JPH0546094B2 - - Google Patents
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- JPH0546094B2 JPH0546094B2 JP58145266A JP14526683A JPH0546094B2 JP H0546094 B2 JPH0546094 B2 JP H0546094B2 JP 58145266 A JP58145266 A JP 58145266A JP 14526683 A JP14526683 A JP 14526683A JP H0546094 B2 JPH0546094 B2 JP H0546094B2
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Classifications
-
- 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
- C23C16/505—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 radio frequency discharges
- C23C16/509—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 radio frequency discharges using internal electrodes
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、プラズマ気相反応装置（即ちプラ
ズマ気相被膜作製装置またはプラズマ・エツチン
グ装置）、および該装置を用いたプラズマ気相反
応方法に関する。
ズマ気相被膜作製装置またはプラズマ・エツチン
グ装置）、および該装置を用いたプラズマ気相反
応方法に関する。
従来よりプラズマ気相反応装置として、第１図
Ａに示すような平行平板型のものが知られてい
る。
Ａに示すような平行平板型のものが知られてい
る。
第１図Ａに示すような構成においては、基板１
上の被形成面を陰極（カソード）または陽極（ア
ノード）上またはこれらの電極のごく近傍に発生
する陰極暗部または陽極暗部に配置し、成膜を行
なう。
上の被形成面を陰極（カソード）または陽極（ア
ノード）上またはこれらの電極のごく近傍に発生
する陰極暗部または陽極暗部に配置し、成膜を行
なう。
第１図には、減圧容器４内に配置された平行平
板型の一対の電極２，３、電極３上に配置された
基板３、高周波電源１０、ガス供給系７、排気系
８、排気系８を構成するバルブ１１、圧力調整バ
ルブ１２、真空ポンプ１３が記載されている。
板型の一対の電極２，３、電極３上に配置された
基板３、高周波電源１０、ガス供給系７、排気系
８、排気系８を構成するバルブ１１、圧力調整バ
ルブ１２、真空ポンプ１３が記載されている。
さらに、一対の電極２，３から印加される高周
波電界の電気力線５、この電気力線５に直行する
等電位面１５が示されている。
波電界の電気力線５、この電気力線５に直行する
等電位面１５が示されている。
この第１図に示すプラズマ気相反応装置におい
ては、７から供給される反応ガスが６で示される
ように電極２から反応室内に供給され、電極間に
おいてプラズマ化されることによつて、他方の基
板１の被形成面上に被膜形成される。
ては、７から供給される反応ガスが６で示される
ように電極２から反応室内に供給され、電極間に
おいてプラズマ化されることによつて、他方の基
板１の被形成面上に被膜形成される。
一般に１０から供給される高周波としては、
13.56MHzが用いられる。
13.56MHzが用いられる。
かかる従来の方法においては、電気力線５は被
形成面に垂直に加わるため、被形成面をスパツタ
（損傷）してしまう。
形成面に垂直に加わるため、被形成面をスパツタ
（損傷）してしまう。
第１図Ｂは第１図Ａの電極の一方２に対し針状
電極９を互いに離間して配設したものである。
電極９を互いに離間して配設したものである。
第１図Ｂに示す例は、電極２の大きさを50cm×
50cmとし、電極２，３の間隔を４cm、針状電極の
長さを１cm、針状電極の間隔を５cmとした例であ
る。
50cmとし、電極２，３の間隔を４cm、針状電極の
長さを１cm、針状電極の間隔を５cmとした例であ
る。
かかる構成をとつた場合、電気力線は針状電極
より分散し、ひろがる方向に分布することになる
が、基板１に対しては垂直に電気力線が加わるこ
とになる。
より分散し、ひろがる方向に分布することになる
が、基板１に対しては垂直に電気力線が加わるこ
とになる。
このため、針状電極９を用いることによつて、
放電開始を容易にする等の特長をそれなりに有し
ながらも、被膜の膜質、被膜成長速度を特に向上
させるものではなかつた。
放電開始を容易にする等の特長をそれなりに有し
ながらも、被膜の膜質、被膜成長速度を特に向上
