JPH08330242A - Plasma vapor growth device, and method of removing film of adhesion-preventive shield in plasma vapor growth device - Google Patents

Plasma vapor growth device, and method of removing film of adhesion-preventive shield in plasma vapor growth device

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JPH08330242A
JPH08330242A JP15697295A JP15697295A JPH08330242A JP H08330242 A JPH08330242 A JP H08330242A JP 15697295 A JP15697295 A JP 15697295A JP 15697295 A JP15697295 A JP 15697295A JP H08330242 A JPH08330242 A JP H08330242A
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plasma
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thin film
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純朗 酒井
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Abstract

PURPOSE: To effectively prevent the occurrence of dust generated by the exfoliation of a film by preventing the adhesion of a material to the inner face of a vacuum container. CONSTITUTION: An adhesion preventive shield 5 is arranged capably of replacement in condition that it is insulated from a vacuum container 1 such that it covers the inner face of the vacuum container 1. a bias voltage is applied to the shield 5 by a shield bias voltage application mechanism 51, charged particles in plasma collides against the adhesion preventive shield 5. The material having adhered to the adhesion preventive shield 5 is repelled by these charged particles, and a part reaches the board 40 on a substrate holder 4. The temperature of the adhesion preventive shield 5 is adjusted by temperature adjusting mechanism 54, and a discharge preventive member 55 is arranged in the behind space, and abnormal discharge is prevented. When etching off the the film of the adhesion preventive shield 5, a board bias voltage application mechanism 42 operates too, and the readhesion of film to the substrate holder 4 is prevented.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本願の発明は、基板の表面に各種
薄膜を作成するに際して使用されるプラズマ気相成長装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma vapor phase growth apparatus used for forming various thin films on the surface of a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】大規模集積回路(LSI)や液晶ディス
プレイ(LCD)等を製作する際には、基板の表面に各
種薄膜を作成する工程が必要になる。薄膜作成を行う装
置としては、真空蒸着装置やスパッタリング装置等が知
られているが、比較的低い温度で化合物や非晶質の薄膜
を作成できるところから、プラズマ気相成長装置が多用
されている。
2. Description of the Related Art When manufacturing a large scale integrated circuit (LSI), a liquid crystal display (LCD) or the like, a step of forming various thin films on the surface of a substrate is required. As a device for forming a thin film, a vacuum vapor deposition device, a sputtering device, etc. are known, but a plasma vapor phase growth device is often used because it can form a compound or amorphous thin film at a relatively low temperature. .

【0003】図3は、従来のプラズマ気相成長装置の一
例の概略図である。図3に示すプラズマ気相成長装置
は、排気系11を備えた真空容器1と、真空容器1内に
所定のガスを導入するガス導入機構2と、導入されたガ
スにエネルギーを与えてプラズマを形成するための電力
供給機構3と、薄膜作成を行う基板40を載置するため
の基板ホルダー4などから主に構成されている。図3の
装置では、不図示のゲートバルブを通して基板40を真
空容器1内に搬入して基板ホルダー4上に載置する。排
気系11によって真空容器1内を排気した後、ガス導入
機構によって所定のガスを導入する。次に、電力供給機
構3によって高周波電力等のエネルギーを真空容器1内
のガスに印加し、プラズマを形成する。そして、プラズ
マによって生ずる気相反応によって基板の表面に所定の
薄膜が堆積する。例えば、ガス導入機構3によってシラ
ンガスと酸素ガスを導入すれば、プラズマによって分解
反応等を生じ、酸化硅素の薄膜を基板40の表面に作成
される。
FIG. 3 is a schematic view of an example of a conventional plasma vapor deposition apparatus. The plasma vapor deposition apparatus shown in FIG. 3 includes a vacuum container 1 equipped with an exhaust system 11, a gas introduction mechanism 2 for introducing a predetermined gas into the vacuum container 1, and energy is supplied to the introduced gas to generate plasma. It is mainly configured by a power supply mechanism 3 for forming, a substrate holder 4 for mounting a substrate 40 for forming a thin film, and the like. In the apparatus of FIG. 3, the substrate 40 is loaded into the vacuum container 1 through a gate valve (not shown) and placed on the substrate holder 4. After exhausting the inside of the vacuum container 1 by the exhaust system 11, a predetermined gas is introduced by the gas introduction mechanism. Next, energy such as high frequency power is applied to the gas in the vacuum container 1 by the power supply mechanism 3 to form plasma. Then, a predetermined thin film is deposited on the surface of the substrate by the gas phase reaction generated by the plasma. For example, when a silane gas and an oxygen gas are introduced by the gas introduction mechanism 3, a decomposition reaction or the like is caused by plasma, and a thin film of silicon oxide is formed on the surface of the substrate 40.

【0004】上記プラズマ気相成長装置において、プラ
ズマと基板40の表面との間に電界を設定し、プラズマ
中の荷電粒子を基板40の表面に衝突させるよう構成す
ることがあった。例えば、イオンアシスト法と呼ばれる
成膜技術では、成膜中に基板40の表面に比較的弱い加
速エネルギーでイオンを衝突させ、このイオンのエネル
ギーを利用して効率的に薄膜が成長するようにする。
In the above plasma vapor phase growth apparatus, an electric field may be set between the plasma and the surface of the substrate 40 so that charged particles in the plasma collide with the surface of the substrate 40. For example, in a film forming technique called an ion assist method, ions are made to collide with the surface of the substrate 40 with relatively weak acceleration energy during film formation, and the thin film is efficiently grown by utilizing the energy of the ions. .

【0005】プラズマと基板40との間に電界を設定す
るには、プラズマ電位(≒0)に対して基板40の表面
が所定の電位になるようバイアス電圧(以下、基板バイ
アス電圧)を印加する。この基板バイアス電圧は、通
常、プラズマと高周波との相互作用によって印加され
る。即ち、図3に示すように、基板ホルダー4に基板用
高周波電源422を接続し、基板ホルダー4を通して基
板40に高周波電力を印加する。印加された高周波の正
の半周期においてはプラズマ中の電子が基板の表面に素
早く捕集されるが、負の半周期においては、モビリティ
の小さいイオンはゆっくりと捕集される。このようなモ
ビリティの差によって基板40の表面には電子が集まり
負のバイアス電圧が印加されたのと同じ状態になる。こ
の結果、プラズマとの間に電界が設定されるのである。
To set an electric field between the plasma and the substrate 40, a bias voltage (hereinafter referred to as a substrate bias voltage) is applied so that the surface of the substrate 40 has a predetermined potential with respect to the plasma potential (≈0). . This substrate bias voltage is usually applied by the interaction of plasma and radio frequency. That is, as shown in FIG. 3, the substrate high frequency power supply 422 is connected to the substrate holder 4, and the high frequency power is applied to the substrate 40 through the substrate holder 4. In the positive half cycle of the applied high frequency, the electrons in the plasma are quickly collected on the surface of the substrate, but in the negative half cycle, the ions with low mobility are slowly collected. Due to such a difference in mobility, electrons are gathered on the surface of the substrate 40 and the same state as when a negative bias voltage is applied is obtained. As a result, an electric field is established between the plasma and the plasma.

【0006】上記のような基板バイアス電圧の印加は、
最近では、基板40の表面に形成された孔又は溝を薄膜
で塞ぐようにする薄膜作成の場合にも行われている。図
4は、基板の表面に形成された孔又は溝を薄膜で塞ぐよ
うにする薄膜作成の例の説明図である。図4(a)に示
すように、基板40の表面には例えば金属からなる薄膜
のパターン400が配線として形成されており、このパ
ターン400の形状にしたがって孔又は溝401が存在
している。このパターン400の上層にさらにパターン
400を形成する場合には、パターン400を絶縁膜4
02で覆って層間を絶縁する。
Application of the substrate bias voltage as described above
Recently, a thin film is formed so that a hole or a groove formed on the surface of the substrate 40 is closed with a thin film. FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of thin film formation in which holes or grooves formed on the surface of a substrate are closed with a thin film. As shown in FIG. 4A, a thin film pattern 400 made of, for example, metal is formed as wiring on the surface of the substrate 40, and holes or grooves 401 are present according to the shape of the pattern 400. When the pattern 400 is further formed on the upper layer of the pattern 400, the pattern 400 is formed on the insulating film 4.
It is covered with 02 to insulate the layers.

【0007】この場合、上記基板バイアス電圧を印加し
ないで通常の薄膜作成を行うと、薄膜の材料となる粒子
は孔又は溝401の底に達しづらくパターン400の上
面に集まり易いので、図4(b)のようにパターン40
0の上面から孔又は溝401の上縁にかけて丸く膨らむ
ようにして薄膜が成長する。この結果、図4(c)のよ
うに、孔又は溝401が薄膜で塞がれたとしても、薄膜
中にボイドと呼ばれる空洞403が形成されてしまう。
このような空洞403が形成されると、空洞403中に
侵入するもしはく存在する水分などによって金属配線で
あるパターン400間の絶縁耐圧が著しく劣化し、集積
回路を短絡させる重大な故障の原因となる。
In this case, when a normal thin film is formed without applying the substrate bias voltage, particles used as a material of the thin film are hard to reach the bottom of the hole or groove 401 and easily gather on the upper surface of the pattern 400. pattern 40 as in b)
The thin film grows from the upper surface of 0 to the upper edge of the hole or groove 401 so as to bulge in a round shape. As a result, as shown in FIG. 4C, even if the hole or groove 401 is closed with a thin film, a cavity 403 called a void is formed in the thin film.
When such a cavity 403 is formed, the withstand voltage between the patterns 400, which are metal wirings, is significantly deteriorated due to moisture existing in the cavity 403, which causes a serious failure that short-circuits the integrated circuit. Becomes

