JP2516976B2 - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
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- JP2516976B2 JP2516976B2 JP62132515A JP13251587A JP2516976B2 JP 2516976 B2 JP2516976 B2 JP 2516976B2 JP 62132515 A JP62132515 A JP 62132515A JP 13251587 A JP13251587 A JP 13251587A JP 2516976 B2 JP2516976 B2 JP 2516976B2
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- Japan
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- reflectance
- vacuum
- vapor phase
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、プラズマCVD（Chemical Vapor Depositio
n）法によって、被加工物である試料の表面に薄膜を形
成する気相成長装置に関するものである。
n）法によって、被加工物である試料の表面に薄膜を形
成する気相成長装置に関するものである。
従来の技術 プラズマCVD法は真空容器内に試料を保持し、形成す
べき薄膜の組成元素を含む化合物ガスを供給しながら、
高周波エネルギによって前記化合物ガスを励起し、試料
表面に薄膜を形成（堆積）する方法である。
べき薄膜の組成元素を含む化合物ガスを供給しながら、
高周波エネルギによって前記化合物ガスを励起し、試料
表面に薄膜を形成（堆積）する方法である。
以下図面を参照しながらプラズマCVD法を用いた気相
成長装置の従来例について説明する。
成長装置の従来例について説明する。
第３図に従来の気相成長装置を示す。図において、16
は真空容器、17は試料、18試料台、19は高周波電源、20
は真空ポンプ、21は真空排気用のパイプ、22は真空容器
16内の圧力を制御するためのバタフライバルブ、23は真
空容器16内に薄膜の組成元素を含む化合物ガスを供給す
るためのガス供給口、24は高周波電力が供給される電極
である。
は真空容器、17は試料、18試料台、19は高周波電源、20
は真空ポンプ、21は真空排気用のパイプ、22は真空容器
16内の圧力を制御するためのバタフライバルブ、23は真
空容器16内に薄膜の組成元素を含む化合物ガスを供給す
るためのガス供給口、24は高周波電力が供給される電極
である。
次に、上記気相成長装置の動作ついて説明する。
まず、真空容器16内を真空ポンプ20で所定の圧力まで
真空排気した後、試料17表面に形成すべき薄膜の組成元
素を含む化合物ガスをガス供給口23を介して真空容器16
内に導入しながら、バタフライバルブ22を操作して、薄
膜形成条件である圧力すなわち100〜400m Torrに真空容
器16内を制御する。次に、電極24に周波数50Hzの高周波
電力を供給することによって前記化合物ガスを励起し、
試料17表面をその低温プラズマ雰囲気にさらすことによ
って、試料17表面にプラズマCVD膜を形成する。
真空排気した後、試料17表面に形成すべき薄膜の組成元
素を含む化合物ガスをガス供給口23を介して真空容器16
内に導入しながら、バタフライバルブ22を操作して、薄
膜形成条件である圧力すなわち100〜400m Torrに真空容
器16内を制御する。次に、電極24に周波数50Hzの高周波
電力を供給することによって前記化合物ガスを励起し、
試料17表面をその低温プラズマ雰囲気にさらすことによ
って、試料17表面にプラズマCVD膜を形成する。
また、プラズマCVD膜の膜厚を調節するために、成膜
時間を一定にし、所定の成膜時間になったところで成膜
を終了する。
時間を一定にし、所定の成膜時間になったところで成膜
を終了する。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では次のような問題点
を有していた。すなわち、成膜時間による膜厚調整であ
るため膜厚のバラツキが大きく、±10％程度あった。一
般に反射防止膜や全反射膜等の光学膜は膜厚を精密に調
