JPH11189878A - 回転電極を用いた薄膜形成装置 - Google Patents
回転電極を用いた薄膜形成装置Info
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- JPH11189878A JPH11189878A JP9360407A JP36040797A JPH11189878A JP H11189878 A JPH11189878 A JP H11189878A JP 9360407 A JP9360407 A JP 9360407A JP 36040797 A JP36040797 A JP 36040797A JP H11189878 A JPH11189878 A JP H11189878A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転電極１を用いた薄膜形成装置において、
反応容器４の外部にモーター等の駆動手段を設けること
なく回転電極１を回転させることができる薄膜形成装置
を得る。 【解決手段】 反応容器４内のガスを排出し再び反応容
器４内に戻すガス循環路２０を設け、ガス循環路２０か
ら排出されるガスによって回転駆動手段としてのエアモ
ーター１０を駆動させ、回転電極１を回転させることを
特徴としている。
反応容器４の外部にモーター等の駆動手段を設けること
なく回転電極１を回転させることができる薄膜形成装置
を得る。 【解決手段】 反応容器４内のガスを排出し再び反応容
器４内に戻すガス循環路２０を設け、ガス循環路２０か
ら排出されるガスによって回転駆動手段としてのエアモ
ーター１０を駆動させ、回転電極１を回転させることを
特徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転電極を用いた
薄膜形成装置に関するものである。
薄膜形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アモルファスシリコン等の薄膜を比較的
高い圧力で形成する薄膜形成装置としては、反応容器内
に平行平板型電極を設置したプラズマＣＶＤ装置が知ら
れている。このような装置においては、一方の電極に高
周波電力または直流電力を印加し、他方の電極を接地
し、これらの電極間でプラズマを発生させ、発生したプ
ラズマ中に反応ガスを供給し、反応ガスを分解すること
により基板上に所望の薄膜を形成させている。
高い圧力で形成する薄膜形成装置としては、反応容器内
に平行平板型電極を設置したプラズマＣＶＤ装置が知ら
れている。このような装置においては、一方の電極に高
周波電力または直流電力を印加し、他方の電極を接地
し、これらの電極間でプラズマを発生させ、発生したプ
ラズマ中に反応ガスを供給し、反応ガスを分解すること
により基板上に所望の薄膜を形成させている。
【０００３】高速でかつ大きな面積の薄膜を形成するこ
とができる薄膜形成装置として、特開平９−１０４９８
５号公報では、回転電極を用いた薄膜形成装置が提案さ
れている。このような回転電極を用いた薄膜形成装置に
よれば、回転電極の回転によりプラズマ空間に反応ガス
を効率よく供給することができるので、反応ガスの利用
効率を大幅に向上させることができるとともに、速い速
度で均一な薄膜を形成することができる。
とができる薄膜形成装置として、特開平９−１０４９８
５号公報では、回転電極を用いた薄膜形成装置が提案さ
れている。このような回転電極を用いた薄膜形成装置に
よれば、回転電極の回転によりプラズマ空間に反応ガス
を効率よく供給することができるので、反応ガスの利用
効率を大幅に向上させることができるとともに、速い速
度で均一な薄膜を形成することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の回転電極を用い
た薄膜形成装置においては、モーター等の駆動手段によ
って回転電極を回転させており、この回転電極を回転さ
せるモーター等は反応容器の外部に設置されている。従
って、反応容器の外部に設けられたモーター等の駆動力
を回転電極に伝達するための伝達部を反応容器の壁部に
設ける必要があり、この壁部においては、反応容器を密
閉するため磁性流体等を用いてシールする必要があっ
た。反応容器内に反応ガス等をチャージするには、反応
容器内を真空状態にする必要があり、上記シール部は、
このような真空状態に耐え得ることが必要である。
た薄膜形成装置においては、モーター等の駆動手段によ
って回転電極を回転させており、この回転電極を回転さ
せるモーター等は反応容器の外部に設置されている。従
って、反応容器の外部に設けられたモーター等の駆動力
を回転電極に伝達するための伝達部を反応容器の壁部に
設ける必要があり、この壁部においては、反応容器を密
閉するため磁性流体等を用いてシールする必要があっ
た。反応容器内に反応ガス等をチャージするには、反応
容器内を真空状態にする必要があり、上記シール部は、
このような真空状態に耐え得ることが必要である。
【０００５】また、回転電極を用いたプラズマＣＶＤ法