させるものではなかつた。
また、上記従来より公知の方式においては、電
極３の面積の大きさよりも被形成面の面積を大き
くすることができないという欠点もあつた。
極３の面積の大きさよりも被形成面の面積を大き
くすることができないという欠点もあつた。
このため、アモルフアス・シリコンを含む非単
結晶半導体をPCVD法（プラズマCVD法）によ
り作製せんとする時、その基板１cm2あたりの製造
価格が１円以上と高価となり、太陽電池等の製作
コスト低減の障害となつていた。
結晶半導体をPCVD法（プラズマCVD法）によ
り作製せんとする時、その基板１cm2あたりの製造
価格が１円以上と高価となり、太陽電池等の製作
コスト低減の障害となつていた。
本発明は、複数の基板を同時に処理することが
でき、しかも成膜における被膜成長速度が大き
い、或いは被膜に対するエツチング速度が大きい
プラズマ気相反応装置を提供することを目的とす
る。
でき、しかも成膜における被膜成長速度が大き
い、或いは被膜に対するエツチング速度が大きい
プラズマ気相反応装置を提供することを目的とす
る。
一対の平行平板電極間に基板を垂直に配置する
プラズマ気相反応装置において、一対の電極の少
なくとも一方には反応空間に対して凹状を有する
開孔または開溝を設けたことを特徴とするもので
ある。
プラズマ気相反応装置において、一対の電極の少
なくとも一方には反応空間に対して凹状を有する
開孔または開溝を設けたことを特徴とするもので
ある。
上記構成において、反応空間というのは、一対
に平行平板電極の間において生じるプラズマ反応
空間のことである。
に平行平板電極の間において生じるプラズマ反応
空間のことである。
本発明は、電極に反応空間に対して凹状を有す
る開孔または開溝を設けることによつて、この開
孔または開溝が設けられた領域に電気力線を集中
させ、この領域に高輝度放電を起こすことを特徴
とする。
る開孔または開溝を設けることによつて、この開
孔または開溝が設けられた領域に電気力線を集中
させ、この領域に高輝度放電を起こすことを特徴
とする。
電極に開孔または開溝を設けることにより、こ
の開孔または開溝が設けられた領域において、電
気力線を集中させることができ、プラズマを必要
な反応空間に集中させることができる。
の開孔または開溝が設けられた領域において、電
気力線を集中させることができ、プラズマを必要
な反応空間に集中させることができる。
実施例 １
以下、本発明を利用した実施例を示す。
本実施例は一対の平行平板電極の間に形成され
う陽光柱にて反応を行い、多量生産を行うもので
ある。
う陽光柱にて反応を行い、多量生産を行うもので
ある。
しかし陽光柱方式を一般に用いた場合、陽光柱
部分が大きく空間に広がるため、被形成面近傍で
のプラズマ密度が減少し、結果として暗部を用い
る方式とおなじ程度の被膜成長速度しか得られな
いという欠点を有する。
部分が大きく空間に広がるため、被形成面近傍で
のプラズマ密度が減少し、結果として暗部を用い
る方式とおなじ程度の被膜成長速度しか得られな
いという欠点を有する。
そこで、本発明を利用することにより、陽光柱
を収束（しまらせる）せしめ、即ち、放電プラズ
マのひろがりを押さえ、さらに基板が配置されて
いる中央部でのプラズマ密度を増加させ、被膜成
長速度を増加させんとした例が本実施例の構成で
ある。
を収束（しまらせる）せしめ、即ち、放電プラズ
マのひろがりを押さえ、さらに基板が配置されて
いる中央部でのプラズマ密度を増加させ、被膜成
長速度を増加させんとした例が本実施例の構成で
ある。
本実施例におけるプラズマ気相反応装置の概要
を第２図に示す。
を第２図に示す。
第２図に示すプラズマ気相反応装置は、プラズ
マ・グロー放電の陽光柱を用いて成膜を行なう方
式の装置である。
マ・グロー放電の陽光柱を用いて成膜を行なう方
式の装置である。
本実施例においては、一対の平行平板電極２，
３の間に放電を行なわせることによつて形成され
る陽光柱領域に、被形成面を有する複数の基板を
平行に互いに離間して配設し、かかる被形成面上
に被膜を形成する。
３の間に放電を行なわせることによつて形成され
る陽光柱領域に、被形成面を有する複数の基板を
平行に互いに離間して配設し、かかる被形成面上
に被膜を形成する。
基板は、１，１′で示されるように背中合わせ
になつた２枚を一組として、複数離間して反応空
間内に設けられている。
になつた２枚を一組として、複数離間して反応空
間内に設けられている。
なお、かかる陽光柱を用いたPCVD法に関して
は、本発明人の出願になる特許願57−163729、57
−163730（プラズマ気相反応装置）（昭和57年９月
20日出願）に記されている。
は、本発明人の出願になる特許願57−163729、57
−163730（プラズマ気相反応装置）（昭和57年９月
20日出願）に記されている。
なお、第２図に示すプラズマ気相反応装置の他
部の構造については、前記した本発明人の特許願
