JP3336665B2 - 微粒子発生方法及び装置 - Google Patents
微粒子発生方法及び装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体デバイス分野にお
いて微粒子を用いたキャパシタ等を製作したり、工業分
野において焼結体を用いた高性能セラミックス等を作る
のに利用できる微粒子を発生させる方法及び装置に関す
る。
いて微粒子を用いたキャパシタ等を製作したり、工業分
野において焼結体を用いた高性能セラミックス等を作る
のに利用できる微粒子を発生させる方法及び装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の微粒子の形成には、図
５、図６に示すような熱ＣＶＤ装置を応用したもの、図
７に示すような誘導型プラズマＣＶＤ装置を応用したも
の、等が採用されている。図５に示す熱ＣＶＤ装置を応
用した微粒子発生装置は、真空容器１内に、発生微粒子
を受け溜めるプレート２を配置して接地しておくととも
に、それに対向させて、その上方にガスノズル５１を設
け、さらに、容器１には排気量調整弁４１及び排気ポン
プ４２を含む排気装置４を配管接続し、前記ガスノズル
５１にはマスフローコントローラ５２１、５２２・・・
及び開閉弁５３１、５３２・・・を介して微粒子生成用
ガス源５４１、５４２・・・を配管接続したものであ
り、真空容器１にはその壁に沿って加熱用ヒータ６が配
置してあり、また、ガス源５４１、５４２・・・内の物
質が液体である場合に、必要に応じこれを容器１へ供給
するに先立って気化させるための加熱ヒータ７がガス源
から容器に到る管路に付設してある。
５、図６に示すような熱ＣＶＤ装置を応用したもの、図
７に示すような誘導型プラズマＣＶＤ装置を応用したも
の、等が採用されている。図５に示す熱ＣＶＤ装置を応
用した微粒子発生装置は、真空容器１内に、発生微粒子
を受け溜めるプレート２を配置して接地しておくととも
に、それに対向させて、その上方にガスノズル５１を設
け、さらに、容器１には排気量調整弁４１及び排気ポン
プ４２を含む排気装置４を配管接続し、前記ガスノズル
５１にはマスフローコントローラ５２１、５２２・・・
及び開閉弁５３１、５３２・・・を介して微粒子生成用
ガス源５４１、５４２・・・を配管接続したものであ
り、真空容器１にはその壁に沿って加熱用ヒータ６が配
置してあり、また、ガス源５４１、５４２・・・内の物
質が液体である場合に、必要に応じこれを容器１へ供給
するに先立って気化させるための加熱ヒータ７がガス源
から容器に到る管路に付設してある。
【０００３】図６に示す微粒子発生装置は、図５の装置
においてプレート２の部分が変更されたもので、図５の
プレート２に代えて接地部材２０が設けられており、こ
れにサセプタ２０１を介して発生微粒子を受け溜めるプ
レートＳが設置される。サセプタ２０１の下にはプレー
トＳの加熱用ヒータ２０２が内蔵されている。他の点は
図５の装置と同様の構成である。
においてプレート２の部分が変更されたもので、図５の
プレート２に代えて接地部材２０が設けられており、こ
れにサセプタ２０１を介して発生微粒子を受け溜めるプ
レートＳが設置される。サセプタ２０１の下にはプレー
トＳの加熱用ヒータ２０２が内蔵されている。他の点は
図５の装置と同様の構成である。
【０００４】図７に示す誘導型プラズマＣＶＤ装置を応
用した微粒子発生装置は、真空容器１内に、発生微粒子
を受けるプレート２を配置して接地してあるとともに、
その上方において、容器１に石英管室１１を連設し、そ
の周りに高周波コイル８１を巻回し、このコイル８１に
マッチングボックス８２を介して高周波電源８３を接続
したものである。また、石英管室１１にはマスフローコ
ントローラ５２１、５２２・・・及び開閉弁５３１、５
３２・・・を介して微粒子生成用ガス源５４１、５４２
・・・を配管接続してある。この配管にも、ガス源内の
物質が液体の場合に、必要に応じこれを気化させる加熱
ヒータ７を付設してある。また、図５、図６の装置の場
合と同様に、容器１には排気量調節弁４１及び排気ポン
プ４２を含む排気装置４を配管接続してあり、容器壁に
沿って加熱用ヒータ６を配置してある。
用した微粒子発生装置は、真空容器１内に、発生微粒子
を受けるプレート２を配置して接地してあるとともに、
その上方において、容器１に石英管室１１を連設し、そ
の周りに高周波コイル８１を巻回し、このコイル８１に
マッチングボックス８２を介して高周波電源８３を接続
したものである。また、石英管室１１にはマスフローコ
