多い。
当該プラズマ生成装置は、プラズマ生成装置の開口部に高周波アンテナ導体が取り付けられた構造を有するため、この高周波アンテナ導体によりプラズマ生成領域に必要な磁界を容易に与えることができ、容易にプラズマを生成することができる。このプラズマを用いて効率よく薄膜を形成することができる。
減圧状態で基板に薄膜を形成する成膜空間を備える成膜容器と、
前記成膜容器の前記成膜空間内に薄膜形成に用いるガスを導入するガス導入部と、
前記成膜空間内の基板を載置する載置台の上部に設けられ、前記ガスを用いてプラズマを生成させるプラズマ電極部と、を有する。
前記プラズマ電極部は、電流が一方の端面から他方の端面に流れ、主面が前記成膜空間に向く、矩形形状のプラズマ生成用電極板と、前記電極板を両側の側面から挟むように前記電極板の側面に沿って並行し、前記成膜空間に向く端部がお互いに異なる極性を帯びた一対の磁石と、を備える。
減圧状態で基板に薄膜を形成する成膜空間を備える成膜容器と、
前記成膜容器の前記成膜空間内に薄膜形成に用いるガスを導入するガス導入部と、
前記成膜空間内の基板を載置する載置台の上部に設けられ、前記ガスを用いてプラズマを生成させるプラズマ電極部と、を有する。
前記プラズマ電極部は、電流が一方の端面から他方の端面に流れ、主面が前記成膜空間に向く、矩形形状の複数のプラズマ生成用電極板と、前記電極板を両側の側面から挟むように前記電極板の側面に沿って並行する複数の磁石と、を備える。前記複数の電極板は、お互いの側面が対向するように平面上に離間して配列され、前記複数の磁石は、配列した前記複数の電極板の間および両側の電極板の側面の外側に前記平面上に配置され、互いに隣接する磁石の前記成膜空間に向く端部が異なる極性を帯びるように配置されている。
図1は、本発明の一実施形態である薄膜形成装置10の構成を示す概略図である。
以下、薄膜としてAl2O3薄膜を形成する例を用いて、薄膜形成装置10について説明する。
薄膜形成装置10は、給電ユニット12と、成膜容器14と、ガス導入部16と、ガス排気部18と、を有する。
高周波電源22は、例えば、10〜1000Wで数10MHzの高周波電力をプラズマ電極部30の電極板30a(図2(a),(b)参照)に給電する。マッチングボックス26は、高周波ケーブル24を通して提供される電力がプラズマ電極部30の電極板30aに効率よく供給されるように、インピーダンスを整合する。マッチングボックス26は、キャパシタおよびインダクタ等の素子を設けた公知の整合回路を備える。
マッチングボックス26から延びる伝送線28は、例えば、一定の幅を備える銅板状の伝送線路であり、電極板30aへ数十アンペアの電流を流すことができる。伝送線29は、電極板30aから延び接地されている。
ヒータ42は、サセプタ44に載置する基板20を所定の温度、例えば250℃程度に加熱する。
サセプタ44は、基板20を載置する載置台を有する。
昇降機構46は、ガラス基板20を載置したサセプタ44をヒータ42ともに、成膜空間40内を自在に昇降する。成膜プロセス段階では、プラズマ電極部30に近接するように、基板20を所定の位置にセットする。
原料ガス供給部50は、例えば、トリメチルアルミニウム(TMA)を気化してガスとして成膜容器14に供給する。反応ガス供給部51は、酸素ガスを反応ガスとして成膜容器14に供給する。
図2(a)は、給電ユニット12に用いられるプラズマ電極部30の一例の上面図である。図2(b)は、給電ユニット12に用いられるプラズマ電極部30の一例の側面図である。
プラズマ電極部30は、成膜空間40内のサセプタ44の上部に設けられ、反応ガスを用いてプラズマを生成させる。プラズマ電極部30は、矩形形状のプラズマ生成用電極板(以降、電極板という)30aと、一対の磁石30b,30cを備える。電極板30aでは、給電線28と接続された一方の端面31aから給電線29に接続された他方の端面31bに向けて、すなわちX方向に電流が流れる。電極板30aの一方の第1の主面31eは成膜空間40に向いている。給電線29は、図1に示すように接地されている。
一対の磁石30b,30cは、電極板30aを両側の側面31c,31dから挟むように側面31c,31dに沿って並行し、成膜空間40に向く端部がお互いに異なる極性を帯びている。
電極板30は、例えば、銅、アルミニウム等が用いられる。磁石30b,30cは例えば細長い棒状の永久磁石が用いられる。
なお、磁石30b,30cのそれぞれは、成膜空間40に向く端部が互いに異なる極性を有していればよく、棒磁石に制限されない。例えば複数の磁石を電極板30aの側面に沿って一列に配列することによって、磁石30b及び磁石30cのそれぞれを形成してもよい。
図3に示すプラズマ電極部30は、図2(a)に示す形態と同様に、電極板30aと、一対の磁石30b,30cを備える。電極板30aでは、給電線28と接続された一方の端面31aから給電線29に接続された他方の端面31bに電流が流れる。プラズマ生成用電極板30aの一方の第1の主面31eは成膜空間40に向いている。給電線29は、図1に示すように接地されている。磁石30b,30cは例えば細長い棒状の永久磁石が用いられる。
図3に示すプラズマ電極部30が、図2(a)に示すプラズマ電極部30に対して異なる点は、磁石30b,30cの配置位置の中心が、電流の流れる方向、すなわちX方向の電極板30aの中心に対して、X方向の上流側にオフセットしていることである。図3に示すプラズマ電極部30は、これ以外、図2(a)に示すプラズマ電極部30と同じであるので、これらの説明は省略する。
このように、図3に示すプラズマ電極部30の磁石30b、30cの配置位置をオフセットするのは、発生するプラズマの密度を均一に近づけるためである。
