JPH1060655A - Formation of thin film and apparatus therefor - Google Patents

Formation of thin film and apparatus therefor

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JPH1060655A
JPH1060655A JP23973396A JP23973396A JPH1060655A JP H1060655 A JPH1060655 A JP H1060655A JP 23973396 A JP23973396 A JP 23973396A JP 23973396 A JP23973396 A JP 23973396A JP H1060655 A JPH1060655 A JP H1060655A
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thin film
gas
characterized
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Senichi Hayashi
Nobumasa Suzuki
専一 林
伸昌 鈴木
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Canon Inc
キヤノン株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming thin films which have a high density and good coverage, is resistant to cracking and has improved moisture resistance by controlling the hydrogen content in the thin films and an apparatus therefor. SOLUTION: This apparatus has a film forming chamber 101 including a holder for holding a coated substrate 102 and an electrode 105 placed with a target for sputtering, a means 109 for impressing DC or high-frequency electric power to this electrode, means 106, 107 for supplying gases to this film forming chamber, a means 104 for discharging the gases from the film forming chamber and a means for supplying microwave electric power to the film forming chamber via an endless annular waveguide 11. The gases are introduced into the film forming chamber and plasma is formed by the microwave electric power introduced therein via the endless annular waveguide and is impressed on the target electrode 105 for sputtering. The thin films are formed on the coated substrate by controlling the content of the hydrogen taken into the thin film.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、成膜室にガスを導入してスパッタ用ターゲット電極に印加しプラズマを生成して被覆基体上に薄膜を形成する薄膜形成方法および装置に関する。 The present invention relates to relates to a thin film forming method and apparatus for forming a thin film on by introducing gas to generate the applied plasma to the target electrode for sputtering coating on the substrate in the deposition chamber.

【0002】 [0002]

【従来の技術】薄膜形成方法の一例である直流スパッタ法による基板上への成膜は例えば次のように行われる。 Deposition of the Related Art substrates by DC sputtering, which is an example of a thin film forming method is performed as follows by way of example.
ここで直流スパッタ装置における構成を示す。 Here showing a structure of a DC sputtering apparatus. 図3は直流スパッタ装置の断面図である。 Figure 3 is a cross-sectional view of a DC sputtering system. 301は成膜室、30 301 film-forming chamber, 30
2は基体、303は基体302の支持体、304は排気管、305はターゲット電極、306はマグネトロン磁場を発生させる磁石、307はガス導入管、308は直流電源である。 2 substrate, 303 is a support base 302, 304 exhaust pipe, 305 a magnet to the target electrode, 306 generate a magnetron magnetic field, 307 gas introduction pipe, 308 is a DC power source. 成膜室301内を排気系(不図示)を介して、10 -6 Torrの値まで減圧させる。 The deposition chamber 301 through the exhaust system (not shown), is reduced to a value of 10 -6 Torr. 次にガス導入管307からガスを成膜室301内に導入し、成膜室301内の圧力を所望の圧力に保つ。 Then the gas from the gas inlet pipe 307 is introduced into the film forming chamber 301 to keep the pressure in the deposition chamber 301 to a desired pressure. 更に直流電源30 Furthermore, the DC power supply 30
8から電圧をターゲット電極305に印加しプラズマを生成して、基体302の表面に堆積膜を形成する。 A voltage from 8 to generate the applied plasma to the target electrode 305, thereby forming a deposited film on the surface of the substrate 302.