等による薄膜形成においては、薄膜形成に関与しない微
粒子が析出することが知られており、このような微粒子
が上記シール部に混入すると、真空状態としたときにリ
ーク等を生じるおそれがある。このようなリーク等が生
じると、形成する薄膜の膜質が低下したり、均一な薄膜
が得られないという問題を生じる。
等による薄膜形成においては、薄膜形成に関与しない微
粒子が析出することが知られており、このような微粒子
が上記シール部に混入すると、真空状態としたときにリ
ーク等を生じるおそれがある。このようなリーク等が生
じると、形成する薄膜の膜質が低下したり、均一な薄膜
が得られないという問題を生じる。
【０００６】本発明の目的は、反応容器の外部にモータ
ー等を設けることなく回転電極を回転させることがで
き、従って、反応容器内の密閉状態を良好に保つことが
できる薄膜形成装置を提供することにある。
ー等を設けることなく回転電極を回転させることがで
き、従って、反応容器内の密閉状態を良好に保つことが
できる薄膜形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜形成装置
は、反応容器内に設けた回転電極に高周波電力または直
流電力を印加することによりプラズマを発生させて基板
上に薄膜を形成する薄膜形成装置であり、反応容器内の
ガス流を利用して回転電極を回転させる回転駆動手段が
設けられていることを特徴とする薄膜形成装置である。
は、反応容器内に設けた回転電極に高周波電力または直
流電力を印加することによりプラズマを発生させて基板
上に薄膜を形成する薄膜形成装置であり、反応容器内の
ガス流を利用して回転電極を回転させる回転駆動手段が
設けられていることを特徴とする薄膜形成装置である。
【０００８】本発明に従う好ましい実施形態において
は、さらに、反応容器内のガスを排出し再び反応容器内
に戻すガス循環路が設けられており、このガス循環路か
ら排出されるガスによって回転駆動手段が駆動し回転電
極が回転する。
は、さらに、反応容器内のガスを排出し再び反応容器内
に戻すガス循環路が設けられており、このガス循環路か
ら排出されるガスによって回転駆動手段が駆動し回転電
極が回転する。
【０００９】本発明に従う好ましい実施形態におけるよ
り具体的な薄膜形成装置は、反応容器内でプラズマを発
生させて基板上に薄膜を形成するための薄膜形成装置で
あり、回転することにより基板表面の近傍を移動しなが
ら通過する電極表面を有する回転電極と、基板表面と回
転電極との間にプラズマを発生させるため回転電極に印
加される高周波電力または直流電力を供給する電源と、
基板を保持する基板ホルダーと、反応容器内のガスを排
出し再び反応容器内に戻すためのガス循環路と、ガス循
環路から反応容器に排出されるガスによって回転電極を
回転させる回転駆動手段とを備えている。
り具体的な薄膜形成装置は、反応容器内でプラズマを発
生させて基板上に薄膜を形成するための薄膜形成装置で
あり、回転することにより基板表面の近傍を移動しなが
ら通過する電極表面を有する回転電極と、基板表面と回
転電極との間にプラズマを発生させるため回転電極に印
加される高周波電力または直流電力を供給する電源と、
基板を保持する基板ホルダーと、反応容器内のガスを排
出し再び反応容器内に戻すためのガス循環路と、ガス循
環路から反応容器に排出されるガスによって回転電極を
回転させる回転駆動手段とを備えている。
【００１０】本発明における回転駆動手段は、ガス流を
利用して回転駆動させることができるものであれば特に
限定されるものではないが、例えば、一般に「エアモー
ター」と呼ばれているものを用いることができる。エア
モーターには種々のタイプのものが知られているが、例
えば羽根車の羽根の部分にガスを当て羽根車を回転させ
ることにより回転駆動力を得るものが知られている。
利用して回転駆動させることができるものであれば特に
限定されるものではないが、例えば、一般に「エアモー
ター」と呼ばれているものを用いることができる。エア
モーターには種々のタイプのものが知られているが、例
えば羽根車の羽根の部分にガスを当て羽根車を回転させ
ることにより回転駆動力を得るものが知られている。
【００１１】上記本発明の好ましい実施形態において
は、さらにガス循環路に、反応容器内で発生した微粒子
を除去するための微粒子除去手段が設けられていること
が好ましい。回転電極を用いたプラズマＣＶＤ法による
薄膜形成においては、相対的に高い圧力で薄膜が形成さ
れるので、反応ガスの濃度が高く、過剰な反応ガスの分
解を生じ、薄膜形成には直接関与しない分離した微粒子
が析出することが知られている。このような微粒子は、
均一な薄膜形成の妨げとなり、また装置内のコンタミネ
ーションの原因ともなる。従って、ガス循環路におい
て、このような微粒子を除去するための微粒子除去手段
を設けることにより、反応容器内で発生した微粒子を除
去することができる。微粒子除去手段としては、ガス循
環路のガス通過領域に設ける微粒子除去フィルタなどが
挙げられる。