ントローラ５２１、５２２・・・及び開閉弁５３１、５
３２・・・を介して微粒子生成用ガス源５４１、５４２
・・・を配管接続してある。この配管にも、ガス源内の
物質が液体の場合に、必要に応じこれを気化させる加熱
ヒータ７を付設してある。また、図５、図６の装置の場
合と同様に、容器１には排気量調節弁４１及び排気ポン
プ４２を含む排気装置４を配管接続してあり、容器壁に
沿って加熱用ヒータ６を配置してある。
【０００５】図５及び図６の微粒子発生装置では、焼結
体を作る微粒子として窒化シリコン（ＳｉＮ）微粒子を
形成する場合を例にとると、ガス源５４１はシラン（Ｓ
ｉＨ 4 ）源又は塩化シリコン（ＳｉＣｌ4 ）とされ、ガ
ス源５４２はメタンガス（ＣＨ4 ）源とされる。そし
て、弁５３１、５３２が開かれるとともに、マスフロー
コントローラ５２１、５２２にてそれらからのガス流量
がコントロールされつつ、シランガス（又は塩化シリコ
ンガス）がメタンガスと共にガスノズル５１から容器１
内へ導入される一方、容器１内が排気装置４にて所定の
微粒子生成真空度に維持され、導入されたガスはヒータ
６による加熱にて１０００℃以上の高温に加熱分解され
るとともに、目的とする窒化シリコン微粒子が生成す
る。この微粒子は図５の装置ではプレート２に、図６の
装置ではプレートＳに降り注ぎ、そこに受け溜められ
る。なお、図６の装置においては、必要に応じ、接地部
材ヒータ２０２によりプレートＳが加熱される。
体を作る微粒子として窒化シリコン（ＳｉＮ）微粒子を
形成する場合を例にとると、ガス源５４１はシラン（Ｓ
ｉＨ 4 ）源又は塩化シリコン（ＳｉＣｌ4 ）とされ、ガ
ス源５４２はメタンガス（ＣＨ4 ）源とされる。そし
て、弁５３１、５３２が開かれるとともに、マスフロー
コントローラ５２１、５２２にてそれらからのガス流量
がコントロールされつつ、シランガス（又は塩化シリコ
ンガス）がメタンガスと共にガスノズル５１から容器１
内へ導入される一方、容器１内が排気装置４にて所定の
微粒子生成真空度に維持され、導入されたガスはヒータ
６による加熱にて１０００℃以上の高温に加熱分解され
るとともに、目的とする窒化シリコン微粒子が生成す
る。この微粒子は図５の装置ではプレート２に、図６の
装置ではプレートＳに降り注ぎ、そこに受け溜められ
る。なお、図６の装置においては、必要に応じ、接地部
材ヒータ２０２によりプレートＳが加熱される。
【０００６】特に図６の微粒子発生装置では、これを利
用して、例えば、ＬＳＩ基板上に直接キャパシタ等を形
成するための微粒子を付着させる工程を実施することも
試みられている。この場合、プレートＳとしてＬＳＩ基
板Ｓが採用され、該基板Ｓ上には、粒子を堆積させる部
分を除いて予めマスクを形成してあり、キャパシタ形成
対象部分に微粒子を付着堆積させる。このような工程
は、最近、ダイナミックＲＡＭのパターン幅が狭くなっ
てきていることに対応して要求される、小面積で大きな
電気容量を持つキャパシタ形成の一環として試みられて
いる。
用して、例えば、ＬＳＩ基板上に直接キャパシタ等を形
成するための微粒子を付着させる工程を実施することも
試みられている。この場合、プレートＳとしてＬＳＩ基
板Ｓが採用され、該基板Ｓ上には、粒子を堆積させる部
分を除いて予めマスクを形成してあり、キャパシタ形成
対象部分に微粒子を付着堆積させる。このような工程
は、最近、ダイナミックＲＡＭのパターン幅が狭くなっ
てきていることに対応して要求される、小面積で大きな
電気容量を持つキャパシタ形成の一環として試みられて
いる。
【０００７】図７の微粒子発生装置では、焼結体を作る
微粒子としてシリコンカーバイト（ＳｉＣ）微粒子を形
成する場合を例にとると、ガス源５４１はシラン（Ｓｉ
Ｈ4）源とされ、ガス源５４２はメタンガス（ＣＨ4 ）
源とされ、これらガスは弁５３１、５３２を開き、マス
フローコントローラ５２１、５２２による流量制御のも
とに、所定量、同時に石英管室１１へ導入される。ま
た、真空容器１及び石英管室１１内は排気装置４にて所
定の真空度（０．１〜１５Ｔｏｒｒ程度）に維持され
る。石英管室１１に導入されたガスは、高周波コイル８
１に電源８３から高周波電力が供給されることでプラズ
マ化されるとともに、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）微
粒子が生成し、プレート２上に堆積する。また、この場
合、ヒータ６を運転することで、真空容器内に熱勾配を
形成し、それによって発生微粒子をプレート２へ集める
ことができる。
微粒子としてシリコンカーバイト（ＳｉＣ）微粒子を形
