JPH0436451B2 - - Google Patents
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- JPH0436451B2 JPH0436451B2 JP57167281A JP16728182A JPH0436451B2 JP H0436451 B2 JPH0436451 B2 JP H0436451B2 JP 57167281 A JP57167281 A JP 57167281A JP 16728182 A JP16728182 A JP 16728182A JP H0436451 B2 JPH0436451 B2 JP H0436451B2
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- H—ELECTRICITY
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はプラズマCDV方法に関する。
本発明は反応容器内に筒状空間を選択的に設
け、この空間に配設された被形成面を有する基板
にこの空間に選択的に反応性気体を供給するとと
もに、この空間の反応性気体を選択的にプラズマ
放電せしめることにより、反応容器の内壁に反応
生成物をフレーク(雪片)状に付着せしめないよ
うにするに加えて、被形成面上に形成される反応
生成物の生成収率(被膜になつた反応生成物/供
給された反応性気体)を向上させ、さらに被膜成
長速度を著しく向上させるプラズマCDV方法に
関する。
け、この空間に配設された被形成面を有する基板
にこの空間に選択的に反応性気体を供給するとと
もに、この空間の反応性気体を選択的にプラズマ
放電せしめることにより、反応容器の内壁に反応
生成物をフレーク(雪片)状に付着せしめないよ
うにするに加えて、被形成面上に形成される反応
生成物の生成収率(被膜になつた反応生成物/供
給された反応性気体)を向上させ、さらに被膜成
長速度を著しく向上させるプラズマCDV方法に
関する。
本発明は反応容器内に設けられた、反応性気体
供給のための供給手段及び反応性気体排気のため
の排気手段であるフードとを相対し、そのフード
の間に基板ホルダである基板支持体を配してプラ
ズマを閉じ込めるための筒状空間(閉空間)を作
り、この空間の内壁を実質的に被形成面とするこ
とにより、プラズマ反応による反応生成物をこの
空間より反応容器内の外空間に放散し、結果とし
て形成された被膜にピンホールの原因となる反応
生成物のフレークの発生の防止、さらには装置の
メンテナンスを容易にすることを目的としてい
る。
供給のための供給手段及び反応性気体排気のため
の排気手段であるフードとを相対し、そのフード
の間に基板ホルダである基板支持体を配してプラ
ズマを閉じ込めるための筒状空間(閉空間)を作
り、この空間の内壁を実質的に被形成面とするこ
とにより、プラズマ反応による反応生成物をこの
空間より反応容器内の外空間に放散し、結果とし
て形成された被膜にピンホールの原因となる反応
生成物のフレークの発生の防止、さらには装置の
メンテナンスを容易にすることを目的としてい
る。
加えて本発明はかかる筒状空間を構成するホル
ダ(基板保持用ジグあるいは基板支持体ともい
う)および基板をこの反応容器の一方の側に連設
させて、第1の予備室より供給され、さらにプラ
ズマCDVの後第2の予備室に至らしめ、連続生
産工程を有せしめたことを特徴としている。
ダ(基板保持用ジグあるいは基板支持体ともい
う)および基板をこの反応容器の一方の側に連設
させて、第1の予備室より供給され、さらにプラ
ズマCDVの後第2の予備室に至らしめ、連続生
産工程を有せしめたことを特徴としている。
このホルダの第1の予備室より反応容器への移
動には、第1の予備室内に設けられたジグ移動用
ガイドにより真空排気され、連設部のゲート弁を
開けて行なわしめ、またさらに反応容器より第2
の予備室への移動には、第2の予備室に設けられ
たジグ用ガイドにより、反応容器内の被膜が形成
された基板およびホルダを第2の予備室に連設部
のゲート弁を開けて真空排気中に行なわしめるこ
とを目的としている。
動には、第1の予備室内に設けられたジグ移動用
ガイドにより真空排気され、連設部のゲート弁を
開けて行なわしめ、またさらに反応容器より第2
の予備室への移動には、第2の予備室に設けられ
たジグ用ガイドにより、反応容器内の被膜が形成
された基板およびホルダを第2の予備室に連設部
のゲート弁を開けて真空排気中に行なわしめるこ
とを目的としている。
かかる構造により、反応容器内には何らの移動
用のジグ機構がなく、そのため反応容器内を単純
空間にすることができ、機構の角部にできやすい
フレークの発生を少なくし、さらにホルダの移動
動作により新たに被膜になつている反応生成物を
摩さつにより粉末化してしまうことを防ぐことが
できた。
用のジグ機構がなく、そのため反応容器内を単純
空間にすることができ、機構の角部にできやすい
フレークの発生を少なくし、さらにホルダの移動
動作により新たに被膜になつている反応生成物を
摩さつにより粉末化してしまうことを防ぐことが
できた。
従来プラズマCDV装置としては、第1図に示
された構造がその代表的なものであるが、以下に
その概要を述べる。
された構造がその代表的なものであるが、以下に
その概要を述べる。
反応容器2に対し、抵抗加熱ヒータ18をその
上面に負電極25を有し、この負電極上面に被形
成面を有する基板5を配設している。さらにこの
負電極に相対した平行平板型の正電極23を多孔
状に設けている。反応性気体は33,34,35
より流量計52、バルブ51を経由して27の供
給側に至り、正電極23の穴より下方向に噴出
し、13.56MHz等の高周波電源21により、電極
23,25間に電気エネルギが供給され、空間7
にプラズマが発生し、反応生成物が基板5上に形
成される。反応性気体は主として86の如くに流
れるが、同時に多くの反応生成物が87方向に乱
れを拡散し、反応容器2の内壁に付着してしま
う。
