JP3337266B2 - 電子サイクロトロン共鳴プラズマの科学蒸着装置 - Google Patents
電子サイクロトロン共鳴プラズマの科学蒸着装置Info
- Publication number
- JP3337266B2 JP3337266B2 JP08854593A JP8854593A JP3337266B2 JP 3337266 B2 JP3337266 B2 JP 3337266B2 JP 08854593 A JP08854593 A JP 08854593A JP 8854593 A JP8854593 A JP 8854593A JP 3337266 B2 JP3337266 B2 JP 3337266B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- microwave
- slit
- plasma
- tapered
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4
及びダイヤモンド薄膜、ａ−Ｓｉ薄膜などの絶縁膜、あ
るいは、半導体膜などを形成する化学蒸着（Chemical V
apor Deposition ，以下ＣＶＤともいう）型薄膜形成
や、ＡＬ2 Ｏ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、ＡｌＮ、あるいはＣＢＮ
（Cubic Born Nitride、立方晶窒化硼素）などの金属化
合物膜のスパッタ型膜形成、並びにＭｏ、Ｗなどの薄膜
エッチング等で用いられる電子サイクロトロン共鳴（El
ectron Cyclotron Resonance，以下ＥＣＲともいう）プ
ラズマ反応装置に関するものである。
及びダイヤモンド薄膜、ａ−Ｓｉ薄膜などの絶縁膜、あ
るいは、半導体膜などを形成する化学蒸着（Chemical V
apor Deposition ，以下ＣＶＤともいう）型薄膜形成
や、ＡＬ2 Ｏ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、ＡｌＮ、あるいはＣＢＮ
（Cubic Born Nitride、立方晶窒化硼素）などの金属化
合物膜のスパッタ型膜形成、並びにＭｏ、Ｗなどの薄膜
エッチング等で用いられる電子サイクロトロン共鳴（El
ectron Cyclotron Resonance，以下ＥＣＲともいう）プ
ラズマ反応装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来より用いられているＥＣＲプ
ラズマＣＶＤ装置を示す概略構成図であり、この装置よ
り例えば窒化シリコン薄膜を形成する場合を例に取り説
明する。
ラズマＣＶＤ装置を示す概略構成図であり、この装置よ
り例えば窒化シリコン薄膜を形成する場合を例に取り説
明する。
【０００３】図示を省略したマグネトロン（マイクロ波
発信器）で発生された２．４５ＧＨｚのマイクロ波３０
１は、アイソレータ、方向性結合器、マイクロ波電力計
（何れも図示を省略）などを用いて、矩形あるいは円形
の導波管１０２により伝播され、空洞室１０８でマイク
ロ波の定在波を形成する。同軸管１１０に接続されたボ
ールアンテナ１０９は、上記空洞室１０８に挿入されて
いる。上記同軸管１１０の他端は、同軸コネクタ１１１
と第２の同軸管１１２を介してスリット付金属円管（以
下リジターノコイルとも言う）３１６に接続されてい
る。
発信器）で発生された２．４５ＧＨｚのマイクロ波３０
１は、アイソレータ、方向性結合器、マイクロ波電力計
（何れも図示を省略）などを用いて、矩形あるいは円形
の導波管１０２により伝播され、空洞室１０８でマイク
ロ波の定在波を形成する。同軸管１１０に接続されたボ
ールアンテナ１０９は、上記空洞室１０８に挿入されて
いる。上記同軸管１１０の他端は、同軸コネクタ１１１
と第２の同軸管１１２を介してスリット付金属円管（以
下リジターノコイルとも言う）３１６に接続されてい
る。
【０００４】３０４はプラズマ生成室で、プラズマ引出
し窓３０９により反応容器３０８と連通し、この反応容
器３０８は、図示省略の排気装置で反応に必要な真空
度、例えば１０-3ないし１０-8Ｔｏｒｒに真空引きされ
ている。また、プラズマ生成室３０４を囲繞するように
配置されている磁気コイル３１４は、前記プラズマ生成
室３０４に供給される２．４５ＧＨｚのマイクロ波との
間で電子サイクロトロン共鳴（Electron Cyclotron Res
onance）を起こすように、磁束密度８７５ガウスの磁界
を発生する。
し窓３０９により反応容器３０８と連通し、この反応容
器３０８は、図示省略の排気装置で反応に必要な真空
度、例えば１０-3ないし１０-8Ｔｏｒｒに真空引きされ
ている。また、プラズマ生成室３０４を囲繞するように
