JPH02159378A - プラズマｃｖｄ法による成膜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、改善されたプラズマＣＶＤ法による成膜装置
に関する。より詳しくは、本発明は、プラズマ発生室を
成膜室を挟んで対向して設け、プラズマをミラー磁場に
より前記成膜室内に基体の表面と並行するようにシート
状で導入して成膜速度が向上されるようにしたプラズマ
ＣＶＤ法による成膜装置に関する。

〔従来技術の説明） 磁場を利用するプラズマＣＶＤ法による成膜装置として
、例えば特開昭８１−１３８２６号公報にみられるよう
に、プラズマ発生位置から略円柱状に絞って引き出され
るプラズマと並列に基体が設置される装置が知られてい
る。この装置においては、プラズマの引き出し方向に、
両極を位置させるプラズマ輸送用磁石が設けられていて
、これによりプラズマを円柱状に絞って引き出し、この
円柱状プラズマと並列に基体が設置されるようになって
いる。

したがってこの装置によれば成膜室に導入されるプラズ
マがそのまま基体に直接接触する機会はないので、プラ
ズマダメージの問題は防止される。

しかしながら、この従来のプラズマＣＶＤ法による成膜
装置では、成膜室に導入されるプラズマは、円柱状に絞
られているので、このプラズマと並列に設けられた基体
上にプラズマから飛来する活性種の範囲がごく限られた
範囲となる。したがって、大面積の基体に対して成膜を
行うについて長時間を要し、処理効率が悪いという問題
がある。更にまた、プラズマの横断方向について、基体
とプラズマ間の距離が一定ではなく、このプラズマと基
体間の距離によって、飛来する活性種の種類や量が変動
することから形成される膜の膜厚モして＠質を不均一な
ものにしてしまうといった問題もある。

こうした問題を解決するものとして、引き出されるプラ
ズマをシート状にし、そのプラズマと並列に基体を設け
るようにしたプラズマＣＶＤ法による成膜装置が提案さ
れている。

この提案装置によれば、プラズマ発生室と成膜室とを分
離出来るため、プラズマ発生電力供給部への堆積膜付着
防止及び大面積成膜は保たれる。

しかし、この場合、プラズマ発生室側より導入されるガ
スは不活性ガス（Ｈ２，Ａｒ、Ｈｅ等）に限られ、堆積
用ガスは成膜室側へ引き出されるシート状のプラズマと
の衝突により励起され、膜堆積に寄与する活性種を生起
するようにしているため、成膜速度が遅いという難点が
ある。

（発明の目的） 本発明は、従来のプラズマＣＶＤ成膜装置における上述
の問題点を排除したプラズマＣＶＤ成膜装置を提供する
ことを主たる目的とするものである。

本発明の他の目的は、原料ガスが効率的に利用されて高
成膜速度で均一膜厚にして均質な堆積膜の形成を可能に
するプラズマＣＶＤ成ｌＮ！装置を提供することにある
。

〔発明の構成・効果） 本発明は上記目的を達成するものであって、本発明によ
るプラズマＣＶＤ成膜装置は、基体保持手段を内蔵した
成膜室と、該成膜室を挟んで対向して設けられた２つの
プラズマ発生室とを有し、それぞれのプラズマ発生室で
生起されるプラズマがミラー磁場により前記成膜室中に
、そこに設置されている基体の表面と並行にシート状で
導入されるようにしてなることを特徴とするものである
。

上記構成の本発明のプラズマＣＶＤ成膜装置を図面の実
施例により以下に説明するが、本発明はそれらの実施例
により何ら限定されるものではない。

即ち、第１図は本発明のプラズマＣＶＤ成膜装置の典型
例の略側断面図であり、第２図はその略正面図である。

そして３１！３図は、本発明のプラズマＣＶＤ成膜装置
の他の例の略断面図である。

第１乃至３図において、１は真空容器（成膜室）である
。真空容器１は成膜空間Ｃを有し、該空間Ｃ内には、基
体１１を保持する基体ホルダー１６が設けられ、該ホル
ダーの基体を保持する部分には電源（図示せず）に接続
するヒーター１２が内蔵されている。基体ホルダー１６
は、系外の駆動モータ１５により回転でざるようにされ
ている。また基体ホルダー１６は、ベロー１４により上
下に任意に移動可能にされていて、それにより基体１１
の位置調節ができるようにされている。

