JP3129265B2 - 薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成装置Info
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32321—Discharge generated by other radiation
- H01J37/3233—Discharge generated by other radiation using charged particles
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、方形（正方形，長
方形）の基板表面に薄膜を形成する薄膜形成装置に関す
る。
方形）の基板表面に薄膜を形成する薄膜形成装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＣＶＤ装置を応用した薄膜形成装
置の分野においては、その用途の拡大等を図るため、低
温で均一（膜厚），均質（膜特性）な薄膜を基板に形成
することが望まれる。
置の分野においては、その用途の拡大等を図るため、低
温で均一（膜厚），均質（膜特性）な薄膜を基板に形成
することが望まれる。
【０００３】そして、かかる要望に応えるため、本願出
願人は特開平５−５５１９４号公報（Ｈ０１Ｌ ２１／
３１）に記載の薄膜形成装置を既に発明している。
願人は特開平５−５５１９４号公報（Ｈ０１Ｌ ２１／
３１）に記載の薄膜形成装置を既に発明している。
【０００４】この既発明の薄膜形成装置は、成膜室に原
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。
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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のこの種ＣＶ
Ｄ装置を応用した薄膜形成装置は、プラズマＣＶＤ装置
等の他の既存装置等と同様、成膜室の高周波プラズマ生
成用の高周波電極が円筒形であり、この電極の内側のプ
ラズマ生成領域に高周波プラズマが球形状に形成され
る。
Ｄ装置を応用した薄膜形成装置は、プラズマＣＶＤ装置
等の他の既存装置等と同様、成膜室の高周波プラズマ生
成用の高周波電極が円筒形であり、この電極の内側のプ
ラズマ生成領域に高周波プラズマが球形状に形成され
る。
【０００６】この場合、高周波プラズマの基板に平行な
断面は円形であり、シリコンウエハ等の円板状の基板に
ついては、図１３の平面図に示すように、高周波電極１
の電極径を適当に設定することにより基板２の円形の表
面全体が過不足なく高周波プラズマに覆われ、基板２の
表面に効率よく均一，均質な薄膜を形成し得る。
断面は円形であり、シリコンウエハ等の円板状の基板に
ついては、図１３の平面図に示すように、高周波電極１
の電極径を適当に設定することにより基板２の円形の表
面全体が過不足なく高周波プラズマに覆われ、基板２の
表面に効率よく均一，均質な薄膜を形成し得る。
【０００７】しかし、ＴＦＴ−ＬＣＤの液晶表示パネル
のガラス基板等の正方形又は長方形の表面を有する方形
板の基板については、つぎに説明するように高周波電力
を無駄なく有効に利用して効率よく均一，均質な薄膜を
形成することができない。
のガラス基板等の正方形又は長方形の表面を有する方形
板の基板については、つぎに説明するように高周波電力
を無駄なく有効に利用して効率よく均一，均質な薄膜を
形成することができない。
【０００８】すなわち、従来装置により方形の基板の表
面全体に均一，均質な薄膜を形成しようとすると、高周
波電極の電極径を基板の対角線より長く設定し、高周波
プラズマが基板の表面全体を覆うようにしなければなら
ない。
面全体に均一，均質な薄膜を形成しようとすると、高周
波電極の電極径を基板の対角線より長く設定し、高周波
プラズマが基板の表面全体を覆うようにしなければなら
ない。
【０００９】この場合、正方形の基板であっても図１４
の（ａ）に示すように、高周波電極１により形成された
高周波プラズマは基板２からはみ出す斜線部分が成膜に
寄与せず、高周波電力が浪費されて成膜効率の向上が図
れない。
の（ａ）に示すように、高周波電極１により形成された
高周波プラズマは基板２からはみ出す斜線部分が成膜に
寄与せず、高周波電力が浪費されて成膜効率の向上が図
れない。
【００１０】また、基板外の部分に付着した余分な薄膜
がはがれて基板の成膜面を汚したりしないようにするた
め、クリーニング作業を頻繁に行ったりする必要があ
り、コストアップ等が避けられない。
がはがれて基板の成膜面を汚したりしないようにするた
め、クリーニング作業を頻繁に行ったりする必要があ
り、コストアップ等が避けられない。
【００１１】そして、長方形の基板であれば図１４の
（ｂ）に示すように、高周波プラズマの基板２からはみ
出す斜線の余分な部分が正方形の場合よりさらに多くな
り、一層成膜効率が低下するとともに頻繁なクリーニン
グ作業が必要になる。
（ｂ）に示すように、高周波プラズマの基板２からはみ
出す斜線の余分な部分が正方形の場合よりさらに多くな
り、一層成膜効率が低下するとともに頻繁なクリーニン
グ作業が必要になる。
【００１２】したがって、従来装置の場合は方形の基板
の表面全体に効率よく均一，均質な薄膜を形成すること
ができない問題点がある。
の表面全体に効率よく均一，均質な薄膜を形成すること
ができない問題点がある。
【００１３】また、従来装置にあっては、イオン源から
成膜室に基板の表面を円形に照射するようにイオンビー
ムが引出される。
成膜室に基板の表面を円形に照射するようにイオンビー
ムが引出される。
【００１４】そのため、前記の高周波プラズマの場合と
同様、方形板の基板の表面全体にイオンビームを照射し
ようとすると、基板に照射されない無駄な部分が多くな
り、この点からも基板に効率よく均一，均質な薄膜を形
成することができない問題点がある。
同様、方形板の基板の表面全体にイオンビームを照射し
ようとすると、基板に照射されない無駄な部分が多くな
り、この点からも基板に効率よく均一，均質な薄膜を形
成することができない問題点がある。
【００１５】つぎに、この種薄膜形成装置においては、
均一，均質な薄膜を形成しようとすると、高周波電極の
電極径を必ず基板を上回る大径にする必要があり、装置
の小型化を図ることができない。
均一，均質な薄膜を形成しようとすると、高周波電極の
電極径を必ず基板を上回る大径にする必要があり、装置
の小型化を図ることができない。
【００１６】そして、基板が大面積になる程、高周波電
極の大型化に伴う高周波の伝達遅れ等による高周波電界
の不均一，不安定が生じ、高周波プラズマをむらなく形
成することが困難になり、成膜不良が生じ易い問題点も
ある。
極の大型化に伴う高周波の伝達遅れ等による高周波電界
の不均一，不安定が生じ、高周波プラズマをむらなく形
成することが困難になり、成膜不良が生じ易い問題点も
ある。
【００１７】本発明は、高周波電力を有効に利用して方
形の基板に効率よく基板の表面に均一，均質な薄膜を形
成することを課題とする。
形の基板に効率よく基板の表面に均一，均質な薄膜を形
成することを課題とする。
【００１８】また、方形の基板の表面全体にイオンビー
ムを無駄なく照射して一層効率よく基板の表面に均一，
均質な薄膜を形成することを課題とする。
ムを無駄なく照射して一層効率よく基板の表面に均一，
