JP2788154B2 - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置Info
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- JP2788154B2 JP2788154B2 JP20328192A JP20328192A JP2788154B2 JP 2788154 B2 JP2788154 B2 JP 2788154B2 JP 20328192 A JP20328192 A JP 20328192A JP 20328192 A JP20328192 A JP 20328192A JP 2788154 B2 JP2788154 B2 JP 2788154B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、グロー放電により反応
ガスを励起分解し、基板を低温域で反応を生じさせて膜
堆積を行い、たとえば基板の表面にSi3N4 やSiO2などの
絶縁膜や保護膜を形成するプラズマＣＶＤ装置に関する
ものである。
ガスを励起分解し、基板を低温域で反応を生じさせて膜
堆積を行い、たとえば基板の表面にSi3N4 やSiO2などの
絶縁膜や保護膜を形成するプラズマＣＶＤ装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の容量結合形のプラズマＣＶＤ装置
は、たとえば図３に示すように、反応室２１内で、平行
平板極板２２に高周波を印加して放電を行わせ、反応ガ
ス供給管２３から供給される反応ガス（SiH4＋NH3 , Si
H4＋N2O など）を励起、イオン化させ、プラズマ中で電
離したイオンと、反応性の高い中性分子とをつくる。そ
して、この反応ガスを平板極板２２の下方に平行に配置
されたアース電極２４上でヒーター２５により加熱され
た基板２６の表面に反応させて、SiX ＮY やSiＯ x など
の絶縁薄膜を堆積形成するものである。
は、たとえば図３に示すように、反応室２１内で、平行
平板極板２２に高周波を印加して放電を行わせ、反応ガ
ス供給管２３から供給される反応ガス（SiH4＋NH3 , Si
H4＋N2O など）を励起、イオン化させ、プラズマ中で電
離したイオンと、反応性の高い中性分子とをつくる。そ
して、この反応ガスを平板極板２２の下方に平行に配置
されたアース電極２４上でヒーター２５により加熱され
た基板２６の表面に反応させて、SiX ＮY やSiＯ x など
の絶縁薄膜を堆積形成するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成で
は、通常基板２６はアース電極２４上に配置されて薄膜
の形成が行われており、平板極板２２側に電位降下する
シース領域が存在するとともに、アース電極２４側にも
電位の降下するシース領域が存在する。すると、正イオ
ンがこのシース領域内の電界で加速されてアース電極２
４上の基板２６の表面に衝突するイオン衝突が生じ、薄
膜の形成に悪影響を与えるという問題点があった。
は、通常基板２６はアース電極２４上に配置されて薄膜
の形成が行われており、平板極板２２側に電位降下する
シース領域が存在するとともに、アース電極２４側にも
電位の降下するシース領域が存在する。すると、正イオ
ンがこのシース領域内の電界で加速されてアース電極２
４上の基板２６の表面に衝突するイオン衝突が生じ、薄
膜の形成に悪影響を与えるという問題点があった。
【０００４】本発明は、上記問題点を解決して、アース
電極側のシース電界により生じる基板へのイオン衝突を
防止して膜質の向上を図ることができるプラズマＣＶＤ
装置を提供することを目的とする。
電極側のシース電界により生じる基板へのイオン衝突を
防止して膜質の向上を図ることができるプラズマＣＶＤ
装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の第１のプラズマＣＶＤ装置は、反応室内
で、高周波またはマイクロ波が印加されるプラズマ発生
電極と、電気的に絶縁された基板との間で発生プラズマ
のシース領域の外側に、多数の反応ガス通過穴が形成さ
れてアース電位にされたメッシュ電極を配置し、前記プ
ラズマ発生電極の近傍に反応ガスを供給する反応ガス供
給管を設けたものである。
めに本発明の第１のプラズマＣＶＤ装置は、反応室内
で、高周波またはマイクロ波が印加されるプラズマ発生
電極と、電気的に絶縁された基板との間で発生プラズマ
のシース領域の外側に、多数の反応ガス通過穴が形成さ
れてアース電位にされたメッシュ電極を配置し、前記プ
ラズマ発生電極の近傍に反応ガスを供給する反応ガス供
給管を設けたものである。
【０００６】また第２のプラズマＣＶＤ装置は、反応室
内に、絶縁体により形成されて一端面が開放されたプラ
ズマ室を設け、このプラズマ室内の他端側に高周波また
はマイクロ波が印加されるプラズマ発生電極を配置する
とともに、プラズマ室内に反応ガスを供給する反応ガス
供給管を設け、前記プラズマ室の一端面開放部でプラズ
マ発生電極から発生プラズマのシース領域の外側に配置
されてプラズマ室を覆いかつ多数の反応ガス通過穴が形
成されてアース電位にされたメッシュ電極を設け、前記
前記プラズマ室の外側でメッシュ電極に対向して電気的
に絶縁された基板を設けたものである。
内に、絶縁体により形成されて一端面が開放されたプラ
ズマ室を設け、このプラズマ室内の他端側に高周波また
はマイクロ波が印加されるプラズマ発生電極を配置する
とともに、プラズマ室内に反応ガスを供給する反応ガス
供給管を設け、前記プラズマ室の一端面開放部でプラズ
マ発生電極から発生プラズマのシース領域の外側に配置
されてプラズマ室を覆いかつ多数の反応ガス通過穴が形
成されてアース電位にされたメッシュ電極を設け、前記
前記プラズマ室の外側でメッシュ電極に対向して電気的
に絶縁された基板を設けたものである。
【０００７】
【作用】上記構成において、プラズマ発生電極とメッシ
ュ電極間の電位分布は、プラズマ発生電極側の所定範囲
とメッシュ電極側の所定範囲にそれぞれ電位降下するシ
ース領域があり、この領域において電子は加速されて高
エネルギー化した電子が種々の反応を引き起こす。した
がって、メッシュ電極の反応ガス通過穴を介して基板上
に達した活性ガス分子は、シース領域外で表面反応を起
こして基板上に薄膜を堆積形成するので、従来のように
正イオンによるイオン衝突が生じることもなく、薄膜の
膜質を向上させることができる。
ュ電極間の電位分布は、プラズマ発生電極側の所定範囲
とメッシュ電極側の所定範囲にそれぞれ電位降下するシ
ース領域があり、この領域において電子は加速されて高
エネルギー化した電子が種々の反応を引き起こす。した
がって、メッシュ電極の反応ガス通過穴を介して基板上
に達した活性ガス分子は、シース領域外で表面反応を起
こして基板上に薄膜を堆積形成するので、従来のように
正イオンによるイオン衝突が生じることもなく、薄膜の
膜質を向上させることができる。
【０００８】また、プラズマ室に高電位で高エネルギー
のプラズマを確実に封じ込めることにより、プラズマ室
における電位を高くできるとともに均一性を向上させる
ことができ、効率よくガス反応を発生させることができ
るとともに、反応室の内壁への反応を抑制して付着パー
ティクルや成膜を減少させ、クリーニングやメンテナン
スを少なくすることができる。
のプラズマを確実に封じ込めることにより、プラズマ室
における電位を高くできるとともに均一性を向上させる
ことができ、効率よくガス反応を発生させることができ
るとともに、反応室の内壁への反応を抑制して付着パー
ティクルや成膜を減少させ、クリーニングやメンテナン
スを少なくすることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の一
実施例を図１および図２に基づいて説明する。
実施例を図１および図２に基づいて説明する。
【００１０】図１において、１はアース電位にされた反
応容器２により形成される反応室で、反応室１内の上部
には絶縁体３により形成されて下面が開放されたプラズ
マ室４が形成されている。このプラズマ室４の上部には
ＲＦ電極（高周波電極、またはマイクロ波放電電極であ
ってもよい）５が配置されており、このＲＦ電極５内に
はガス流入室７が形成されて、反応ガス供給装置（図示
せず）から反応ガスを供給するガス流入管６が、絶縁体
３を介して反応容器２を貫通しＲＦ電極５のガス流入室
７に接続され、ＲＦ電極５の下面に多数形成されてガス
流入室７に連通された噴出穴５ａからプラズマ室４内に
反応ガスを噴出するように構成されている。またこのＲ
Ｆ電極５には、高周波電源８からマッチング回路９およ
びガス流入管６を介して高周波電力が印加される。
応容器２により形成される反応室で、反応室１内の上部
には絶縁体３により形成されて下面が開放されたプラズ
マ室４が形成されている。このプラズマ室４の上部には
ＲＦ電極（高周波電極、またはマイクロ波放電電極であ
ってもよい）５が配置されており、このＲＦ電極５内に
はガス流入室７が形成されて、反応ガス供給装置（図示
せず）から反応ガスを供給するガス流入管６が、絶縁体
３を介して反応容器２を貫通しＲＦ電極５のガス流入室
７に接続され、ＲＦ電極５の下面に多数形成されてガス
流入室７に連通された噴出穴５ａからプラズマ室４内に
反応ガスを噴出するように構成されている。またこのＲ
Ｆ電極５には、高周波電源８からマッチング回路９およ
びガス流入管６を介して高周波電力が印加される。
【００１１】プラズマ室４の下面開放部には、ＲＦ電極
５のシース領域の外側に、多数の反応ガス通過穴１０ａ
が形成された平板状のメッシュ電極１０が取付け部材１
１を介して取り付けられてプラズマ室４が覆われてお
り、これにより、プラズマ室４内の励起、イオン化した
反応性ガスをメッシュ電極１０の反応ガス通過穴１０ａ
を介してのみ反応室１内に供給するように構成されてい
る。またこのメッシュ電極１０は、導体１２および取付
け部材１１を介して反応容器２に接続されてアース電位
にされている。
５のシース領域の外側に、多数の反応ガス通過穴１０ａ
が形成された平板状のメッシュ電極１０が取付け部材１
１を介して取り付けられてプラズマ室４が覆われてお
り、これにより、プラズマ室４内の励起、イオン化した
反応性ガスをメッシュ電極１０の反応ガス通過穴１０ａ
を介してのみ反応室１内に供給するように構成されてい
る。またこのメッシュ電極１０は、導体１２および取付
け部材１１を介して反応容器２に接続されてアース電位
にされている。
【００１２】反応室１内の底部には、絶縁板１３上に加
熱ヒーター１４を内蔵した基板テーブル１５が配置さ
れ、この基板テーブル１５は導体１６を介して反応容器
２に接続されてアース電位に保持されるとともに、基板
テーブル１５上に基板１７が配置されている。また反応
室１内の底部には、排気ポンプ（図示せず）に接続され
たされた排気管１９が接続されている。１８は加熱ヒー
ター１４のヒーター制御電源である。
熱ヒーター１４を内蔵した基板テーブル１５が配置さ
れ、この基板テーブル１５は導体１６を介して反応容器
２に接続されてアース電位に保持されるとともに、基板
テーブル１５上に基板１７が配置されている。また反応
室１内の底部には、排気ポンプ（図示せず）に接続され
たされた排気管１９が接続されている。１８は加熱ヒー
ター１４のヒーター制御電源である。
【００１３】図２はＲＦ電極５とメッシュ電極１０間の
放電領域の平均的な電位分布を示す。この放電領域の電
位は、常にアース電位より高いプラズマ電位ＶP に保た
れている。図中実線Ａは実施例のごとくプラズマを封じ
込めた場合、破線ＢはＲＦ電極５とメッシュ電極１０間
の周囲を開放した場合である。プラズマを封じ込めた場
合のプラズマ電位ＶP は、封じ込めない場合のプラズマ
電位ＶP ′に比べて高くなりかつ均一性が良くなってい
る。すなわちＲＦ電極５の高周波電力に対するプラズマ
エネルギーの効率が良く、効率よくガスを反応させるこ
とができる。ここで、ＶDCはセルフバイアス電圧、ＶS
はＲＦ電極５にかかる電圧である。
放電領域の平均的な電位分布を示す。この放電領域の電
位は、常にアース電位より高いプラズマ電位ＶP に保た
れている。図中実線Ａは実施例のごとくプラズマを封じ
込めた場合、破線ＢはＲＦ電極５とメッシュ電極１０間
の周囲を開放した場合である。プラズマを封じ込めた場
合のプラズマ電位ＶP は、封じ込めない場合のプラズマ
電位ＶP ′に比べて高くなりかつ均一性が良くなってい
る。すなわちＲＦ電極５の高周波電力に対するプラズマ
エネルギーの効率が良く、効率よくガスを反応させるこ
とができる。ここで、ＶDCはセルフバイアス電圧、ＶS
はＲＦ電極５にかかる電圧である。
【００１４】また、ＲＦ電極５およびメッシュ電極１０
付近に生じる電位降下はシース領域Ｃ1 ，Ｃ2 で、強電
界が形成されている。このシース領域Ｃ1 ，Ｃ2 におい
て電子は加速され高エネルギー化した電子が種々の反応
を起こす。また、正イオンはシース電界により加速され
て電極を衝撃する所謂イオン衝突が生じる。このイオン
衝突はアース電極（メッシュ電極１０）側にも生じてお
り、従来のようにこのアース電極上の基板の表面に膜を
堆積形成する場合には、イオン衝突が膜の形成に悪影響
をあたえる。しかし、本実施例では、アース電極（メッ
シュ電極１０）から離れた位置に基板１７を配置するこ
とにより、イオン衝突を避けることができる。
付近に生じる電位降下はシース領域Ｃ1 ，Ｃ2 で、強電
界が形成されている。このシース領域Ｃ1 ，Ｃ2 におい
て電子は加速され高エネルギー化した電子が種々の反応
を起こす。また、正イオンはシース電界により加速され
て電極を衝撃する所謂イオン衝突が生じる。このイオン
衝突はアース電極（メッシュ電極１０）側にも生じてお
り、従来のようにこのアース電極上の基板の表面に膜を
堆積形成する場合には、イオン衝突が膜の形成に悪影響
をあたえる。しかし、本実施例では、アース電極（メッ
シュ電極１０）から離れた位置に基板１７を配置するこ
とにより、イオン衝突を避けることができる。
【００１５】上記構成において、高周波電源８からＲＦ
電極５に高周波を印加して放電を行わせるとともに、原
料となる反応ガスをＲＦ電極５の噴出穴５ａから噴出さ
せ、周囲が密閉されたプラズマ室４内に封じ込めたプラ
ズマ中で反応ガス（SiH4＋NH 3 , SiH4＋N2O など）を励
起、イオン化させ、プラズマ中で電離したイオンと、反
応性の高い中性分子とをつくり、この反応性ガスをプラ
ズマ室４からメッシュ電極１０の反応ガス通過穴１０ａ
を介して基板１７上に運び、加熱ヒーター１４により加
熱された基板１７の表面で反応させて、SiX ＮY やSiＯ
x などの絶縁薄膜を堆積形成させる。したがって、ＲＦ
電極５からシース領域Ｃ1 より外側に配置したアース電
位のメッシュ電極１０から離れた位置に基板１７を配置
することにより、イオン衝突を避けることができて、良
質の薄膜を堆積形成することができる。しかも、プラズ
マ室４内にプラズマを封じ込めたので、プラズマ電位Ｖ
Pを高くできかつ均一性を良くできて、ＲＦ電極５の高
周波電力に対するプラズマエネルギーの効率を向上させ
て効率よくガスを反応させることができる。
電極５に高周波を印加して放電を行わせるとともに、原
料となる反応ガスをＲＦ電極５の噴出穴５ａから噴出さ
せ、周囲が密閉されたプラズマ室４内に封じ込めたプラ
ズマ中で反応ガス（SiH4＋NH 3 , SiH4＋N2O など）を励
起、イオン化させ、プラズマ中で電離したイオンと、反
応性の高い中性分子とをつくり、この反応性ガスをプラ
ズマ室４からメッシュ電極１０の反応ガス通過穴１０ａ
を介して基板１７上に運び、加熱ヒーター１４により加
熱された基板１７の表面で反応させて、SiX ＮY やSiＯ
x などの絶縁薄膜を堆積形成させる。したがって、ＲＦ
電極５からシース領域Ｃ1 より外側に配置したアース電
位のメッシュ電極１０から離れた位置に基板１７を配置
することにより、イオン衝突を避けることができて、良
質の薄膜を堆積形成することができる。しかも、プラズ
マ室４内にプラズマを封じ込めたので、プラズマ電位Ｖ
Pを高くできかつ均一性を良くできて、ＲＦ電極５の高
周波電力に対するプラズマエネルギーの効率を向上させ
て効率よくガスを反応させることができる。
【００１６】
【発明の効果】以上に述べたごとく本発明のプラズマＣ
ＶＤ装置によれば、プラズマ発生電極とメッシュ電極間
の電位分布は、プラズマ発生電極側の所定範囲とメッシ
ュ電極側の所定範囲にそれぞれ電位降下するシース領域
があり、この領域において電子は加速されて高エネルギ
ー化した電子が種々の反応を引起し、正イオンによるイ
オン衝突を生じさせる。したがって、メッシュ電極の反
応ガス通過穴を介して基板上に達したガス分子は、シー
ス領域外の基板上で表面反応を起こして基板上に薄膜を
形成するので、従来のように基板をアース電極とするの
に比べて、正イオンによるイオン衝突が生じることもな
く、薄膜の膜質を向上させることができる。
ＶＤ装置によれば、プラズマ発生電極とメッシュ電極間
の電位分布は、プラズマ発生電極側の所定範囲とメッシ
ュ電極側の所定範囲にそれぞれ電位降下するシース領域
があり、この領域において電子は加速されて高エネルギ
ー化した電子が種々の反応を引起し、正イオンによるイ
オン衝突を生じさせる。したがって、メッシュ電極の反
応ガス通過穴を介して基板上に達したガス分子は、シー
ス領域外の基板上で表面反応を起こして基板上に薄膜を
形成するので、従来のように基板をアース電極とするの
に比べて、正イオンによるイオン衝突が生じることもな
く、薄膜の膜質を向上させることができる。
【００１７】また、プラズマ室に高電位で高エネルギー
のプラズマを確実に封じ込めることにより、プラズマ室
における放電領域の電位を高くできるとともに均一性を
向上させることができ、効率よくガスを励起・イオン化
させて薄膜を堆積形成することができるとともに、反応
室の内壁への反応を抑制して付着パーティクルや成膜を
減少させ、クリーニングやメンテナンスを少なくするこ
とができる。
のプラズマを確実に封じ込めることにより、プラズマ室
における放電領域の電位を高くできるとともに均一性を