【0003】またマイクロ波CVD法による基板への成膜は例えば次のように行われる。 [0003] deposition on the substrate by the microwave CVD method is performed as follows by way of example. ここでマイクロ波CV Here microwave CV
D装置における構成を示す。 Showing a structure of D device. 図4はマイクロ波CVD装置の断面図である。 Figure 4 is a cross-sectional view of a microwave CVD apparatus. 401は成膜室、402は基体、4 401 film deposition chamber, 402 a substrate, 4
03は基体402の支持体、404は排気管、405は第1のガス導入管、406は第2のガス導入管、407 03 support base 402, 404 exhaust pipe, the first gas introduction pipe 405, second gas introduction pipe 406, 407
は誘電体、408は導波管である。 Dielectric, 408 is a waveguide. 成膜室401内を排気系(不図示)を介して、10 -6 Torrの値まで減圧させる。 The deposition chamber 401 through the exhaust system (not shown), is reduced to a value of 10 -6 Torr. 次にガス導入管405、406からガスを成膜室401内に導入し、成膜室401内の圧力を所望の圧力に保つ。 Then the gas from the gas introduction pipe 405 and introduced into the film forming chamber 401 to keep the pressure in the deposition chamber 401 to a desired pressure. 更に導波管408よりマイクロ波を誘電体4 Further dielectric 4 microwaves from the waveguide 408
07を介して成膜室401内に導入しプラズマを生成して、基体402の表面に堆積膜を形成する。 07 introduced to generate plasma in the deposition chamber 401 through the, to form a deposited film on the surface of the substrate 402.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようする課題】しかしながら、上記従来例でスパッタ法については、形成した膜の密度が低温でも高密度でよいが、カバレージがあまり良くなく、膜がもろくクラックも入ることがある。 [Object of the invention is to be Solved] However, for the sputtering in the above conventional example, formed film density may be high density even at a low temperature of, coverage not so good, film brittle cracks may enter. また、水素で終端しているダングリングボンドの割合が少なく耐湿性が問題となる場合がある。 Further, there is a case where the ratio is less moisture resistance of the dangling bonds are terminated with hydrogen is a problem. 一方CVD法については、カバレージが良く、膜に柔軟性がありクラックが入りにくく、水素で終端されるのでダングリングボンドが少なく耐湿性に優れるが、形成した膜が低温では水素混入のため低密度という問題点がある。 Meanwhile for the CVD method, coverage is good, film hardly contains the is flexible crack in low density for excellent in dangling bonds less moisture resistance because it is terminated with hydrogen, the formed film is hydrogen mixed at low temperatures there is a problem in that. このように、従来のものにおいては、高密度にすることまたはカバレージが良好でクラックを入りにくくすることの双方を満足させるという点において問題があった。 Thus, in the conventional has a problem in that to satisfy both the can or coverage to high density hardly enters the good crack.

【0005】そこで、本発明は、上記従来例のものにおける課題を解決し、薄膜の膜中における水素含有量を制御することにより、高密度で、カバレージが良く、クラックが入りにくく、耐湿性を向上させた薄膜形成方法および装置を提供することを目的としている。 [0005] Therefore, the present invention is the conventional example to solve the problems in those, by controlling the hydrogen content in the film of the thin film, high density, coverage is good, cracks hardly enters, moisture resistance and its object is to provide a thin film forming method and apparatus with improved.

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解決するため、被覆基体を保持するホルダと、スパッタ用ターゲットが載置された電極とを含む成膜室と、前記電極に直流又は高周波電力を印加する手段と、前記成膜室にガスを供給する手段と、前記成膜室から排気する手段と、無端環状導波管を介してマイクロ波電力を前記成膜室に供給する手段とを備え、前記成膜室にガスを導入し、前記無端環状導波管を介して導入されたマイクロ波電力によりプラズマを生成すると共にスパッタ用ターゲット電極に印加し、前記薄膜の膜中にとりこまれる水素含有量を制御して被覆基体上に薄膜を形成することを特徴とする。 The present invention SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, a holder for holding the coated substrate, and deposition chamber containing a sputtering target is placed electrodes, a direct current to the electrodes or means for applying a high frequency power, means for supplying gas to the deposition chamber, and means for exhausting from the deposition chamber, means for supplying a microwave power through an endless annular waveguide into the deposition chamber with the door, the introducing gas into the deposition chamber, wherein the microwave power introduced through the endless annular waveguide is applied to the sputtering target electrode to generate a plasma, taken in the film of the thin film and forming a thin film on controlling the hydrogen content to be coated on the substrate. そして、本発明の薄膜形成方法においては、 Then, in the thin film forming method of the present invention,
前記薄膜の膜中にとりこまれる水素含有量の制御を、ガス流量/スパッタ電力を変化させることにより行うことができる。 The control of the hydrogen content to be incorporated in the film of the thin film can be performed by changing the gas flow rate / sputtering power. また、本発明においては、前記導波管を、スロット付き無端環状導波管により構成することができる。 In the present invention, the waveguide may be composed of a slotted endless annular waveguide. また、本発明においては、前記ガスを供給する手段は、主にスパッタに寄与する第1のガスをターゲットの近傍から導入する工程と、スパッタされた粒子と反応せずかつプラズマにより単独では成膜しない第2のガスを該無端環状導波管近傍から導入する工程と、プラズマにより単独で成膜する第3のガスを該基体近傍から導入する工程とを含む構成を採ることができる。 In the present invention, means for supplying the gas is mainly deposited in the first gas contributes to the sputtering alone and introducing from the vicinity of the target, by and plasma does not react with the sputtered particles a second gas which does not may take a step of introducing the endless annular waveguide vicinity, the configuration including the step of introducing a third gas for forming solely by the plasma from the base body neighborhood. その際、前記第1のガスとしてArを用いること、また、前記第2のガスとしてN2乃至はO2を用いること、前記第3のガスとしてSiH4乃至は有機アルミニウムを用いることが好ましい。 At that time, it used Ar as the first gas and the N2 to a second gas using the O2, SiH4 to as the third gas is preferably used an organic aluminum. また、本発明においては、前記ターゲットとしてSiまたはAlを用いることが好ましい。 In the present invention, it is preferable to use Si or Al as the target.