は、さらにガス循環路に、反応容器内で発生した微粒子
を除去するための微粒子除去手段が設けられていること
が好ましい。回転電極を用いたプラズマＣＶＤ法による
薄膜形成においては、相対的に高い圧力で薄膜が形成さ
れるので、反応ガスの濃度が高く、過剰な反応ガスの分
解を生じ、薄膜形成には直接関与しない分離した微粒子
が析出することが知られている。このような微粒子は、
均一な薄膜形成の妨げとなり、また装置内のコンタミネ
ーションの原因ともなる。従って、ガス循環路におい
て、このような微粒子を除去するための微粒子除去手段
を設けることにより、反応容器内で発生した微粒子を除
去することができる。微粒子除去手段としては、ガス循
環路のガス通過領域に設ける微粒子除去フィルタなどが
挙げられる。
【００１２】また、本発明に従う好ましい実施形態にお
いては、ガス循環路から排出されるガスが回転駆動手段
を通って反応容器内に排出されるように回転駆動手段が
設けられており、回転駆動手段のガス排出口が、基板表
面と回転電極の間のプラズマ発生領域の近傍に配置され
ていることが好ましい。特に、プラズマＣＶＤ法により
薄膜を形成する場合において、このように回転駆動手段
のガス排出口がプラズマ発生領域の近傍に配置されてい
ることが好ましい。プラズマＣＶＤ法においては、プラ
ズマ中で反応ガスを分解することにより薄膜を形成す
る。従って、反応容器内には反応ガスが存在しており、
ガス循環路を流れ、回転駆動手段から排出されるガスに
は、反応ガスが含まれている。このような反応ガスを回
転駆動手段のガス排出口からプラズマ発生領域に吹き付
けることにより、常にプラズマ領域に新たな反応ガスが
供給されるので、反応ガスの利用効率を高めることがで
き、速い速度で薄膜を形成することができる。
いては、ガス循環路から排出されるガスが回転駆動手段
を通って反応容器内に排出されるように回転駆動手段が
設けられており、回転駆動手段のガス排出口が、基板表
面と回転電極の間のプラズマ発生領域の近傍に配置され
ていることが好ましい。特に、プラズマＣＶＤ法により
薄膜を形成する場合において、このように回転駆動手段
のガス排出口がプラズマ発生領域の近傍に配置されてい
ることが好ましい。プラズマＣＶＤ法においては、プラ
ズマ中で反応ガスを分解することにより薄膜を形成す
る。従って、反応容器内には反応ガスが存在しており、
ガス循環路を流れ、回転駆動手段から排出されるガスに
は、反応ガスが含まれている。このような反応ガスを回
転駆動手段のガス排出口からプラズマ発生領域に吹き付
けることにより、常にプラズマ領域に新たな反応ガスが
供給されるので、反応ガスの利用効率を高めることがで
き、速い速度で薄膜を形成することができる。
【００１３】また、反応ガスは薄膜形成とともに消費さ
れるので、必要に応じて反応容器内に反応ガスを補充の
ため供給してもよい。このような場合、ガス循環路から
ガスを導入することが好ましい。ガス循環路を流れるガ
スは常に攪拌混合されているので、ガス循環路から反応
ガスを供給することにより、新たに供給した反応ガスを
迅速にかつ均一に混合することができる。
れるので、必要に応じて反応容器内に反応ガスを補充の
ため供給してもよい。このような場合、ガス循環路から
ガスを導入することが好ましい。ガス循環路を流れるガ
スは常に攪拌混合されているので、ガス循環路から反応
ガスを供給することにより、新たに供給した反応ガスを
迅速にかつ均一に混合することができる。
【００１４】本発明においては、ガス流を利用する回転
駆動手段により回転電極を回転させる。回転電極の回転
数は特に限定されるものではないが、一般には、１，０
００〜１０，０００ｒｐｍ程度の回転数で回転される。
また、回転電極の電極表面の周速度は、１０ｍ／秒以
上、音速以下が好ましいが、一般的な電極表面の周速度
を例示するとすれば、５０〜２００ｍ／秒程度である。
駆動手段により回転電極を回転させる。回転電極の回転
数は特に限定されるものではないが、一般には、１，０
００〜１０，０００ｒｐｍ程度の回転数で回転される。
また、回転電極の電極表面の周速度は、１０ｍ／秒以
上、音速以下が好ましいが、一般的な電極表面の周速度
を例示するとすれば、５０〜２００ｍ／秒程度である。
【００１５】本発明において用いられる回転電極として
は、例えば、特開平９−１０４９８５号公報に開示され
た回転電極を挙げることができる。従って、電極表面に
凹凸を有した回転電極や、電極表面の一部もしくは全部
の上に絶縁膜を有した回転電極等を用いることができ
る。
は、例えば、特開平９−１０４９８５号公報に開示され
た回転電極を挙げることができる。従って、電極表面に
凹凸を有した回転電極や、電極表面の一部もしくは全部
の上に絶縁膜を有した回転電極等を用いることができ
る。
【００１６】また、薄膜形成条件は、特に限定されるも
のではなく、例えば、特開平９−１０４９８５号公報に
開示された薄膜形成条件を採用することができる。本発
明の薄膜形成装置には、プラズマＣＶＤ法や、プラズマ
によるスパッタリング法による薄膜形成装置が含まれ