【0008】そこで、基板バイアス電圧を印加してプラ
ズマと基板40の表面との間に電界を設定し、この電界
によってプラズマ中のイオンを取り出して衝突させるよ
うにする。図4(a)に示すような場合、電界は孔又は
溝401の上縁の角の部分において最も急峻となるか
ら、この部分に最もよくイオンが衝突する。この結果、
この部分に堆積する薄膜がエッチングされ、エッチング
された材料の一部は孔又は溝401の内部に達すること
になる。このため、孔又は溝401の内部とパターン4
00の上面との成膜速度の差が改善され、図4(b’)
(c’)に示すように、空洞403が形成されることな
く孔又は溝401を薄膜で塞ぐことができる。尚、この
場合は、薄膜をエッチングすることが必要になるため、
上述したイオンアシスト法に比べ、一般的により高い加
速電界が設定される。
Therefore, a substrate bias voltage is applied to set an electric field between the plasma and the surface of the substrate 40, and ions in the plasma are extracted and collided by this electric field. In the case as shown in FIG. 4A, the electric field becomes the steepest at the corner portion of the upper edge of the hole or groove 401, so that the ions collide most with this portion. As a result,
The thin film deposited on this portion is etched, and some of the etched material reaches the inside of the hole or groove 401. Therefore, the inside of the hole or groove 401 and the pattern 4 are
The difference in the deposition rate from the upper surface of No. 00 is improved, and FIG.
As shown in (c ′), the hole or groove 401 can be closed with a thin film without forming the cavity 403. In this case, since it is necessary to etch the thin film,
Generally, a higher acceleration electric field is set as compared with the ion assist method described above.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記プラズマ気相成長
装置において、薄膜作成を続けていくうちに、真空容器
の内面に薄膜が堆積してしまうことが避けられない。こ
の薄膜堆積は、真空容器内で浮遊する粒子が真空容器の
内面に付着するために生ずるものである。内面に堆積し
た薄膜は、ある程度の膜厚に達すると剥離して塵埃とな
る。この塵埃が基板に付着すると、配線パターンの断線
やショートを起こしたりして重大な回路欠陥を生ずる場
合がある。本願の発明は、上記課題を解決するためにな
されたものであり、真空容器の内面への材料の付着を防
止し、薄膜剥離によって生ずる塵埃の発生を効果的に抑
制することが可能なプラズマ気相成長装置を提供するこ
とを目的としている。
In the above plasma vapor deposition apparatus, it is inevitable that a thin film will be deposited on the inner surface of the vacuum container while the thin film formation is continued. This thin film deposition occurs because particles floating in the vacuum container adhere to the inner surface of the vacuum container. The thin film deposited on the inner surface becomes dust when it reaches a certain thickness. If this dust adheres to the substrate, it may cause a disconnection or short circuit of the wiring pattern, resulting in a serious circuit defect. The invention of the present application is made in order to solve the above problems, and prevents the adhesion of the material to the inner surface of the vacuum container, it is possible to effectively suppress the generation of dust caused by thin film peeling plasma plasma The purpose is to provide a phase growth apparatus.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願の請求項1記載の発明は、排気系を備えた真空
容器と、真空容器内に所定のガスを導入するガス導入機
構と、導入されたガスにエネルギーを与えてプラズマを
形成するための電力供給機構とを具備し、プラズマによ
って生じる気相反応を利用して基板の表面に所定の薄膜
を作成するプラズマ気相成長装置において、真空容器の
内面を覆うようにして真空容器に対して絶縁された状態
で配置され、真空容器内に浮遊する材料の真空容器の内
面への付着を防止して当該内面への薄膜の堆積を防止す
る防着シールドと、この防着シールドとプラズマとの間
に電界を設定して防着シールドにプラズマ中の荷電粒子
を衝突させるためのシールドバイアス電圧を印加するシ
ールドバイアス電圧印加機構とを有するという構成であ
る。同様に上記目的を達成するため、請求項2記載の発
明は、上記請求項1の構成において、シールドバイアス
電圧印加機構は、プラズマとの相互作用によりシールド
バイアス電圧が印加されるようにする高周波電源を含ん
でいる。同様に上記目的を達成するため、請求項3記載
の発明は、上記請求項1又は2の構成において、基板に
所定の電圧を印加してプラズマ中の荷電粒子を基板の表
面に衝突させるための基板バイアス電圧を印加する基板
バイアス電圧印加機構を有している。同様に上記目的を
達成するため、請求項4記載の発明は、上記請求項2又
は3の構成において、基板バイアス電圧印加機構は、基
板の表面に形成された孔又は溝の角部をエッチングしな
がら当該孔又溝が薄膜堆積によって塞がれるよう基板バ
イアス電圧を印加するものである。同様に上記目的を達
成するため、請求項5記載の発明は、上記請求項1,
2,3又は4の構成において、防着シールドは、交換可
能に設けられている。同様に上記目的を達成するため、
請求項6記載の発明は、上記請求項1,2,3,4又は
5の構成において、防着シールドの温度を制御する温度
調節機構が設けられている。同様に上記目的を達成する
ため、請求項7記載の発明は、上記請求項1,2,3,
4,5又は6の構成において、防着シールドと真空容器
の内面との間の空間には、当該空間での放電を防止する
放電防止部材が配設されている。同様に上記目的を達成
するため、請求項8記載の発明は、請求項1,2,3,
4,5,6又は7記載のプラズマ気相成長装置の前記防
着シールドに堆積した薄膜を除去する薄膜除去方法にお
いて、ガス導入機構によって所定のガスを導入し、導入
されたガスに電力供給機構によってエネルギーを与えて
プラズマを形成し、そのプラズマ中で生成された材料に
よって防着シールドに堆積した薄膜をエッチングして除
去するとともに、このエッチング除去の際に、シールド
バイアス電圧印加機構によって防着シールドに所定のシ
ールドバイアス電圧を印加するという構成を有する。同
様に上記目的を達成するため、請求項9記載の発明は、
請求項3又は4記載のプラズマ気相成長装置の前記防着
シールドに堆積した薄膜を除去する薄膜除去方法におい
て、前記ガス導入機構によって所定のガスを導入し、導
入されたガスに前記電力供給機構によってエネルギーを
与えてプラズマを形成し、そのプラズマ中で生成された
材料によって前記防着シールドに堆積した薄膜をエッチ
ングして除去するとともに、このエッチング除去の際
に、前記シールドバイアス電圧印加機構によって防着シ
ールドに所定のシールドバイアス電圧を印加し、さら
に、前記基板バイアス電圧印加機構は、基板が載置され
た基板ホルダーに基板バイアス電圧を印加するものであ
り、前記シールドバイアス電圧印加機構とともにこの基
板バイアス電圧印加機構を動作させ、基板ホルダーに基
板バイアス電圧を印加させながら行うという構成を有す
る。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application comprises a vacuum container having an exhaust system, and a gas introducing mechanism for introducing a predetermined gas into the vacuum container. In a plasma vapor phase growth apparatus comprising a power supply mechanism for applying energy to the introduced gas to form plasma, and using a gas phase reaction generated by the plasma to form a predetermined thin film on the surface of the substrate, The vacuum container is arranged so as to cover the inner surface of the vacuum container and is insulated from the vacuum container. The material floating in the vacuum container is prevented from adhering to the inner surface of the vacuum container to prevent the deposition of a thin film on the inner surface. A shield bias voltage for applying a shield bias voltage for causing charged particles in plasma to collide with the deposition shield by setting an electric field between the deposition shield and the plasma. Is a configuration that has a pressurizing mechanism. Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 2 is the high frequency power supply according to the structure of claim 1, wherein the shield bias voltage applying mechanism applies the shield bias voltage by interaction with plasma. Is included. Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 3 is the structure according to claim 1 or 2, wherein a predetermined voltage is applied to the substrate to cause charged particles in the plasma to collide with the surface of the substrate. It has a substrate bias voltage applying mechanism for applying a substrate bias voltage. Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 4 is the structure according to claim 2 or 3, wherein the substrate bias voltage applying mechanism etches a corner portion of a hole or groove formed on the surface of the substrate. However, the substrate bias voltage is applied so that the hole or groove is closed by the thin film deposition. Similarly, in order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 5 provides the above-mentioned claim 1,
In the configurations 2, 3, or 4, the deposition shield is provided so as to be replaceable. Similarly, in order to achieve the above purpose,
According to a sixth aspect of the invention, in the structure of the first, second, third, fourth or fifth aspect, a temperature adjusting mechanism for controlling the temperature of the deposition shield is provided. Similarly, in order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 7 is the above-mentioned claim 1, 2, 3,
In the configuration of 4, 5, or 6, a discharge prevention member that prevents discharge in the space is provided in the space between the deposition shield and the inner surface of the vacuum container. Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 8 is the same as claim 1, 2, 3,
In the thin film removal method for removing a thin film deposited on the deposition shield of the plasma vapor deposition apparatus of 4, 5, 6 or 7, a predetermined gas is introduced by a gas introduction mechanism, and a power supply mechanism is applied to the introduced gas. Energy is applied to form a plasma, and the thin film deposited on the deposition shield is etched and removed by the material generated in the plasma, and at the time of this etching removal, the deposition bias is applied by the shield bias voltage application mechanism. Has a configuration in which a predetermined shield bias voltage is applied to. Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 9 is
The thin film removal method for removing the thin film deposited on the deposition shield of the plasma vapor deposition apparatus according to claim 3 or 4, wherein a predetermined gas is introduced by the gas introduction mechanism, and the power supply mechanism is applied to the introduced gas. Energy is applied to form a plasma, and the thin film deposited on the deposition shield is removed by etching by the material generated in the plasma.At the time of this etching removal, the shield bias voltage applying mechanism prevents the thin film. A predetermined shield bias voltage is applied to the attachment shield, and the substrate bias voltage applying mechanism applies a substrate bias voltage to a substrate holder on which the substrate is placed. Operates the bias voltage application mechanism to apply the substrate bias voltage to the substrate holder It has a configuration that performed while.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本願発明の実施例を説明する。図1
は、本願発明の実施例のプラズマ気相成長装置の概略図
である。図1に示すプラズマ気相成長装置は、図3の装
置と同様、排気系11を備えた真空容器1と、真空容器
1内に所定のガスを導入するガス導入機構2と、導入さ
れたガスにエネルギーを与えてプラズマを形成するため
の電力供給機構3と、薄膜作成を行う基板を載置するた
めの基板ホルダー4とを有している。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG.
FIG. 1 is a schematic diagram of a plasma vapor phase growth apparatus according to an embodiment of the present invention. The plasma vapor phase growth apparatus shown in FIG. 1 is similar to the apparatus of FIG. 3, and includes a vacuum container 1 having an exhaust system 11, a gas introduction mechanism 2 for introducing a predetermined gas into the vacuum container 1, and the introduced gas. It has a power supply mechanism 3 for applying energy to the substrate to form plasma, and a substrate holder 4 for mounting a substrate on which a thin film is to be formed.

