JPH06177051A - Cvd device - Google Patents

Cvd device

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Publication number
JPH06177051A
JPH06177051A JP33053392A JP33053392A JPH06177051A JP H06177051 A JPH06177051 A JP H06177051A JP 33053392 A JP33053392 A JP 33053392A JP 33053392 A JP33053392 A JP 33053392A JP H06177051 A JPH06177051 A JP H06177051A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
magnetic field
plasma
film
cvd apparatus
Prior art date
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Pending
Application number
JP33053392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisao Morooka
久雄 師岡
Hideaki Yokota
英明 横田
Yoichi Suzuki
洋一 鈴木
Mikio Omori
幹夫 大森
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.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP33053392A priority Critical patent/JPH06177051A/en
Publication of JPH06177051A publication Critical patent/JPH06177051A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce ion damage effectively and to form a film widely and uniformly by laying out a CVD device so that the strength of the magnetic field directly above a substrate is high and is reduced away from the substrate and then controlling it so that the influence due to collision of a charged particle can be avoided for a film-formed object directly above the substrate. CONSTITUTION:Electromagnets 41a and 41b for increasing the strength of the magnetic field directly above a substrate and for decreasing it away from the substrate are laid out to reduce the speed of an ion moving toward the substrate in the direction of the substrate. Since the speed of the ion entering the substrate differs due to operation pressure, optimum conditions are set by changing the current flowing to the electromagnets 41a and 41b and the position of a substrate 5. Normally, the strength of the magnetic field near the surface of the substrate is approximately 0.2-3.0 KGauss. By using the electromagnets 41a and 41b in a pair, the direction of the magnetic field near the substrate can be aligned nearly vertically for the substrate, thus obtaining uniform crystallizability over a wide area.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマCVD(Ch
emical Vapor Deposition)装
置に関し、特にイオンによるダメージが少なくかつ大面
積のプラズマ処理が可能なCVD装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to plasma CVD (Ch
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus, and more particularly to a CVD apparatus capable of performing plasma processing on a large area with less damage by ions.

【0002】[0002]

【従来の技術】ダイヤモンド薄膜やアモルファスSi薄
膜の形成には、プラズマCVDが用いられている。
2. Description of the Related Art Plasma CVD is used for forming a diamond thin film and an amorphous Si thin film.

【0003】プラズマCVDやプラズマエッチング等の
プラズマ処理におけるプラズマ生成源としては、たとえ
ば特開昭64ー65843号公報に開示されているよう
な有磁場マイクロ波プラズマ生成、特にエレクトロン・
サイクロトロン・レゾナンス(ECR)を利用したプラ
ズマ生成手段や、この他高周波誘導加熱や直流プラズマ
等を利用したプラズマ生成手段などが挙げられる。これ
らのうち、高密度のプラズマが得られて処理速度が高い
事から、ECR等の有磁場マイクロ波を用いるものが注
目されている。
As a plasma generation source in plasma processing such as plasma CVD or plasma etching, for example, magnetic field microwave plasma generation as disclosed in JP-A-64-65843, particularly electron
Examples thereof include plasma generating means using cyclotron resonance (ECR), plasma generating means using high frequency induction heating, direct current plasma, and the like. Among these, since a high-density plasma can be obtained and the processing speed is high, a method using a magnetic field microwave such as ECR is attracting attention.

【0004】ECRプラズマ生成装置は、電界と磁界の
相互作用により共鳴的に電子を加速し、この電子の衝突
によりガスをプラズマ化するものである。また、このよ
うにして生成したプラズマからイオン引き出し等の制御
電極により所望のイオンを取り出す方法も知られている
(特開昭60ー103099号公報)。
The ECR plasma generator is a device for accelerating electrons resonantly by the interaction of an electric field and a magnetic field and turning the gas into plasma by collision of the electrons. There is also known a method of extracting desired ions from the plasma thus generated by a control electrode for extracting ions (Japanese Patent Laid-Open No. 60-103099).