均質な薄膜を形成することを課題とする。
【００１９】さらに、装置の小型化を図ることも課題と
する。加えて、大面積の方形の基板に均一，均質な薄膜
を形成することをも課題とする。
する。加えて、大面積の方形の基板に均一，均質な薄膜
を形成することをも課題とする。
【００２０】
【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、請求項１記載の本発明の薄膜形成装置は、基板が
正方形又は長方形の表面を有する方形板からなり、か
つ、基板に平行な断面が基板を囲む正方形又は長方形の
中空の立方体又は直方体の電極からなり、高周波プラズ
マを基板の表面側に基板の表面全体を覆う立方体形状又
は直方体形状に形成する高周波電極を備える。
めに、請求項１記載の本発明の薄膜形成装置は、基板が
正方形又は長方形の表面を有する方形板からなり、か
つ、基板に平行な断面が基板を囲む正方形又は長方形の
中空の立方体又は直方体の電極からなり、高周波プラズ
マを基板の表面側に基板の表面全体を覆う立方体形状又
は直方体形状に形成する高周波電極を備える。
【００２１】したがって、高周波プラズマが従来装置の
ように球形状でなく、方形板の基板の表面形状に応じて
立方体形状又は直方体形状に形成され、高周波プラズマ
によって基板の表面全体が無駄なく覆われ、高周波電力
を無駄なく利用し、正方形又は長方形の表面を有する基
板の表面全体に効率よく均一，均質な薄膜を形成でき
る。
ように球形状でなく、方形板の基板の表面形状に応じて
立方体形状又は直方体形状に形成され、高周波プラズマ
によって基板の表面全体が無駄なく覆われ、高周波電力
を無駄なく利用し、正方形又は長方形の表面を有する基
板の表面全体に効率よく均一，均質な薄膜を形成でき
る。
【００２２】また、請求項２記載の本発明の薄膜形成装
置は、請求項１記載の装置において、イオンビームが高
周波プラズマを通して基板の表面を照射するように成膜
室に引出され，イオンビームの基板の照射面が基板の表
面全体を照射する正方形状又は長方形状になるイオン源
を備える。
置は、請求項１記載の装置において、イオンビームが高
周波プラズマを通して基板の表面を照射するように成膜
室に引出され，イオンビームの基板の照射面が基板の表
面全体を照射する正方形状又は長方形状になるイオン源
を備える。
【００２３】したがって、イオン源から成膜室に引出さ
れて基板の表面に照射されるイオンビームも基板の照射
面がその表面全体を覆う正方形又は長方形になり、イオ
ンビームの無駄な照射が防止され、電力浪費が一層減少
するとともに基板ホルダ等の基板のない部分のイオンビ
ームの照射による加熱，温度上昇等の弊害が防止され、
方形の基板に一層効率よく均一，均質な薄膜を形成でき
る。
れて基板の表面に照射されるイオンビームも基板の照射
面がその表面全体を覆う正方形又は長方形になり、イオ
ンビームの無駄な照射が防止され、電力浪費が一層減少
するとともに基板ホルダ等の基板のない部分のイオンビ
ームの照射による加熱，温度上昇等の弊害が防止され、
方形の基板に一層効率よく均一，均質な薄膜を形成でき
る。
【００２４】つぎに、請求項３記載の本発明の薄膜形成
装置は、基板が長方形の表面を有する方形板からなり、
高周波プラズマを，基板の表面側に，基板の表面に平行
な断面の長辺が基板の一辺を覆う長さを有する直方体形
状に形成する高周波電極と、基板を前記断面の短辺方向
に移動する基板移動手段とを備える。
装置は、基板が長方形の表面を有する方形板からなり、
高周波プラズマを，基板の表面側に，基板の表面に平行
な断面の長辺が基板の一辺を覆う長さを有する直方体形
状に形成する高周波電極と、基板を前記断面の短辺方向
に移動する基板移動手段とを備える。
【００２５】したがって、高周波電極により形成される
直方体形状の高周波プラズマは、基板に平行な長方形の
断面の短辺が基板より短く、基板の表面の一部しか覆え
ないが、基板移動手段が基板を前記短辺方向に移動する
ため、基板は表面全体が一部分ずつ順次に高周波プラズ
マに覆われ、基板の表面全体に均一，均質な薄膜が形成
される。
直方体形状の高周波プラズマは、基板に平行な長方形の
断面の短辺が基板より短く、基板の表面の一部しか覆え
ないが、基板移動手段が基板を前記短辺方向に移動する
ため、基板は表面全体が一部分ずつ順次に高周波プラズ
マに覆われ、基板の表面全体に均一，均質な薄膜が形成
される。
【００２６】このとき、一方の高周波電極の電極対向面
間隔を基板より小さくした小型の構成で、長方形の基板
の表面に、その基板サイズによらず、効率よく均一，均
質な薄膜を形成できる。
間隔を基板より小さくした小型の構成で、長方形の基板
の表面に、その基板サイズによらず、効率よく均一，均
質な薄膜を形成できる。
【００２７】また、請求項４記載の本発明の薄膜形成装
置は、請求項３記載の装置において、イオンビームが高
周波プラズマを通して基板の表面を照射するように成膜
室に引出され，イオンビームの基板表面への照射領域が
成膜室にて成膜される領域に一致する長方形状になるイ
オン源を備える。
置は、請求項３記載の装置において、イオンビームが高
周波プラズマを通して基板の表面を照射するように成膜
室に引出され，イオンビームの基板表面への照射領域が
成膜室にて成膜される領域に一致する長方形状になるイ
オン源を備える。
【００２８】したがって、イオン源から成膜室に引出さ
れたイオンビームが基板に無駄なく照射され、請求項２
の場合と同様の作用に基づき、一層小型化して効率よく
均一，均質な薄膜を形成することができる。
れたイオンビームが基板に無駄なく照射され、請求項２
の場合と同様の作用に基づき、一層小型化して効率よく
均一，均質な薄膜を形成することができる。
【００２９】つぎに、前記請求項１，請求項２，請求項
３又は請求項４記載の本発明の薄膜形成装置において、
成膜室の基板の表面側に４枚の平板電極を互いに電気的
に絶縁し□字枠状に配置して高周波電極を形成し、各平
板電極に個別に高周波電力を供給して前記各平板電極の
投入電力を個別に制御する高周波給電手段を備えると、
基板の形状，寸法等に応じて高周波プラズマの分布を精
度よく制御し、より一層均一，均質に薄膜を形成するこ
とができ、とくに、大面積の大型の方形基板に均一，均
質に薄膜を形成することができる。
３又は請求項４記載の本発明の薄膜形成装置において、
成膜室の基板の表面側に４枚の平板電極を互いに電気的
に絶縁し□字枠状に配置して高周波電極を形成し、各平
板電極に個別に高周波電力を供給して前記各平板電極の
投入電力を個別に制御する高周波給電手段を備えると、
基板の形状，寸法等に応じて高周波プラズマの分布を精
度よく制御し、より一層均一，均質に薄膜を形成するこ
とができ、とくに、大面積の大型の方形基板に均一，均
質に薄膜を形成することができる。
【００３０】また、上記各請求項記載の本発明の薄膜形
成装置において、成膜室の表面側に４枚の平板電極を互
いに電気的に絶縁し□字枠状に配置して高周波電極を形
成し、互いに向い合う２枚の平板電極間にそれぞれ高周
波電力を供給する高周波給電手段を備えると、前記と同
様の高周波プラズマの分布制御が行え、とくに、基板の
表面の長辺と短辺の比等に応じて直交する２方向の高周
波電力の給電を正確に制御することができ、給電制御の
誤差等を防止して高周波プラズマの分布を目標通りに制
御することができる。
成装置において、成膜室の表面側に４枚の平板電極を互
いに電気的に絶縁し□字枠状に配置して高周波電極を形
