JP2537822B2 - プラズマｃｖｄ方法 - Google Patents
プラズマｃｖｄ方法Info
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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 Deposrtio
n）法によって、薄膜を形成する方法に関するものであ
る。
n）法によって、薄膜を形成する方法に関するものであ
る。
従来の技術 プラズマCVD方法は、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、試料表面をそのプラズマ雰囲気に配置することによ
って、試料表面に薄膜を形成する方法である。この方法
は、プラズマの活性を利用しているため、室温から400
℃程度までの低温で膜形成を行うことができるという特
徴がある。
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、試料表面をそのプラズマ雰囲気に配置することによ
って、試料表面に薄膜を形成する方法である。この方法
は、プラズマの活性を利用しているため、室温から400
℃程度までの低温で膜形成を行うことができるという特
徴がある。
プラズマCVD法による薄膜形成上の課題は、形成薄膜
の膜質および膜厚分布の制御並びにピンホールやパーテ
ィクルの付着等の膜欠陥の問題である。また、生産面で
の課題は堆積速度の向上である。
の膜質および膜厚分布の制御並びにピンホールやパーテ
ィクルの付着等の膜欠陥の問題である。また、生産面で
の課題は堆積速度の向上である。
従って、良質のプラズマCVD膜を均一にかつ、再現性
よく試料表面に形成するためには、薄膜形成時の低温プ
ラズマの分布およびその安定度，試料加熱分布並びに試
料保持温度等のプロセス条件に工夫が必要である。
よく試料表面に形成するためには、薄膜形成時の低温プ
ラズマの分布およびその安定度，試料加熱分布並びに試
料保持温度等のプロセス条件に工夫が必要である。
以下図面を参照しながら、上述した従来のプラズマ気
相成長装置の一例について説明する。
相成長装置の一例について説明する。
第３図に本発明のプラズマ気相成長装置を示す。第３
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膜が形成される試料、３は試料２を保持
し、かつ、内部に加熱用のヒータ４を有し、試料２を加
熱することが可能な試料台、５はヒータ４に交流電力を
供給するための交流電源、６は例えば50KHzの高周波電
力が供給される電極、７は周波数50KHzの高周波電源、
８は真空容器１内の圧力を大気圧以下の真空度に真空排
気するための真空ポンプ、９は真空容器１と真空ポンプ
８の間を気密に接続する真空排気用のパイプ、10は真空
容器１内の圧力を管内抵抗を可変にし、すなわち真空ポ
ンプ８の有効排気速度を可変にして制御するバタフライ
バルブ、11はガス流量制御装置を介して化学物ガスを真
空容器１内に導入するためのガスノズルである。
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膜が形成される試料、３は試料２を保持
し、かつ、内部に加熱用のヒータ４を有し、試料２を加
熱することが可能な試料台、５はヒータ４に交流電力を
供給するための交流電源、６は例えば50KHzの高周波電
力が供給される電極、７は周波数50KHzの高周波電源、
８は真空容器１内の圧力を大気圧以下の真空度に真空排
気するための真空ポンプ、９は真空容器１と真空ポンプ
８の間を気密に接続する真空排気用のパイプ、10は真空
容器１内の圧力を管内抵抗を可変にし、すなわち真空ポ
ンプ８の有効排気速度を可変にして制御するバタフライ
バルブ、11はガス流量制御装置を介して化学物ガスを真
空容器１内に導入するためのガスノズルである。
以上のように構成されたプラズマ気相成長装置につい
て、以下その動作について説明する。
て、以下その動作について説明する。
まず真空容器１内を真空ポンプ８により、50mTorr以
下の真空度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をガスノズル11から
流量制御装置で制御しながら真空容器１内に導入する。
下の真空度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をガスノズル11から
流量制御装置で制御しながら真空容器１内に導入する。
さらにバタフライバルブ10を操作し、薄膜形成条件で
ある圧力すなわち100〜400mTorrに真空容器１内を制御