【0005】プラズマCVDは、このようにして生成し
たプラズマ中のイオン、ラジカル等の電離・解離種を基
板上に堆積させる事により成膜を行うものである。また
特開昭64ー65843号公報に示されているように、
このプラズマから電子を引き出し、引き出された電子を
原料ガスに衝突させてプラズマ化し、発生したイオン、
ラジカルなどを基板に堆積させる事もできる。
Plasma CVD is a method of forming a film by depositing ionizing / dissociating species such as ions and radicals in the plasma thus generated on a substrate. Also, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 64-65843,
Electrons are extracted from this plasma, the extracted electrons are made to collide with the raw material gas into plasma, and the generated ions,
Radicals can also be deposited on the substrate.

【0006】ところで、プラズマCVDを行う際、イオ
ンによる堆積物および基板へのダメージが問題になる。
この回避方法として基板に正バイアス電圧を印加する方
法があるが、基板の面積を大きくすると基板電位(V
s)の印加によりプラズマ電位(Vp)も増加し、効果
的にVs−Vfの電位を正に制御する事ができず、その
結果イオンダメージを回避する事ができない。
By the way, when performing plasma CVD, damage to deposits and substrates by ions becomes a problem.
As a method of avoiding this, there is a method of applying a positive bias voltage to the substrate, but if the area of the substrate is increased, the substrate potential (V
The application of s) also increases the plasma potential (Vp), so that the Vs-Vf potential cannot be effectively controlled to be positive, and as a result, ion damage cannot be avoided.

【0007】実際、ダイヤモンドのプラズマCVDで
は、通常10〜102Torrの動作圧力が必要であり、1
-2Torr以下ではダイヤモンド薄膜の作成が困難である
とされている。この理由としてイオンダメージによるダ
イヤモンド構造の破壊が考えられている。これを回避す
るためには圧力を上げて、プラズマ中での粒子間の衝突
頻度を増加させれば良い。しかし、10〜102Torrの
高気圧放電では、生成されるプラズマは局在化してしま
い、大面積のプラズマ処理は不可能となる。
In fact, plasma CVD of diamond usually requires operating pressures of 10 to 10 2 Torr,
It is said that it is difficult to form a diamond thin film below 0 -2 Torr. The reason for this is considered to be destruction of the diamond structure due to ion damage. In order to avoid this, the pressure may be raised to increase the frequency of collision between particles in plasma. However, in the high-pressure discharge of 10 to 10 2 Torr, the generated plasma is localized, which makes it impossible to perform plasma treatment on a large area.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、イオ
ンダメージを効果的に低減し大面積にかつ均一に成膜を
行う事のできるプラズマCVD装置を提供する事であ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a plasma CVD apparatus capable of effectively reducing ion damage and forming a film over a large area and uniformly.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(5)の本発明により達成される。
These objects are achieved by the present invention described in (1) to (5) below.

【0010】(1)電磁エネルギーを印加することによ
って生成したプラズマを用いたCVD装置において、基
板直上の磁場強度が高く、基板から離れるにしたがって
低下するように配置し、荷電粒子の基板方向への速度が
充分減速し、基板直上で成膜物に対して荷電粒子の衝突
による影響が回避できるように制御する磁気回路を有す
るCVD装置。
(1) In a CVD apparatus using plasma generated by applying electromagnetic energy, the magnetic field strength directly above the substrate is high, and the magnetic field strength is arranged so as to decrease as the distance from the substrate increases, and charged particles are directed toward the substrate. A CVD apparatus having a magnetic circuit that is controlled so that the speed is sufficiently reduced and the influence of collision of charged particles on a film-formed product on the substrate can be avoided.

【0011】(2)前記プラズマ生成手段が、エレクト
ロン・サイクロトロン・レゾナンス型のプラズマ生成手
段である上記1のCVD装置。
(2) The CVD apparatus according to the above 1, wherein the plasma generating means is an electron cyclotron resonance type plasma generating means.

