JP2970654B1 - 薄膜形成装置 - Google Patents
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/517—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using a combination of discharges covered by two or more of groups C23C16/503 - C23C16/515
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Abstract
【要約】
【課題】 イオンビームの照射による基材の損傷を防止
して基材の成膜面に良好な薄膜を形成する。 【解決手段】 成膜室１３としての真空容器１２内に設
けられた基材１７と、真空容器１２内に導入された原料
ガスをプラズマ化して分解し，真空容器１２内の基材１
７の成膜面近傍に原料ガスのプラズマ２６を生成するプ
ラズマ生成手段と、真空容器１２の周囲に設けられ，基
材１７の成膜面に平行に又は斜めに引出されたイオンビ
ーム３１がプラズマ２６を照射するイオン源２９とを備
える。
して基材の成膜面に良好な薄膜を形成する。 【解決手段】 成膜室１３としての真空容器１２内に設
けられた基材１７と、真空容器１２内に導入された原料
ガスをプラズマ化して分解し，真空容器１２内の基材１
７の成膜面近傍に原料ガスのプラズマ２６を生成するプ
ラズマ生成手段と、真空容器１２の周囲に設けられ，基
材１７の成膜面に平行に又は斜めに引出されたイオンビ
ーム３１がプラズマ２６を照射するイオン源２９とを備
える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、イオンビームによ
る基材への照射を防止しつつ基材の成膜面近傍に生成さ
れた原料ガスのプラズマにイオンビームを照射し、プラ
ズマ中のイオンやラジカル等の粒子にエネルギーを与え
て基材に結晶性薄膜を堆積して形成する薄膜形成装置に
関する。
る基材への照射を防止しつつ基材の成膜面近傍に生成さ
れた原料ガスのプラズマにイオンビームを照射し、プラ
ズマ中のイオンやラジカル等の粒子にエネルギーを与え
て基材に結晶性薄膜を堆積して形成する薄膜形成装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＣＶＤ装置を応用したこの種の薄
膜形成装置は、例えば特開平５−５５１９４号公報（Ｈ
０１Ｌ ２１／３１）に記載されているように、成膜室
内に原料ガスの高周波プラズマを形成し、同時に、イオ
ン源から成膜室にイオンビームを引出してこのビームを
高周波プラズマ及び基板の表面に照射し、このビーム照
射に基づくプラズマ中の励起種のマイグレーション効果
及び膜質制御により、低温で基板に均一，均質な薄膜を
堆積して形成する。
膜形成装置は、例えば特開平５−５５１９４号公報（Ｈ
０１Ｌ ２１／３１）に記載されているように、成膜室
内に原料ガスの高周波プラズマを形成し、同時に、イオ
ン源から成膜室にイオンビームを引出してこのビームを
高周波プラズマ及び基板の表面に照射し、このビーム照
射に基づくプラズマ中の励起種のマイグレーション効果
及び膜質制御により、低温で基板に均一，均質な薄膜を
堆積して形成する。
【０００３】そのため、ＴＦＴタイプの液晶表示パネル
の薄膜トランジスタや太陽電池の結晶性シリコン薄膜の
形成に極めて有用である。
の薄膜トランジスタや太陽電池の結晶性シリコン薄膜の
形成に極めて有用である。
【０００４】ところで、前記公報に記載の従来の薄膜形
成装置はほぼ図６に示すように形成され、真空チャンバ
ー１は下部の成膜室２と上部のイオン源３とにより構成
され、成膜室２の下部から常時真空排気される。
成装置はほぼ図６に示すように形成され、真空チャンバ
ー１は下部の成膜室２と上部のイオン源３とにより構成
され、成膜室２の下部から常時真空排気される。
【０００５】さらに、成膜室２は下部に基材ホルダ４が
設けられ、このホルダ４により板状の基材５が水平に支
持される。
設けられ、このホルダ４により板状の基材５が水平に支
持される。
【０００６】そして、成膜室２においては例えばマイク
ロ波放電により、基材５の成膜面（表面）の上部に原料
ガス（反応ガス）のプラズマ（高周波プラズマ）６が生
成される。
ロ波放電により、基材５の成膜面（表面）の上部に原料
ガス（反応ガス）のプラズマ（高周波プラズマ）６が生
成される。
【０００７】また、イオン源３から引出電極７を介して
下方の成膜室２にイオンビーム８が引出され、このイオ
ンビーム８がプラズマ６を通って基材５の成膜面に垂直
照射される。
下方の成膜室２にイオンビーム８が引出され、このイオ
ンビーム８がプラズマ６を通って基材５の成膜面に垂直
照射される。
【０００８】なお、図中の９は原料ガスの導入口、１０
はマイクロ波の導入口、１１は磁場用の磁石である。
はマイクロ波の導入口、１１は磁場用の磁石である。
【０００９】そして、イオンビーム８の前記の垂直照射
により、プラズマ６中のイオンやラジカル等の粒子が励
起されて高エネルギ化されるとともに基材５にイオンビ
ーム８が照射され、基材５の表面でのマイグレーション
効果及び反応が促進されて基材５にシリコン薄膜等の結
晶性の薄膜が形成される。
により、プラズマ６中のイオンやラジカル等の粒子が励
起されて高エネルギ化されるとともに基材５にイオンビ
ーム８が照射され、基材５の表面でのマイグレーション