上面に負電極25を有し、この負電極上面に被形
成面を有する基板5を配設している。さらにこの
負電極に相対した平行平板型の正電極23を多孔
状に設けている。反応性気体は33,34,35
より流量計52、バルブ51を経由して27の供
給側に至り、正電極23の穴より下方向に噴出
し、13.56MHz等の高周波電源21により、電極
23,25間に電気エネルギが供給され、空間7
にプラズマが発生し、反応生成物が基板5上に形
成される。反応性気体は主として86の如くに流
れるが、同時に多くの反応生成物が87方向に乱
れを拡散し、反応容器2の内壁に付着してしま
う。
さらに基板5に供給する熱は抵抗加熱ヒータ1
8で行なうため、高周波電源の一方の49は負電
極即ち接地側としなければならない。このため反
応性気体は反応が強くおきる陽極即ち正電極の穴
の噴出しをつららのようにでき、それがフレーク
となつて基板表面に落下してしまい、ピンホール
を誘発してしまうという欠点を有する。さらにこ
のプラズマCDV装置は電極に平行に1まいの基
板5をおくのみであるため、多量生産性に乏し
く、さらに不要の反応生成物の排気を基板の外側
に設け(基板の下側にはヒータが入つている)て
いるため、基板上で中央部と周辺部とで被膜の膜
厚にバラツキが生じやすくまた被膜成長速度も十
分でなく、0.5〜1Å/秒程度であつた。
8で行なうため、高周波電源の一方の49は負電
極即ち接地側としなければならない。このため反
応性気体は反応が強くおきる陽極即ち正電極の穴
の噴出しをつららのようにでき、それがフレーク
となつて基板表面に落下してしまい、ピンホール
を誘発してしまうという欠点を有する。さらにこ
のプラズマCDV装置は電極に平行に1まいの基
板5をおくのみであるため、多量生産性に乏し
く、さらに不要の反応生成物の排気を基板の外側
に設け(基板の下側にはヒータが入つている)て
いるため、基板上で中央部と周辺部とで被膜の膜
厚にバラツキが生じやすくまた被膜成長速度も十
分でなく、0.5〜1Å/秒程度であつた。
本発明はこれらの多くの欠点のすべてを解決し
てしまうもので、プラズマCDV方法としては全
く画期的な発明といえる。
てしまうもので、プラズマCDV方法としては全
く画期的な発明といえる。
さらに本発明は、かかる多数の反応容器を連結
したマルチチアンバー方式のプラズマ反応装置に
おいても第2図に示す1つのチアンバー方式に対
しても適用できるもので、一度に多数の基板を同
時にしかもその成長速度を大きくしたいわゆる多
量生産方式に関する。
したマルチチアンバー方式のプラズマ反応装置に
おいても第2図に示す1つのチアンバー方式に対
しても適用できるもので、一度に多数の基板を同
時にしかもその成長速度を大きくしたいわゆる多
量生産方式に関する。
このため、反応性気体が反応容器内のすべてに
分散してしまうことを防ぎ、基板の被形成面を利
用して、筒状空間を設け、この筒状空間に被形成
面を1つの側に有する基板を裏面を互いに密接し
て、一定の距離例えば2〜6cm代表的には3〜4
cm離して平行に配列し、この基板が林立した筒状
空間においてのみプラズマ放電を行なわしめ、加
えて反応性気体を選択的に導びき、結果として反
応性気体の収集効率を従来の1〜3%よりその20
〜60倍の40〜70%まで高めたことを特徴としてい
る。
分散してしまうことを防ぎ、基板の被形成面を利
用して、筒状空間を設け、この筒状空間に被形成
面を1つの側に有する基板を裏面を互いに密接し
て、一定の距離例えば2〜6cm代表的には3〜4
cm離して平行に配列し、この基板が林立した筒状
空間においてのみプラズマ放電を行なわしめ、加
えて反応性気体を選択的に導びき、結果として反
応性気体の収集効率を従来の1〜3%よりその20
〜60倍の40〜70%まで高めたことを特徴としてい
る。
本発明はかくの如くに反応性気体を基板が配置
されている筒状空間に林立した筒状空間に選択的
に導入せしめ、その領域を主に選択的にプラズマ
放電させるとともに、反応性気体をその空間を主
として選択的に流入せしめるべきガイドを供給口
および排気口に設けたことを特徴としている。さ
らに本発明においては、かかる条件を満しながら
も互いに横方向に連結したマルチチアンバー間を
基板が移動するに際し何らの支障にならないよう
に、電極、反応性ガスの導入口および排気口を設
け、さらに加熱赤外線を設けたことを特徴として
いる。
されている筒状空間に林立した筒状空間に選択的
に導入せしめ、その領域を主に選択的にプラズマ
放電させるとともに、反応性気体をその空間を主
として選択的に流入せしめるべきガイドを供給口
および排気口に設けたことを特徴としている。さ
らに本発明においては、かかる条件を満しながら
も互いに横方向に連結したマルチチアンバー間を
基板が移動するに際し何らの支障にならないよう
に、電極、反応性ガスの導入口および排気口を設
け、さらに加熱赤外線を設けたことを特徴として
いる。
かくの如くに連続製造方式を基本条件としてい
るため、それぞれの反応容器内での被膜の特性の
向上に加えて、チアンバー内壁に不要の反応生成
物が付着することを防ぎ、逆にみかけ上の反応容
器の内壁を筒状空間の側面とすることにより、被
膜作製の度に、即ち新たにホルダを反応容器内に
挿着する度に、あたかも新しい内壁が作られるた
め、くりかえしの被膜形成によつても被膜が従来
のプラズマCDV方法の内壁のように何度も層状
に積層されるのを防ぐことができる。即ちフレー
クの発生を防止できるという大きな特徴を有す
る。
るため、それぞれの反応容器内での被膜の特性の
向上に加えて、チアンバー内壁に不要の反応生成
物が付着することを防ぎ、逆にみかけ上の反応容
器の内壁を筒状空間の側面とすることにより、被
膜作製の度に、即ち新たにホルダを反応容器内に
挿着する度に、あたかも新しい内壁が作られるた
め、くりかえしの被膜形成によつても被膜が従来
のプラズマCDV方法の内壁のように何度も層状
に積層されるのを防ぐことができる。即ちフレー
クの発生を防止できるという大きな特徴を有す
る。