に準じる。
部の構造については、前記した本発明人の特許願
に準じる。
図面において、平行平板型に設けられた一対の
網状電極２，３が配置され、この電極２，３′の
間において放電を起こさせることによつて形成さ
れる陽光柱領域２５に、被形成面を有する基板
１，１′が裏面を密接させて、その面を電極２，
３に対して垂直にして配置させた様子が示されて
いる。
網状電極２，３が配置され、この電極２，３′の
間において放電を起こさせることによつて形成さ
れる陽光柱領域２５に、被形成面を有する基板
１，１′が裏面を密接させて、その面を電極２，
３に対して垂直にして配置させた様子が示されて
いる。
なお、本実施例においては、この基板を石英カ
ゴで取り囲む形状を有せしめてある。また、反応
生成物の排気は下側フード２２を経て排気２４さ
せる。
ゴで取り囲む形状を有せしめてある。また、反応
生成物の排気は下側フード２２を経て排気２４さ
せる。
そしてこの構成においては、電極２，３間にお
いて放電が行なわれると、電気力線５は、基板
１，１′の表面に平行に発生することになる。
いて放電が行なわれると、電気力線５は、基板
１，１′の表面に平行に発生することになる。
反応性気体は、２３より石英フード２１に至
り、網状電極２を通つて陽光柱領域５に至る。
り、網状電極２を通つて陽光柱領域５に至る。
一対を為す電極２，３には外部より高周波エネ
ルギが供給され、電極２，３間において放電が行
なわれる。
ルギが供給され、電極２，３間において放電が行
なわれる。
本実施例においては、電極として25cmφ（電極
間隔15cm）または70cm×70cm（電極間隔35cm）の
ものを用いた。
間隔15cm）または70cm×70cm（電極間隔35cm）の
ものを用いた。
さらにこの電極に本発明の構成である開孔また
は開溝１４が形成されている。
は開溝１４が形成されている。
この開孔または開溝の存在する領域には、電気
力線が集中するので、高輝度のグロー放電領域が
形成される。
力線が集中するので、高輝度のグロー放電領域が
形成される。
即ち、一対の電極２，３から印加される高周波
電界によつて、２７，２８で示される部分におい
て第１のグロー放電が行なわれ、開孔または開溝
１４が存在する領域に電気力線が集中して高輝度
の第２のグロー放電が行なわれる。
電界によつて、２７，２８で示される部分におい
て第１のグロー放電が行なわれ、開孔または開溝
１４が存在する領域に電気力線が集中して高輝度
の第２のグロー放電が行なわれる。
本実施例においては、下側電極３には単に開孔
または開溝（0.5〜３cm例えば約１cmφまたは約
１cm巾）が形成されているに過ぎない。
または開溝（0.5〜３cm例えば約１cmφまたは約
１cm巾）が形成されているに過ぎない。
また上側電極２には、局面１６を有せしめるこ
とにより、反応空間に対して凹状の形状を有せし
めた開孔または開溝が形成されている。
とにより、反応空間に対して凹状の形状を有せし
めた開孔または開溝が形成されている。
本実施例においては、第２図に示すように一対
の電極の一方３に単なる開孔または開溝を設け、
他の一方の電極２に反応空間に対して凹状を有す
る開孔または開溝を設けることにより、電気力線
５が領域１７，１８において収束し、高密度電束
領域を形成する構成とした。
の電極の一方３に単なる開孔または開溝を設け、
他の一方の電極２に反応空間に対して凹状を有す
る開孔または開溝を設けることにより、電気力線
５が領域１７，１８において収束し、高密度電束
領域を形成する構成とした。
その結果、陽光柱２５の横方向への広がり（プ
ラズマの分散）を３５で示すように抑えることが
でき、電極中央部の領域２０にプラズマを集中さ
せることができる。
ラズマの分散）を３５で示すように抑えることが
でき、電極中央部の領域２０にプラズマを集中さ
せることができる。
そして基板が配設された領域にプラズマを集中
させることで、被膜成長速度を向上させることが
できる。
させることで、被膜成長速度を向上させることが
できる。
例えば、第２図に示すプラズマ気相反応装置に
おいて、電極を25cmφ、電極間隔15cmとして、基
板を10cm角６枚を配設（延べ面積600cm2）し、成
膜条件を、 成膜用反応性気体 100％シラン 反応圧力 0.1torr 放電出力 30W（13.56MHz） とした場合、被膜成長速度を４〜６Å／秒とする
ことができた。
おいて、電極を25cmφ、電極間隔15cmとして、基
板を10cm角６枚を配設（延べ面積600cm2）し、成
膜条件を、 成膜用反応性気体 100％シラン 反応圧力 0.1torr 放電出力 30W（13.56MHz） とした場合、被膜成長速度を４〜６Å／秒とする
ことができた。
一方、上記条件において、開孔または開溝１４
を有しない電極を用いたプラズマ気相反応装置を
用いて被膜形成を行なつた場合、被膜成長速度は
１〜２Å／秒であつた。
を有しない電極を用いたプラズマ気相反応装置を