効果及び反応が促進されて基材５にシリコン薄膜等の結
晶性の薄膜が形成される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前記図６の従来装置の
場合、イオンビーム８が基材５の表面に垂直に，換言す
れば薄膜の堆積方向から照射されるため、とくに、イオ
ンビーム８を高い電圧でイオン源３から引出すような場
合、イオンビーム８の基材５への衝突エネルギが大き
く、基材５によってはイオンビーム８の照射による損傷
が発生し、良好な薄膜形成が行えない問題点がある。
場合、イオンビーム８が基材５の表面に垂直に，換言す
れば薄膜の堆積方向から照射されるため、とくに、イオ
ンビーム８を高い電圧でイオン源３から引出すような場
合、イオンビーム８の基材５への衝突エネルギが大き
く、基材５によってはイオンビーム８の照射による損傷
が発生し、良好な薄膜形成が行えない問題点がある。
【００１１】本発明は、イオンビームの照射による基材
の損傷を防止して基材の成膜面に良好な薄膜を形成し得
るようにすることを課題とし、その際、プラズマへのイ
オンビームの照射量を極力多くして薄膜の結晶性の向上
等を図ることも課題とする。
の損傷を防止して基材の成膜面に良好な薄膜を形成し得
るようにすることを課題とし、その際、プラズマへのイ
オンビームの照射量を極力多くして薄膜の結晶性の向上
等を図ることも課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明の薄膜形成装置の場合、請求項１において
は、成膜室としての真空容器内に設けられた基材と、真
空容器内に導入された原料ガスをプラズマ化して分解
し，真空容器内の基材の成膜面近傍に原料ガスのプラズ
マを生成するプラズマ生成手段と、真空容器の周囲に設
けられ，基材の成膜面に平行に引出されたイオンビーム
が前記プラズマを照射するイオン源とを備える。
めに、本発明の薄膜形成装置の場合、請求項１において
は、成膜室としての真空容器内に設けられた基材と、真
空容器内に導入された原料ガスをプラズマ化して分解
し，真空容器内の基材の成膜面近傍に原料ガスのプラズ
マを生成するプラズマ生成手段と、真空容器の周囲に設
けられ，基材の成膜面に平行に引出されたイオンビーム
が前記プラズマを照射するイオン源とを備える。
【００１３】したがって、イオンビームがイオン源から
基材の成膜面に平行に引出されてその近傍に生成された
原料ガスのプラズマを照射し、このとき、イオンビーム
が基材を照射しないため、イオンビームの基材への衝突
が極めて少なく、イオンビームの照射による基材の損傷
が防止され、イオンビームを高い電圧で引出すような場
合にも、基材の損傷なく、その成膜面に良好な薄膜が形
成される。
基材の成膜面に平行に引出されてその近傍に生成された
原料ガスのプラズマを照射し、このとき、イオンビーム
が基材を照射しないため、イオンビームの基材への衝突
が極めて少なく、イオンビームの照射による基材の損傷
が防止され、イオンビームを高い電圧で引出すような場
合にも、基材の損傷なく、その成膜面に良好な薄膜が形
成される。
【００１４】また、請求項２の場合は、イオン源を複数
個とし、各イオン源を真空容器の周囲の複数個所に配置
し、基材の成膜面近傍のプラズマが成膜面に平行に又は
斜めに引出されたイオンビームにより周囲の複数の方向
から照射されるようにする。
個とし、各イオン源を真空容器の周囲の複数個所に配置
し、基材の成膜面近傍のプラズマが成膜面に平行に又は
斜めに引出されたイオンビームにより周囲の複数の方向
から照射されるようにする。
【００１５】したがって、基材の成膜面近傍の原料ガス
のプラズマをその周囲の複数の方向から基材に平行に又
は斜めにイオンビームが照射し、この場合、イオンビー
ムの基材表面への衝突を極力少なくすることができ、し
かも、その上部の原料ガスのプラズマに多量のイオンビ
ームを照射することができ、基板に極力損傷を与えない
ようにしてプラズマ中の粒子が十分に励起され、薄膜の
結晶性の一層の向上等が図られる。
のプラズマをその周囲の複数の方向から基材に平行に又
は斜めにイオンビームが照射し、この場合、イオンビー
ムの基材表面への衝突を極力少なくすることができ、し
かも、その上部の原料ガスのプラズマに多量のイオンビ
ームを照射することができ、基板に極力損傷を与えない
ようにしてプラズマ中の粒子が十分に励起され、薄膜の
結晶性の一層の向上等が図られる。
【００１６】さらに、請求項３の場合は、イオン源を真
空容器の全周に環状に設け、基材の成膜面近傍のプラズ
マが周囲の全方向から基材に平行に又は斜めにイオンビ
ームが照射されるようにする。
空容器の全周に環状に設け、基材の成膜面近傍のプラズ
マが周囲の全方向から基材に平行に又は斜めにイオンビ
ームが照射されるようにする。
【００１７】したがって、基材の成膜面近傍の原料ガス
のプラズマを、その周囲の全方向から基材に平行に又は
斜めにイオンビームが照射し、この場合、イオンビーム
の基材表面への衝突を極力少なくしてその上部の原料ガ
スのプラズマに請求項２の場合より極めて多量のイオン
ビームが照射され、薄膜の結晶性等をさらに一層向上等
することができる。
のプラズマを、その周囲の全方向から基材に平行に又は
斜めにイオンビームが照射し、この場合、イオンビーム
の基材表面への衝突を極力少なくしてその上部の原料ガ
スのプラズマに請求項２の場合より極めて多量のイオン
ビームが照射され、薄膜の結晶性等をさらに一層向上等
することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態につき、図１