成する場合を例にとると、ガス源５４１はシラン（Ｓｉ
Ｈ4）源とされ、ガス源５４２はメタンガス（ＣＨ4 ）
源とされ、これらガスは弁５３１、５３２を開き、マス
フローコントローラ５２１、５２２による流量制御のも
とに、所定量、同時に石英管室１１へ導入される。ま
た、真空容器１及び石英管室１１内は排気装置４にて所
定の真空度（０．１〜１５Ｔｏｒｒ程度）に維持され
る。石英管室１１に導入されたガスは、高周波コイル８
１に電源８３から高周波電力が供給されることでプラズ
マ化されるとともに、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）微
粒子が生成し、プレート２上に堆積する。また、この場
合、ヒータ６を運転することで、真空容器内に熱勾配を
形成し、それによって発生微粒子をプレート２へ集める
ことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
微粒子発生方法及び装置によると、形成される微粒子は
粒径が極めて不均一であり、従って、この微粒子を用い
て焼結体を作るとき、加熱と加圧は勿論のこと、多量の
バインダーが必要であった。また、加熱加圧にも高温高
圧が必要であった。
微粒子発生方法及び装置によると、形成される微粒子は
粒径が極めて不均一であり、従って、この微粒子を用い
て焼結体を作るとき、加熱と加圧は勿論のこと、多量の
バインダーが必要であった。また、加熱加圧にも高温高
圧が必要であった。
【０００９】また、例えばＬＳＩ基板上に直接キャパシ
タ等を作る試みにおいても、基板上に付着する微粒子の
粒径の不均一さのために、所望のキャパシタ等を得るこ
とができなかった。そこで本発明は、従来の微粒子発生
方法及び装置に比べると、粒径が均一化された所望の微
粒子を効率良く発生させることができる微粒子発生方法
及び装置を提供することを課題とする。
タ等を作る試みにおいても、基板上に付着する微粒子の
粒径の不均一さのために、所望のキャパシタ等を得るこ
とができなかった。そこで本発明は、従来の微粒子発生
方法及び装置に比べると、粒径が均一化された所望の微
粒子を効率良く発生させることができる微粒子発生方法
及び装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の微粒子発生方法は、微粒子生成用ガスを真空容器内
に導入して所定真空度のもとに該ガスに対し高周波電力
を印加して該ガスをプラズマ化するとともに目的とする
微粒子を生成させ、前記高周波電力印加に際しては、該
高周波電力をパルス状に供給することを特徴とする。
明の微粒子発生方法は、微粒子生成用ガスを真空容器内
に導入して所定真空度のもとに該ガスに対し高周波電力
を印加して該ガスをプラズマ化するとともに目的とする
微粒子を生成させ、前記高周波電力印加に際しては、該
高周波電力をパルス状に供給することを特徴とする。
【００１１】この方法においては、前記微粒子生成用ガ
スもパルス状に供給してもよい。また、前記課題を解決
する本発明の微粒子発生装置は、排気装置により所定真
空度に維持可能の真空容器と、前記真空容器へ微粒子生
成用ガスを供給するガス供給部と、前記真空容器に導入
されたガスに対し高周波電力を印加する手段と、前記真
空容器内に発生する微粒子を受ける微粒子受け部とを有
し、前記高周波電力印加手段は高周波電力をパルス状に
供給する手段を含んでいることを特徴とする。
スもパルス状に供給してもよい。また、前記課題を解決
する本発明の微粒子発生装置は、排気装置により所定真
空度に維持可能の真空容器と、前記真空容器へ微粒子生
成用ガスを供給するガス供給部と、前記真空容器に導入
されたガスに対し高周波電力を印加する手段と、前記真
空容器内に発生する微粒子を受ける微粒子受け部とを有
し、前記高周波電力印加手段は高周波電力をパルス状に
供給する手段を含んでいることを特徴とする。
【００１２】この装置においては、前記ガス供給部が前
記微粒子生成用ガスをパルス状に供給するための手段を
含んでいてもよい。かかる本発明の方法及び装置におい
て、微粒子生成用ガスに対し高周波電力を印加して該ガ
スをプラズマ化する手法、手段には、ＲＦプラズマ、ヘ
リコン波プラズマ、ＥＣＲプラズマ等のいずれを採用し
てもよい。
記微粒子生成用ガスをパルス状に供給するための手段を
含んでいてもよい。かかる本発明の方法及び装置におい
て、微粒子生成用ガスに対し高周波電力を印加して該ガ
スをプラズマ化する手法、手段には、ＲＦプラズマ、ヘ
リコン波プラズマ、ＥＣＲプラズマ等のいずれを採用し
てもよい。
【００１３】また、前記微粒子生成用ガスをパルス状に
