JP2823611B2 - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置Info
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- JP2823611B2 JP2823611B2 JP31559889A JP31559889A JP2823611B2 JP 2823611 B2 JP2823611 B2 JP 2823611B2 JP 31559889 A JP31559889 A JP 31559889A JP 31559889 A JP31559889 A JP 31559889A JP 2823611 B2 JP2823611 B2 JP 2823611B2
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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装置に関するもので、特に大き
な製膜速度で低温成膜が可能なECR（電子サイクロトロ
ン共鳴）プラズマを利用したCVD装置に関するものであ
る。
な製膜速度で低温成膜が可能なECR（電子サイクロトロ
ン共鳴）プラズマを利用したCVD装置に関するものであ
る。
従来の技術 従来のECRプラズマCVD装置の一例を第５図に示す。こ
れはECRを用いて高密度のプラズマを発生させ、そのプ
ラズマで製膜の原料ガスを分解して製膜を行う装置であ
る。マイクロ波供給手段１で発生されたマイクロ波は、
導波管２、マイクロ波導入窓３を通って、プラズマ発生
室６に導かれる。第１ガス導入系４が設置されたプラズ
マ発生室６の周囲にはプラズマ磁界発生装置５、５′が
配置され、マイクロ波による高周波電界とプラズマ磁界
発生装置５、５′からの磁界を作用させて、プラズマ発
生室６には高密度のプラズマが形成される。このプラズ
マは発散磁界７に沿って被製膜基板12を配置した基板室
10に導かれる。基板室10には第２ガス導入系８、真空排
気系等９が設置されており、導入されたプラズマの作用
により、第２ガス導入系８からの原料ガスが分解され、
基板ホルダ11上の被製膜基板12に薄膜が形成される。
れはECRを用いて高密度のプラズマを発生させ、そのプ
ラズマで製膜の原料ガスを分解して製膜を行う装置であ
る。マイクロ波供給手段１で発生されたマイクロ波は、
導波管２、マイクロ波導入窓３を通って、プラズマ発生
室６に導かれる。第１ガス導入系４が設置されたプラズ
マ発生室６の周囲にはプラズマ磁界発生装置５、５′が
配置され、マイクロ波による高周波電界とプラズマ磁界
発生装置５、５′からの磁界を作用させて、プラズマ発
生室６には高密度のプラズマが形成される。このプラズ
マは発散磁界７に沿って被製膜基板12を配置した基板室
10に導かれる。基板室10には第２ガス導入系８、真空排
気系等９が設置されており、導入されたプラズマの作用
により、第２ガス導入系８からの原料ガスが分解され、
基板ホルダ11上の被製膜基板12に薄膜が形成される。
発明が解決しようとする課題 上記ECRプラズマCVD装置では、分解した原料ガスのイ
オン、ラジカルの直進性が高いため、被製膜基板12上に
段差部が存在すると、第６図（ａ）で示すような段差部
に部分的に膜厚の薄い部分が生じる。そのため、この薄
膜を電気配線に用いる場合は断線の原因になり、絶縁膜
として用いる場合は絶縁不良の原因になる。このような
ステップカバレージの悪さを改善するため、バイアスEC
RプラズマCVD法が提案され、第５図に示すようにRFバイ
アス電圧を印加する電極13およびRF電源14を設置し、被
製膜基板12へのイオン、ラジカルの直進性を抑制して製
膜が行われている。このようにしてステップカバレージ
を向上させて、第６図（ｂ）に模式図で示したような結
果が得られるバイアスECRプラズマCVD装置では、イオ
ン、ラジカルの直進性を抑制した結果、薄膜の製膜速度
は低下し、さらに膜質の若干の低下が現れる。これは、
大きな製膜速度を有し、イオンのエネルギを利用して低
温製膜が可能なECRプラズマの長所が損なわれることで
あり、生産においてはタクトおよび製品の品質向上が望
めず、製品の低コスト化および高品質化に対して大きな
課題であった。