成し、互いに向い合う２枚の平板電極間にそれぞれ高周
波電力を供給する高周波給電手段を備えると、前記と同
様の高周波プラズマの分布制御が行え、とくに、基板の
表面の長辺と短辺の比等に応じて直交する２方向の高周
波電力の給電を正確に制御することができ、給電制御の
誤差等を防止して高周波プラズマの分布を目標通りに制
御することができる。
【００３１】さらに、上記各平板電極又は互いに向い合
う２枚の平板電極間に印加する高周波の位相を同期させ
ることにより、より一層均一，均質な薄膜を形成するこ
とができる。
う２枚の平板電極間に印加する高周波の位相を同期させ
ることにより、より一層均一，均質な薄膜を形成するこ
とができる。
【００３２】
【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１２を参照して説明する。 （第１の形態）まず、本発明の実施の第１の形態につ
き、図１及び図２を参照して説明する。図１は装置構成
を示し、真空チャンバー３はイオンビーム４の引出電極
５により、上部のイオン源室６と下部の成膜室７とに仕
切られ、成膜室７の下部の排気口８から常時真空排気さ
れる。
ないし図１２を参照して説明する。 （第１の形態）まず、本発明の実施の第１の形態につ
き、図１及び図２を参照して説明する。図１は装置構成
を示し、真空チャンバー３はイオンビーム４の引出電極
５により、上部のイオン源室６と下部の成膜室７とに仕
切られ、成膜室７の下部の排気口８から常時真空排気さ
れる。
【００３３】そして、イオン源室６に図示省略されたガ
ス導入口からのイオン種のガスが導入されると、このガ
スが高周波放電，マイクロ波放電等によりプラズマ化さ
れ、引出電極５によりイオン源室６から成膜室７にイオ
ンビーム４が引出される。
ス導入口からのイオン種のガスが導入されると、このガ
スが高周波放電，マイクロ波放電等によりプラズマ化さ
れ、引出電極５によりイオン源室６から成膜室７にイオ
ンビーム４が引出される。
【００３４】なお、図中の９はイオン源室４の周囲に設
けられた永久磁石，コイル等の磁場発生手段であり、引
出電極５，イオン源室６とともにイオン源を形成する。
けられた永久磁石，コイル等の磁場発生手段であり、引
出電極５，イオン源室６とともにイオン源を形成する。
【００３５】また、引出電極５はイオン源室６に近いも
のから順の加速，減速，接地の３種の電極５ａ，５ｂ，
５ｃからなり、電極５ａ〜５ｃ間に絶縁体１０が介在し
ている。
のから順の加速，減速，接地の３種の電極５ａ，５ｂ，
５ｃからなり、電極５ａ〜５ｃ間に絶縁体１０が介在し
ている。
【００３６】つぎに、成膜室７内においては、排気口８
の上方に基板ホルダ１１が水平に設けられ、このホルダ
１１のイオンビーム２に照射される位置に、ＴＦＴ−Ｌ
ＣＤのガラス基板等の正方形又は長方形の表面を有する
方形板の基板１２が載置されている。
の上方に基板ホルダ１１が水平に設けられ、このホルダ
１１のイオンビーム２に照射される位置に、ＴＦＴ−Ｌ
ＣＤのガラス基板等の正方形又は長方形の表面を有する
方形板の基板１２が載置されている。
【００３７】さらに、この基板１２の上方に高周波電極
１３が設けられ、この高周波電極１３は従来電極のよう
な円筒電極でなく、図１のＡＡ’線の位置から成膜室５
をみた図２の平面図に示すように、基板１２に平行な断
面が基板１２を囲む正方形又は長方形の中空の立方体或
いは直方体の電極からなる。
１３が設けられ、この高周波電極１３は従来電極のよう
な円筒電極でなく、図１のＡＡ’線の位置から成膜室５
をみた図２の平面図に示すように、基板１２に平行な断
面が基板１２を囲む正方形又は長方形の中空の立方体或
いは直方体の電極からなる。
【００３８】なお、成膜室７の外周には図示省略された
永久磁石又はコイルの磁場発生手段が設けられている。
永久磁石又はコイルの磁場発生手段が設けられている。
【００３９】そして、ガス導入口１４から成膜室７に原
料ガスが導入され、この状態で高周波電極１３に適当な
高周波電源１５が投入（給電）されて放電が開始する
と、この放電により高周波電極１３の内側空間に高周波
プラズマが形成され、この高周波プラズマにより原料ガ
スが分解励起される。
料ガスが導入され、この状態で高周波電極１３に適当な
高周波電源１５が投入（給電）されて放電が開始する
と、この放電により高周波電極１３の内側空間に高周波
プラズマが形成され、この高周波プラズマにより原料ガ
スが分解励起される。
【００４０】この分解励起により、イオンやラジカル等
の成膜種が基板１２の表面に堆積し、基板１２に薄膜が
形成される。
の成膜種が基板１２の表面に堆積し、基板１２に薄膜が
形成される。
【００４１】同時に、イオンビーム４が高周波プラズマ
を通して基板１２の表面に照射され、そのエネルギによ
り基板１２の膜の結晶性，配向等の特性が均質になるよ
うに制御される。
を通して基板１２の表面に照射され、そのエネルギによ
り基板１２の膜の結晶性，配向等の特性が均質になるよ
うに制御される。
【００４２】このとき、高周波電極１３の形状に基づ
き、その内側に、ほぼ基板１２の表面のみを覆う立方体
又は直方体の形状に電界が分布し、この形状の高周波プ
ラズマが形成され、このプラズマの分布に基づき、ほぼ
基板１２の表面にのみ前記の成膜種が分布し、そのた
め、ほぼ基板１２の表面にのみ薄膜が堆積して形成され
る。
き、その内側に、ほぼ基板１２の表面のみを覆う立方体
又は直方体の形状に電界が分布し、この形状の高周波プ
ラズマが形成され、このプラズマの分布に基づき、ほぼ
基板１２の表面にのみ前記の成膜種が分布し、そのた
め、ほぼ基板１２の表面にのみ薄膜が堆積して形成され
る。
【００４３】そして、基板ホルダ１１等の基板外の部分
に薄膜がほとんど付着せず、高周波電力の浪費が防止さ
れて効率よく薄膜が形成され、しかも、基板外の部分に
ほとんど薄膜が付着せず、不要な薄膜がはがれて基板１
２の成膜面を汚したりすることがなく、クリーニング作
業の軽減が図られる。
に薄膜がほとんど付着せず、高周波電力の浪費が防止さ
れて効率よく薄膜が形成され、しかも、基板外の部分に
ほとんど薄膜が付着せず、不要な薄膜がはがれて基板１
２の成膜面を汚したりすることがなく、クリーニング作
業の軽減が図られる。
【００４４】したがって、基板１２の正方形又は長方形
の表面全体に、効率よく均一，均質な薄膜を形成するこ
とができる。
の表面全体に、効率よく均一，均質な薄膜を形成するこ
とができる。
【００４５】なお、イオン源室６，成膜室７は、立方体
形状，直方体形状又は円筒形状のいずれであってもよ
い。
形状，直方体形状又は円筒形状のいずれであってもよ
い。
【００４６】（第２の形態）つぎに、本発明の実施の第
２の形態について、図３〜図６を参照して説明する。こ
の形態においては第１の形態のイオンビーム４がほぼ基
板１２の表面にのみ照射するようにするため、引出電極
５を構成している全部の電極５ａ〜５ｃ又は一部の電極
を、図３に示す電極板１６により形成する。
２の形態について、図３〜図６を参照して説明する。こ
の形態においては第１の形態のイオンビーム４がほぼ基
板１２の表面にのみ照射するようにするため、引出電極
５を構成している全部の電極５ａ〜５ｃ又は一部の電極
を、図３に示す電極板１６により形成する。
【００４７】この電極板１６は基板１２に重合する正方
形又は直方形の範囲にのみ適当数の引出孔１７が均一に
形成され、これらの引出孔１７からイオンビーム４が引
出されることにより、イオンビーム４の基板１２の位置