向上させることができ、効率よくガスを励起・イオン化
させて薄膜を堆積形成することができるとともに、反応
室の内壁への反応を抑制して付着パーティクルや成膜を
減少させ、クリーニングやメンテナンスを少なくするこ
とができる。
【図１】本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の一実施例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】同プラズマＣＶＤ装置における放電領域の平均
的な電位分布を示すグラフである。
的な電位分布を示すグラフである。
【図３】従来のプラズマＣＶＤ装置を示す断面図であ
る。
る。
１ 反応室 ２ 反応容器 ３ 絶縁体 ４ プラズマ室 ５ ＲＦ電極 ５ａ 噴出穴 ６ ガス流入管 ７ ガス流入室 ８ 高周波電源 10 メッシュ電極 10ａ 反応ガス通過穴 11 取付け部材 12 導体 13 絶縁板 14 加熱ヒーター 15 基板テーブル 17 基板 Ｃ1 ，Ｃ2 シース領域 ＶP プラズマ電位
Claims (2)
- 【請求項１】 反応室内で、高周波またはマイクロ波
が印加されるプラズマ発生電極と、電気的に絶縁された
基板との間で発生プラズマのシース領域の外側に、多数
の反応ガス通過穴が形成されてアース電位にされたメッ
シュ電極を配置し、前記プラズマ発生電極の近傍に反応
ガスを供給する反応ガス供給管を設けたことを特徴とす
るプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項２】 反応室内に、絶縁体により形成されて
一端面が開放されたプラズマ室を設け、このプラズマ室
内の他端側に高周波またはマイクロ波が印加されるプラ
ズマ発生電極を配置するとともに、プラズマ室内に反応
ガスを供給する反応ガス供給管を設け、前記プラズマ室
の一端面開放部でプラズマ発生電極から発生プラズマの
シース領域の外側に配置されてプラズマ室を覆いかつ多
数の反応ガス通過穴が形成されてアース電位にされたメ
ッシュ電極を設け、前記前記プラズマ室の外側でメッシ
ュ電極に対向して電気的に絶縁された基板を設けたこと
を特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20328192A JP2788154B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | プラズマｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20328192A JP2788154B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | プラズマｃｖｄ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0649648A JPH0649648A (ja) | 1994-02-22 |
| JP2788154B2 true JP2788154B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=16471456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20328192A Expired - Lifetime JP2788154B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | プラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2788154B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009141116A (ja) * | 2007-12-06 | 2009-06-25 | Ulvac Japan Ltd | 成膜装置 |
| JP5597504B2 (ja) * | 2010-10-06 | 2014-10-01 | 株式会社アルバック | プラズマ処理装置及び前処理方法 |
-
1992
- 1992-07-30 JP JP20328192A patent/JP2788154B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0649648A (ja) | 1994-02-22 |
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