オン、ラジカルの直進性が高いため、被製膜基板12上に
段差部が存在すると、第６図（ａ）で示すような段差部
に部分的に膜厚の薄い部分が生じる。そのため、この薄
膜を電気配線に用いる場合は断線の原因になり、絶縁膜
として用いる場合は絶縁不良の原因になる。このような
ステップカバレージの悪さを改善するため、バイアスEC
RプラズマCVD法が提案され、第５図に示すようにRFバイ
アス電圧を印加する電極13およびRF電源14を設置し、被
製膜基板12へのイオン、ラジカルの直進性を抑制して製
膜が行われている。このようにしてステップカバレージ
を向上させて、第６図（ｂ）に模式図で示したような結
果が得られるバイアスECRプラズマCVD装置では、イオ
ン、ラジカルの直進性を抑制した結果、薄膜の製膜速度
は低下し、さらに膜質の若干の低下が現れる。これは、
大きな製膜速度を有し、イオンのエネルギを利用して低
温製膜が可能なECRプラズマの長所が損なわれることで
あり、生産においてはタクトおよび製品の品質向上が望
めず、製品の低コスト化および高品質化に対して大きな
課題であった。
本発明は以上のような従来の課題を解決するために、
イオン、ラジカルの直進性を低下させずにステップカバ
レージを向上させるものであり、大きな製膜速度で高品
質の薄膜を精度よく形成するプラズマCVD装置を提供す
るものである。
イオン、ラジカルの直進性を低下させずにステップカバ
レージを向上させるものであり、大きな製膜速度で高品
質の薄膜を精度よく形成するプラズマCVD装置を提供す
るものである。
課題を解決するための手段 本発明のプラズマCVD装置は、プラズマ磁界発生装置
からの磁界とマイクロ波による高周波電界とを作用させ
てプラズマを発生させるプラズマ発生室およびCVDガス
導入系、真空排気系を備えた真空チャンバ内に被製膜基
板を設置する基板ホルダを配し、前記プラズマ磁界発生
装置の発生磁界の中心線上に前記被製膜基板を設置し
て、前記真空チャンバ内の被製膜基板の裏側であって前
記中心線から偏心した位置に偏向磁界発生装置を複数基
配置し、各偏向磁界発生装置のオン・オフにより順次磁
界発生箇所を移動させることを特徴とする。
からの磁界とマイクロ波による高周波電界とを作用させ
てプラズマを発生させるプラズマ発生室およびCVDガス
導入系、真空排気系を備えた真空チャンバ内に被製膜基
板を設置する基板ホルダを配し、前記プラズマ磁界発生
装置の発生磁界の中心線上に前記被製膜基板を設置し
て、前記真空チャンバ内の被製膜基板の裏側であって前
記中心線から偏心した位置に偏向磁界発生装置を複数基
配置し、各偏向磁界発生装置のオン・オフにより順次磁
界発生箇所を移動させることを特徴とする。
作用 本発明では、ECRプラズマがプラズマ発生室から引き
出される方向を、被製膜基板裏側の偏心位置に複数基配
置した偏向磁界発生装置のオン・オフによって磁界の発
生位置を時間とともに移動させるようにした結果、イオ
ン、ラジカルが多方向から被製膜基板に衝突するので、
製膜された薄膜のステップカバレージが良好であり、段
差部にも均一な膜厚の薄膜が形成される。また、イオ
ン、ラジカルの方向のみが変化し、総量およびエネルギ
は減少していないので大きな製膜速度で低温製膜が可能
である。
出される方向を、被製膜基板裏側の偏心位置に複数基配
置した偏向磁界発生装置のオン・オフによって磁界の発
生位置を時間とともに移動させるようにした結果、イオ
ン、ラジカルが多方向から被製膜基板に衝突するので、
製膜された薄膜のステップカバレージが良好であり、段
差部にも均一な膜厚の薄膜が形成される。また、イオ
ン、ラジカルの方向のみが変化し、総量およびエネルギ
は減少していないので大きな製膜速度で低温製膜が可能
である。
実 施 例 以下、本発明の実施例に基いて説明する。
第１図は本発明によるプラズマCVD装置の実施例の概
略構成図であり、従来例と共通する構成部分には同一の
参考番号を付記している。
略構成図であり、従来例と共通する構成部分には同一の
参考番号を付記している。
マイクロ波供給手段１で発生させたマイクロ波は、導
波管２、マイクロ波導入窓３を通ってプラズマ発生室６
に導かれ、第１ガス導入系４が設置されたプラズマ発生
室６の周囲にはプラズマ磁界発生装置５、５′が配置さ
れ、マイクロ波による高周波電界とプラズマ磁界発生装