での照射面がほぼ基板１２の表面に重なる正方形又は長
方形になる。
形又は直方形の範囲にのみ適当数の引出孔１７が均一に
形成され、これらの引出孔１７からイオンビーム４が引
出されることにより、イオンビーム４の基板１２の位置
での照射面がほぼ基板１２の表面に重なる正方形又は長
方形になる。
【００４８】したがって、この形態の場合は、高周波プ
ラズマがほぼ基板１２の表面を覆う立方体形状又は直方
体形状になるとともに、イオンビーム４がほぼ基板１２
の表面のみを照射し、イオンビーム４の不要な照射が防
止されてイオンビーム４による電力消費が減少し、一層
効率よく安価に薄膜を形成できる。
ラズマがほぼ基板１２の表面を覆う立方体形状又は直方
体形状になるとともに、イオンビーム４がほぼ基板１２
の表面のみを照射し、イオンビーム４の不要な照射が防
止されてイオンビーム４による電力消費が減少し、一層
効率よく安価に薄膜を形成できる。
【００４９】また、イオンビーム４の照射による基板ホ
ルダ１１等の基板外の部分の温度上昇が防止されるた
め、成膜特性も一層向上する。
ルダ１１等の基板外の部分の温度上昇が防止されるた
め、成膜特性も一層向上する。
【００５０】ところで、イオン源室６，成膜室７が従来
装置と同様に円筒形で引出電極５が円形の場合は、方形
の電極板１６を設ける代わりに、つぎのようにしてイオ
ンビームの照射を制御してもよい。
装置と同様に円筒形で引出電極５が円形の場合は、方形
の電極板１６を設ける代わりに、つぎのようにしてイオ
ンビームの照射を制御してもよい。
【００５１】まず、図４，図５に示すように、イオン源
室６の引出電極５の直前の位置，成膜室７の引出電極５
の直後の位置のいずれか一方又は両方に、円板状のシー
ルド板１８を設ける。
室６の引出電極５の直前の位置，成膜室７の引出電極５
の直後の位置のいずれか一方又は両方に、円板状のシー
ルド板１８を設ける。
【００５２】このシールド板１８はほぼ基板１２の表面
に重合する部分に引出開口１９が形成され、この開口１
９によりイオンビーム４がほぼ基板１２の表面のみを照
射するように引出される。
に重合する部分に引出開口１９が形成され、この開口１
９によりイオンビーム４がほぼ基板１２の表面のみを照
射するように引出される。
【００５３】つぎに、シールド板１８を設ける代わり
に、引出電極５の全部の電極５ａ〜５ｃ又は一部の電極
を、図６の（ａ）に示す多数の引出孔２０が均一に形成
された多孔の電極２１から、同図の（ｂ）に示すように
ほぼ基板１２の表面に重合する部分にのみ短冊状の複数
の引出スリット２２が形成された電極２３に取換えても
よい。
に、引出電極５の全部の電極５ａ〜５ｃ又は一部の電極
を、図６の（ａ）に示す多数の引出孔２０が均一に形成
された多孔の電極２１から、同図の（ｂ）に示すように
ほぼ基板１２の表面に重合する部分にのみ短冊状の複数
の引出スリット２２が形成された電極２３に取換えても
よい。
【００５４】この場合も、各引出スリット２２によりイ
オンビーム４がほぼ基板１２の表面のみを照射するよう
に引出される。
オンビーム４がほぼ基板１２の表面のみを照射するよう
に引出される。
【００５５】なお、イオン源室６，成膜室７が円筒形で
ない場合に、シールド板１８，電極２３を設けてもよ
い。
ない場合に、シールド板１８，電極２３を設けてもよ
い。
【００５６】（第３の形態）つぎに、本発明の実施の第
３の形態について、図７を参照して説明する。図７は図
２と同様の成膜室７の一部の平面図であり、同図に示す
ように、この形態にあっては、第１の形態の高周波電極
１３の代わりに、この電極１３の位置に４枚の平板電極
２４ａ〜２４ｄを絶縁体２５を介して□字枠状に配置
し、分割型の高周波電極２６を設ける。
３の形態について、図７を参照して説明する。図７は図
２と同様の成膜室７の一部の平面図であり、同図に示す
ように、この形態にあっては、第１の形態の高周波電極
１３の代わりに、この電極１３の位置に４枚の平板電極
２４ａ〜２４ｄを絶縁体２５を介して□字枠状に配置
し、分割型の高周波電極２６を設ける。
【００５７】さらに、高周波給電手段を形成する４個の
高周波電源２７ａ〜２７ｄから各平板電極２４ａ〜２４
ｄに個別に高周波電力を供給し、各平板電極２４ａ〜２
４ｄの投入電力を個別に制御する。
高周波電源２７ａ〜２７ｄから各平板電極２４ａ〜２４
ｄに個別に高周波電力を供給し、各平板電極２４ａ〜２
４ｄの投入電力を個別に制御する。
【００５８】この投入電力の個別制御により高周波プラ
ズマ形成領域としての高周波電極２６の内側空間の電界
分布を自在に制御し、高周波プラズマの均一化を図るこ
とができる。
ズマ形成領域としての高周波電極２６の内側空間の電界
分布を自在に制御し、高周波プラズマの均一化を図るこ
とができる。
【００５９】したがって、とくに基板１２が大面積の大
型の基板の場合に、高周波プラズマを均一化して良好な
薄膜を形成することができる。
型の基板の場合に、高周波プラズマを均一化して良好な
薄膜を形成することができる。
【００６０】すなわち、第１の形態のように高周波電極
１３に単一の高周波電源１５から給電する場合、基板１
２が大型化すると、この大型化に伴って高周波電極１３
が大型化し、高周波の伝達遅延等によりその内側空間の
電界分布が不均一・不安定になり易く、高周波プラズマ
が均一にならず、基板１２に薄膜が均一に形成されなく
なって成膜品質の劣化等を招くおそれがある。
１３に単一の高周波電源１５から給電する場合、基板１
２が大型化すると、この大型化に伴って高周波電極１３
が大型化し、高周波の伝達遅延等によりその内側空間の
電界分布が不均一・不安定になり易く、高周波プラズマ
が均一にならず、基板１２に薄膜が均一に形成されなく
なって成膜品質の劣化等を招くおそれがある。
【００６１】一方、第３の形態の場合は、平板電極２４
ａ〜２４ｄに個別に高周波電源２７ａ〜２７ｄを給電し
て平板電極２４ａ〜２４ｄの投入電力を個別に制御で
き、かつ、基板１２が大面積の大型基板であっても、高
周波電極２６の内側空間の電界分布の均一化・安定化を
容易に図ることができ、原料ガスの分解の促進等を図っ
て高周波プラズマを均一化し、基板１２に均一に薄膜を
形成することができる。
ａ〜２４ｄに個別に高周波電源２７ａ〜２７ｄを給電し
て平板電極２４ａ〜２４ｄの投入電力を個別に制御で
き、かつ、基板１２が大面積の大型基板であっても、高
周波電極２６の内側空間の電界分布の均一化・安定化を
容易に図ることができ、原料ガスの分解の促進等を図っ
て高周波プラズマを均一化し、基板１２に均一に薄膜を
形成することができる。
【００６２】また、高周波電極２６の内側空間に一様に
均一な高周波プラズマが形成されるため、例えば高周波
電極１３の内側の高周波プラズマが均一な部分により均
一な薄膜を形成しようとする場合のように電極が不必要
に大型化せず、装置の小型化を図って大面積の基板１２
の均一，均質な薄膜形成が行える利点もあり、この場
合、電力消費も少なく、効率よく安価に薄膜を形成する
ことができるのは勿論である。
均一な高周波プラズマが形成されるため、例えば高周波
電極１３の内側の高周波プラズマが均一な部分により均
一な薄膜を形成しようとする場合のように電極が不必要
に大型化せず、装置の小型化を図って大面積の基板１２
の均一，均質な薄膜形成が行える利点もあり、この場
合、電力消費も少なく、効率よく安価に薄膜を形成する
ことができるのは勿論である。
【００６３】（第４の形態）つぎに、本発明の実施の第
４の形態について、図８を参照して説明する。図８は図