供給するにあたっては、該ガスが複数種あるときは、各
ガスごとに予め定めたタイミング、パルス間隔で供給し
てもよく、さらに、各ガス供給ごとに印加する高周波電
力をコントロールしてもよい。また、本発明の装置にお
いては、前記微粒子受け部をキャパシタ等の形成が要求
されている半導体デバイス基板とすることも考えられ
る。
供給するにあたっては、該ガスが複数種あるときは、各
ガスごとに予め定めたタイミング、パルス間隔で供給し
てもよく、さらに、各ガス供給ごとに印加する高周波電
力をコントロールしてもよい。また、本発明の装置にお
いては、前記微粒子受け部をキャパシタ等の形成が要求
されている半導体デバイス基板とすることも考えられ
る。
【００１４】
【作用】本発明方法及び装置によると、微粒子生成用ガ
スが真空容器内に導入され、所定真空度のもとに該ガス
に対し高周波電力が印加され、該ガスはプラズマ化され
るとともに目的とする微粒子が生成する。高周波電力印
加に際しては、該高周波電力はパルス状に供給され、こ
れによって粒径が制御され、均一化された微粒子が効率
よく生成する。
スが真空容器内に導入され、所定真空度のもとに該ガス
に対し高周波電力が印加され、該ガスはプラズマ化され
るとともに目的とする微粒子が生成する。高周波電力印
加に際しては、該高周波電力はパルス状に供給され、こ
れによって粒径が制御され、均一化された微粒子が効率
よく生成する。
【００１５】微粒子生成用ガスもパルス状に供給すると
きは、これによって一層粒径が制御され、均一化された
微粒子が効率よく生成する。
きは、これによって一層粒径が制御され、均一化された
微粒子が効率よく生成する。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明に係る微粒子発生装置の１例の概略
構成を示す図であり、図２は本発明に係る微粒子発生装
置の他の例の概略構成を示す図である。図１に示す装置
は、焼結体を作るための微粒子を発生させるのに適した
装置であり、図７に示す従来装置を改良したものであ
る。この図１に示す装置では、図７に示す従来装置にお
けるガス供給部を構成するマスフローコントローラ５２
１、５２２、開閉弁５３１、５３２、ガス源５４１、５
４２及びヒータ７のうち、開閉弁の部分が、高速で開閉
できる弁（本例では電磁開閉弁）５３１ａ、５３２ａに
代えられ、さらに、図７に示す従来装置におけるマッチ
ングボックス８２及び高周波電源８３に代え、マッチン
グボックス８４、高周波アンプ（ＲＦアンプ）８５及び
任意波形発生器（ファンクションジェネレータ）８６を
接続したものである。この高周波電力印加手段による
と、波形発生器８６で形成した波形はアンプ８５で増幅
され、マッチングボックス８４を介して高周波コイル８
１に供給される。
する。図１は本発明に係る微粒子発生装置の１例の概略
構成を示す図であり、図２は本発明に係る微粒子発生装
置の他の例の概略構成を示す図である。図１に示す装置
は、焼結体を作るための微粒子を発生させるのに適した
装置であり、図７に示す従来装置を改良したものであ
る。この図１に示す装置では、図７に示す従来装置にお
けるガス供給部を構成するマスフローコントローラ５２
１、５２２、開閉弁５３１、５３２、ガス源５４１、５
４２及びヒータ７のうち、開閉弁の部分が、高速で開閉
できる弁（本例では電磁開閉弁）５３１ａ、５３２ａに
代えられ、さらに、図７に示す従来装置におけるマッチ
ングボックス８２及び高周波電源８３に代え、マッチン
グボックス８４、高周波アンプ（ＲＦアンプ）８５及び
任意波形発生器（ファンクションジェネレータ）８６を
接続したものである。この高周波電力印加手段による
と、波形発生器８６で形成した波形はアンプ８５で増幅
され、マッチングボックス８４を介して高周波コイル８
１に供給される。
【００１７】次にこの装置による本発明方法実施の例
（実施例１、実施例２）を、焼結体を作るためのシリコ
ンカーバイト（ＳｉＣ）微粒子を発生させる場合を例に
とって説明する。 実施例１ この実施例では、図３に示すように、高周波電力のパル
ス幅は２ｍｓｅｃで、デューティ ５０％（１msecオ
ン、１msecオフ）とした。また、シランガスとメタンガ
スは同時に石英管室１１に導入した。
（実施例１、実施例２）を、焼結体を作るためのシリコ
ンカーバイト（ＳｉＣ）微粒子を発生させる場合を例に
とって説明する。 実施例１ この実施例では、図３に示すように、高周波電力のパル
ス幅は２ｍｓｅｃで、デューティ ５０％（１msecオ
ン、１msecオフ）とした。また、シランガスとメタンガ