置５、５′からの磁界を作用させて、プラズマ発生室６
には高密度のプラズマが形成される。このプラズマは発
散磁界に沿って被製膜基板12を配置した基板室10に導か
れる。基板室10には第２ガス導入系８、真空排気系９等
が設置されており、導入されたプラズマの作用により、
第２ガス導入系８からの原料ガスが分解され、基板ホル
ダー11上の被製膜基板12に薄膜が形成される。ここで、
被製膜基板12の周辺部に、プラズマ磁界発生装置５、
５′の中心軸15とは異なる中心軸16をもって磁界を発生
させるソレノイドより成る偏向磁界発生装置17を、被製
膜基板12に対してプラズマ磁界発生装置５、５′とは反
対側、すなわち被製膜基板12の裏側に位置したプレート
18上に４基固定配置している。第２図の平面図に示すよ
うに、複数基のソレノイドより成る前記偏向磁界発生装
置17a、17b、17c、17dをプラズマ磁界発生装置５、５′
の中心軸15の周りに配置し、各偏向磁界発生装置17a、1
7b、17c、17dを順次オン・オフすることにより順次、磁
界発生箇所を移動させることになり、プラズマ発生室６
より導かれるECRプラズマ流19の偏向方向を時間経過と
共に変化させるので、イオン、ラジカルが多方向から被
製膜基板12に衝突し、製膜された薄膜のステップカバレ
ージが良好になるように構成されている。以下、第３
図、第４図に基づき具体的に作用を説明する。
波管２、マイクロ波導入窓３を通ってプラズマ発生室６
に導かれ、第１ガス導入系４が設置されたプラズマ発生
室６の周囲にはプラズマ磁界発生装置５、５′が配置さ
れ、マイクロ波による高周波電界とプラズマ磁界発生装
置５、５′からの磁界を作用させて、プラズマ発生室６
には高密度のプラズマが形成される。このプラズマは発
散磁界に沿って被製膜基板12を配置した基板室10に導か
れる。基板室10には第２ガス導入系８、真空排気系９等
が設置されており、導入されたプラズマの作用により、
第２ガス導入系８からの原料ガスが分解され、基板ホル
ダー11上の被製膜基板12に薄膜が形成される。ここで、
被製膜基板12の周辺部に、プラズマ磁界発生装置５、
５′の中心軸15とは異なる中心軸16をもって磁界を発生
させるソレノイドより成る偏向磁界発生装置17を、被製
膜基板12に対してプラズマ磁界発生装置５、５′とは反
対側、すなわち被製膜基板12の裏側に位置したプレート
18上に４基固定配置している。第２図の平面図に示すよ
うに、複数基のソレノイドより成る前記偏向磁界発生装
置17a、17b、17c、17dをプラズマ磁界発生装置５、５′
の中心軸15の周りに配置し、各偏向磁界発生装置17a、1
7b、17c、17dを順次オン・オフすることにより順次、磁
界発生箇所を移動させることになり、プラズマ発生室６
より導かれるECRプラズマ流19の偏向方向を時間経過と
共に変化させるので、イオン、ラジカルが多方向から被
製膜基板12に衝突し、製膜された薄膜のステップカバレ
ージが良好になるように構成されている。以下、第３
図、第４図に基づき具体的に作用を説明する。
例えば偏向磁界発生装置17（17c）がオンされ、発生
する磁界の方向がプラズマ磁界発生装置５、５′から発
生する磁界の方向と同じ場合、プラズマ発生室６から導
かれるERCプラズマ流19は第３図（ａ）の位置にあって
オンされた偏向磁界発生装置17cに向けて偏向され、イ
オン、ラジカルが被製膜基板12上の段差部20の右側のエ
ッジ部にも多く到達するため第１の堆積膜21の段差部20
の右側のステップカバレージは良好になる。ところが、
段差部20の左側のステップンカバレージは非常に悪い。
しかし、第３図（ｂ）の位置にある偏向磁界発生装置17
aがオンされると、第３図（ａ）の場合と逆にECRプラズ
マ流19がオンされた偏向磁界発生装置17aの側に偏向す
るので、第１の堆積膜21のステップカバレージが悪かっ
た部分に第２の堆積膜22が形成され、堆積膜全体とし
て、ステップカバレージが良好な薄膜が形成される。
する磁界の方向がプラズマ磁界発生装置５、５′から発
生する磁界の方向と同じ場合、プラズマ発生室６から導
かれるERCプラズマ流19は第３図（ａ）の位置にあって
オンされた偏向磁界発生装置17cに向けて偏向され、イ
オン、ラジカルが被製膜基板12上の段差部20の右側のエ