る。本発明の薄膜形成装置は、特に高い圧力下で薄膜を
形成する場合に有用である。ＣＶＤ法の場合、例えば、
雰囲気圧力、すなわち反応容器内の全圧が１Ｔｏｒｒ以
上の条件が特に有用である。反応ガスの分圧としては、
０．０１Ｔｏｒｒ以上の条件が好ましい。反応容器内の
全圧は、より好ましくは１００Ｔｏｒｒ〜１ａｔｍであ
り、さらに好ましくは約１ａｔｍである。反応ガスの分
圧は、より好ましくは０．１〜５０Ｔｏｒｒであり、さ
らに好ましくは５〜５０Ｔｏｒｒである。
のではなく、例えば、特開平９−１０４９８５号公報に
開示された薄膜形成条件を採用することができる。本発
明の薄膜形成装置には、プラズマＣＶＤ法や、プラズマ
によるスパッタリング法による薄膜形成装置が含まれ
る。本発明の薄膜形成装置は、特に高い圧力下で薄膜を
形成する場合に有用である。ＣＶＤ法の場合、例えば、
雰囲気圧力、すなわち反応容器内の全圧が１Ｔｏｒｒ以
上の条件が特に有用である。反応ガスの分圧としては、
０．０１Ｔｏｒｒ以上の条件が好ましい。反応容器内の
全圧は、より好ましくは１００Ｔｏｒｒ〜１ａｔｍであ
り、さらに好ましくは約１ａｔｍである。反応ガスの分
圧は、より好ましくは０．１〜５０Ｔｏｒｒであり、さ
らに好ましくは５〜５０Ｔｏｒｒである。
【００１７】反応容器内には反応ガス以外に不活性ガス
を含有させることができる。このような不活性ガスとし
ては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、及びＸｅなどが挙げら
れる。
を含有させることができる。このような不活性ガスとし
ては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、及びＸｅなどが挙げら
れる。
【００１８】反応容器内には、さらに水素ガスを含有さ
せることができる。水素ガスの分圧としては、１Ｔｏｒ
ｒ以上が好ましく、より好ましくは１〜５０Ｔｏｒｒで
ある。
せることができる。水素ガスの分圧としては、１Ｔｏｒ
ｒ以上が好ましく、より好ましくは１〜５０Ｔｏｒｒで
ある。
【００１９】本発明において、回転電極と基板との間の
距離は、０．０１〜１ｍｍ程度が好ましい。本発明にお
いて、回転電極に高周波電力を印加する場合、パルス状
に印加することが好ましい。高周波電力をパルス状に印
加することにより、安定したプラズマを広範囲に維持す
ることができる。パルス中に印加する高周波電力のデュ
ーティ比としては、１／１００以上が好ましい。またパ
ルス中に変調する変調周波数としては、１００ｋＨｚ以
上が好ましい。
距離は、０．０１〜１ｍｍ程度が好ましい。本発明にお
いて、回転電極に高周波電力を印加する場合、パルス状
に印加することが好ましい。高周波電力をパルス状に印
加することにより、安定したプラズマを広範囲に維持す
ることができる。パルス中に印加する高周波電力のデュ
ーティ比としては、１／１００以上が好ましい。またパ
ルス中に変調する変調周波数としては、１００ｋＨｚ以
上が好ましい。
【００２０】本発明において、回転電極に高周波電力を
印加する場合の高周波電力の周波数としては、１３．５
６ＭＨｚ以上が好ましく、さらに好ましくは１５０ＭＨ
ｚ以上である。
印加する場合の高周波電力の周波数としては、１３．５
６ＭＨｚ以上が好ましく、さらに好ましくは１５０ＭＨ
ｚ以上である。
【００２１】本発明において、高周波電力の投入電力密
度としては、１０Ｗ／ｃｍ2 以上が好ましく、より好ま
しくは１０〜１００Ｗ／ｃｍ2 以上であり、さらに好ま
しくは３０〜１００Ｗ／ｃｍ2 である。
度としては、１０Ｗ／ｃｍ2 以上が好ましく、より好ま
しくは１０〜１００Ｗ／ｃｍ2 以上であり、さらに好ま
しくは３０〜１００Ｗ／ｃｍ2 である。
【００２２】また、本発明において直流電力を回転電極
に印加する場合には、従来の直流電力によるプラズマＣ
ＶＤ法条件を参考にして設定することができる。本発明
において、薄膜形成の際の基板温度は、室温（２０℃）
〜５００℃が好ましく、より好ましくは室温（２０℃）
〜３００℃である。
に印加する場合には、従来の直流電力によるプラズマＣ
ＶＤ法条件を参考にして設定することができる。本発明
において、薄膜形成の際の基板温度は、室温（２０℃）
〜５００℃が好ましく、より好ましくは室温（２０℃）
〜３００℃である。
【００２３】本発明において形成する薄膜は、プラズマ
ＣＶＤ法やプラズマによるスパッタリング法等により形
成することができる薄膜であれば特に限定されるもので
はない。具体的には、Ｓｉ、Ｃ（ダイヤモンド及びダイ
ヤモンド状薄膜を含む）、ＳｉＣ、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ
4 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＡｌＮなどが挙げられる。反応容器内
に供給する反応ガスは、これらの形成する薄膜に応じて
適宜選択される。
ＣＶＤ法やプラズマによるスパッタリング法等により形
成することができる薄膜であれば特に限定されるもので