スは同時に石英管室１１に導入した。
【００１８】プロセス条件を示すと次のとおりである。 微粒子生成真空度：１．０ Ｔｏｒｒ プロセスガス ：シランガス（ＳｉＨ4 ） １００ｃ
ｃｍ メタンガス（ＣＨ4 ） １００ｃｃｍ ＲＦパワー ：１３．５６ＭＨｚ、５００Ｗ 変調周波数 ：５００Ｈｚ デューティ ：５０％ 以上の条件のもとに微粒子を発生させたところ、 微粒子生成速度 ：１μｍ／ｍｉｎ 粒径 ：１μｍ〜１．５μｍ であった。
ｃｍ メタンガス（ＣＨ4 ） １００ｃｃｍ ＲＦパワー ：１３．５６ＭＨｚ、５００Ｗ 変調周波数 ：５００Ｈｚ デューティ ：５０％ 以上の条件のもとに微粒子を発生させたところ、 微粒子生成速度 ：１μｍ／ｍｉｎ 粒径 ：１μｍ〜１．５μｍ であった。
【００１９】なお、実施例１との比較のため、前記プロ
セス条件において、デューティを２５％（０．５msecオ
ン、１．５msecオフ）として微粒子を発生させたとこ
ろ、微粒子生成速度は０．５μｍ／ｍｉｎ、粒径は０．
５μｍ〜１．０μｍとなった。このことより、微粒子径
はデューティ制御によっても可能であることが分かる。 実施例２ この実施例では、図４に示すように、高周波電力のパル
ス幅は５００ｍｓｅｃで、デューティ ５０％とした。
また、図４に示すように、シランガス導入と、メタンガ
ス導入とを時期をずらせ、交互に行い、高周波電力の出
力は、シランガス導入時は２００Ｗ、メタンガス導入時
は５００Ｗとした。各プロセスガスの供給パルス幅は１
ｓｅｃとし、各供給時間は２５０ｍｓｅｃとした。
セス条件において、デューティを２５％（０．５msecオ
ン、１．５msecオフ）として微粒子を発生させたとこ
ろ、微粒子生成速度は０．５μｍ／ｍｉｎ、粒径は０．
５μｍ〜１．０μｍとなった。このことより、微粒子径
はデューティ制御によっても可能であることが分かる。 実施例２ この実施例では、図４に示すように、高周波電力のパル
ス幅は５００ｍｓｅｃで、デューティ ５０％とした。
また、図４に示すように、シランガス導入と、メタンガ
ス導入とを時期をずらせ、交互に行い、高周波電力の出
力は、シランガス導入時は２００Ｗ、メタンガス導入時
は５００Ｗとした。各プロセスガスの供給パルス幅は１
ｓｅｃとし、各供給時間は２５０ｍｓｅｃとした。
【００２０】プロセス条件を示すと次のとおりである。 微粒子生成真空度：１．０ Ｔｏｒｒ プロセスガス ：シランガス（ＳｉＨ4 ） １００ｃ
ｃｍ メタンガス（ＣＨ4 ） １００ｃｃｍ ＲＦパワー ：シランガス導入時 １３．５６ＭＨ
ｚ、２００Ｗ メタンガス導入時 １３．５６ＭＨｚ、５００Ｗ 変調周波数 ：２Ｈｚ デューティ ：５０％ 以上の条件のもとに微粒子を発生させたところ、 微粒子生成速度 ：０．８μｍ／ｍｉｎ 粒径 ：１μｍ〜１．３μｍ であった。
ｃｍ メタンガス（ＣＨ4 ） １００ｃｃｍ ＲＦパワー ：シランガス導入時 １３．５６ＭＨ
ｚ、２００Ｗ メタンガス導入時 １３．５６ＭＨｚ、５００Ｗ 変調周波数 ：２Ｈｚ デューティ ：５０％ 以上の条件のもとに微粒子を発生させたところ、 微粒子生成速度 ：０．８μｍ／ｍｉｎ 粒径 ：１μｍ〜１．３μｍ であった。
【００２１】プロセスガスもそれぞれパルス状に供給
し、それに合わせてＲＦパワーもパルス状に印加した結
果、実施例１のときよりも、粒径コントロールが向上
し、粒径が一層均一化した。以上説明した実施例１、実
施例２によると、粒径が従来より均一化された焼結体用
の微粒子を効率よく発生させることができ、この微粒子
によると、焼結圧力を従来と同様とした場合、従来バイ
ンダー量の１／２〜１／３のバインダーを用いて、従来
より約５００℃低温の１０００℃程度で焼結体とするこ
とができた。
し、それに合わせてＲＦパワーもパルス状に印加した結
果、実施例１のときよりも、粒径コントロールが向上
し、粒径が一層均一化した。以上説明した実施例１、実
施例２によると、粒径が従来より均一化された焼結体用
の微粒子を効率よく発生させることができ、この微粒子
によると、焼結圧力を従来と同様とした場合、従来バイ
ンダー量の１／２〜１／３のバインダーを用いて、従来
より約５００℃低温の１０００℃程度で焼結体とするこ
とができた。
【００２２】次に、図２に示す装置は、例えば、半導体
基板上にキャパシタを形成するために該基板上にキャパ
シタ形成用の微粒子を付着させる等に適する装置であ
る。この装置は、図６に示す従来装置を改良したもので
ある。この図２に示す装置では、図６に示す従来装置に
おけるガスノズル５１を高周波電極３を兼ねるものと