【0012】(3)基板付近の磁場ベクトルの向きが基
板面と直交している上記1または2のCVD装置。
(3) The CVD apparatus according to 1 or 2 above, wherein the direction of the magnetic field vector near the substrate is orthogonal to the substrate surface.

【0013】(4)基板付近の磁場ベクトルの基板面と
垂直方向の成分が、基板表面からプラズマ側に向かう上
記1または2のCVD装置。
(4) The CVD apparatus according to 1 or 2 above, wherein a component of a magnetic field vector near the substrate in a direction perpendicular to the substrate surface is directed from the substrate surface toward the plasma side.

【0014】(5)磁気回路がミラー型磁場によって形
成されている上記1または2のCVD装置。
(5) The CVD apparatus according to 1 or 2 above, wherein the magnetic circuit is formed by a mirror type magnetic field.

【0015】ここで、第1の発明でいう電磁エネルギー
とは、マイクロ波、高周波、直流などをいう。
Here, the electromagnetic energy referred to in the first invention means microwaves, high frequencies, direct current, and the like.

【0016】[0016]

【作用および効果】磁場の強さ(B)が基板から離れる
に従い減少する場合、基板に向かって運動するイオン
(質量;M)は、磁場の増加に伴い、磁場と垂直方向の
速度(v1)が増加する。
[Operation and effect] When the strength of the magnetic field (B) decreases as the distance from the substrate increases, the ions (mass; M) moving toward the substrate increase in velocity with the increase in the magnetic field (v 1 ) Increases.

【0017】これは、下式で表される第1断熱不変量で
ある磁気モーメント(μ)及びイオンの全運動エネルギ
ー(Mv2/2)が保存されるためである。
[0017] This is because the magnetic moments of the first adiabatic invariant of the following formula (mu) and total kinetic energy of the ions (Mv 2/2) are stored.

【0018】μ=Mv1 2/2B Mv2/2=M(v1 2+v2 2)/2 このため、磁場ベクトルと平行なイオンの速度(v2
は減少する。このことから、基板直上の磁界強度および
分布を成膜条件によって適便制御する事により、基板へ
入射するイオンの基板垂直方向速度を減少させる事がで
き、その結果イオンダメージは減少する。
[0018] μ = Mv 1 2 / 2B Mv 2/2 = M (v 1 2 + v 2 2) / 2 rate for this reason, parallel ion and magnetic field vector (v 2)
Decreases. From this fact, the magnetic field strength and distribution directly above the substrate can be appropriately controlled depending on the film forming conditions to reduce the velocity of ions incident on the substrate in the substrate vertical direction, and as a result, the ion damage is reduced.

【0019】プラズマCVDでは、0.1Torr台での成
膜はプラズマ中で、イオン化した原料ガスが2次イオン
を形成し、原料ガスと異なった多原子分子のイオンやラ
ジカルを生成するため、原料ガスによる反応活性種の制
御が困難になる。またこれらの2次イオンの中には、成
膜反応を阻害する反応活性種も存在し、結晶構造が低下
したり、不純物を多量に含む膜になる。
In plasma CVD, when a film is formed on the order of 0.1 Torr, the ionized raw material gas forms secondary ions in the plasma, and ions and radicals of polyatomic molecules different from the raw material gas are generated. It becomes difficult to control the reactive species by gas. Further, among these secondary ions, reaction active species that inhibit the film formation reaction also exist, the crystal structure is lowered, and the film contains a large amount of impurities.

