JPH07106094A

JPH07106094A - マイクロ波プラズマ発生装置

Info

Publication number: JPH07106094A
Application number: JP5247772A
Authority: JP
Inventors: Zenichi Yoshida; 善一吉田; Tadashi Kimura; 忠司木村; Shinichi Mizuguchi; 信一水口; Masatoshi Kitagawa; 雅俊北川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-10-04
Filing date: 1993-10-04
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【目的】マイクロ波を放射するためのアンテナとトロ
イダル型の磁場トンネルとの間にアンテナと磁場トンネ
ルに対して垂直方向に移動する基板を設けることによ
り、大面積の基板に均一な薄膜を高速に形成することの
できるマイクロ波プラズマ発生装置を実現する。【構成】同軸コネクター１１に直線型アンテナ１２を
設け、同軸コネクター１１から例えば２．４５ＧＨｚの
マイクロ波を直線型アンテナ１２へ導く。直線型アンテ
ナ１２の下側に角型基板１３を設け、さらにこの角型基
板１３の下側に継鉄１４に保持された永久磁石１５を配
置する。永久磁石１５を、直線型アンテナ１２に平行な
棒状の永久磁石１５ａと、この永久磁石１５ａを等間隔
で取り囲む永久磁石１５ｂとにより構成する。永久磁石
１５ａ、１５ｂは角型基板１３に面するところを着磁
し、永久磁石１５ａをＳ極、永久磁石１５ｂをＮ極にす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＶＤ（化学蒸着）な
どに用いられるマイクロ波プラズマ発生装置に関し、さ
らに詳細には、半導体プロセス技術や表面処理技術にお
いてプラズマを用いて薄膜を形成するＣＶＤ装置として
用いることのできるマイクロ波プラズマ発生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＶＤ装置にマイクロ波と磁場を
用い、大面積基板上に高速で成膜する技術がアモルファ
スシリコン等に利用されるようになってきた。例えば、
Ｍ．モイサンとＪ．ペルティエ編集、Ｍ．ピコットと
Ｊ．ペルティエ著『マイクロ波励起プラズマ』エルゼビ
エ、アムステルダム、１９９２年、第１４章、ｐ．４３
２（Ｍ．ＰｉｃｈｏｔａｎｄＪ．Ｐｅｌｌｅｔｉｅ
ｒ：ＭｉｃｒｏｗａｖｅＥｘｃｉｔｅｄＰｌａｓｍａ
ｓ，ｅｄＭ．ＭｏｉｓａｎａｎｄＪ．Ｐｅｌｌ
ｅｔｉｅｒ（Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，Ａｍｓｔｅｒｄａｍ，
１９９２）Ｃｈａｐ．１４，ｐ．４３２．）には、以
下に述べるように直線型アンテナと多極磁場配位とを用
いてプラズマを広げた拡充型電子サイクロトロン共鳴
（ＤＥＣＲ）のマイクロ波プラズマ発生装置が提案され
ている。

【０００３】以下、従来のマイクロ波プラズマ発生装置
について説明する。図１０は従来のマイクロ波プラズマ
発生装置の斜視図である。図１０において、１は真空
槽、２は真空槽１の周囲に設けられた棒状の永久磁石、
３は真空槽１の内壁に沿って設けられた直線型アンテ
ナ、４は真空槽１内に設けられた角型基板、５は角型基
板４に高周波を印加するための線路である。ここで、永
久磁石２は直線型アンテナ３に平行に設けられており、
真空槽１に面するところが着磁されている。また、隣合
う磁極は互いに相反するようになっており、これにより
真空槽１内にトロイダル型のトンネル磁場６が発生して
いる。また、真空槽１の内面には８７５Ｇの磁場が存在
し、２．４５ＧＨｚのマイクロ波に対してＥＣＲ条件を
満足している。