用いて被膜形成を行なつた場合、被膜成長速度は
１〜２Å／秒であつた。
即ち、開孔または開溝１４を各電極に数ケ所設
けるのみで被膜成長速度を２〜３倍に増加させる
ことが可能になつた。
けるのみで被膜成長速度を２〜３倍に増加させる
ことが可能になつた。
本実施例のプラズマ気相反応装置は、基板を複
数配置することができるので、第１図に示すよう
な従来の方式に比較して５〜10倍の基板を処理す
ることができる。
数配置することができるので、第１図に示すよう
な従来の方式に比較して５〜10倍の基板を処理す
ることができる。
しかもそれに加えて、上記のように被膜成長速
度を高くすることができるので、生産性の向上と
を果たす意味からは２重に優れたものである。
度を高くすることができるので、生産性の向上と
を果たす意味からは２重に優れたものである。
さらに加えて、陽光柱が収束することの結果、
この陽光柱領域のプラズマが反応炉の内壁をスパ
ツタし、この内壁に吸着している水、付着物の不
純物を活性化して被膜内に取り込み、その膜質を
劣化させる可能性をさらに少なくすることができ
るという点を考慮すると、三重にすぐれたもので
ある。
この陽光柱領域のプラズマが反応炉の内壁をスパ
ツタし、この内壁に吸着している水、付着物の不
純物を活性化して被膜内に取り込み、その膜質を
劣化させる可能性をさらに少なくすることができ
るという点を考慮すると、三重にすぐれたもので
ある。
実施例 ２
実施例１においては、半導体被膜の作製につい
てのみ記した。しかし陽光柱領域を用いたプラズ
マ・エツチングを行なう際に、第２図に示すプラ
ズマ気相反応装置を用いることは有効である。
てのみ記した。しかし陽光柱領域を用いたプラズ
マ・エツチングを行なう際に、第２図に示すプラ
ズマ気相反応装置を用いることは有効である。
第２図に示すプラズマ気相反応装置にエツチン
グがされる基板を配置し、CF3Br、CHF3等のエ
ツチング気体を導入し、基板上の被加工面に対
し、エツチングを行なうと、基板表面に平行方向
に異方性エツチングを行わうことができる。
グがされる基板を配置し、CF3Br、CHF3等のエ
ツチング気体を導入し、基板上の被加工面に対
し、エツチングを行なうと、基板表面に平行方向
に異方性エツチングを行わうことができる。
即ち、電界（電束）が基板に平行方向に加わ
り、しかも一段のグロー放電に加えて開溝または
開孔の領域で発生する高輝度プラズマ放電によつ
てＦのラジカルを多量に得ることができるので、
基板上の凸部のみを選択的にエツチングすること
ができる。
り、しかも一段のグロー放電に加えて開溝または
開孔の領域で発生する高輝度プラズマ放電によつ
てＦのラジカルを多量に得ることができるので、
基板上の凸部のみを選択的にエツチングすること
ができる。
即ちエツチング条件を
エツチング用反応性気体 ５％の酸素を添加した
CF3Br 反応圧力 0.1torr 放電出力 200W（30KHz） とした場合、エツチング速度は凸部で400Å／分、
凹部で150Å／分を得ることができた。
CF3Br 反応圧力 0.1torr 放電出力 200W（30KHz） とした場合、エツチング速度は凸部で400Å／分、
凹部で150Å／分を得ることができた。
一方、上記条件において、開孔または開溝１４
を有しない電極を用いたプラズマ気相反応装置を
用いてエツチングを行なつた場合、エツチング速
度は凸部で140Å／分、凹部で50Å／分であつた。
を有しない電極を用いたプラズマ気相反応装置を
用いてエツチングを行なつた場合、エツチング速
度は凸部で140Å／分、凹部で50Å／分であつた。
実施例 ３
本実施例は、第２図に示すプラズマ気相反応装
置を用いて、珪素の被膜を形成した場合の例であ
る。
置を用いて、珪素の被膜を形成した場合の例であ
る。
図面において、下側の網状電極３に高輝度プラ
ズマ放電領域が３箇所、上側に４箇所設けらてい
る。
ズマ放電領域が３箇所、上側に４箇所設けらてい
る。
基板１，１′は石英ホルダ内に配設され、この
冶具が３〜５回／分で回転している。
冶具が３〜５回／分で回転している。
以下に成膜条件を示す。
成膜用反応性気体 シラン（30c.c.／分）
基板温度 210℃
反応圧力 0.1torr
放電出力 30W（13.56MHz）
上記条件によつて珪素の被膜を形成した。
本実施例においては、5000Åの厚さに成膜を行
なうのに20分を要し、被膜成長速度は4.1Å／秒
であることが結論される。
なうのに20分を要し、被膜成長速度は4.1Å／秒
であることが結論される。
一方、同様の成膜を、開孔または開溝１４を有
しない電極を用いたプラズマ気相反応装置を用い
て被膜形成を行つた場合、被膜成長速度は1.3
Å／秒であつた。
しない電極を用いたプラズマ気相反応装置を用い
て被膜形成を行つた場合、被膜成長速度は1.3
Å／秒であつた。
また、基板の配設されている石英ホルダの外側
空間には何等放電が見られず、反応容器のステン
