JP2013051370A - 成膜方法及び記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水素ガスとモノシランガスとを予め混合し、この混合ガスをプラズマ化して、基板S上にシリコン膜F1を成膜する第1の工程(プリミックス)と、水素ガスとモノシランガスとを別々に供給してプラズマ化し、シリコン膜F2を成膜する第2の工程(ポストミックス)とを組み合わせる。組み合わせの例としては、基板S上にプリミックスによりシリコン膜F1を成膜しそのシリコン膜F1上にポストミックスによりシリコン膜F2を成膜する方法、基板S上にシリコン膜F1及びF2を交互に複数回成膜する方法などが挙げられる。
【選択図】図7
Description
処理容器内に載置された基板に対してプラズマにより成膜を行う方法において、
予めシラン系のガス及び水素ガスを混合した混合ガスを前記処理容器内に供給してプラズマ化し、得られたプラズマにより前記基板上に第1のシリコン層を成膜する第1の工程と、
水素ガスを前記処理容器内に供給してプラズマ化すると共に水素ガスとは別個にシラン系のガスを前記処理容器内に供給して、プラズマ化された水素ガスにより前記シラン系のガスをラジカル化し、こうして生成されたラジカルにより前記基板上に第2のシリコン層を成膜する第2の工程と、を含むことを特徴とする。
処理容器内に載置された基板に対してプラズマにより成膜を行うための成膜装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上述の成膜方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。
図1に示すように、成膜装置は真空容器である処理容器1を備え、処理容器1は、密閉可能で扁平な例えば金属製の容器として構成され、例えば1100mm×1400mmのガラス基板Sを格納可能なサイズに構成されている。
図1に示すように載置台2には、例えば抵抗発熱体からなる温調部21が埋設されており、載置台2の上面を介して基板Sを例えば200℃〜300℃の温度に調整することができる。温調部21は、基板Sを加熱するものに限られず、プロセス条件に応じて基板Sを冷却して所定の温度に調整する例えばペルチェ素子などや冷却媒体を通流させる冷却ラインなどを組み合わせてもよい。
この装置構成においても、第1の実施形態と同様の作用により同様の効果を得ることができる。
プリミックス、ポストミックス及び誘導結合プラズマ(ICP)CVD法により微結晶シリコン薄膜を膜厚350nmとなるように成膜し、その結晶性についてラマン分光法及びX線回折により分析した。プリミックス及びポストミックスによる成膜については図1に示す上述の第1の実施形態の成膜装置を用い、ICP−CVD法による成膜については図10に示す上述の成膜装置を用いた。
各成膜条件は、以下の通りである。
[プリミックス]
プラズマ源: 容量結合プラズマ(CCP)、高周波電源900W
使用ガス: 水素ガス2000sccm、モノシランガス20sccm
プロセス圧力: 500Pa
ガス供給方式: プリミックス
[ポストミックス]
プラズマ源: CCP、高周波電源900W
使用ガス: 水素ガス2000sccm、モノシランガス20sccm
プロセス圧力: 500Pa
ガス供給方式: ポストミックス
[ICP−CVD]
プラズマ源: ICP、高周波電源900W
使用ガス: ヘリウムガス2000sccm、モノシランガス20sccm
プロセス圧力: 500Pa
ガス供給方式: プリミックス
分析結果を図11及び表1に示す。なお表1におけるピーク波数位置とは、ラマン分光分析結果におけるパターンのピークの波数位置のことである。また表1におけるラマン結晶性Xcとは、ラマン分光分析結果における、微結晶シリコンに相当する波数520cm−1のラマン強度Icと、アモルファスシリコンに相当する波数480cm−1のラマン強度Iaとのラマン強度比[Ic/(Ic+Ia)]のことであり、シリコン膜の結晶性の指標として用いている。このラマン結晶性Xcが高いほど、微結晶シリコンの含有率が高いシリコン膜であると推測される。またX線回折については、検出ピークにおける2θ及びピーク強度(ピーク形状の尖り具合)から夫々結晶の面方位及び結晶粒の大きさの情報が得られる。
1 処理容器
15 圧力調整部
16 真空ポンプ
2 載置台
3 水素ガス供給源
32 シャワー板
33 ガス拡散室
35 第1のガス供給管
36、46、48
供給制御機器群
37、44
ガス流路
4 モノシランガス供給源
41 プラズマ生成空間
42 排気空間
45 第2のガス供給管
5 高周波電源部
6 仕切り壁(電極)
7 制御部
Claims (7)
- 処理容器内に載置された基板に対してプラズマにより成膜を行う方法において、
予めシラン系のガス及び水素ガスを混合した混合ガスを前記処理容器内に供給してプラズマ化し、得られたプラズマにより前記基板上に第1のシリコン層を成膜する第1の工程と、
水素ガスを前記処理容器内に供給してプラズマ化すると共に水素ガスとは別個にシラン系のガスを前記処理容器内に供給して、プラズマ化された水素ガスにより前記シラン系のガスをラジカル化し、こうして生成されたラジカルにより前記基板上に第2のシリコン層を成膜する第2の工程と、を含むことを特徴とする成膜方法。 - 前記処理容器内に搬入された基板の表面に、先ず第1のシリコン層を成膜し、この第1のシリコン層の上に第2のシリコン層を成膜することを特徴とする請求項1記載の成膜方法。
- 基板、シラン系のガスの供給口及び水素ガスの供給口が下からこの順に配置されていることを特徴とする請求項1または2記載の成膜方法。
- 基板の上方空間をプラズマ生成空間と排気空間とに横方向に分割するために設けられ、前記処理容器の天井部から下方に伸びると共にその下端と基板との間に、前記プラズマ生成空間から排気空間にガスが流れるための隙間が形成された仕切り壁と、プラズマ生成空間に水素ガスを供給するための供給口と、前記プラズマ生成空間に供給された水素ガスをプラズマ化するための活性化手段と、前記プラズマ生成空間内の下部側または当該プラズマ生成空間よりも下方側にシラン系のガスを供給するための供給口と、前記排気空間を真空排気するための真空排気口と、を備えた成膜装置を用いて前記第1の工程と第2の工程とを行うことを特徴とする請求項3記載の成膜方法。
- 前記第1の工程と第2の工程を交互に複数回行うことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 前記第1の工程及び第2の工程を同時に行い、同時に行われている間に、第1の工程で供給されるシラン系のガスと第2の工程で供給されるシラン系のガスとの比率を時間と共に変化させることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 処理容器内に載置された基板に対してプラズマにより成膜を行うための成膜装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項1ないし6のいずれか一つに記載された成膜方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。
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