【０００４】以上のような構成を有する従来のマイクロ
波プラズマ発生装置において、まず、２．４５ＧＨｚの
マイクロ波、３００Ｗを直線型アンテナ３へ導く。次い
で、真空槽１内にアルゴンガスを８×１０^-5Ｔｏｒｒ導
入すれば、密度２．５×１０ ⁹ｃｍ^-3のアルゴンガスプ
ラズマが１．５ｍの長さに均一に発生する。この場合、
角型基板４に１３．５６ＭＨｚの高周波を印加すること
により、表面処理を行うことができる。また、ＳｉＨ₄
ガスを導入し、角型基板４を加熱することにより、角型
基板４の上にアモルファスシリコンを堆積させることが
できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
構成を有する従来のマイクロ波プラズマ発生装置では、
拡散プラズマを利用しているので、プラズマの密度を上
げるためにガスの量を多くすると均一性が低下するとい
う問題点があった。従って、従来のマイクロ波プラズマ
発生装置においては、高速成膜と大面積均一成膜とは全
く相反する要求であった。また、前記したマイクロ波プ
ラズマ発生装置は、通常のマイクロ波プラズマ発生装置
に比べて薄膜の形成能率は高いが、さらに薄膜の形成能
率を高めることのできるマイクロ波プラズマ発生装置が
要望されていた。

【０００６】本発明は、前記従来技術の課題を解決する
ため、大面積の基板に均一な薄膜を高速に形成すること
のできるマイクロ波プラズマ発生装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るマイクロ波プラズマ発生装置の第１の
構成は、マイクロ波を導入するコネクターとガス導入口
と排気口とが少なくとも設けられた真空槽と、前記コネ
クターの真空槽側に設けられ、マイクロ波を放射するア
ンテナと、前記アンテナが放射する電界と直交する成分
を有する磁界を空隙に発生させる磁界発生手段とを備
え、前記アンテナと前記磁界発生手段との間に基板を配
置し、成膜することを特徴とする。

【０００８】また、前記第１の構成においては、マイク
ロ波が２．４５ＧＨｚであるのが好ましい。また、前記
第１の構成においては、アンテナが直線型であるのが好
ましい。

【０００９】また、前記第１の構成においては、アンテ
ナの内部にガス導出パイプを設けるのが好ましい。この
場合には、アンテナの内部に、ガス導出パイプを囲むよ
うにして冷却パイプを設けるのが好ましく、さらには、
冷却パイプに加熱したオイルを流すのが好ましい。

【００１０】また、前記第１の構成においては、基板上
に真空槽を設け、前記基板が真空槽内を通過する時に基
板に反応生成物を付着させるのが好ましい。また、前記
第１の構成においては、基板背後の面の磁極が交互にな
るように複数個の磁石を配置し、基板上にトロイダル型
のトンネル磁場を発生させるのが好ましく、この場合に
は、基板とアンテナとの間に、８７５Ｇとなる磁場が存
在するのが好ましい。また、この場合には、トンネル磁
場が基板の横面よりも長いのが好ましい。さらに、この
場合には、基板がトンネル磁場に直交する方向に移動す
るのが好ましい。

【００１１】また、前記第１の構成においては、真空槽
の形状が直方体であるのが好ましい。この場合には、真
空槽の周囲に、隣合う磁極が交互となるように複数個の
磁石を巻回するのが好ましい。また、この場合には、真
空槽内に、磁石と平行に複数本の直線型アンテナを挿入
するのが好ましい。さらに、この場合には、真空槽内
に、前記複数本の直線型アンテナを挟んで上下２枚の基
板を配置するのが好ましい。

【００１２】また、本発明に係るマイクロ波プラズマ発
生装置の第２の構成は、マイクロ波を導入するコネクタ
ーとガス導入口と排気口とが少なくとも設けられた真空
槽と、前記真空槽内に回転可能に設けられた円筒型基板
ホルダーと、前記コネクターの真空槽側に、前記円筒型
基板ホルダーの外側に側面に平行に等間隔で設けられ、
マイクロ波を放射する複数本の直線型アンテナと、隣合
う磁極が交互になるように前記円筒型基板ホルダーの内
側に側面に平行に複数個の磁石を配置し、前記直線型ア
ンテナが放射する電界と直交する成分を有する磁界を空
隙に発生させ、前記円筒型基板ホルダーの側面で回転方
向に対し垂直にトロイダル型のトンネル磁場を発生させ
る磁界発生手段とを備え、前記円筒型基板ホルダーに帯
状基板を巻き付け、前記帯状基板を前記円筒型基板ホル
ダーと共に回転させながら巻き取り、成膜することを特
徴とする。