７と同様の平面図であり、同図に示すように、この形態
にあっては４枚の平板電極２８ａ〜２８ｄを間隙を設け
て□字枠状に配置し、図７の高周波電極２６の位置にこ
の電極２６と同様の高周波電極２９を設け、互いに向い
合う２枚の平板電極２８ａと２８ｃ，２８ｂと２８ｄそ
れぞれの間に高周波電源３０ｘ，３０ｙの高周波電力を
供給する。
４の形態について、図８を参照して説明する。図８は図
７と同様の平面図であり、同図に示すように、この形態
にあっては４枚の平板電極２８ａ〜２８ｄを間隙を設け
て□字枠状に配置し、図７の高周波電極２６の位置にこ
の電極２６と同様の高周波電極２９を設け、互いに向い
合う２枚の平板電極２８ａと２８ｃ，２８ｂと２８ｄそ
れぞれの間に高周波電源３０ｘ，３０ｙの高周波電力を
供給する。
【００６４】この場合、高周波電源３０ｘ，３０ｙから
２枚の平板電極２８ａと２８ｃ，２８ｂと２８ｄとの間
それぞれへの投入電力を、その比が基板１２の辺の比に
なるように設定すれば、基板１２の表面上に精度よく均
一な高周波プラズマが形成される。
２枚の平板電極２８ａと２８ｃ，２８ｂと２８ｄとの間
それぞれへの投入電力を、その比が基板１２の辺の比に
なるように設定すれば、基板１２の表面上に精度よく均
一な高周波プラズマが形成される。
【００６５】したがって、とくに基板１２が長方形の表
面を有する方形の基板の場合に、その長辺と短辺との比
に基づき、均一な高周波プラズマが形成される高周波電
源３０ｘ，３０ｙの投入電力を、容易かつ正確に決定す
ることができる。
面を有する方形の基板の場合に、その長辺と短辺との比
に基づき、均一な高周波プラズマが形成される高周波電
源３０ｘ，３０ｙの投入電力を、容易かつ正確に決定す
ることができる。
【００６６】（第５の形態）つぎに、本発明の実施の第
５の形態について、図９を参照して説明する。図９は図
７の構成に位相制御ユニット３１を付加し、このユニッ
ト３１の位相入力部３１ａにより各高周波電源２７ａ〜
２７ｄの出力位相を監視検出し、この検出結果に基づ
き、ユニット３１の位相制御信号出力部３１ｂにより各
高周波電源２７ａ〜２７ｄの高周波の位相を制御し、各
平板電極２４ａ〜２４ｄに印加する高周波の位相を同期
させる。
５の形態について、図９を参照して説明する。図９は図
７の構成に位相制御ユニット３１を付加し、このユニッ
ト３１の位相入力部３１ａにより各高周波電源２７ａ〜
２７ｄの出力位相を監視検出し、この検出結果に基づ
き、ユニット３１の位相制御信号出力部３１ｂにより各
高周波電源２７ａ〜２７ｄの高周波の位相を制御し、各
平板電極２４ａ〜２４ｄに印加する高周波の位相を同期
させる。
【００６７】この場合、各平板電極２４ａ〜２４ｄに印
加される高周波電圧の位相ずれによるプラズマ空間の電
界の乱れが防止され、図７の場合より一層安定に高周波
プラズマを形成することができる。
加される高周波電圧の位相ずれによるプラズマ空間の電
界の乱れが防止され、図７の場合より一層安定に高周波
プラズマを形成することができる。
【００６８】（第６の形態）つぎに、本発明の実施の第
６の形態について、図１０を参照して説明する。図１０
は図８の構成に位相制御ユニット３１を付加し、このユ
ニット３１の位相入力部３１ａにより互いに向い合う２
枚の平板電極２８ａと２８ｃ，２８ｂと２８ｄ間に印加
される高周波電源３０ｘ，３０ｙの高周波の位相を制御
し、２枚の平板電極２８ａと２８ｃ，２８ｂと２８ｄ間
に印加される高周波の位相を同期させる。
６の形態について、図１０を参照して説明する。図１０
は図８の構成に位相制御ユニット３１を付加し、このユ
ニット３１の位相入力部３１ａにより互いに向い合う２
枚の平板電極２８ａと２８ｃ，２８ｂと２８ｄ間に印加
される高周波電源３０ｘ，３０ｙの高周波の位相を制御
し、２枚の平板電極２８ａと２８ｃ，２８ｂと２８ｄ間
に印加される高周波の位相を同期させる。
【００６９】この場合も、図８の場合より、プラズマ空
間の電界の乱れが減少してより一層安定したプラズマを
形成することができる。
間の電界の乱れが減少してより一層安定したプラズマを
形成することができる。
【００７０】（第７の形態）つぎに、本発明の実施の第
７の形態について、図１１，図１２を参照して説明す
る。図１１は全体構成を示し、図１２はその基板の平面
図を示し、それらの図面において、図１，図２と同一符
号は同一もしくは相当するものを示す。
７の形態について、図１１，図１２を参照して説明す
る。図１１は全体構成を示し、図１２はその基板の平面
図を示し、それらの図面において、図１，図２と同一符
号は同一もしくは相当するものを示す。
【００７１】そして、この実施の形態においては、基板
１２が高周波プラズマに比して長尺であり、そのため、
図１１に示すように成膜室７は水平方向の基板搬送路３
２が形成され、コンベア等の基板移動手段により、基板
１２が基板ホルダ１１に載置された状態で搬送路３２に
沿って移動する。
１２が高周波プラズマに比して長尺であり、そのため、
図１１に示すように成膜室７は水平方向の基板搬送路３
２が形成され、コンベア等の基板移動手段により、基板
１２が基板ホルダ１１に載置された状態で搬送路３２に
沿って移動する。
【００７２】また、高周波電極１３により基板１２の表
面側に形成される高周波プラズマは、直方体形状であ
り、図１２の斜線部に示すように基板１２に平行なその
断面の長辺ｌが基板１２の一辺（図では短辺）ａを覆う
長さを有する。
面側に形成される高周波プラズマは、直方体形状であ
り、図１２の斜線部に示すように基板１２に平行なその
断面の長辺ｌが基板１２の一辺（図では短辺）ａを覆う
長さを有する。
【００７３】そして、基板１２が高周波プラズマの前記
断面の短辺ｓの方向，すなわち基板１２の長辺ｂの方向
に移動することにより、基板１２の表面の高周波プラズ
マに覆われる個所が移動し、基板１２の表面全体に薄膜
が形成される。
断面の短辺ｓの方向，すなわち基板１２の長辺ｂの方向
に移動することにより、基板１２の表面の高周波プラズ
マに覆われる個所が移動し、基板１２の表面全体に薄膜
が形成される。
【００７４】このとき、高周波プラズマがほぼ基板１２
の表面のみを覆い、基板外の部分に不要な薄膜が形成さ
れないため、第１の形態等の場合と同様、効率よく均
一，均質な薄膜が形成される。
の表面のみを覆い、基板外の部分に不要な薄膜が形成さ
れないため、第１の形態等の場合と同様、効率よく均
一，均質な薄膜が形成される。
【００７５】そして、基板サイズにかかわらず、高周波
プラズマが基板１２の表面の一部を覆う小電極構成で効
率よく基板１２の表面全体に均一，均質な薄膜を形成す
ることができ、装置の小型化が図れる。
プラズマが基板１２の表面の一部を覆う小電極構成で効
率よく基板１２の表面全体に均一，均質な薄膜を形成す
ることができ、装置の小型化が図れる。
【００７６】なお、基板１２の一辺を図１２の長辺ｂと
し、高周波プラズマがその長辺ｌにより基板１２の長辺
ｂを覆う直方体形状の場合は、基板１２を高周波プラズ
マの短辺ｓの方向に移動すればよい。
し、高周波プラズマがその長辺ｌにより基板１２の長辺
ｂを覆う直方体形状の場合は、基板１２を高周波プラズ
マの短辺ｓの方向に移動すればよい。
【００７７】ところで、この第７の形態において、第２
の形態のようにイオンビーム４の照射を制御し、イオン
ビーム４が基板１２の高周波プラズマに覆われた部分の
みを照射するようにすれば、より一層効率よく安価に基
板１２の表面全体に均一，均質な薄膜を形成できるのは
勿論である。