する。また試料２は試料台３によって300℃程度の温度
に加熱制御する。次に、電極６に週明数50KHz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２表面をその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。
ある圧力すなわち100〜400mTorrに真空容器１内を制御
する。また試料２は試料台３によって300℃程度の温度
に加熱制御する。次に、電極６に週明数50KHz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２表面をその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。
ところで、試料２表面にプラズマCVD膜を形成する際
には、電極６、試料台３、真空容器１等々の真空容器１
内構成部品にも類似の膜（無効な膜）が堆積する。すな
わち、類似の膜が真空容器１内構成部品に累積する。こ
の類似の膜は比較的密着力が弱く、その膜厚増加と共
に、真空容器１内にフレークを発生させる。その結果試
料２表面にパーティクルが多量に付着し、試料２表面に
形成したプラズマCVD膜に膜欠陥を生じさせる。そこ
で、定期的に真空容器１内構成部品に付着した無効な膜
を除去する必要がある。その手段として、プズマクリー
ニングが用いられる。これは、真空容器１内にガスノズ
ル11よりハロゲンガスを導入し、所定の圧力に保持した
後、電極６に高周波電力を供給することによって、真空
容器１内に低温プラズマを発生させ、低温プラズマ中の
活性種によって、無効な膜をドライエッチングするもの
である。例えば、試料２表面に窒化シリコン膜を堆積さ
せるプラズマCVD装置の場合には、前記ハロゲンガス
は、六フッ化イオウ（SF6）や四フッ化炭素（CF4）と酸
素（O2）との混合ガスが用いられる。
には、電極６、試料台３、真空容器１等々の真空容器１
内構成部品にも類似の膜（無効な膜）が堆積する。すな
わち、類似の膜が真空容器１内構成部品に累積する。こ
の類似の膜は比較的密着力が弱く、その膜厚増加と共
に、真空容器１内にフレークを発生させる。その結果試
料２表面にパーティクルが多量に付着し、試料２表面に
形成したプラズマCVD膜に膜欠陥を生じさせる。そこ
で、定期的に真空容器１内構成部品に付着した無効な膜
を除去する必要がある。その手段として、プズマクリー
ニングが用いられる。これは、真空容器１内にガスノズ
ル11よりハロゲンガスを導入し、所定の圧力に保持した
後、電極６に高周波電力を供給することによって、真空
容器１内に低温プラズマを発生させ、低温プラズマ中の
活性種によって、無効な膜をドライエッチングするもの
である。例えば、試料２表面に窒化シリコン膜を堆積さ
せるプラズマCVD装置の場合には、前記ハロゲンガス
は、六フッ化イオウ（SF6）や四フッ化炭素（CF4）と酸
素（O2）との混合ガスが用いられる。
また、プラズマクリーニング後、膜堆積速度および膜
質等を安定化させるため、通常試料２に膜堆積を行う前
に試料２を入れない状態で、真空容器１内構成部品にあ
らかじめ膜堆積を行う（以下この動作をプリデポジショ
ンという。）。
質等を安定化させるため、通常試料２に膜堆積を行う前
に試料２を入れない状態で、真空容器１内構成部品にあ
らかじめ膜堆積を行う（以下この動作をプリデポジショ
ンという。）。
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下記の問題点を有
していた。
していた。
すなわち、プリデポジションを低温プラズマの発生時
間によって管理及び制御しているため、再現性良くプリ
デポジションを行なうことが困難である。従って、プリ
デポジションが不十分の場合、プラズマCVD膜を形成す
る際、膜堆積速度および膜質等がバッチ処理毎に変化す
る。また、プラズマクリーニング時間に応じて適切なプ
リデポジション時間を設定できないという問題点を有し
ていた。
間によって管理及び制御しているため、再現性良くプリ
デポジションを行なうことが困難である。従って、プリ
デポジションが不十分の場合、プラズマCVD膜を形成す
る際、膜堆積速度および膜質等がバッチ処理毎に変化す
る。また、プラズマクリーニング時間に応じて適切なプ
リデポジション時間を設定できないという問題点を有し
ていた。
本発明は上記問題点に鑑み、プラズマCVD装置におけ
るプリデポジションを再現性良く行なうことが可能なプ
ラズマCVD方法を提供するものである。
るプリデポジションを再現性良く行なうことが可能なプ