配置されている磁気コイル３１４は、前記プラズマ生成
室３０４に供給される２．４５ＧＨｚのマイクロ波との
間で電子サイクロトロン共鳴（Electron Cyclotron Res
onance）を起こすように、磁束密度８７５ガウスの磁界
を発生する。
【０００５】なお、試料３１０は、反応容器３０８内に
プラズマ引出し窓３０９と対向する位置へ配置された試
料台３１１に置かれている。さて、電子サイクロトロン
共鳴は、電子の電荷をｅ、質量をｍ、磁束密度をＢで表
した場合、電子のサイクロトロン運動の周波数ｆｃｅが ｆｃｅ＝ｅＢ／２πｍ＝２．４５ＧＨｚ という条件を満たすときに発生し、プラズマ生成室３０
４に強力なプラズマ流３１５が形成され、反応容器３０
８内に入る。
プラズマ引出し窓３０９と対向する位置へ配置された試
料台３１１に置かれている。さて、電子サイクロトロン
共鳴は、電子の電荷をｅ、質量をｍ、磁束密度をＢで表
した場合、電子のサイクロトロン運動の周波数ｆｃｅが ｆｃｅ＝ｅＢ／２πｍ＝２．４５ＧＨｚ という条件を満たすときに発生し、プラズマ生成室３０
４に強力なプラズマ流３１５が形成され、反応容器３０
８内に入る。
【０００６】上記例では、反応ガスとしてＮ2 とＳｉＨ
4 ガスを用いているので、それらのガスはプラズマ流３
１５により解離されて、ＳｉＨ3 Ｎ4 の薄膜が試料３１
０表面に堆積する。
4 ガスを用いているので、それらのガスはプラズマ流３
１５により解離されて、ＳｉＨ3 Ｎ4 の薄膜が試料３１
０表面に堆積する。
【０００７】このＥＣＲプラズマを用いた薄膜形成は、
通常行なわれているＣＶＤ薄膜形成に比べて、低ガス圧
で高い活性度のプラズマが得られるため、イオン、電子
の衝撃効果により室温で高品質の薄膜を形成出来るなど
の特長を有するものである。
通常行なわれているＣＶＤ薄膜形成に比べて、低ガス圧
で高い活性度のプラズマが得られるため、イオン、電子
の衝撃効果により室温で高品質の薄膜を形成出来るなど
の特長を有するものである。
【０００８】なお、ＥＣＲプラズマの応用例としては、
上記窒化シリコン（Ｓｉ3 Ｎ4 ）膜の形成の他に、シリ
コン（Ｓｉ）膜、窒化シリコン（ＳｉＯ2 ）膜、あるい
は、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ2 ）膜などの形成
や、エッチングなどに応用されうるものである。
上記窒化シリコン（Ｓｉ3 Ｎ4 ）膜の形成の他に、シリ
コン（Ｓｉ）膜、窒化シリコン（ＳｉＯ2 ）膜、あるい
は、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ2 ）膜などの形成
や、エッチングなどに応用されうるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置では、矩形
あるいは円形の導波管１０２で伝播した、２．４５ＧＨ
ｚのマイクロ波３０１は、同軸管１１２を介してリジタ
ーノコイル３１６に供給され、電子サイクロトロン共鳴
によりプラズマを生成しているので、次の欠点を有して
いる。 （１）マイクロ波３０１を同軸管１１２でリジターノコ
イル３１６に伝播している場合、同軸管１１２とリジタ
ーノコイル３１６との接合部で無視できないほど大きな
供給電力の損失が存在する。そのため、マイクロ波の供
給電力を増加しても高密度のプラズマを発生させること
は困難である。従って、従来のＥＣＲプラズマでは、高
速成膜や高速エッチングなどができず、薄膜形成の生産
性が低い。 （２）上記の同軸管１１２とリジターノコイル３１６と
の接合部でのマイクロ波電力の損失により、接合部は加
熱されることになる。この生成熱は、同軸コネクタ１１
１の真空漏れのみならず、接合部及びプラズマ生成室内
壁からの不純物発生を引き起こし、高品質薄膜の形成に
とって問題となる。本発明は、このような問題を解決す
るＥＣＲプラズマの化学蒸着装置を提供することを目的
とする。
あるいは円形の導波管１０２で伝播した、２．４５ＧＨ
ｚのマイクロ波３０１は、同軸管１１２を介してリジタ
ーノコイル３１６に供給され、電子サイクロトロン共鳴
によりプラズマを生成しているので、次の欠点を有して
いる。 （１）マイクロ波３０１を同軸管１１２でリジターノコ
イル３１６に伝播している場合、同軸管１１２とリジタ
ーノコイル３１６との接合部で無視できないほど大きな
供給電力の損失が存在する。そのため、マイクロ波の供
給電力を増加しても高密度のプラズマを発生させること
は困難である。従って、従来のＥＣＲプラズマでは、高
速成膜や高速エッチングなどができず、薄膜形成の生産
性が低い。 （２）上記の同軸管１１２とリジターノコイル３１６と
の接合部でのマイクロ波電力の損失により、接合部は加