し、ガス供給部を構成するマスフローコントローラ５２
１、５２２、開閉弁５３１、５３２、ガス源５４１、５
４２及びヒータ７のうち、開閉弁の部分が、高速で開閉
できる弁（本例では電磁開閉弁）５３１ａ、５３２ａに
代えられ、さらに、高周波電極３にマッチングボックス
３１、高周波アンプ（ＲＦアンプ）３２及び任意波形発
生器（ファンクションジェネレータ）３３を接続したも
のである。この高周波電力印加手段によると、波形発生
器３３で形成した波形はアンプ３２で増幅され、マッチ
ングボックス３１を介して高周波電極３に供給される。
基板上にキャパシタを形成するために該基板上にキャパ
シタ形成用の微粒子を付着させる等に適する装置であ
る。この装置は、図６に示す従来装置を改良したもので
ある。この図２に示す装置では、図６に示す従来装置に
おけるガスノズル５１を高周波電極３を兼ねるものと
し、ガス供給部を構成するマスフローコントローラ５２
１、５２２、開閉弁５３１、５３２、ガス源５４１、５
４２及びヒータ７のうち、開閉弁の部分が、高速で開閉
できる弁（本例では電磁開閉弁）５３１ａ、５３２ａに
代えられ、さらに、高周波電極３にマッチングボックス
３１、高周波アンプ（ＲＦアンプ）３２及び任意波形発
生器（ファンクションジェネレータ）３３を接続したも
のである。この高周波電力印加手段によると、波形発生
器３３で形成した波形はアンプ３２で増幅され、マッチ
ングボックス３１を介して高周波電極３に供給される。
【００２３】次にこの装置による本発明方法実施の例
（実施例３）を、シリコン基板上にキャパシタ形成用の
ポリシリコン微粒子を付着させる場合を例にとって説明
する。 実施例３ この実施例では、発生微粒子を受け溜めるプレートＳと
して、シリコン基板Ｓを採用し、該基板上には予め、微
粒子を付着させる部分以外にマスクを形成しておいた。
また、高周波電力のパルス幅は実施例１と同様に２ｍｓ
ｅｃで、デューティ ５０％（１msecオン、１msecオ
フ）とした。
（実施例３）を、シリコン基板上にキャパシタ形成用の
ポリシリコン微粒子を付着させる場合を例にとって説明
する。 実施例３ この実施例では、発生微粒子を受け溜めるプレートＳと
して、シリコン基板Ｓを採用し、該基板上には予め、微
粒子を付着させる部分以外にマスクを形成しておいた。
また、高周波電力のパルス幅は実施例１と同様に２ｍｓ
ｅｃで、デューティ ５０％（１msecオン、１msecオ
フ）とした。
【００２４】プロセス条件を示すと次のとおりである。 基板Ｓ ：６インチ シリコンウエハ 基板温度（微粒子生成付着温度）：５００℃ 微粒子生成真空度：０．５ Ｔｏｒｒ プロセスガス ：シランガス（ＳｉＨ4 ） ５０ｃｃ
ｍ 高周波電極３ ：直径２００ｍｍ ＲＦパワー ：１３．５６ＭＨｚ、５００Ｗ 変調周波数 ：５００Ｈｚ デューティ ：５０％ 以上の条件のもとに微粒子を発生させたところ、 微粒子生成速度 ：０．２μｍ／ｍｉｎ 粒径 ：０．５μｍ〜０．８μｍ であっ
た。
ｍ 高周波電極３ ：直径２００ｍｍ ＲＦパワー ：１３．５６ＭＨｚ、５００Ｗ 変調周波数 ：５００Ｈｚ デューティ ：５０％ 以上の条件のもとに微粒子を発生させたところ、 微粒子生成速度 ：０．２μｍ／ｍｉｎ 粒径 ：０．５μｍ〜０．８μｍ であっ
た。
【００２５】このように微粒子の粒径が均一化され、キ
ャパシタ形成に十分利用できる微粒子が基板Ｓ上に直接
得られた。以上説明したように、本発明方法及び装置に
よると、熱ＣＶＤ装置を応用した従来の微粒子発生方法
及び装置に比べると、比較的低温で所望の微粒子を発生
させることができ、高周波電力供給のパルス幅やデュー
ティの選択で微粒子の粒径制御を大幅に改善でき、粒径
を均一化できる利点があり、焼結体形成用の微粒子、半
導体デバイス用キャパシタ等形成用の微粒子の生成に好
都合である。
ャパシタ形成に十分利用できる微粒子が基板Ｓ上に直接
得られた。以上説明したように、本発明方法及び装置に
よると、熱ＣＶＤ装置を応用した従来の微粒子発生方法
及び装置に比べると、比較的低温で所望の微粒子を発生
させることができ、高周波電力供給のパルス幅やデュー
ティの選択で微粒子の粒径制御を大幅に改善でき、粒径
を均一化できる利点があり、焼結体形成用の微粒子、半
導体デバイス用キャパシタ等形成用の微粒子の生成に好
都合である。
【００２６】また、前記実施例の場合、微粒子径のバラ
ツキは従来比で１／１．５程度にも改善でき、焼結体を
得るにあたってはバインダー使用量を大幅に減らすこと
ができる。なお、高周波電力供給のパルス幅決定に際し
ては、一般的に言えば、約０．１〜約１０００Ｈｚの範