【0007】 [0007]

【発明の実施の形態】本発明は、上記したように無端環状導波管を介して導入されたマイクロ波電力によりプラズマを生成すると共にスパッタ用ターゲット電極に印加し、前記薄膜の膜中にとりこまれる水素含有量を制御して被覆基体上に薄膜を形成するようにしたものである。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is applied to the sputtering target electrode to generate a plasma by microwave power introduced through the endless waveguide as described above, incorporated in the film of the thin film controlling the hydrogen content to be in it is obtained so as to form a thin film on a coated substrate.
すなわち、平行平板のスパッタ装置に無端環状導波管にマイクロ波電力を供給するマイクロ波CVD装置を組み合わせ、スパッタ法とCVD法を両立させることで水素含有量を制御し、カバレージが良好で、クラックが入りにくく、耐湿性を向上させ且つ密度の高い薄膜を形成するようにしたものである。 That, combined microwave CVD apparatus for supplying microwave power to the endless waveguide in a sputtering apparatus of a parallel plate, by controlling the hydrogen content by achieving both sputtering and CVD method, coverage is good, cracks it is prevented from entering, in which so as to form a thin film and a high density to improve the moisture resistance.

【0008】以下に、図に基づいて本発明を詳細に説明する。 [0008] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIG. 図1は本発明の薄膜形成方法に用いる薄膜形成装置の断面図である。 Figure 1 is a cross-sectional view of a thin film forming apparatus used in a thin film forming method of the present invention. 101は成膜室、102は被覆基体、103は被覆基体102の支持体、104は排気管、105はターゲット電極、106は第1のガス導入管、107は第2のガス導入管、108は第3のガス導入管、109は直流電源、110は誘電体、111は導波管である。 101 deposition chamber, 102 a coated substrate, a support 103 coated substrate 102, 104 exhaust pipe, 105 a target electrode, a first gas introduction pipe 106, second gas introduction pipe 107, 108 third gas inlet tube, 109 DC power supply 110 is a dielectric, 111 is a waveguide.

【0009】ガス導入の構成については第1のガス導入管106と第2のガス導入管107と第3のガス導入管108の3つからなる。 [0009] The configuration of the gas inlet consists of three of the first gas introduction pipe 106 and second gas introduction pipe 107 third gas introducing pipe 108. 第1のガス導入管106からは主にスパッタに寄与するガス(スパッタ用ガス)をターゲット近傍から導入している。 From the first gas introduction pipe 106 is mainly introduced contributes to the sputtering gas (sputtering gas) from the vicinity of the target. 第2のガス導入管107 The second gas introduction pipe 107
からはリアクティブスパッタを行う場合にターゲットからスパッタされた粒子と反応するガス(反応性ガス)で且つCVDを行う場合にプラズマにより単独では成膜しないガス(プラズマ発生用ガス)を無端環状導波管に沿って導入している。 Endless guiding gas which does not film-forming (plasma generating gas) alone by plasma when and performing CVD gas reacts with particles sputtered from the target (reactive gas) in the case of performing reactive sputtering from It is introduced along the tube. しかもマイクロ波の導入に影響がないように導入管の材料として誘電体を用いている。 Moreover it uses a dielectric as the material of the inlet tube such that there is no effect on the introduction of microwaves. 第3 Third
のガス導入管108からはプラズマにより単独で成膜するガス(成膜用ガス)を基体102近傍から導入している。 From the gas introducing pipe 108 and the gas (film forming gas) for forming solely by the plasma is introduced from the substrate 102 near.