はない。具体的には、Ｓｉ、Ｃ（ダイヤモンド及びダイ
ヤモンド状薄膜を含む）、ＳｉＣ、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ
4 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＡｌＮなどが挙げられる。反応容器内
に供給する反応ガスは、これらの形成する薄膜に応じて
適宜選択される。
【００２４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に従う一実施例の
薄膜形成装置を示す概略断面図であり、図２は側方断面
図である。図１及び図２に示す薄膜形成装置は、回転電
極を用いたプラズマＣＶＤ法による薄膜形成装置であ
る。図１及び図２を参照して、反応容器であるチャンバ
ー４内には、基板ホルダー３が設置されており、基板ホ
ルダー３の上に基板２が載せられている。基板２の上方
には、回転電極１が設けられている。回転電極１は、図
２に示すように回転軸６及び７により支持されている。
回転軸６はチャンバー４の壁面に取り付けられた軸受け
部８により回転可能に支持されている。回転軸７は、回
転駆動手段としてのエアモーター１０により支持されて
おり、エアモーター１０はチャンバー４の壁面に取り付
けられた支持部材１５によって支持されている。回転軸
７は、図１に示すエアモーター１０の羽根車１２の軸に
取り付けられており、羽根車１２が回転することにより
回転する。羽根車１２は、図１に示すように複数の羽根
１１を有している。羽根車１２と回転軸７の間には、必
要に応じて、回転数を調整するためのギヤ等の機構を設
けてもよい。
薄膜形成装置を示す概略断面図であり、図２は側方断面
図である。図１及び図２に示す薄膜形成装置は、回転電
極を用いたプラズマＣＶＤ法による薄膜形成装置であ
る。図１及び図２を参照して、反応容器であるチャンバ
ー４内には、基板ホルダー３が設置されており、基板ホ
ルダー３の上に基板２が載せられている。基板２の上方
には、回転電極１が設けられている。回転電極１は、図
２に示すように回転軸６及び７により支持されている。
回転軸６はチャンバー４の壁面に取り付けられた軸受け
部８により回転可能に支持されている。回転軸７は、回
転駆動手段としてのエアモーター１０により支持されて
おり、エアモーター１０はチャンバー４の壁面に取り付
けられた支持部材１５によって支持されている。回転軸
７は、図１に示すエアモーター１０の羽根車１２の軸に
取り付けられており、羽根車１２が回転することにより
回転する。羽根車１２は、図１に示すように複数の羽根
１１を有している。羽根車１２と回転軸７の間には、必
要に応じて、回転数を調整するためのギヤ等の機構を設
けてもよい。
【００２５】軸受け部８には、高周波電源５が接続され
ている。高周波電源５から供給される高周波電力は、軸
受け部８及び回転軸６を介して、回転電極１に印加され
る。このようにして高周波電力が回転電極１に印加され
ると、回転電極１の電極表面１ａと基板２との間にプラ
ズマが発生する。
ている。高周波電源５から供給される高周波電力は、軸
受け部８及び回転軸６を介して、回転電極１に印加され
る。このようにして高周波電力が回転電極１に印加され
ると、回転電極１の電極表面１ａと基板２との間にプラ
ズマが発生する。
【００２６】チャンバー４には、チャンバー４内のガス
を排出し再びチャンバー４内に戻すためのガス循環路２
０が設けられている。ガス循環路２０の吸引口２１は、
回転電極１と基板２の間に配置されている。また、ガス
循環路２０の排出口２２は、エアモーター１０内に接続
されており、排気口２２から排出したガスによって羽根
車１２が時計回りの方向に回転する位置に設けられてい
る。ガス循環路２０には循環ポンプ２３が取り付けられ
ている。本実施例では、循環ポンプ２３としてドライポ
ンプが用いられている。吸引口２１と循環ポンプ２３の
間には、微粒子除去手段としての微粒子除去フィルタ２
４が設けられている。この微粒子除去フィルタ２４によ
り、ガス循環路２０中を流れるガス中の微粒子が除去さ
れる。この微粒子は、上述のように、チャンバー４内で
反応ガスが分解することにより生成した微粒子である。
このような微粒子除去フィルタ２４としては、例えば、
アニオン交換繊維やカチオン交換繊維などのアクリル繊
維をフィルタ状に成形したものを用いることができる。
を排出し再びチャンバー４内に戻すためのガス循環路２
０が設けられている。ガス循環路２０の吸引口２１は、
回転電極１と基板２の間に配置されている。また、ガス
循環路２０の排出口２２は、エアモーター１０内に接続
されており、排気口２２から排出したガスによって羽根
車１２が時計回りの方向に回転する位置に設けられてい
る。ガス循環路２０には循環ポンプ２３が取り付けられ
ている。本実施例では、循環ポンプ２３としてドライポ
ンプが用いられている。吸引口２１と循環ポンプ２３の
間には、微粒子除去手段としての微粒子除去フィルタ２
４が設けられている。この微粒子除去フィルタ２４によ