レス壁面をスパツタし、水等の不純物を混入させ
る可能性が少ないことも確認された。
空間には何等放電が見られず、反応容器のステン
レス壁面をスパツタし、水等の不純物を混入させ
る可能性が少ないことも確認された。
本実施例においては、基板として、10cm×10cm
のものを６枚配設して成膜を行なつた。
のものを６枚配設して成膜を行なつた。
また、反応性気体の収率（被膜となる成分／供
給される気体等）も第１図Ａに示す成膜装置に比
較して８倍近くを得ることができた。
給される気体等）も第１図Ａに示す成膜装置に比
較して８倍近くを得ることができた。
この反応性気体の収率は、第２図において開孔
または開溝１４を設けない場合に比べて約２倍で
あつた。
または開溝１４を設けない場合に比べて約２倍で
あつた。
実施例 ４
本実施例は、第２図に示すプラズマ気相反応装
置を用いて、SixC1-x（０＜ｘ＜１）で示される炭
化珪素の被膜を作製した例である。
置を用いて、SixC1-x（０＜ｘ＜１）で示される炭
化珪素の被膜を作製した例である。
本実施例においては、原料ガスとして、メタン
（CH4）とシラン（SiH4）とを１：１の割合で混
合した反応性気体を用い、反応圧力を0.1torrと
し、放電出力30W（13.56MHz）にてSixC1-x（０＜
ｘ＜１）の被膜を作製した。
（CH4）とシラン（SiH4）とを１：１の割合で混
合した反応性気体を用い、反応圧力を0.1torrと
し、放電出力30W（13.56MHz）にてSixC1-x（０＜
ｘ＜１）の被膜を作製した。
結果被膜成長速度は4.8Å／秒であつた。
一方、上記条件において、開孔または開溝１４
を有しない電極を用いたプラズマ気相反応装置を
用いて被膜形成を行なつた場合、被膜成長速度は
1.7Å／秒であつた。
を有しない電極を用いたプラズマ気相反応装置を
用いて被膜形成を行なつた場合、被膜成長速度は
1.7Å／秒であつた。
本実施例においても、第２図の１７，１８で示
されるような高輝度プラズマ放電が開溝部におい
て観察された。
されるような高輝度プラズマ放電が開溝部におい
て観察された。
そしてかかる局部放電がない場合に比べて、炭
化珪素となるSi−Ｃ結合が多量にあり、化学的エ
ツチングが起こつても、固い緻密な膜を得ること
ができた。
化珪素となるSi−Ｃ結合が多量にあり、化学的エ
ツチングが起こつても、固い緻密な膜を得ること
ができた。
実施例 ５
本実施例は、第２図に示すプラズマ気相反応装
置を用いてプラズマ・エツチングを行なつた場合
の例である。
置を用いてプラズマ・エツチングを行なつた場合
の例である。
本実施例において行なつたエツチングの様子を
第３図に示す。
第３図に示す。
本実施例は、第２図に示すプラズマ気相反応装
置を用いて第３図Ａに示す、凸部３３の頂点の窒
化珪素膜３１を除去するものである。
置を用いて第３図Ａに示す、凸部３３の頂点の窒
化珪素膜３１を除去するものである。
第３図Ａには、巾１〜2μｍの凸部３３と凹部
とを有したシリコン単結晶基板１の表面に窒化珪
素３１を1000Åの厚さに形成し、さらにレジスト
３２がコートされた様子が示されている。なお凹
凸の深さは1.5μｍである。
とを有したシリコン単結晶基板１の表面に窒化珪
素３１を1000Åの厚さに形成し、さらにレジスト
３２がコートされた様子が示されている。なお凹
凸の深さは1.5μｍである。
以下エツチング工程について説明する。
まず、第２図に示すプラズマ気相反応装置にエ
ツチングを行なわんとする第３図Ａのような表面
を有した基板を配置する。
ツチングを行なわんとする第３図Ａのような表面
を有した基板を配置する。
つぎに、実施例２に示す条件と同様の条件、即
ちCF3Brに５％の酸素を添加したエツチング用反
応ガスを用い、反応圧力0.1torr、電極から印加
される電界を30KHzの周波数で200Wの出力で加
え、プラズマ・エツチングを行なう。
ちCF3Brに５％の酸素を添加したエツチング用反
応ガスを用い、反応圧力0.1torr、電極から印加
される電界を30KHzの周波数で200Wの出力で加
え、プラズマ・エツチングを行なう。
この際、電気力線は基板表面に対して平行に印
加されるので、第３図の紙面垂直方向（基板の表
面に平行な方向）に異方性エツチングが行なわれ
る。
加されるので、第３図の紙面垂直方向（基板の表
面に平行な方向）に異方性エツチングが行なわれ
る。
この時のエツチング速度は、凸部で420Å／分、
凹部で151Å／分であつた。
凹部で151Å／分であつた。
比較のためこれと同じエツチングを開孔または
開溝１４を有しない電極を使用したプラズマ気相
反応装置を用いてエツチングを行なつた場合、エ
ツチング速度は凸部で150Å／分、凹部で51Å／
分であつた。
開溝１４を有しない電極を使用したプラズマ気相
反応装置を用いてエツチングを行なつた場合、エ
ツチング速度は凸部で150Å／分、凹部で51Å／
分であつた。