図4(a)に示すように磁石30b,30cを両側に配置しない電極板30aを用いたとき、成膜空間40内で生成されるプラズマの電子密度は、図4(b)に示すような値となる。このとき、電極板30aの端面31aに1kWの高周波電力(13.56〜60MHz)が付与され、端面31bが接地されている。
すなわち、図4(b)に示すように、接地側(端面31bの側)では電子密度が高く、給電側(端面31aの側)では電子密度が低い。この理由については、明確ではないが、接地側では電流により生成された磁場に基づいて生成されるプラズマ(電流に由来するプラズマ)が支配的であるのに対し、給電側では高電圧によって生成されるプラズマ(電圧に由来するプラズマ)が支配的であることに起因すると考えられる。高電圧の給電側では、電子はその電界により加熱されるため、十分なエネルギを受け取ることができず、高密度なプラズマが生成されにくいと考えられるからである。
したがって、図3に示すように磁石30b、30cの配置位置をX方向の上流側、すなわちX方向の上流側にオフセットすることで、プラズマの密度をX方向において均一に近づけることができる。
図5(a),(b)に示すプラズマ電極部30は、2つの電極板30a1,30a2を有し、電極板30a1,30a2の幅方向の両側及び電極板30a1,30a2で挟まれた間隙に、磁石30b,30c,30dが配置されている。すなわち、電極板30a1,30a2は、お互いの側面が対向するように平面上に配列され、さらに、磁石30b,30c,30dは、配列した電極板30a1,30a2の間および電極板30a1,30a2の両側の側面の外側に上記平面上に配置される。そのとき、互いに隣接する磁石30b,30c,30dの成膜空間40に向く端部が異なる極性を帯びるように、磁石30b,30c,30dは配置されている。
このようにプラズマ電極部30を構成することで、図5(b)に示すように、電極板30a1,30a2の下部直下の空間でプラズマPが安定して生成する。したがって、成膜空間40内の基板20の近傍では、別々のプラズマPによって反応ガスから生成されたラジカルが一体化して電極板30a1,30a2の幅方向において略均一になり、基板20に堆積した原料ガスの原料成分を均一に反応させることができる。したがって、薄膜は均一に形成され得る。
ALD装置として薄膜形成装置10を用いる場合、原料ガス供給部50から原料ガスをパルス状に短時間供給して原料ガスを基板20に吸着させる。このとき、原料ガスの原料成分が原子層単位で基板20に吸着される。このような吸着の処理では、原料ガスの化学的性質に依拠して基板20上に原子単位で原料成分が層状に堆積する。薄膜形成装置10は、原料ガスを十分に成膜空間40から排気した後、反応ガス供給部51から反応ガスを成膜空間に供給する。このとき、薄膜形成装置10は、プラズマ電極部30に高周波電力を供給して成膜空間40内にプラズマを発生させる。成膜空間40内には、電流が流れる電極板を、電極板の幅方向に横切るように磁石による磁界が形成されているので、プラズマを電極板直下の磁界近傍に集中して発生させることができる。このため、成膜空間40内の別の部分で異常放電が発生しにくい。この部分で異常放電によるプラズマが発生しても、電極板直下の磁界近傍に集中してプラズマが発生し易く、しかもプラズマの密度が高いので、異常放電によるプラズマは維持されにくく、成膜空間40内の電極板直下の部分にプラズマが安定して生成される。
12 給電ユニット
14 成膜容器
16 ガス導入部
18 ガス排気部
20 ガラス基板
22 高周波電源
24 高周波ケーブル
26 マッチングボックス
28,29 伝送線
30 プラズマ電極部
30a,30a1,30a2 電極板
30b,30c,30d 磁石
31a,31b 端面
31c,31d 側面
31e 第1の主面
32 隔壁
34 絶縁部材
36 誘電体
38 内部空間
40 成膜空間
42 ヒータ
44 サセプタ
46 昇降機構
50 原料ガス供給部
51 反応ガス供給部
52 ターボ分子ポンプ
54 ドライポンプ
Claims (5)
- 基板に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
減圧状態で基板に薄膜を形成する成膜空間を備える成膜容器と、
前記成膜容器の前記成膜空間内に薄膜形成に用いるガスを導入するガス導入部と、
前記成膜空間内の基板を載置する載置台の上部に設けられ、前記ガスを用いてプラズマを生成させるプラズマ電極部と、を有し、
前記プラズマ電極部は、電流が一方の端面から他方の端面に流れ、主面が前記成膜空間に向く、矩形形状のプラズマ生成用電極板と、前記電極板を両側の側面から挟むように前記電極板の側面に沿って並行し、前記成膜空間に向く端部がお互いに異なる極性を帯びた一対の磁石と、を備えることを特徴とする薄膜形成装置。 - 前記磁石のそれぞれの配置位置の中心は、前記電流の流れる方向の前記電極板の中心に対して、前記電流の上流側にオフセットしている、請求項1に記載の薄膜形成装置。
- 基板に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
減圧状態で基板に薄膜を形成する成膜空間を備える成膜容器と、
前記成膜容器の前記成膜空間内に薄膜形成に用いるガスを導入するガス導入部と、
前記成膜空間内の基板を載置する載置台の上部に設けられ、前記ガスを用いてプラズマを生成させるプラズマ電極部と、を有し、
前記プラズマ電極部は、電流が一方の端面から他方の端面に流れ、主面が前記成膜空間に向く、矩形形状の複数のプラズマ生成用電極板と、前記電極板を両側の側面から挟むように前記電極板の側面に沿って並行する複数の磁石と、を備え、
前記複数の電極板は、お互いの側面が対向するように平面上に離間して配列され、前記複数の磁石は、配列した前記複数の電極板の間および両側の電極板の側面の外側に前記平面上に配置され、互いに隣接する磁石の前記成膜空間に向く端部が異なる極性を帯びるように配置されている、ことを特徴とする薄膜形成装置。 - 前記磁石のそれぞれの配置位置の中心は、前記電流の流れる方向の前記電極板の中心に対して、前記電流の上流側にオフセットしている、請求項3に記載の薄膜形成装置。
- 前記ガス導入部は、前記ガスの他に前記薄膜を形成する原料成分を含む原料ガスを導入し、前記ガスを、基板に堆積する前記原料成分を反応させる反応ガスとして導入することにより、原子層単位で前記薄膜を形成する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011041224A JP5551635B2 (ja) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | 薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011041224A JP5551635B2 (ja) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | 薄膜形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012177173A true JP2012177173A (ja) | 2012-09-13 |
JP5551635B2 JP5551635B2 (ja) | 2014-07-16 |
Family
ID=46979203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011041224A Expired - Fee Related JP5551635B2 (ja) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | 薄膜形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5551635B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014078685A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-05-01 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
WO2017137660A1 (en) | 2016-02-10 | 2017-08-17 | Beneq Oy | An apparatus for atomic layer deposition |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8672494B2 (en) | 2006-11-01 | 2014-03-18 | Rosco Inc. | Asymmetric sectioned convex mirrors |
US7517100B2 (en) | 2006-11-01 | 2009-04-14 | Rosco Inc. | Asymmetric multiple constant RADII of curvature convex mirrors |
CN106756886B (zh) * | 2016-12-27 | 2019-05-14 | 中国科学院微电子研究所 | 一种变电场原子层沉积系统的控制方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09293682A (ja) * | 1996-02-27 | 1997-11-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ発生装置 |
JPH1187311A (ja) * | 1997-05-26 | 1999-03-30 | Anelva Corp | プラズマ処理装置 |
JP2001210494A (ja) * | 2000-01-27 | 2001-08-03 | Hitachi Kokusai Electric Inc | プラズマ生成装置 |
JP2004235157A (ja) * | 1994-12-06 | 2004-08-19 | Lam Res Corp | プラズマ加工機 |
WO2009142016A1 (ja) * | 2008-05-22 | 2009-11-26 | 株式会社イー・エム・ディー | プラズマ生成装置およびプラズマ処理装置 |
JP2010186885A (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 原子層成長装置および薄膜形成方法 |
-
2011
- 2011-02-28 JP JP2011041224A patent/JP5551635B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004235157A (ja) * | 1994-12-06 | 2004-08-19 | Lam Res Corp | プラズマ加工機 |
JPH09293682A (ja) * | 1996-02-27 | 1997-11-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ発生装置 |
JPH1187311A (ja) * | 1997-05-26 | 1999-03-30 | Anelva Corp | プラズマ処理装置 |
JP2001210494A (ja) * | 2000-01-27 | 2001-08-03 | Hitachi Kokusai Electric Inc | プラズマ生成装置 |
WO2009142016A1 (ja) * | 2008-05-22 | 2009-11-26 | 株式会社イー・エム・ディー | プラズマ生成装置およびプラズマ処理装置 |