節する必要があり、膜厚バラツキが±50Å以下にするこ
とが求められている。しかし上記従来の構成では膜厚バ
ラツキが±数100Åと非常に大きく、光学膜として実用
に耐えなかった。
を有していた。すなわち、成膜時間による膜厚調整であ
るため膜厚のバラツキが大きく、±10％程度あった。一
般に反射防止膜や全反射膜等の光学膜は膜厚を精密に調
節する必要があり、膜厚バラツキが±50Å以下にするこ
とが求められている。しかし上記従来の構成では膜厚バ
ラツキが±数100Åと非常に大きく、光学膜として実用
に耐えなかった。
一方、形成中の膜厚を測定する手段として結晶振動子
を用いた方法が真空蒸着法やスパッタリング法を用いた
薄膜製造法に広く用いられている（日本学術振興会編
「薄膜ハンドブック」オーム社）。しかしながら、プラ
ズマCVD法では高周波放電や熱による誤動作の問題があ
るため、この方法は使用できない。また、真空容器16に
光学的な測光系を設けて被加工物の反射率を測定する方
法もあるが、プラズマCVD膜は試料17表面に堆積するた
けでなく、真空容器16の内面にも堆積する。このような
不用堆積膜が測光系、特に真空窓等に堆積し、測定用の
光が導入できなくなり長時間の測定ができないという問
題があった。
を用いた方法が真空蒸着法やスパッタリング法を用いた
薄膜製造法に広く用いられている（日本学術振興会編
「薄膜ハンドブック」オーム社）。しかしながら、プラ
ズマCVD法では高周波放電や熱による誤動作の問題があ
るため、この方法は使用できない。また、真空容器16に
光学的な測光系を設けて被加工物の反射率を測定する方
法もあるが、プラズマCVD膜は試料17表面に堆積するた
けでなく、真空容器16の内面にも堆積する。このような
不用堆積膜が測光系、特に真空窓等に堆積し、測定用の
光が導入できなくなり長時間の測定ができないという問
題があった。
本発明は上記問題点に鑑み、形成中のプラズマCVD膜
の膜厚を測定・制御し、膜厚バラツキの少さい光学膜が
形成可能な気相成長装置を提供するものである。
の膜厚を測定・制御し、膜厚バラツキの少さい光学膜が
形成可能な気相成長装置を提供するものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するための本発明の気相成長装置
は、被加工物の反射率を測定する反射率測定手段を被加
工物保持手段の表面に設けたものである。
は、被加工物の反射率を測定する反射率測定手段を被加
工物保持手段の表面に設けたものである。
作用 本発明は上記した構成によって下記のように作用す
る。
る。
反射率測定手段により被加工物の裏面より形成中の薄
膜の反射率を測定し、所定の反射率となったところで成
膜を終了する。これにより反射率のバラツキすなわち膜
厚のバラツキの少ないプラズマCVD膜を形成できる。ま
た被加工物の裏面に反射率測定手段が位置するため、反
射率測定手段上に直接不要堆積膜が堆積せず、長時間の
連続使用が可能となる。
膜の反射率を測定し、所定の反射率となったところで成
膜を終了する。これにより反射率のバラツキすなわち膜
厚のバラツキの少ないプラズマCVD膜を形成できる。ま
た被加工物の裏面に反射率測定手段が位置するため、反
射率測定手段上に直接不要堆積膜が堆積せず、長時間の
連続使用が可能となる。
実施例 以下本発明の実施例における気相成長装置について、
図面を参照しながら説明する。
図面を参照しながら説明する。
第１図は、本発明の一実施例における気相成長装置の
概略断面図を示すものである。
概略断面図を示すものである。
第１図において、１は真空状態の維持が可能な真空容
器、２はプラズマCVD膜が形成される被加工物としての
試料、３は試料２を保持することが可能な、アース接地
された被加工物保持手段としての試料台、４は50KHzの
高周波電力を供給することが可能な材質がアルミニウム
の電極、５は化合物ガスを真空容器１内に導入するため
のガス供給口、６は周波数50KHzの高周波電源、７は真
空容器１内の圧力を大気圧以下にするための排気手段と
しての真空ポンプ、８は真空容器１と真空ポンプ７との
間を気密に接続する真空排気用のパイプ、９は真空容器
１内の圧力を制御するための圧力制御装置、10は試料台
３に設けられ、試料２の反射率測定用の光を導入する真
空窓、11は反射率測定用光源である波長が860nmのレー
ザ光源、12は真空窓近傍に設けられ、反射率測定用のレ