熱されることになる。この生成熱は、同軸コネクタ１１
１の真空漏れのみならず、接合部及びプラズマ生成室内
壁からの不純物発生を引き起こし、高品質薄膜の形成に
とって問題となる。本発明は、このような問題を解決す
るＥＣＲプラズマの化学蒸着装置を提供することを目的
とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電子サイク
ロトロン共鳴プラズマの化学蒸着装置は、マイクロ波発
信器１００と、同マイクロ波発信器に一端が接続され他
端が閉じた筒状の導波管１０２と、リジターノコイル
（スリット付金属円筒）３１６と、該リジターノコイル
を収納するプラズマ生成室３０４と、該プラズマ生成室
と連通する反応容器３０８と、該反応容器内を真空にす
る排気装置と、前記反応容器内に反応ガスを供給するガ
ス供給装置と、前記リジターノコイルを囲繞する磁気コ
イル３１４とを有する電子サイクロトロン共鳴プラズマ
反応装置に於いて、前記導波管とリジターノコイルとの
間にテーパー型マイクロ波導入装置１０６を配置すると
ともに、該テーパー型マイクロ波導入装置は、セラミッ
クスもしくは誘電体部材から構成される同じ形状の２枚
の部材１０６Ａ，１０６Ｂを有し、前記２枚の部材１０
６Ａ，１０６Ｂの間隔を、テーパー導波管１０５の入り
口から出口にかけて狭くなるように連続的に変化させ、
前記リジターノコイル３１６との接続部分に於いて、前
記スリット付金属円筒の切込みスリット幅と同一間隔に
し、前記２枚の部材１０６Ａ，１０６Ｂを前記切込みス
リットを隔ててリジターノコイル（スリット付金属円
筒）と結合したことを特徴とする。
ロトロン共鳴プラズマの化学蒸着装置は、マイクロ波発
信器１００と、同マイクロ波発信器に一端が接続され他
端が閉じた筒状の導波管１０２と、リジターノコイル
（スリット付金属円筒）３１６と、該リジターノコイル
を収納するプラズマ生成室３０４と、該プラズマ生成室
と連通する反応容器３０８と、該反応容器内を真空にす
る排気装置と、前記反応容器内に反応ガスを供給するガ
ス供給装置と、前記リジターノコイルを囲繞する磁気コ
イル３１４とを有する電子サイクロトロン共鳴プラズマ
反応装置に於いて、前記導波管とリジターノコイルとの
間にテーパー型マイクロ波導入装置１０６を配置すると
ともに、該テーパー型マイクロ波導入装置は、セラミッ
クスもしくは誘電体部材から構成される同じ形状の２枚
の部材１０６Ａ，１０６Ｂを有し、前記２枚の部材１０
６Ａ，１０６Ｂの間隔を、テーパー導波管１０５の入り
口から出口にかけて狭くなるように連続的に変化させ、
前記リジターノコイル３１６との接続部分に於いて、前
記スリット付金属円筒の切込みスリット幅と同一間隔に
し、前記２枚の部材１０６Ａ，１０６Ｂを前記切込みス
リットを隔ててリジターノコイル（スリット付金属円
筒）と結合したことを特徴とする。
【００１１】
【作用】マイクロ波発信器１００から発信されたマイク
ロ波３０１は、筒状の導波管１０２により搬送され、該
導波管内に挿入されたテーパー型マイクロ波導入装置１
０６により取り出されたのち、マイクロ波３０１は前記
導入装置１０６を更に伝播してリジターノコイル３１６
に至る。テーパー型マイクロ波導入装置１０６は、リジ
ターノコイル３１６との接合部で、供給されたマイクロ
波電力の損失を低減できるために、プラズマ生成室３０
４で高密度プラズマを発生させることができる。そのた
め高速成膜や高速エッチングなどが可能となる。
ロ波３０１は、筒状の導波管１０２により搬送され、該
導波管内に挿入されたテーパー型マイクロ波導入装置１
０６により取り出されたのち、マイクロ波３０１は前記
導入装置１０６を更に伝播してリジターノコイル３１６
に至る。テーパー型マイクロ波導入装置１０６は、リジ
ターノコイル３１６との接合部で、供給されたマイクロ
波電力の損失を低減できるために、プラズマ生成室３０
４で高密度プラズマを発生させることができる。そのた
め高速成膜や高速エッチングなどが可能となる。
【００１２】また、供給電力の損失低減により、前記導
入装置１０６とリジターノコイル３１６との接合部の加
熱が抑えられるために、該接合部からの真空漏れを防止
することができるのみならず、接合部及びプラズマ生成
室３０４の内壁からの不純物発生を防止することができ
る。そのため、高品質な薄膜の形成が容易になる。
入装置１０６とリジターノコイル３１６との接合部の加
熱が抑えられるために、該接合部からの真空漏れを防止
することができるのみならず、接合部及びプラズマ生成
室３０４の内壁からの不純物発生を防止することができ
る。そのため、高品質な薄膜の形成が容易になる。
【００１３】したがって、テーパー型マイクロ波導入装
置を用いることにより、高密度プラズマの生成及び不純
物発生の低減が可能となり、高品質薄膜の形成を高速に