ないし図５を参照して説明する。 （第１の形態） まず、請求項１に対応する本発明の実施の第１の形態に
つき、図１を参照して説明する。図１に示すように、真
空容器１２により図６の成膜室２に相当する成膜室１３
が形成され、この成膜室１３は左側の排気口部１４に排
気装置１５が接続されて常時真空排気される。
ないし図５を参照して説明する。 （第１の形態） まず、請求項１に対応する本発明の実施の第１の形態に
つき、図１を参照して説明する。図１に示すように、真
空容器１２により図６の成膜室２に相当する成膜室１３
が形成され、この成膜室１３は左側の排気口部１４に排
気装置１５が接続されて常時真空排気される。
【００１９】また、成膜室１３の下部に、基材ホルダ１
６により板状の基材１７が水平に支持される。
６により板状の基材１７が水平に支持される。
【００２０】そして、基材ホルダ１６は成膜温度（例え
ば３００℃）を制御するヒータ１８を内蔵するととも
に、真空容器１２の外側で接地されている。
ば３００℃）を制御するヒータ１８を内蔵するととも
に、真空容器１２の外側で接地されている。
【００２１】つぎに、成膜室１３の上部に平行平板電極
１９が設けられ、この電極１９は上端部が真空容器１２
の上面を貫通して外部に突出し、整合器２０を介して高
周波電源２１に接続され、この電源２１の高周波電力が
供給される。
１９が設けられ、この電極１９は上端部が真空容器１２
の上面を貫通して外部に突出し、整合器２０を介して高
周波電源２１に接続され、この電源２１の高周波電力が
供給される。
【００２２】なお、平行平板電極１９は例えば基材１７
の対向する２辺の間隔で平行に配置された２枚の平板電
極からなる。
の対向する２辺の間隔で平行に配置された２枚の平板電
極からなる。
【００２３】さらに、真空容器１２の外部に設けられた
ガス供給装置２２から導入管２３及び平行平板電極１９
の電極下面に形成された多孔２４を介して成膜室１３内
に、原料ガス（反応ガス）２５が導入される。
ガス供給装置２２から導入管２３及び平行平板電極１９
の電極下面に形成された多孔２４を介して成膜室１３内
に、原料ガス（反応ガス）２５が導入される。
【００２４】この原料ガス２５は、シリコン薄膜を形成
する場合、シランガス（ＳｉＨ4 ，Ｓｉ2Ｈ6等）を含ん
だガス単体もしくはシランガスと水素ガス（Ｈ2 ），ヘ
リウムガス（Ｈｅ），アルゴンガス（Ａｒ）等の不活性
ガスとの混合ガスからなる。
する場合、シランガス（ＳｉＨ4 ，Ｓｉ2Ｈ6等）を含ん
だガス単体もしくはシランガスと水素ガス（Ｈ2 ），ヘ
リウムガス（Ｈｅ），アルゴンガス（Ａｒ）等の不活性
ガスとの混合ガスからなる。
【００２５】そして、成膜室１３に導入された原料ガス
２５が高周波電源２１から供給された電力に基づく高周
波放電によりプラズマ化され、基材１７の成膜面近傍に
原料ガス２５のプラズマ（高周波プラズマ）２６が形成
される。
２５が高周波電源２１から供給された電力に基づく高周
波放電によりプラズマ化され、基材１７の成膜面近傍に
原料ガス２５のプラズマ（高周波プラズマ）２６が形成
される。
【００２６】なお、平行平板電極１９，整合器２０，高
周波電源２１及びガス供給装置２２等がプラズマ生成手
段を形成する。
周波電源２１及びガス供給装置２２等がプラズマ生成手
段を形成する。
【００２７】つぎに、真空容器１２の左側のほぼ基材１
７と平行平板電極１９との間の位置にビーム導入口２７
が形成され、この導入口２７に引出電極２８を介してイ
オン源２９のプラズマ室３０の開口が連結され、プラズ
マ室３０のマイクロ波放電，ＥＣＲ放電等によるプラズ
マ生成で形成されたイオンビーム３１が引出電極２８に
より、基材１７に平行に（水平に），換言すれば基材１
７の堆積方向（上下方向）に直角に成膜室１３に引出さ
れる。
７と平行平板電極１９との間の位置にビーム導入口２７
が形成され、この導入口２７に引出電極２８を介してイ
オン源２９のプラズマ室３０の開口が連結され、プラズ
マ室３０のマイクロ波放電，ＥＣＲ放電等によるプラズ
マ生成で形成されたイオンビーム３１が引出電極２８に
より、基材１７に平行に（水平に），換言すれば基材１
７の堆積方向（上下方向）に直角に成膜室１３に引出さ
れる。
【００２８】なお、プラズマ室３０へのプラズマ生成ガ
スの導入は、成膜室１３内に導入された原料ガスがプラ
ズマ室３０にも拡散するため、必ずしも必要ではない
が、イオン源導入ガス供給装置３２から原料ガスと別個
に導入してもよい。
スの導入は、成膜室１３内に導入された原料ガスがプラ
ズマ室３０にも拡散するため、必ずしも必要ではない
が、イオン源導入ガス供給装置３２から原料ガスと別個
に導入してもよい。
【００２９】この場合、イオン源導入ガス供給装置３２
からプラズマ室３０に導入されるガスは、成膜に影響し
ないように、原料ガスと同様のシランガス（（Ｓｉ
Ｈ4 ，Ｓｉ2Ｈ6等）を含んだガス単体，シランガスと水
素ガス（Ｈ2 ），ヘリウムガス（Ｈｅ），アルゴンガス
（Ａｒ）等との混合ガスであればよく、水素ガス
（Ｈ2 ），ヘリウムガス（Ｈｅ），アルゴンガス（Ａ
ｒ）等の不活性ガスであってもよい。なお、図中の３３
は電極２８を支持する絶縁体である。
からプラズマ室３０に導入されるガスは、成膜に影響し
ないように、原料ガスと同様のシランガス（（Ｓｉ
Ｈ4 ，Ｓｉ2Ｈ6等）を含んだガス単体，シランガスと水
素ガス（Ｈ2 ），ヘリウムガス（Ｈｅ），アルゴンガス
（Ａｒ）等との混合ガスであればよく、水素ガス
（Ｈ2 ），ヘリウムガス（Ｈｅ），アルゴンガス（Ａ
ｒ）等の不活性ガスであってもよい。なお、図中の３３
は電極２８を支持する絶縁体である。
【００３０】そして、基材１７に平行に引出されたイオ
ンビーム３１は基材１７の成膜面に衝突することなく、
プラズマ２６を照射し、このとき、基材１７に堆積しよ
うとするプラズマ２６の粒子がイオンビーム３１と衝突
して励起され、励起された高エネルギ粒子が基材１７に
堆積する。
ンビーム３１は基材１７の成膜面に衝突することなく、
プラズマ２６を照射し、このとき、基材１７に堆積しよ
うとするプラズマ２６の粒子がイオンビーム３１と衝突
して励起され、励起された高エネルギ粒子が基材１７に
堆積する。
【００３１】したがって、イオンビーム３１の基材１７
への衝突を防止して基材１７の表面でのマイグレーショ
ン効果を高めることができ、イオンビーム３１の引出し
による損傷等なく、結晶性の良好なシリコン薄膜等を基
材１７に形成することができる。
への衝突を防止して基材１７の表面でのマイグレーショ
ン効果を高めることができ、イオンビーム３１の引出し
による損傷等なく、結晶性の良好なシリコン薄膜等を基
材１７に形成することができる。
【００３２】そして、図１の装置により３００℃に加熱
した石英基板上に、膜厚３０００Åのシリコン薄膜を形
成し、その薄膜の結晶性をｘ線回折装置により観察した
ところ、結晶化を示すピークが確認されて結晶性の良好
な薄膜が形成されることが確かめられた。
した石英基板上に、膜厚３０００Åのシリコン薄膜を形
成し、その薄膜の結晶性をｘ線回折装置により観察した
ところ、結晶化を示すピークが確認されて結晶性の良好
な薄膜が形成されることが確かめられた。
【００３３】なお、その際の成膜条件は、原料ガスをモ
ノシラン（ＳｉＨ4）と水素（Ｈ2）の混合ガスとし、そ
の流量を各１０ｃｃｍ，ガス圧を１０ｍＴｏｒｒとし、
高周波電力を１００Ｗとし、イオンビーム３１の引出電
圧を２ｋＶとした。
ノシラン（ＳｉＨ4）と水素（Ｈ2）の混合ガスとし、そ
の流量を各１０ｃｃｍ，ガス圧を１０ｍＴｏｒｒとし、
高周波電力を１００Ｗとし、イオンビーム３１の引出電
圧を２ｋＶとした。
【００３４】ところで、前記第１の形態にあっては、イ
オン源２９のプラズマ室３０が少なくとも１枚の引出電
極２８により仕切られ、この引出電極２８によりイオン
ビーム３１を一定のエネルギで引出すことができるた
め、制御性よくイオンビーム３１を照射することができ
るが、引出電極２８を設けない構造であってもイオンビ
ーム３１を照射することは可能である。
オン源２９のプラズマ室３０が少なくとも１枚の引出電
極２８により仕切られ、この引出電極２８によりイオン
ビーム３１を一定のエネルギで引出すことができるた
め、制御性よくイオンビーム３１を照射することができ
るが、引出電極２８を設けない構造であってもイオンビ
ーム３１を照射することは可能である。
【００３５】なお、引出電極２８を設けない場合は、イ
オン源２９のプラズマ電位と基材表面のプラズマ電位と
の電位差によってイオンビーム３１のエネルギ量が決ま
る。
オン源２９のプラズマ電位と基材表面のプラズマ電位と
の電位差によってイオンビーム３１のエネルギ量が決ま
る。
【００３６】（第２の形態） つぎに、請求項１に対応する本発明の実施の第２の形態
について、図２を参照して説明する。図２は図１の平行
平板電極１９の代わりに誘導結合型コイル電極を用いて
形成した場合を示し、図中の３４は真空容器１２の上面
外側に設けられた誘導コイルであり、高周波電源２１に
接続されて誘導結合型コイル電極を形成する。なお、こ
の形態の場合は、真空容器１２が絶縁体で形成される。
について、図２を参照して説明する。図２は図１の平行
平板電極１９の代わりに誘導結合型コイル電極を用いて
形成した場合を示し、図中の３４は真空容器１２の上面
外側に設けられた誘導コイルであり、高周波電源２１に
接続されて誘導結合型コイル電極を形成する。なお、こ
の形態の場合は、真空容器１２が絶縁体で形成される。
【００３７】そして、誘導コイル３４に高周波電力が供
給されることにより、基材１７の成膜面近傍にプラズマ
２６が形成され、このプラズマ２６にイオンビーム３１
が照射されるため、前記第１の形態と同様の効果が得ら
れる。
給されることにより、基材１７の成膜面近傍にプラズマ
２６が形成され、このプラズマ２６にイオンビーム３１
が照射されるため、前記第１の形態と同様の効果が得ら
れる。
【００３８】（第３の形態） つぎに、請求項１に対応する本発明の実施の第３の形態
につき、図３を参照して説明する。図３はマイクロ波放
電でプラズマ２６を形成する場合を示す。
につき、図３を参照して説明する。図３はマイクロ波放
電でプラズマ２６を形成する場合を示す。
【００３９】そして、図３の３５は真空容器１２の上部
に設けられた電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）室、３
６はＥＣＲ室３５の周囲の磁波発生用の磁石、３７はＥ
ＣＲ室３５のマイクロ波導入口である。
に設けられた電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）室、３
６はＥＣＲ室３５の周囲の磁波発生用の磁石、３７はＥ
ＣＲ室３５のマイクロ波導入口である。
【００４０】そして、導入口３７からＥＣＲ室３５にマ
イクロ波３８が導入されると、マイクロ波放電が生じて
プラズマ２６が形成され、このプラズマ２６にイオンビ
ーム３１が照射され、前記第１，第２の形態と同様の効
果が得られる。
イクロ波３８が導入されると、マイクロ波放電が生じて
プラズマ２６が形成され、このプラズマ２６にイオンビ
ーム３１が照射され、前記第１，第２の形態と同様の効
果が得られる。
【００４１】（第４の形態） つぎに、請求項２に対応する本発明の実施の第４の形態
について、図４を参照して説明する。図４の（ａ），
（ｂ）は装置の切断平面図，切断正面図であり、真空容
器１２を直方体とし、その周囲の４面にそれぞれ図１の
イオン源２９と同様の構成のイオン源２９ａ，２９ｂ，
２９ｃ，２９ｄを設けて装置が形成されている。また、
排気装置１５は真空容器１２の下部に設けられている。
について、図４を参照して説明する。図４の（ａ），
（ｂ）は装置の切断平面図，切断正面図であり、真空容
器１２を直方体とし、その周囲の４面にそれぞれ図１の
イオン源２９と同様の構成のイオン源２９ａ，２９ｂ，
２９ｃ，２９ｄを設けて装置が形成されている。また、
排気装置１５は真空容器１２の下部に設けられている。
【００４２】この場合、ほぼプラズマ２６を囲むように
複数のイオン源２９ａ〜２９ｄが配置され、各イオン源
２９ａ〜２９ｄから基材１７に平行にイオンビーム３１
が照射されるため、効率よく大量のイオンビーム３１が
プラズマ２６に照射され、一層結晶性の優れた所望の薄
膜を形成することができる。なお、イオン源を例えば対
向する２面にのみ設ける構成であってもよい。
複数のイオン源２９ａ〜２９ｄが配置され、各イオン源
２９ａ〜２９ｄから基材１７に平行にイオンビーム３１
が照射されるため、効率よく大量のイオンビーム３１が
プラズマ２６に照射され、一層結晶性の優れた所望の薄
膜を形成することができる。なお、イオン源を例えば対
向する２面にのみ設ける構成であってもよい。
【００４３】また、真空容器１２が円筒形等の場合、適
当な間隔で複数個のイオン源をその周囲に設けても同様
の効果が得られる。
当な間隔で複数個のイオン源をその周囲に設けても同様
の効果が得られる。
【００４４】さらに、各イオン源はそれぞれのイオンビ
ームが下方に向って斜めに照射されるように設けてもよ
い。
ームが下方に向って斜めに照射されるように設けてもよ
い。
【００４５】すなわち、前記形態にあっては、イオンビ
ーム３１を基材１７に平行に引出すようにしたが、基材
１７がイオンビーム３１の照射による損傷が比較的少な
い材質の場合等には、例えばイオン源２９ａ〜２９ｄを
真空容器１２の周囲のプラズマ２６より上部の位置に設
け、斜め下方にイオンビーム３１を引出すようにしても
よい。
ーム３１を基材１７に平行に引出すようにしたが、基材
１７がイオンビーム３１の照射による損傷が比較的少な
い材質の場合等には、例えばイオン源２９ａ〜２９ｄを
真空容器１２の周囲のプラズマ２６より上部の位置に設
け、斜め下方にイオンビーム３１を引出すようにしても
よい。
【００４６】この場合、図６のイオンビームが基板を垂
直に照射する従来装置の場合に比してイオンビームの侵
入深さが小さく、イオンビーム３１を基材１７に平行に
引出す場合と同様にイオンビームの照射による基材１７
の損傷を極力防止することができる。
直に照射する従来装置の場合に比してイオンビームの侵
入深さが小さく、イオンビーム３１を基材１７に平行に
引出す場合と同様にイオンビームの照射による基材１７
の損傷を極力防止することができる。
【００４７】そして、イオンビーム３１を斜めに照射す
る場合、その角度は基材１７への照射量を考慮すると、
基材１７の薄膜堆積方向（垂直方向）を０゜として４５
°〜９０°（水平）の範囲にすることが好ましい。
る場合、その角度は基材１７への照射量を考慮すると、
基材１７の薄膜堆積方向（垂直方向）を０゜として４５
°〜９０°（水平）の範囲にすることが好ましい。
【００４８】（第５の形態） つぎに、請求項３に対応する本発明の実施の第５の形態
について、図５を参照して説明する。図５の（ａ），
（ｂ）は装置の切断平面図，切断正面図であり、この図
５の装置は、真空容器１２が円筒形であり、その全周に
イオン源２９’のプラズマ室３０’を環状に設けて形成
され、プラズマ室３０’に複数のイオン源導入ガス供給
装置３２’からイオン源ガスが供給される。
について、図５を参照して説明する。図５の（ａ），
（ｂ）は装置の切断平面図，切断正面図であり、この図
５の装置は、真空容器１２が円筒形であり、その全周に
イオン源２９’のプラズマ室３０’を環状に設けて形成
され、プラズマ室３０’に複数のイオン源導入ガス供給
装置３２’からイオン源ガスが供給される。
【００４９】この場合、基材１７に平行なイオンビーム
３１’がプラズマ２６に全方向から照射され、一層効率
よく多量のイオンビーム３１’をプラズマ２６に照射す
ることができ、極めて良質の薄膜を形成することができ
る。
３１’がプラズマ２６に全方向から照射され、一層効率
よく多量のイオンビーム３１’をプラズマ２６に照射す
ることができ、極めて良質の薄膜を形成することができ
る。
【００５０】なお、前記第４の形態の場合と同様、イオ
ン源２９’をプラズマ２６より上方の位置に設け、イオ
ンビーム３１’を斜め下方に照射するようにしてもよ
い。
ン源２９’をプラズマ２６より上方の位置に設け、イオ
ンビーム３１’を斜め下方に照射するようにしてもよ
い。
【００５１】
【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。まず、請求項１の場合は、イオンビーム３１が基材
１７の成膜面に平行に引出され、イオンビーム３１が基
材１７を照射しないため、イオンビーム３１の基材１７
表面への衝突が極めて少なく、イオンビーム３１の照射
による基材１７の損傷が防止され、基材１７に損傷を与
えないようにして基材１７の成膜面近傍の原料ガスのプ
ラズマ２６にイオンビーム３１を照射することができ、
イオンビーム３１を高い電圧で引出すような場合にも基
材１７の成膜面に良好な薄膜を形成することができる。
る。まず、請求項１の場合は、イオンビーム３１が基材
１７の成膜面に平行に引出され、イオンビーム３１が基
材１７を照射しないため、イオンビーム３１の基材１７
表面への衝突が極めて少なく、イオンビーム３１の照射
による基材１７の損傷が防止され、基材１７に損傷を与
えないようにして基材１７の成膜面近傍の原料ガスのプ
ラズマ２６にイオンビーム３１を照射することができ、
イオンビーム３１を高い電圧で引出すような場合にも基
材１７の成膜面に良好な薄膜を形成することができる。
【００５２】つぎに、請求項２の場合は基材１７の上部
のプラズマ２６をその周囲の複数の方向から基材１７に
平行に又は斜めにイオンビーム３１が照射し、この場
合、イオンビーム３１による基材１７の照射を極力防止
してイオンビーム３１の基材１７表面への衝突を極力少
なくすることができ、しかも、基材１７の成膜面近傍の
プラズマ２６に多量のイオンビーム３１を照射すること
ができるため、基材１７に極力損傷を与えないようにし
てプラズマ２６へのイオンビーム３１の照射量を多く
し、薄膜の結晶性の一層の向上等を図ることができる。
のプラズマ２６をその周囲の複数の方向から基材１７に
平行に又は斜めにイオンビーム３１が照射し、この場
合、イオンビーム３１による基材１７の照射を極力防止
してイオンビーム３１の基材１７表面への衝突を極力少
なくすることができ、しかも、基材１７の成膜面近傍の
プラズマ２６に多量のイオンビーム３１を照射すること
ができるため、基材１７に極力損傷を与えないようにし
てプラズマ２６へのイオンビーム３１の照射量を多く
し、薄膜の結晶性の一層の向上等を図ることができる。
【００５３】さらに、請求項３の場合は基材１７の成膜
面近傍のプラズマ２６を、その周囲の全方向から基材１
７に平行に又は斜めにイオンビーム３１’が照射し、こ
の場合もイオンビーム３１’による基材１７の照射を極
力防止してイオンビーム３１’の基材１７表面への衝突
を極力少なくすることができ、しかも、基材１７の上部
のプラズマ２６に極めて多量のイオンビームを照射する
ことができるため、薄膜の結晶性等をさらに一層著しく
向上等することができる。
面近傍のプラズマ２６を、その周囲の全方向から基材１
７に平行に又は斜めにイオンビーム３１’が照射し、こ
の場合もイオンビーム３１’による基材１７の照射を極
力防止してイオンビーム３１’の基材１７表面への衝突
を極力少なくすることができ、しかも、基材１７の上部
のプラズマ２６に極めて多量のイオンビームを照射する
ことができるため、薄膜の結晶性等をさらに一層著しく
向上等することができる。
【図１】本発明の実施の第１の形態の切断正面図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施の第２の形態の切断正面図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施の第３の形態の切断正面図であ
る。
る。
【図４】（ａ），（ｂ）は本発明の実施の第４の形態の
切断平面図，切断正面図である。
切断平面図，切断正面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は本発明の実施の第５の形態の
切断平面図，切断正面図である。
切断平面図，切断正面図である。
【図６】従来装置の様式図である。
１２ 真空容器 １３ 成膜室 １７ 基材 ２６ プラズマ ２９，２９’，２９ａ〜２９ｄ イオン源 ３１，３１’ イオンビーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−45254（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−251958（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−70062（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/205 C23C 16/50 C30B 25/02
Claims (3)
- 【請求項１】 成膜室としての真空容器内に設けられた
基材と、 前記真空容器内に導入された原料ガスをプラズマ化して
分解し，前記真空容器内の前記基材の成膜面近傍に前記
原料ガスのプラズマを生成するプラズマ生成手段と、 前記真空容器の周囲に設けられ，前記基材の成膜面に平
行に引出されたイオンビームが前記プラズマを照射する
イオン源とを備えたことを特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項２】 成膜室としての真空容器内に設けられた
基材と、 前記真空容器内に導入された原料ガスをプラズマ化して
分解し，前記真空容器内の前記基材の成膜面近傍に前記
原料ガスのプラズマを生成するプラズマ生成手段と、 前記真空容器の周囲の複数個所に設けられ，前記基材の
成膜面に平行に又は斜めに引出されたイオンビームが前
記プラズマを照射する複数個のイオン源とを備え、 前記 基材の成膜面近傍のプラズマが、周囲の複数の方向
からのイオンビームにより照射されるようにしたことを