すると第３図Ｂに示すごとく、凸部３３上面の
レジスト３２のみを除去することができる。
レジスト３２のみを除去することができる。
さらに同様なエツチングを行なうことにより、
窒化珪素３１を除去し、しかる後にレジスト３２
を公知の方法により除去することにより、第３図
Ｃの形状を得ることができる。
窒化珪素３１を除去し、しかる後にレジスト３２
を公知の方法により除去することにより、第３図
Ｃの形状を得ることができる。
この後、この凸部に選択的に不純物を混入する
等の工程を有せしめることにより、種々の半導体
デイバイスを作ることができる。
等の工程を有せしめることにより、種々の半導体
デイバイスを作ることができる。
実施例 ６
この実施例は凹凸を有するシリコン単結晶の上
面を平坦にし、さらに凹部に酸化珪素を充填した
例である。
面を平坦にし、さらに凹部に酸化珪素を充填した
例である。
本実施例も第３図を利用して説明する。
本実施例においては、まず第３図Ａに示すごと
く凹凸の基板１上に窒化珪素３１および酸化珪素
３２を積層する。（本実施例においては３２を酸
化珪素とする） この後、第２図に示すプラズマ気相反応装置を
用いて、凸部３３を除去する。
く凹凸の基板１上に窒化珪素３１および酸化珪素
３２を積層する。（本実施例においては３２を酸
化珪素とする） この後、第２図に示すプラズマ気相反応装置を
用いて、凸部３３を除去する。
条件は実施例２の条件と同じ条件で行なつた。
即ち、
エツチング用反応性気体 ５％の酸素を添加した
CF3Br 反応圧力 0.1torr 放電出力 200W（30KHz） とした場合、エツチング速度は凸部で410Å／分、
凹部で148Å／分を得ることができた。
CF3Br 反応圧力 0.1torr 放電出力 200W（30KHz） とした場合、エツチング速度は凸部で410Å／分、
凹部で148Å／分を得ることができた。
比較のためここでも開孔または開溝１４を有し
ない電極を使用したプラズマ気相反応装置を用い
てエツチングを行なつた。その結果エツチング速
度は凸部で142Å／分、凹部で45Å／分であつた。
ない電極を使用したプラズマ気相反応装置を用い
てエツチングを行なつた。その結果エツチング速
度は凸部で142Å／分、凹部で45Å／分であつた。
つぎに、第３図Ｂに示すごとく、３３，３４の
上面を平坦にし、平坦な表面を得る。
上面を平坦にし、平坦な表面を得る。
実施例 ７
この実施例はVLSIにおける電極部の凹部に導
体を充填して、電極リードパターンを形成した例
である。
体を充填して、電極リードパターンを形成した例
である。
第４図に本実施例におけるVLSIの一部を示す。
第４図において、半導体表面１には埋置したフ
イールド絶縁物３６、ソース、ドレイン領域３
７，３８、ゲイト３９、層間絶縁物４１、１〜
2μｍφの開孔４２（深さ±0.5〜2μｍ）が示され
ている。
イールド絶縁物３６、ソース、ドレイン領域３
７，３８、ゲイト３９、層間絶縁物４１、１〜
2μｍφの開孔４２（深さ±0.5〜2μｍ）が示され
ている。
このような構成において、ソース、ドレインか
ら開孔４２を介してのリードを形成せんとして
も、開孔４２における凹部のため、2μｍまたは
それ以下の細いパターンを電子ビーム露光技術を
用いても形成することができない。
ら開孔４２を介してのリードを形成せんとして
も、開孔４２における凹部のため、2μｍまたは
それ以下の細いパターンを電子ビーム露光技術を
用いても形成することができない。
そこで本実施例は、まずこれら全面に珪素が添
加されたアルミニユーム４３を0.5〜2μｍの厚さ
に形成し、このアルミニユーム４３の形成された
凹部４０を除去するために、第２図に示すプラズ
マ気相反応装置を用い、基板表面に平行な方向へ
の異方性エツチングを行なうものである。
加されたアルミニユーム４３を0.5〜2μｍの厚さ
に形成し、このアルミニユーム４３の形成された
凹部４０を除去するために、第２図に示すプラズ
マ気相反応装置を用い、基板表面に平行な方向へ
の異方性エツチングを行なうものである。
このエツチングの結果、開孔４２の部分のみに
アルミニユームが充填された形となり、開孔部４
２の存在に起因するパターニングの困難さは解消
する。
アルミニユームが充填された形となり、開孔部４
２の存在に起因するパターニングの困難さは解消
する。
上記異方性エツチングは、以下の条件で行つ
た。
た。
エツチング用反応性気体 CCl4
圧力 0.1torr
放電出力 200W（30KHz）
このときのエツチング速度は凸部で138Å／分、
凹部で47Å／分であつた。
凹部で47Å／分であつた。
比較のため開溝または開孔１４を有さない電極
を用いたプラズマ気相反応装置を用いてエツチン
グを行なつた場合には、凸部で138Å／分、凹部
で47Å／分であつた。
を用いたプラズマ気相反応装置を用いてエツチン
グを行なつた場合には、凸部で138Å／分、凹部
で47Å／分であつた。
このことにより凹部３４を解消し、概略平坦を