かつ容易に行なうことができる。
置を用いることにより、高密度プラズマの生成及び不純
物発生の低減が可能となり、高品質薄膜の形成を高速に
かつ容易に行なうことができる。
【００１４】
【実施例】本発明の一実施例を図１に示す。図１におい
て、１００は２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生させる
マイクロ波発信器、１０１は発生したマイクロ波の反射
波によるマイクロ波発信器の破損を防止するアイソレー
タである。導波管１０２の一端は上記マイクロ波発信器
１００に接続されている。導波管１０２の他端にはマイ
クロ波のインピーダンスを調整するスタブチューナ３０
７が接続されている。 マイクロ波電力計１０４
に接続された方向性結合器１０３は上記マイクロ波発信
器１００とスタブチューナ３０７の途中に介装されれて
いる。導波管１０２は、テーパー導波管１０５内部に挿
入されているテーパー型マイクロ波導入装置１０６を介
してリジターノコイル３１６に接続されている。
て、１００は２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生させる
マイクロ波発信器、１０１は発生したマイクロ波の反射
波によるマイクロ波発信器の破損を防止するアイソレー
タである。導波管１０２の一端は上記マイクロ波発信器
１００に接続されている。導波管１０２の他端にはマイ
クロ波のインピーダンスを調整するスタブチューナ３０
７が接続されている。 マイクロ波電力計１０４
に接続された方向性結合器１０３は上記マイクロ波発信
器１００とスタブチューナ３０７の途中に介装されれて
いる。導波管１０２は、テーパー導波管１０５内部に挿
入されているテーパー型マイクロ波導入装置１０６を介
してリジターノコイル３１６に接続されている。
【００１５】３０４はプラズマ生成室で、プラズマ引出
し窓３０９により反応容器３０８と連通している。反応
容器３０８は、図示省略の排気装置で反応に必要な所定
の真空度、例えば１０-3ないし１０-8Ｔｏｒｒに真空引
きされている。
し窓３０９により反応容器３０８と連通している。反応
容器３０８は、図示省略の排気装置で反応に必要な所定
の真空度、例えば１０-3ないし１０-8Ｔｏｒｒに真空引
きされている。
【００１６】第１のガス供給管３０５は上記プラズマ生
成室３０４に開口し、例えば、Ｎ2ガスを供給するよう
になっており、第２のガス供給管３０６は、スタブチュ
ーナ（環状ステンレス管）３０７を介して例えばＳｉＨ
4 ガスを反応容器３０８に供給するようになっている。
成室３０４に開口し、例えば、Ｎ2ガスを供給するよう
になっており、第２のガス供給管３０６は、スタブチュ
ーナ（環状ステンレス管）３０７を介して例えばＳｉＨ
4 ガスを反応容器３０８に供給するようになっている。
【００１７】プラズマ生成室３０４の外周には冷却管３
１２が巻きつけてあり、冷却水３１３を導入流過させる
ことにより、該プラズマ生成室３０４を冷却するように
なっている。また磁気コイル３１４は、プラズマ生成室
３０４を囲繞するように配置されていて、該プラズマ生
成室３０４に供給される２．４５ＧＨｚのマイクロ波と
の間で電子サイクロトロン共鳴（Electron Cyclotron R
esonance）を起こすように、磁束密度８７５ガウスの磁
界を発生する。
１２が巻きつけてあり、冷却水３１３を導入流過させる
ことにより、該プラズマ生成室３０４を冷却するように
なっている。また磁気コイル３１４は、プラズマ生成室
３０４を囲繞するように配置されていて、該プラズマ生
成室３０４に供給される２．４５ＧＨｚのマイクロ波と
の間で電子サイクロトロン共鳴（Electron Cyclotron R
esonance）を起こすように、磁束密度８７５ガウスの磁
界を発生する。
【００１８】なお、試料３１０は、反応容器３０８内の
プラズマ引出し窓３０９と対向する位置に配置された試
料台３１１上に置かれている。図２はリジターノコイル
３１６とテーパー型マイクロ波導入装置１０６の概略形
状を示す。リジターノコイル３１６は、金属製の円筒部
材に図２に示すようなスリットＳを入れたものである。
スリットＳは図２に示すように、軸芯と平行な複数の直
線部と、その直線部の端部を周方向に結ぶ部分とで形成
し、コの字形状となるように連結する。そして、スリッ
トＳの一端は金属円筒の端部からの切れ込みに連結し、
スリットＳの他端は金属円筒の他端部にて終端させる。
スリットＳの直線部の長さは上記マイクロ波の半波長の
整数倍とする。
プラズマ引出し窓３０９と対向する位置に配置された試
料台３１１上に置かれている。図２はリジターノコイル
３１６とテーパー型マイクロ波導入装置１０６の概略形
