JPH05275345A - プラズマｃｖｄ方法およびその装置 - Google Patents

プラズマｃｖｄ方法およびその装置

Info

Publication number
JPH05275345A
JPH05275345A JP4074048A JP7404892A JPH05275345A JP H05275345 A JPH05275345 A JP H05275345A JP 4074048 A JP4074048 A JP 4074048A JP 7404892 A JP7404892 A JP 7404892A JP H05275345 A JPH05275345 A JP H05275345A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma
gas
substrate
vacuum chamber
beam generator
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.)
Pending
Application number
JP4074048A
Other languages
English (en)
Inventor
Minoru Matsumoto
稔 松本
Etsuo Ogino
悦男 荻野
Toshio Sumi
俊雄 角
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Sheet Glass Co Ltd filed Critical Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority to JP4074048A priority Critical patent/JPH05275345A/ja
Priority to US08/035,672 priority patent/US5340621A/en
Priority to DE4310286A priority patent/DE4310286A1/de
Publication of JPH05275345A publication Critical patent/JPH05275345A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32055—Arc discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • 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
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/513—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using plasma jets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32018—Glow discharge
    • H01J37/32027—DC powered
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3266—Magnetic control means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/48—Generating plasma using an arc
    • H05H1/50—Generating plasma using an arc and using applied magnetic fields, e.g. for focusing or rotating the arc
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/332—Coating
    • H01J2237/3321—CVD [Chemical Vapor Deposition]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】基体に均一でかつ高い成膜速度で被覆可能なア
ーク放電プラズマＣＶＤ方法およびその装置を提供す
る。 【構成】真空槽内にアーク放電プラズマシート状に生成
させるとともに、原料ガス及び反応ガスを真空槽内に導
入して該基体上に原料ガス成分と反応ガス成分とを含む
薄膜を基体上に被覆するプラズマＣＶＤ方法で、原料ガ
スをアーク放電プラズマと基体との空間に導入し、反応
ガスをアーク放電プラズマを挟んで原料ガスの導入位置
とは反対側の空間に導入するプラズマＣＶＤ方法および
その装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に大面積の基体に、
均一でかつ高い成膜速度で被覆可能なプラズマＣＶＤ方
法およびプラズマＣＶＤ装置に関し、とりわけ基板にシ
リコンの酸化物、シリコンの窒化物、シリコンの酸窒化
物の薄膜を被覆するのに適した方法およびその装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来より減圧された真空槽内で基体に膜
を被覆する方法としては、真空蒸着法、反応性スパッタ
リング法、プラズマＣＶＤ法等があるが、シリコン酸化
膜、窒化膜及び酸窒化膜等の誘電体薄膜を形成する場合
には、成膜速度及び膜品質の面でプラズマＣＶＤ法が優
れている。
【０００３】従来のプラズマＣＶＤ法のプラズマ源とし
ては、直流グロー放電、高周波グロー放電、マイクロ波
放電等が使われていた。しかし、グロー放電は、プラズ
マ密度が１０8〜１０11イオン／ｃｍ3であり、原料ガス
の利用効率（収率）を増大させ、成膜速度を大きくする
という点では、そのプラズマ密度は小さいという問題点
があった。一方、マイクロ波放電は高密度プラズマの生
成は可能であるが、大面積のプラズマを生成させ、それ
により、たとえば１平方メートル程度の大面積の基体に
成膜するのは不向きであった。
【０００４】これに対し、例えば真空第２５巻第１０号
（１９８２）に示される複合陰極型プラズマガンによっ
て得られるアーク放電プラズマの密度は１０13〜１０14
イオン／ｃｍ3と大きいので、このプラズマを外部磁場
印加手段によってシート状にした高密度プラズマを用い
たプラズマＣＶＤ方法が、特開平３ー２１５６７１号公
報に開示されている。
【０００５】また、図４に示すように、真空槽のなかに
生成させたアーク放電シートプラズマ７の一方の側に基
体１１を設置し、他方の側に原料ガスおよび反応ガスを
含むガスを真空槽内に導入するためのガス供給ノズル１
０を設置して薄膜を基体１１上に被覆する方法が知られ
ている。この場合ガス供給ノズル１０と基体１１との距
離を小さくするのが困難になり、成膜速度および膜厚の
均一性を向上させることが困難であるという問題点があ
った。大きな面積の基体たとえば１平方メートル以上の
大面積の基体への成膜には、シートプラズマを複数個並
べるように生起させ、基体の搬送方向をシートプラズマ
の長手方向（陰極ー陽極方向）に搬送させながら成膜す
ることが行われる。この場合、プラズマをシート化する
のに必要な空芯コイル８ａ、８ｂの存在によって、基体
１１を空芯コイル８ａ、８ｂの上を移動させなければな
らないので、基体１１とガス供給ノズル１０との距離を
小さくすることが困難となっていた。すなわち基体１１
とガス供給ノズル１０との距離は大きくなり、そのため
原料ガス分子が散逸し、基体表面以外の場所での成膜反
応によりガスが多く消費される、基体上での膜厚分布が
悪くなる、成膜速度が低下するという問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】特開平３ー２１５６７
１号公報に開示されている方法は、プラズマの面積と同
程度大きさの箱型のガス供給ノズルを設置しているの
で、真空槽を排気するポンプ能力を大きくしなければな
らず、装置が高価になるという点で好ましくない。ま
た、図４に示すように、シートプラズマ７に対して基体
１１とは反対側から原料ガスおよび反応性ガスの両者を
供給する従来の技術では、上記の理由により基体１１と
ガス供給ノズル１０との距離が大きくなるために、成長
速度を大きくするには多量のガス供給をする必要があ
り、これにより真空槽内の圧力が上昇して緻密な膜が得
られないという問題点があった。また、多量のガスを供
給しつつ低い圧力を維持するには、大きな排気速度を有
する大ががりな真空排気ポンプが必要となり、装置が高
価になるという問題点があった。かかる問題は、とりわ
け基体を陽極と陰極とを結ぶ方向に搬送しながら膜を被
覆する場合には、深刻な問題となっていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、減圧された雰
囲気が調整可能な真空槽にプラズマビーム発生装置と陽
極とを対向させて設置し、該プラズマビーム発生装置内
に供給した不活性ガスと水素の少なくとも一つを含む放
電用ガスにより発生させた該プラズマビーム発生装置内
のプラズマを、該プラズマビーム発生装置から該陽極に
向かう磁場印加手段により該プラズマビーム発生装置か
ら引き出すことにより、該プラズマビーム発生装置と該
陽極との間の該真空槽内にアーク放電プラズマを生成さ
せるとともに、該アーク放電プラズマとほぼ平行になる
ように該真空槽内に基体を設置し、該真空槽内に外部か
ら原料ガス及び反応ガスを導入して該基体上に原料ガス
成分と反応ガス成分とを含む薄膜を被覆するプラズマＣ
ＶＤ方法であって、該原料ガスを該アーク放電プラズマ
と該基体との空間に導入し、該反応ガスを該アーク放電
プラズマを挟んで該原料ガスの導入位置とは反対側の空
間に導入するプラズマＣＶＤ方法である。
【０００８】本発明は、アーク放電プラズマにより活性
化された反応性のガスの存在が、反応生成物からなる被
膜の形成を促進し、一方、アーク放電プラズマによる原
料ガス分子の励起／解離は、むしろ反応生成物からなる
被膜の形成スピードを低下させるということを見いだし
たことによりなされたものである。
【０００９】原料ガスとしてＳｉＨ4ガス、反応性ガス
として酸素を用いＳｉＯ2膜を基体上に被覆する場合
は、高密度のプラズマにより活性化された酸素の存在が
ＳｉＯ2膜の形成を促進し、高密度のプラズマによるＳ
ｉＨ4ガス分子の励起／解離は、むしろＳｉＯ2膜の形成
スピードを低下させるのである。ＳｉＨ4の直接のプラ
ズマによる分解は副生成物として水素を生成するが、こ
の水素の発生は放電電圧及びプロセス圧力の増大の原因
となるので好ましくない。ＳｉＯ2膜の成膜速度は高密
度のシートプラズマを通過する酸素分子の量にほぼ比例
し、また、プラズマを発生させる放電電流の増大によっ
ても増加する。一方、一定の酸素供給量と放電電流のも
とでは成膜速度を最大にするＳｉＨ4ガス供給量が存在
し、そのＳｉＨ4ガス供給量を越えると成膜速度は減少
する。したがって、同じ原料ガスの供給量に対しては反
応ガスの供給量を増やすことにより、従来の方法と比較
して高い成膜速度及び高い原料ガスの利用効率（収率）
での成膜が可能となる。
【００１０】本発明においては、アーク放電プラズマを
挟んで基板とは反対側に設けられた反応性ガス供給ノズ
ルから真空槽内に供給された反応ガス分子が高密度プラ
ズマを通過する際にプラズマ中の電子あるいはイオンと
の衝突によって励起され、高い比率の励起種を含んだ状
態で基体に到達し、そこで基体近傍で、アーク放電プラ
ズマに対して基体と同じ側に設置された原料供給ノズル
から供給された原料ガス分子と反応することによって成
膜が行われる。
【００１１】反応ガスの励起分子を効率よく基体に到達
させるためには、アーク放電プラズマを形成している真
空槽の圧力が低い方が反応ガスの励起分子の分子間の衝
突による拡散及び励起エネルギーの喪失を低減できるの
で好ましい。そのときの圧力は５Ｐ（パスカル）以下、
好ましくは０．５Ｐａ以下にするのが好ましい。また、
大面積の基体に被膜を被覆する場合は、シートプラズマ
を複数並べることにより一体となったシート面の面積が
大きいシートプラズマを用いることができる。
【００１２】本発明に用いられる原料ガスとしては、Ｓ
ｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6、ＳｉＣｌ4等のシラン及びシラン誘導
体もしくはＧｅＨ4、Ｂ2Ｈ6、炭化水素等が例示でき
る。反応ガスには酸素、Ｎ2Ｏ、窒素、ＮＨ3、水素、Ｈ
2Ｏ、ＣＯ2等が例示できる。反応ガスとしてはプラズマ
による励起後も固体を析出させないものが、効率よくそ
のガスの励起種を基体に到達させることができるので好
ましい。とくにＳｉＯ2膜を被覆する場合は、原料ガス
にＳｉＨ4、反応ガスに酸素を用いることが膜質の向上
及び膜の生成速度を増大させる上で好ましい。
【００１３】本発明に用いられるアーク放電によるプラ
ズマとしては、真空第２５巻第１０号（１９８２年刊）
に記載されている複合陰極型プラズマ発生装置や圧力勾
配型プラズマ発生装置、もしくは両者を組み合わせたプ
ラズマ発生装置を示すことができる。複合陰極型プラズ
マ発生装置は、図３に示すように熱容量の小さい補助陰
極２０とＬａＢ6からなる主陰極２１とを有し、放電ガ
ス導入口２２より放電用のガスを導入して前記補助陰極
に初期放電を集中させ、それを利用して主陰極を加熱
し、主陰極が最終陰極としてアーク放電を行うようにし
たプラズマ発生装置である。
【００１４】また、圧力勾配型プラズマ発生装置とは、
陰極と陽極の間に中間電極を介在させ、陰極領域を１３
０Ｐａ程度に、陽極領域を０．４Ｐａ程度に保って放電
を行うもので、陽極領域からのイオンの逆流による陰極
の損傷がない上に、中間電極の無いものと比較して放電
電子流を作り出すためのキャリアガスのイオン化効率が
飛躍的に高く、大電流放電が可能であるという利点を有
している。複合陰極型プラズマ発生装置及び圧力勾配型
プラズマ発生装置の両者を組み合わせたプラズマ発生装
置、即ち、陰極として複合陰極を用いるとともに中間電
極を配置したプラズマ発生装置は上記利点を同時に得る
ことができるので、本発明に用いるアーク放電プラズマ
の発生装置としては特に好ましい。
【００１５】アーク放電プラズマの発生装置に導入する
放電用のガスは、水素、アルゴン、ヘリウムの単体ガス
の他、これらの混合ガスが用いられる。
【００１６】本発明においては、反応ガスの励起種によ
って原料ガス分子を活性化して成膜を行っているが、こ
の反応ガスの励起用のプラズマは、中心部分の電子密度
が１０11イオン／ｃｍ3以上が好ましく、さらに１０13
イオン／ｃｍ3以上が好ましく、中心部分の平均の電子
エネルギーが５ｅＶ以上が好ましく、さらに１０ｅＶ以
上が好ましい。反応ガス分子のほとんどがアーク放電プ
ラズマの存在している領域を通過してから基板に到達す
ると、高い比率の励起種を含んだ反応ガス分子の大きい
流束（フラックス）を発生させることができる。更に、
真空槽のガス圧力を５Ｐａ以下とすることにより、これ
らの生起された反応ガス励起種の流束（フラックス）
は、励起分子間の衝突による拡散及び励起エネルギーの
喪失がほとんど無い状態で基体近傍まで効率よく輸送さ
れ、成膜速度の増大が可能となる。また、反応ガス分子
の活性種がこのような反応性の高い状態を維持している
ことは、それらによって活性化される原料ガス分子の反
応性も十分高まっているため、基体の高温加熱をしなく
ても、高品質の薄膜を基体上に形成することが可能とな
る。
【００１７】本発明の第２は、減圧された雰囲気が調整
可能な真空槽と、該真空槽壁に対向するように設置され
たプラズマビーム発生装置と陽極と、該プラズマビーム
発生装置内にプラズマを生起させるための放電ガス供給
手段と外部電源と、該プラズマビーム発生装置内に発生
させたプラズマを該プラズマビーム発生装置から該陽極
に向かって該真空槽内に引き出しシート状のアーク放電
プラズマとするための磁場印加手段と放電電源と、該真
空槽内に設けられた原料ガス供給手段および反応ガス供
給手段と、該シートプラズマのシート面に平行に基体を
支持するための基体支持手段とを有するプラズマＣＶＤ
装置であって、該真空槽内に生成されるシート状の該ア
ーク放電プラズマの一方の側に該反応ガス供給手段が設
けられ、他方の側に該アーク放電プラズマから近い順に
該原料ガス供給手段と該基体支持手段とが設けられたプ
ラズマＣＶＤ装置である。
【００１８】
【作用】本発明のプラズマＣＶＤ方法では、アーク放電
プラズマにより活性化された反応性のガスの存在が、反
応生成物からなる被膜の形成を促進し、一方、アーク放
電プラズマによる原料ガス分子の励起／解離は、むしろ
反応生成物からなる被膜の形成スピードを低下させる。
本発明においては、原料ガスは基板の近傍に導入される
ので基体に到達する原料ガス分子の流束（フラックス）
の割合をより大きくでき、かつ、アーク放電プラズマを
通過する原料ガス分子の量をより小さくしている。した
がって、成膜に寄与する原料ガス分子の量は増大し、成
膜速度及び原料ガスの利用効率も増大する。
【００１９】また、基体と原料ガスを導入する距離が短
いので、原料ガス分子が基体上に到達せずに散逸するこ
とが抑制され、原料ガスの利用効率（収率）が増大す
る。基体近傍から原料ガスを供給することは、比較的容
易に基体近傍での原料ガスの分布を均一にすることがで
きるので、大面積の基体や曲面を有する基体表面への成
膜においても膜厚の均一性を得ることが容易である。
【００２０】
【実施例】実施例 以下に、本発明を実施例に基づいて説明する。図１は、
本発明のプラズマＣＶＤ装置の一実施例の断面図、図２
は、本発明に用いることのできるプラズマビーム発生装
置の断面図、図３は、本発明にかかるアーク放電シート
プラズマの厚み方向の特性を示す図、図４は従来の技術
のプラズマＣＶＤ装置の断面図、図５および図６は、そ
れぞれシートプラズマを２個それぞれのシート面を並べ
るように生成させ、シート面の長手方向に基体を搬送さ
せながら膜を被覆するときの装置の一部平面図および一
部断面図である。
【００２１】図１において、原料ガス供給ノズル９ｂ
は、シートプラズマ７と、それにほぼ平行である基体１
１の間に設置され、反応ガス供給ノズル９ａは原料ガス
供給ノズル９ｂとはシートプラズマ７を挟んで反対側に
設置されている。原料ガス供給ノズル９ｂはその固定の
治具も含めて、下方からのガスの流れ及び真空槽１のコ
ンダクタンスを低下させない程度の大きさと形状とされ
る。反応ガス供給ノズル９ａについても同様に、固定の
治具を含めた大きさ及び形状は真空槽１のコンダクタン
スを低下させない程度とされる。また、反応ガス供給ノ
ズル９ａおよび原料ガス供給ノズル９ｂそれぞれのシー
トプラズマ７からの距離は、ノズルの熱的損傷とノズル
内部でのガスの分解が生じない程度であれば、特に限定
されるものではない。反応ガス及び原料ガスの供給ノズ
ル９ａ、９ｂのそれぞれの数についても、被覆する膜の
厚みの均一性が得られるように１個乃至は複数個設置す
ればよい。これは基体とガス供給ノズルとの間の距離及
び供給するガスの流量に応じて任意に調整すればよい。
反応ガスおよび原料ガスの供給ノズル９ａ，９ｂの噴出
孔は基体表面に向いており、原料ガス及び反応ガスのフ
ラックス（流束）が基体表面で均一になるように、その
数及び径が決定されている。
【００２２】圧力勾配型プラズマビーム発生装置５が真
空槽１の壁に設置されている。減圧された真空槽１に、
プラズマビーム発生陰極２とタンタル製の陽極６が電気
絶縁体１５を介して対向するように配置されているとと
もに、両電極は大電流の直流放電電源１６に接続されて
いる。該プラズマビーム発生陰極２はタンタル製パイプ
１２、及びＬａＢ6製ディスク状電極１３から構成され
るホローカソード型の放電電極であり、タンタル製パイ
プ１２から不活性ガスまたは不活性ガスと水素とからな
る放電ガスを導入した後、該陰極に外部電源１７から直
流電力を供給して発生する電子を該プラズマビーム発生
陰極２と電子加速用電極３との間に印加される電位差に
よって真空槽内４に引き出すことにより、該プラズマビ
ーム発生陰極２と該陽極６との間に低電圧・大電流プラ
ズマを生起させる。
【００２３】真空槽内４に引き出されたプラズマは、プ
ラズマ誘導用コイル８ａと、互いにＮ極が対向するよう
に配置された一対のプラズマ圧縮用永久磁石８ｂからな
る磁場印加手段によって、真空槽内４で厚みが薄く、広
がったシート状のプラズマ７となる。
【００２４】該シートプラズマ７の厚み方向のポテンシ
ャル分布は図３のように、３つの領域からなる層状構造
になっており、最も中心には任意的に決定される該プラ
ズマビーム発生陰極と該中間電極との電位差に対応した
電子エネルギーを有する電子ビーム３０があり、その両
側には電子温度にして約１０数ｅＶのホットプラズマ３
１が形成され、更に最外層には電子温度にして約数ｅＶ
のコールドプラズマ３２が形成された構造となってい
る。図２では、２０は補助陰極であり、２１は主陰極で
あり、２２から放電ガスが導入される。
【００２５】シリコンの酸化物、シリコンの窒化物、シ
リコンの酸窒化物の薄膜を形成するための例えばＳｉＨ
4の原料ガスは、基体１１とシートプラズマ７の間に設
けられた原料ガス供給ノズル９ｂから供給される。ま
た、酸素あるいは窒素ガス等の反応ガスはシートプラズ
マ７を挟んで原料ガス供給ノズル９ｂとは対向する側に
設けられた反応ガス供給ノズル９ａから供給される。
【００２６】図６において、基体１１と反応ガス供給ノ
ズル９ａとは、シートプラズマ７を挟むように設けられ
ており、その距離はＢで示される。原料ガス供給ノズル
９ｂは、基体１１とシートプラズマ７との間に設けら
れ、基体１１とガス供給ノズル９ｂとの距離Ａは、距離
Ｂよりも短くなるようにされている。
【００２７】図１に示した装置を用いてＳｉＯ2膜をガ
ラス板上に成膜した。幅４００ｍｍ、長さ６００ｍｍ、
厚さ数１０ｍｍのシートプラズマ７に対し、その中心付
近から上方１９０ｍｍの位置に原料ガス供給ノズル９ｂ
を、一方、下方１００ｍｍの位置に反応ガス供給ノズル
９ａをそれぞれ配置し、１００ｍｍ角のガラス基板４枚
をプラズマから４００ｍｍ離した基体支持ホルダ１４に
取付けた。
【００２８】基体１１をヒーター１８により約２５０℃
になるように加熱した後、前述のプラズマが発生した状
態で、原料ガス供給ノズル９ｂよりＳｉＨ4を３００ｓ
ｃｃｍ、反応ガス供給ノズル９ａより酸素を５００、７
５０、１０００ｍｍと３水準変えて導入した。一定時
間、原料ガス及び反応ガスを流した後放電を停止し、基
体を真空槽より取り出し、サンプルＣ，Ｄ，Ｅを得た。
基体には、表１に示したような成膜速度でＳｉＯ2膜が
形成されていることが確認された。これらの薄膜に対し
てエリプソメーターで光学定数を測定したところ、波長
６３３ｎｍにおいて屈折率は１．４３〜１．４７であ
り、消衰係数はいずれのサンプルでも、０．００で、吸
収は全く見られず透明であった。
【００２９】
【表１】
【００３０】比較例 図４に示す装置を用い、原料ガス及び反応ガスの真空槽
内への導入を基体と対向する側のシートプラズマの下方
１００ｍｍの位置に設けたガス供給ノズル１０から行っ
てガラス基体の上にＳｉＯ2膜を成膜しサンプルＡ，Ｂ
を得た。
【００３１】表１から、実施例は比較例よりも、等しい
ＳｉＨ4流量に対して成膜速度は数倍増加しており、原
料ガスであるＳｉＨ4の利用効率（収率）が向上してい
ることが確認される。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、基体に膜厚の均一性が
良い膜を高い成膜速度で、かつ、高い原料ガス利用効率
（収率）で被覆することができる。とりわけ、基体をシ
ートプラズマの陽極と陰極の方向に移動させながら膜の
被覆を行う場合、基体に膜を高い成膜速度で、かつ、高
い原料ガス利用効率（収率）で被覆することができる。
これにより大きな面積の基体に効率よく膜を被覆するこ
とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマＣＶＤ装置の一実施例の断面
図。
【図２】本発明に用いられるプラズマビーム発生装置の
陰極として用いられる複合陰極の一実施例の概略断面
図。
【図３】本発明にかかるシート状プラズマの特性を説明
するための図。
【図４】従来の技術のプラズマＣＶＤ装置の概略断面
図。
【図５】本発明のプラズマＣＶＤ装置の他の実施例の一
部平面図。
【図６】本発明のプラズマＣＶＤ装置の他の実施例の一
部断面図。
【符号の説明】
１・・真空槽、２・・プラズマビーム発生陰極、３・・
電子加速用電極、４・・真空槽内、５・・圧力勾配型プ
ラズマビーム発生装置、６・・陽極、７・・シート状プ
ラズマ、８ａ・・プラズマ誘導用コイル、８ｂ・・プラ
ズマ圧縮用永久磁石、９ａ・・反応ガス供給ノズル、９
ｂ・・原料ガス供給ノズル、１０・・原料および反応ガ
ス供給ノズル、１１・・基体、１２・・タンタル製パイ
プ、１３・・ＬａＢ6製陰極板、１４・・基体ホルダ、
１５・・電気絶縁体、１６・・放電電源、１７・・外部
電源、１８・・ヒーター、２０・・補助陰極、２１・・
主陰極、２２・・放電ガス導入口、３０・・高エネルギ
ーのプラズマ、３１・・ホットプラズマ、３２・コール
ドプラズマ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】減圧された雰囲気が調整可能な真空槽にプ
    ラズマビーム発生装置と陽極とを対向させて設置し、該
    プラズマビーム発生装置内に供給した不活性ガスと水素
    の少なくとも一つを含む放電用ガスにより発生させた該
    プラズマビーム発生装置内のプラズマを、該プラズマビ
    ーム発生装置から該陽極に向かう磁場印加手段により該
    プラズマビーム発生装置から引き出すことにより、該プ
    ラズマビーム発生装置と該陽極との間の該真空槽内にア
    ーク放電プラズマを生成させるとともに、該アーク放電
    プラズマとほぼ平行になるように該真空槽内に基体を設
    置し、該真空槽内に外部から原料ガス及び反応ガスを導
    入して該基体上に原料ガス成分と反応ガス成分とを含む
    薄膜を被覆するプラズマＣＶＤ方法であって、該原料ガ
    スを該アーク放電プラズマと該基体との空間に導入し、
    該反応ガスを該アーク放電プラズマを挟んで該原料ガス
    の導入位置とは反対側の空間に導入するプラズマＣＶＤ
    方法。
  2. 【請求項２】該原料ガス及び該反応ガスを該基体の薄膜
    被覆面に向かって導入し、かつ、該反応ガスを該アーク
    放電プラズマ内を通過するように導入したことを特徴と
    する特許請求の範囲第１項に記載の方法。
  3. 【請求項３】該アーク放電プラズマの形状を該磁場印加
    手段によりシート状とし、かつ、シート面が該基体の薄
    膜被覆面に対して平行となるようにしたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。
  4. 【請求項４】減圧された雰囲気が調整可能な真空槽と、
    該真空槽壁に対向するように設置されたプラズマビーム
    発生装置と陽極と、該プラズマビーム発生装置内にプラ
    ズマを生起させるための放電ガス供給手段と外部電源
    と、該プラズマビーム発生装置内に発生させたプラズマ
    を該プラズマビーム発生装置から該陽極に向かって該真
    空槽内に引き出しシート状のアーク放電プラズマとする
    ための磁場印加手段と放電電源と、該真空槽内に設けら
    れた原料ガス供給手段および反応ガス供給手段と、該シ
    ートプラズマのシート面に平行に基体を支持するための
    基体支持手段とを有するプラズマＣＶＤ装置であって、
    該真空槽内に生成されるシート状の該アーク放電プラズ
    マの一方の側に該反応ガス供給手段が設けられ、他方の
    側に該アーク放電プラズマから近い順に該原料ガス供給
    手段と該基体支持手段とが設けられたプラズマＣＶＤ装
    置。
JP4074048A 1992-03-30 1992-03-30 プラズマｃｖｄ方法およびその装置 Pending JPH05275345A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4074048A JPH05275345A (ja) 1992-03-30 1992-03-30 プラズマｃｖｄ方法およびその装置
US08/035,672 US5340621A (en) 1992-03-30 1993-03-23 Plasma CVD method
DE4310286A DE4310286A1 (de) 1992-03-30 1993-03-30 Plasma-CVD-Verfahren und Vorrichtung zu dessen Durchführung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4074048A JPH05275345A (ja) 1992-03-30 1992-03-30 プラズマｃｖｄ方法およびその装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05275345A true JPH05275345A (ja) 1993-10-22

Family

ID=13535909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4074048A Pending JPH05275345A (ja) 1992-03-30 1992-03-30 プラズマｃｖｄ方法およびその装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5340621A (ja)
JP (1) JPH05275345A (ja)
DE (1) DE4310286A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003504515A (ja) * 1999-07-13 2003-02-04 ユナキス・バルツェルス・アクチェンゲゼルシャフト 真空処理ないしは粉末製造のための装置および方法
KR100432102B1 (ko) * 1996-03-11 2004-09-10 어낵시스 발처스 악티엔게젤샤프트 공작물코팅방법및장치

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7264850B1 (en) 1992-12-28 2007-09-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Process for treating a substrate with a plasma
US6001431A (en) * 1992-12-28 1999-12-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Process for fabricating a magnetic recording medium
FR2704558B1 (fr) * 1993-04-29 1995-06-23 Air Liquide Procede et dispositif pour creer un depot d'oxyde de silicium sur un substrat solide en defilement.
JP3246800B2 (ja) * 1993-05-31 2002-01-15 株式会社東芝 プラズマ装置
CH685755A5 (de) * 1993-06-03 1995-09-29 Tetra Pak Suisse Sa Verfahren zur Herstellung eines Schichtstoffes.
CH687601A5 (de) * 1994-02-04 1997-01-15 Tetra Pak Suisse Sa Verfahren zur Herstellung von im Innern sterilen Verpackungen mit hervorragenden Sperreigenschaften.
CH687614A5 (de) * 1994-02-04 1997-01-15 Tetra Pak Suisse Sa Verfahren zum Versehen einer Verpackung mit hervorragenden Sperreigenschaften in bezug auf Gase.
US5587207A (en) * 1994-11-14 1996-12-24 Gorokhovsky; Vladimir I. Arc assisted CVD coating and sintering method
US5728224A (en) * 1995-09-13 1998-03-17 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Apparatus and method for manufacturing a packaging material using gaseous phase atmospheric photo chemical vapor deposition to apply a barrier layer to a moving web substrate
US5968324A (en) * 1995-12-05 1999-10-19 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for depositing antireflective coating
US6127262A (en) 1996-06-28 2000-10-03 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for depositing an etch stop layer
US6110544A (en) * 1997-06-26 2000-08-29 General Electric Company Protective coating by high rate arc plasma deposition
JP3141827B2 (ja) * 1997-11-20 2001-03-07 日本電気株式会社 半導体装置の製造方法
US7804115B2 (en) 1998-02-25 2010-09-28 Micron Technology, Inc. Semiconductor constructions having antireflective portions
US6274292B1 (en) * 1998-02-25 2001-08-14 Micron Technology, Inc. Semiconductor processing methods
US6060132A (en) * 1998-06-15 2000-05-09 Siemens Aktiengesellschaft High density plasma CVD process for making dielectric anti-reflective coatings
US6281100B1 (en) 1998-09-03 2001-08-28 Micron Technology, Inc. Semiconductor processing methods
US6268282B1 (en) 1998-09-03 2001-07-31 Micron Technology, Inc. Semiconductor processing methods of forming and utilizing antireflective material layers, and methods of forming transistor gate stacks
US6828683B2 (en) 1998-12-23 2004-12-07 Micron Technology, Inc. Semiconductor devices, and semiconductor processing methods
US7235499B1 (en) * 1999-01-20 2007-06-26 Micron Technology, Inc. Semiconductor processing methods
US7067414B1 (en) 1999-09-01 2006-06-27 Micron Technology, Inc. Low k interlevel dielectric layer fabrication methods
US6440860B1 (en) 2000-01-18 2002-08-27 Micron Technology, Inc. Semiconductor processing methods of transferring patterns from patterned photoresists to materials, and structures comprising silicon nitride
US6615615B2 (en) 2001-06-29 2003-09-09 Lightwave Microsystems Corporation GePSG core for a planar lightwave circuit
US20050281958A1 (en) * 2004-06-22 2005-12-22 Walton Scott G Electron beam enhanced nitriding system (EBENS)
RU2011139139A (ru) 2009-03-03 2013-04-10 Зе Юниверсити Оф Вестерн Онтарио Способ получения гипертепловых молекул водорода и их применение для выборочного разрыва связей с-н и/или si-h молекул около или на поверхностях подложки
US11674222B2 (en) * 2020-09-29 2023-06-13 Applied Materials, Inc. Method of in situ ceramic coating deposition
US20240117493A1 (en) * 2021-02-09 2024-04-11 Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfäffikon Arc-beam position monitoring and position control in picvd coating systems

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03215671A (ja) * 1990-01-18 1991-09-20 Asahi Glass Co Ltd シートプラズマｃｖｄ法及び装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100432102B1 (ko) * 1996-03-11 2004-09-10 어낵시스 발처스 악티엔게젤샤프트 공작물코팅방법및장치
JP2003504515A (ja) * 1999-07-13 2003-02-04 ユナキス・バルツェルス・アクチェンゲゼルシャフト 真空処理ないしは粉末製造のための装置および方法

Also Published As

Publication number Publication date
US5340621A (en) 1994-08-23
DE4310286A1 (de) 1993-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH05275345A (ja) プラズマｃｖｄ方法およびその装置
JP6386519B2 (ja) Ｃｖｄ装置、及び、ｃｖｄ膜の製造方法
US4973494A (en) Microwave enhanced CVD method for depositing a boron nitride and carbon
JP3801730B2 (ja) プラズマｃｖｄ装置及びそれを用いた薄膜形成方法
JP3348865B2 (ja) ダイヤモンド層の形成方法、その装置、及びホルダの温度調節方法
US4948750A (en) Method and apparatus for producing semiconductor layers composed of amorphous silicon-germanium alloys through glow discharge technique, particularly for solar cells
US8662010B2 (en) Plasma processing apparatus, plasma processing method, plasma film deposition apparatus, and plasma film deposition method
JP4441607B2 (ja) 半導体基板を不動態化する方法
KR101488005B1 (ko) 플라즈마로부터 증착에 의하여 막을 형성하는 방법 및 장치
JPH06275545A (ja) ガスクラスターイオン援用による化合物薄膜の 形成方法
US20050196549A1 (en) Microwave enhanced CVD method and apparatus
JPS62203328A (ja) プラズマｃｖｄ装置
JPH01239919A (ja) プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
JPH06112133A (ja) 透明誘電体膜を基体上に被覆する方法
JPH0521983B2 (ja)
JPH0790591A (ja) マイクロ波プラズマｃｖｄ装置及び堆積膜形成方法
JPH01234397A (ja) ダイヤモンド状薄膜の製造方法及び装置
US6677001B1 (en) Microwave enhanced CVD method and apparatus
JPH10233295A (ja) マイクロ波導入装置及び表面処理方法
JPH03215671A (ja) シートプラズマｃｖｄ法及び装置
JPH0864535A (ja) プラズマ成膜方法、プラズマ成膜装置及びそれに用いるプラズマ発生装置
JP3010333B2 (ja) 成膜方法及び成膜装置
JP2628529B2 (ja) プラズマｃｖｄ装置
JPH03275597A (ja) ダイヤモンド薄膜の被覆方法
JPH0633245A (ja) Ｃｖｄ装置