【0010】成膜室101内を排気系(不図示)を介して、10 -6 Torrの値まで減圧させる。 [0010] The film forming chamber 101 through an exhaust system (not shown), is reduced to a value of 10 -6 Torr. 次にガス導入管106、107、108からガスを成膜室101内に導入し、成膜室101内の圧力を所望の圧力に保つ。 Then introduced into the film forming chamber 101 of the gas from the gas introducing pipe 106, 107, 108, maintain the pressure in the film forming chamber 101 to a desired pressure. 次に導波管111よりマイクロ波を誘電体110を介して成膜室101内に導入しプラズマを生成する。 Then it generates the introduced plasma microwaves into the film forming chamber 101 through the dielectric 110 than the waveguide 111. 更に直流電源109よりターゲット電極105に電圧を印加し、 Further applying a voltage to the target electrode 105 from a DC power source 109,
基体102の表面に膜を形成する。 Forming a film on the surface of the substrate 102. 本発明の薄膜形成方法を用いて、使用するガスとターゲットを適宜選択することにより窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜他、各種の堆積膜を形成することが可能である。 Using a thin film forming method of the present invention, a silicon nitride film by properly selecting the gas and the target to be used, a silicon oxide film, it is possible to form an aluminum oxide film other, various deposited films.

【0011】さて、ここで水素含有量とSiH4流量/ [0011] Well, here hydrogen content and SiH4 flow rate /
スパッタ電圧の関係を図5に示す。 The relationship between the sputtering voltage shown in FIG. 縦軸に水素含有量(単位:cm -3 )を取り、横軸にSiH4流量とスパッタ電圧の比(単位:sccm/V)を取り成膜温度が室温の場合と300℃の場合で2通りを表した。 Hydrogen content on the vertical axis (unit: cm -3) takes the ratio of SiH4 flow rate and sputtering voltage on the horizontal axis (unit: sccm / V) 2 ways when the film forming temperature takes is a 300 ° C. If the room temperature It was expressed. そのいずれの場合でもSiH4流量/スパッタ電圧の比が大きくなるほど水素含有量は多い傾向にある。 Higher hydrogen content ratio is increased in the both cases SiH4 flow rate / sputtering voltage is the greater tendency. 成膜温度が室温の場合に比べて300℃の場合の方が全体的に水素含有量が少ない。 Overall hydrogen content is more in the case of 300 ° C. as compared with the case the deposition temperature is room temperature is small.

【0012】スパッタ用ガス(主にスパッタに寄与するガス)導入管を介して導入するガスとしてはH2、H [0012] As the sputtering gas gas supplied through the (mainly contributes to the sputtering gas) inlet tube H2, H
e、Ne、Ar等が挙げられる。 e, Ne, Ar, and the like. また窒化シリコン、酸化シリコン等のSi化合物系薄膜を形成する場合の反応性ガス導入管を介して導入するガスとしてはN2、O2、 The silicon nitride, as a gas to be introduced through the reactive gas introducing pipe when forming a Si compound based thin film such as silicon oxide is N2, O2,
H2などが挙げられる。 H2 and the like.

【0013】本発明の薄膜形成装置を用いて成膜する基体は導電性のものであっても、電気絶縁性のものであっても、半導体であってもよい。 [0013] substrate formed by using a thin film forming apparatus of the present invention may be of electrically conductive, be of electrically insulating, may be a semiconductor.

【0014】 [0014]

