JP4890012B2 - Plasma CVD equipment - Google Patents
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本発明は、原料ガスを放電によってプラズマ状態とし、活性なラジカルやイオンを生成させて、低温にて基材上に石英膜などの薄膜を形成するためのプラズマCVD装置に関する。 The present invention relates to a plasma CVD apparatus for forming a thin film such as a quartz film on a substrate at a low temperature by making a raw material gas into a plasma state by discharge and generating active radicals and ions.
基板型光導波路、アクティブマトリックス液晶ディスプレイパネルおよび密着型イメージセンサなどの入出力装置、携帯電話などには、薄膜トランジスタ(TFT)が用いられている。この薄膜トランジスタを構成するゲート絶縁膜は、低温にて形成されることが求められている。プラズマCVD装置を用いた成膜方法は、低温にて基材上に石英膜などの薄膜を形成することができる方法であるため、例えば、この薄膜トランジスタのゲート絶縁膜の形成などに用いられている。 Thin film transistors (TFTs) are used in input / output devices such as substrate-type optical waveguides, active matrix liquid crystal display panels, and contact image sensors, and mobile phones. The gate insulating film constituting the thin film transistor is required to be formed at a low temperature. A film forming method using a plasma CVD apparatus is a method capable of forming a thin film such as a quartz film on a substrate at a low temperature, and is used, for example, for forming a gate insulating film of this thin film transistor. .
プラズマCVD装置を用いた成膜方法では、薄膜中へのパーティクルの混入が大きな問題となる。薄膜中にパーティクルが混入すると、その薄膜は電気的特性や光学的特性が劣化するばかりでなく、製造歩留まりが低下して、製造コストが増加するという問題がある。言い換えれば、高品質の薄膜を低コストで形成するには、製造歩留まりを向上すること、すなわち、薄膜中へのパーティクルの混入量を低減する必要がある。 In the film forming method using the plasma CVD apparatus, mixing of particles into the thin film becomes a big problem. When particles are mixed in the thin film, the thin film not only deteriorates in electrical characteristics and optical characteristics, but also has a problem that the manufacturing yield decreases and the manufacturing cost increases. In other words, in order to form a high-quality thin film at low cost, it is necessary to improve the manufacturing yield, that is, to reduce the amount of particles mixed into the thin film.
薄膜中へのパーティクルの混入量を低減する方法としては、例えば、特許文献1には、所望の薄膜を形成するための基板を配置する反応室と、プラズマ形成室とを、網目状電極で分割した構造をなしているプラズマCVD装置を用いた成膜方法が開示されている。
このプラズマCVD装置を用いた成膜方法では、プラズマ形成室で形成された酸素活性種を反応室に輸送するとともに、基板の表面に薄膜の原料となる反応ガス(原料ガス)を供給することにより、基板の表面上でのみ反応がすすみ、基板上にパーティクルの混入量が少ない薄膜を形成する。
また、このプラズマCVD装置を用いた成膜方法では、基板の外側に、反応ガスを供給するためのガス導入配管を配置することにより、ガス導入配管の表面に形成された薄膜や粒状の堆積物が基板上に落下することが防止されている。そのため、薄膜中へのパーティクルの混入が抑制されている。
In this film forming method using the plasma CVD apparatus, oxygen active species formed in the plasma forming chamber are transported to the reaction chamber, and a reaction gas (raw material gas) serving as a thin film material is supplied to the surface of the substrate. The reaction proceeds only on the surface of the substrate, and a thin film with a small amount of mixed particles is formed on the substrate.
Moreover, in this film-forming method using the plasma CVD apparatus, a thin film or granular deposit formed on the surface of the gas introduction pipe by arranging a gas introduction pipe for supplying the reaction gas outside the substrate. Is prevented from falling on the substrate. Therefore, mixing of particles into the thin film is suppressed.
しかしながら、特許文献1に開示されている方法では、基板の表面付近で反応ガスが分解されるので、反応ガスの分解に用いられるRF(Radio Frequency)電力が小さい場合には、反応ガスが十分に分解されないため、薄膜中へ不純物が混入したり、成膜速度が低下したりするという問題がある。一方、反応ガスの分解を促進するために、RF電力を大きくすると、基板もしくは薄膜が劣化することがある。 However, in the method disclosed in Patent Document 1, the reaction gas is decomposed in the vicinity of the surface of the substrate. Therefore, when the RF (Radio Frequency) power used for decomposition of the reaction gas is small, the reaction gas is sufficiently large. Since it is not decomposed, there are problems that impurities are mixed into the thin film and the film forming speed is reduced. On the other hand, if the RF power is increased to promote decomposition of the reaction gas, the substrate or the thin film may be deteriorated.