状を示す。リジターノコイル３１６は、金属製の円筒部
材に図２に示すようなスリットＳを入れたものである。
スリットＳは図２に示すように、軸芯と平行な複数の直
線部と、その直線部の端部を周方向に結ぶ部分とで形成
し、コの字形状となるように連結する。そして、スリッ
トＳの一端は金属円筒の端部からの切れ込みに連結し、
スリットＳの他端は金属円筒の他端部にて終端させる。
スリットＳの直線部の長さは上記マイクロ波の半波長の
整数倍とする。
【００１９】テーパー型マイクロ波導入装置１０６は、
２枚の部材１０６Ａと１０６Ｂで構成し、部材１０６Ａ
と１０６Ｂの間隔は図２に示すようにリジターノコイル
３１６に近づくにつれて直線的に狭くなり、リジターノ
コイル３１６との接合部分では、前記スリットＳの幅と
同一にする。前記の間隔とスリットＳの幅が同一になっ
たところで、部材１０６Ａと１０６Ｂをリジターノコイ
ル３１６の端部の切り込みを挟んだ両側にそれぞれ接続
する。
２枚の部材１０６Ａと１０６Ｂで構成し、部材１０６Ａ
と１０６Ｂの間隔は図２に示すようにリジターノコイル
３１６に近づくにつれて直線的に狭くなり、リジターノ
コイル３１６との接合部分では、前記スリットＳの幅と
同一にする。前記の間隔とスリットＳの幅が同一になっ
たところで、部材１０６Ａと１０６Ｂをリジターノコイ
ル３１６の端部の切り込みを挟んだ両側にそれぞれ接続
する。
【００２０】本発明の第２実施例を図３に示す。第１実
施例（図２）では左右にテーパー型マイクロ波導入装置
１０６を配置したものを示したが、第２実施例（図３）
のように上下にテーパー型マイクロ波導入装置１０６を
配置したものも有効である。
施例（図２）では左右にテーパー型マイクロ波導入装置
１０６を配置したものを示したが、第２実施例（図３）
のように上下にテーパー型マイクロ波導入装置１０６を
配置したものも有効である。
【００２１】テーパー型マイクロ波導入装置１０６の材
質としては、セラミックスか、誘電体材料を用いる。テ
ーパー型マイクロ波導入装置１０６を介してリジターノ
コイル３１６にマイクロ波３０１を供給すると、リジタ
ーノコイル３１６の直線部のスリットＳに定在波が形成
される。そこで反応容器３０８の圧力を１×１０-4Ｔｏ
ｒｒにし、周波数２．４５ＧＨｚの出力１ないし３ｋｗ
のマイクロ波３０１をリジターノコイル３１６に印加す
ると、プラズマを発生させることができる。他方、磁気
コイル３１４によりリジターノコイル３１６の中心部に
２．４５ＧＨｚのマイクロ波３０１に対応する８７５ガ
ウスの磁界を印加すると、リジターノコイル３１６の位
置からプラズマ出口側方向に沿って、適当な勾配で磁界
が減少し発散する。この発生磁界により、プラズマはプ
ラズマ流３１５となって反応容器３０８に流出する。
質としては、セラミックスか、誘電体材料を用いる。テ
ーパー型マイクロ波導入装置１０６を介してリジターノ
コイル３１６にマイクロ波３０１を供給すると、リジタ
ーノコイル３１６の直線部のスリットＳに定在波が形成
される。そこで反応容器３０８の圧力を１×１０-4Ｔｏ
ｒｒにし、周波数２．４５ＧＨｚの出力１ないし３ｋｗ
のマイクロ波３０１をリジターノコイル３１６に印加す
ると、プラズマを発生させることができる。他方、磁気
コイル３１４によりリジターノコイル３１６の中心部に
２．４５ＧＨｚのマイクロ波３０１に対応する８７５ガ
ウスの磁界を印加すると、リジターノコイル３１６の位
置からプラズマ出口側方向に沿って、適当な勾配で磁界
が減少し発散する。この発生磁界により、プラズマはプ
ラズマ流３１５となって反応容器３０８に流出する。
【００２２】このプラズマ流はつぎの特性をもつ。 圧力 ；１×１０-4Ｔｏｒｒ、 電子温度；約６ｅＶ、 電子密度；２×１０11ｃｍ-3、 そして圧力が上記値より小さくなると電子温度は上昇す
る。
る。
【００２３】本発明では、テーパー型マイクロ波導入装
置１０６とリジターノコイル３１６を接続することによ
り、供給電力の損失を低減することが出来るため、高密
度プラズマを生成でき、高速成膜や高速エッチングを実
現することができる。また、接合部での供給電力損失を
低減できるため、接合部及びプラズマ生成室壁の加熱を
防止できるとともに、接合部及びプラズマ生成室内壁か
らの不純物発生も防止でき、高品質な薄膜を形成するこ
とができる。
置１０６とリジターノコイル３１６を接続することによ
り、供給電力の損失を低減することが出来るため、高密
度プラズマを生成でき、高速成膜や高速エッチングを実
現することができる。また、接合部での供給電力損失を
低減できるため、接合部及びプラズマ生成室壁の加熱を
防止できるとともに、接合部及びプラズマ生成室内壁か
らの不純物発生も防止でき、高品質な薄膜を形成するこ
とができる。
【００２４】上述したように、第１実施例又は第２実施