以下に図面に従つて本発明を説明する。
実施例 1
第2図に従つて本発明を実施するためのプラズ
マCDV装置を示す。
マCDV装置を示す。
第2図において反応容器ではその一方の側に基
板を装填するための第1の予備室1を有し、さら
に他方に基板、ホルダをとり出すための第2の予
備室3を有する。第1の予備室1、反応容器2、
第2の予備室3の連設部はゲート弁43,44を
有し、基板、ホルダの反応室中の移動に関しては
開となり、プラズマ反応中第1の予備室1での基
板4ホルダ6のとびら11からの装填または第2
の予備室3での基板、ホルダのとびら12よりの
とり出しにおいては閉となる。装填、とり出しは
ともに予備室1,3内で大気圧となり、20,3
2より真空中より大気圧にするための窒素が供給
される。
板を装填するための第1の予備室1を有し、さら
に他方に基板、ホルダをとり出すための第2の予
備室3を有する。第1の予備室1、反応容器2、
第2の予備室3の連設部はゲート弁43,44を
有し、基板、ホルダの反応室中の移動に関しては
開となり、プラズマ反応中第1の予備室1での基
板4ホルダ6のとびら11からの装填または第2
の予備室3での基板、ホルダのとびら12よりの
とり出しにおいては閉となる。装填、とり出しは
ともに予備室1,3内で大気圧となり、20,3
2より真空中より大気圧にするための窒素が供給
される。
第1の予備室1において、大気圧にて外部より
基板、ホルダをガイド9に挿着し、とびらを閉め
て、基板上の吸着物を加熱真空脱気させるため、
赤外線ランプ15,15、真空排気手段29を有
している。この予備室を真空引をし、さらにバル
ブ16を開として赤外線ランプ15,15をも真
空引をした。この後ゲート弁43を開け、予め真
空引がされている反応容器2内に基板、ホルダを
移動させる。この移動は第1の予備室にあるステ
ツプモータ8で行なう。まずガイド9を含むホル
ダを約〜1.5cm上方にもち上げ、この後容器2内
にホルダをガイドをのばして移動させた。さらに
中央部に至つた後ガイドを止め、約1.5cm下方向
にホルダをガイドを下げることによりおろす。す
るとその中間の高さの位置にホルダ7の上部の円
板状デイスクをうけるフインシヤフト39が設け
られており、ここにホルダが保持される。この後
ガイドはこのデイスクの下側を通り、もとの第1
の予備室1に縮んで収納される。さらにゲート弁
43を閉じる。
基板、ホルダをガイド9に挿着し、とびらを閉め
て、基板上の吸着物を加熱真空脱気させるため、
赤外線ランプ15,15、真空排気手段29を有
している。この予備室を真空引をし、さらにバル
ブ16を開として赤外線ランプ15,15をも真
空引をした。この後ゲート弁43を開け、予め真
空引がされている反応容器2内に基板、ホルダを
移動させる。この移動は第1の予備室にあるステ
ツプモータ8で行なう。まずガイド9を含むホル
ダを約〜1.5cm上方にもち上げ、この後容器2内
にホルダをガイドをのばして移動させた。さらに
中央部に至つた後ガイドを止め、約1.5cm下方向
にホルダをガイドを下げることによりおろす。す
るとその中間の高さの位置にホルダ7の上部の円
板状デイスクをうけるフインシヤフト39が設け
られており、ここにホルダが保持される。この後
ガイドはこのデイスクの下側を通り、もとの第1
の予備室1に縮んで収納される。さらにゲート弁
43を閉じる。
この後第1の予備室を窒素20により大気圧と
し、次の基板、ホルダをガイド9に挿着させこれ
がくりかえされる。
し、次の基板、ホルダをガイド9に挿着させこれ
がくりかえされる。
反応容器内での機構を記す。
反応容器2は反応性気体を供給する系97と真
空排気する系98を具備する。
空排気する系98を具備する。
反応性気体を供給する系97はドーピング系と
してバルブ51、流量計52とキヤリアガス3
3、反応性気体34,35,36,37よりなつ
ている。反応性気体として珪化物気体、ゲルマニ
ユーム化物気体の如く室温で気体のものは34よ
り、またこれにPまたはN型用のドーピング用気
体(例えばジボラン、フオスヒン)は35より供
給することが可能である。
してバルブ51、流量計52とキヤリアガス3
3、反応性気体34,35,36,37よりなつ
ている。反応性気体として珪化物気体、ゲルマニ
ユーム化物気体の如く室温で気体のものは34よ
り、またこれにPまたはN型用のドーピング用気
体(例えばジボラン、フオスヒン)は35より供
給することが可能である。
また塩化スズ、塩化アルミニユーム、塩化アン
チモン等の室温において液体のものは、バブラー
36により供給される。これらの気体は減圧下に
て気体となるため、流量計により十分制御が可能
である。また蒸着にはこのバブラー36の電子恒
温そうによる温度制御をおこなつた。
チモン等の室温において液体のものは、バブラー
36により供給される。これらの気体は減圧下に
て気体となるため、流量計により十分制御が可能
である。また蒸着にはこのバブラー36の電子恒
温そうによる温度制御をおこなつた。
これらの反応性気体は供給口27より供給ノズ
ル(フードともいう)により下方向に噴射され
る。このフードのふき出し口は1〜2mmの穴が多
数あけられ、全体に均質にふき出すようにしてあ
る。さらにこの穴の間にはプラズマ放電用の負の
電極23を有し、これはリード49をへて電気エ
ネルギ供給用の発振器21に至つている。他方の
正の端子22に排気手段47のフード上に設けら
れて網目状または多孔状の正電極25に接続され
ている。
ル(フードともいう)により下方向に噴射され
る。このフードのふき出し口は1〜2mmの穴が多
数あけられ、全体に均質にふき出すようにしてあ
る。さらにこの穴の間にはプラズマ放電用の負の
電極23を有し、これはリード49をへて電気エ
ネルギ供給用の発振器21に至つている。他方の
正の端子22に排気手段47のフード上に設けら
れて網目状または多孔状の正電極25に接続され
ている。
排気手段47は供給手段24と概略同一形状を
有し、ともに透明石英により作られており、全体
の穴より均一に筒状空間に気体を層流にして排気
口28より真空ポンプ30に至る。
有し、ともに透明石英により作られており、全体
の穴より均一に筒状空間に気体を層流にして排気
口28より真空ポンプ30に至る。
反応性気体は供給口46より下方向に筒状空間
100をへて排気口47に至る。筒状空間は外周
を石英で作り、その内壁に被形成面を有する基板
5が一定の間隙例えば3cmをとつて互いに裏面を
接して配設されている。
100をへて排気口47に至る。筒状空間は外周
を石英で作り、その内壁に被形成面を有する基板
5が一定の間隙例えば3cmをとつて互いに裏面を
接して配設されている。
この基板の加熱は上側の赤外線ランプ18と下
側の赤外線ランプ18′とが互いに直交して金メ
ツキされた放物面の反射鏡を有して設けられ、筒
状空間の均熱化を計つている。
側の赤外線ランプ18′とが互いに直交して金メ
ツキされた放物面の反射鏡を有して設けられ、筒
状空間の均熱化を計つている。
この加熱用のランプ18,18′が設けられて
いる空間と、反応容器内の反応室とは透明石英板
95,95′によつてしきられ、反応生成物が赤
外線ランプに至り、ランプの表面に付着すること
を防いでいる。この反応容器の2つの室の圧力調
整は、反応性気体を流していない時、例えばオー
バーホール用の大気圧にする時、また真空引をす
る時、バルブ17を開として等圧とし、また反応
性気体が供給される時は閉として赤外線ランプ内
に反応性気体が流入することを防いでいる。
いる空間と、反応容器内の反応室とは透明石英板
95,95′によつてしきられ、反応生成物が赤
外線ランプに至り、ランプの表面に付着すること
を防いでいる。この反応容器の2つの室の圧力調
整は、反応性気体を流していない時、例えばオー
バーホール用の大気圧にする時、また真空引をす
る時、バルブ17を開として等圧とし、また反応
性気体が供給される時は閉として赤外線ランプ内
に反応性気体が流入することを防いでいる。
フインシヤフト39は外部のステツプモータ1
9と真空を遮断され回転している。そのためこの
フインシヤフトによつてつるされている基板5ホ
ルダ7は3〜10回転/分で回転し、基板上での被
膜形成を均一にさせている。
9と真空を遮断され回転している。そのためこの
フインシヤフトによつてつるされている基板5ホ
ルダ7は3〜10回転/分で回転し、基板上での被
膜形成を均一にさせている。
この反応容器を上方よりみたホルダ7筒状空
間、反応性気体の供給口46排気口47さらにホ
ルダの移動用のガイドの位置関係を第3図に示
す。第3図の番号は第2図に対応している。
間、反応性気体の供給口46排気口47さらにホ
ルダの移動用のガイドの位置関係を第3図に示
す。第3図の番号は第2図に対応している。
図面においてフインシヤフト39はつば80と
軸79よりなり、このつばの部分にホルダ7の円
板状デイスク41が保持されている。
軸79よりなり、このつばの部分にホルダ7の円
板状デイスク41が保持されている。
さらに筒状空間100を作るための壁40が下
方向のみであり、一対の電極23,25が反応性
気体のふき出し口42排気口の間に網状に設けら
れている。また空間100を均一に加熱できるよ
うに、ヒータ用の窓95,95が設けられてい
る。
方向のみであり、一対の電極23,25が反応性
気体のふき出し口42排気口の間に網状に設けら
れている。また空間100を均一に加熱できるよ
うに、ヒータ用の窓95,95が設けられてい
る。
ホルダの移動用のガイドは第1の予備室に9と
して保持され、反応容器2内に至つた時9の位置
になる。基板、ホルダは77より78の方向に移
動する。反応性気体の供給口46基板5ホルダ
7、排気口47、一対の電極23,25の相関関
係については、第3図にさらにその斜視図(前半
分を切断してある)で示している。
して保持され、反応容器2内に至つた時9の位置
になる。基板、ホルダは77より78の方向に移
動する。反応性気体の供給口46基板5ホルダ
7、排気口47、一対の電極23,25の相関関
係については、第3図にさらにその斜視図(前半
分を切断してある)で示している。
即ち、第3図において基板5は裏面を互いに合
せてさしこみ式になつたホルダ7に垂直方向(鉛
直方向)に互いに一定の間隙例えば3cmにて平行
に基板を配設する手段により配置されている。ホ
ルダは石英よりなり、上側に円板状のデイスク4
1とこれに連結した基板用みぞ95を有してい
る。デイスク41は4つのフイン80,80′に
より空間に保持され、フイン80,80′は軸シ
ヤフト79,79′の回転に従つて回転し、その
結果デイスクを3〜10回/分の速度で回転させ、
反応性気体の均質化を促進させている。
せてさしこみ式になつたホルダ7に垂直方向(鉛
直方向)に互いに一定の間隙例えば3cmにて平行
に基板を配設する手段により配置されている。ホ
ルダは石英よりなり、上側に円板状のデイスク4
1とこれに連結した基板用みぞ95を有してい
る。デイスク41は4つのフイン80,80′に
より空間に保持され、フイン80,80′は軸シ
ヤフト79,79′の回転に従つて回転し、その
結果デイスクを3〜10回/分の速度で回転させ、
反応性気体の均質化を促進させている。
反応性気体は供給口46より1〜3mmの穴42
をへて網状電極(穴約5〜10mm)23をへて、下
方向にふき出させている。供給口46のフードに
はガイド70により反応性気体の82方向への放
出を防ぐため、間隙81は1cm以下好ましくは2
〜5mmとした。そして反応性気体は基板5′,
5″の被形成面および基板5をたてるためのみぞ
95を保持するための壁96とによつて、筒状1
00に構成した。即ち、煙突状に設けられた中空
を83,85の方向に層状に流させた。石英の側
壁96はみぞ95より外側に10〜20mm離れて設
け、反応性気体の側壁96でのみだれの発生を防
ぎ、そのことにより基板5の端部での被膜の膜厚
の均一性をより促進させた。
をへて網状電極(穴約5〜10mm)23をへて、下
方向にふき出させている。供給口46のフードに
はガイド70により反応性気体の82方向への放
出を防ぐため、間隙81は1cm以下好ましくは2
〜5mmとした。そして反応性気体は基板5′,
5″の被形成面および基板5をたてるためのみぞ
95を保持するための壁96とによつて、筒状1
00に構成した。即ち、煙突状に設けられた中空
を83,85の方向に層状に流させた。石英の側
壁96はみぞ95より外側に10〜20mm離れて設
け、反応性気体の側壁96でのみだれの発生を防
ぎ、そのことにより基板5の端部での被膜の膜厚
の均一性をより促進させた。
また排気系に関しても、84からの反応性気体
の流入を少なくし、85を選択的に優先させるた
め、ガイド71と基板下端との間隙を1cm以下に
合せて設けた。即ち82,84のガス流のコンダ
クタンスを83,85の約1/5以下好ましくは1/3
0〜1/100にすることにより、筒状空間に選択的に
反応性気体を導き入れた。正電極25と基板下端
との距離はガイドの高さを調節して設けた。
の流入を少なくし、85を選択的に優先させるた
め、ガイド71と基板下端との間隙を1cm以下に
合せて設けた。即ち82,84のガス流のコンダ
クタンスを83,85の約1/5以下好ましくは1/3
0〜1/100にすることにより、筒状空間に選択的に
反応性気体を導き入れた。正電極25と基板下端
との距離はガイドの高さを調節して設けた。
さらに負電極23と基板上端即ちデイスク41
との距離も同様にガイド70により調節した。
との距離も同様にガイド70により調節した。
第3図より明らかな如く、電極23,25はそ
の外周辺側を石英のガイド70、上ぶた93、ガ
イド71、下ぶた94によつて囲まれており、電
極と反応容器であるチアンバー(特にステンレス
チアンバー)の内壁との寄生放電の防止に努め
た。さらに反応性気体の供給口46の内径と負電
極23が概略同一の大きさを有し、また排気口4
7と正電極25とが概略同一の大きさを有するた
め、高周波放電を行なうと、この筒状空間即ち反
応性気体は被形成面にそつて流れて、空間を5〜
30cm好ましくは15〜25cm優先的に飛翔し、プラズ
マ放電させている。その結果、反応性気体のプラ
ズマ化率がきわめて大きくなり、ひいては反応容
器(チアンバー)の内壁に過剰の反応生成物がピ
ンホール発生の原因となるフレーク状に付着して
しまうことを防ぐことができた。
の外周辺側を石英のガイド70、上ぶた93、ガ
イド71、下ぶた94によつて囲まれており、電
極と反応容器であるチアンバー(特にステンレス
チアンバー)の内壁との寄生放電の防止に努め
た。さらに反応性気体の供給口46の内径と負電
極23が概略同一の大きさを有し、また排気口4
7と正電極25とが概略同一の大きさを有するた
め、高周波放電を行なうと、この筒状空間即ち反
応性気体は被形成面にそつて流れて、空間を5〜
30cm好ましくは15〜25cm優先的に飛翔し、プラズ
マ放電させている。その結果、反応性気体のプラ
ズマ化率がきわめて大きくなり、ひいては反応容
器(チアンバー)の内壁に過剰の反応生成物がピ
ンホール発生の原因となるフレーク状に付着して
しまうことを防ぐことができた。
さらにかくの如き装置において、所定のプラズ
マCDVを行なつた後、真空排気がされている第
2の予備室に基板、ホルダを移す。即ちホルダお
よび基板は反応容器内における反応性気体を真空
引きした後、ゲート弁44をあけて移した。
マCDVを行なつた後、真空排気がされている第
2の予備室に基板、ホルダを移す。即ちホルダお
よび基板は反応容器内における反応性気体を真空
引きした後、ゲート弁44をあけて移した。
この移動はガイド10を下方向より第2の予備
室をへて反応容器に至り、約1cm上にホルダをフ
インよりもち上げた後、シアフトを再び縮めて第
2の予備室に移した。この後ゲート弁44を閉
じ、第2の予備室を窒素32により大気圧とし
た。
室をへて反応容器に至り、約1cm上にホルダをフ
インよりもち上げた後、シアフトを再び縮めて第
2の予備室に移した。この後ゲート弁44を閉
じ、第2の予備室を窒素32により大気圧とし
た。
かくして第2図に示された如き反応容器と第
1、第2の予備室との間でのプラズマ気相反応を
連続的に操作させることができた。
1、第2の予備室との間でのプラズマ気相反応を
連続的に操作させることができた。
参考例 1
第5図は参考例を示す。
第5図は実施例1の第4図に対応して図面の概
要を示したものである。その他は第2図および実
施例1と同様である。
要を示したものである。その他は第2図および実
施例1と同様である。
第5図において反応性気体は27をへて供給口
24により負電極23をへて筒状空間100でプ
ラズマ反応をし、さらに不要反応生成物およびキ
ヤリアガスは排気口47、正電極25、排気系2
8に至る。
24により負電極23をへて筒状空間100でプ
ラズマ反応をし、さらに不要反応生成物およびキ
ヤリアガスは排気口47、正電極25、排気系2
8に至る。
この実施例は基板5がテーパ状に配設され、基
板の導入口側より排気口側に向つてせまくなり、
その基板上に形成される膜の均一化をさらに促進
させたものである。
板の導入口側より排気口側に向つてせまくなり、
その基板上に形成される膜の均一化をさらに促進
させたものである。
この構造においてはフレークが被形成面に弱干
付着しやすいという欠点があるが、被膜の均一化
という点では実施例1よりすぐれたものであつ
た。
付着しやすいという欠点があるが、被膜の均一化
という点では実施例1よりすぐれたものであつ
た。
参考例 2
参考例について、第5図と同様に、概要を第6
図に示す。
図に示す。
この実施例においては反応性気体の供給口を重
力に対し下方向に設け、ホルダ7により筒状空間
100を実施例2と同様に設け、さらに排気口4
7を上方向に設けることにより反応性気体を下側
より上側に逆向きに流した。さらに基板5は反応
性気体の入口側より出口側にテーパ状にせまくな
り、被膜の膜厚の均一性をさらにすぐれたものと
なつた。加えて実施例2に比べてフレークが被形
成面に落下して付着することがなく即ちピンホー
ルによる製造歩留りも向上し、最も理想的な構造
であつた。さらに第6図においては、回転用フイ
ンシヤフト39,39をホルダの下側にデイスク
41を支える構造で設けて、3〜10回/分の回転
をした。このため被膜の膜質も反応性気体の流れ
方向において均質な結果を得た。しかし第2図の
実施例1の製造装置に比べてその生産性は1回に
配設できる基板の数が少なくなるため約1/2にな
つてしまつた。
力に対し下方向に設け、ホルダ7により筒状空間
100を実施例2と同様に設け、さらに排気口4
7を上方向に設けることにより反応性気体を下側
より上側に逆向きに流した。さらに基板5は反応
性気体の入口側より出口側にテーパ状にせまくな
り、被膜の膜厚の均一性をさらにすぐれたものと
なつた。加えて実施例2に比べてフレークが被形
成面に落下して付着することがなく即ちピンホー
ルによる製造歩留りも向上し、最も理想的な構造
であつた。さらに第6図においては、回転用フイ
ンシヤフト39,39をホルダの下側にデイスク
41を支える構造で設けて、3〜10回/分の回転
をした。このため被膜の膜質も反応性気体の流れ
方向において均質な結果を得た。しかし第2図の
実施例1の製造装置に比べてその生産性は1回に
配設できる基板の数が少なくなるため約1/2にな
つてしまつた。
実施例 2
この実施例は実施例1のプラズマCDV装置を
用い、反応性気体として34よりシランを供給し
て珪素半導体膜を作製したものである。
用い、反応性気体として34よりシランを供給し
て珪素半導体膜を作製したものである。
基板温度は250℃とした。被膜の成長速度は3
Å/秒を高周波(13.56MHzを使用)電界を20W
とし、シランを30c.c./分加え、プラズマCDV中
の圧力を0.1torrとした時得ることができた。結
果として従来の平行平板型の電極方式において
0.1〜1Å/秒に比べて、同一反応容器において
例えば前者が10cm1まいであるのに対し、本発明
のプラズマCDV装置においては、10cm゜8まい
を被膜の成長速度が従来の0.5Å/秒とすると6
倍になり、合計48倍の多量生産が可能になつた。
Å/秒を高周波(13.56MHzを使用)電界を20W
とし、シランを30c.c./分加え、プラズマCDV中
の圧力を0.1torrとした時得ることができた。結
果として従来の平行平板型の電極方式において
0.1〜1Å/秒に比べて、同一反応容器において
例えば前者が10cm1まいであるのに対し、本発明
のプラズマCDV装置においては、10cm゜8まい
を被膜の成長速度が従来の0.5Å/秒とすると6
倍になり、合計48倍の多量生産が可能になつた。
さらに重要なことは、従来は1〜2回のCDV
作業を行なうと、チアンバーの内壁は真空で0.3
〜1μのシリコンのフレークが沈着した。しかし
このプラズマCDV装置においては、0.5μの膜厚
の被膜生成をくりかえして行ない、その回数が
100回になつても、反応容器の内壁にはうつすら
とフレイクが観察されるのみであつた。
作業を行なうと、チアンバーの内壁は真空で0.3
〜1μのシリコンのフレークが沈着した。しかし
このプラズマCDV装置においては、0.5μの膜厚
の被膜生成をくりかえして行ない、その回数が
100回になつても、反応容器の内壁にはうつすら
とフレイクが観察されるのみであつた。
かくして形成された半導体層は、プラズマ状態
の距離が長いため、光伝導度も2×10-4〜7×
10-3(Ωcm)-1、暗伝導度3×10-7〜1×10-9(Ω
cm)-1を有していた。
の距離が長いため、光伝導度も2×10-4〜7×
10-3(Ωcm)-1、暗伝導度3×10-7〜1×10-9(Ω
cm)-1を有していた。
これはプラズマの電界方向が被形成面に垂直の
従来の方法が、光伝導度として3×10〜3×10
(cm)、暗伝導度5×10〜1×10(cm)であること
を考えると、半導体膜として16倍以上の特性の向
上がみられた。
従来の方法が、光伝導度として3×10〜3×10
(cm)、暗伝導度5×10〜1×10(cm)であること
を考えると、半導体膜として16倍以上の特性の向
上がみられた。
この実施例は不純物を積極的に添加しない場合
であるが、PまたはN型用の不純物を添加しても
同様のP型またはN型の半導体膜を作ることがで
きる。
であるが、PまたはN型用の不純物を添加しても
同様のP型またはN型の半導体膜を作ることがで
きる。
実施例 3
この実施例は実施例1のプラズマCDV装置を
用いて導電性金属を作製せんとするものである。
用いて導電性金属を作製せんとするものである。
以上において金属アルミニユームをプラズマ
CDV法で形成する場合を示す。
CDV法で形成する場合を示す。
第2図においてバブラー36に塩化アルミニユ
ームを充填した。塩化アルミニユームにおいて
は、電子恒温そうにて40〜60℃に加熱した。さら
に39よりキヤリアガスとして不活性気体のヘリ
ユームを100c.c./Mの流量導入し、ヘリユームに
混入した塩化アルミニユームを導入した。さらに
水素を35より60〜100c.c./分の流量導入した。
基板温度は200〜550℃例えば400℃に選んだ。高
周波電源は13.56MHzの周波数を10〜30W、例え
ば20Wを供給した。
ームを充填した。塩化アルミニユームにおいて
は、電子恒温そうにて40〜60℃に加熱した。さら
に39よりキヤリアガスとして不活性気体のヘリ
ユームを100c.c./Mの流量導入し、ヘリユームに
混入した塩化アルミニユームを導入した。さらに
水素を35より60〜100c.c./分の流量導入した。
基板温度は200〜550℃例えば400℃に選んだ。高
周波電源は13.56MHzの周波数を10〜30W、例え
ば20Wを供給した。
かくして10cm゜を8まい挿着した基板上に0.3
Å/秒の成長速度で0.5〜1μの厚さに形成させる
ことができた。
Å/秒の成長速度で0.5〜1μの厚さに形成させる
ことができた。
さらに出発材料としてトリエチルアルミニユー
ム(TEAL)を第2図のバブラー36に充填させ
た。さらに39にキヤリアガスを導入する必要は
なかつた。バブラーの温度を60℃とすることによ
り、流量計において60c.c./分とした。さらに水素
を33より100c.c./分で導入し、プラズマCDVを
行なつた。反応圧力を0.1〜0.3torrとし、高周波
を10kHz30Wとすることにより、基板を5インチ
ウエハを40まい挿着させた。するとこれらの基板
上には4Å/分の成長速度にて金属アルミニユー
ムを作ることができた。
ム(TEAL)を第2図のバブラー36に充填させ
た。さらに39にキヤリアガスを導入する必要は
なかつた。バブラーの温度を60℃とすることによ
り、流量計において60c.c./分とした。さらに水素
を33より100c.c./分で導入し、プラズマCDVを
行なつた。反応圧力を0.1〜0.3torrとし、高周波
を10kHz30Wとすることにより、基板を5インチ
ウエハを40まい挿着させた。するとこれらの基板
上には4Å/分の成長速度にて金属アルミニユー
ムを作ることができた。
この時導体が筒状空間に形成されても、放電が
不安定になることもなく、厚さ1〜2μの金属ア
ルミニユームを蒸着させることができた。
不安定になることもなく、厚さ1〜2μの金属ア
ルミニユームを蒸着させることができた。
この時反応容器2には、外部の38より水素を
700c.c./分導入した。かくすることにより、反応
容器の内壁に付着する程度をさらに少なくさせる
ことができた。そのため30回1〜2μの厚さに形
成しても、容器の内壁、のぞき窓に特に大きなく
もりはみられなかつた。
700c.c./分導入した。かくすることにより、反応
容器の内壁に付着する程度をさらに少なくさせる
ことができた。そのため30回1〜2μの厚さに形
成しても、容器の内壁、のぞき窓に特に大きなく
もりはみられなかつた。
特にプラズマ放電用の2つの電極間をリーク電
流により互いに連結することが本発明のプラズマ
CDV装置においてないため、即ち上側フードと
ホルダとは離間し、さらにこのホルダと下側フー
ドとは同様に離間している。さらにその周囲も反
応容器の内壁に付着が少ないため、このいずれの
電路においてもリークが発生することがなかつ
た。
流により互いに連結することが本発明のプラズマ
CDV装置においてないため、即ち上側フードと
ホルダとは離間し、さらにこのホルダと下側フー
ドとは同様に離間している。さらにその周囲も反
応容器の内壁に付着が少ないため、このいずれの
電路においてもリークが発生することがなかつ
た。
この実施例においてはアルミニユームであつた
が、例えばカルボニル化合物の鉄、ニツケル、コ
バルトのカルボニル化合物を用いて、金属鉄ニツ
ケルまたはコバルトを被膜状に作製することも可
能である。
が、例えばカルボニル化合物の鉄、ニツケル、コ
バルトのカルボニル化合物を用いて、金属鉄ニツ
ケルまたはコバルトを被膜状に作製することも可
能である。
実施例 4
この実施例は実施例1のプラズマCDV装置を
用いて、窒化珪素被膜を作製した。
用いて、窒化珪素被膜を作製した。
即ち、第1図の場合において、シランを34よ
り5c.c./分、アンモニアを35より100c.c./分導
入した。基板温度は300Cとし、0.3trooとし10cm
゜の基板または5インチウエハ上に500〜1000Å
の厚さに形成させることができた。
り5c.c./分、アンモニアを35より100c.c./分導
入した。基板温度は300Cとし、0.3trooとし10cm
゜の基板または5インチウエハ上に500〜1000Å
の厚さに形成させることができた。
被膜の均一性において、ロツト内、ロツト間に
おいて±3%以内を得ることができた。
おいて±3%以内を得ることができた。
実施例 5
この実施例は酸化珪素を形成させた場合であ
る。即ちシランを16c.c./分として34より、また
過酸化窒素を35より100c.c./分導入し、同時に
33より窒素を200c.c./分導入した。
る。即ちシランを16c.c./分として34より、また
過酸化窒素を35より100c.c./分導入し、同時に
33より窒素を200c.c./分導入した。
高周波電力は5Wとした。基板温度は100〜400
℃において可能であるが、250℃で形成させたと
すると、被膜の均一性が0.5μ形成した場合±5%
以内におさめることができた。
℃において可能であるが、250℃で形成させたと
すると、被膜の均一性が0.5μ形成した場合±5%
以内におさめることができた。
この時38より200c.c./分にて窒素を導入し、
さらにチアンバー内壁へのフレークの付着を少な
くした。その結果100回の連続製造をしてもフレ
ークは全く観察することができなかつた。
さらにチアンバー内壁へのフレークの付着を少な
くした。その結果100回の連続製造をしてもフレ
ークは全く観察することができなかつた。
実施例 6
この実施例においては化合物導体例えば珪化タ
ングステン、珪化モリブデンを作製した。即ち実
施例1においてバブラー36に塩化モリブデンま
たはフツ化タングステンを導入し、さらにシラン
を35より供給し、タングステンまたはモリブデ
ンと珪素とを所定の比、例えば1:2にしてプラ
ズマCDVを行なつた。その結果250℃20Wにおい
て0.4μの厚さに1〜2Å/秒の成長速度を得るこ
とができた。
ングステン、珪化モリブデンを作製した。即ち実
施例1においてバブラー36に塩化モリブデンま
たはフツ化タングステンを導入し、さらにシラン
を35より供給し、タングステンまたはモリブデ
ンと珪素とを所定の比、例えば1:2にしてプラ
ズマCDVを行なつた。その結果250℃20Wにおい
て0.4μの厚さに1〜2Å/秒の成長速度を得るこ
とができた。
この化合物金属と耐熱金属とを反応性気体を調
節することにより、層状に多層構造で作ることが
できる。
節することにより、層状に多層構造で作ることが
できる。
以上の説明より明らかな如く、本発明のプラズ
マCDV装置は、半導体、導体または絶縁体のい
ずれに対しても形成させることができる。特に構
造敏感な半導体または導体中に不純物を添加し、
PまたはN型の不純物を添加した半導体層を複数
層積層させることができた。
マCDV装置は、半導体、導体または絶縁体のい
ずれに対しても形成させることができる。特に構
造敏感な半導体または導体中に不純物を添加し、
PまたはN型の不純物を添加した半導体層を複数
層積層させることができた。
さらに導体の形成において、耐熱金属であるモ
リブデン、タングステンを形成させることも可能
である。さらに基板上に導体−半導体−絶縁体−
導体と漸次積層して作製させることもできる。
リブデン、タングステンを形成させることも可能
である。さらに基板上に導体−半導体−絶縁体−
導体と漸次積層して作製させることもできる。
第1図は従来のプラズマCDV装置の概要を示
す。第2図は本発明を実施するためのプラズマ
CDV装置の概要を示す。第3図は第2図のプラ
ズマCDV装置の上方よりみた概要を示す。第4
図は第2図のプラズマCDV装置の筒状空間を構
成する付近の斜視図を示す。第5図及び第6図は
他のプラズマCDV装置における筒状空間および
反応性気体の供給口と排気口との関係を示す。
す。第2図は本発明を実施するためのプラズマ
CDV装置の概要を示す。第3図は第2図のプラ
ズマCDV装置の上方よりみた概要を示す。第4
図は第2図のプラズマCDV装置の筒状空間を構
成する付近の斜視図を示す。第5図及び第6図は
他のプラズマCDV装置における筒状空間および
反応性気体の供給口と排気口との関係を示す。
Claims (1)
- 1 反応容器内に固定された一対の電極及びその
外側のフードと、該一対の電極との間に、対抗す
る被形成面間の距離を等間隔に保つて基板を保持
する手段を有した、上記複数の基板を囲む移動可
能な基板支持体を設けることにより、前記一対の
フードと前記基板支持体とにより、プラズマをと
じこめる閉空間を構成せしめ、該閉空間への反応
性気体の供給系と前記閉空間からの反応性気体の
排出系とを備えた反応容器を用いて基板上に被膜
を積層する際、反応容器にゲート弁を介して連接
された予備室を、真空排気した後、予備室におけ
る基板を前記基板支持体に保持しつつ、前記ゲー
ト弁を開け、反応容器に前記基板及び基板支持体
を移動させ、その後反応容器の内側に固定された
一対の電極及びその外側のフードの間に前記基板
支持体を前記のプラズマを閉じ込めるように配置
し、その後前記閉空間に反応性気体を導入するこ
とによつてプラズマを発生させ、上記被形成面上
に被膜を形成することを特徴とする被膜作製方
法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57167281A JPS5956726A (ja) | 1982-09-25 | 1982-09-25 | プラズマcvd装置 |
US06/533,941 US4582720A (en) | 1982-09-20 | 1983-09-20 | Method and apparatus for forming non-single-crystal layer |
US06/828,908 US4642243A (en) | 1982-09-20 | 1986-02-13 | Method and apparatus for forming non-single-crystal layer |
US06/828,790 US4640845A (en) | 1982-09-20 | 1986-02-13 | Method and apparatus for forming non-single-crystal layer |
US07/127,602 US4832981A (en) | 1982-09-20 | 1987-11-30 | Method and apparatus for forming non-single crystal layer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57167281A JPS5956726A (ja) | 1982-09-25 | 1982-09-25 | プラズマcvd装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4175287A Division JPS62216223A (ja) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | 半導体処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5956726A JPS5956726A (ja) | 1984-04-02 |
JPH0436451B2 true JPH0436451B2 (ja) | 1992-06-16 |
Family
ID=15846834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57167281A Granted JPS5956726A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-25 | プラズマcvd装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5956726A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61232612A (ja) * | 1985-04-08 | 1986-10-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 気相反応装置 |
-
1982
- 1982-09-25 JP JP57167281A patent/JPS5956726A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5956726A (ja) | 1984-04-02 |
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