設けることができるものである。
設けることができるものである。
そして上記異方性エツチング工程の後に、銅が
添加された第２のアルミニユーム４４を0.2〜
0.5μｍの厚さに形成する。
添加された第２のアルミニユーム４４を0.2〜
0.5μｍの厚さに形成する。
この後、公知の垂直方向の異方性エツチングを
行うプラズマ・エツチング装置により、１〜2μ
ｍの細巾のパターンのリードを得ることができ
る。
行うプラズマ・エツチング装置により、１〜2μ
ｍの細巾のパターンのリードを得ることができ
る。
以上のような基板に平行な方向に対する異方性
エツチングは、半導体素子を基板に垂直な方向に
重ね合わせる三次元デイバイスの作製にきわめて
重要な役割を果たす。
エツチングは、半導体素子を基板に垂直な方向に
重ね合わせる三次元デイバイスの作製にきわめて
重要な役割を果たす。
以上説明したように本発明は、電極に開孔また
は開溝を設けることで、被膜形成速度や、エツチ
ング速度を向上させることが可能となつた。
は開溝を設けることで、被膜形成速度や、エツチ
ング速度を向上させることが可能となつた。
従つて本発明により、効率の良いプラズマ気相
反応を起こさせることができるという効果を有す
る。
反応を起こさせることができるという効果を有す
る。
また本発明の実施例は非単結晶Si、またSix
C1-xであるが、シランとゲルマンを用いてSix
Ge1-x（０＜ｘ＜１）を、シランと塩化スズとを
用いてSixSn1-x（０＜ｘ＜１）を、AlをAlCl3によ
り、またSi3N4をSiH4とNH3とにより、SiO2を
SiH4とN2Oとにより形成する場合にも本発明は
応用できる。
C1-xであるが、シランとゲルマンを用いてSix
Ge1-x（０＜ｘ＜１）を、シランと塩化スズとを
用いてSixSn1-x（０＜ｘ＜１）を、AlをAlCl3によ
り、またSi3N4をSiH4とNH3とにより、SiO2を
SiH4とN2Oとにより形成する場合にも本発明は
応用できる。
またはプラズマ・エツチング法により選択的に
SiO2、Si、Si3N4、フオトレジストその他化合物
半導体を除去する場合にも本発明は有効である。
SiO2、Si、Si3N4、フオトレジストその他化合物
半導体を除去する場合にも本発明は有効である。
第１図は従来のプラズマ気相反応装置を示す。
第２図は実施例のプラズマ気相反応装置の概要で
ある。第３図、第４図は本発明装置を用いて半導
体装置を作製した他の実施例を示す。
第２図は実施例のプラズマ気相反応装置の概要で
ある。第３図、第４図は本発明装置を用いて半導
体装置を作製した他の実施例を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 平行に配置された一対の平板電極と、 該電極間に基板を保持する手段と、 を有したプラズマ気相反応装置であつて、 前記一対の電極の少なくとも一方には、反応空
間に対して凹状を有する開孔または開溝が設けら
れ、 前記基板保持手段は、基板面を前記電極に対し
て垂直に配置するように設けられ、 ていることを特徴とするプラズマ気相反応装置。 ２ 一対の電極は網状である特許請求の範囲第１
項記載のプラズマ気相反応装置。 ３ 開孔または開溝は複数設けられている特許請
求の範囲第１項または第２項記載のプラズマ気相
反応装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145266A JPS6037119A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | プラズマ気相反応装置 |
| JP5061237A JP2564748B2 (ja) | 1983-08-08 | 1993-02-26 | プラズマ気相反応装置およびプラズマ気相反応方法 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145266A JPS6037119A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | プラズマ気相反応装置 |
| JP5061237A JP2564748B2 (ja) | 1983-08-08 | 1993-02-26 | プラズマ気相反応装置およびプラズマ気相反応方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5061237A Division JP2564748B2 (ja) | 1983-08-08 | 1993-02-26 | プラズマ気相反応装置およびプラズマ気相反応方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6037119A JPS6037119A (ja) | 1985-02-26 |