ッジ部にも多く到達するため第１の堆積膜21の段差部20
の右側のステップカバレージは良好になる。ところが、
段差部20の左側のステップンカバレージは非常に悪い。
しかし、第３図（ｂ）の位置にある偏向磁界発生装置17
aがオンされると、第３図（ａ）の場合と逆にECRプラズ
マ流19がオンされた偏向磁界発生装置17aの側に偏向す
るので、第１の堆積膜21のステップカバレージが悪かっ
た部分に第２の堆積膜22が形成され、堆積膜全体とし
て、ステップカバレージが良好な薄膜が形成される。
これとは反対に、偏向磁界発生装置17（17a〜17d）か
ら発生する磁界の方向がプラズマ磁界発生装置５、５′
から発生する磁界の方向と逆の場合、プラズマ発生室６
から導かれるECRプラズマ流19は第４図（ａ）、第４図
（ｂ）に示すように偏向磁界発生装置17（17a〜17d）と
は逆の方向に偏向される結果となるが、第３図に示され
た同じ磁界方向の場合と同様の作用によりステップカバ
レージが良好な薄膜が形成される。
ら発生する磁界の方向がプラズマ磁界発生装置５、５′
から発生する磁界の方向と逆の場合、プラズマ発生室６
から導かれるECRプラズマ流19は第４図（ａ）、第４図
（ｂ）に示すように偏向磁界発生装置17（17a〜17d）と
は逆の方向に偏向される結果となるが、第３図に示され
た同じ磁界方向の場合と同様の作用によりステップカバ
レージが良好な薄膜が形成される。
本発明における偏向磁界発生装置17（17a〜17d）は、
単に導線をリング状に巻き付けたソレノイドでも、ソレ
ノイドにヨークを組み合わせたものでも、また永久磁石
で構成したものでもよい。またその形状も、限定するも
のでなく、円筒状であっても、矩形状であってもかまわ
ない。
単に導線をリング状に巻き付けたソレノイドでも、ソレ
ノイドにヨークを組み合わせたものでも、また永久磁石
で構成したものでもよい。またその形状も、限定するも
のでなく、円筒状であっても、矩形状であってもかまわ
ない。
発明の効果 本発明のプラズマCVD装置は、プラズマ中のイオン、
ラジカルのエネルギを減少することなく、その直進性を
制御することによって、大きな製膜速度で、被製膜基板
の段差部にもステップカバレージのよい薄膜を低温で形
成できるので、製品の高品質化および高いスループット
と歩留まり向上による低コスト化を実現するものであ
り、その工業的価値は非常に高い。
ラジカルのエネルギを減少することなく、その直進性を
制御することによって、大きな製膜速度で、被製膜基板
の段差部にもステップカバレージのよい薄膜を低温で形
成できるので、製品の高品質化および高いスループット
と歩留まり向上による低コスト化を実現するものであ
り、その工業的価値は非常に高い。
第１図は本発明の実施例におけるプラズマCVD装置の概
略構成図、第２図は偏向磁界発生装置の平面図、第３図
（ａ）および第３図（ｂ）および第４図（ａ）および第
４図（ｂ）は実施例のプラズマCVD装置の作用説明図、
第５図は従来のECRプラズマCVD装置の概略構成図、第６
図（ａ）および第６図（ｂ）は従来のECRプラズマCVD装
置における作用説明図である。 ５……プラズマ磁界発生装置 ６……プラズマ発生室 10……基板室 12……被製膜基板 17……偏向磁界発生装置 19……ECRプラズマ流 20……段差部 21……第一の堆積膜 22……第二の堆積膜
略構成図、第２図は偏向磁界発生装置の平面図、第３図
（ａ）および第３図（ｂ）および第４図（ａ）および第
４図（ｂ）は実施例のプラズマCVD装置の作用説明図、
第５図は従来のECRプラズマCVD装置の概略構成図、第６
図（ａ）および第６図（ｂ）は従来のECRプラズマCVD装
置における作用説明図である。 ５……プラズマ磁界発生装置 ６……プラズマ発生室 10……基板室 12……被製膜基板 17……偏向磁界発生装置 19……ECRプラズマ流 20……段差部 21……第一の堆積膜 22……第二の堆積膜