ーザ光と試料からの反射光を分割する半透明鏡、13は波
長が860nm付近の光のみを通す干渉フィルタ、14は反射
光の強度を測定する受光器、15は受光器14で測定された
試料の反射率が測定の値になった時に成膜を終了するた
めの制御手段である。
器、２はプラズマCVD膜が形成される被加工物としての
試料、３は試料２を保持することが可能な、アース接地
された被加工物保持手段としての試料台、４は50KHzの
高周波電力を供給することが可能な材質がアルミニウム
の電極、５は化合物ガスを真空容器１内に導入するため
のガス供給口、６は周波数50KHzの高周波電源、７は真
空容器１内の圧力を大気圧以下にするための排気手段と
しての真空ポンプ、８は真空容器１と真空ポンプ７との
間を気密に接続する真空排気用のパイプ、９は真空容器
１内の圧力を制御するための圧力制御装置、10は試料台
３に設けられ、試料２の反射率測定用の光を導入する真
空窓、11は反射率測定用光源である波長が860nmのレー
ザ光源、12は真空窓近傍に設けられ、反射率測定用のレ
ーザ光と試料からの反射光を分割する半透明鏡、13は波
長が860nm付近の光のみを通す干渉フィルタ、14は反射
光の強度を測定する受光器、15は受光器14で測定された
試料の反射率が測定の値になった時に成膜を終了するた
めの制御手段である。
以上のように構成された気相成長装置について、以下
その動作を説明する。
その動作を説明する。
まず、真空容器１内を真空ポンプ７で所定の圧力まで
真空排気した後、試料２表面に形成すべき薄膜の組成元
素を含む化合物ガスがガス供給口５を介して真空容器１
内に導入しながら、バタフライバルブ９を操作して、薄
膜形成条件である圧力すなわち100〜400m Torrに真空容
器内を制御する。次に、電極４に周波数50KHz高周波電
力を供給することによって前記化合物ガスを励起し、試
料２表面をその低温プラズマ雰囲気にさらすことによっ
て試料２表面にプラズマCVD膜を形成する。この際、真
空窓10を通して試料２の裏面からプラズマCVD膜の反射
率を測定する。
真空排気した後、試料２表面に形成すべき薄膜の組成元
素を含む化合物ガスがガス供給口５を介して真空容器１
内に導入しながら、バタフライバルブ９を操作して、薄
膜形成条件である圧力すなわち100〜400m Torrに真空容
器内を制御する。次に、電極４に周波数50KHz高周波電
力を供給することによって前記化合物ガスを励起し、試
料２表面をその低温プラズマ雰囲気にさらすことによっ
て試料２表面にプラズマCVD膜を形成する。この際、真
空窓10を通して試料２の裏面からプラズマCVD膜の反射
率を測定する。
第２図は膜厚と反射率の関係を示したものである。図
において横軸は光学的膜厚、縦軸は反射率を示す図より
光学的膜厚がλO/4（λO:レーザ発長）の整数倍のとき
反射強度は極値をとることがわかる。プラズマCVD膜を
反射防止膜として用いる場合では反射率が極小とする必
要がある。したがって受光器14で測定された成膜中の試
料２の反射率が極小値をとったことを制御手段15を用い
て検出してその時点で成膜を終了する。この方法を用い
ることにより膜厚バラツキが±λO/30程度すなわち±50
Å以下となり反射防止膜として使用可能な膜厚が形成で
きる。
において横軸は光学的膜厚、縦軸は反射率を示す図より
光学的膜厚がλO/4（λO:レーザ発長）の整数倍のとき
反射強度は極値をとることがわかる。プラズマCVD膜を
反射防止膜として用いる場合では反射率が極小とする必
要がある。したがって受光器14で測定された成膜中の試
料２の反射率が極小値をとったことを制御手段15を用い
て検出してその時点で成膜を終了する。この方法を用い
ることにより膜厚バラツキが±λO/30程度すなわち±50
Å以下となり反射防止膜として使用可能な膜厚が形成で
きる。
また真空窓10は試料２の裏面に位置し、低温プラズマ
雰囲気にさらされない。したがって真空窓10表面にはプ
ラズマCVD膜が堆積しない。これにより測定光であるレ
ーザ光や反射光が不要堆積膜により減衰して、正確な反
射率の測定が不可能となるということが避けられ、長時
間の連続測定が可能となる。
雰囲気にさらされない。したがって真空窓10表面にはプ
ラズマCVD膜が堆積しない。これにより測定光であるレ
ーザ光や反射光が不要堆積膜により減衰して、正確な反
射率の測定が不可能となるということが避けられ、長時
間の連続測定が可能となる。