【0020】一方圧力を10-2Torr以下にすると、プラ
ズマによって生成するイオン種は1次イオンがほとんど
であり、上記弊害は除去されるが、低気圧放電では、イ
オンの平均自由行程が長く、プラズマ中で中性種との衝
突が少ないことから、イオンは減速されず、成膜物のイ
オンダメージが問題になる。たとえば、ダイヤモンド薄
膜のように、真空度10-2Torr以下での成膜が困難な材
料では、その原因として高速イオンによる膜のダメージ
が考えられるが、上記の磁気回路を装置に付与する事に
より、10-2Torr以下でイオンダメージが回避でき、純
度が高くかつ大面積のダイヤモンド薄膜の作成が可能と
なった。
On the other hand, when the pressure is set to 10 -2 Torr or less, most of the ion species generated by the plasma are primary ions, and the above-mentioned adverse effects are eliminated. However, in low pressure discharge, the mean free path of ions is long, Since the collisions with neutral species in the plasma are small, the ions are not decelerated, which causes a problem of ion damage of the film. For example, in a material such as a diamond thin film that is difficult to form at a vacuum of 10 -2 Torr or less, the cause may be damage to the film due to fast ions, but by applying the above magnetic circuit to the device, Ion damage can be avoided at 10 -2 Torr or less, and it is possible to form a diamond thin film having high purity and a large area.

【0021】このように、特に10-2Torr以下の真空中
でのCVDにおいて、成膜の難しいダイヤモンド、Si
C,c−BNなどを成膜するのに有効である事がわかっ
た。
As described above, particularly in CVD in a vacuum of 10 -2 Torr or less, it is difficult to form diamond, Si, etc.
It was found to be effective for forming a film of C, c-BN and the like.

【0022】[0022]

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。図1〜図3について説明する。図1には、
本発明の好適実施例が示される。
Specific Structure The specific structure of the present invention will be described in detail below. 1 to 3 will be described. In Figure 1,
A preferred embodiment of the invention is shown.

【0023】図1において、CVD処理装置1は、処理
室4内にプラズマ生成室2を有し、このプラズマ生成室
2に連通して原料ガス導入口3を設ける。プラズマ生成
室2には、マイクロ波電源(図示せず)と接続された導
波管21がマイクロ波導入窓22を介して設けられてお
り、また、プラズマ生成室2の外周には磁石としてヘル
ムホルツ型の電磁石23a、23bが設けられており、
これらがエレクトロン・サイクロトロン・レゾナンス
(以下、ECRと呼ぶ)型等の有磁場マイクロ波プラズ
マ生成手段を構成している。また、処理室4内には、真
空排気口が設けられ、所定の動作圧力とする事ができる
とともに、基板ホルダ6が移動可能に設けられており、
所定の基板温度に加熱した状態で、処理室4内の所定の
位置に設置できるようにされている。
In FIG. 1, a CVD processing apparatus 1 has a plasma generating chamber 2 in a processing chamber 4, and a raw material gas inlet 3 is provided in communication with the plasma generating chamber 2. A waveguide 21 connected to a microwave power source (not shown) is provided in the plasma generation chamber 2 through a microwave introduction window 22, and a Helmholtz magnet is provided on the outer periphery of the plasma generation chamber 2 as a magnet. Type electromagnets 23a, 23b are provided,
These constitute an electron cyclotron resonance (hereinafter referred to as ECR) type magnetic field microwave plasma generation means. A vacuum exhaust port is provided in the processing chamber 4 so that a predetermined operating pressure can be achieved, and the substrate holder 6 is movably provided.
It can be installed at a predetermined position in the processing chamber 4 while being heated to a predetermined substrate temperature.

【0024】プラズマ生成室2では、マイクロ波導入窓
22からマイクロ波が導入されており、同時に、プラズ
マ生成室内部には電磁石23a,23bにより好ましく
はECR条件を満たす磁界が付与されている。このた
め、プラズマ生成室2内の電子は、この磁界とマイクロ
波の電界とにより加速されて原料ガス粒子と衝突し、プ
ラズマが生成する。
In the plasma generation chamber 2, microwaves are introduced through the microwave introduction window 22, and at the same time, a magnetic field that preferably satisfies the ECR condition is applied to the insides of the plasma generation chambers by the electromagnets 23a and 23b. Therefore, the electrons in the plasma generation chamber 2 are accelerated by the magnetic field and the electric field of the microwave and collide with the raw material gas particles to generate plasma.