ラズマCVD方法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に、本発明のプラズマCVD
方法は、プリデポジションを行なう際、高周波電力が印
加され、真空容器内に低温プラズマを発生させる電極の
自己バイアスをモニタリングしながらプリデポジション
を行なうとともに、電極の自己バイアスが所定の値に減
少したとき、プリデポジションを終了することを特徴と
している。
方法は、プリデポジションを行なう際、高周波電力が印
加され、真空容器内に低温プラズマを発生させる電極の
自己バイアスをモニタリングしながらプリデポジション
を行なうとともに、電極の自己バイアスが所定の値に減
少したとき、プリデポジションを終了することを特徴と
している。
作用 本発明は上記した構成によって、プリデポジションを
行う際、電極の自己バイアスをモニタリングしながらプ
リデポジションができ、例えば前記自己バイアスが所定
の値に減少した時、高周波電力の供給を停止し、プリデ
ポジションを終了することによって再現性良くプリデポ
ジションを行うことができる。
行う際、電極の自己バイアスをモニタリングしながらプ
リデポジションができ、例えば前記自己バイアスが所定
の値に減少した時、高周波電力の供給を停止し、プリデ
ポジションを終了することによって再現性良くプリデポ
ジションを行うことができる。
実 施 例 先ず本発明方法に用いるプラズマCVD装置の１例につ
いて図面を参照しながら説明する。
いて図面を参照しながら説明する。
第１図は、前記プラズマ気相成長装置の概略断面図を
示すものである。
示すものである。
第１図において、41は真空状態の維持が可能な真空容
器、42はプラズマCVD膜が形成される被加工物としての
試料、43は試料42を保持し、かつ、内部に加熱装置44を
有し試料42を加熱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、45は交流電源、46は周
波数50KHzの高周波電力が供給される電極、47はガス流
量制御装置、48は周波数50KHzの高周波電源、49は真空
容器41内の圧力を大気圧以下の真空度にするための真空
排気手段としての真空ポンプ、50は真空容器41と真空ポ
ンプ49との間を気密に接続する真空排気用のパイプ、51
は真空容器41内の圧力を制御するための圧力制御装置、
52は高周波成分を除去するためのフィルター、53は電圧
計である。
器、42はプラズマCVD膜が形成される被加工物としての
試料、43は試料42を保持し、かつ、内部に加熱装置44を
有し試料42を加熱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、45は交流電源、46は周
波数50KHzの高周波電力が供給される電極、47はガス流
量制御装置、48は周波数50KHzの高周波電源、49は真空
容器41内の圧力を大気圧以下の真空度にするための真空
排気手段としての真空ポンプ、50は真空容器41と真空ポ
ンプ49との間を気密に接続する真空排気用のパイプ、51
は真空容器41内の圧力を制御するための圧力制御装置、
52は高周波成分を除去するためのフィルター、53は電圧
計である。
以上のように構成されたプラズマCVD装置を用いたプ
ラズマCVD方法を説明する。
ラズマCVD方法を説明する。
まず、真空容器41内を真空ポンプ49によって、30mTor
r以下の真空度まで真空排気した後、試料42表面に形成
すべき薄膜の組成元素を含む化合物ガス、すなわち、モ
ノシラン（SiH4），アンモニア（NH3），窒素（N2）の
混合ガスを各々13SCCM,31SCCM,142SCCMのガス流量で、
ガス流量制御装置47より真空容器41内に導入し、かつ、
真空容器41内の圧力を圧力制御装置51を操作して、260m
Torrに保持する。
r以下の真空度まで真空排気した後、試料42表面に形成
すべき薄膜の組成元素を含む化合物ガス、すなわち、モ
ノシラン（SiH4），アンモニア（NH3），窒素（N2）の
混合ガスを各々13SCCM,31SCCM,142SCCMのガス流量で、
ガス流量制御装置47より真空容器41内に導入し、かつ、
真空容器41内の圧力を圧力制御装置51を操作して、260m
Torrに保持する。
また、試料42は試料台43によって300℃の温度に加熱
制御する。次に、電極46に高周波電源48より周波数50KH
zの高周波電力を供給することによって、試料42を含む
空間に低温プラズマを発生させる。以上の結果、試料42
上に屈折率1.998±0.02、膜厚分布±３％のシリコンナ
イトライド膜を形成することができた。
制御する。次に、電極46に高周波電源48より周波数50KH
zの高周波電力を供給することによって、試料42を含む