【実施例】以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES cited below examples to illustrate the invention, but the invention is not limited to these examples. [実施例1]本発明の実施例1は、本発明の薄膜形成方法を光磁気ディスク用窒化シリコン膜形成に応用したものである。 EXAMPLE [Example 1] The present invention 1 is that a thin film forming method of the present invention is applied to a magneto-optical disc for forming a silicon nitride film. 本実施例を図1を用いて説明する。 The present embodiment will be described with reference to FIG. 同図はその薄膜形成装置の断面図である。 The figure is a cross-sectional view of the thin-film forming apparatus. 基体102としては、 As the substrate 102,
ポリカーボネート(PC)基板[φ3.5インチ、耐熱温度60℃]を使用し、ターゲット電極105としてはSiを使用した。 Using polycarbonate (PC) substrate [Ø3.5 inch, heat-resistant temperature 60 ° C.], as a target electrode 105 using Si. まず基体102を基板の支持体103 First the base 102 of the substrate support 103
に設置し、成膜室101内を排気系(不図示)を介して、10 -6 Torrの値まで減圧させた。 Installed in the film forming chamber 101 through an exhaust system (not shown) to a pressure of 10 -6 Torr. 第1のガス導入管106からArを200sccmの流量で成膜室1 Deposition chamber at a flow rate of 200sccm the Ar from first gas introduction pipe 106 1
01内に導入し、第2のガス導入管107からN2を2 Was introduced into the 01, the N2 from second gas introduction pipe 107 2
0sccmの流量で成膜室101内に導入し、第3のガス導入管108からSiH4を50sccmの流量で成膜室101に導入し、成膜室101内の圧力を5mTo It was introduced at a flow rate of 0sccm the deposition chamber 101, and introduced into the third film forming chamber 101 SiH4 from the gas inlet pipe 108 at a flow rate of 50 sccm, 5MTo the internal pressure of the film forming chamber 101
rrの圧力に保持した。 It was held in the pressure of the rr. 次に、2.45GHzのマイクロ波電源(不図示)より発振した3kWの電力をスロット付環状導波管111から誘電体110を介して成膜室101に導入しプラズマを発生させた。 Then, it was generated by introducing a power of 3kW oscillated from 2.45GHz microwave power supply (not shown) into the deposition chamber 101 from the slotted annular waveguide 111 through the dielectric 110 plasma. 更に直流電源1 Furthermore, the DC power source 1
09よりターゲット電極105に250Vの電圧を印加し、成膜を開始させ基体102の表面に膜を形成した。 09 a voltage of 250V is applied to the target electrode 105 than, film was formed on the surface of the substrate 102 to initiate the deposition.
水素含有量は1.5×10 21 cm -3以下で、クラックもなく、カバレージの良い、耐湿性の向上した膜密度2. Hydrogen content at 1.5 × 10 21 cm -3 or less, cracks without good coverage, the film density 2 with improved moisture resistance.
8g/ccの緻密な膜が形成された。 Dense film of 8 g / cc is formed.

【0015】[実施例2]本発明の実施例2は、本発明の薄膜形成方法を液晶表示用基板の酸化シリコン膜形成に応用したものである。 [0015] [Example 2] Example 2 of the present invention, a thin film forming method of the present invention is an application of the silicon oxide film formed in the liquid crystal display substrate. 本実施例も、また、図1を用いて説明する。 This embodiment is also also described with reference to FIG. 基体102としては、電極(ITO膜やA As the substrate 102, the electrode (ITO film and A
l膜など)が形成してあるガラス基板を使用し、ターゲット電極105としてはSiを使用した。 l film) using a glass substrate that is is formed, as a target electrode 105 using Si. まず基体10 First, the substrate 10
2を基板の支持体103に設置し、成膜室101内を排気系(不図示)を介して、10 -6 Torrの値まで減圧させた。 2 was installed in a support 103 of the substrate, the film forming chamber 101 through an exhaust system (not shown) to a pressure of 10 -6 Torr. 第1のガス導入管106からArを200sc 200sc the Ar from first gas introduction pipe 106
cmの流量で成膜室101内に導入し、第2のガス導入管107からO2を20sccmの流量で成膜室101 Was introduced at a flow rate of cm in the film-forming chamber 101, deposition chamber at a flow rate of 20sccm of O2 from the second gas introduction pipe 107 101
内に導入し、第3のガス導入管108からSiH4を1 Introduced within the SiH4 from the third gas introduction pipe 108 1
00sccmの流量で成膜室101に導入し、成膜室1 Introduced into the film forming chamber 101 at a flow rate of 00Sccm, the film forming chamber 1
01内の圧力を5mTorrの圧力に保持した。 The pressure in the 01 was maintained at a pressure of 5mTorr. 次に、 next,
2.45GHzのマイクロ波電源(不図示)より発振した3kWの電力をスロット付環状導波管111から誘電体110を介して成膜室101に導入しプラズマを発生させた。 It was generated introducing plasma in the film forming chamber 101 power 3kW oscillated from 2.45GHz microwave power supply (not shown) from the slotted annular waveguide 111 through the dielectric 110. 更に直流電源109よりターゲット電極105 Further target electrode 105 from a DC power supply 109
に100Vの電圧を印加し、成膜を開始させ基体102 A voltage of 100V is applied to the substrate 102 to initiate the deposition
の表面に膜を形成した。 Film was formed on the surface of the. 水素含有量は7.5×10 21 Hydrogen content 7.5 × 10 21 c
-3で、クラックもなく、カバレージの良い、耐湿性の向上した膜密度3.0g/ccの緻密な膜が形成された。 In m -3, cracks without good coverage, dense film of film density 3.0 g / cc with improved moisture resistance is formed.