【００１３】また、本発明に係るマイクロ波プラズマ発
生装置の第３の構成は、マイクロ波を導入するコネクタ
ーとガス導入口と排気口とが少なくとも設けられた真空
槽と、前記真空槽内に設けられた一対のリング型基板ホ
ルダーと、前記コネクターの真空槽側に、前記リング型
基板ホルダーの内側に側面に平行に等間隔で設けられ、
マイクロ波を放射する複数本の直線型アンテナと、隣合
う磁極が交互になるように前記基板ホルダーの外側に側
面に平行に複数個の磁石を配置し、前記直線型アンテナ
が放射する電界と直交する成分を有する磁界を空隙に発
生させ、前記リング型基板ホルダーの側面でトロイダル
型のトンネル磁場を発生させる磁界発生手段とを備え、
前記一対のリング型基板ホルダーを両端として帯状基板
を巻き付け、前記帯状基板を前記リング型基板ホルダー
上を滑らせながら巻き取り、成膜することを特徴とす
る。

【００１４】

【作用】前記本発明の第１の構成によれば、直線型アン
テナを伝搬してきたマイクロ波の電界と、永久磁石によ
るトロイダル型磁場とが基板上で直交し、ある一定のガ
ス圧になるとマグネトロン放電が起こる。そして、この
ようにして発生したプラズマを用いて、反応性ガスを導
入すれば、基板に反応生成物を堆積させることができ
る。従って、基板をアンテナに対して直角方向に移動さ
せることにより、大面積の基板に均一な薄膜を高速に形
成することができる。また、アンテナと磁場トンネルと
の組み合わせを複数個並べることにより、容易に生産性
の向上を図ることができる。

【００１５】また、前記本発明の第１の構成において、
直方体状の真空槽の周囲に、隣合う磁極が交互となるよ
うに複数個の磁石を巻回し、真空槽内に、磁石と平行に
複数本の直線型アンテナを挿入すると共に、前記複数本
の直線型アンテナを挟んで上下２枚の基板を配置すると
いう好ましい構成によれば、装置の占有面積を大幅に縮
小することができる。

【００１６】また、前記本発明の第２又は第３の構成に
よれば、薄い基板にも安定して薄膜を形成することがで
き、その結果、生産コストの低減を図ることができる
等、種々の優れた効果を得ることができる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。（実施例１）図１は本発明に係るマイクロ波プラズマ発
生装置の一実施例を示す斜視図、図２はその断面図であ
る。

【００１８】図１において、１１は同軸コネクターであ
り、この同軸コネクター１１には直線型アンテナ１２が
設けられている。これにより、同軸コネクター１１から
例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を直線型アンテナ１
２へ導くことができる。また、直線型アンテナ１２の下
側には角型基板１３が設けられており、さらにこの角型
基板１３の下側には継鉄１４に保持された永久磁石１５
が配置されている。ここで、永久磁石１５は、直線型ア
ンテナ１２に平行な棒状の永久磁石１５ａと、この永久
磁石１５ａを等間隔で取り囲む永久磁石１５ｂとから構
成されている。尚、永久磁石１５ａ、１５ｂは角型基板
１３に面するところが着磁されており、永久磁石１５ａ
がＳ極、永久磁石１５ｂがＮ極である。