発明の効果 以上のように本発明は被加工物の反射率を測定する反
射率測定手段を被加工物保持手段の表面に設けることに
より、膜厚バラツキの少ないプラズマCVD膜を形成でき
る。また被加工物の裏面に反射率測定手段が位置するた
め、反射率測定手段上に直接不要堆積膜が堆積せず、長
時間の連続使用が可能となる。
射率測定手段を被加工物保持手段の表面に設けることに
より、膜厚バラツキの少ないプラズマCVD膜を形成でき
る。また被加工物の裏面に反射率測定手段が位置するた
め、反射率測定手段上に直接不要堆積膜が堆積せず、長
時間の連続使用が可能となる。
第１図は本発明の一実施例における気相成長装置の断面
図、第２図は光学膜厚と反射率強度の関係を示すグラ
フ、第３図は従来の気相成長装置の断面図である。 １……真空容器、３……試料台、４……電極、６……高
周波電源、７……真空ポンプ、９……圧力制御装置、10
……真空窓、11……レーザ光源、12……半透明鏡、13…
…干渉フィルタ、14……受光器、15……制御手段。
図、第２図は光学膜厚と反射率強度の関係を示すグラ
フ、第３図は従来の気相成長装置の断面図である。 １……真空容器、３……試料台、４……電極、６……高
周波電源、７……真空ポンプ、９……圧力制御装置、10
……真空窓、11……レーザ光源、12……半透明鏡、13…
…干渉フィルタ、14……受光器、15……制御手段。
Claims (2)
- 【請求項１】真空状態の維持が可能な真空容器と、前記
真空容器内を減圧雰囲気にする真空排気手段と、前記真
空容器内の圧力を所定の値にする圧力制御手段と、前記
真空容器内にガスを導入するガス供給手段と、前記真空
容器内に設けられ、被加工物を保持する被加工物保持手
段と、前記真空容器内に位置し、高周波電力が供給され
所定の圧力状態で少なくとも前記被加工物を含む空間に
低温プラズマを発生させる電極と、この電極に整合回路
を介して高周波電力を供給する高周波電源と、前記被加
工物保持手段の表面に取り付けられ、前記被加工物の光
学的な反射率を測定する反射率測定手段とからなる気相
成長装置。 - 【請求項２】被加工物上に形成される薄膜が一定の反射
率を有するよう、反射率測定手段により測定した反射率
が所定の値になった段階で高周波電力の供給を停止させ
る制御手段を有する特許請求の範囲第１項記載の気相成
長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62132515A JP2516976B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62132515A JP2516976B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63296335A JPS63296335A (ja) | 1988-12-02 |
| JP2516976B2 true JP2516976B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=15083137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62132515A Expired - Lifetime JP2516976B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2516976B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2759298B2 (ja) * | 1990-04-12 | 1998-05-28 | 財団法人半導体研究振興会 | 薄膜の形成方法 |
| JP3998445B2 (ja) | 2001-08-31 | 2007-10-24 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法、半導体装置の製造装置、半導体装置の製造システム、および半導体製造装置のクリーニング方法 |
-
1987
- 1987-05-28 JP JP62132515A patent/JP2516976B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63296335A (ja) | 1988-12-02 |
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