囲内で振幅変調をかけることが考えられる。
ツキは従来比で１／１．５程度にも改善でき、焼結体を
得るにあたってはバインダー使用量を大幅に減らすこと
ができる。なお、高周波電力供給のパルス幅決定に際し
ては、一般的に言えば、約０．１〜約１０００Ｈｚの範
囲内で振幅変調をかけることが考えられる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、従
来の微粒子発生方法及び装置に比べて粒径が均一化され
た所望の微粒子を効率良く発生させることができ、焼結
体用微粒子や半導体デバイスのキャパシタ等形成用の微
粒子のような微粒子の生成に適する微粒子発生方法及び
装置を提供することができる。
来の微粒子発生方法及び装置に比べて粒径が均一化され
た所望の微粒子を効率良く発生させることができ、焼結
体用微粒子や半導体デバイスのキャパシタ等形成用の微
粒子のような微粒子の生成に適する微粒子発生方法及び
装置を提供することができる。
【００２８】また、微粒子生成用ガスもパルス状に供給
するときは、粒径を一層均一化する方向に制御できる。
するときは、粒径を一層均一化する方向に制御できる。
【図１】本発明に係る微粒子発生装置の１例の概略構成
を示す図である。
を示す図である。
【図２】本発明に係る微粒子発生装置の他の例の概略構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図３】本発明による高周波電力供給パターンの１例を
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明によるプロセスガス供給パターンの１例
及びそれに伴うなう高周波電力供給パターンの１例を示
す図である。
及びそれに伴うなう高周波電力供給パターンの１例を示
す図である。
【図５】従来例の概略構成を示す図である。
【図６】他の従来例の概略構成を示す図である。
【図７】さらに他の従来例の概略構成を示す図である。
１ 真空容器 １１ 石英管室 ２、Ｓ 微粒子受け溜めプレート ２０ 接地部材 ２０１ サセプタ ２０２ ヒータ ３１、８４ マッチングボックス ３２、８５ 高周波アンプ ３３、８６ 任意波形発生器 ４ 排気装置 ４１ 排気量調整弁 ４２ 排気ポンプ ５１ ガスノズル ５２１、５２２ マスフローコントローラ ５３１ａ、５３２ａ 開閉弁 ５４１、５４２ 微粒子生成用ガス源 ６ ヒータ ７ ヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 19/00 - 19/32
Claims (5)
- 【請求項１】 微粒子生成用ガスを真空容器内に導入し
て所定真空度のもとに該ガスに対し高周波電力を印加し
て該ガスをプラズマ化するとともに目的とする微粒子を
生成させ、前記高周波電力印加に際しては、該高周波電
力をパルス状に供給することを特徴とする微粒子発生方
法。 - 【請求項２】 前記微粒子生成用ガスもパルス状に供給
する請求項１記載の微粒子発生方法。 - 【請求項３】 排気装置により所定真空度に維持可能の
真空容器と、前記真空容器へ微粒子生成用ガスを供給す
るガス供給部と、前記真空容器に導入されたガスに対し
高周波電力を印加する手段と、前記真空容器内に発生す
る微粒子を受ける微粒子受け部とを有し、前記高周波電
力印加手段は高周波電力をパルス状に供給する手段を含
んでいることを特徴とする微粒子発生装置。 - 【請求項４】 前記ガス供給部が前記微粒子生成用ガス
をパルス状に供給するための手段を含んでいる請求項３
記載の微粒子発生装置。 - 【請求項５】 前記微粒子受け部を半導体デバイス基板
とした請求項３又は４記載の微粒子発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05685593A JP3336665B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 微粒子発生方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05685593A JP3336665B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 微粒子発生方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06269659A JPH06269659A (ja) | 1994-09-27 |