空間に低温プラズマを発生させる。以上の結果、試料42
上に屈折率1.998±0.02、膜厚分布±３％のシリコンナ
イトライド膜を形成することができた。
次に、プラズマクリーニングを行う際の動作を説明す
る。
る。
まず、試料42を真空容器41内より取り出した後、真空
容器41内を真空ポンプ49によって、30mTorr以下の真空
度まで真空排気した後、六フッ化硫黄（SF6）ガスを200
SCCMのガス流量で、ガス流量制御装置47より真空容器41
内に導入し、かつ、真空容器41内の圧力を圧力制御装置
51を操作して、300mTorrに保持する。次に、電極46に周
波数電源48より周波数50KHzの高周波電力を供給するこ
とによって、低温プラズマを発生させる。
容器41内を真空ポンプ49によって、30mTorr以下の真空
度まで真空排気した後、六フッ化硫黄（SF6）ガスを200
SCCMのガス流量で、ガス流量制御装置47より真空容器41
内に導入し、かつ、真空容器41内の圧力を圧力制御装置
51を操作して、300mTorrに保持する。次に、電極46に周
波数電源48より周波数50KHzの高周波電力を供給するこ
とによって、低温プラズマを発生させる。
本実施例では、試料台43の試料42を載置する位置の累
積膜厚を３μｍ以上の任意の膜厚になったとき、プラズ
マクリーニングを一定時間実施した。
積膜厚を３μｍ以上の任意の膜厚になったとき、プラズ
マクリーニングを一定時間実施した。
次にプリデポジションを実施した。ここでプリデポジ
ション条件は、前記デポジション条件と同じにする。ま
た、プリデポジション中、電極46の自己バイアスをフィ
ルター52を介し、電圧計53で測定する。その測定結果の
一例を第２図に示す。第２図中Ａ点は低温プラズマが発
生した時の自己バイアスを示す。第２図より明らかなよ
うに、プリデポジションが進行すると共に、ある時間よ
り自己バイアスが減少し、その後、平衡状態になってく
る。この平衡状態（本実施例では−410Vにした）の値に
なったとき、高周波電力の供給を停止し、プリデポジシ
ョンを終了する。
ション条件は、前記デポジション条件と同じにする。ま
た、プリデポジション中、電極46の自己バイアスをフィ
ルター52を介し、電圧計53で測定する。その測定結果の
一例を第２図に示す。第２図中Ａ点は低温プラズマが発
生した時の自己バイアスを示す。第２図より明らかなよ
うに、プリデポジションが進行すると共に、ある時間よ
り自己バイアスが減少し、その後、平衡状態になってく
る。この平衡状態（本実施例では−410Vにした）の値に
なったとき、高周波電力の供給を停止し、プリデポジシ
ョンを終了する。
次に窒化シリコン膜の堆積速度を調べてみると、第１
表に示すようにほぼ同等の値が得られた（No.1〜No.7の
７回の実験を行った。）。すなわちプリデポジションが
再現性良くできたことを示している。
表に示すようにほぼ同等の値が得られた（No.1〜No.7の
７回の実験を行った。）。すなわちプリデポジションが
再現性良くできたことを示している。
以上のように、本実施例によれば、プリデポジション
の際、高周波電力が印加され、真空容器41内に低温プラ
ズマを発生させる電極46の自己バイアスを電圧計53でモ
ニタリングし。所定の値にその値が減少した時、高周波
電力の供給を停止し、プリデポジションを終了すること
にかって、再現性良くプリデポジションをすることがで
きた。
の際、高周波電力が印加され、真空容器41内に低温プラ
ズマを発生させる電極46の自己バイアスを電圧計53でモ
ニタリングし。所定の値にその値が減少した時、高周波
電力の供給を停止し、プリデポジションを終了すること
にかって、再現性良くプリデポジションをすることがで
きた。
発明の効果 本発明によれば、プラズマCVD装置において、プリデ
ポジションを行なう際、高周波電力が印加され、真空容
器内に低温プラズマを発生させる電極の自己バイアスを
モニタリングしながらプリデポジションを行ない、例え
ば自己バイアスが所定の値に減少したとき、プリデポジ
ションを停止することができることによって、再現性良
くプリデポジションを行なうことができる。
ポジションを行なう際、高周波電力が印加され、真空容
器内に低温プラズマを発生させる電極の自己バイアスを
モニタリングしながらプリデポジションを行ない、例え
ば自己バイアスが所定の値に減少したとき、プリデポジ
ションを停止することができることによって、再現性良
くプリデポジションを行なうことができる。
第１図は本発明方法の実施に用いるプラズマCVD装置の
１例の概略断面図、第２図はプリデポジション中の電極
の自己バイアスをモニタリングしたときの測定グラフ、