例のテーパー型マイクロ波導入装置１０６を用いること
によって、高電子温度かつ高密度プラズマのプラズマ流
３１５が得られ、高速かつ高品質の薄膜を容易に形成す
ることができる。
例のテーパー型マイクロ波導入装置１０６を用いること
によって、高電子温度かつ高密度プラズマのプラズマ流
３１５が得られ、高速かつ高品質の薄膜を容易に形成す
ることができる。
【００２５】次に窒化シリコン薄膜を形成する場合を例
にとって説明する。図１において、図示を省略した排気
装置により反応容器３０８内を真空度約１×１０-8Ｔｏ
ｒｒにし、その内部の不純物ガスを十分排気した後、第
１のガス供給管３０５から第１の反応ガスとしてＮ2 ガ
スを供給し、第２のガス供給管３０６からは第２の反応
ガスとしてＳｉＨ4 を供給する。ガス量は、それぞれ５
０ｃｃ／ｍｉｎとし、ガス供給後の反応容器３０８内の
圧力は２×１０-4Ｔｏｒｒとする。試料３１０は試料台
３１１上に置く。冷却水３１３は冷却管３１２より導入
し、プラズマ生成室３０４を十分冷却するようにする。
マイクロ波電力の出力は１ｋｗに固定する。
にとって説明する。図１において、図示を省略した排気
装置により反応容器３０８内を真空度約１×１０-8Ｔｏ
ｒｒにし、その内部の不純物ガスを十分排気した後、第
１のガス供給管３０５から第１の反応ガスとしてＮ2 ガ
スを供給し、第２のガス供給管３０６からは第２の反応
ガスとしてＳｉＨ4 を供給する。ガス量は、それぞれ５
０ｃｃ／ｍｉｎとし、ガス供給後の反応容器３０８内の
圧力は２×１０-4Ｔｏｒｒとする。試料３１０は試料台
３１１上に置く。冷却水３１３は冷却管３１２より導入
し、プラズマ生成室３０４を十分冷却するようにする。
マイクロ波電力の出力は１ｋｗに固定する。
【００２６】このような状態で、プラズマ流３１５を生
成させ、窒化シリコン膜を生成させた場合、プラズマ密
度は２×１０11ｃｍ-3となり、従来装置に比べ著しく大
きな値が得られた。成膜速度も３ないし７Ａ／sec とな
った。したがって図４に示すように本発明のテーパー型
マイクロ波導入装置１０６を用いた場合の成膜速度は、
従来装置の成膜速度に比べて約５倍の大きさとなってい
る。
成させ、窒化シリコン膜を生成させた場合、プラズマ密
度は２×１０11ｃｍ-3となり、従来装置に比べ著しく大
きな値が得られた。成膜速度も３ないし７Ａ／sec とな
った。したがって図４に示すように本発明のテーパー型
マイクロ波導入装置１０６を用いた場合の成膜速度は、
従来装置の成膜速度に比べて約５倍の大きさとなってい
る。
【００２７】この結果を解析したところ、概ね次のよう
な結果が得られた。 窒化シリコン膜の屈折率；１．９ないし２．０、 暗導電率；（１．０〜２．０）×１０-4Ω-1ｃｍ-1 従って、本発明のＥＣＲプラズマ反応装置を用いること
により、高速かつ高品質の薄膜の形成が可能になる。
な結果が得られた。 窒化シリコン膜の屈折率；１．９ないし２．０、 暗導電率；（１．０〜２．０）×１０-4Ω-1ｃｍ-1 従って、本発明のＥＣＲプラズマ反応装置を用いること
により、高速かつ高品質の薄膜の形成が可能になる。
【００２８】
【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）本発明装置では、テーパー型マイクロ波導入装置
を介したスリット付金属円筒を用いて、電子サイクロト
ロン共鳴によるマイクロ波放電によりプラズマ流を発生
させるので、従来の装置に比べ、プラズマ電子密度を大
きくでき、かつ、プラズマ生成室の真空度を向上させる
ことができる。 （２）そのため高速で、かつ、高品質な薄膜を形成する
ことができる。
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）本発明装置では、テーパー型マイクロ波導入装置
を介したスリット付金属円筒を用いて、電子サイクロト
ロン共鳴によるマイクロ波放電によりプラズマ流を発生
させるので、従来の装置に比べ、プラズマ電子密度を大
きくでき、かつ、プラズマ生成室の真空度を向上させる
ことができる。 （２）そのため高速で、かつ、高品質な薄膜を形成する
ことができる。
【図１】本発明の第１実施例を示す図。
【図２】第１実施例のテーパー型マイクロ波導入装置の
説明図。
説明図。
【図３】本発明の第２実施例を示す図。
【図４】本発明装置による成膜速度を示す図。
【図５】従来装置を示す図。
１００…マイクロ波発信器、１０１…アイソレータ、１
０２…導波管、１０３…方向性結合器、１０４…マイク
ロ波電力計、１０５…テーパー導波管、１０６…テーパ
ー型マイクロ波導入装置、３０１…マイクロ波、３０４
…プラズマ生成室、３０５…第１のガス供給管、３０６
…第２のガス供給管、３０７…スタブチューナ、３０８