【0012】さらに図1の装置は、真空容器1の内面を
覆うようにして真空容器1に対して絶縁された状態で配
置され、真空容器1内に浮遊する材料の真空容器1の内
面への付着を防止して当該内面への薄膜の堆積を防止す
る防着シールド5と、この防着シールド5とプラズマと
の間に電界を設定して防着シールド5にプラズマ中の荷
電粒子を衝突させるためのシールドバイアス電圧を印加
するシールドバイアス電圧印加機構51とを有してい
る。
Further, the apparatus of FIG. 1 is arranged in a state of being insulated from the vacuum container 1 so as to cover the inner surface of the vacuum container 1, and the material floating in the vacuum container 1 is transferred to the inner surface of the vacuum container 1. A deposition shield 5 that prevents adhesion and prevents deposition of a thin film on the inner surface, and an electric field is set between the deposition shield 5 and the plasma to cause charged particles in the plasma to collide with the deposition shield 5. And a shield bias voltage applying mechanism 51 for applying a shield bias voltage.

【0013】まず、真空容器1は、成膜室101と、成
膜室101の下側に位置した少し大きな空間の真空排気
室102を構成している。そして、成膜室101を構成
する部分と真空排気室102を構成する部分とが分離可
能に構成されている。これは後述する防着シールド5の
交換のためである。また、成膜室101の部分の真空容
器1の器壁には不図示のゲートバルブが設けられ、真空
排気室102の部分の器壁には、排気系11がつながる
排気管13が設けられている。排気系11は、粗引きポ
ンプ111と、粗引きポンプ111の前段に配置された
主ポンプ112と、これらのポンプ111,112によ
って排気する排気経路上に配置された主バルブ113及
び可変コンダクタンスバルブ114とから主に構成され
ている。上記真空容器1は、上側にベルジャー12を有
している。真空容器1の上部器壁には中央に円形の開口
が設けられ、ベルジャー12はこの開口に気密に接続さ
れている。ベルジャー12は、先端が半球状で下端が開
口になっている直径100mm程度の円筒状の形状を有
するものであり、石英ガラス等の誘電体で形成されてい
る。
First, the vacuum container 1 comprises a film forming chamber 101 and a vacuum exhaust chamber 102 located below the film forming chamber 101 and having a slightly larger space. Then, the portion forming the film forming chamber 101 and the portion forming the vacuum exhaust chamber 102 are configured to be separable. This is for replacing the deposition shield 5 described later. Further, a gate valve (not shown) is provided on the wall of the vacuum chamber 1 in the film forming chamber 101, and an exhaust pipe 13 connected to the exhaust system 11 is provided on the wall of the vacuum exhaust chamber 102. There is. The exhaust system 11 includes a roughing pump 111, a main pump 112 arranged in front of the roughing pump 111, a main valve 113 and a variable conductance valve 114 arranged on an exhaust path exhausted by these pumps 111, 112. It is mainly composed of and. The vacuum container 1 has a bell jar 12 on the upper side. A circular opening is provided in the center of the upper vessel wall of the vacuum container 1, and the bell jar 12 is hermetically connected to this opening. The bell jar 12 has a cylindrical shape with a diameter of about 100 mm having a hemispherical end and an opening at the lower end, and is made of a dielectric material such as quartz glass.

【0014】ガス導入機構2は、図1に示す例では、二
つのガス導入系21,22から構成されており、二種の
異なるガスを同時に導入できるようになっている。各々
のガス導入系21,22は、不図示のガスボンベに接続
された配管211,221と、配管211,221の終
端に接続されたガス導入体212,222とから主に構
成されている。図2は、上記ガス導入体の構成を説明す
る図である。図2に示すように、ガス導入体212,2
22は、断面円形の円環状のパイプから構成されてい
る。このガス導入体212,222は、真空容器1に設
けられた支持棒23によって支持され、真空容器1の内
面に沿う形で水平に配置されている。尚、真空容器1
は、円筒形の場合もあるし、角筒形の場合もある。
In the example shown in FIG. 1, the gas introduction mechanism 2 is composed of two gas introduction systems 21 and 22 so that two different gases can be introduced simultaneously. Each of the gas introduction systems 21 and 22 is mainly composed of pipes 211 and 221 connected to a gas cylinder (not shown) and gas introduction bodies 212 and 222 connected to the ends of the pipes 211 and 221. FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the gas introduction body. As shown in FIG. 2, the gas introduction bodies 212, 2
22 is composed of an annular pipe having a circular cross section. The gas introduction bodies 212 and 222 are supported by a support rod 23 provided in the vacuum container 1, and are horizontally arranged along the inner surface of the vacuum container 1. The vacuum container 1
May have a cylindrical shape or a rectangular tube shape.

【0015】また、真空容器1の壁を気密に貫通する状
態で輸送管24が設けられており、この輸送管24の一
端はガス導入体212,222に接続されている。ガス
導入体212,222の他端は図1の配管211,22
1に接続されている。そして、ガス導入体212,22
2は、図2に示すように、その内側面にガス吹き出し口
25を有している。このガス吹き出し口25は、直径
0.5mm程度の開口であり、25mm程度の間隔をお
いて周上に設けられている。
A transport pipe 24 is provided so as to penetrate the wall of the vacuum container 1 in an airtight manner, and one end of the transport pipe 24 is connected to the gas introduction bodies 212 and 222. The other ends of the gas introduction bodies 212 and 222 are the pipes 211 and 22 of FIG.
Connected to 1. Then, the gas introduction bodies 212, 22
As shown in FIG. 2, 2 has a gas outlet 25 on its inner surface. The gas outlet 25 is an opening having a diameter of about 0.5 mm and is provided on the circumference with an interval of about 25 mm.

【0016】一方、図1に戻り、電力供給機構3は、ベ
ルジャー12の周囲を取り囲んで配置された高周波コイ
ル31と、この高周波コイル31に整合器32を介して
高周波電力を供給する高周波電源33とから主に構成さ
れている。高周波電源33には、例えば13.56MH
zの高周波電力を発生させるものが採用され、高周波コ
イル31からベルジャー12内にこの高周波電力が供給
される。
On the other hand, returning to FIG. 1, the power supply mechanism 3 includes a high-frequency coil 31 arranged around the bell jar 12, and a high-frequency power source 33 for supplying high-frequency power to the high-frequency coil 31 via a matching unit 32. It is mainly composed of and. For the high frequency power supply 33, for example, 13.56 MH
A device for generating high frequency power of z is adopted, and the high frequency power is supplied from the high frequency coil 31 into the bell jar 12.

【0017】また、真空容器1内のベルジャー12の下
方位置には、基板ホルダー4が設けられている。この基
板ホルダー4は、薄膜作成を行う基板40を上面に載置
させるものであり、必要に応じて基板40を加熱又は冷
却する温度調節機構41を内蔵している。この基板ホル
ダー4には、生成されるプラズマと高周波との相互作用
によって基板40に所定の基板バイアス電圧を印加する
ための基板バイアス電圧印加機構42が付設されてい
る。基板バイアス電圧印加機構42は、基板用整合器4
21と、基板用整合器421を介して印加する所定の高
周波電力を発生させる基板用高周波電源422とから構
成されている。尚、「プラズマと高周波との相互作用に
よるバイアス電圧」には、高周波電源33,422とプ
ラズマとの間に相当のキャパシタンスが存在しているこ
とが必要である。従って、基板ホルダー4や基板40が
すべて金属で形成されている場合には、基板ホルダー4
0への給電回路上に所定のコンデンサを接続するように
する。
A substrate holder 4 is provided below the bell jar 12 in the vacuum container 1. The substrate holder 4 mounts a substrate 40 for forming a thin film on the upper surface thereof, and has a built-in temperature adjusting mechanism 41 for heating or cooling the substrate 40 as necessary. The substrate holder 4 is provided with a substrate bias voltage applying mechanism 42 for applying a predetermined substrate bias voltage to the substrate 40 by the interaction between generated plasma and high frequency. The substrate bias voltage applying mechanism 42 is used for the substrate matching box 4
21 and a substrate high-frequency power source 422 that generates a predetermined high-frequency power to be applied via the substrate matching device 421. The “bias voltage due to interaction between plasma and high frequency” requires that a considerable capacitance exists between the high frequency power supplies 33 and 422 and the plasma. Therefore, when the substrate holder 4 and the substrate 40 are all made of metal, the substrate holder 4
A predetermined capacitor is connected on the power feeding circuit to 0.

【0018】本実施例の装置の大きな特徴点の一つであ
る防着シールド5は、真空容器1に対して絶縁された状
態で取り付けられたシート保持体52と、シート保持体
52の前面に保持されたシールドシート53とから主に
構成されている。シート保持体52は、ほぼ円筒状の部
材であり、図1に示すように上にいくに従って徐々に内
径が小さくなる形状になっている。シート保持体52の
内面の曲面となっている部分は、基板ホルダー4上の基
板の中心点に対してほぼ球面を形成するよう構成されて
いる。
The deposition shield 5, which is one of the major features of the apparatus of this embodiment, is a sheet holder 52 attached to the vacuum container 1 in an insulated state, and a front surface of the sheet holder 52. It is mainly configured by the held shield sheet 53. The sheet holder 52 is a substantially cylindrical member, and has a shape in which the inner diameter gradually decreases as it goes upward as shown in FIG. The curved portion of the inner surface of the sheet holder 52 is configured to form a substantially spherical surface with respect to the center point of the substrate on the substrate holder 4.

【0019】シート保持体52の上端部分は、真空容器
11の上壁部分の付近にまで達しており、図からは明か
でないが、その上縁はベルジャー12の下端に対して接
触した状態となっている。また、シート保持体52の下
端部分は、基板ホルダー4の外側を取り囲むように位置
し、その下縁は基板ホルダー4の上面よりも僅かに低い
位置になっている。シート保持体52は、上端部分と下
端部分がそれぞれ内側に折れ曲がっており、この折れ曲
がった部分に挟み込むようにしてシールドシート53が
配置されている。シールドシート53は、純アルニミウ
ム等の材質で形成された厚さ3mm程度の薄いシートで
ある。
The upper end portion of the sheet holding body 52 reaches up to the vicinity of the upper wall portion of the vacuum container 11, and although not apparent from the figure, its upper edge is in contact with the lower end of the bell jar 12. ing. Further, the lower end portion of the sheet holder 52 is positioned so as to surround the outside of the substrate holder 4, and the lower edge thereof is located slightly lower than the upper surface of the substrate holder 4. An upper end portion and a lower end portion of the sheet holding body 52 are respectively bent inward, and a shield sheet 53 is arranged so as to be sandwiched between the bent portions. The shield sheet 53 is a thin sheet made of a material such as pure aluminum and having a thickness of about 3 mm.