り、ガス循環路２０中を流れるガス中の微粒子が除去さ
れる。この微粒子は、上述のように、チャンバー４内で
反応ガスが分解することにより生成した微粒子である。
このような微粒子除去フィルタ２４としては、例えば、
アニオン交換繊維やカチオン交換繊維などのアクリル繊
維をフィルタ状に成形したものを用いることができる。
【００２７】エアモーター１０の下方には、エアモータ
ー１０内を通過したガスを導くための排出ガス案内部１
３が設けられており、排出ガス案内部１３の先端には排
出口１４が設けられている。排出口１４は、図１及び図
２に示すように、回転電極１と基板２の間に位置するよ
う設けられている。図３は、排出口１４を示す斜視図で
ある。図２及び図３に示すように、排出口１４は幅広い
形状を有しており、回転電極１の幅とほぼ同程度の幅を
有している。
ー１０内を通過したガスを導くための排出ガス案内部１
３が設けられており、排出ガス案内部１３の先端には排
出口１４が設けられている。排出口１４は、図１及び図
２に示すように、回転電極１と基板２の間に位置するよ
う設けられている。図３は、排出口１４を示す斜視図で
ある。図２及び図３に示すように、排出口１４は幅広い
形状を有しており、回転電極１の幅とほぼ同程度の幅を
有している。
【００２８】図１及び図２に示す薄膜形成装置を用いて
薄膜を形成するには、まずチャンバー４内に反応ガス及
び希釈ガス（不活性ガス）、必要に応じてドーパントガ
スをチャージする。次に循環ポンプ２３を駆動させ、吸
引口２１からチャンバー４内のガスを吸引し、排出口２
２からこのガスを排出する。排出口２２はエアモーター
１０に接続されており、排出口２２から排出されたガス
はエアモーター１０内の羽根車１２の羽根１１に当た
り、羽根車１２を回転させる。この羽根車１２の回転に
より、回転軸７を介して回転駆動力が回転電極１に伝わ
り、回転電極１が図１に示す矢印方向（時計回り方向）
に回転する。
薄膜を形成するには、まずチャンバー４内に反応ガス及
び希釈ガス（不活性ガス）、必要に応じてドーパントガ
スをチャージする。次に循環ポンプ２３を駆動させ、吸
引口２１からチャンバー４内のガスを吸引し、排出口２
２からこのガスを排出する。排出口２２はエアモーター
１０に接続されており、排出口２２から排出されたガス
はエアモーター１０内の羽根車１２の羽根１１に当た
り、羽根車１２を回転させる。この羽根車１２の回転に
より、回転軸７を介して回転駆動力が回転電極１に伝わ
り、回転電極１が図１に示す矢印方向（時計回り方向）
に回転する。
【００２９】エアモーター１０内のガスは排出ガス案内
部１３を通り、排出口１４から排出される。この状態
で、高周波電源５からの高周波電力を回転電極１に印加
することにより、回転電極１の電極表面１ａと基板２と
の間にプラズマが発生する。エアモーター１０の排出口
１４から排出されたガスは、このようにして発生したプ
ラズマ中に供給される。反応ガスはプラズマ中で分解
し、基板２上に薄膜が形成される。上述のように、薄膜
形成に関与しない微粒子が発生した場合には、プラズマ
発生領域の近傍にガス循環路２０の吸込口２１が設けら
れているので、この吸込口２１から微粒子が吸引され、
微粒子除去フィルタ２４によって除去される。微粒子を
除去した後のガスは、上述のように排出口２２から排出
されエアモーター１０の羽根車１２を回転させた後、再
び排出口１４から排出されて、プラズマ発生領域に供給
される。
部１３を通り、排出口１４から排出される。この状態
で、高周波電源５からの高周波電力を回転電極１に印加
することにより、回転電極１の電極表面１ａと基板２と
の間にプラズマが発生する。エアモーター１０の排出口
１４から排出されたガスは、このようにして発生したプ
ラズマ中に供給される。反応ガスはプラズマ中で分解
し、基板２上に薄膜が形成される。上述のように、薄膜
形成に関与しない微粒子が発生した場合には、プラズマ
発生領域の近傍にガス循環路２０の吸込口２１が設けら
れているので、この吸込口２１から微粒子が吸引され、
微粒子除去フィルタ２４によって除去される。微粒子を
除去した後のガスは、上述のように排出口２２から排出
されエアモーター１０の羽根車１２を回転させた後、再
び排出口１４から排出されて、プラズマ発生領域に供給
される。
【００３０】以上のように、本実施例の薄膜形成装置に
おいては、モーター等の外部の駆動手段なしに回転電極
１を回転させることができる。従って、外部のモーター
との接続のためのシール部が不要となり、チャンバー４
内の密閉状態を良好に保つことができる。
おいては、モーター等の外部の駆動手段なしに回転電極
１を回転させることができる。従って、外部のモーター
との接続のためのシール部が不要となり、チャンバー４
内の密閉状態を良好に保つことができる。
【００３１】図１及び図２に示す装置を用いてアモルフ
ァスシリコン薄膜を形成した。回転電極１としては、直
径３００ｍｍ、幅１００ｍｍのアルミニウム製の円筒状
の回転電極を用いた。反応ガスとしては０．１％のＳｉ
Ｈ4 （シラン）ガスと１％のＨ2 （水素）ガスを含むヘ