【００１９】以上のような構造において、角型基板１３
として例えば非磁性の１ｍｍ厚のステンレス板を使用
し、永久磁石１５と角型基板１３との距離を例えば６ｍ
ｍに設定すれば、角型基板１３の上にトロイダル型のト
ンネル磁場１６が発生する（図２参照）。図２に示すよ
うに、このトンネル磁場１６は永久磁石１５ａ、１５ｂ
間に発生し、長円の閉じた経路となっている。また、直
線型アンテナ１２による電場１７の一部はトンネル磁場
１６に対して直交している。すなわち、角型基板１３上
で電界と磁界とが直交している。このため、放電領域で
発生する電子を磁気トンネルに捕らえ込んでマグネトロ
ン放電を起こすことができ、例えばＳｉＨ ₄ガスを１０
^-4Ｔｏｒｒ台導入すれば、高密度のＳｉＨ₄プラズマを
発生させることができる。そして、永久磁石１５にＣｏ
−Ｓｍを使用すれば、角型基板１３上約５ｍｍのところ
で８７５Ｇとなり、２．４５ＧＨｚのマイクロ波に対し
て電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）条件を満足させる
ことができる。この条件により、さらに高密度のプラズ
マを発生させることができる。

【００２０】図３は直線型アンテナ１２の内部構造を示
す断面図である。図３に示すように、同軸コネクター１
１と直線型アンテナ１２とは真空封じが可能なセラミッ
クス２１によって支持されている。同軸コネクター１１
は同軸管２２へと続いており、その先端にはマイクロ波
発振器２３が設けられている。同軸管２２は、その途中
がＴ字型となっており、マッチング調整用にプランジャ
ー２４が取り付けられている。同軸管２２の内部導体２
５の内部には、直線型アンテナ１２へと続く冷却用パイ
プ２６とガス導入パイプ２７が挿通されている。また、
直線型アンテナ１２には複数のガス導出孔２８が開口さ
れており、冷却用パイプ２６から加熱したオイルを流
し、ガス導入パイプ２７から導入したガスを加熱するこ
とにより、直線型アンテナ１２から例えば２００℃に加
熱したＳｉＨ₄ガスを噴出させることができるようにさ
れている。ここで、例えば２００Ｗのマイクロ波を直線
型アンテナ１２から放射させると、永久磁石１５の磁気
ギャップ１９（図２）に沿ってレーストラック状にＳｉ
Ｈ₄プラズマ１８が発生する。そして、角型基板１３を
例えば赤外線ランプ２０によって３００℃に加熱すれ
ば、角型基板１３の上にアモルファスシリコンを堆積さ
せることができる。この場合、角型基板１３を例えば１
ｍｍ／秒の速度でＸ方向（図２）に移動させれば、角型
基板１３の全面に膜厚が約０．５μｍのアモルファスシ
リコンを堆積させることができる。

【００２１】（実施例２）図４は本発明に係るマイクロ
波プラズマ発生装置の他の実施例を示す平面図、図５は
その断面図である。本実施例２のマイクロ波プラズマ発
生装置は、基本的には上記実施例１のマイクロ波プラズ
マ発生装置を複数個並べた構造となっている。

【００２２】図４において、マイクロ波発振器３１より
発振された例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波は円形空
洞共振器３２へ導かれる。円形空洞共振器３２の一端に
はプランジャー３３が設けられており、同軸管３４にマ
イクロ波を導くことができるようにされている。同軸管
３４は真空槽３５に取り付けてあり、直線型アンテナ３
６は真空槽３５内に突出している。

【００２３】図５に示すように、真空槽３５にはガス導
入口４４と排気ポンプ３７が設けられている。図４、図
５に示すように、直線型アンテナ３６は、径が８ｍｍ、
長さが６０ｃｍであり、６ｃｍ間隔で４本設けられてい
る。直線型アンテナ３６の下側には、真空槽３５の一端
側のスリットから入って他端側のスリットから抜ける角
型基板３８が設けられており、Ｘ方向に移動している。
また、角型基板３８の下側には、継鉄３９に保持された
複数個の永久磁石４０が配置されており、この永久磁石
４０は、直線型アンテナ３６に平行な棒状の永久磁石４
０ａと、この永久磁石４０ａを等間隔で取り囲む永久磁
石４０ｂとから構成されている。ここで、永久磁石４０
ａ、４０ｂは角型基板３８に面するところが着磁されて
おり、永久磁石４０ａがＳ極、永久磁石４０ｂがＮ極で
ある。尚、永久磁石４０ａは直線型アンテナ３６の真下
に配置されている。