【0016】[実施例3]本発明の実施例3は、本発明の薄膜形成方法を液晶表示用基板の酸化アルミニウム膜形成に応用したものである。 [0016] Example [Example 3] The present invention 3, the thin film forming method of the present invention is an application of the aluminum oxide film forming the liquid crystal display substrate. 本実施例を図2を用いて説明する。 The present embodiment will be described with reference to FIG. 同図は薄膜形成装置の断面図である。 The figure is a cross-sectional view of a thin film forming apparatus. 212は支持体への高周波電力供給手段である。 212 is a high-frequency power supply means to the support. 基体202としては、プラスチックを使用し、ターゲット電極205としてはAlを使用した。 As the substrate 202, using a plastic, as the target electrode 205 using Al. まず基体102を基板の支持体203に設置し、成膜室201内を排気系(不図示)を介して、10 -6 Torrの値まで減圧させた。 First established the base 102 to a support 203 of the substrate, the deposition chamber 201 through the exhaust system (not shown) to a pressure of 10 -6 Torr. 第1のガス導入管206からArを180sccmの流量で成膜室201内に導入し、第2のガス導入管207からO2 The Ar from first gas introduction pipe 206 is introduced into the film forming chamber 201 at a flow rate of 180 sccm, a second gas introduction pipe 207 O2
を30sccmの流量で成膜室201内に導入し、第3 It was introduced into the film forming chamber 201 at 30sccm flow, third
のガス導入管208からTMAl(トリメチルアルミニウム)を50sccmの流量で成膜室201に導入し、 TMAl from the gas introducing pipe 208 (trimethyl aluminum) was introduced into the film forming chamber 201 at a flow rate of 50sccm of
成膜室201内の圧力を5mTorrの圧力に保持した。 The pressure in the deposition chamber 201 was maintained at a pressure of 5 mTorr. 次に、2.45GHzのマイクロ波電源(不図示) Next, 2.45 GHz microwave power source (not shown)
より発振した3kWの電力をスロット付環状導波管21 It slotted annular waveguide 21 power more 3kW oscillated
1から誘電体210を介して成膜室201に導入しプラズマを発生させた。 It was generated introducing plasma in the film forming chamber 201 from 1 through the dielectric 210. 同時に基体202の支持体203にRF電源212より高周波を印加した。 And applying a high frequency from the RF power source 212 to the support 203 at the same time the substrate 202. 更に直流電源2 Furthermore, the DC power supply 2
09よりターゲット電極205に125Vの電圧を印加し、成膜を開始させ基体202の表面に膜を形成した。 09 from a voltage of 125V is applied to the target electrode 205, a film was formed on the surface of the substrate 202 to initiate the deposition.
水素含有量は3.0×10 21 cm -3で、クラックもなく、カバレージの良い、耐湿性の向上した膜密度4.0 Hydrogen content 3.0 × 10 21 cm -3, cracks without good coverage, the film density 4.0 with improved moisture resistance
g/ccの緻密な膜が形成された。 Dense film of g / cc was formed.

【0017】 [0017]

【発明の効果】本発明は、以上のように無端環状導波管を介して導入されたマイクロ波電力によりプラズマを生成すると共にスパッタ用ターゲット電極に印加し、前記薄膜の膜中にとりこまれる水素含有量を制御して被覆基体上に薄膜を形成するようにしたものであるから、スパッタ法とCVD法を両立させることが可能となり、それにより膜中の水素含有量を制御することによって、カバレージが良好で、クラックが入りにくく、耐湿性の向上した膜密度の高い薄膜を形成することができる。 According to the present invention, it is applied to the sputtering target electrode to generate a plasma by microwave power introduced through the endless waveguide as described above, hydrogen incorporated in the film of the thin film since the coating on the substrate by controlling the content is obtained so as to form a thin film, it is possible to achieve both a sputtering method and a CVD method, by thus controlling the hydrogen content in the film, the coverage a good, cracks hardly enters, it is possible to form a highly improved film density of the moisture resistance film.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の実施例1、実施例2に係わる薄膜形成装置の断面図である。 [1] Embodiment 1 of the present invention, is a cross-sectional view of a thin film forming apparatus according to the second embodiment.