の形態のようにイオンビーム４の照射を制御し、イオン
ビーム４が基板１２の高周波プラズマに覆われた部分の
みを照射するようにすれば、より一層効率よく安価に基
板１２の表面全体に均一，均質な薄膜を形成できるのは
勿論である。
【００７８】また、高周波電極１３の代わりに第３，第
４の形態の分割型の高周波電極２６，２９を設けて高周
波プラズマを形成してもよく、その際、第５，第６の形
態の位相制御ユニット３１を付加することが好ましい。
４の形態の分割型の高周波電極２６，２９を設けて高周
波プラズマを形成してもよく、その際、第５，第６の形
態の位相制御ユニット３１を付加することが好ましい。
【００７９】
【実施例】つぎに、本発明の実施例について説明する。 （実施例１）まず、第１の形態のように、高周波電極１
３をその断面が基板１２に相似した中立の立方体形状又
は直方体形状にし、高周波プラズマを基板１２の表面全
体を覆う立方体又は直方体の形状に形成した場合につい
て説明する。
３をその断面が基板１２に相似した中立の立方体形状又
は直方体形状にし、高周波プラズマを基板１２の表面全
体を覆う立方体又は直方体の形状に形成した場合につい
て説明する。
【００８０】基板１２を３００mm×４００mmの長方形の
方形板とし、高周波電極１３を３５０mm×４５０mmの中
立の直方体形状とし、高周波電源１５から高周波電極１
３に８００Ｗの電力を投入して成膜を行った結果、膜厚
均一性，膜質の均質性が共に±５％になった。
方形板とし、高周波電極１３を３５０mm×４５０mmの中
立の直方体形状とし、高周波電源１５から高周波電極１
３に８００Ｗの電力を投入して成膜を行った結果、膜厚
均一性，膜質の均質性が共に±５％になった。
【００８１】また、基板外への不要な成膜範囲は、円筒
形の高周波電極により成膜する従来装置の場合の７０％
程度に減少した。
形の高周波電極により成膜する従来装置の場合の７０％
程度に減少した。
【００８２】（実施例２）つぎに、高周波電極１３の代
わりに図７の高周波電極２６を設けて成膜した場合につ
いて説明する。すなわち、高周波電極２６の各平板電極
２４ａ〜２４ｄにそれぞれ２００Ｗずつ電力を投入し、
実施例１と同様の基板１２に成膜を行った結果、膜厚均
一性，膜質均一性が共に±４％になり、いずれも実施例
１の場合より１％程度向上した。
わりに図７の高周波電極２６を設けて成膜した場合につ
いて説明する。すなわち、高周波電極２６の各平板電極
２４ａ〜２４ｄにそれぞれ２００Ｗずつ電力を投入し、
実施例１と同様の基板１２に成膜を行った結果、膜厚均
一性，膜質均一性が共に±４％になり、いずれも実施例
１の場合より１％程度向上した。
【００８３】さらに、図９のように位相制御ユニット３
１を設けて各平板電極２４ａ〜２４ｄに印加する高周波
の位相を同期させたところ、膜圧均一性，膜質均一性が
共に±３．７％になり、一層向上した。
１を設けて各平板電極２４ａ〜２４ｄに印加する高周波
の位相を同期させたところ、膜圧均一性，膜質均一性が
共に±３．７％になり、一層向上した。
【００８４】（実施例３）つぎに、図８の高周波電極２
９を設けて成膜した場合について説明する。すなわち、
高周波電極２９の向い合う平板電極２８ａと２８ｃ，２
８ｂと２８ｄとの間に高周波電源３０ｘ，３０ｙから電
力を投入して成膜を行い、その際、基板１２を実施例
１，２と同様の長方形の方形板とし、その長辺と短辺の
比に基づき、短辺側の電源３０ｘの投入電力を３００
Ｗ，長辺側の電源３０ｙの投入電力を４００Ｗとした結
果、膜厚均一性，膜質均一性が共に±４％になった。
９を設けて成膜した場合について説明する。すなわち、
高周波電極２９の向い合う平板電極２８ａと２８ｃ，２
８ｂと２８ｄとの間に高周波電源３０ｘ，３０ｙから電
力を投入して成膜を行い、その際、基板１２を実施例
１，２と同様の長方形の方形板とし、その長辺と短辺の
比に基づき、短辺側の電源３０ｘの投入電力を３００
Ｗ，長辺側の電源３０ｙの投入電力を４００Ｗとした結
果、膜厚均一性，膜質均一性が共に±４％になった。
【００８５】さらに、図１０のように位相制御ユニット
３１を設けて短辺側の電極２８ａ，２８ｃと長辺側の電
極２８ｂ，２８ｄに印加する高周波の位相を同期させた
ところ、膜圧均一性，膜質均一性が共に±３．５％にな
り、一層向上した。
３１を設けて短辺側の電極２８ａ，２８ｃと長辺側の電
極２８ｂ，２８ｄに印加する高周波の位相を同期させた
ところ、膜圧均一性，膜質均一性が共に±３．５％にな
り、一層向上した。
【００８６】（実施例４）つぎに、基板１２を移動して
薄膜を形成した実施例について説明する。この実施例に
おいては、図１１の高周波電極１３を基板１２に平行な
断面が３５０mm×１００mmの中立の直方体形状に形成
し、高周波電源１５から高周波電極１３に２００Ｗの電
力を投入し、基板１２に平行な断面が３５０mm（長辺
ｌ）×１００mm（短辺ｓ）の直方体形状の高周波プラズ
マを形成した。
薄膜を形成した実施例について説明する。この実施例に
おいては、図１１の高周波電極１３を基板１２に平行な
断面が３５０mm×１００mmの中立の直方体形状に形成
し、高周波電源１５から高周波電極１３に２００Ｗの電
力を投入し、基板１２に平行な断面が３５０mm（長辺
ｌ）×１００mm（短辺ｓ）の直方体形状の高周波プラズ
マを形成した。
【００８７】また、イオンビーム４の照射面を、基板１
２の高周波プラズマに覆われる部分に重なる３５０mm×
１００mmとした。
２の高周波プラズマに覆われる部分に重なる３５０mm×
１００mmとした。
【００８８】そして、基板１２を３００mm（短辺ａ）×
４００mm（長辺ｂ）とし、図１２のように高周波プラズ
マの長辺ｌが基板１２の短辺ａに平行になるようにして
基板１２を基板ホルダ１１に載置して長辺ｂの方向に移
動しながら成膜を行った。
４００mm（長辺ｂ）とし、図１２のように高周波プラズ
マの長辺ｌが基板１２の短辺ａに平行になるようにして
基板１２を基板ホルダ１１に載置して長辺ｂの方向に移
動しながら成膜を行った。
【００８９】この結果、基板１２の表面全体に膜厚均一
性及び膜質均一性が共に±３％の均一，均質な薄膜が形
成された。
性及び膜質均一性が共に±３％の均一，均質な薄膜が形
成された。
【００９０】そして、この実施例の場合、基板１枚当り
の成膜時間は、例えば実施例１の場合の約４倍になる
が、投入電力量は１／４に減少し、均一性も向上した。
の成膜時間は、例えば実施例１の場合の約４倍になる
が、投入電力量は１／４に減少し、均一性も向上した。
【００９１】なお、前記各実施例では、高周波の周波数
は全て１３．５６MHz としたが、本発明はこの周波数に
限定されるものではない。
は全て１３．５６MHz としたが、本発明はこの周波数に
限定されるものではない。
【００９２】
【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、高周波プラズマが従来装
置のように球形状でなく、方形板の基板１２の表面形状
に応じて立方体形状又は直方体形状に形成され、高周波
プラズマによって基板１２の表面全体が無駄なく覆わ
れ、高周波電力を無駄なく利用し、正方形又は長方形の
表面を有する基板１２の表面全体に、効率よく均一，均
質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、高周波プラズマが従来装
置のように球形状でなく、方形板の基板１２の表面形状
に応じて立方体形状又は直方体形状に形成され、高周波