…反応容器、３０９…プラズマ引出し窓、３１０…試
料、３１１…試料台、３１２…冷却管、３１３…冷却
水、３１４…磁気コイル、３１５…プラズマ流、３１６
…リジターノコイル。
０２…導波管、１０３…方向性結合器、１０４…マイク
ロ波電力計、１０５…テーパー導波管、１０６…テーパ
ー型マイクロ波導入装置、３０１…マイクロ波、３０４
…プラズマ生成室、３０５…第１のガス供給管、３０６
…第２のガス供給管、３０７…スタブチューナ、３０８
…反応容器、３０９…プラズマ引出し窓、３１０…試
料、３１１…試料台、３１２…冷却管、３１３…冷却
水、３１４…磁気コイル、３１５…プラズマ流、３１６
…リジターノコイル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 良昭 長崎県長崎市深堀町５丁目717番１号 三菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 宇田 和孝 長崎県長崎市深堀町５丁目717番１号 三菱重工業株式会社長崎研究所内 (56)参考文献 特開 平２−170979（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−170978（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 16/511 H01L 21/205 H01L 21/31 H05H 1/46
Claims (1)
- 【請求項１】 マイクロ波発信器（１００）と、同マイ
クロ波発信器に一端が接続され他端が閉じた筒状の導波
管（１０２）と、リジターノコイル（スリット付金属円
筒）（３１６）と、該リジターノコイルを収納するプラ
ズマ生成室（３０４）と、該プラズマ生成室と連通する
反応容器（３０８）と、該反応容器内を真空にする排気
装置と、前記反応容器内に反応ガスを供給するガス供給
装置と、前記リジターノコイルを囲繞する磁気コイル
（３１４）とを有する電子サイクロトロン共鳴プラズマ
反応装置に於いて、前記導波管とリジターノコイルとの
間にテーパー型マイクロ波導入装置（１０６）を配置す
るとともに、該テーパー型マイクロ波導入装置は、セラ
ミックスもしくは誘電体部材から構成される同じ形状の
２枚の部材（１０６Ａ，１０６Ｂ）を有し、前記２枚の
部材（１０６Ａ，１０６Ｂ）の間隔を、テーパー導波管
（１０５）の入口から出口にかけて狭くなるように連続
的に変化させ、前記リジターノコイル（３１６）との接
続部分に於いて、前記スリット付金属円筒の切込みスリ
ット幅と同一間隔にし、前記２枚の部材（１０６Ａ，１
０６Ｂ）を前記切込みスリットを隔ててリジターノコイ
ル（スリット付金属円筒）と結合したことを特徴とする
電子サイクロトロン共鳴プラズマの化学蒸着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08854593A JP3337266B2 (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | 電子サイクロトロン共鳴プラズマの科学蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08854593A JP3337266B2 (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | 電子サイクロトロン共鳴プラズマの科学蒸着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06299357A JPH06299357A (ja) | 1994-10-25 |
| JP3337266B2 true JP3337266B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=13945829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08854593A Expired - Fee Related JP3337266B2 (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | 電子サイクロトロン共鳴プラズマの科学蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3337266B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0516695D0 (en) | 2005-08-15 | 2005-09-21 | Boc Group Plc | Microwave plasma reactor |