【００２４】以上のような構造において、角型基板３８
として例えば非磁性の幅４０ｃｍ、１ｍｍ厚のステンレ
ス板を使用する。そして、例えばＳｉＨ₄ガスをガス導
入口４４からＹ方向に導入し、真空槽３５を１０^-3Ｔｏ
ｒｒ台に保持する。ここで、例えば２００Ｗのマイクロ
波をそれぞれの直線型アンテナ３６から放射させると、
永久磁石４０の磁気ギャップ４１に沿って直線型アンテ
ナ３６を取り囲むようにレーストラック状にＳｉＨ₄プ
ラズマ４２が発生する。そして、角型基板３８を例えば
赤外線ランプ４３によって３００℃に加熱すれば、角型
基板３８の上にアモルファスシリコンを堆積させること
ができる。この場合、角型基板３８を例えば５ｍｍ／秒
の速度でＸ方向に移動させれば、角型基板３８の全面に
膜厚均一性±７％以下で膜厚約０．５μｍのアモルファ
スシリコンを堆積させることができる。

【００２５】（実施例３）図６は本発明に係るマイクロ
波プラズマ発生装置のさらに他の実施例を示す斜視図、
図７はその断面図である。本実施例３のマイクロ波プラ
ズマ発生装置は、基本的には上記実施例２のマイクロ波
プラズマ発生装置を上下に組み合わせた構造となってい
る。

【００２６】図６、図７において、５１は直方体状の真
空槽であり、この真空槽５１にはガス導入口５２と排気
ポンプ５３が設けられている。また、真空槽５１の側面
には同軸コネクター５４が設けられており、例えば２．
４５ＧＨｚのマイクロ波を直線型アンテナ５５へ導くこ
とができるようにされている。直線型アンテナ５５は、
径が８ｍｍ、長さが６０ｃｍであり、６ｃｍ間隔で２本
設けられている。また、真空槽５１の周囲には５個の永
久磁石５６が３ｃｍ間隔で巻回されている。ここで、永
久磁石５６は真空槽５１の壁面に接している面が着磁さ
れており、隣合う磁極が相反するようになっている。
尚、直線型アンテナ５５と上下面の永久磁石５６とは平
行になっている。また、真空槽５１の永久磁石５６が巻
かれていない両方の端面には、スリット５７が各々上下
２箇所に開口されており、直線型アンテナ５５を挟んで
２枚の角型基板５８を真空槽５１内でＸ方向に移動させ
ることができるようにされている。

【００２７】このような構造において、角型基板５８と
して例えば非磁性の幅４０ｃｍ、１ｍｍ厚のステンレス
板を使用する。そして、例えばＳｉＨ₄ガスをガス導入
口５２からＹ方向に導入し、真空槽５１を１０^-3Ｔｏｒ
ｒ台に保持する。ここで、例えば２００Ｗのマイクロ波
をそれぞれの直線型アンテナ５５から放射させると、永
久磁石５６の磁気ギャップ５９に沿って真空槽５１の内
壁を取り囲むようにリング状にＳｉＨ₄プラズマ６０が
発生する。そして、角型基板５８を例えば赤外線ランプ
６１によって３００℃に加熱すれば、角型基板５８の上
にアモルファスシリコンを堆積させることができる。こ
の場合、角型基板５８を例えば３ｍｍ／秒の速度でＸ方
向に移動させれば、角型基板５８の全面に膜厚約０．５
μｍのアモルファスシリコンを堆積させることができ
る。

【００２８】（実施例４）図８は本発明に係るマイクロ
波プラズマ発生装置のさらに他の実施例を示す断面図で
ある。本実施例４のマイクロ波プラズマ発生装置は、基
本的には上記実施例２のマイクロ波プラズマ発生装置を
円筒形にした構造となっている。

【００２９】図８において、７１は真空槽であり、この
真空槽７１にはガス導入口７２と排気ポンプ７３が設け
られている。真空槽７１の内部には、直径１２ｃｍの円
筒形の基板ホルダー７４が設けられており、この基板ホ
ルダー７４の内部には、その内側面に沿って１２個の永
久磁石７５が継鉄７６に保持された状態で３ｃｍ間隔に
配置されている。ここで、永久磁石７５は基板ホルダー
７４の内壁面に接している面が着磁されており、隣合う
磁極が相反するようになっている。尚、直線型アンテナ
７７と永久磁石７５とは平行になっている。また、真空
槽７１の内部には、基板ホルダー７４を取り囲んで５本
の直線型アンテナ７７が等間隔で突出しており、例えば
２．４５ＧＨｚのマイクロ波を放射することができるよ
うにされている。ここで、直線型アンテナ７７は、径が
８ｍｍ、長さが６０ｃｍであり、基板ホルダー７４との
間隔は８ｃｍである。また、真空槽７１の両側には、帯
状基板７８を供給するための真空槽７９と、処理が終了
した帯状基板７８を巻取るための真空槽８０とが設けら
れており、真空槽７９、８０はそれぞれ真空ポンプ８
１、８２によって差動排気されている。真空槽７９から
搬送された帯状基板７８はニップロール８３によってガ
イドされＸ方向に回転する基板ホルダー７４の側面に巻
き付き、ニップロール８４によってガイドされ真空槽８
０内へ巻き取られる。

【００３０】このような構造において、帯状基板７８と
して例えば０．５ｍｍ厚のアルミ泊板を使用する。そし
て、例えばＳｉＨ₄ガスをガス導入口７２からＹ方向に
導入し、真空槽７１を１０^-4Ｔｏｒｒ台に保持する。こ
こで、例えば２００Ｗのマイクロ波をそれぞれの直線型
アンテナ７７から放射させると、基板ホルダー７４の側
面にＳｉＨ₄プラズマが発生する。そして、帯状基板７
８を例えば赤外線ランプ８５によって３００℃に加熱す
れば、帯状基板７８の上にアモルファスシリコンを堆積
させることができる。この場合、例えば直径１２ｃｍの
基板ホルダー７４を３ｒｐｍで回転させると、帯状基板
７８の全面に膜厚約０．５μｍのアモルファスシリコン
を堆積させることができる。

【００３１】（実施例５）図９は本発明に係るマイクロ
波プラズマ発生装置のさらに他の実施例を示す断面図で
ある。上記実施例４のマイクロ波プラズマ発生装置が円
筒型基板の外周に成膜する構造であるのに対し、本実施
例５のマイクロ波プラズマ発生装置は、円筒型基板の内
周に成膜する構造となっている。

【００３２】図９において、９１は真空槽であり、この
真空槽９１にはガス導入口９２と排気ポンプ９３が設け
られている。真空槽９１の内部には、一対のリング型基
板ホルダー９４、９４が４５０ｍｍ間隔で設けられてお
り、この一対の基板ホルダー９４、９４がなす側面の外
側に沿って１３個の永久磁石９６が継鉄９７に保持され
た状態で３ｃｍ間隔に配置されている。ここで、永久磁
石９６は基板ホルダー９４の外側面に接している面が着
磁されており、隣合う磁極が相反するようになってい
る。尚、直線型アンテナ９５と永久磁石９６とは平行に
なっている。また、真空槽９１の内部には、基板ホルダ
ー９４の内周に垂直に８本の直線型アンテナ９５が等間
隔で突出しており、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波
を放射することができるようにされている。ここで、直
線型アンテナ９５は、径が８ｍｍ、長さが６０ｃｍであ
り、帯状基板９８との間隔は５ｃｍである。また、真空
槽９１の両側には、帯状基板９８を供給するためのロー
ル９９と、処理が終了した帯状基板９８を巻き取るため
のロール１００とが設けられている。そして、ロール９
９から搬送された帯状基板９８はニップロール１０１に
よってガイドされ一対の基板ホルダー９４、９４を両端
として帯状基板９８が側面となるように巻き付き、直線
型アンテナ９５と永久磁石９６との間を通過した後、ニ
ップロール１０２によってガイドされロール１００に巻
き取られる。

【００３３】このような構造において、帯状基板９８と
して例えば０．５ｍｍ厚のアルミ泊板を使用する。そし
て、例えばＳｉＨ₄ガスをガス導入口９２から導入し、
真空槽９１を１０^-4Ｔｏｒｒ台に保持する。ここで、例
えば２００Ｗのマイクロ波をそれぞれの直線型アンテナ
９５から放射させると、永久磁石９６が作るトロイダル
磁場によって帯状基板９８で囲まれた円筒内側面にＳｉ
Ｈ₄プラズマが発生する。そして、帯状基板９８を例え
ば赤外線ランプ１０３によって３００℃に加熱すれば、
帯状基板９８の上にアモルファスシリコンを堆積させる
ことができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るマイ
クロ波プラズマ発生装置の第１の構成によれば、直線型
アンテナを伝搬してきたマイクロ波の電界と、永久磁石
によるトロイダル型磁場とが基板上で直交し、ある一定
のガス圧になるとマグネトロン放電が起こる。そして、
このようにして発生したプラズマを用いて、反応性ガス
を導入すれば、基板に反応生成物を堆積させることがで
きる。従って、基板をアンテナに対して直角方向に移動
させることにより、大面積の基板に均一な薄膜を高速に
形成することができる。また、アンテナと磁場トンネル
との組み合わせを複数個並べることにより、容易に生産
性の向上を図ることができる。

【００３５】また、前記本発明の第１の構成において、
直方体状の真空槽の周囲に、隣合う磁極が交互となるよ
うに複数個の磁石を巻回し、真空槽内に、磁石と平行に
複数本の直線型アンテナを挿入すると共に、前記複数本
の直線型アンテナを挟んで上下２枚の基板を配置すると
いう好ましい構成によれば、装置の占有面積を大幅に縮
小することができる。

【００３６】また、本発明に係るマイクロ波プラズマ発
生装置の第２又は第３の構成によれば、薄い基板にも安
定して薄膜を形成することができ、その結果、生産コス
トの低減を図ることができる等、種々の優れた効果を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るマイクロ波プラズマ発生装置の一
実施例を示す斜視図である。

【図２】図１の断面図である。

【図３】直線型アンテナの内部構造を示す断面図であ
る。

【図４】本発明に係るマイクロ波プラズマ発生装置の他
の実施例を示す平面図である。

【図５】図４の断面図である。

【図６】本発明に係るマイクロ波プラズマ発生装置のさ
らに他の実施例を示す斜視図である。

【図７】図６の断面図である。

【図８】本発明に係るマイクロ波プラズマ発生装置のさ
らに他の実施例を示す断面図である。

【図９】本発明に係るマイクロ波プラズマ発生装置のさ
らに他の実施例を示す断面図である。

【図１０】従来技術におけるマイクロ波プラズマ発生装
置を示す斜視図である。

【符号の説明】１１同軸コネクター１２直線型アンテナ１３角型基板１４継鉄１５、１５ａ、１５ｂ永久磁石

フロントページの続き (72)発明者北川雅俊大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マイクロ波を導入するコネクターとガス
導入口と排気口とが少なくとも設けられた真空槽と、前
記コネクターの真空槽側に設けられ、マイクロ波を放射
するアンテナと、前記アンテナが放射する電界と直交す
る成分を有する磁界を空隙に発生させる磁界発生手段と
を備え、前記アンテナと前記磁界発生手段との間に基板
を配置し、成膜することを特徴とするマイクロ波プラズ
マ発生装置。
【請求項２】マイクロ波が２．４５ＧＨｚである請求
項１に記載のマイクロ波プラズマ発生装置。
【請求項３】アンテナが直線型である請求項１に記載
のマイクロ波プラズマ発生装置。
【請求項４】アンテナの内部にガス導出パイプを設け
た請求項１に記載のマイクロ波プラズマ発生装置。
【請求項５】アンテナの内部に、ガス導出パイプを囲
むようにして冷却パイプを設けた請求項４に記載のマイ
クロ波プラズマ発生装置。
【請求項６】冷却パイプに加熱したオイルを流す請求
項５に記載のマイクロ波プラズマ発生装置。
【請求項７】基板上に真空槽を設け、前記基板が真空
槽内を通過する時に基板に反応生成物を付着させる請求
項１に記載のマイクロ波プラズマ発生装置。
【請求項８】基板背後の面の磁極が交互になるように
複数個の磁石を配置し、基板上にトロイダル型のトンネ
ル磁場を発生させる請求項１に記載のマイクロ波プラズ
マ発生装置。
【請求項９】基板とアンテナとの間に、８７５Ｇとな
る磁場が存在する請求項８に記載のマイクロ波プラズマ
発生装置。
【請求項１０】トンネル磁場が基板の横面よりも長い
請求項８に記載のマイクロ波プラズマ発生装置。
【請求項１１】基板がトンネル磁場に直交する方向に
移動する請求項８に記載のマイクロ波プラズマ発生装
置。
【請求項１２】真空槽の形状が直方体である請求項１
に記載のマイクロ波プラズマ発生装置。
【請求項１３】真空槽の周囲に、隣合う磁極が交互と
なるように複数個の磁石を巻回する請求項１２に記載の
マイクロ波プラズマ発生装置。
【請求項１４】真空槽内に、磁石と平行に複数本の直
線型アンテナを挿入した請求項１３に記載のマイクロ波
プラズマ発生装置。
【請求項１５】真空槽内に、前記複数本の直線型アン
テナを挟んで上下２枚の基板を配置する請求項１４に記
載のマイクロ波プラズマ発生装置。
【請求項１６】マイクロ波を導入するコネクターとガ
ス導入口と排気口とが少なくとも設けられた真空槽と、
前記真空槽内に回転可能に設けられた円筒型基板ホルダ
ーと、前記コネクターの真空槽側に、前記円筒型基板ホ
ルダーの外側に側面に平行に等間隔で設けられ、マイク
ロ波を放射する複数本の直線型アンテナと、隣合う磁極
が交互になるように前記円筒型基板ホルダーの内側に側
面に平行に複数個の磁石を配置し、前記直線型アンテナ
が放射する電界と直交する成分を有する磁界を空隙に発
生させ、前記円筒型基板ホルダーの側面で回転方向に対
し垂直にトロイダル型のトンネル磁場を発生させる磁界
発生手段とを備え、前記円筒型基板ホルダーに帯状基板
を巻き付け、前記帯状基板を前記円筒型基板ホルダーと
共に回転させながら巻き取り、成膜することを特徴とす
るマイクロ波プラズマ発生装置。
【請求項１７】マイクロ波を導入するコネクターとガ
ス導入口と排気口とが少なくとも設けられた真空槽と、
前記真空槽内に設けられた一対のリング型基板ホルダー
と、前記コネクターの真空槽側に、前記リング型基板ホ
ルダーの内側に側面に平行に等間隔で設けられ、マイク
ロ波を放射する複数本の直線型アンテナと、隣合う磁極
が交互になるように前記基板ホルダーの外側に側面に平
行に複数個の磁石を配置し、前記直線型アンテナが放射
する電界と直交する成分を有する磁界を空隙に発生さ
せ、前記リング型基板ホルダーの側面でトロイダル型の
トンネル磁場を発生させる磁界発生手段とを備え、前記
一対のリング型基板ホルダーを両端として帯状基板を巻
き付け、前記帯状基板を前記リング型基板ホルダー上を
滑らせながら巻き取り、成膜することを特徴とするマイ
クロ波プラズマ発生装置。