特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項３】 成膜室としての真空容器内に設けられた
基材と、 前記真空容器内に導入された原料ガスをプラズマ化して
分解し，前記真空容器内の前記基材の成膜面近傍に前記
原料ガスのプラズマを生成するプラズマ生成手段と、 前記真空容器の全周に環状に設けられたイオン源とを備
え、 前記 基材の成膜面近傍のプラズマが、前記イオン源から
前記基材の成膜面に平行に又は斜めに引出された周囲の
全方向からのイオンビームにより照射されるようにした
ことを特徴とする薄膜形成装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10158395A JP2970654B1 (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 薄膜形成装置 |
| KR1019990017939A KR19990088375A (ko) | 1998-05-22 | 1999-05-19 | 박막형성장치 |
| US09/315,145 US6116187A (en) | 1998-05-22 | 1999-05-20 | Thin film forming apparatus |
| EP99110009A EP0959151A3 (en) | 1998-05-22 | 1999-05-21 | Thin film forming apparatus |
| TW088108344A TW409292B (en) | 1998-05-22 | 1999-05-21 | Thin film forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10158395A JP2970654B1 (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 薄膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2970654B1 true JP2970654B1 (ja) | 1999-11-02 |
| JPH11340151A JPH11340151A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15670810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10158395A Expired - Fee Related JP2970654B1 (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 薄膜形成装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6116187A (ja) |
| EP (1) | EP0959151A3 (ja) |
| JP (1) | JP2970654B1 (ja) |
| KR (1) | KR19990088375A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US20130098872A1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-25 | Applied Materials, Inc. | Switched electron beam plasma source array for uniform plasma production |
| US9129777B2 (en) | 2011-10-20 | 2015-09-08 | Applied Materials, Inc. | Electron beam plasma source with arrayed plasma sources for uniform plasma generation |
| US20130098555A1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-25 | Applied Materials, Inc. | Electron beam plasma source with profiled conductive fins for uniform plasma generation |
| US8951384B2 (en) | 2011-10-20 | 2015-02-10 | Applied Materials, Inc. | Electron beam plasma source with segmented beam dump for uniform plasma generation |
| US20130098553A1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-25 | Applied Materials, Inc. | Electron beam plasma source with profiled chamber wall for uniform plasma generation |
| US20130098552A1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-25 | Applied Materials, Inc. | E-beam plasma source with profiled e-beam extraction grid for uniform plasma generation |