フロントページの続き (72)発明者 安井 秀明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−244615（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−196826（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−28379（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−260421（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−304724（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/31 C23C 16/50
Claims (1)
- 【請求項１】プラズマ磁界発生装置からの磁界とマイク
ロ波による高周波電界とを作用させてプラズマを発生さ
せるプラズマ発生室およびCVDガス導入系、真空排気系
を備えた真空チャンバ内に被製膜基板を設置する基板ホ
ルダを配し、前記プラズマ磁界発生装置の発生磁界の中
心線上に前記被製膜基板を設置して、前記真空チャンバ
内の被製膜基板の裏側であって前記中心線から偏心した
位置に偏向磁界発生装置を複数基配置し、各偏向磁界発
生装置のオン・オフにより順次磁界発生箇所を移動させ
る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 |
|---|---|---|---|
| JP31559889A JP2823611B2 (ja) | 1989-12-04 | 1989-12-04 | プラズマｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31559889A JP2823611B2 (ja) | 1989-12-04 | 1989-12-04 | プラズマｃｖｄ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03175620A JPH03175620A (ja) | 1991-07-30 |
| JP2823611B2 true JP2823611B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=18067280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31559889A Expired - Fee Related JP2823611B2 (ja) | 1989-12-04 | 1989-12-04 | プラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2823611B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5626963A (en) * | 1993-07-07 | 1997-05-06 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hard-carbon-film-coated substrate and apparatus for forming the same |
| US5691010A (en) * | 1993-10-19 | 1997-11-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Arc discharge plasma CVD method for forming diamond-like carbon films |
| JP2006041589A (ja) * | 2004-07-22 | 2006-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 弾性表面波デバイスおよびその製造方法 |
| JP4402014B2 (ja) | 2005-06-15 | 2010-01-20 | キヤノン株式会社 | 中継装置およびその制御方法 |
-
1989
- 1989-12-04 JP JP31559889A patent/JP2823611B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03175620A (ja) | 1991-07-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |