JPH05320915A - Ｃｖｄ方法及び装置 - Google Patents
Ｃｖｄ方法及び装置Info
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- JPH05320915A JPH05320915A JP15417992A JP15417992A JPH05320915A JP H05320915 A JPH05320915 A JP H05320915A JP 15417992 A JP15417992 A JP 15417992A JP 15417992 A JP15417992 A JP 15417992A JP H05320915 A JPH05320915 A JP H05320915A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラズマにより反応ガスの分解・励起・解離
を行うことにより、成膜速度を低くして熱のダメージを
抑え、かつ、基板をプラズマに曝さないことによりプラ
ズマダメージを受けずに成膜する。 【構成】 ガス吹き出し部２０、２４のガス吹き出し板
２６、２８は放電電極を兼ねている。ガス吹き出し部２
０、２４の背面側には磁石３４、３６が固定されてい
て、電極が互いに向かい合う方向と、磁石３４、３６の
作る磁界の方向とが平行になっている。プラズマ４４は
電極間空間に閉じ込められ、このプラズマ４４の外縁か
ら数ｃｍ離れたところに基板３８がある。ＴｉＣｌ4と
Ａｒの混合ガス１８を約１０〜１００ｓｃｃｍの流量
で、Ｎ2ガス２２を約１０〜５００ｓｃｃｍの流量でＣ
ＶＤ反応室１０に導入して、電極間にプラズマ４４を発
生させ、基板３８上にＴｉＮ膜を形成する。
を行うことにより、成膜速度を低くして熱のダメージを
抑え、かつ、基板をプラズマに曝さないことによりプラ
ズマダメージを受けずに成膜する。 【構成】 ガス吹き出し部２０、２４のガス吹き出し板
２６、２８は放電電極を兼ねている。ガス吹き出し部２
０、２４の背面側には磁石３４、３６が固定されてい
て、電極が互いに向かい合う方向と、磁石３４、３６の
作る磁界の方向とが平行になっている。プラズマ４４は
電極間空間に閉じ込められ、このプラズマ４４の外縁か
ら数ｃｍ離れたところに基板３８がある。ＴｉＣｌ4と
Ａｒの混合ガス１８を約１０〜１００ｓｃｃｍの流量
で、Ｎ2ガス２２を約１０〜５００ｓｃｃｍの流量でＣ
ＶＤ反応室１０に導入して、電極間にプラズマ４４を発
生させ、基板３８上にＴｉＮ膜を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原料ガスのプラズマを
利用して基板上に成膜するＣＶＤ方法及び装置に関す
る。
利用して基板上に成膜するＣＶＤ方法及び装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】高集積化されたＩＣでは、コンタクト電
極部の信頼性を高める上で、拡散バリア−としてのＴｉ
Ｎ膜の形成が必須条件となってきている。そして、配線
の微細化に伴い、ＣＶＤ法による成膜が有力な方法とし
て考えられてきている。
極部の信頼性を高める上で、拡散バリア−としてのＴｉ
Ｎ膜の形成が必須条件となってきている。そして、配線
の微細化に伴い、ＣＶＤ法による成膜が有力な方法とし
て考えられてきている。
【０００３】一般的な熱ＣＶＤ法によるＴｉＮ膜の形成
では、チタン源としてＴｉＣｌ4ガスを、窒素源として
ＮＨ3ガスを使用している。あるいは、膜中へＣｌが不
純物として混入するのを避けるために、チタン源として
有機チタン化合物を用いている。これらの熱ＣＶＤ法で
は、反応ガスを基板上で熱分解して化学反応を促進させ
るものであり、反応に必要なエネルギ−を全て基板から
の熱でまかなっている。したがって、反応過程を促進す
るために５００℃以上の基板温度が必要となる。この熱
ＣＶＤ法によるＴｉＮ薄膜の形成については、例えば
「1991年 1月発行, J. Electrochemi. Soc., Vol.138,
No.1 第190 〜195 頁, N. Ikeda, K. Hinode, and Y.
Homma 著, LPCVD Titanium Nitride for ULSIs」に記載
されている。
では、チタン源としてＴｉＣｌ4ガスを、窒素源として
ＮＨ3ガスを使用している。あるいは、膜中へＣｌが不
純物として混入するのを避けるために、チタン源として
有機チタン化合物を用いている。これらの熱ＣＶＤ法で
は、反応ガスを基板上で熱分解して化学反応を促進させ
るものであり、反応に必要なエネルギ−を全て基板から
の熱でまかなっている。したがって、反応過程を促進す
るために５００℃以上の基板温度が必要となる。この熱
ＣＶＤ法によるＴｉＮ薄膜の形成については、例えば
「1991年 1月発行, J. Electrochemi. Soc., Vol.138,
No.1 第190 〜195 頁, N. Ikeda, K. Hinode, and Y.
Homma 著, LPCVD Titanium Nitride for ULSIs」に記載
されている。
【０００４】これに対して、プラズマＣＶＤ法は、反応
室内でプラズマを発生させて、このプラズマ中で反応ガ
スの分解・励起・解離を行うものである。プラズマＣＶ
Ｄ法は、原料ガスの分解はプラズマ中で行い、分解され
た粒子の結合は基板上で行うため、上記の熱ＣＶＤ法に
比べて基板温度を低くすることができる。このプラズマ
ＣＶＤ法を用いてＴｉＮ薄膜を作製するには、原料ガス
であるＴｉＣｌ4とＮ2とＨ2をプラズマ中で分解し、電
極の一方に設置されている基板上にＴｉＮ薄膜を結合・
堆積させる。この種のＴｉＮ薄膜作製方法は、例えば
「1989年 1月発行, J. Electrochemi. Soc., Vol.136,
No.1 第276 〜280 頁, N. J. Inano, A.U. Ahmed, and
D. E. Englebert 著, Plasma-Enhanced Chemical Vapo
r Deposition on TiN from TiCl4/N2/H2 Gas Mixture
s」に記載されている。
室内でプラズマを発生させて、このプラズマ中で反応ガ
スの分解・励起・解離を行うものである。プラズマＣＶ
Ｄ法は、原料ガスの分解はプラズマ中で行い、分解され
た粒子の結合は基板上で行うため、上記の熱ＣＶＤ法に
比べて基板温度を低くすることができる。このプラズマ
ＣＶＤ法を用いてＴｉＮ薄膜を作製するには、原料ガス
であるＴｉＣｌ4とＮ2とＨ2をプラズマ中で分解し、電
極の一方に設置されている基板上にＴｉＮ薄膜を結合・
堆積させる。この種のＴｉＮ薄膜作製方法は、例えば
「1989年 1月発行, J. Electrochemi. Soc., Vol.136,
No.1 第276 〜280 頁, N. J. Inano, A.U. Ahmed, and
D. E. Englebert 著, Plasma-Enhanced Chemical Vapo
r Deposition on TiN from TiCl4/N2/H2 Gas Mixture
s」に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の熱ＣＶＤ法でＴ
ｉＮ薄膜を形成する場合は、反応エネルギーの全てを基
板からの熱でまかなうため、現在のＬＳＩ製造工程で許
容される温度以上に基板温度を高くしなければならず、
熱のダメ−ジを受ける。一方、プラズマＣＶＤ法でＴｉ
Ｎ薄膜を形成する場合は、熱ＣＶＤ法に比べて基板温度
は低くてすむが、基板が直接プラズマに曝されるため
に、膜がプラズマダメ−ジを受けるといった問題があ
る。
ｉＮ薄膜を形成する場合は、反応エネルギーの全てを基
板からの熱でまかなうため、現在のＬＳＩ製造工程で許
容される温度以上に基板温度を高くしなければならず、
熱のダメ−ジを受ける。一方、プラズマＣＶＤ法でＴｉ
Ｎ薄膜を形成する場合は、熱ＣＶＤ法に比べて基板温度
は低くてすむが、基板が直接プラズマに曝されるため
に、膜がプラズマダメ−ジを受けるといった問題があ
る。
【０００６】本発明は以上のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、本発明の目的は、プラズマにより反応
ガスの分解・励起・解離を行うことにより成膜温度を低
くして熱のダメ−ジを抑え、かつ、基板をプラズマに曝
さないことによりプラズマダメ−ジを受けずに成膜でき
るＣＶＤ方法及び装置を提供することにある。
れたものであり、本発明の目的は、プラズマにより反応
ガスの分解・励起・解離を行うことにより成膜温度を低
くして熱のダメ−ジを抑え、かつ、基板をプラズマに曝
さないことによりプラズマダメ−ジを受けずに成膜でき
るＣＶＤ方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】第１の発明は、
対向して配置した一対の電極の間に電力を印加し、前記
一対の電極の間の空間において電極が向かい合う方向と
平行に磁界を形成し、前記空間にプラズマを発生させ、
前記プラズマに触れない位置に基板を配置して基板上に
成膜することを特徴としている。この発明は、ＣＶＤ反
応室内でプラズマを発生させているが、基板は電極を形
成せずに、プラズマ空間の外側に基板を配置している。
そのため、プラズマは反応ガスの分解・励起・解離のみ
に利用される。基板はプラズマに触れない位置にあるけ
れども、プラズマ中で分解・励起・解離した粒子が、基
底状態に戻ったり再結合したりする前に、基板上でＣＶ
Ｄ反応を生じるように、基板はプラズマからあまり離れ
ていても好ましくない。プラズマ空間から飛び出した励
起状態にある粒子は、若干の距離はそのままの状態で進
むことができる。したがって、プラズマ空間外であっ
て、かつ励起状態の粒子が存在するような空間に基板を
置くことにより、プラズマのダメ−ジを受けることな
く、かつ、基板温度を低くしてＣＶＤ反応を進めること
ができる。
対向して配置した一対の電極の間に電力を印加し、前記
一対の電極の間の空間において電極が向かい合う方向と
平行に磁界を形成し、前記空間にプラズマを発生させ、
前記プラズマに触れない位置に基板を配置して基板上に
成膜することを特徴としている。この発明は、ＣＶＤ反
応室内でプラズマを発生させているが、基板は電極を形
成せずに、プラズマ空間の外側に基板を配置している。
そのため、プラズマは反応ガスの分解・励起・解離のみ
に利用される。基板はプラズマに触れない位置にあるけ
れども、プラズマ中で分解・励起・解離した粒子が、基
底状態に戻ったり再結合したりする前に、基板上でＣＶ
Ｄ反応を生じるように、基板はプラズマからあまり離れ
ていても好ましくない。プラズマ空間から飛び出した励
起状態にある粒子は、若干の距離はそのままの状態で進
むことができる。したがって、プラズマ空間外であっ
て、かつ励起状態の粒子が存在するような空間に基板を
置くことにより、プラズマのダメ−ジを受けることな
く、かつ、基板温度を低くしてＣＶＤ反応を進めること
ができる。
【０００８】プラズマは、対向する一対の電極の間で発
生するが、電極が向かい合う方向と平行に磁界を形成す
ることにより、プラズマが電極間空間の外部にまで広が
らないようにすることができる。すなわち、磁界はプラ
ズマを電極間空間に閉じ込める作用をし、電極間空間の
外部に配置された基板にプラズマが触れないようにして
いる。
生するが、電極が向かい合う方向と平行に磁界を形成す
ることにより、プラズマが電極間空間の外部にまで広が
らないようにすることができる。すなわち、磁界はプラ
ズマを電極間空間に閉じ込める作用をし、電極間空間の
外部に配置された基板にプラズマが触れないようにして
いる。
【０００９】第２の発明は、第１の発明において、電極
が向かい合う方向と基板の表面の法線の方向とが垂直に
なるように基板を配置するものである。すなわち、基板
は電極間のプラズマと対面することになる。
が向かい合う方向と基板の表面の法線の方向とが垂直に
なるように基板を配置するものである。すなわち、基板
は電極間のプラズマと対面することになる。
【００１０】第３の発明は、原料ガスの一部としてＴｉ
Ｃｌ4を用いて、第１の発明をＴｉＮ薄膜の作製に適用
したものである。これにより、比較的低温でかつプラズ
マダメージを受けることなくＴｉＮ薄膜を作製すること
が可能になる。なお、Ｎを供給するための他方の原料ガ
スとしては、Ｎ2、ＮＨ3、ＮＨ4を用いることができ
る。
Ｃｌ4を用いて、第１の発明をＴｉＮ薄膜の作製に適用
したものである。これにより、比較的低温でかつプラズ
マダメージを受けることなくＴｉＮ薄膜を作製すること
が可能になる。なお、Ｎを供給するための他方の原料ガ
スとしては、Ｎ2、ＮＨ3、ＮＨ4を用いることができ
る。
【００１１】第４の発明は、第３の発明において、基板
に負のバイアス電圧を印加したものである。原料ガスの
ＴｉＣｌ4がプラズマによって励起・解離したときには
塩素イオン（Ｃｌ−）が発生するが、基板に負のバイア
ス電圧を印加することによって、塩素イオンが基板の電
位と反発することになり、塩素が基板に混入するのを防
ぐことができる。
に負のバイアス電圧を印加したものである。原料ガスの
ＴｉＣｌ4がプラズマによって励起・解離したときには
塩素イオン（Ｃｌ−）が発生するが、基板に負のバイア
ス電圧を印加することによって、塩素イオンが基板の電
位と反発することになり、塩素が基板に混入するのを防
ぐことができる。
【００１２】第５の発明は、第１の発明において、一対
の電極のそれぞれから原料ガスを吹き出させるようにし
たものである。本発明では基板が片側の電極を構成しな
いので、一対の電極の両方から原料ガスを吹き出させる
ことができ、これにより、電極とは別個のガス吹き出し
装置を設けることを省略できる。特に、２種類の原料ガ
スを使う場合に、一方の電極から第１のガスを他方の電
極から第２のガスを吹き出させることができる。
の電極のそれぞれから原料ガスを吹き出させるようにし
たものである。本発明では基板が片側の電極を構成しな
いので、一対の電極の両方から原料ガスを吹き出させる
ことができ、これにより、電極とは別個のガス吹き出し
装置を設けることを省略できる。特に、２種類の原料ガ
スを使う場合に、一方の電極から第１のガスを他方の電
極から第２のガスを吹き出させることができる。
【００１３】第６の発明は、上述のＣＶＤ方法の発明を
実施するためのＣＶＤ装置に関するものであり、対向し
て配置された一対の電極と、これら電極の間に電力を印
加する電源と、前記一対の電極の間の空間において電極
が向かい合う方向と平行な磁界を発生させる磁界発生装
置と、前記空間から離れた位置に配置された基板ホルダ
ーと、前記一対の電極と基板ホルダーとを内部に有する
反応室と、この反応室の内部に原料ガスを導入するため
のガス導入装置とを備えている。
実施するためのＣＶＤ装置に関するものであり、対向し
て配置された一対の電極と、これら電極の間に電力を印
加する電源と、前記一対の電極の間の空間において電極
が向かい合う方向と平行な磁界を発生させる磁界発生装
置と、前記空間から離れた位置に配置された基板ホルダ
ーと、前記一対の電極と基板ホルダーとを内部に有する
反応室と、この反応室の内部に原料ガスを導入するため
のガス導入装置とを備えている。
【００１４】第７の発明は、第６の発明において、一対
の電極がガス導入装置を兼ねているものである。
の電極がガス導入装置を兼ねているものである。
【００１５】第８の発明は、第６の発明において、一対
の電極をチタン製にしたものである。
の電極をチタン製にしたものである。
【００１６】
【実施例】図１は本発明のＣＶＤ方法を実施するための
装置の一実施例の正面断面図である。この装置では、熱
ＣＶＤ法ほどではないにしても基板を加熱しながら、か
つプラズマを利用してＴｉＮ薄膜を作製するものであ
り、この方法をプラズマアシストＣＶＤ法と呼ぶことが
できる。
装置の一実施例の正面断面図である。この装置では、熱
ＣＶＤ法ほどではないにしても基板を加熱しながら、か
つプラズマを利用してＴｉＮ薄膜を作製するものであ
り、この方法をプラズマアシストＣＶＤ法と呼ぶことが
できる。
【００１７】図１において、ＣＶＤ反応室１０は、コン
ダクタンス調整排気バルブ１２を通してタ−ボ分子ポン
プ１４とロ−タリ−ポンプ１６とで排気される。反応ガ
スＴｉＣｌ4と放電維持用のＡｒガスとの混合ガス１８
は、ガス吹き出し部２０から反応室１０内に導入され
ル。他方の反応ガスＮ2ガス２２は、別のガス吹き出し
部２４から反応室１０内に導入される。ガス吹き出し部
２０のガス吹き出し板２６とガス吹き出し部２４のガス
吹き出し板２８は、放電電極を兼ねており、チタン製で
ある。電極の材質をチタンにしたのは、電極がスパッタ
リングされてこれが膜中に混入した場合にも不純物とな
らないようにするためである。電極間の距離は数ｃｍで
ある。ガス吹き出し板２８は絶縁ブロック３０により反
応室１０から電気的に浮遊していて、反応室１０の外部
に設置されている高周波電源３２に接続されている。他
方のガス吹き出し板２６は、反応室１０を通して接地さ
れている。
ダクタンス調整排気バルブ１２を通してタ−ボ分子ポン
プ１４とロ−タリ−ポンプ１６とで排気される。反応ガ
スＴｉＣｌ4と放電維持用のＡｒガスとの混合ガス１８
は、ガス吹き出し部２０から反応室１０内に導入され
ル。他方の反応ガスＮ2ガス２２は、別のガス吹き出し
部２４から反応室１０内に導入される。ガス吹き出し部
２０のガス吹き出し板２６とガス吹き出し部２４のガス
吹き出し板２８は、放電電極を兼ねており、チタン製で
ある。電極の材質をチタンにしたのは、電極がスパッタ
リングされてこれが膜中に混入した場合にも不純物とな
らないようにするためである。電極間の距離は数ｃｍで
ある。ガス吹き出し板２８は絶縁ブロック３０により反
応室１０から電気的に浮遊していて、反応室１０の外部
に設置されている高周波電源３２に接続されている。他
方のガス吹き出し板２６は、反応室１０を通して接地さ
れている。
【００１８】ガス吹き出し部２０の背面側（プラズマが
形成される空間とは反対の側）には磁石３４が固定され
ている。この磁石３４は、ガス吹き出し部２０に接触す
る側にＮ極が来るように配置されている（図面では磁石
３４のＳ極は省略してある。）。他方のガス吹き出し部
２４の背面側には磁石３６が固定されている。この磁石
３６は、ガス吹き出し部２４に接触する側にＳ極が来る
ように配置されている（図面では磁石３６のＮ極は省略
してある。）。二つのガス吹き出し板２６、２８は一対
の電極を構成しており、これら電極の間の空間では、電
極が互いに向かい合う方向（すなわち図面の左右方向）
と、磁石３４、３６の作る磁界の方向とが平行になって
いる。なお、磁石３４、３６は永久磁石であるが、電磁
石を用いて磁界の強さを調節できるようにしてもよい。
形成される空間とは反対の側）には磁石３４が固定され
ている。この磁石３４は、ガス吹き出し部２０に接触す
る側にＮ極が来るように配置されている（図面では磁石
３４のＳ極は省略してある。）。他方のガス吹き出し部
２４の背面側には磁石３６が固定されている。この磁石
３６は、ガス吹き出し部２４に接触する側にＳ極が来る
ように配置されている（図面では磁石３６のＮ極は省略
してある。）。二つのガス吹き出し板２６、２８は一対
の電極を構成しており、これら電極の間の空間では、電
極が互いに向かい合う方向（すなわち図面の左右方向）
と、磁石３４、３６の作る磁界の方向とが平行になって
いる。なお、磁石３４、３６は永久磁石であるが、電磁
石を用いて磁界の強さを調節できるようにしてもよい。
【００１９】基板３８は基板ホルダー４０の上に設置さ
れる。基板ホルダー４０には基板加熱ヒーター４２が内
蔵されていて、基板３８を３００℃程度に加熱できる。
基板３８の表面の法線の方向（すなわち図面の上下方
向）と、電極が互いに向かい合う方向（すなわち図面の
左右方向）とは互いに垂直になっている。これにより、
基板３８の表面が、電極間に形成されるプラズマ４４の
方を向くことになる。磁界の強度は、基板３８の位置に
おける磁束密度が数百ガウスになるように設定されてい
る。これにより、プラズマ４４は、電極間空間に閉じ込
められて電極間空間の外部に洩れなくなる。基板３８は
プラズマ４４の外縁から数ｃｍ離れたところに配置され
ている。
れる。基板ホルダー４０には基板加熱ヒーター４２が内
蔵されていて、基板３８を３００℃程度に加熱できる。
基板３８の表面の法線の方向（すなわち図面の上下方
向）と、電極が互いに向かい合う方向（すなわち図面の
左右方向）とは互いに垂直になっている。これにより、
基板３８の表面が、電極間に形成されるプラズマ４４の
方を向くことになる。磁界の強度は、基板３８の位置に
おける磁束密度が数百ガウスになるように設定されてい
る。これにより、プラズマ４４は、電極間空間に閉じ込
められて電極間空間の外部に洩れなくなる。基板３８は
プラズマ４４の外縁から数ｃｍ離れたところに配置され
ている。
【００２０】次に、このＣＶＤ装置を用いてＴｉＮ薄膜
を形成する方法を説明する。ＣＶＤ反応室１０を排気し
て、反応ガスＴｉＣｌ4と放電維持用のＡｒガスとの混
合ガス１８を約１０〜１００ｓｃｃｍの流量で導入し、
他方の反応ガスＮ2ガス２２を約１０〜５００ｓｃｃｍ
の流量で導入し、反応室１０内の圧力を約１０〜１００
ｍＴｏｒｒの圧力に保つ。ガス吹き出し板２８に高周波
電源３２から高周波電力を印加すると、二つのガス吹き
出し板２６、２８（すなわち一対の電極）の間の空間に
プラズマ４４が発生する。プラズマ４４は、磁石３４、
３６の形成する磁界の作用によって、電極間空間に閉じ
込められる。電極を兼ねたガス吹き出し板から噴出した
ガスは、プラズマ４４中で励起・解離する。プラズマの
外側に向かった励起・解離粒子は、一般的には衝突や再
結合により基底状態に戻るが、その前に基板３８に接す
ると、活性状態でＣＶＤ反応に入ることができる。これ
により、基板３８上にＴｉＮ薄膜が形成される。
を形成する方法を説明する。ＣＶＤ反応室１０を排気し
て、反応ガスＴｉＣｌ4と放電維持用のＡｒガスとの混
合ガス１８を約１０〜１００ｓｃｃｍの流量で導入し、
他方の反応ガスＮ2ガス２２を約１０〜５００ｓｃｃｍ
の流量で導入し、反応室１０内の圧力を約１０〜１００
ｍＴｏｒｒの圧力に保つ。ガス吹き出し板２８に高周波
電源３２から高周波電力を印加すると、二つのガス吹き
出し板２６、２８（すなわち一対の電極）の間の空間に
プラズマ４４が発生する。プラズマ４４は、磁石３４、
３６の形成する磁界の作用によって、電極間空間に閉じ
込められる。電極を兼ねたガス吹き出し板から噴出した
ガスは、プラズマ４４中で励起・解離する。プラズマの
外側に向かった励起・解離粒子は、一般的には衝突や再
結合により基底状態に戻るが、その前に基板３８に接す
ると、活性状態でＣＶＤ反応に入ることができる。これ
により、基板３８上にＴｉＮ薄膜が形成される。
【００２１】上述のＴｉＮ薄膜形成工程において、原料
ガスのＴｉＣｌ4が電離すると、塩素イオン（Ｃｌ−）
が生成されると予想される。この塩素が膜中に混入する
危険がある。これに対する対策としては、基板ホルダ−
４０を外部の直流電源４６に接続して基板３８に負のバ
イアス電位を印加する。これにより、塩素イオンは基板
の負電位と反発することになり、膜中への塩素の混入を
防ぐことができる。
ガスのＴｉＣｌ4が電離すると、塩素イオン（Ｃｌ−）
が生成されると予想される。この塩素が膜中に混入する
危険がある。これに対する対策としては、基板ホルダ−
４０を外部の直流電源４６に接続して基板３８に負のバ
イアス電位を印加する。これにより、塩素イオンは基板
の負電位と反発することになり、膜中への塩素の混入を
防ぐことができる。
【００２２】このＣＶＤ装置では二つのガス吹き出し板
２６、２８の間の距離すなわち電極間距離は数ｃｍが適
当なので、基板３８の寸法がそれ以上になった場合は、
基板３８の外周部がプラズマに対向しなくなるなどの不
都合が生じて、基板面内の成膜均一性が劣化する。この
ような場合は、基板ホルダーに移動機構を設けて、基板
を回転したり往復運動させたりすればよい。
２６、２８の間の距離すなわち電極間距離は数ｃｍが適
当なので、基板３８の寸法がそれ以上になった場合は、
基板３８の外周部がプラズマに対向しなくなるなどの不
都合が生じて、基板面内の成膜均一性が劣化する。この
ような場合は、基板ホルダーに移動機構を設けて、基板
を回転したり往復運動させたりすればよい。
【００２３】以上のような方法により、通常の熱ＣＶＤ
法よりも低い基板温度で、かつ、プラズマダメージを受
けることなく、基板上にＴｉＮ薄膜を形成することが可
能になった。また、基板に負のバイアス電圧を印加する
ことにより、原料ガス中に含まれる塩素が膜中に混入す
るのを防ぐことができる。
法よりも低い基板温度で、かつ、プラズマダメージを受
けることなく、基板上にＴｉＮ薄膜を形成することが可
能になった。また、基板に負のバイアス電圧を印加する
ことにより、原料ガス中に含まれる塩素が膜中に混入す
るのを防ぐことができる。
【００２４】図２は本発明の別の実施例の正面断面図で
ある。この装置が図１の装置と異なる点は、原料ガスの
導入装置が電極とは別個に設けられていて、電極からは
ガスが吹き出さないようになっていることである。その
他の点は図１の装置と同じであるので、その説明は省略
する。
ある。この装置が図１の装置と異なる点は、原料ガスの
導入装置が電極とは別個に設けられていて、電極からは
ガスが吹き出さないようになっていることである。その
他の点は図１の装置と同じであるので、その説明は省略
する。
【００２５】図２において、反応ガスＴｉＣｌ4とプラ
ズマ維持用のＡｒガスとの混合ガス１８は、導入パイプ
４８を通ってガス混合器５０に導入される。他方の反応
ガスＮ2ガス２２は別の導入パイプ５２を通って同じガ
ス混合器５０に導入される。ガス混合器５０では両者の
ガスが混合して、この混合ガスがガス吹き出し板５４か
らＣＶＤ反応室１０内に吹き出す。反応室１０内には、
チタン製の一対の放電電極５６、５８が配置されてい
る。一方の電極５６は反応室１０を通して接地され、他
方の電極５８は、絶縁ブロック６０により反応室１０か
ら電気的に浮遊していて、外部の高周波電源３２に接続
されている。この装置によるＴｉＮ薄膜の作製方法は図
１の装置の場合と同様である。
ズマ維持用のＡｒガスとの混合ガス１８は、導入パイプ
４８を通ってガス混合器５０に導入される。他方の反応
ガスＮ2ガス２２は別の導入パイプ５２を通って同じガ
ス混合器５０に導入される。ガス混合器５０では両者の
ガスが混合して、この混合ガスがガス吹き出し板５４か
らＣＶＤ反応室１０内に吹き出す。反応室１０内には、
チタン製の一対の放電電極５６、５８が配置されてい
る。一方の電極５６は反応室１０を通して接地され、他
方の電極５８は、絶縁ブロック６０により反応室１０か
ら電気的に浮遊していて、外部の高周波電源３２に接続
されている。この装置によるＴｉＮ薄膜の作製方法は図
１の装置の場合と同様である。
【００２６】
【発明の効果】本発明のＣＶＤ方法によれば、基板は電
極を構成することなくプラズマ空間の外側に配置され
る。そのため、低い基板温度で、かつ、プラズマダメー
ジを受けることなく、基板上に成膜することができる。
極を構成することなくプラズマ空間の外側に配置され
る。そのため、低い基板温度で、かつ、プラズマダメー
ジを受けることなく、基板上に成膜することができる。
【図１】本発明のＣＶＤ方法を実施するための装置の一
実施例の正面断面図である。
実施例の正面断面図である。
【図２】本発明の別の実施例の正面断面図である。
１０…ＣＶＤ反応室 １８…ＴｉＣｌ4とＡｒの混合ガス ２０、２４…ガス吹き出し部 ２２…Ｎ2ガス ２６、２８…ガス吹き出し板（電極を兼用） ３２…高周波電源 ３４、３６…磁石 ３８…基板 ４０…基板ホルダー ４４…プラズマ ４６…直流電源
Claims (8)
- 【請求項１】 対向して配置した一対の電極の間に電力
を印加し、前記一対の電極の間の空間において電極が向
かい合う方向と平行に磁界を形成し、前記空間にプラズ
マを発生させ、前記プラズマに触れない位置に基板を配
置して基板上に成膜することを特徴とするＣＶＤ方法。 - 【請求項２】 前記電極が向かい合う方向と基板の表面
の法線の方向とが垂直になるように基板を配置すること
を特徴とする請求項１記載のＣＶＤ方法。 - 【請求項３】 原料ガスの一部としてＴｉＣｌ4を用い
て、基板上にＴｉＮ薄膜を作製することを特徴とする請
求項１記載のＣＶＤ方法。 - 【請求項４】 基板に負のバイアス電圧を印加すること
を特徴とする請求項３記載のＣＶＤ方法。 - 【請求項５】 前記一対の電極のそれぞれから原料ガス
を吹き出させることを特徴とする請求項１記載のＣＶＤ
方法。 - 【請求項６】 対向して配置された一対の電極と、これ
ら電極の間に電力を印加する電源と、前記一対の電極の
間の空間において電極が向かい合う方向と平行な磁界を
発生させる磁界発生装置と、前記空間から離れた位置に
配置された基板ホルダーと、前記一対の電極と基板ホル
ダーとを内部に有する反応室と、この反応室の内部に原
料ガスを導入するためのガス導入装置とを備えることを
特徴とするＣＶＤ装置。 - 【請求項７】 前記一対の電極が前記ガス導入装置を兼
ねることを特徴とする請求項６記載のＣＶＤ装置。 - 【請求項８】 前記一対の電極がチタン製であることを
特徴とする請求項６記載のＣＶＤ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15417992A JP3372266B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Ｃｖｄ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15417992A JP3372266B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Ｃｖｄ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05320915A true JPH05320915A (ja) | 1993-12-07 |
| JP3372266B2 JP3372266B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=15578566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15417992A Expired - Fee Related JP3372266B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Ｃｖｄ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3372266B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014051331A1 (ko) * | 2012-09-26 | 2014-04-03 | (주)비엠씨 | 플라즈마 화학 기상 증착 장치 |
-
1992
- 1992-05-22 JP JP15417992A patent/JP3372266B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014051331A1 (ko) * | 2012-09-26 | 2014-04-03 | (주)비엠씨 | 플라즈마 화학 기상 증착 장치 |
| CN104769156A (zh) * | 2012-09-26 | 2015-07-08 | Bmc股份有限公司 | 等离子体增强化学气相沉积设备 |
| TWI498936B (zh) * | 2012-09-26 | 2015-09-01 | Bmc Co Ltd | 電漿輔助化學氣相沈積設備 |
| JP2015535889A (ja) * | 2012-09-26 | 2015-12-17 | ビーエムシー カンパニー リミテッド | プラズマ化学気相蒸着装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3372266B2 (ja) | 2003-01-27 |
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