| US9443700B2 (en) | 2013-03-12 | 2016-09-13 | Applied Materials, Inc. | Electron beam plasma source with segmented suppression electrode for uniform plasma generation |
| US20140273538A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Tokyo Electron Limited | Non-ambipolar electric pressure plasma uniformity control |
| US20140356768A1 (en) * | 2013-05-29 | 2014-12-04 | Banqiu Wu | Charged beam plasma apparatus for photomask manufacture applications |
| US9799491B2 (en) * | 2015-10-29 | 2017-10-24 | Applied Materials, Inc. | Low electron temperature etch chamber with independent control over plasma density, radical composition and ion energy for atomic precision etching |
| US20170140900A1 (en) * | 2015-11-13 | 2017-05-18 | Applied Materials, Inc. | Uniform low electron temperature plasma source with reduced wafer charging and independent control over radical composition |
| CN109751521B (zh) * | 2019-03-07 | 2020-07-28 | 维沃移动通信有限公司 | 一种灯光模组及移动终端 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH01298096A (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-01 | Canon Inc | ダイヤモンド状炭素膜の製造方法 |
| JP2687468B2 (ja) * | 1988-08-18 | 1997-12-08 | 日新電機株式会社 | 薄膜形成装置 |
| US4874459A (en) * | 1988-10-17 | 1989-10-17 | The Regents Of The University Of California | Low damage-producing, anisotropic, chemically enhanced etching method and apparatus |
| JPH02159375A (ja) * | 1988-12-13 | 1990-06-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | イオンビームスパッタリング装置 |
| US5132105A (en) * | 1990-02-02 | 1992-07-21 | Quantametrics, Inc. | Materials with diamond-like properties and method and means for manufacturing them |
| JP2626339B2 (ja) * | 1991-08-26 | 1997-07-02 | 日新電機株式会社 | 薄膜形成装置 |
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- 1998-05-22 JP JP10158395A patent/JP2970654B1/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-05-19 KR KR1019990017939A patent/KR19990088375A/ko not_active Application Discontinuation
- 1999-05-20 US US09/315,145 patent/US6116187A/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-05-21 TW TW088108344A patent/TW409292B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-05-21 EP EP99110009A patent/EP0959151A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
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| US6116187A (en) | 2000-09-12 |
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