| JPH0546094B2 true JPH0546094B2 (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=26402288
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58145266A Granted JPS6037119A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | プラズマ気相反応装置 |
| JP5061237A Expired - Lifetime JP2564748B2 (ja) | 1983-08-08 | 1993-02-26 | プラズマ気相反応装置およびプラズマ気相反応方法 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5061237A Expired - Lifetime JP2564748B2 (ja) | 1983-08-08 | 1993-02-26 | プラズマ気相反応装置およびプラズマ気相反応方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2523070B2 (ja) * | 1991-11-22 | 1996-08-07 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | プラズマ処理装置 |
| JP2564753B2 (ja) * | 1993-05-13 | 1996-12-18 | 株式会社 半導体エネルギー研究所 | プラズマ気相反応方法 |
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| EP3786220A4 (en) | 2018-04-26 | 2022-01-19 | Yupo Corporation | STRETCHED POROUS FILM AND FILM FOR PRINTING |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842226A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | Nec Corp | プラズマ半導体製造装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4226897A (en) * | 1977-12-05 | 1980-10-07 | Plasma Physics Corporation | Method of forming semiconducting materials and barriers |
| JPS6032972B2 (ja) * | 1977-12-09 | 1985-07-31 | 株式会社日立製作所 | エツチング装置 |
| JPS5841658B2 (ja) * | 1979-06-15 | 1983-09-13 | パイオニア株式会社 | ドライエッチング装置 |
| US4342901A (en) * | 1980-08-11 | 1982-08-03 | Eaton Corporation | Plasma etching electrode |
| JPS6037119A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-26 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | プラズマ気相反応装置 |
| JPS6037118A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-26 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | プラズマ気相反応方法 |
-
1983
- 1983-08-08 JP JP58145266A patent/JPS6037119A/ja active Granted
-
1993
- 1993-02-26 JP JP5061237A patent/JP2564748B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842226A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | Nec Corp | プラズマ半導体製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0620976A (ja) | 1994-01-28 |
| JP2564748B2 (ja) | 1996-12-18 |
| JPS6037119A (ja) | 1985-02-26 |
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