プラズマによって基板１２の表面全体が無駄なく覆わ
れ、高周波電力を無駄なく利用し、正方形又は長方形の
表面を有する基板１２の表面全体に、効率よく均一，均
質な薄膜を形成することができる。
【００９３】また、請求項２の場合は、イオン源から成
膜室７に引出されて基板１２の表面に照射されるイオン
ビーム４の基板１２での照射面が、基板１２の表面全体
を覆う正方形又は長方形になり、イオンビーム４の無駄
な照射が防止され、電力浪費が一層減少するとともに基
板ホルダ等の基板以外の部分のイオンビーム４の照射に
よる加熱，温度上昇等の弊害が防止され、方形の基板１
２に一層効率よく均一，均質な薄膜を形成することがで
きる。
膜室７に引出されて基板１２の表面に照射されるイオン
ビーム４の基板１２での照射面が、基板１２の表面全体
を覆う正方形又は長方形になり、イオンビーム４の無駄
な照射が防止され、電力浪費が一層減少するとともに基
板ホルダ等の基板以外の部分のイオンビーム４の照射に
よる加熱，温度上昇等の弊害が防止され、方形の基板１
２に一層効率よく均一，均質な薄膜を形成することがで
きる。
【００９４】さらに、請求項３の場合は基板移動手段が
基板１２を高周波プラズマの短辺ｓ方向に移動して基板
１２の表面が一部分ずつ順次に高周波プラズマに覆われ
て基板１２の表面全体に均一，均質な薄膜が形成され、
このとき、高周波プラズマがほぼ基板１２の表面のみを
覆い、高周波プラズマが長方形の基板１２の表面の一部
を覆う小電極構造の小型の構成で基板サイズによらず効
率よく均一，均質な薄膜を形成することができる。
基板１２を高周波プラズマの短辺ｓ方向に移動して基板
１２の表面が一部分ずつ順次に高周波プラズマに覆われ
て基板１２の表面全体に均一，均質な薄膜が形成され、
このとき、高周波プラズマがほぼ基板１２の表面のみを
覆い、高周波プラズマが長方形の基板１２の表面の一部
を覆う小電極構造の小型の構成で基板サイズによらず効
率よく均一，均質な薄膜を形成することができる。
【００９５】また、請求項４の場合は、請求項３の基板
１２を移動する構造の装置において、イオン源から成膜
室１３に引出されたイオンビーム４が基板１２に無駄な
く照射され、請求項２の場合と同様の作用に基づき、基
板１２により一層効率よく均一，均質な薄膜を形成する
ことができる。
１２を移動する構造の装置において、イオン源から成膜
室１３に引出されたイオンビーム４が基板１２に無駄な
く照射され、請求項２の場合と同様の作用に基づき、基
板１２により一層効率よく均一，均質な薄膜を形成する
ことができる。
【００９６】つぎに、請求項５の場合は高周波電極２６
を形成する各平板電極２４ａ〜２４ｄに個別に高周波電
力を供給して各平板電極２４ａ〜２４ｄの投入電力を個
別に制御したため、請求項１〜請求項４の装置におい
て、基板１２の形状，サイズ等に応じて高周波プラズマ
の分布を精度よく制御し、より一層均一，均質に薄膜を
形成することができ、とくに、大面積の大型の方形基板
に均一，均質に薄膜を形成することができる。
を形成する各平板電極２４ａ〜２４ｄに個別に高周波電
力を供給して各平板電極２４ａ〜２４ｄの投入電力を個
別に制御したため、請求項１〜請求項４の装置におい
て、基板１２の形状，サイズ等に応じて高周波プラズマ
の分布を精度よく制御し、より一層均一，均質に薄膜を
形成することができ、とくに、大面積の大型の方形基板
に均一，均質に薄膜を形成することができる。
【００９７】また、請求項６の場合は、とくに、基板１
２の長辺と短辺との比に応じて直交する２方向の高周波
電力の投入電力比を設定し、長方形状の基板１２の表面
上に高周波プラズマを目標通りに均一に分布させること
ができ、請求項５の場合より容易に精度よく均一，均質
な薄膜を形成することができる。
２の長辺と短辺との比に応じて直交する２方向の高周波
電力の投入電力比を設定し、長方形状の基板１２の表面
上に高周波プラズマを目標通りに均一に分布させること
ができ、請求項５の場合より容易に精度よく均一，均質
な薄膜を形成することができる。
【００９８】さらに、請求項７の場合は、請求項５の各
平板電極２４ａ〜２４ｄ又は請求項６の互いに向い合う
平板電極２８ａと２８ｃ，２８ｂと２８ｄ間に印加する
高周波の位相を同期させたため、より一層均一，均質な
薄膜を形成することができる。
平板電極２４ａ〜２４ｄ又は請求項６の互いに向い合う
平板電極２８ａと２８ｃ，２８ｂと２８ｄ間に印加する
高周波の位相を同期させたため、より一層均一，均質な
薄膜を形成することができる。
【図１】本発明の実施の第１の形態の装置構成図であ
る。
る。
【図２】図１のＡ−Ａ’線の一部の平面図である。
【図３】本発明の実施の第２の形態のイオンビーム引出
電極の電極板の平面図である。
電極の電極板の平面図である。
【図４】シールド板を用いてイオンビームを制限する場
合の装置構成図である。
合の装置構成図である。
【図５】図４のシールド板の平面図である。
【図６】（ａ）はイオンビームの引出電極として用いら
れる多孔型の電極板の平面図，（ｂ）はイオンビームの
引出電極として用いられるスリット型の電極板の平面図
である。
れる多孔型の電極板の平面図，（ｂ）はイオンビームの
引出電極として用いられるスリット型の電極板の平面図
である。
【図７】本発明の実施の第３の形態の平面図である。
【図８】本発明の実施の第４の形態の平面図である。
【図９】本発明の実施の第５の形態の平面図である。
【図１０】本発明の実施の第６の形態の平面図である。
【図１１】本発明の実施の第７の形態の構成図である。
【図１２】図１１の基板の平面図である。
【図１３】従来装置の平面図である。
【図１４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ従来装置による方
形板の基板の成膜を説明する平面図である。
形板の基板の成膜を説明する平面図である。
４ イオンビーム ５ 引出電極 ６ イオン源室 ７ 成膜室 １２ 基板 １３，２６，２９ 高周波電極 １５，２７ａ〜２７ｄ，３０ｘ，３０ｙ 高周波電源 ２４ａ〜２４ｄ，２８ａ〜２８ｄ 平板電極 ３１ 位相制御ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 緒方 潔 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電 機株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−55194（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−330235（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 C23C 14/00 - 14/58 H01L 21/205 H01L 21/31
Claims (7)
- 【請求項１】 成膜室に原料ガスの高周波プラズマを形
成し、 前記高周波プラズマにより前記成膜室の基板の表面に薄
膜を形成し、 同時に、イオンビームを前記基板の表面に照射して前記
薄膜の特性を制御する薄膜形成装置において、 前記基板が正方形又は長方形の表面を有する方形板から
なり、かつ、前記基板に平行な断面が前記基板を囲む正方形又
は長方形の中空の立方体又は直方体の電極からなり、 前
記高周波プラズマを前記基板の表面側に前記基板の表面
全体を覆う立方体形状又は直方体形状に形成する高周波