【0025】また図2のCVD処理装置1は、処理室4
の内部に高周波電極7を対向して配置し、この電極間に
高周波電源8により電力を印加する事によりプラズマを
生成する容量結合型プラズマCVD装置を示している。
Further, the CVD processing apparatus 1 shown in FIG.
2 shows a capacitively coupled plasma CVD apparatus in which a high-frequency electrode 7 is arranged facing each other and a plasma is generated by applying electric power from a high-frequency power source 8 between the electrodes.

【0026】この他にも、反応容器外周にコイルを配置
し、このコイルに高周波を印加してプラズマを生成する
誘導結合型プラズマCVD装置、直流電圧を印加してプ
ラズマを生成する直流プラズマCVD装置などがある。
In addition to this, an inductively coupled plasma CVD apparatus in which a coil is arranged on the outer circumference of the reaction vessel and a high frequency is applied to the coil to generate plasma, and a direct current plasma CVD apparatus in which a DC voltage is applied to generate plasma and so on.

【0027】従来のプラズマCVDでは、0.1Torr台
での成膜はプラズマ中で、イオン化した原料ガスが2次
イオンを形成し、原料ガスと異なった多原子分子のイオ
ンやラジカルを生成するため、原料ガスによる反応活性
種の制御が困難になる。またこれらの2次イオンは、成
膜反応を阻害する反応活性種がつくられ、結晶構造が低
下したり、不純物を多量に含む膜になる。
In conventional plasma CVD, film formation on the order of 0.1 Torr is because the ionized raw material gas forms secondary ions in the plasma, and ions and radicals of polyatomic molecules different from the raw material gas are generated. However, it becomes difficult to control the reactive species by the source gas. In addition, these secondary ions form reaction active species that inhibit the film formation reaction, and the crystal structure is lowered, or the film becomes a film containing a large amount of impurities.

【0028】一方従来のCVD装置において圧力を10
-2torr以下にすると、プラズマによって生成するイオン
種は1次イオンがほとんどであり、上記弊害は除去され
るが、荷電粒子の平均自由行程長いため、成膜物のダメ
ージが問題になる。すなわち、圧力が10-2Torrと低い
ことから、プラズマ中で荷電粒子と原料ガスなどの中性
種との衝突がほとんど起こらず、その結果荷電粒子は減
速されずに基板表面に到達する。特にイオンはその質量
が電子と較べて大きいため、成膜物はダメージ(イオン
ダメージ)を受け、結晶性が低下する。
On the other hand, the pressure is set to 10 in the conventional CVD apparatus.
When the pressure is set to -2 torr or less, most of the ion species generated by plasma are primary ions, and the above-mentioned adverse effects are eliminated, but the average free path of the charged particles is long, so that damage to the film formation becomes a problem. That is, since the pressure is as low as 10 -2 Torr, collision between charged particles and neutral species such as source gas hardly occurs in plasma, and as a result, the charged particles reach the substrate surface without being decelerated. In particular, since the mass of ions is larger than that of electrons, the film-formed product is damaged (ion damage) and the crystallinity is lowered.

【0029】本発明では、このような問題を解決するこ
とを目的とし、基板に向かって運動するイオンの基板方
向の速度を減少させるため、基板直上の磁場の強さを強
くし基板から離れるに従い減少させる電磁石41a,4
1bを配置している。一般に動作圧力によって基板に入
射するイオンの速度が異なるため、電磁石41a,41
bに流す電流及び、基板5の位置を変化させることによ
って最適条件を設定するが、通常、基板表面近傍の磁場
強度としては0.2〜3.0kGauss程度である。
In order to solve such a problem, the present invention reduces the velocity of ions moving toward the substrate toward the substrate. Therefore, the strength of the magnetic field directly above the substrate is increased and the distance from the substrate is increased. Electromagnets 41a, 4 to reduce
1b is arranged. Generally, the velocity of the ions incident on the substrate varies depending on the operating pressure.
The optimum condition is set by changing the current flowing in b and the position of the substrate 5, but normally the magnetic field strength near the substrate surface is about 0.2 to 3.0 kGauss.

【0030】図1、図2に示すように、電磁石41a,
41bは1対で用いることにより、基板近傍の磁場の向
きを基板に対してほぼ直角に揃えることができ、広い面
積にわたり均一な結晶性を得ることが可能となる。一
方、この電磁石は、図3に示すように、基板近傍の磁界
強度を充分大きく取ることができれば、1台でもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the electromagnets 41a,
By using one pair of 41b, the direction of the magnetic field in the vicinity of the substrate can be aligned substantially at right angles to the substrate, and uniform crystallinity can be obtained over a wide area. On the other hand, as shown in FIG. 3, one electromagnet may be used as long as the magnetic field strength in the vicinity of the substrate can be made sufficiently large.

【0031】また図4、図5に、図1の装置における中
心軸上の磁場強度の計算結果を示す。図において、左側
の磁場はECRプラズマを生成するために生じた磁場あ
り、右側の磁場は、イオンダメージを軽減するために発
生させた磁場である。また図4、図5は各々イオンダメ
ージを軽減するためには発生させた磁場の向きがECR
の磁場の向きと同方向の場合(以降、ミラー型磁場と呼
ぶ)、逆方向の場合について示した。図から明らかなよ
うにいずれの場合もイオンダメージを軽減する効果の指
標である、最大磁場強度(Bmax)と最小磁場強度
(Bmin)の比((Bmax−Bmin)/Bni
n)を大きくとることができ、有効であることがわか
る。
4 and 5 show the calculation results of the magnetic field strength on the central axis in the apparatus of FIG. In the figure, the magnetic field on the left side is a magnetic field generated to generate ECR plasma, and the magnetic field on the right side is a magnetic field generated to reduce ion damage. 4 and 5, the direction of the generated magnetic field is ECR in order to reduce ion damage.
The case where the magnetic field is in the same direction (hereinafter referred to as a mirror magnetic field) and the case where the magnetic field is in the opposite direction are shown. As is clear from the figure, in any case, the ratio of the maximum magnetic field strength (Bmax) and the minimum magnetic field strength (Bmin) ((Bmax-Bmin) / Bni), which is an index of the effect of reducing ion damage.
It can be seen that n) can be large and is effective.

【0032】本発明が適用されるプラズマCVDに制限
はなく、ダイヤモンド、アモルファス状のシリコン、S
iC、カーボン、SiNx、SiOx等、多結晶状のシ
リコン、SiC、c−BN等、単結晶状のシリコン、S
iC,c−BN,ダイヤモンド等のいずれの成膜にも本
発明は有効である。
The plasma CVD to which the present invention is applied is not limited, and includes diamond, amorphous silicon, and S.
iC, carbon, SiNx, SiOx, etc., polycrystalline silicon, SiC, c-BN, etc., single crystalline silicon, S
The present invention is effective for any film formation of iC, c-BN, diamond or the like.

【0033】これらの成膜に際して、基板温度等の各種
条件に特に制限はなく、目的に応じて適宜決定すれば良
い。これらのプラズマCVDにおいて用いる原料ガス
は、ダイヤモンド成膜に用いる炭化水素及び水素、アモ
ルファスSi成膜に用いるシランガス等、通常の反応性
ガスであってよく、特に制限はない。
In forming these films, various conditions such as the substrate temperature are not particularly limited, and may be appropriately determined according to the purpose. The raw material gas used in these plasma CVD may be an ordinary reactive gas such as hydrocarbon and hydrogen used for diamond film formation, silane gas used for amorphous Si film formation, and is not particularly limited.

【0034】[0034]

【実施例】以下具体的実施例を挙げ、本発明をさらに詳
細に説明する。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to specific examples.

【0035】図1に示されるようなCVD処理装置1を
用いて、ダイヤモンド薄膜の成膜を行った。すなわち基
板ホルダ6に基板をセットし、図1の状態にした。基板
としては、Si(100)を用いた。ついで系内を1×
10-5Torrに排気し、基板温度を600℃に上昇させ、
さらに排気を行った。
A diamond thin film was formed using the CVD processing apparatus 1 as shown in FIG. That is, the substrate was set on the substrate holder 6 and brought into the state shown in FIG. Si (100) was used as the substrate. Then 1x in the system
Evacuate to 10 -5 Torr, raise the substrate temperature to 600 ° C,
Further evacuation was performed.

【0036】圧力が1×10-6Torrに到達後、原料ガス
を原料ガス導入口3から導入した。
After the pressure reached 1 × 10 -6 Torr, the raw material gas was introduced through the raw material gas inlet 3.

【0037】原料ガスは容量比でCH4/H2=1/9
9,流量CH4:1sccm、H2:99sccmである。その
後、自動圧力制御装置(APC)により、反応圧力 3
×10-3Torrに設定した。
The raw material gas is CH 4 / H 2 = 1/9 in volume ratio.
9, the flow rate CH 4: 1sccm, H 2: it is 99Sccm. After that, the reaction pressure 3 by the automatic pressure controller (APC).
It was set to × 10 -3 Torr.

【0038】またイオンダメージを軽減するための電磁
石41a,41bは、図4に示す基板表面近傍で磁場強
度が強く、基板から離れるに従い弱くなるように電磁石
の電流値を変化させた。本条件では、図中に示したBm
axとBminの比((Bmax−Bmin)/Bma
x)を〜1となるように調整した。無論この値は、成膜
物および圧力などの条件によって適宜調整されるもので
ある。また基板の位置は、磁場強度が極大を示すBma
xに設定した。
The electromagnets 41a and 41b for reducing the ion damage were changed in current value so that the magnetic field strength was strong near the substrate surface shown in FIG. 4 and weakened as the distance from the substrate decreased. Under these conditions, Bm shown in the figure
Ratio of ax and Bmin ((Bmax-Bmin) / Bma
x) was adjusted to be ˜1. Of course, this value is appropriately adjusted according to the conditions such as the film-forming material and the pressure. In addition, the position of the substrate is Bma at which the magnetic field strength shows a maximum.
set to x.

【0039】次にプラズマ生成室2に、2.45GHz,
500Wのマイクロ波を投入し、ECRプラズマを発生
させた。このとき基板温度は600℃に加熱保持してい
る。
Next, in the plasma generation chamber 2, 2.45 GHz,
A microwave of 500 W was applied to generate ECR plasma. At this time, the substrate temperature is kept at 600 ° C. by heating.

【0040】得られた膜に対してX線回折、ラマン分光
分析、走査型電子顕微鏡により分析したところ、均一な
ダイヤモンドが4インチ基板上に成膜できた。
When the obtained film was analyzed by X-ray diffraction, Raman spectroscopic analysis and scanning electron microscope, uniform diamond could be formed on a 4-inch substrate.

【0041】また、これと比較のため、電磁石41a,
41bの電流を印加しない場合の実験を行ったところ、
グラファイトの膜しか得られなかった。
For comparison with this, electromagnets 41a,
An experiment was carried out when the current of 41b was not applied,
Only a graphite film was obtained.

【0042】以上の結果から、本発明の効果が明かであ
る。
From the above results, the effect of the present invention is clear.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明のCVD装置の好適実施例を表す構成
図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a preferred embodiment of a CVD apparatus of the present invention.

【図2】 本発明のCVD装置の好適実施例を表す構成
図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a preferred embodiment of the CVD apparatus of the present invention.

【図3】 本発明のCVD装置の好適実施例を表す構成
図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a preferred embodiment of the CVD apparatus of the present invention.

【図4】 本発明のイオンダメージ阻止用磁石の中心軸
上の磁場強度分布の計算例である。図は、イオンダメー
ジを軽減するために発生させた磁場の向きがECR磁場
の向きと同方向の場合を示す。
FIG. 4 is a calculation example of the magnetic field strength distribution on the central axis of the ion damage prevention magnet of the present invention. The figure shows the case where the direction of the magnetic field generated to reduce the ion damage is the same as the direction of the ECR magnetic field.

【図5】 本発明のイオンダメージ阻止用磁石の中心軸
上の磁場強度分布の計算例である。図は、イオンダメー
ジを軽減するために発生させた磁場の向きがECR磁場
の向きと逆方向の場合を示す。
FIG. 5 is a calculation example of the magnetic field strength distribution on the central axis of the ion damage prevention magnet of the present invention. The figure shows the case where the direction of the magnetic field generated to reduce the ion damage is opposite to the direction of the ECR magnetic field.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CVD処理装置 2 プラズマ生成室 21 導波管 22 マイクロ波導入窓 23a 電磁石 23b 電磁石 3 原料ガス導入口 4 処理室 41 電磁石 41a 電磁石 41b 電磁石 5 基板 6 基板ホルダー 7 高周波電極 8 高周波電源 1 CVD processing apparatus 2 Plasma generation chamber 21 Waveguide 22 Microwave introduction window 23a Electromagnet 23b Electromagnet 3 Raw material gas introduction port 4 Processing chamber 41 Electromagnet 41a Electromagnet 41b Electromagnet 5 Substrate 6 Substrate holder 7 High frequency electrode 8 High frequency power source

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大森 幹夫 東京都中央区日本橋一丁目13番1号ティー ディーケイ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Mikio Omori 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDK Corporation

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電磁エネルギーを印加することによって
生成したプラズマを用いたCVD装置において、基板直
上の磁場強度が高く、基板から離れるにしたがって低下
するように配置し、荷電粒子の基板方向への速度が充分
減速し、基板直上で成膜物に対して荷電粒子の衝突によ
る影響が回避できるように制御する磁気回路を有するC
VD装置。
1. In a CVD apparatus using plasma generated by applying electromagnetic energy, the magnetic field intensity right above the substrate is high, and the magnetic field intensity is arranged so as to decrease with the distance from the substrate, and the velocity of charged particles in the substrate direction. C has a magnetic circuit for controlling so that the influence of the collision of the charged particles with the film-deposited material can be avoided immediately above the substrate.
VD device.
【請求項2】 前記プラズマ生成手段が、エレクトロン
・サイクロトロン・レゾナンス型のプラズマ生成手段で
ある請求項1のCVD装置。
2. The CVD apparatus according to claim 1, wherein the plasma generating means is an electron cyclotron resonance type plasma generating means.
【請求項3】 基板付近の磁場ベクトルの向きが基板面
と直交している請求項1または2のCVD装置。
3. The CVD apparatus according to claim 1, wherein the direction of the magnetic field vector near the substrate is orthogonal to the surface of the substrate.
【請求項4】 基板付近の磁場ベクトルの基板面と垂直
方向の成分が、基板表面からプラズマ側に向かう請求項
1または2のCVD装置。
4. The CVD apparatus according to claim 1, wherein a component of a magnetic field vector near the substrate in a direction perpendicular to the substrate surface is directed from the substrate surface to the plasma side.
【請求項5】 磁気回路がミラー型磁場によって形成さ
れている請求項1または2のCVD装置。
5. The CVD apparatus according to claim 1, wherein the magnetic circuit is formed by a mirror type magnetic field.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000003065A1 (en) * 1998-07-09 2000-01-20 Komatsu Ltd. Surface treatment apparatus
JP2002313788A (en) * 2001-04-10 2002-10-25 Tokyo Electron Ltd Plasma processing method
JP2009141251A (en) * 2007-12-10 2009-06-25 Toshiba Corp Semiconductor manufacturing method and semiconductor manufacturing device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000003065A1 (en) * 1998-07-09 2000-01-20 Komatsu Ltd. Surface treatment apparatus
JP2002313788A (en) * 2001-04-10 2002-10-25 Tokyo Electron Ltd Plasma processing method
JP2009141251A (en) * 2007-12-10 2009-06-25 Toshiba Corp Semiconductor manufacturing method and semiconductor manufacturing device

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