そこで、反応ガスの分解を促進して、基板上に薄膜を形成する方法としては、例えば、図3に示すようなプラズマCVD装置100を用いた方法が挙げられる。
図3中、符号101は高周波電源、102は基板側電極、103はシャワーヘッド、104はキャリアガス、105は原料ガス、106は微粒子、107は基板、108は石英膜、109は容器、110は液体原料、111は流量計、112は配管、113は真空ポンプ、114は成膜室、をそれぞれ示している。
Therefore, as a method for promoting the decomposition of the reaction gas to form a thin film on the substrate, for example, a method using a
In FIG. 3,
このプラズマCVD装置100を用いた成膜方法では、RF電源やマイクロ波電源などの高周波電源101により、基板側電極102とシャワーヘッド103のそれぞれに、異なる周波数の高周波を印加している。これにより、基板側電極102とシャワーヘッド103の間の領域のプラズマ密度を高くすることができるので、この領域において、キャリアガス104によって成膜室114内に搬送された原料ガス105の分解効率を向上させることができる。
このような基板側電極102とシャワーヘッド103の両方に高周波を印加するCVD装置は、誘導結合プラズマ(ICP:Inductively coupled plasma−enhanced)−CVD装置と呼ばれ、基板型光導波路のみならず、半導体デバイスの製造やパッケージングなどの分野に、広く適用することができる。
In the film forming method using the
Such a CVD apparatus that applies a high frequency to both the substrate-
このプラズマCVD装置100では、シャワーヘッド103に印加した高周波によって、原料ガス105がシャワーヘッド103付近にて、イオン種や活性種に分解される。そして、シャワーヘッド103を貫通する細孔103aを通過したイオン種や活性種は、基板側電極102とシャワーヘッド103の間の領域にて、プラズマのエネルギーなどによって互いに結合し、ある大きさ以上の微粒子106となり、基板107上に堆積する。この基板107上に堆積した微粒子106が、石英膜108中に形成されるパーティクルとなる。
プラズマCVD装置100では、原料ガス105の分解効率を向上させることができるものの、特許文献1に記載されているように、原料ガス105を基板107の表面付近でのみ分解させて、石英膜108中へのパーティクルの混入を抑制することはできなかった。
In this
In the
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、原料ガスの分解効率が高く、かつ、石英膜中へのパーティクルの混入を抑制するプラズマCVD装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a plasma CVD apparatus that has high decomposition efficiency of source gas and suppresses the mixing of particles into a quartz film.
本発明の請求項1に係るプラズマCVD装置は、成膜室、第一のキャリアガスと原料ガスからなる混合ガスを前記成膜室内へ導入する第一のガス供給手段、第二のキャリアガスを前記成膜室内へ導入する第二のガス供給手段、および、前記成膜室内を減圧する排気手段を少なくとも備え、前記成膜室は、前記混合ガスの導入部が配置された第一の空間と、薄膜が形成される基板を載置する基板側電極が配置された第二の空間と、前記第一の空間と前記第二の空間を分割するように、間隔をおいて重ねて設けられた複数のシャワーヘッドとから構成され、前記シャワーヘッド同士の間隙に、前記第二のキャリアガスの導入部を設け、前記シャワーヘッドのうち少なくとも初段をなすシャワーヘッドと前記基板側電極のそれぞれに高周波を印加する電力供給手段を有することを特徴とする。 A plasma CVD apparatus according to claim 1 of the present invention includes a film forming chamber, a first gas supply means for introducing a mixed gas composed of a first carrier gas and a source gas into the film forming chamber, and a second carrier gas. A second gas supply unit for introducing the film into the film formation chamber; and an exhaust unit for reducing the pressure in the film formation chamber. The film formation chamber includes a first space in which the mixed gas introduction unit is disposed. The second space in which the substrate-side electrode on which the substrate on which the thin film is formed is placed is disposed, and the first space and the second space are provided so as to be separated from each other. A plurality of shower heads, the second carrier gas introduction portion is provided in the gap between the shower heads, and a high frequency is applied to each of the shower head and the substrate-side electrode at least in the first stage among the shower heads. Apply It characterized by having a power supply means.
本発明の請求項2に係るプラズマCVD装置は、請求項1において、前記基板側電極から見て最も近傍に配置されたシャワーヘッドは、前記成膜室と同電位にあることを特徴とする。 The plasma CVD apparatus according to a second aspect of the present invention is the plasma CVD apparatus according to the first aspect, characterized in that the shower head arranged closest to the substrate side electrode is at the same potential as the film formation chamber.
本発明の請求項3に係るプラズマCVD装置は、請求項1において、前記第二のキャリアガスの導入部は、シャワーヘッド同士の間隙に対して平行に第二のキャリアガスを導入するように配置されていることを特徴とする。 A plasma CVD apparatus according to a third aspect of the present invention is the plasma CVD apparatus according to the first aspect, wherein the introduction portion of the second carrier gas is arranged so as to introduce the second carrier gas in parallel to the gap between the shower heads. It is characterized by being.
本発明の請求項4に係るプラズマCVD装置は、請求項1において、前記第二のキャリアガスの導入部は、シャワーヘッド同士の間隙に対して垂直に第二のキャリアガスを導入するように配置されていることを特徴とする。 The plasma CVD apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the plasma CVD apparatus according to the first aspect, wherein the introduction portion of the second carrier gas is arranged so as to introduce the second carrier gas perpendicular to the gap between the shower heads. It is characterized by being.
本発明の請求項5に係るプラズマCVD装置は、請求項1において、前記基板と、前記基板側電極から見て最も近傍に配置されたシャワーヘッドとの間隔は、20mm以上、200mm以下であることを特徴とする。 The plasma CVD apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the plasma CVD apparatus according to the first aspect, wherein the distance between the substrate and the shower head disposed closest to the substrate-side electrode is 20 mm or more and 200 mm or less. It is characterized by.
本発明の請求項6に係るプラズマCVD装置は、請求項1において、前記第二のキャリアガスが酸素であることを特徴とする。 The plasma CVD apparatus according to claim 6 of the present invention is characterized in that, in claim 1, the second carrier gas is oxygen.
本発明のプラズマCVD装置によれば、原料ガスの分解効率を高めることができるとともに、原料ガスが分解して生じたイオン種や活性種を、第二のキャリアガスであると、基板上にてのみ反応させ、薄膜を形成することができるで、薄膜中へのパーティクルの混入を大幅に抑制することができる。 According to the plasma CVD apparatus of the present invention, the decomposition efficiency of the source gas can be increased, and the ion species and active species generated by the decomposition of the source gas are the second carrier gas on the substrate. Only a reaction can be performed to form a thin film, so that mixing of particles into the thin film can be significantly suppressed.
以下、図面を参照して、本発明を実施したプラズマCVD装置について詳細に説明する。 Hereinafter, a plasma CVD apparatus embodying the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1)第一の実施形態
図1は、本発明に係るプラズマCVD装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
図1中、符号1はプラズマCVD装置、2は成膜室、3は第一のガス供給手段、4は第二のガス供給手段、5は排気手段、6は第一の空間、7は第二の空間、8はシャワーヘッド、8Aは第一のシャワーヘッド、8Bは第二のシャワーヘッド、9は基板側電極、10は電力供給手段、11は第一のキャリアガス、12は液体原料、13は容器、14は流量計、15は配管、16は混合ガス、17は導入部、18は第二のキャリアガス、19は流量計、20は配管、21は導入部、22は基板、23は薄膜、24は微粒子、25は間隙、をそれぞれ示している。
(1) First Embodiment FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a plasma CVD apparatus according to the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 1 is a plasma CVD apparatus, 2 is a film forming chamber, 3 is a first gas supply means, 4 is a second gas supply means, 5 is an exhaust means, 6 is a first space, and 7 is a first gas supply means. Second space, 8 is a shower head, 8A is a first shower head, 8B is a second shower head, 9 is a substrate side electrode, 10 is a power supply means, 11 is a first carrier gas, 12 is a liquid raw material, 13 is a container, 14 is a flow meter, 15 is a pipe, 16 is a mixed gas, 17 is an introduction part, 18 is a second carrier gas, 19 is a flow meter, 20 is a pipe, 21 is an introduction part, 22 is a substrate, 23 Indicates a thin film, 24 indicates a fine particle, and 25 indicates a gap.
この実施形態のプラズマCVD装置1は、成膜室2、第一のキャリアガス11と液体原料12を気化させて発生させた原料ガスからなる混合ガス16を成膜室2内へ導入する第一のガス供給手段3、第二のキャリアガス18を成膜室2内へ導入する第二のガス供給手段4、および、成膜室2内を所定の気圧に減圧する排気手段5から概略構成されている。
また、成膜室2は、混合ガス16の導入部17が配置された第一の空間6と、薄膜23が形成される基板22を載置する基板側電極9が配置された第二の空間7と、第一の空間6と第二の空間7を分割するように、所定の間隔をおいて重ねて設けられた第一のシャワーヘッド8Aと第二のシャワーヘッド8Bからなるシャワーヘッド8とから構成されている。
In the plasma CVD apparatus 1 of this embodiment, the
The
また、第一のシャワーヘッド8Aと第二のシャワーヘッド8Bの間隙25には、第二のキャリアガス18の導入部21が設けられており、この導入部21は、第一のシャワーヘッド8Aと第二のシャワーヘッド8Bの間隙25に対して平行に、第二のキャリアガス18を導入するように配置されている。
さらに、プラズマCVD装置1は、第一のシャワーヘッド8Aと基板側電極9のそれぞれに、高周波を印加する電力供給手段10を備えている。
In addition, an
Furthermore, the plasma CVD apparatus 1 includes a
プラズマCVD装置1では、基板側電極9から見て最も近傍に配置された第二のシャワーヘッド8Bには、高周波を印加する電力供給手段10が接続されておらず、第二のシャワーヘッド8Bと成膜室2は同電位にある。これにより、RF印加時の異常放電が起こり難くなり、薄膜23中へのパーティクルの混入量が減少するだけでなく、プラズマCVD装置1の不具合も起こり難くなる。
In the plasma CVD apparatus 1, the
基板側電極9に載置された基板22と、基板側電極9から見て最も近傍に配置された第二のシャワーヘッド8Bとの距離は、20mm以上、200mm以下であることが好ましく、20mm以上、100mm以下であることがより好ましい。
基板22と、第二のシャワーヘッド8Bとの距離が20mm未満では、基板22上に形成される薄膜23の面内均一性が劣化する。一方、基板22と、第二のシャワーヘッド8Bとの距離が200mmを超えると、基板22と、第二のシャワーヘッド8Bとの間の空間において、パーティクルの形成が進行し、薄膜23内へのパーティクルの混入量が増加する。
The distance between the
If the distance between the
第二のキャリアガス18は、酸素であることが好ましい。これにより、第二の空間7内に移動したイオン種や活性種が、基板22上にてのみ、第二のキャリアガス18である酸素と反応し、基板22上に薄膜23を形成する。
The
第一のガス供給手段3は、第一のキャリアガス11の流量、および、容器13に収容されている液体原料12を気化させて発生させた原料ガスの流量を制御する流量計14と、この流量計14および導入部20に接続され、第一のキャリアガス11と原料ガスからなる混合ガス16を成膜室2内へ導入する配管15とから構成されている。
The first gas supply means 3 includes a
第二のガス供給手段4は、第二のキャリアガス18の流量を制御する流量計19と、この流量計19および導入部21に接続され、第二のキャリアガス18を第一のシャワーヘッド8Aと第二のシャワーヘッド8Bの間隙25に導入する配管20とから構成されている。
The second gas supply means 4 is connected to a
排気手段5としては、メカニカルブースターポンプ、ドライポンプなどの真空ポンプが用いられる。この排気手段5により、成膜室2内の気圧(真空度)が所定の値に保たれるようになっている。
As the exhaust means 5, a vacuum pump such as a mechanical booster pump or a dry pump is used. By this evacuation means 5, the atmospheric pressure (degree of vacuum) in the
第一のシャワーヘッド8Aおよび第二のシャワーヘッド8Bには、間隙25に対して垂直な方向に、シャワーヘッドを貫通する多数の細孔8aが設けられている。
この細孔8aは、第一のシャワーヘッド8Aに印加した高周波によって原料ガスが分解されることによって生じたイオン種や活性種、あるいは、イオン種や活性種が集合してなる微粒子を通過させるために設けられている。
The
The
基板側電極9としては、アルミニウムもしくはステンレスが用いられる。
電力供給手段10としては、第一のシャワーヘッド8Aと基板側電極9のそれぞれに、異なる電力および異なる周波数の高周波を印加することができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、RF電源、マイクロ波電源などの高周波電源が挙げられる。
As the
The power supply means 10 is not particularly limited as long as it can apply different electric power and high frequency with different frequencies to the
なお、この実施形態では、シャワーヘッド8を、第一のシャワーヘッド8Aと第二のシャワーヘッド8Bからなる二段構造のものとしたが、本発明のプラズマCVD装置はこれに限定されるものではない。本発明のプラズマCVD装置にあっては、シャワーヘッドを、間隔をおいて三段以上重ねて設けてもよい。
また、本発明のプラズマCVD装置にあっては、シャワーヘッドを三段以上重ねて設けた場合、シャワーヘッドのうち少なくとも初段をなすシャワーヘッドと基板側電極のそれぞれに高周波を印加する電力供給手段を設ければよい。なお、本発明のプラズマCVD装置において、初段をなすシャワーヘッドとは、原料ガスの導入部に最も近くに配置されているシャワーヘッドのことである。
In this embodiment, the
Further, in the plasma CVD apparatus of the present invention, when the shower head is provided in three or more stages, the power supply means for applying a high frequency to each of the shower head and the substrate side electrode at least the first stage of the shower head is provided. What is necessary is just to provide. In the plasma CVD apparatus of the present invention, the first-stage shower head is a shower head arranged closest to the introduction portion of the source gas.
次に、この実施形態のプラズマCVD装置1を用いて、基板22上に薄膜23を形成する方法について説明する。
プラズマCVD装置1を用いて、基板22上に薄膜23を形成するには、容器13内に収容されている薄膜23の原料となる原料液体12を気化させて原料ガスとするとともに、この原料ガスを第一のキャリアガス11と混合して混合ガス16とし、配管15を介して、導入部17から成膜室2の第一の空間6内に導入する。
Next, a method for forming the
In order to form the
この際、原料ガスと第一のキャリアガス11の流量を、流量計14により制御する。
また、第一のキャリアガス11の流量を、100sccm以上、3000sccm以下とする。
原料液体12を気化させてなる原料ガスの流量を、5sccm以上、100sccm以下とする。
At this time, the flow rates of the source gas and the
Further, the flow rate of the
The flow rate of the raw material gas obtained by vaporizing the
また、排気手段5により、成膜室2内の気圧は所定の値に保たれている。
成膜室2内の気圧を、10−5Pa以上、100Pa以下とする。
Further, the air pressure in the
The atmospheric pressure in the
さらに、電力供給手段10により、第一のシャワーヘッド8Aと基板側電極9のそれぞれには、異なる電力および異なる周波数の高周波が印加されており、第一のシャワーヘッド8Aと基板側電極9との間で電位差が生じている。
第一のシャワーヘッド8Aに印加する高周波の電力を、5W以上、200W以下とし、周波数を10MHz以上、27MHz以下とする。
基板側電極9に印加する高周波の電力を、100W以上、1000W以下とし、周波数を100kHz以上、500kHz以下とする。
Further, the power supply means 10 applies different electric power and high frequency with different frequencies to the
The high frequency power applied to the
The high frequency power applied to the
第一の空間6内に導入された原料ガス16は、第一のシャワーヘッド8Aに印加した高周波により、イオン種や活性種に分解される。
原料ガス16の分解によって生じたイオン種や活性種は、第一のシャワーヘッド8Aの細孔8aを通過して、第一のシャワーヘッド8Aと第二のシャワーヘッド8Bの間隙25に移動する。
The
Ion species and active species generated by the decomposition of the
第一のシャワーヘッド8Aと第二のシャワーヘッド8Bの間隙25内に移動してきたイオン種や活性種は、導入部21から間隙25に平行に、間隙25内に導入された、酸素からなる第二のキャリアガス18によって、第二のシャワーヘッド8Bの細孔8aを通過して、第二の空間7へ移動する。
第二のキャリアガス18の流量を、25sccm以上、750sccm以下とする。
The ionic species and active species that have moved into the
The flow rate of the
第二の空間7内に移動したイオン種や活性種は、基板22上にて、第二のキャリアガス18である酸素と反応し、基板22上に薄膜23を形成する。
また、このプラズマCVD装置1を用いた薄膜23の形成方法では、イオン種や活性種が集合してなる微粒子24は、従来よりも粒径が非常に小さいので、排気手段5によって、成膜室2から外部に排出されるため、基板22や薄膜23上に微粒子24が堆積して、この微粒子24が薄膜23中にパーティクルとして混入することを抑制することができる。
The ion species and active species that have moved into the second space 7 react with oxygen as the
Further, in the method for forming the
この実施形態のプラズマCVD装置1によれば、第一のシャワーヘッド8Aと第二のシャワーヘッド8Bの間隙25内に、導入部21から間隙25に対して平行に酸素からなる第二のキャリアガス18を導入するので、原料ガスの分解効率を高めることができるとともに、原料ガスが分解して生じたイオン種や活性種を、第二のキャリアガス18と、基板22上にてのみ反応させ、面内の膜厚分布がほぼ均一な薄膜23を形成することができる。また、薄膜23中へのパーティクルの混入を大幅に抑制することができる。
According to the plasma CVD apparatus 1 of this embodiment, the second carrier gas made of oxygen in the
(2)第二の実施形態
図2は、本発明に係るプラズマCVD装置の第二の実施形態を示す概略構成図である。
図2において、図1に示したプラズマCVD装置1と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
この実施形態のプラズマCVD装置30が、上述のプラズマCVD装置1と異なる点は、第一のシャワーヘッド8Aと第二のシャワーヘッド8Bの間隙25には、第二のキャリアガス18の導入部31が設けられており、この導入部31は、第一のシャワーヘッド8Aと第二のシャワーヘッド8Bの間隙25に対して垂直に、第二のキャリアガス18を導入するように配置されている点である。
(2) Second Embodiment FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the plasma CVD apparatus according to the present invention.
In FIG. 2, the same components as those in the plasma CVD apparatus 1 shown in FIG.
The
この実施形態のプラズマCVD装置30によれば、第一のシャワーヘッド8Aと第二のシャワーヘッド8Bの間隙25内に、導入部31から間隙25に対して垂直に酸素からなる第二のキャリアガス18を導入するので、原料ガスの分解効率を高めることができるとともに、原料ガスが分解して生じたイオン種や活性種を、第二のキャリアガス18と、基板22上にてのみ反応させ、上記の第二の実施形態よりも面内の膜厚分布の均一性に優れる薄膜23を形成することができる。
According to the
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to a following example.
(実施例1)
図1に示すプラズマCVD装置1を用いて、直径100mmのシリコンからなる基板22上に、二酸化シリコンからなる薄膜23を形成した。
この実施例1では、第一のシャワーヘッド8Aと第一のシャワーヘッド8Bの間隙25を5mmとした。
基板22の温度を380℃、成膜室2内の圧力を20Pa、第一のキャリアガス11の流量を600sccm、第二のキャリアガス18の流量を150sccm、液体原料12の正ケイ酸四エチル(Si(OC2H5)4)を気化してなる原料ガスの流量を12.5sccmとした。
第一のシャワーヘッド8Aに印加するRF電力を80W、周波数を13.56MHzとした。基板側電極9に印加するRF電力を600W、周波数を380kHzとした。
上記の条件にて、基板22上に形成された二酸化シリコンからなる薄膜23の厚みは10.5μm、基板22面内の膜厚分布は±7%であった。
また、成膜室2内をクリーニングした後、5枚目の基板22上に形成した薄膜23中に存在する直径1μm以上のパーティクル数は30個であった。
Example 1
A
In Example 1, the
The temperature of the
The RF power applied to the
Under the above conditions, the thickness of the
In addition, after cleaning the inside of the
(比較例1)
図1に示すプラズマCVD装置1を用いて、直径100mmのシリコンからなる基板22上に、二酸化シリコンからなる薄膜23を形成した。
この実施例1では、第一のシャワーヘッド8Aと第一のシャワーヘッド8Bの間隙25を5mmとした。
基板22の温度を380℃、成膜室2内の圧力を20Pa、第一のキャリアガス11の流量を750sccm、第二のキャリアガス18の流量を0sccm、液体原料12の正ケイ酸四エチル(Si(OC2H5)4)を気化してなる原料ガスの流量を12.5sccmとした。
第一のシャワーヘッド8Aに印加するRF電力を80W,周波数を13.56MHzとした。基板側電極9に印加するRF電力を600W,周波数を380kHzとした。
上記の条件にて、基板22上に形成された二酸化シリコンからなる薄膜23の厚みは10.0μm、基板22面内の膜厚分布は±6.5%であった。
(Comparative Example 1)
A
In Example 1, the
The temperature of the
The RF power applied to the
Under the above conditions, the thickness of the
(実施例2)
図2に示すプラズマCVD装置1を用いて、直径100mmのシリコンからなる基板22上に、二酸化シリコンからなる薄膜23を形成した。
この実施例1では、第一のシャワーヘッド8Aと第一のシャワーヘッド8Bの間隙25を5mmとした。
基板22の温度を380℃、成膜室2内の圧力を20Pa、第一のキャリアガス11の流量を600sccm、第二のキャリアガス18の流量を150sccm、液体原料12の正ケイ酸四エチル(Si(OC2H5)4)を気化してなる原料ガスの流量を12.5sccmとした。
第一のシャワーヘッド8Aに印加するRF電力を80W、周波数を13.56MHzとした。基板側電極9に印加するRF電力を600W、周波数を380kHzとした。
上記の条件にて、基板22上に形成された二酸化シリコンからなる薄膜23の厚みは10.0μm、基板22面内の膜厚分布は±3%であった。
また、成膜室2内をクリーニングした後、5枚目の基板22上に形成した薄膜23中に存在する直径1μm以上のパーティクル数は37個であった。
(Example 2)
A
In Example 1, the
The temperature of the
The RF power applied to the
Under the above conditions, the thickness of the
Further, after the inside of the
本発明のプラズマCVD装置は、半導体デバイスの絶縁膜や光導波路の形成にも適用できる。 The plasma CVD apparatus of the present invention can also be applied to the formation of insulating films and optical waveguides for semiconductor devices.
1・・・プラズマCVD装置、2・・・成膜室、3・・・第一のガス供給手段、4・・・第二のガス供給手段、5・・・排気手段、6・・・第一の空間、7・・・第二の空間、8・・・シャワーヘッド、8A・・・第一のシャワーヘッド、8B・・・第二のシャワーヘッド、9・・・基板側電極、10・・・電力供給手段、11・・・第一のキャリアガス、12・・・液体原料、13・・・容器、14・・・流量計、15・・・配管、16・・・混合ガス、17・・・導入部、18・・・第二のキャリアガス、19・・・流量計、20・・・配管、21・・・導入部、22・・・基板、23・・・薄膜、24・・・微粒子、25・・・間隙、30・・・プラズマCVD装置、31・・・導入部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma CVD apparatus, 2 ... Film-forming chamber, 3 ... 1st gas supply means, 4 ... 2nd gas supply means, 5 ... Exhaust means, 6 ... 1st One space, 7 ... Second space, 8 ... Shower head, 8A ... First shower head, 8B ... Second shower head, 9 ... Substrate side electrode, 10. ..Power supply means, 11 ... first carrier gas, 12 ... liquid raw material, 13 ... vessel, 14 ... flow meter, 15 ... piping, 16 ... mixed gas, 17 ... Introduction part, 18 ... Second carrier gas, 19 ... Flow meter, 20 ... Piping, 21 ... Introduction part, 22 ... Substrate, 23 ... Thin film, 24. ..Fine particles, 25... Gap, 30... Plasma CVD apparatus, 31.
Claims (6)
前記成膜室は、前記混合ガスの導入部が配置された第一の空間と、薄膜が形成される基板を載置する基板側電極が配置された第二の空間と、前記第一の空間と前記第二の空間を分割するように、間隔をおいて重ねて設けられた複数のシャワーヘッドとから構成され、
前記シャワーヘッド同士の間隙に、前記第二のキャリアガスの導入部を設け、
前記シャワーヘッドのうち少なくとも初段をなすシャワーヘッドと前記基板側電極のそれぞれに高周波を印加する電力供給手段を有することを特徴とするプラズマCVD装置。 Deposition chamber, first gas supply means for introducing a mixed gas composed of a first carrier gas and a source gas into the film formation chamber, and second gas supply means for introducing a second carrier gas into the film formation chamber And at least an exhaust means for decompressing the film forming chamber,
The film formation chamber includes a first space in which the mixed gas introduction unit is disposed, a second space in which a substrate-side electrode on which a substrate on which a thin film is formed is disposed, and the first space. And a plurality of shower heads provided to overlap with each other so as to divide the second space,
In the gap between the shower heads, an introduction part for the second carrier gas is provided,
A plasma CVD apparatus comprising power supply means for applying a high frequency to each of at least the first shower head of the shower head and the substrate-side electrode.
The plasma CVD apparatus according to claim 1, wherein the second carrier gas is oxygen.
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