また成膜空間Ｃの上部の位置、即ち基体１１の上部空間
には、成膜用原料ガス導入用の環状パイプ１０が設けら
れていて、該環状バイブ１０は基体１１に向けて開口し
た複数のガス放出孔（図示せず）を備えている。Ｊｌ状
バイブ１０は、図示しない原料ガス供給源に供給管（図
示せず）を介して連結している。１７は、真空容器１の
下部に設けられた排気管であり、排気バルブを介して排
気装置に連結している（このところ図示せず）、１３ａ
及び１３ｂは、それぞれ、プラズマ発生室２ａのプラズ
マ発生空間Ａ及びプラズマ発生室２ｂのプラズマ発生空
間Ｂのそれぞれからのプラズマの成膜空間Ｃへの流入開
口である。開口１３ａ及び１３ｂのそれぞれは、磁石７
ａ及び７ｂにより包囲されていて、プラズマ発生空間Ａ
及びＢで発生するプラズマの成膜空間Ｃ内への流入がそ
れら磁石による磁場作用で成膜空間Ｃ内にあって１３で
示されるようにシート状を呈するようにされている。

プラズマ発生空間Ａは、周囲壁２ａとマイクロ波導入窓
３ａとで密封形成されていて、マイクロ波導入窓３ａに
対向する側壁は真空容器１の側壁をもって構成され、該
側壁には上述したように、その中央に真空容器１の成膜
空間Ｃ内への開口を有し、該開口はシート状プラズマ形
成用の磁石により包囲形成されている。６ａは、周囲壁
２ａの外周壁面を覆って設けられたプラズマ引出磁場発
生コイルであり、該コイルは、マイクロ波発振源（図示
せず）からの円偏マイクロ波４ａをプラズマ発生空間Ａ
内に導入するための縦断面が円形の導波管の外周を覆う
ように延長して設けられている。

プラズマ発生空間Ｂの場合も上記プラズマ発生空間Ａの
場合と同様であり、周囲壁２ｂとマイクロ波導入窓３ｂ
とで密封形成されていて、マイクロ波導入窓３ｂに対向
する側壁は真空容器１の側壁をもって構成され、該側壁
には上述したように、その中央に真空容器１の成膜空間
Ｃ内への開口を有し、該開口はシート状プラズマ形成用
の磁石により包囲形成されている。６ｂは、周囲壁２ｂ
の外周壁面を覆フて設けられたプラズマ引出磁場発生コ
イルであり、該コイルは、マイクロ波発振源（図示せず
）からの円偏マイクロ波４ｂをプラズマ発生室Ｂ内鐙導
入するための縦断面が円形の導波管の外周を覆うように
延長して設けられている。

なお、プラズマ発生空間Ａ及びプラズマ発生空間Ｂのそ
れぞれには、不図示の供給源からのプラズマ発生用の原
料ガス（Ｈ２ガス、Ａ、ガス等の不活性ガス）供給管８
．９が開口している。

以上の構成の本発明のプラズマ発生空間による成膜装置
においては、プラズマ発生用原料ガス供給管８及び９を
介して例えばＨ，ガス＋Ａ、ガスがプラズマ発生空間Ａ
及びＢにそれぞれ導入され、一方成膜空間Ｃには、例え
ばＳ　ｉ　８４等の成膜原料ガスが環状パイプ１０の複
数のガス放出孔を介して導入される。この状態で円形導
波管５ａ、５ｂ、そしてマイクロ波導入窓３８％３ｂを
介して円１扁波マイクロ波４ａ、４ｂがプラズマ発生空
間Ａ、Ｂに導入され、プラズマ発生用原料ガスを分解等
してプラズマが生成される。その際、ミラー磁場を形成
するようにプラズマ引出用磁場発生コイル６ａ、６ｂに
磁場を印加し、生成したプラズマを成膜空間Ｃ内に導入
せしめる。生成したプラズマは、成膜空間Ｃ内に導入さ
れる際、磁石１３ａ、１３ｂの磁場が作用してシート状
１３にされて成膜空間Ｃ内に導入される。こうしてシー
ト状に導入されるプラズマは、ヒーター１２により所定
温度に保持された基体１１の表面近傍で成膜用原料ガス
と接触し、それにより該成膜用原料ガスは分解等され、
基体１１の表面に堆積膜が形成される。

以上のようにして堆積膜の形成を行う本発明の装置は、
プラズマを成膜空間を挟んで対向して設けた２つのプラ
ズマ空間でプラズマを発生せしめ、発生したプラズマを
成膜空間内の基体表面近傍位置にシート状にして導入す
るようにするため、基体表面近傍位置でのプラズマ密度
は高く維持され、したがって成膜用原料ガスは効率的に
分解され、原料ガスの利用効果を高くすると共に高堆積
速度で堆積膜の形成をもたらす。

また本発明の装置によれば成膜操作時基体１１を回転駆
動モータ１５により回転するようにしているので、均一
膜厚で且つ均質な大面積の堆積膜を高堆積速度で形成す
ることができる。

更に、成膜用原料ガスとしてＳ　＊　Ｆ、ガスを使用す
る場合、該ＳｉＦ４ガスは分解エネルギーが高いことか
ら、従来装置では所望の堆積膜を高原料ガス利用効率で
且つ高堆積速度で形成することが困難であったが、本発
明の装置によればＳ　ｉ　Ｆ４ガス等の分解エネルギー
の原料ガスを用いたにしても、所望の堆積膜を高原料ガ
ス利用効率でしかも高堆積膜速度で形成することを可能
にする。

上述した第１乃至２図に示した本発明の装置は、第３図
に示すように成膜時光エネルギーを成膜室Ｃ内に導入し
て、プラズマ更に不活しまた成膜用原料ガスを励起させ
る等して成膜原料ガスの堆積膜形成への寄与を更に向上
せしめ、膜堆積速度を更に向上せしめるようにする場合
も包含する。

第３図に図示の装置について、第１乃至２図に図示の装
置と異る部分は、真空容器１の土壁に光エネルギー導入
手段を設けた点である。

即ち、第３図に図示のように、真空容器１の土壁に透過
部材で形成した光透過窓１９を該土壁を兼ねるように設
け、光透過窓に光源（図示せず）から延びる導光路１８
が連結されている。

（発明の効果の概要） 以上説明したように、対向する位置に設置されたプラズ
マ発生室とそれにミラー磁場を形成するように磁場を印
加するプラズマ引出用磁場発生コイルと引出されたプラ
ズマをシート状プラズマに形成するシート状プラズマ発
生磁石を設置することにより、プラズマダメージのない
大面積の堆積膜の成膜速度を向上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のプラズマＣＶＤｆｊ、ｌｌｉ装置の
典型例の略側断面図であり、第２図はその略正面図であ
る。第３図は、本発明のプラズマＣＶＤ成膜装置の他の
例の略側断面図である。 第１乃至３図において、 １・・・真空容器、２ａ、２ｂ・・・プラズマ発生室、
３ａ、３ｂ・・・マイクロ波導入窓、４ａ、４ｂ・・・
マイクロ波、５ａ、５ｂ・・・マイクロ波導波管、６ａ
、６ｂ・・・プラズマ引出磁場発生コイル、７ａ、７ｂ
・・・シート状プラズマ発生磁石、８．９・・・プラズ
マ発生用原料ガス供給管、１０・・・成膜用原料ガス供
給環状バイブ、１１・・・基体、１２・・・ヒーター、
１３ａ、１３ｂ−開口、１４−・・ベロー１５・・・駆
動モータ、１６・・・基体ホルダー、１７・・・排気管
、１８・・・導光路、１９・・・光透過窓、Ａ、　Ｂ・
・・プラズマ発生空間、Ｃ・・・成膜空間。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体保持手段を内蔵した成膜室と、該成膜室を挟
   んで対向して設けられた２つのプラズマ発生室とを有し
   、それぞれのプラズマ発生室で生起されるプラズマがミ
   ラー磁場により前記成膜室中に、そこに設置されている
   基体の表面と並行にシート状で導入されるようにしてな
   ることを特徴とするプラズマＣＶＤ法による成膜装置。
2. （２）前記基体保持手段が回転できるようにされている
   請求項１に記載のプラズマＣＶＤ法による成膜装置。