JP2010186885A (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 原子層成長装置および薄膜形成方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014078685A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-05-01 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
KR101813738B1 (ko) * | 2012-09-21 | 2017-12-29 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 플라즈마 처리 방법 |
WO2017137660A1 (en) | 2016-02-10 | 2017-08-17 | Beneq Oy | An apparatus for atomic layer deposition |
CN108495950A (zh) * | 2016-02-10 | 2018-09-04 | 倍耐克有限公司 | 用于原子层沉积的装置 |
EP3414357A4 (en) * | 2016-02-10 | 2019-10-30 | Beneq OY | DEVICE FOR ATMOSPHERIC DEPOSITION |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5551635B2 (ja) | 2014-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4540742B2 (ja) | 原子層成長装置および薄膜形成方法 | |
JP5551635B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
JPWO2009142016A1 (ja) | プラズマ生成装置およびプラズマ処理装置 | |
US10961626B2 (en) | Plasma processing apparatus having injection ports at both sides of the ground electrode for batch processing of substrates | |
WO2014073686A1 (ja) | オゾン発生装置、及び、オゾン発生方法 | |
US11183372B2 (en) | Batch type plasma substrate processing apparatus | |
JP2010225296A (ja) | 誘導結合型アンテナユニット及びプラズマ処理装置 | |
JP4426632B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP2012177174A (ja) | 薄膜形成装置 | |
JP4818483B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
JP4575998B2 (ja) | 薄膜形成装置および薄膜形成方法 | |
JP5563502B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
JP2009123906A (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP6969234B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
JP2012188684A (ja) | 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 | |
KR101823678B1 (ko) | 증착 장치 및 증착 방법 | |
JP2013207142A (ja) | プラズマ形成装置 | |
JP2021098876A (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP5215685B2 (ja) | 原子層成長装置 | |
JP4554712B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP2017228422A (ja) | プラズマ生成装置 | |
JP2008251838A (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP2011181832A (ja) | 薄膜形成装置 | |
JP2012507126A (ja) | Vhf装置 | |
JP7202641B2 (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130321 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140204 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140331 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140422 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140522 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5551635 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |