JPS59133364A - 放電化学反応装置 - Google Patents
放電化学反応装置Info
- Publication number
- JPS59133364A JPS59133364A JP22388583A JP22388583A JPS59133364A JP S59133364 A JPS59133364 A JP S59133364A JP 22388583 A JP22388583 A JP 22388583A JP 22388583 A JP22388583 A JP 22388583A JP S59133364 A JPS59133364 A JP S59133364A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodes
- discharge
- thin film
- electric
- substrates
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は真空中で放、電により化学反応を起こさせ薄
膜を作成したりエツチングを行ワたりする装置に関する
。
膜を作成したりエツチングを行ワたりする装置に関する
。
最近真空中における化学反応を用いて薄膜を作ったり、
エツチングを行ったりするシステムがよく用いられるよ
うになった。例えば、プラズマ化学蒸気落着法（ブ２ズ
マＣＶＤ）、真空ＣＶＤ。
エツチングを行ったりするシステムがよく用いられるよ
うになった。例えば、プラズマ化学蒸気落着法（ブ２ズ
マＣＶＤ）、真空ＣＶＤ。
二極放電を用いた反応性スパッタエツチング、プラズマ
エツチングなどがその若干の例と云える。
エツチングなどがその若干の例と云える。
しかしこれらは、いずれも二極あるいは無電極放電を用
いているため、例えばＩ Ｔｏｒｒ位と云った比較的高
圧１ζおける反応しか行うことかできなかった。また、
プラズマ密度もそんなに高くないので、反応速度もそん
な１こ大きいものではなかった。
いているため、例えばＩ Ｔｏｒｒ位と云った比較的高
圧１ζおける反応しか行うことかできなかった。また、
プラズマ密度もそんなに高くないので、反応速度もそん
な１こ大きいものではなかった。
この発明の目的は、低圧低温］こおいて高速化学反応を
起こさせることにより薄膜の作成やエツチングを行うこ
とのできる新規な装置を提供することにある。
起こさせることにより薄膜の作成やエツチングを行うこ
とのできる新規な装置を提供することにある。
この発明の他の目的は比較的純度の高い薄膜を成虫ずる
ことのできる装置を提供することにある。
ことのできる装置を提供することにある。
この発明は放電により化学反応を生ぜしめて基板表面に
薄膜を生ぜしめ、もしくはエツチングを行なう放電化学
反応装置であって、一対の電極表面近傍に電界と磁界を
ほぼ直交させて設ける手段と、電極のまわりの圧力を制
御する手段と、電極のまわりに放電を起こさせる手段、
電極の近傍へ放電により分解しやすい反応気体を送り込
む手段とからなる。
薄膜を生ぜしめ、もしくはエツチングを行なう放電化学
反応装置であって、一対の電極表面近傍に電界と磁界を
ほぼ直交させて設ける手段と、電極のまわりの圧力を制
御する手段と、電極のまわりに放電を起こさせる手段、
電極の近傍へ放電により分解しやすい反応気体を送り込
む手段とからなる。
次にこの発明を図面により詳しく説明する。第１図はこ
の発明の実施例の断面図である。図において、１０は電
界設定のための一対の電極でその表面あるいは近傍には
反応気体を放電空間に送りこむ開口２１が設けである。
の発明の実施例の断面図である。図において、１０は電
界設定のための一対の電極でその表面あるいは近傍には
反応気体を放電空間に送りこむ開口２１が設けである。
１３は電界と直交する磁界設定のためのコイル３１は真
空槽内ｔこ並べた基板で３２は基板３１を保持する機構
である。
空槽内ｔこ並べた基板で３２は基板３１を保持する機構
である。
４１．４２はフランジ、４４は排気口、４４′は反応ず
み気体の排気口、４５は石英などの絶縁物製の真空槽で
ある。この排気口４４あるいは４４′から排気される気
体の排気速度と反応気体の流入量により内部の圧力を自
由に調整できる。５１は開閉器、５２はＮＨで、交はい
ずれも用いられる。
み気体の排気口、４５は石英などの絶縁物製の真空槽で
ある。この排気口４４あるいは４４′から排気される気
体の排気速度と反応気体の流入量により内部の圧力を自
由に調整できる。５１は開閉器、５２はＮＨで、交はい
ずれも用いられる。
電圧が一対の電極１０の間に印圓されると、電極１０の
表面には磁場と直交する電界が発生する。
表面には磁場と直交する電界が発生する。
この装置の動作は、排気口４４より所定の真空迄排気後
、配管２２から所定の反応ガスを導入し真空槽内を所定
の圧力Ｉこ設定する。しかる後開閉９：；５１を閉じれ
ば装置内には放′慇が起る。このとき、円筒電極１００
近くの真空容器４５の表面から出た電子は、表面近くに
存在する７ｒｉ界により基板３１の方向に加速される。
、配管２２から所定の反応ガスを導入し真空槽内を所定
の圧力Ｉこ設定する。しかる後開閉９：；５１を閉じれ
ば装置内には放′慇が起る。このとき、円筒電極１００
近くの真空容器４５の表面から出た電子は、表面近くに
存在する７ｒｉ界により基板３１の方向に加速される。
しかしこの電界と直交する磁線１６によって飛電方向を
曲げられ磁場内にトラップされる。こうしていわゆるマ
グネトロン放電を形成し、高密度プラズマを発生すると
ともに、例えば１０ Ｔｏｒｒ以下と云った極めて低
い圧力まで放電を維持する。この放電により空間に存在
する化合物蒸気が活性化され化学反応を促進してん板３
１の上に薄膜を生長さゼることができる。例えば反応気
体としてモノシランＳ ｉＨ４を導入すればシリコンの
膜を、モノシランＳ ＩＨ４とアンモニアＮＨ４を同時
に送り込むとシリコンの窒化膜を作ることができる。こ
の反応は、放電により生成されたプラズマ中で、ＳｉＨ
４やＮＨ４が分解され、シリコンやシリコンの窒化膜が
生成したものと考えられる。この実施例においては、直
交電磁界を用いているので、放電はＩＱ Ｔｏｒｒ程
度迄維持てき、従来の方法がせいぜい１Ｏ−２Ｔｏｒｒ
であったことと比較すると約１０００分の１の圧力で放
電を行うことができた。したがって基板上にできた薄膜
中の気体成分を着るしく少くして純度の高い薄膜を作る
ことができた。純度の向上は、膜成虫時の害」どなる微
粉末の発生を防止することがわかり、膜成虫に極めて有
効であることがわかった。また基板に流入する帯電体は
磁界により曲げられ他の部分、例えばフランジ４２や真
空槽の内面に流入し、極めて少ない数量になったり、あ
るいはエネルギーを著るしく低下させられるため、温度
上昇は極めて小さい。一方薄膜の生成速度は、直交電磁
界による高密度プラズマを実現できた結果従来の方法１
ζ比し格段に大きくできた。エツチングの場合圧力低下
は粒子の基板への直進性を増し、サイドエツチングを著
るしく低下させ得ることもわかり、微細加工に極めて有
効であることがわかった。また圧力の高い場合でもプラ
ズマを必要とする場合のみに閉じ込めることができるこ
ともわかった。
曲げられ磁場内にトラップされる。こうしていわゆるマ
グネトロン放電を形成し、高密度プラズマを発生すると
ともに、例えば１０ Ｔｏｒｒ以下と云った極めて低
い圧力まで放電を維持する。この放電により空間に存在
する化合物蒸気が活性化され化学反応を促進してん板３
１の上に薄膜を生長さゼることができる。例えば反応気
体としてモノシランＳ ｉＨ４を導入すればシリコンの
膜を、モノシランＳ ＩＨ４とアンモニアＮＨ４を同時
に送り込むとシリコンの窒化膜を作ることができる。こ
の反応は、放電により生成されたプラズマ中で、ＳｉＨ
４やＮＨ４が分解され、シリコンやシリコンの窒化膜が
生成したものと考えられる。この実施例においては、直
交電磁界を用いているので、放電はＩＱ Ｔｏｒｒ程
度迄維持てき、従来の方法がせいぜい１Ｏ−２Ｔｏｒｒ
であったことと比較すると約１０００分の１の圧力で放
電を行うことができた。したがって基板上にできた薄膜
中の気体成分を着るしく少くして純度の高い薄膜を作る
ことができた。純度の向上は、膜成虫時の害」どなる微
粉末の発生を防止することがわかり、膜成虫に極めて有
効であることがわかった。また基板に流入する帯電体は
磁界により曲げられ他の部分、例えばフランジ４２や真
空槽の内面に流入し、極めて少ない数量になったり、あ
るいはエネルギーを著るしく低下させられるため、温度
上昇は極めて小さい。一方薄膜の生成速度は、直交電磁
界による高密度プラズマを実現できた結果従来の方法１
ζ比し格段に大きくできた。エツチングの場合圧力低下
は粒子の基板への直進性を増し、サイドエツチングを著
るしく低下させ得ることもわかり、微細加工に極めて有
効であることがわかった。また圧力の高い場合でもプラ
ズマを必要とする場合のみに閉じ込めることができるこ
ともわかった。
次にこれらの装置を作る上において若干の注意を述べる
。前述の実施例においては薄膜を作る場合について述べ
たが、基板３１自身あるいはその上にできた薄膜をエツ
チングしその一部を除去する場合には反応ガスとして、
例えばフロロクロロカーボンのような放電により化学的
に活性で被エツチング体と反応して蒸気圧が高い化合物
を生成するような成分を放電によって生ずる物質が望ま
しい。また、基板自身の表面に電界があることが望まし
い。そのための−例として、基板を電気的？こ他の借造
物と絶縁し、これに電圧を印加する方が望ましい場合が
ある。また、反応ガスの吹き出し口は基板のすぐ近（に
おくようにした方がよい場合が多い。また、電極１０は
こうした場合取り除いてもよい。薄膜を生成させる場合
においては、生成しようとする薄膜と同じ材質で電極表
面をおおうとスパッタリングによる膜形成が加わり、膜
の生成速度をさらに大きくすることができる場合がある
。
。前述の実施例においては薄膜を作る場合について述べ
たが、基板３１自身あるいはその上にできた薄膜をエツ
チングしその一部を除去する場合には反応ガスとして、
例えばフロロクロロカーボンのような放電により化学的
に活性で被エツチング体と反応して蒸気圧が高い化合物
を生成するような成分を放電によって生ずる物質が望ま
しい。また、基板自身の表面に電界があることが望まし
い。そのための−例として、基板を電気的？こ他の借造
物と絶縁し、これに電圧を印加する方が望ましい場合が
ある。また、反応ガスの吹き出し口は基板のすぐ近（に
おくようにした方がよい場合が多い。また、電極１０は
こうした場合取り除いてもよい。薄膜を生成させる場合
においては、生成しようとする薄膜と同じ材質で電極表
面をおおうとスパッタリングによる膜形成が加わり、膜
の生成速度をさらに大きくすることができる場合がある
。
全体的に云って、化学反応を均一に行わせるために、反
応気体の吹き出し口と排気口の位置は重要で、８狭によ
りその設置位置については特に注意を要する。拮気口に
ついても例えば系の中心部から排気する必要がある場合
には真空樽の上部に排気口をつけてもよいし、いろいろ
なところに分布させて設けてもよい。また基板も必要に
より加熱してもよい。また、基板３１上でより均一な反
応を行わせるために基板を囲むようにメツシュをおくと
一周効果がある。さらに基板３１に電圧を印加すると荷
電粒子を基板面に垂直に入射させることができる。こう
すると例えばエツチングの場合サイドエツチングの少い
エツチングを行なうことができる。一対の電極はその対
であることが基本であって５一つの真空容器に対し形を
かえたり、複数対設定することも可能である。
応気体の吹き出し口と排気口の位置は重要で、８狭によ
りその設置位置については特に注意を要する。拮気口に
ついても例えば系の中心部から排気する必要がある場合
には真空樽の上部に排気口をつけてもよいし、いろいろ
なところに分布させて設けてもよい。また基板も必要に
より加熱してもよい。また、基板３１上でより均一な反
応を行わせるために基板を囲むようにメツシュをおくと
一周効果がある。さらに基板３１に電圧を印加すると荷
電粒子を基板面に垂直に入射させることができる。こう
すると例えばエツチングの場合サイドエツチングの少い
エツチングを行なうことができる。一対の電極はその対
であることが基本であって５一つの真空容器に対し形を
かえたり、複数対設定することも可能である。
以上は何ら限定的な意味をもつものではな（、多数の変
形が可能であることは云うまでもない。
形が可能であることは云うまでもない。
例えばペニング放電電極、逆マグネトロンｒｒＮ極など
は、電場と磁場を直交させるその池の例であり、この外
にもすでに知られている電場と磁場の直交する電極も多
くの場合用いることができる。
は、電場と磁場を直交させるその池の例であり、この外
にもすでに知られている電場と磁場の直交する電極も多
くの場合用いることができる。
以上詳細に説明したように、この発明によれば、低温か
つ低圧の化学反応を利用すること１こより高純度の薄膜
形成もしくはエツチングを高速で行なうと々のできる装
ｒを得ることができる。
つ低圧の化学反応を利用すること１こより高純度の薄膜
形成もしくはエツチングを高速で行なうと々のできる装
ｒを得ることができる。
第１図および第２図はこの発明の実施例の断面図である
。 １０・・・・・・電極、１３・・・・・・コイル、１６
・・・・・・磁力線、２１．４７・・・・・・開口、２
２・・・・・・反応気体導入配管、３１・・・・・・基
板、３２・・・・・・基板保持台、４４゜４４′・・・
・・・排気口、４５・・・・・・ガラス真空槽、５２・
・・・・・電源。
。 １０・・・・・・電極、１３・・・・・・コイル、１６
・・・・・・磁力線、２１．４７・・・・・・開口、２
２・・・・・・反応気体導入配管、３１・・・・・・基
板、３２・・・・・・基板保持台、４４゜４４′・・・
・・・排気口、４５・・・・・・ガラス真空槽、５２・
・・・・・電源。
Claims (1)
- 一対の電極と、該電極表面近傍の少くとも一部分に電界
と磁界を直交させて設定する手段と、前記電極の周りの
圧力を調整する手段と、前記電極の近くに放電を起こさ
せる手段と、前記電極の近傍へ放電により分解しやすい
化合物蒸気を送り込む手段とよりなり、前記送り込まれ
た化合物蒸気自身の反応または、蒸気と基板との間で化
学反応を行わせることを特徴とする、放電化学反応装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22388583A JPS59133364A (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | 放電化学反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22388583A JPS59133364A (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | 放電化学反応装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10207777A Division JPS5915982B2 (ja) | 1977-08-24 | 1977-08-24 | 放電化学反応装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59133364A true JPS59133364A (ja) | 1984-07-31 |
Family
ID=16805230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22388583A Pending JPS59133364A (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | 放電化学反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59133364A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4788878A (en) * | 1986-06-16 | 1988-12-06 | Nissan Motor Company, Limited | Rack and pinion steering gear |
| US7748492B2 (en) | 2004-03-09 | 2010-07-06 | Jtekt Corporation | Electric power steering device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5011672A (ja) * | 1973-06-01 | 1975-02-06 |
-
1983
- 1983-11-28 JP JP22388583A patent/JPS59133364A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5011672A (ja) * | 1973-06-01 | 1975-02-06 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4788878A (en) * | 1986-06-16 | 1988-12-06 | Nissan Motor Company, Limited | Rack and pinion steering gear |
| US7748492B2 (en) | 2004-03-09 | 2010-07-06 | Jtekt Corporation | Electric power steering device |
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