電極を備えたことを特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項２】 イオンビームが高周波プラズマを通して
基板の表面を照射するように成膜室に引出され，前記イ
オンビームの前記基板の照射面が前記基板の表面全体を
照射する正方形状又は長方形状になるイオン源を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の薄膜形成装置。 - 【請求項３】 成膜室に原料ガスの高周波プラズマを形
成し、 前記高周波プラズマにより前記成膜室の基板の表面に薄
膜を形成し、 同時に、イオンビームを前記基板の表面に照射して前記
薄膜の特性を制御する薄膜形成装置において、 前記基板が長方形の表面を有する方形板からなり、 前記高周波プラズマを，前記基板の表面側に，前記基板
の表面に平行な断面の長辺が前記基板の一辺を覆う長さ
を有する直方体形状に形成する高周波電極と、 前記基板を前記断面の短辺方向に平行移動する基板移動
手段とを備えたことを特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項４】 イオンビームが高周波プラズマを通して
基板の表面を照射するように成膜室に引出され，前記イ
オンビームの前記基板表面への照射領域が前記成膜室に
て成膜される領域に一致する長方形状になるイオン源を
備えたことを特徴とする請求項３記載の薄膜形成装置。 - 【請求項５】 成膜室の基板の表面側に４枚の平板電極
を互いに電気的に絶縁し□字枠状に配置して高周波電極
を形成し、 前記各平板電極に個別に高周波電力を供給して前記各平
板電極の投入電力を個別に制御する高周波給電手段を備
えたことを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３又
は請求項４記載の薄膜形成装置。 - 【請求項６】 成膜室の表面側に４枚の平板電極を互い
に電気的に絶縁し□字枠状に配置して高周波電極を形成
し、 互いに向い合う２枚の平板電極間にそれぞれ高周波電力
を供給する高周波給電手段を備えたことを特徴とする請
求項１，請求項２，請求項３又は請求項４記載の薄膜形
成装置。 - 【請求項７】 各平板電極又は互いに向い合う２枚の平
板電極間に印加する高周波の位相を同期させる手段を備
えたことを特徴とする請求項５又は請求項６記載の薄膜
形成装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09344008A JP3129265B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 薄膜形成装置 |
| DE69839988T DE69839988D1 (de) | 1997-11-28 | 1998-11-24 | Vorrichtung zur Herstellung von dünnen Schichten |
| EP98122291A EP0921556B1 (en) | 1997-11-28 | 1998-11-24 | Thin film forming apparatus |
| US09/198,584 US6051120A (en) | 1997-11-28 | 1998-11-24 | Thin film forming apparatus |
| TW087119722A TW398007B (en) | 1997-11-28 | 1998-11-27 | Thin film forming apparatus |
| KR1019980051201A KR100552524B1 (ko) | 1997-11-28 | 1998-11-27 | 박막형성장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP3709552B2 (ja) * | 1999-09-03 | 2005-10-26 | 株式会社日立製作所 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
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| DE10060002B4 (de) * | 1999-12-07 | 2016-01-28 | Komatsu Ltd. | Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung |
| JP3671966B2 (ja) * | 2002-09-20 | 2005-07-13 | 日新電機株式会社 | 薄膜形成装置及び方法 |
| KR100635852B1 (ko) | 2005-01-06 | 2006-10-19 | 삼성전자주식회사 | 반도체 제조장치 |
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| JPS6393881A (ja) * | 1986-10-08 | 1988-04-25 | Anelva Corp | プラズマ処理装置 |
| US4885070A (en) * | 1988-02-12 | 1989-12-05 | Leybold Aktiengesellschaft | Method and apparatus for the application of materials |
| JPH01205519A (ja) * | 1988-02-12 | 1989-08-17 | Shimadzu Corp | プラズマ処理装置 |
| JP2626339B2 (ja) * | 1991-08-26 | 1997-07-02 | 日新電機株式会社 | 薄膜形成装置 |
| US5435900A (en) * | 1992-11-04 | 1995-07-25 | Gorokhovsky; Vladimir I. | Apparatus for application of coatings in vacuum |
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| JPH08287863A (ja) * | 1995-04-07 | 1996-11-01 | Nissin Electric Co Ltd | イオン注入装置 |
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- 1997-11-28 JP JP09344008A patent/JP3129265B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1998
- 1998-11-24 DE DE69839988T patent/DE69839988D1/de not_active Expired - Lifetime
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- 1998-11-24 US US09/198,584 patent/US6051120A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1998-11-27 KR KR1019980051201A patent/KR100552524B1/ko not_active IP Right Cessation
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