JP2966029B2 - マイクロ波プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents

マイクロ波プラズマｃｖｄ装置

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JP2966029B2 JP2080838A JP8083890A JP2966029B2 JP 2966029 B2 JP2966029 B2 JP 2966029B2 JP 2080838 A JP2080838 A JP 2080838A JP 8083890 A JP8083890 A JP 8083890A JP 2966029 B2 JP2966029 B2 JP 2966029B2
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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、アプリケータ内にマイクロ波を投入し、該
アプリケータ内のベルジャー内に反応ガス（例えば、水
素と炭化水素の混合ガス、シランと窒素の混合ガスな
ど）のプラズマを発生させ、該プラズマの雰囲気中に基
板を長時間さらすことで基板表面にダイヤモンドなどの
物質を析出させるマイクロ波プラズマCVD装置に関す
る。
〔従来の技術〕
第３図（ａ）、（ｂ）は従来のこの種のマイクロ波プ
ラズマCVD装置の一例の構造を示す。
図（ａ）はマイクロ波進行方向よりみた構造を示す説
明図、図（ｂ）はマイクロ波進行方向と直角な方向より
みた構造を示す説明図で、１は複数方向からマイクロ波
を投入できるアプリケータ、２はベルジャー、３はシリ
コンウエハのような円形形状をした基板、４は回転式の
基板台である。
アプリケータ１内に設置された石英管のベルジャー２
内に回転式の基板台４が配置されている。
ベルジャー２内を10-5Torr程度に排気した後、ベルジ
ャー２内に、例えば、水素と炭化水素または炭酸ガスの
混合ガスを10〜40Torr程度の圧力に充填し、アプリケー
タ１内にマイクロ波を投入し、ベルジャー２内のガスを
プラズマ化する。
第４図は第３図に示すプラズマCVD装置のマイクロ波
進行方向でのプラズマ強度の分布を示す。図において７
はプラズマである。
このプラズマ雰囲気中に基板３を数時間さらすため、
基板台４に基板３をおき、基板台４を回転させると、基
板３表面上にダイヤモンドなどの物質を析出することが
できる。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のマイクロ波プラズマCVD装置では、上記のよう
に、アプリケータが溶接などにより固定された壁（天井
および側壁）で構成されているために、単一強度分布の
プラズマしか発生せず、基板３は基板台４の中心を軸と
して回転するため、基板３周辺部のプラズマ内滞在時間
が中心部に比べ短いため、周辺部の膜厚が中心部に比し
て薄くなり、均一な膜厚の基板を作ることができないと
いう問題があった。
本発明は上記の問題を解消するためになされたもの
で、プラズマ強度分布を連続的に変化できるようにし
て、基板に物質を均一に析出できるマイクロ波プラズマ
CVD装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため本発明のマイクロ波プラズマ
CVD装置は、空胴共振器であるアプリケータと、該アプ
リケータに接続された複数のマイクロ波投入部と、該ア
プリケータ内に配置された真空機密構造のベルジャー
と、該ベルジャー内に接続する反応ガスの導入部と排気
部とを含み、該アプリケータ内に投入したマイクロ波に
より、直接、該ベルジャー内に導入した反応ガスのプラ
ズマを発生させ、該ベルジャー内にて該プラズマの雰囲
気中に基板をさらすことで該基板の表面に所定物質を析
出させるマイクロ波CVD装置であって、該アプリケータ
に接続された該複数のマイクロ波投入部に、位置が各々
連続可変な可動側壁及び可動天井を設置したことを特徴
とするものである。
〔作 用〕
壁を可動させることにより、プラズマの強度分を連続
的に変えると、プラズマが基板の全面に均一に行き渡
り、全面に均一に物質を析出させることができる。
〔実施例〕
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例の構造を示
す。図（ａ）はマイクロ波進行方向よりみた構造を示す
説明図、図（ｂ）はマイクロ波進行方向と直角な方向よ
りみた構造を示す説明図で、1aは複数方向からマイクロ
波を投入でき、かつ、壁（側壁および天井）を可動構造
にした空胴共振器のアプリケータ、2,3,4は第３図の同
一符号と同一または相当するものを示し、５は可動側
壁、６は可動天井である。
双方向からマイクロ波を投入することができ、かつ、
可動側壁５、可動天井６を有する空胴共振器のアプリケ
ータ1a内にベルジャー２が真空気密構造に設置されてお
り、ベルジャー２内には回転式の基板台４が配設されて
いて、この基板台４上に基板３が載置される。基板台４
は外部からの回転機構（図示していない）により回転す
る。
ベルジャー２内を10-5Torr程度に排気した後、ベルジ
ャー２上部より反応ガスを導入し、10〜40Torrの管内圧
力に調整する。
そして、基板台４を４〜20r.p.m程度で回転させなが
ら、アプリケータ1a内に双方向からマイクロ波を投入
し、ベルジャー２内の混合ガスをプラズマ化する。
プラズマを発生してからある一定時間経過後、可動側
壁５や可動天井６の位置を移動させることにより、プラ
ズマの強度分布を連続的に変化させながら、基板３に物
質を析出させていく。
プラズマの強度分布を連続的に変化させることによ
り、ある一定の期間中の基板３表面のプラズマ強度の平
均を各部分で均一にすることができ、基板３の全面に物
質を均一に析出させることができる。
第２図（ａ）、（ｂ）は本発明の装置における可動側
壁５の移動によるプラズマ強度分布の変化の例を示す。
なお、可動側壁５や可動天井６を設けたことでできた
隙間からマイクロ波の漏洩は、可動側壁５、可動天井６
にチョーク構造を設けることで抑えることができる。
また、基板台４を上下に昇降可能な構造にすると、基
板３表面のプラズマ強度の平均化の効果がさらに高上す
る。
また、外部から移相器によりベルジャー２内のプラズ
マをマイクロ波進行方向にも移動させることにより、よ
り均一な膜が得られる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、連続的にプラ
ズマの強度分布を変化させることが可能となり、基板へ
の均一な成膜が得られるとともに、基板への成膜の量産
効果を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例の構造を示す
説明図、第２図（ａ）、（ｂ）は本発明の装置における
可動側壁の移動によるプラズマ強度分布の変化の例を示
す説明図、第３図（ａ）、（ｂ）は従来のこの種のマイ
クロ波プラズマCVD装置の一例の構造を示す説明図、第
４図（ａ）、（ｂ）は従来の装置におけるプラズマ強度
分布を示す説明図である。 1a……アプリケータ、２……ベルジャー、３……基板、
４……基板台、５……可動側壁、６……可動天井、７…
…プラズマ なお図中同一符号は同一または相当するものを示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】空胴共振器であるアプリケータと、該アプ
    リケータに接続された複数のマイクロ波投入部と、該ア
    プリケータ内に配置された真空気密構造のベルジャー
    と、該ベルジャー内に接続する反応ガス導入部と排気部
    とを含み、該アプリケータ内に投入したマイクロ波によ
    り、直接、該ベルジャー内に導入した反応ガスのプラズ
    マを発生させ、該ベルジャー内にて該プラズマの雰囲気
    中に基板をさらすことで該基板の表面に所定物質を析出
    させるマイクロ波CVD装置であって、該アプリケータに
    接続された該複数のマイクロ波投入部に、位置が各々連
    続可変な可動側壁及び可動天井を設置したことを特徴と
    するマイクロ波プラズマCVD装置。
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