第３図は従来のプラズマCVD装置の概略断面図である。 41……真空容器、42……試料、43……試料台、44……加
熱装置、45……交流電源、46……電極、47……ガス流量
制御装置、48……高周波電源、49……真空ポンプ、50…
…パイプ、51……圧力制御装置、52……フィルター、53
……電圧計。
１例の概略断面図、第２図はプリデポジション中の電極
の自己バイアスをモニタリングしたときの測定グラフ、
第３図は従来のプラズマCVD装置の概略断面図である。 41……真空容器、42……試料、43……試料台、44……加
熱装置、45……交流電源、46……電極、47……ガス流量
制御装置、48……高周波電源、49……真空ポンプ、50…
…パイプ、51……圧力制御装置、52……フィルター、53
……電圧計。
Claims (1)
- 【請求項１】真空状態の維持が可能な真空容器と、真空
容器内を減圧雰囲気にするための排気手段と、プラズマ
CVD膜を少なくとも一方の表面に堆積させる試料を保持
する試料保持手段と、試料を加熱制御するための加熱手
段と、真空容器内に原料ガスを導入するためのガス供給
手段と、真空容器内を所定の圧力に保持するための圧力
制御手段と、少なくとも試料を含む空間に低温プラズマ
を発生させる電極と、電極に高周波電力を供給し、低温
プラズマを発生させるためのプラズマ発生手段とからな
るプラズマCVD装置を用いたプラズマCVD方法において、
プラズマCVD装置の真空容器内をクリーニングした後ポ
リデポジションを行なう際、電極の自己バイアスをモニ
タリングしながらプリデポジションを行なう方法とし、
電極の自己バイアスが所定の値に減少したとき、プリデ
ポジションを終了するプラズマCVD方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61277253A JP2537822B2 (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | プラズマｃｖｄ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61277253A JP2537822B2 (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | プラズマｃｖｄ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63129628A JPS63129628A (ja) | 1988-06-02 |
| JP2537822B2 true JP2537822B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=17580952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61277253A Expired - Lifetime JP2537822B2 (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | プラズマｃｖｄ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2537822B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4639477B2 (ja) * | 2001-01-24 | 2011-02-23 | 富士電機デバイステクノロジー株式会社 | 磁気記録媒体の製造方法 |
| JP5431901B2 (ja) * | 2008-12-26 | 2014-03-05 | キヤノンアネルバ株式会社 | インライン真空処理装置、インライン真空処理装置の制御方法、情報記録媒体の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0642452B2 (ja) * | 1984-09-06 | 1994-06-01 | 松下電器産業株式会社 | プラズマ化学気相堆積方法 |
| JPS62206825A (ja) * | 1986-03-06 | 1987-09-11 | Sharp Corp | プラズマ化学気相成長の薄膜成長速度モニタ−方法 |
-
1986
- 1986-11-20 JP JP61277253A patent/JP2537822B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63129628A (ja) | 1988-06-02 |
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