【図2】本発明の実施例3に係わる薄膜形成装置の断面図である。 It is a cross-sectional view of a thin film forming apparatus according to the third embodiment of the present invention; FIG.

【図3】従来例に係わる薄膜形成装置の断面図である。 3 is a cross-sectional view of a thin film forming apparatus according to the prior art.

【図4】従来例に係わる薄膜形成装置の断面図である。 4 is a cross-sectional view of a thin film forming apparatus according to the prior art.

【図5】水素含有量とSiH4流量/スパッタ電圧の関係を示すグラフである。 5 is a graph showing the relationship between hydrogen content and SiH4 flow rate / sputtering voltage.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

101:成膜室 102:基体 103:基体の支持体 104:排気管 105:ターゲット電極 106:第1のガス導入管 107:第2のガス導入管 108:第3のガス導入管 109:直流電源 110:誘電体 111:導波管 201:成膜室 202:基体 203:基体の支持体 204:排気管 205:ターゲット電極 206:第1のガス導入管 207:第2のガス導入管 208:第3のガス導入管 209:直流電源 210:誘電体 211:導波管 212:RF電源 301:成膜室 302:基体 303:基体の支持体 304:排気管 305:ターゲット電極 306:マグネトロン磁場を発生させる磁石 307:ガス導入管 308:直流電源 401:成膜室 402:基体 403:基体402の支持体 404:排気管 405: 101: deposition chamber 102: substrate 103: substrate support 104: exhaust pipe 105: target electrode 106: first gas introduction pipe 107: second gas introduction pipe 108: third gas introducing pipe 109: DC power supply 110: dielectric 111: waveguide 201: deposition chamber 202: substrate 203: substrate support 204: exhaust pipe 205: target electrode 206: first gas introduction pipe 207: second gas introduction pipe 208: second 3 of the gas inlet tube 209: DC power supply 210: dielectric 211: waveguide 212: RF power 301: deposition chamber 302: substrate 303: substrate support 304: exhaust pipe 305: target electrode 306: generating a magnetron magnetic field magnets 307 for: a gas introduction pipe 308: DC power supply 401: deposition chamber 402: substrate 403: substrate 404 of the substrate 402: exhaust pipe 405: 1のガス導入管 406:第2のガス導入管 407:誘電体 408:導波管 1 of the gas introduction pipe 406: second gas introduction pipe 407: dielectric 408: waveguide

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 6識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/31 H01L 21/31 D ────────────────────────────────────────────────── ─── front page continued (51) Int.Cl. 6 identification symbol Agency Docket No. FI art display portion H01L 21/31 H01L 21/31 D