| JP3336665B2 true JP3336665B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=13039034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05685593A Expired - Fee Related JP3336665B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 微粒子発生方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3336665B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014081858A3 (en) * | 2012-11-21 | 2015-08-20 | Southwest Research Institute | Superhydrophobic compositions and coating process for the internal surface of tubular structures |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3806751B2 (ja) | 2000-05-23 | 2006-08-09 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 量子サイズ効果型微小電子銃の製造方法 |
| JP2016522734A (ja) * | 2013-03-14 | 2016-08-04 | エスディーシーマテリアルズ， インコーポレイテッド | プラズマシステムを用いる高処理量粒子産生 |
| JP6219179B2 (ja) * | 2014-01-20 | 2017-10-25 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
-
1993
- 1993-03-17 JP JP05685593A patent/JP3336665B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014081858A3 (en) * | 2012-11-21 | 2015-08-20 | Southwest Research Institute | Superhydrophobic compositions and coating process for the internal surface of tubular structures |
| US9121540B2 (en) | 2012-11-21 | 2015-09-01 | Southwest Research Institute | Superhydrophobic compositions and coating process for the internal surface of tubular structures |
| US9701869B2 (en) | 2012-11-21 | 2017-07-11 | Southwest Research Institute | Superhydrophobic compositions and coating process for the internal surface of tubular structures |
| US9926467B2 (en) | 2012-11-21 | 2018-03-27 | Southwest Research Institute | Superhydrophobic compositions and coating process for the internal surface of tubular structures |
| AU2013348056B2 (en) * | 2012-11-21 | 2018-07-12 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Superhydrophobic compositions and coating process for the internal surface of tubular structures |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06269659A (ja) | 1994-09-27 |
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