【0020】上記構成の防着シールド5には、温度調節
機構54が設けられている。この温度調節機構54は、
シート保持体52の背後に配設された温調ブロック54
1と、温調ブロック541内に貫通して設けた媒体通路
につながる配管542と、配管542を通して温調ブロ
ック541に温度調節用の媒体を送る温調ユニット54
3とから主に構成されている。温調ブロック541は、
アルミニウム合金等の熱伝導性の良い材料から構成され
ており、シート保持体52に対して熱伝導性よく接触し
て配置されている。温調ユニット543は、液体又は気
体を温調ブロック541内に送って温度調節する。例え
ば、防着シールド5を所定の高温に維持することで防着
シールド5への薄膜堆積が防止される場合があり、この
ような場合に上記温度調節機構54が動作して防着シー
ルド5の所定の温度に調節する。また、ある温度では、
堆積した薄膜の剥離が抑制される場合があり、この温度
に防着シールド5を維持することで、薄膜が堆積したと
しても剥離して塵埃を発生させるのを抑制することがで
きる。
A temperature adjusting mechanism 54 is provided on the deposition shield 5 having the above-described structure. This temperature adjustment mechanism 54
Temperature control block 54 disposed behind the sheet holder 52
1, a pipe 542 connected to a medium passage provided penetrating the temperature control block 541, and a temperature control unit 54 for sending a temperature control medium to the temperature control block 541 through the pipe 542.
It is mainly composed of 3 and 3. The temperature control block 541 is
It is made of a material having good thermal conductivity such as an aluminum alloy, and is arranged in contact with the sheet holder 52 with good thermal conductivity. The temperature control unit 543 sends liquid or gas into the temperature control block 541 to control the temperature. For example, the deposition shield 5 may be prevented from being deposited on the deposition shield 5 by maintaining the deposition shield 5 at a predetermined high temperature. In such a case, the temperature adjusting mechanism 54 operates and the deposition shield 5 is protected. Adjust to the desired temperature. Also, at some temperature,
In some cases, peeling of the deposited thin film may be suppressed, and by maintaining the deposition shield 5 at this temperature, it is possible to prevent the thin film from peeling and generating dust even if the thin film is deposited.

【0021】上記温調ブロック541と真空容器1の間
には、放電防止部材55が配置されている。放電防止部
材55は、温調ブロック541と真空容器1とが形成す
る空間の形状に合わせ、当該空間を埋めるような形状で
構成されたものである。本実施例の放電防止部材55
は、断面L字状の板を丸めて周状にしたような形状のも
のであり、石英ガラス等の誘電体で形成されている。こ
のように防着シールド5と真空容器1との間に形成され
る空間を誘電体よりなる放電防止部材55で埋めること
によって、当該空間にプラズマが入り込んで放電が生ず
ることが防止される。このような部分に放電が生ずる
と、放電によって構成部材が損傷するほか、構成部材が
スパッタされて異物が放出される元になる。
A discharge prevention member 55 is arranged between the temperature control block 541 and the vacuum container 1. The discharge prevention member 55 has a shape that fills the space formed by the temperature control block 541 and the vacuum container 1 in accordance with the shape of the space. Discharge prevention member 55 of this embodiment
Has a shape such that a plate having an L-shaped cross section is rolled into a circumferential shape, and is made of a dielectric material such as quartz glass. By thus filling the space formed between the deposition shield 5 and the vacuum container 1 with the discharge prevention member 55 made of a dielectric material, it is possible to prevent plasma from entering the space and causing discharge. When a discharge is generated in such a portion, the component is damaged by the discharge, and the component is sputtered to become a source of releasing foreign matter.

【0022】次に、本実施例の装置の別の特徴点の一つ
であるシールドバイアス電圧印加機構51について説明
する。本実施例のシールドバイアス電圧印加機構51
は、シールド用整合器511と、シールド用整合器51
1を介して防着シールド5に印加する所定の高周波電力
を発生させるシールド用高周波電源512とから主に構
成されている。即ち、本実施例のシールドバイアス電圧
印加機構51は、基板バイアス電圧印加機構42と同様
に、「プラズマと高周波との相互作用によるバイアス電
圧」を発生させる機構が採用されている。尚、シールド
用整合器511からの給電ラインは、シート保持体52
に対して接続されている。シールドシート53は、シー
ト保持体52に対して上述の通り保持されており、両者
は良好な電気的接触を保つようになっている。また、基
板バイアス電圧印加機構42と同様、給電ライン上には
必要に応じてコンデンサが配置される。
Next, the shield bias voltage applying mechanism 51, which is one of the other features of the apparatus of this embodiment, will be described. The shield bias voltage applying mechanism 51 of the present embodiment
Is a matching device for shield 511 and a matching device for shield 51
1 and a shield high frequency power source 512 for generating a predetermined high frequency power to be applied to the deposition shield 5 via That is, the shield bias voltage applying mechanism 51 of the present embodiment employs a mechanism for generating a “bias voltage due to interaction between plasma and high frequency waves” similarly to the substrate bias voltage applying mechanism 42. In addition, the power feeding line from the matching device for shield 511 is the sheet holding member 52.
Connected to. The shield sheet 53 is held by the sheet holder 52 as described above, and both of them keep good electrical contact. Further, similarly to the substrate bias voltage applying mechanism 42, a capacitor is arranged on the power supply line as needed.

【0023】次に、上記構成に係る本実施例のプラズマ
気相成長装置の動作について説明する。まず、真空容器
1に設けられた不図示のゲートバルブを通して基板40
を真空容器1内に搬入し、基板ホルダー4上に載置す
る。ゲートバルブを閉じて排気系11を作動させ、真空
容器1内を例えば5mTorr程度まで排気する。次
に、ガス導入機構2を動作させ、所定のガスを所定の流
量で真空容器1内に導入する。この際、ガスは、配管2
11,221から輸送管24を経由してガス導入体21
2,222に供給され、ガス導入体212,222のガ
ス吹き出し口25から内側に吹き出すようにして真空容
器1内に導入される。導入されたガスは真空容器1内を
拡散してベルジャー12内に達する。
Next, the operation of the plasma vapor deposition apparatus of the present embodiment having the above-mentioned structure will be described. First, the substrate 40 is passed through a gate valve (not shown) provided in the vacuum container 1.
Are loaded into the vacuum container 1 and placed on the substrate holder 4. The gate valve is closed and the exhaust system 11 is operated to exhaust the inside of the vacuum container 1 to, for example, about 5 mTorr. Next, the gas introduction mechanism 2 is operated to introduce a predetermined gas into the vacuum container 1 at a predetermined flow rate. At this time, the gas is pipe 2
Gas introduction body 21 from 11, 221 via transport pipe 24
2, 222, and is introduced into the vacuum container 1 so as to be blown inward from the gas outlets 25 of the gas introduction bodies 212, 222. The introduced gas diffuses in the vacuum container 1 and reaches the bell jar 12.

【0024】この状態で、電力供給機構3を作動させ、
高周波電源33から整合器32を介して高周波コイル3
1に13.56MHz2500W程度の高周波電力を印
加する。同時に、基板バイアス電圧印加機構4242及
びシールドバイアス電圧印加機構51も動作し、基板4
0及び防着シールド5に所定のバイアス電圧がそれぞれ
印加される。電力供給機構3が供給した高周波電力は、
高周波コイル31を介してベルジャー12内に導入さ
れ、ベルジャー12内に存在するガスにエネルギーを与
えてプラズマを生成する。生成されたプラズマは、ベル
ジャー12から下方の基板40に向けて拡散する。プラ
ズマ中では、所定の生成物が生じ、この生成物が基板4
0に到達することにより所定の薄膜が作成される。例え
ば酸化硅素薄膜を作成する場合、第一のガス導入系21
によってモノシランガスを導入し、第二のガス導入系2
2によって酸素ガスを導入する。モノシラン/酸素のプ
ラズマによってモノシランが分解し、酸素と反応するこ
とによって酸化硅素薄膜が作成される。
In this state, the power supply mechanism 3 is operated,
High-frequency coil 3 from high-frequency power supply 33 through matching device 32
1 is applied with high frequency power of 13.56 MHz 2500 W. At the same time, the substrate bias voltage applying mechanism 4242 and the shield bias voltage applying mechanism 51 also operate, and the substrate 4
A predetermined bias voltage is applied to each of 0 and the deposition shield 5. The high frequency power supplied by the power supply mechanism 3 is
It is introduced into the bell jar 12 through the high frequency coil 31 and gives energy to the gas existing in the bell jar 12 to generate plasma. The generated plasma diffuses from the bell jar 12 toward the lower substrate 40. A predetermined product is generated in the plasma, and this product is generated on the substrate 4
A predetermined thin film is formed by reaching 0. For example, when forming a silicon oxide thin film, the first gas introduction system 21
The monosilane gas is introduced by the second gas introduction system 2
Oxygen gas is introduced by 2. The monosilane / oxygen plasma decomposes the monosilane and reacts with oxygen to form a silicon oxide thin film.

【0025】この際、基板バイアス電圧印加機構42が
与える基板バイアス電圧によって、基板40の表面には
プラズマ中の荷電粒子が衝突するようになっている。例
えば、前述したような孔又は溝への薄膜の作成を行う場
合には、基板用高周波電源422から13.56MHz
2400W程度の高周波電力を基板に印加するようにす
る。これによって、図4(b’)及び(c’)に示した
通り、空洞を形成することなく孔又は溝を薄膜で塞ぐこ
とが可能となる。
At this time, the charged particles in the plasma collide with the surface of the substrate 40 by the substrate bias voltage applied by the substrate bias voltage applying mechanism 42. For example, when a thin film is formed in the hole or groove as described above, the substrate high frequency power source 422 to 13.56 MHz
High frequency power of about 2400 W is applied to the substrate. As a result, as shown in FIGS. 4B 'and 4C', it becomes possible to close the hole or groove with a thin film without forming a cavity.

【0026】また一方、上述のように本実施例のプラズ
マ気相成長装置が動作している際、真空容器1内には防
着シールド5に対して薄膜堆積作用のある材料が浮遊し
ている。即ち、基板40の表面に付着して薄膜を形成す
る材料は同時に防着シールド5に付着して薄膜を堆積す
る可能性がある。また特に、上述のような基板バイアス
電圧印加機構42を動作させながら孔又は溝への薄膜作
成を行っている場合、孔又は溝の上縁に積もった膜がイ
オンによってスパッタされて真空容器1中に再放出され
て浮遊している。この浮遊する材料がシールドシート5
3の表面に付着して滞留し、その付着滞留が相当程度の
量及び時間に達すると、付着した材料はシールドシート
53の表面上で薄膜に成長する。しかしながら、上述の
ようにシールドバイアス電圧印加機構51が動作して防
着シールド5に所定のシールドバイアス電圧が印加され
ているため、上記シールドシート53の表面での薄膜の
成長が抑制される。即ち、シールドバイアス電圧が印加
するシールドバイアス電圧により防着シールド5とプラ
ズマとの間に所定の電界が形成され、シールドシート5
3の表面に堆積しつつある薄膜を、この電界により加速
されたプラズマ中のイオンがスパッタする。この結果、
薄膜の堆積が抑制される。
On the other hand, when the plasma vapor deposition apparatus of this embodiment is operating as described above, a material having a thin film deposition action on the deposition shield 5 floats inside the vacuum container 1. . That is, a material that adheres to the surface of the substrate 40 to form a thin film may simultaneously adhere to the deposition shield 5 and deposit a thin film. Further, in particular, when the thin film is formed in the hole or groove while operating the substrate bias voltage applying mechanism 42 as described above, the film deposited on the upper edge of the hole or groove is sputtered by the ions, and It is re-emitted to and floats. This floating material is the shield sheet 5
3 adheres to the surface of the No. 3 and stays, and when the amount of adhering and staying reaches a considerable amount and time, the attached material grows into a thin film on the surface of the shield sheet 53. However, since the shield bias voltage applying mechanism 51 operates and the predetermined shield bias voltage is applied to the deposition shield 5 as described above, the growth of the thin film on the surface of the shield sheet 53 is suppressed. That is, a predetermined electric field is formed between the deposition shield 5 and the plasma by the shield bias voltage applied by the shield bias voltage.
Ions in the plasma accelerated by this electric field sputter the thin film that is being deposited on the surface of No. 3. As a result,
Deposition of thin films is suppressed.

【0027】さらに特筆すべきことは、上述のようにシ
ールドバイアス電圧印加機構51を動作させると、シー
ルドシート53に堆積する薄膜は、プラズマ中のイオン
によってスパッタされ、再び真空容器1中に放出され
る。この再放出された材料の一部は、基板40の表面に
達して上記基板の表面への薄膜作成に寄与する。このた
め、シールドバイアス電圧印加機構51を動作させる
と、シールドシート53への薄膜堆積が抑制される他、
基板40の表面の成膜速度が向上するという重要な副次
的効果が得られる。
It should be further noted that when the shield bias voltage applying mechanism 51 is operated as described above, the thin film deposited on the shield sheet 53 is sputtered by the ions in the plasma and is again discharged into the vacuum container 1. It A part of this re-emitted material reaches the surface of the substrate 40 and contributes to the formation of a thin film on the surface of the substrate. Therefore, when the shield bias voltage applying mechanism 51 is operated, thin film deposition on the shield sheet 53 is suppressed,
An important side effect of improving the film formation rate on the surface of the substrate 40 is obtained.

【0028】尚、基板バイアス電圧印加機構42が基板
40に与える基板バイアス電圧は、シールドバイアス電
圧印加機構51が防着シールド5に与えるシールドバイ
アス電圧よりも小さい。これは、シールドバイアス電圧
5が薄膜堆積を完全に抑制するものであるのに対し、基
板バイアス電圧は、図4(b)に示すような孔又は溝4
01の上縁の角の部分に堆積する薄膜をスパッタして孔
又は溝401中への薄膜堆積を促進させるものであり、
基板4への薄膜堆積を完全に抑制するものではないから
である。
The substrate bias voltage applied to the substrate 40 by the substrate bias voltage applying mechanism 42 is smaller than the shield bias voltage applied to the deposition shield 5 by the shield bias voltage applying mechanism 51. This is because the shield bias voltage 5 completely suppresses the thin film deposition, while the substrate bias voltage does not correspond to the hole or groove 4 as shown in FIG.
The thin film deposited on the corner portion of the upper edge of 01 is sputtered to promote the thin film deposition in the hole or groove 401.
This is because the thin film deposition on the substrate 4 is not completely suppressed.

【0029】また、上記のようにシールドバイアス電圧
印加機構51を動作させても、非常に長い時間薄膜作成
処理を続けると、シールドシート53の表面にある程度
の薄膜が堆積するのが避けられない。この場合は、プラ
ズマエッチングを行って薄膜を除去するか、シールドシ
ート53を別のものに交換するようにする。
Even if the shield bias voltage applying mechanism 51 is operated as described above, if the thin film forming process is continued for a very long time, it is inevitable that a certain amount of thin film is deposited on the surface of the shield sheet 53. In this case, plasma etching is performed to remove the thin film, or the shield sheet 53 is replaced with another one.

【0030】プラズマエッチングを行う場合、ガス導入
機構2によって四フッ化炭素などのフッ素系のガスを真
空容器1内に導入し、前述と同様にプラズマを形成す
る。プラズマ中ではフッ素活性種が生成され、このフッ
素活性種がシールドシート53の表面に達して薄膜と反
応することによって薄膜がエッチング除去される。即
ち、フッ素活性種は、薄膜と反応して蒸気圧の高い化合
物を形成し、それが排気系によって排出されることで除
去される。尚、このプラズマエッチングの際、基板バイ
アス電圧印加機構42を動作させて基板バイアス電圧を
印加するようにしておくとさらに好適である。即ち、防
着シールド5から放出された材料が基板ホルダー4に付
着したとしても、基板バイアス電圧によって加速された
荷電粒子がこの付着物を弾き出し、基板ホルダー4上で
薄膜に成長するのを抑制する。
When plasma etching is performed, a fluorine-based gas such as carbon tetrafluoride is introduced into the vacuum chamber 1 by the gas introduction mechanism 2 to form plasma in the same manner as described above. Fluorine active species are generated in the plasma, and the fluorine active species reach the surface of the shield sheet 53 and react with the thin film, whereby the thin film is removed by etching. That is, the fluorine active species reacts with the thin film to form a compound having a high vapor pressure, which is removed by being discharged by the exhaust system. During the plasma etching, it is more preferable to operate the substrate bias voltage applying mechanism 42 to apply the substrate bias voltage. That is, even if the material released from the deposition shield 5 adheres to the substrate holder 4, it is possible to prevent the charged particles accelerated by the substrate bias voltage from ejecting the adhered substance and growing into a thin film on the substrate holder 4. .

【0031】また、シールドシート53を交換する場合
には、真空容器1の上側の部分を持ち上げて下側の部分
から分離し、古いシールドシート53をシート保持体5
2から取り外す。そして、新しいシールドシート53を
同様にシート保持体52にセットして保持させ、その後
真空容器1の上側部分を下側部分に気密に連結させるよ
うにする。
When replacing the shield sheet 53, the upper part of the vacuum vessel 1 is lifted and separated from the lower part, and the old shield sheet 53 is replaced with the sheet holder 5.
Remove from 2. Then, a new shield sheet 53 is similarly set and held on the sheet holder 52, and thereafter, the upper portion of the vacuum container 1 is airtightly connected to the lower portion.

【0032】次に、本実施例のプラズマ気相成長装置の
効果を確認した実験の結果について説明する。表1及び
表2は、本実施例のプラズマ気相成長装置の効果を確認
した実験の結果を示したものである。この実験の条件に
ついて説明すると、導入したガスはモノシラン100s
ccmで酸素300sccmである。尚、sccmと
は、standard cubic centimet
er per minuteの略であり、0℃一気圧で
毎分に流れるガスの量(体積)で表したものである。ま
た、電力供給機構3が与える高周波は13.56MHz
2.5kW、基板バイアス電圧印加機構42が与える高
周波は13.56Hz2.5kW、シールドバイアス電
圧印加機構51が与える高周波は400kHz2kWと
した。
Next, the results of an experiment confirming the effects of the plasma vapor phase growth apparatus of this embodiment will be described. Tables 1 and 2 show the results of an experiment confirming the effect of the plasma vapor phase growth apparatus of this example. Explaining the conditions of this experiment, the introduced gas was monosilane 100s.
The oxygen is 300 sccm in ccm. The sccm is a standard cubic centimeter.
It is an abbreviation for er per minute, and is represented by the amount (volume) of gas flowing at 0 ° C. and 1 atmosphere per minute. The high frequency provided by the power supply mechanism 3 is 13.56 MHz.
The high frequency applied by the substrate bias voltage applying mechanism 42 was 2.5 kW, and the high frequency applied by the shield bias voltage applying mechanism 51 was 400 kHz, 2 kW.

【0033】また、この条件で25枚の基板を連続処理
した後、防着シールド5に堆積した薄膜を除去するた
め、ガス導入機構2によって四フッ化炭素ガスを200
sccm、酸素ガスを100sccm導入し、電力供給
機構3によって2kWの高周波を供給してプラズマエッ
チングを行った。尚、この際、防着シールド5には2.
5kWの高周波を印加した。また、プラズマエッチング
が終了する時点が、防着シールド5のインピーダンスの
変化などを検出することにより測定された。即ち、防着
シールド5に堆積した薄膜が完全に除去されると、高周
波回路の負荷としての防着シールド5のインピーダンス
などが処理開始前の元の状態に戻るので、この時点を検
出して薄膜除去終了とすることができる。
Further, after continuously treating 25 substrates under these conditions, in order to remove the thin film deposited on the deposition shield 5, the gas introduction mechanism 2 was used to add 200 carbon tetrafluoride gas.
Sccm and oxygen gas of 100 sccm were introduced, and high frequency of 2 kW was supplied by the power supply mechanism 3 to perform plasma etching. At this time, the deposition shield 5 has a 2.
A high frequency of 5 kW was applied. Further, the time point when the plasma etching was completed was measured by detecting a change in impedance of the deposition shield 5. That is, when the thin film deposited on the deposition shield 5 is completely removed, the impedance of the deposition shield 5 as the load of the high-frequency circuit returns to the original state before the start of the process. The removal can be ended.

【0034】[0034]

【表1】 まず、表1に示す通り、上記条件による酸化硅素薄膜の
作成において、防着シールド5にシールドバイアス電圧
を印加した場合の基板上の成膜速度は525nm/分で
あり、印加しない場合の480nm/分に比べると、成
膜速度が約10%向上していた。また、プラズマエッチ
ングが終了するまでの時間は、基板上への薄膜作成時に
シールドバイアス電圧を印加していた場合には30分で
済むが、印加していなかった場合には45分の時間を要
した。このことは、上記シールドバイアス電圧の印加に
よって防着シールド5への薄膜堆積を2/3に抑制でき
ることを意味している。
[Table 1] First, as shown in Table 1, in forming a silicon oxide thin film under the above conditions, the deposition rate on the substrate when the shield bias voltage was applied to the deposition shield 5 was 525 nm / min, and when it was not applied, it was 480 nm / min. The film formation rate was improved by about 10% as compared with the above. Further, the time until the plasma etching is completed is 30 minutes when the shield bias voltage is applied when the thin film is formed on the substrate, but it takes 45 minutes when the shield bias voltage is not applied. did. This means that the thin film deposition on the deposition shield 5 can be suppressed to 2/3 by applying the shield bias voltage.

【0035】また、基板を25枚処理するごとに上記プ
ラズマエッチングによる薄膜除去を行い、計1850枚
の基板を処理した後の基板へのパーティクルの付着状況
を測定した。即ち、1850枚めの基板の処理の後、上
述のようなプラズマエッチングによる薄膜除去を行い、
その後新たな基板を真空容器1に搬入して処理を行っ
た。そして、その処理の後、その基板の表面に付着して
いたパーティクルの数をレーザー光散乱法で測定した。
表2にレーザー光散乱法による散乱断面積0.28μm
2 以上のパーティクルの測定結果を示す。
Further, the thin film was removed by the above plasma etching every time 25 substrates were processed, and the adhesion state of particles to the substrates after processing 1850 substrates in total was measured. That is, after processing the 1850th substrate, thin film removal by plasma etching as described above is performed,
After that, a new substrate was loaded into the vacuum container 1 and processed. Then, after the treatment, the number of particles attached to the surface of the substrate was measured by a laser light scattering method.
Table 2 shows the scattering cross section by laser light scattering method 0.28 μm
The measurement results of two or more particles are shown.

【0036】[0036]

【表2】 表2に示す通り、シールドバイアス電圧を印加しないで
薄膜作成を行った場合には、目視観察でも防着シールド
5に堆積した酸化硅素薄膜が剥離していることがわか
り、パーティクルの数も1000個以上と多いことがわ
かった。一方、シールドバイアス電圧を印加しないで薄
膜作成を行った場合には、パーティクルが20個以下に
激減していた。尚、基板バイアス電圧を印加した場合に
は、同様に20個以下であった。これは、プラズマエッ
チングによる薄膜除去の際に、防着シールド5から飛来
して基板ホルダー4に付着する材料も同時に除去するこ
とで、パーティクルの原因となる薄膜堆積を基板ホルダ
ー4も含めて完全に除去できた効果である。
[Table 2] As shown in Table 2, when the thin film was formed without applying the shield bias voltage, it was found by visual observation that the silicon oxide thin film deposited on the deposition shield 5 was peeled off, and the number of particles was 1,000. It turns out that there are many above. On the other hand, when the thin film was formed without applying the shield bias voltage, the number of particles was drastically reduced to 20 or less. When the substrate bias voltage was applied, the number was 20 or less as well. This is because when the thin film is removed by plasma etching, the material that has come out of the deposition shield 5 and adheres to the substrate holder 4 is also removed at the same time, so that the thin film deposition that causes particles is completely included in the substrate holder 4 as well. This is the effect that could be removed.

【0037】また、基板ホルダー4に基板バイアス電圧
を印加した場合としない場合では、基板ホルダー4に付
着した酸化膜の表面状態が異なることが観察できた。印
加しない場合、表面は白濁して粉状の様子を呈すのに対
し、印加した場合には無色透明で、その後も継続してパ
ーティクル発生の心配なく基板を処理できることが推定
された。また、プラズマエッチングによる薄膜除去の際
に防着シールド5にシールドバイアス電圧を印加しない
場合には、四フッ化炭素ガス/酸素ガスの流量を400
sccm/200sccmと増加させても、24時間プ
ラズマエッチングによる薄膜除去を継続しても、防着シ
ールド5上の薄膜は除去できず、極めてエッチング速度
が小さいことがわかった。このことから、薄膜の堆積し
た部分にバイアス電圧を印加することが、堆積薄膜のエ
ッチング除去に要する時間の短縮に非常に有効であるこ
とが確認された。
It was also observed that the surface state of the oxide film attached to the substrate holder 4 was different when the substrate bias voltage was applied to the substrate holder 4 and when it was not applied. It was presumed that the surface was opaque and powdery when not applied, whereas it was colorless and transparent when applied, and that the substrate could be continuously processed without fear of particle generation thereafter. When the shield bias voltage is not applied to the deposition shield 5 when the thin film is removed by plasma etching, the flow rate of the carbon tetrafluoride gas / oxygen gas is 400.
It was found that even if the film thickness was increased to sccm / 200 sccm or the thin film removal by plasma etching was continued for 24 hours, the thin film on the deposition shield 5 could not be removed and the etching rate was extremely low. From this, it was confirmed that applying a bias voltage to the deposited portion of the thin film is very effective in shortening the time required to remove the deposited thin film by etching.

【0038】上記実施例の説明において、基板バイアス
電圧及びシールドバイアス電圧は、「プラズマと高周波
との相互作用」により印加されるとして説明したが、堆
積又は作成する薄膜が導電体である場合には、直流電源
によってもこれらを印加することが可能である。但し、
高周波電源によってこれらを印加する方が、薄膜材料等
の点で受ける制約が少なくなるので、汎用性の意味から
好適である。
In the description of the above embodiments, the substrate bias voltage and the shield bias voltage are explained as being applied by "interaction between plasma and high frequency", but when the thin film to be deposited or formed is a conductor. It is also possible to apply these by a DC power supply. However,
It is preferable to apply these by a high-frequency power source from the viewpoint of versatility, since there are less restrictions on the thin film material and the like.

【0039】また上述した実施例のプラズマ気相成長装
置は、ヘリコン波プラズマを利用するように構成を変更
することができる。ヘリコン波プラズマは、強い磁場を
加えるとプラズマ振動数より低い周波数の電磁波が減衰
せずにプラズマ中を伝搬することを利用するものであ
り、高密度プラズマを低圧で生成できる技術として最近
注目されているものである。プラズマ中の電磁波の伝搬
方向と磁場の方向とが平行のとき、電磁波はある定まっ
た方向の円偏光となり螺旋状に進行する。このことから
ヘリコン波プラズマと呼ばれている。ヘリコン波プラズ
マを形成する場合には、一本の棒状の部材を曲げて上下
二段の丸いループ状に形成したループ状アンテナを図1
の高周波コイル31に代えてベルジャー11の外側を取
り囲むようにして配置し、その外側にヘリコン波用磁場
設定手段としての直流の電磁石をベルジャー12と同心
上に配置する。整合器22を介して高周波電源23から
13.56MHzの高周波をベルジャー12内に供給す
ると、磁場の作用によって上記ヘリコン波プラズマが形
成される。
Further, the plasma vapor phase growth apparatus of the above-mentioned embodiment can be modified in structure so as to utilize helicon wave plasma. The helicon wave plasma utilizes the fact that an electromagnetic wave with a frequency lower than the plasma frequency propagates in the plasma without being attenuated when a strong magnetic field is applied, and has recently attracted attention as a technology that can generate high-density plasma at low pressure. There is something. When the propagation direction of the electromagnetic wave in the plasma and the direction of the magnetic field are parallel, the electromagnetic wave becomes circularly polarized light in a certain fixed direction and travels spirally. For this reason, it is called helicon wave plasma. In the case of forming a helicon wave plasma, a loop-shaped antenna formed by bending a single rod-shaped member into two round upper and lower loops is shown in FIG.
Instead of the high frequency coil 31, the bell jar 11 is arranged so as to surround the outside thereof, and a DC electromagnet as a helicon wave magnetic field setting means is arranged concentrically with the bell jar 12 outside the bell jar 11. When a high frequency of 13.56 MHz is supplied to the bell jar 12 from the high frequency power supply 23 via the matching unit 22, the helicon wave plasma is formed by the action of the magnetic field.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本願の請求項1の
発明によれば、真空容器の内面への材料の付着が防止さ
れ、薄膜剥離によって生ずる塵埃の発生を効果的に抑制
することが可能となる。また、防着シールドにシールド
バイアス電圧が印加されるため、防着シールドに付着し
た材料が再放出されて基板上の薄膜作成に寄与する結
果、基板への成膜速度も向上する。また尚、防着シール
ドが真空容器に対して絶縁されている結果、真空容器に
シールドバイアス電圧が印加されることがなく、この点
で安全である。また、請求項2の発明によれば、上記請
求項1の効果に加え、プラズマと高周波との相互作用に
よりシールドバイアス電圧が印加されるので、薄膜材料
の点で制約が少なく、汎用性が高いというメリットがあ
る。また、請求項3の発明によれば、基板バイアス電圧
印加機構を有するので、基板の表面に荷電粒子を衝突さ
せながら薄膜作成等を行うことができる。また、請求項
4の発明によれば、上記請求項2又は3の効果に加え、
基板表面に形成された孔又は溝を薄膜堆積によって塞ぐ
際に、薄膜中に空洞が形成されることがないという効果
が得られる。また、請求項5の発明によれば、上記請求
項1,2,3又は4の効果に加え、防着シールドの交換
によって塵埃の発生を未然に防止することができ、この
点でさらに好適である。また、請求項6の発明によれ
ば、上記請求項1,2,3,4又は5の効果に加え、防
着シールドの温度が最適な値に調節されるので、防着シ
ールドを薄膜堆積しない温度にしたり、また逆に薄膜堆
積したとしても剥離しない温度にしたりすることが可能
となる。また、請求項7の発明によれば、上記請求項
1,2,3,4,5又は6の効果に加え、防着シールド
と真空容器との間の空間での放電が抑制されるので、放
電による部材の損傷やスパッタによる異物の放出等を防
ぐことができる。またさらに、請求項8の発明によれ
ば、防着シールドのエッチングによる薄膜除去の際にシ
ールドバイアス電圧が印加されるので、エッチングの効
率が向上し、薄膜除去完了までの時間を短縮することが
できる。さらに、請求項9の発明によれば、請求項8と
同様、防着シールドのエッチングによる薄膜除去の際に
シールドバイアス電圧が印加されるので、エッチングの
効率が向上し、薄膜除去完了までの時間を短縮すること
ができる。またこの際、エッチングされて防着シールド
から放出された材料が基板ホルダーに再付着して薄膜堆
積するのが抑制されるため、さらに好適な良質な薄膜作
成に寄与することができる。
As described above, according to the invention of claim 1 of the present application, the adhesion of the material to the inner surface of the vacuum container is prevented, and the generation of dust caused by the thin film peeling can be effectively suppressed. It will be possible. Further, since the shield bias voltage is applied to the deposition shield, the material adhering to the deposition shield is released again and contributes to the formation of a thin film on the substrate. As a result, the deposition rate on the substrate is also improved. Furthermore, as a result of the deposition shield being insulated from the vacuum container, no shield bias voltage is applied to the vacuum container, which is safe in this respect. According to the invention of claim 2, in addition to the effect of claim 1, a shield bias voltage is applied by interaction between plasma and high frequency, so that there are few restrictions in terms of thin film material and high versatility. There is an advantage. According to the third aspect of the present invention, since the substrate bias voltage applying mechanism is provided, it is possible to form a thin film while causing charged particles to collide with the surface of the substrate. According to the invention of claim 4, in addition to the effect of claim 2 or 3,
When closing the holes or grooves formed on the substrate surface by thin film deposition, it is possible to obtain the effect that no cavity is formed in the thin film. Further, according to the invention of claim 5, in addition to the effect of claim 1, 2, 3 or 4, generation of dust can be prevented by exchanging the deposition shield, which is more preferable in this respect. is there. According to the invention of claim 6, in addition to the effect of claim 1, 2, 3, 4 or 5, the temperature of the deposition shield is adjusted to an optimum value, so that the deposition shield is not deposited in a thin film. It is possible to set the temperature to the temperature or, conversely, to the temperature at which the thin film is not separated even if it is deposited. According to the invention of claim 7, in addition to the effect of claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6, the discharge in the space between the deposition shield and the vacuum container is suppressed, It is possible to prevent damage to members due to electric discharge and release of foreign matter due to sputtering. Furthermore, according to the invention of claim 8, since the shield bias voltage is applied when removing the thin film by etching the deposition shield, the efficiency of etching is improved and the time until completion of thin film removal can be shortened. it can. Further, according to the invention of claim 9, the shield bias voltage is applied at the time of thin film removal by etching of the deposition shield as in the case of the eighth aspect, so that the etching efficiency is improved and the time until completion of thin film removal is improved. Can be shortened. Further, at this time, it is possible to suppress the material that is etched and released from the deposition shield from re-adhering to the substrate holder and depositing a thin film, which can contribute to the production of a further preferable high-quality thin film.

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

【図1】本願発明の実施例のプラズマ気相成長装置の概
略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a plasma vapor deposition apparatus of an embodiment of the present invention.

【図2】図1のガス導入体212,222の構成を説明
する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of gas introduction bodies 212 and 222 in FIG.

【図3】従来のプラズマ気相成長装置の一例の概略図で
ある。
FIG. 3 is a schematic view of an example of a conventional plasma vapor deposition apparatus.

【図4】基板の表面に形成された孔又は溝を薄膜で塞ぐ
ようにする薄膜作成の例の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of forming a thin film in which a hole or a groove formed on the surface of a substrate is closed with a thin film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空容器 11 排気系 2 ガス導入機構 3 電力供給機構 4 基板ホルダー 42 基板バイアス電圧印加機構 5 防着シールド 51 シールドバイアス電圧印加機構 52 シート保持体 53 シールドシート 54 温度調節機構 55 放電防止部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum container 11 Exhaust system 2 Gas introduction mechanism 3 Electric power supply mechanism 4 Substrate holder 42 Substrate bias voltage application mechanism 5 Adhesion shield 51 Shield bias voltage application mechanism 52 Sheet holder 53 Shield sheet 54 Temperature control mechanism 55 Discharge prevention member

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年9月20日[Submission date] September 20, 1995

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0003[Name of item to be corrected] 0003

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0003】図3は、従来のプラズマ気相成長装置の一
例の概略図である。図3に示すプラズマ気相成長装置
は、排気系11を備えた真空容器1と、真空容器1内に
所定のガスを導入するガス導入機構2と、導入されたガ
スにエネルギーを与えてプラズマを形成するための電力
供給機構3と、薄膜作成を行う基板40を載置するため
の基板ホルダー4などから主に構成されている。図3の
装置では、不図示のゲートバルブを通して基板40を真
空容器1内に搬入して基板ホルダー4上に載置する。排
気系11によって真空容器1内を排気した後、ガス導入
機構2によって所定のガスを導入する。次に、電力供給
機構3によって高周波電力等のエネルギーを真空容器1
内のガスに印加し、プラズマを形成する。そして、プラ
ズマによって生ずる気相反応によって基板の表面に所定
の薄膜が堆積する。例えば、ガス導入機構2によってシ
ランガスと酸素ガスを導入すれば、プラズマによって分
解反応等を生じ、酸化硅素の薄膜を基板40の表面に作
成される。
FIG. 3 is a schematic view of an example of a conventional plasma vapor deposition apparatus. The plasma vapor deposition apparatus shown in FIG. 3 includes a vacuum container 1 equipped with an exhaust system 11, a gas introduction mechanism 2 for introducing a predetermined gas into the vacuum container 1, and energy is supplied to the introduced gas to generate plasma. It is mainly configured by a power supply mechanism 3 for forming, a substrate holder 4 for mounting a substrate 40 for forming a thin film, and the like. In the apparatus of FIG. 3, the substrate 40 is loaded into the vacuum container 1 through a gate valve (not shown) and placed on the substrate holder 4. After exhausting the inside of the vacuum container 1 by the exhaust system 11, introducing gas
A predetermined gas is introduced by the mechanism 2 . Next, the power supply mechanism 3 supplies energy such as high frequency power to the vacuum container 1.
A gas is applied to form a plasma. Then, a predetermined thin film is deposited on the surface of the substrate by the gas phase reaction generated by the plasma. For example, when a silane gas and an oxygen gas are introduced by the gas introduction mechanism 2 , a decomposition reaction or the like is caused by plasma, and a thin film of silicon oxide is formed on the surface of the substrate 40.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0005[Name of item to be corrected] 0005

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0005】プラズマと基板40との間に電界を設定す
るには、プラズマ電位(≒0)に対して基板40の表面
が所定の電位になるようバイアス電圧(以下、基板バイ
アス電圧)を印加する。この基板バイアス電圧は、通
常、プラズマと高周波との相互作用によって印加され
る。即ち、図3に示すように、基板ホルダー4に基板用
高周波電源422を接続し、基板ホルダー4を通して基
板40に高周波電力を印加する。印加された高周波の正
の半周期においてはプラズマ中の電子が基板40の表面
に素早く捕集されるが、負の半周期においては、モビリ
ティの小さいイオンはゆっくりと捕集される。このよう
なモビリティの差によって基板40の表面には電子が集
まり負のバイアス電圧が印加されたのと同じ状態にな
る。この結果、プラズマとの間に電界が設定されるので
ある。
To set an electric field between the plasma and the substrate 40, a bias voltage (hereinafter referred to as a substrate bias voltage) is applied so that the surface of the substrate 40 has a predetermined potential with respect to the plasma potential (≈0). . This substrate bias voltage is usually applied by the interaction of plasma and radio frequency. That is, as shown in FIG. 3, the substrate high frequency power supply 422 is connected to the substrate holder 4, and the high frequency power is applied to the substrate 40 through the substrate holder 4. In the positive half cycle of the applied high frequency, the electrons in the plasma are quickly collected on the surface of the substrate 40 , but in the negative half cycle, the ions with low mobility are slowly collected. Due to such a difference in mobility, electrons are gathered on the surface of the substrate 40 and the same state as when a negative bias voltage is applied is obtained. As a result, an electric field is established between the plasma and the plasma.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0006[Correction target item name] 0006

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0006】上記のような基板バイアス電圧の印加は、
最近では、基板40の表面に形成された孔又は溝を薄膜
で塞ぐようにする薄膜作成の場合にも行われている。図
4は、基板の表面に形成された孔又は溝を薄膜で塞ぐよ
うにする薄膜作成の例の説明図である。図4(a)に示
すように、基板40の表面には例えば金属からなる薄膜
のパターン400が配線として形成されており、このパ
ターン400の形状にしたがって孔又は溝401が存在
している。このパターン400の上層にさらに別のパタ
ーンを形成する場合には、パターン400を絶縁膜40
2で覆って層間を絶縁する。
Application of the substrate bias voltage as described above
Recently, a thin film is formed so that a hole or a groove formed on the surface of the substrate 40 is closed with a thin film. FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of thin film formation in which holes or grooves formed on the surface of a substrate are closed with a thin film. As shown in FIG. 4A, a thin film pattern 400 made of, for example, metal is formed as wiring on the surface of the substrate 40, and holes or grooves 401 are present according to the shape of the pattern 400. Another pattern on the upper layer of this pattern 400
When forming a pattern, the pattern 400 is formed on the insulating film 40.
2 to insulate the layers.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0007[Correction target item name] 0007

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0007】この場合、上記基板バイアス電圧を印加し
ないで通常の薄膜作成を行うと、薄膜の材料となる粒子
は孔又は溝401の底に達しづらくパターン400の上
面に集まり易いので、図4(b)のようにパターン40
0の上面から孔又は満401の上縁にかけて丸く膨らむ
ようにして薄膜が成長する。この結果、図4(c)のよ
うに、孔又は溝401が薄膜で塞がれたとしても、薄膜
中にポイドと呼ばれる空洞403が形成されてしまう。
このような空洞403が形成されると、空洞403中に
侵入するかもしくは存在する水分などによって金属配線
であるパターン400間の絶縁耐圧が著しく劣化し、集
積回路を短絡させる重大な故障の原因となる。
In this case, when a normal thin film is formed without applying the substrate bias voltage, particles used as a material of the thin film are hard to reach the bottom of the hole or groove 401 and easily gather on the upper surface of the pattern 400. pattern 40 as in b)
The thin film grows so as to bulge in a round shape from the upper surface of 0 to the upper edge of the hole or the full 401. As a result, as shown in FIG. 4C, even if the hole or groove 401 is closed with a thin film, a cavity 403 called a void is formed in the thin film.
When such a cavity 403 is formed, the withstand voltage between the patterns 400, which are metal wirings, is significantly deteriorated due to moisture or the like entering the cavity 403, which may cause a serious failure that short-circuits the integrated circuit. Become.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0018[Correction target item name] 0018

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0018】本実施例の装置の大きな特徴点の一つであ
る防着シールド5は、真空容器1に対して絶縁された状
態で取り付けられたシート保持体52と、シート保持体
52の前面に保持されたシールドシート53とから主に
構成されている。シート保持体52は、ほぼ円筒状の部
材であり、図1に示すように上にいくに従って徐々に内
径が小さくなる形状になっている。シート保持体52の
内面の曲面となっている部分は、基板ホルダー4上の
板40の中心点に対してほぼ球面を形成するよう構成さ
れている。
The deposition shield 5, which is one of the major features of the apparatus of this embodiment, is a sheet holder 52 attached to the vacuum container 1 in an insulated state, and a front surface of the sheet holder 52. It is mainly configured by the held shield sheet 53. The sheet holder 52 is a substantially cylindrical member, and has a shape in which the inner diameter gradually decreases as it goes upward as shown in FIG. The curved portion of the inner surface of the sheet holder 52 is the base on the substrate holder 4.
It is configured to form a substantially spherical surface with respect to the center point of the plate 40 .

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0019[Correction target item name] 0019

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0019】シート保持体52の上端部分は、真空容器
11の上壁部分の付近にまで達しており、図からは明か
でないが、その上縁はベルジャー12の下端に対して接
触した状態となっている。また、シート保持体52の下
端部分は、基板ホルダー4の外側を取り囲むように位置
し、その下縁は基板ホルダー4の上面よりも僅かに低い
位置になっている。シート保持体52は、上端部分と下
端部分がそれぞれ内側に折れ曲がっており、この折れ曲
がった部分に挟み込まれるようにしてシールドシート5
3が配置されている。シールドシート53は、純アルニ
ミウム等の材質で形成された厚さ3mm程度の薄いシー
トである。
The upper end portion of the sheet holding body 52 reaches up to the vicinity of the upper wall portion of the vacuum container 11, and although not apparent from the figure, its upper edge is in contact with the lower end of the bell jar 12. ing. Further, the lower end portion of the sheet holder 52 is positioned so as to surround the outside of the substrate holder 4, and the lower edge thereof is located slightly lower than the upper surface of the substrate holder 4. Sheet holding member 52 has an upper end portion and lower end portion being bent inwardly, respectively, shielding sheet 5 so as to be sandwiched the bent portion
3 are arranged. The shield sheet 53 is a thin sheet made of a material such as pure aluminum and having a thickness of about 3 mm.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0036[Correction target item name] 0036

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0036】[0036]

【表2】 表2に示す通り、シールドバイアス電圧を印加しないで
薄膜作成を行った場合には、目視観察でも防着シールド
5に堆積した酸化硅素薄膜が剥離していることがわか
り、パーティクルの数も1000個以上と多いことがわ
かった。一方、シールドバイアス電圧を印加して薄膜作
成を行った場合には、パーティクルが20個以下に激減
していた。尚、基板バイアス電圧を印加した場合には、
同様に20個以下であった。これは、プラズマエッチン
グによる薄膜除去の際に、防着シールド5から飛来して
基板ホルダー4に付着する材料も同時に除去すること
で、パーティクルの原因となる薄膜堆積を基板ホルダー
4も含めて完全に除去できた効果である。
[Table 2] As shown in Table 2, when the thin film was formed without applying the shield bias voltage, it was found by visual observation that the silicon oxide thin film deposited on the deposition shield 5 was peeled off, and the number of particles was 1,000. It turns out that there are many above. On the other hand, when a thin film was formed by applying a shield bias voltage, the number of particles was drastically reduced to 20 or less. When a substrate bias voltage is applied,
Similarly, the number was 20 or less. This is because when the thin film is removed by plasma etching, the material that has come out of the deposition shield 5 and adheres to the substrate holder 4 is also removed at the same time, so that the thin film deposition that causes particles is completely included in the substrate holder 4 as well. This is the effect that could be removed.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気系を備えた真空容器と、真空容器内
に所定のガスを導入するガス導入機構と、導入されたガ
スにエネルギーを与えてプラズマを形成するための電力
供給機構とを具備し、プラズマによって生じる気相反応
を利用して基板の表面に所定の薄膜を作成するプラズマ
気相成長装置において、 真空容器の内面を覆うようにして真空容器に対して絶縁
された状態で配置され、真空容器内に浮遊する材料の真
空容器の内面への付着を防止して当該内面への薄膜の堆
積を防止する防着シールドと、この防着シールドとプラ
ズマとの間に電界を設定して防着シールドにプラズマ中
の荷電粒子を衝突させるためのシールドバイアス電圧を
印加するシールドバイアス電圧印加機構とを有すること
を特徴とするプラズマ気相成長装置。
1. A vacuum container having an exhaust system, a gas introduction mechanism for introducing a predetermined gas into the vacuum container, and a power supply mechanism for applying energy to the introduced gas to form plasma. Then, in a plasma vapor phase growth apparatus that creates a predetermined thin film on the surface of the substrate using the gas phase reaction generated by plasma, it is placed so as to cover the inner surface of the vacuum vessel and insulated from the vacuum vessel. , A deposition shield that prevents the material floating in the vacuum vessel from adhering to the inner surface of the vacuum vessel to prevent the deposition of a thin film on the inner surface, and an electric field is set between the deposition shield and the plasma. And a shield bias voltage application mechanism for applying a shield bias voltage for causing charged particles in plasma to collide with the deposition shield.
【請求項2】 前記シールドバイアス電圧印加機構は、
プラズマとの相互作用によりシールドバイアス電圧が印
加されるようにする高周波電源を含んでいることを特徴
とする請求項1記載のプラズマ気相成長装置。
2. The shield bias voltage applying mechanism comprises:
2. The plasma vapor phase growth apparatus according to claim 1, further comprising a high frequency power source that applies a shield bias voltage by interaction with plasma.
【請求項3】 前記基板に所定の電圧を印加してプラズ
マ中の荷電粒子を基板の表面に衝突させるための基板バ
イアス電圧を印加する基板バイアス電圧印加機構を有す
ることを特徴とする請求項1又は2記載のプラズマ気相
成長装置。
3. A substrate bias voltage application mechanism for applying a predetermined voltage to the substrate to apply a substrate bias voltage for causing charged particles in plasma to collide with the surface of the substrate. Or the plasma vapor phase growth apparatus according to 2.
【請求項4】 前記基板バイアス電圧印加機構は、基板
の表面に形成された孔又は溝の角部をエッチングしなが
ら当該孔又溝が薄膜堆積によって塞がれるよう基板バイ
アス電圧を印加するものであることを特徴とする請求項
2又は3記載のプラズマ気相成長装置。
4. The substrate bias voltage applying mechanism applies a substrate bias voltage so that the hole or groove formed in the surface of the substrate is etched while the hole or groove is blocked by thin film deposition. The plasma vapor phase growth apparatus according to claim 2 or 3, wherein
【請求項5】 前記防着シールドは、交換可能に設けら
れていることを特徴とする請求項1,2,3又は4記載
のプラズマ気相成長装置。
5. The plasma vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein the deposition shield is provided so as to be replaceable.
【請求項6】 前記防着シールドの温度を制御する温度
調節機構が設けられていることを特徴とする請求項1,
2,3,4又は5記載のプラズマ気相成長装置。
6. A temperature adjusting mechanism for controlling the temperature of the deposition shield is provided.
The plasma vapor phase growth apparatus according to 2, 3, 4 or 5.
【請求項7】 前記防着シールドと前記真空容器の内面
との間の空間には、当該空間での放電を防止する放電防
止部材が配設されていることを特徴とする請求項1,
2,3,4,5又は6記載のプラズマ気相成長装置。
7. A discharge prevention member for preventing discharge in the space is provided in the space between the deposition shield and the inner surface of the vacuum container.
The plasma vapor phase growth apparatus according to 2, 3, 4, 5 or 6.
【請求項8】 請求項1,2,3,4,5,6又は7記
載のプラズマ気相成長装置の前記防着シールドに堆積し
た薄膜を除去する薄膜除去方法において、前記ガス導入
機構によって所定のガスを導入し、導入されたガスに前
記電力供給機構によってエネルギーを与えてプラズマを
形成し、そのプラズマ中で生成された材料によって前記
防着シールドに堆積した薄膜をエッチングして除去する
とともに、このエッチング除去の際に、前記シールドバ
イアス電圧印加機構によって防着シールドに所定のシー
ルドバイアス電圧を印加することを特徴とする防着シー
ルドの薄膜除去方法。
8. A thin film removing method for removing a thin film deposited on the deposition shield of the plasma vapor deposition apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, wherein the gas introduction mechanism is used Gas is introduced, energy is applied to the introduced gas by the power supply mechanism to form plasma, and the thin film deposited on the deposition shield is etched and removed by the material generated in the plasma, A method of removing a thin film of an adhesion-preventing shield, characterized in that a predetermined shield bias voltage is applied to the adhesion-preventing shield by the shield bias voltage applying mechanism during the etching removal.
【請求項9】 請求項3又は4記載のプラズマ気相成長
装置の前記防着シールドに堆積した薄膜を除去する薄膜
除去方法において、前記ガス導入機構によって所定のガ
スを導入し、導入されたガスに前記電力供給機構によっ
てエネルギーを与えてプラズマを形成し、そのプラズマ
中で生成された材料によって前記防着シールドに堆積し
た薄膜をエッチングして除去するとともに、このエッチ
ング除去の際に、前記シールドバイアス電圧印加機構に
よって防着シールドに所定のシールドバイアス電圧を印
加し、さらに、前記基板バイアス電圧印加機構は、基板
が載置された基板ホルダーに基板バイアス電圧を印加す
るものであり、前記シールドバイアス電圧印加機構とと
もにこの基板バイアス電圧印加機構を動作させ、基板ホ
ルダーに基板バイアス電圧を印加させながら行うことを
特徴とする防着シールドの薄膜除去方法。
9. A thin film removing method for removing a thin film deposited on the deposition shield of the plasma vapor deposition apparatus according to claim 3, wherein a predetermined gas is introduced by the gas introducing mechanism, and the introduced gas is introduced. Energy is applied by the power supply mechanism to form plasma, and the thin film deposited on the deposition shield is removed by etching by the material generated in the plasma, and at the time of this etching removal, the shield bias is applied. A predetermined shield bias voltage is applied to the deposition shield by a voltage applying mechanism, and the substrate bias voltage applying mechanism applies a substrate bias voltage to a substrate holder on which a substrate is placed. This substrate bias voltage application mechanism is operated together with the application mechanism to attach the substrate via to the substrate holder. A method for removing a thin film of an adhesion-preventing shield, which is carried out while applying a scanning voltage.
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