リウムガスを用い、チャンバー内の圧力は１気圧とし
た。高周波電源５からの高周波電力として、周波数１５
０ＭＨｚ、電力パワー５００Ｗの電力を回転電極１に印
加した。基板としてはガラス基板を用い、基板と回転電
極間の距離は０．３ｍｍとした。また基板は、回転電極
１に対して４ｍｍ／秒の速度で回転軸と垂直方向に移動
させた。ガス循環路２０中を循環するガス流量は１．３
ｍ3 ／分とした。この結果、回転電極１はエアモーター
１０によって約５０００ｒｐｍの速度で回転した。従っ
て、回転電極１の周速度はおよそ７９ｍ／秒であった。
ァスシリコン薄膜を形成した。回転電極１としては、直
径３００ｍｍ、幅１００ｍｍのアルミニウム製の円筒状
の回転電極を用いた。反応ガスとしては０．１％のＳｉ
Ｈ4 （シラン）ガスと１％のＨ2 （水素）ガスを含むヘ
リウムガスを用い、チャンバー内の圧力は１気圧とし
た。高周波電源５からの高周波電力として、周波数１５
０ＭＨｚ、電力パワー５００Ｗの電力を回転電極１に印
加した。基板としてはガラス基板を用い、基板と回転電
極間の距離は０．３ｍｍとした。また基板は、回転電極
１に対して４ｍｍ／秒の速度で回転軸と垂直方向に移動
させた。ガス循環路２０中を循環するガス流量は１．３
ｍ3 ／分とした。この結果、回転電極１はエアモーター
１０によって約５０００ｒｐｍの速度で回転した。従っ
て、回転電極１の周速度はおよそ７９ｍ／秒であった。
【００３２】以上のようにして、ガラス基板の上に膜厚
２０００Åのアモルファスシリコン薄膜を形成すること
ができた。得られた薄膜は微粒子等の混入がなく均質な
薄膜であった。
２０００Åのアモルファスシリコン薄膜を形成すること
ができた。得られた薄膜は微粒子等の混入がなく均質な
薄膜であった。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、反応容器の外部にモー
ター等の駆動手段を設けることなく回転電極を回転させ
ることができる。従って、反応容器内の密閉状態を良好
に保つことができ、良好な膜質の薄膜を形成することが
できる。
ター等の駆動手段を設けることなく回転電極を回転させ
ることができる。従って、反応容器内の密閉状態を良好
に保つことができ、良好な膜質の薄膜を形成することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う一実施例の薄膜形成装置を示す概
略断面図。
略断面図。
【図２】本発明に従う一実施例の薄膜形成装置を示す側
方概略断面図。
方概略断面図。
【図３】図１及び図２の実施例におけるエアモーターの
排出口の形状を示すための斜視図。
排出口の形状を示すための斜視図。
１…回転電極 １ａ…回転電極の電極表面 ２…基板 ３…基板ホルダー ４…チャンバー ５…高周波電源 ６，７…回転軸 ８…軸受け部 １０…エアモーター １１…羽根 １２…羽根車 １３…排出ガス案内部 １４…排出口 １５…支持部材 ２０…ガス循環路 ２１…ガス循環路の吸引口 ２２…ガス循環路の排出口 ２３…循環ポンプ ２４…微粒子除去フィルタ
フロントページの続き (72)発明者 蔵本 慶一 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 樽井 久樹 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 森 勇藏 大阪府交野市私市８丁目16番９号
Claims (5)
- 【請求項１】 反応容器内に設けた回転電極に高周波電
力または直流電力を印加することによりプラズマを発生
させて基板上に薄膜を形成する薄膜形成装置において、 前記反応容器内のガス流を利用して前記回転電極を回転
させる回転駆動手段が設けられていることを特徴とする
薄膜形成装置。 - 【請求項２】 前記反応容器内のガスを排出し再び前記
反応容器内に戻すガス循環路が設けられており、該ガス
循環路から排出されるガスによって前記回転駆動手段が
駆動し前記回転電極が回転することを特徴とする請求項
１に記載の薄膜形成装置。 - 【請求項３】 反応容器内でプラズマを発生させて基板
上に薄膜を形成するための薄膜形成装置であって、 回転することにより前記基板表面の近傍を移動しながら
通過する電極表面を有する回転電極と、 前記基板表面と前記回転電極の間にプラズマを発生させ
るため前記回転電極に印加される高周波電力または直流
電力を供給する電源と、 前記基板を保持する基板ホルダーと、 前記反応容器内のガスを排出し再び前記反応容器内に戻
すためのガス循環路と、 前記ガス循環路から前記反応容器に排出されるガスによ
って前記回転電極を回転させる回転駆動手段とを備える
ことを特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項４】 前記ガス循環路に、前記反応容器内で発
生した微粒子を除去するための微粒子除去手段が設けら
れている請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄膜形成
装置。 - 【請求項５】 前記ガス循環路から排出されるガスが前
記回転駆動手段を通って前記反応容器内に排出されるよ
うに前記回転駆動手段が設けられており、前記回転駆動
手段のガス排出口が、前記基板表面と前記回転電極の間
のプラズマ発生領域の近傍に配置されている請求項２〜
４のいずれか１項に記載の薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36040797A JP3634609B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 回転電極を用いた薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36040797A JP3634609B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 回転電極を用いた薄膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11189878A true JPH11189878A (ja) | 1999-07-13 |
| JP3634609B2 JP3634609B2 (ja) | 2005-03-30 |
Family
ID=18469279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36040797A Expired - Lifetime JP3634609B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 回転電極を用いた薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3634609B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001026876A (ja) * | 1999-07-16 | 2001-01-30 | Kobe Steel Ltd | 薄膜形成装置 |
| CN115287630A (zh) * | 2022-08-04 | 2022-11-04 | 长鑫存储技术有限公司 | 一种半导体器件制备装置及制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62254436A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-06 | Seiko Epson Corp | 化合物半導体薄膜の製法 |
| JPH01164024A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-06-28 | Fujitsu Ltd | 気相エピタキシャル成長装置 |
| JPH09104985A (ja) * | 1995-08-08 | 1997-04-22 | Sanyo Electric Co Ltd | 回転電極を用いた高速成膜方法及びその装置 |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP36040797A patent/JP3634609B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62254436A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-06 | Seiko Epson Corp | 化合物半導体薄膜の製法 |
| JPH01164024A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-06-28 | Fujitsu Ltd | 気相エピタキシャル成長装置 |
| JPH09104985A (ja) * | 1995-08-08 | 1997-04-22 | Sanyo Electric Co Ltd | 回転電極を用いた高速成膜方法及びその装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001026876A (ja) * | 1999-07-16 | 2001-01-30 | Kobe Steel Ltd | 薄膜形成装置 |
| CN115287630A (zh) * | 2022-08-04 | 2022-11-04 | 长鑫存储技术有限公司 | 一种半导体器件制备装置及制备方法 |
| CN115287630B (zh) * | 2022-08-04 | 2024-03-26 | 长鑫存储技术有限公司 | 一种半导体器件制备装置及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3634609B2 (ja) | 2005-03-30 |
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