Claims (16)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】被覆基体を保持するホルダと、スパッタ用ターゲットが載置された電極とを含む成膜室と、前記電極に直流又は高周波電力を印加する手段と、前記成膜室にガスを供給する手段と、前記成膜室から排気する手段と、無端環状導波管を介してマイクロ波電力を前記成膜室に供給する手段とを備え、前記成膜室にガスを導入し、前記無端環状導波管を介して導入されたマイクロ波電力によりプラズマを生成すると共にスパッタ用ターゲット電極に印加し、前記薄膜の膜中にとりこまれる水素含有量を制御して被覆基体上に薄膜を形成することを特徴とする薄膜形成方法。 And 1. A holder for holding the coated substrate, and deposition chamber containing a sputtering target is placed electrodes, means for applying a direct current or high-frequency power to the electrodes, the gas to the deposition chamber means for supplying and means for exhausting from the deposition chamber, and means for supplying microwave power to the film forming chamber through an endless annular waveguide, introducing a gas into said deposition chamber, said endless applied to the sputtering target electrode to generate a cyclic waveguide plasma by microwave power introduced through the, form a thin film on the coated substrate by controlling the hydrogen content to be incorporated in the film of the thin film thin film forming method which is characterized in that.
  2. 【請求項2】前記薄膜の膜中にとりこまれる水素含有量の制御が、ガス流量/スパッタ電力を変化させることにより行われることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成方法。 Wherein control of the hydrogen content of which is incorporated in the film of the thin film is a thin film forming method according to claim 1, characterized in that it is performed by changing the gas flow rate / sputtering power.
  3. 【請求項3】前記導波管が、スロット付き無端環状導波管であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の薄膜形成方法。 Wherein the waveguide, a thin film forming method according to claim 1 or claim 2, characterized in that the slotted endless annular waveguide.
  4. 【請求項4】前記ガスを供給する手段は、主にスパッタに寄与する第1のガスをターゲットの近傍から導入する工程と、スパッタされた粒子と反応せずかつプラズマにより単独では成膜しない第2のガスを該無端環状導波管近傍から導入する工程と、プラズマにより単独で成膜する第3のガスを該基体近傍から導入する工程とを含むことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。 Wherein means for supplying the gas is first not primarily deposited in the first gas contributes to the sputtering alone and introducing from the vicinity of the target, by and plasma does not react with the sputtered particles introducing a second gas from the endless annular waveguide vicinity claims 1, characterized in that it comprises a step of introducing a third gas for forming solely by the plasma from the base body neighborhood thin film forming method according to any one of 3.
  5. 【請求項5】前記第1のガスとしてArを用いることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。 5. A thin film forming method according to any one of claims 1 to 4, characterized by using Ar as the first gas.
  6. 【請求項6】前記第2のガスとしてN2を用いることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。 6. A thin film forming method according to any one of claims 1 to 5 which comprises using a N2 as the second gas.
  7. 【請求項7】前記第2のガスとしてO2を用いることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。 7. A thin film forming method according to any one of claims 1 to 5, characterized by using the O2 as the second gas.
  8. 【請求項8】前記第3のガスとしてSiH4を用いることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。 8. A thin film forming method according to any one of claims 1 to 7, characterized by using the SiH4 as the third gas.
  9. 【請求項9】前記該第3のガスとして有機アルミニウムを用いることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。 9. The thin film forming method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that an organic aluminum as a gas in the third.
  10. 【請求項10】前記ホルダに直流又は高周波バイアスを印加することを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。 10. A thin film forming method according to any one of claims 1 to 9, wherein applying a DC or high frequency bias to the holder.
  11. 【請求項11】前記ターゲットとしてSiを用いることを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。 11. A thin film forming method according to any one of claims 1 to 10, characterized by using Si as the target.
  12. 【請求項12】前記ターゲットとしてAlを用いることを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。 12. A thin film forming method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that Al is used as the target.
  13. 【請求項13】被覆基体を保持するホルダと、スパッタ用ターゲットが載置された電極とを含む成膜室と、前記電極に直流又は高周波電力を印加する手段と、前記成膜室にガスを供給する手段と、前記成膜室から排気する手段と、スロット付き無端環状導波管を介してマイクロ波電力を前記成膜室に供給する手段とからなる薄膜形成装置。 A holder for holding a 13. The coating substrate, a film forming chamber including a sputtering target is placed electrodes, means for applying a direct current or high-frequency power to the electrodes, the gas to the deposition chamber means for supplying and means for exhausting from the deposition chamber, a thin film forming apparatus comprising a means for providing microwave power to the film forming chamber through the slotted endless annular waveguide.
  14. 【請求項14】前記ガスを供給する手段は、主にスパッタに寄与する第1のガスをターゲットの近傍から導入する工程と、スパッタされた粒子と反応せずかつプラズマにより単独では成膜しない第2のガスを該無端環状導波管近傍から導入する工程と、プラズマにより単独で成膜する第3のガスを該基体近傍から導入する工程とを含むことを特徴とする請求項13に記載の薄膜形成装置。 14. means for supplying the gas is first not primarily deposited in the first gas contributes to the sputtering alone and introducing from the vicinity of the target, by and plasma does not react with the sputtered particles introducing a second gas from the endless annular waveguide near a third gas for forming solely by plasma according to claim 13, characterized in that it comprises a step of introducing the base body near the thin film forming apparatus.
  15. 【請求項15】前記ターゲット電極が、Siで形成されていることを特徴とする請求項13または請求項14に記載の薄膜形成装置。 15. The method of claim 14, wherein the target electrode, the thin film forming apparatus according to claim 13 or claim 14, characterized in that it is formed by Si.
  16. 【請求項16】前記ターゲット電極が、Alで形成されていることを特徴とする請求項13または請求項14に記載の薄膜形成装置。 16. The target electrode, a thin film forming apparatus according to claim 13 or claim 14, characterized in that it is formed by Al.
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