| DE102011113751B4 (de) | 2011-09-19 | 2016-09-01 | Hq-Dielectrics Gmbh | Verfahren zum stetigen oder sequentiellen abscheiden einer dielektrischen schicht aus der gasphase auf einem substrat |
| CN103628048B (zh) * | 2013-11-19 | 2016-02-24 | 王宏兴 | 一种微波等离子体化学气相沉积装置 |
-
1993
- 1993-04-15 JP JP08854593A patent/JP3337266B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06299357A (ja) | 1994-10-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7097735B2 (en) | Plasma processing device | |
| US6870123B2 (en) | Microwave applicator, plasma processing apparatus having same, and plasma processing method | |
| US7115184B2 (en) | Plasma processing device | |
| EP0311696B1 (en) | Method and apparatus for processing with plasma | |
| US4970435A (en) | Plasma processing apparatus | |
| JP4504511B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| US20080053816A1 (en) | Plasma processing apparatus and method | |
| US5611864A (en) | Microwave plasma processing apparatus and processing method using the same | |
| JPS6367332B2 (ja) | ||
| JP3337266B2 (ja) | 電子サイクロトロン共鳴プラズマの科学蒸着装置 | |
| JP3089116B2 (ja) | 電子サイクロトロン共鳴プラズマｃｖｄ装置 | |
| JP3021117B2 (ja) | 電子サイクロトロン共鳴プラズマｃｄｖ装置 | |
| US5433788A (en) | Apparatus for plasma treatment using electron cyclotron resonance | |
| US5510088A (en) | Low temperature plasma film deposition using dielectric chamber as source material | |
| JPH07135093A (ja) | プラズマ処理装置及び処理方法 | |
| JP2548785B2 (ja) | 電子サイクロトロン共鳴プラズマの化学蒸着装置 | |
| JP3156492B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| JP4669153B2 (ja) | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および素子の製造方法 | |
| JPH06101442B2 (ja) | Ｅｃｒプラズマ反応装置 | |
| JP2548786B2 (ja) | 電子サイクロトロン共鳴プラズマの化学蒸着装置 | |
| JPH0331480A (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
| JPH11193466A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| JP4532632B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2000138171A (ja) | 円弧状スロット付無終端環状導波管、及びそれを用いたプラズマ処理装置及び処理方法 | |
| JP4217420B2 (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020702 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |