JPS6043487A - 薄膜の形成方法および形成装置 - Google Patents

薄膜の形成方法および形成装置

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JPS6043487A
JPS6043487A JP14907183A JP14907183A JPS6043487A JP S6043487 A JPS6043487 A JP S6043487A JP 14907183 A JP14907183 A JP 14907183A JP 14907183 A JP14907183 A JP 14907183A JP S6043487 A JPS6043487 A JP S6043487A
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JP
Japan
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plasma
gas
forming
film
electrodes
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JP14907183A
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Ikuo Okada
岡田 育夫
Yasunao Saito
斉藤 保直
Hideo Yoshihara
秀雄 吉原
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/48Chemical 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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
    • C23C16/482Chemical 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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using incoherent light, UV to IR, e.g. lamps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/50Chemical 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
    • C23C16/517Chemical 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 using a combination of discharges covered by two or more of groups C23C16/503 - C23C16/515

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、放電によって発生する赤外紅、可視光、紫外
光、軟X線等の電磁、波をガスの励起に利用して順を形
成するRflMの形成装置および形成方法に関するもの
である。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
光化学反応を利用して薄W・−を形成する光CVD(C
hemical Vapow Deposition 
)法による薄膜形成法は、従来の薄膜形成法に比べて、
低温で膜形成が可能であシ、また、任意の位置に選択的
に膜形成ができる等のすぐれた%斧を有している。
従来、光化学反応を肪起させるような波長の光を発生す
るランプ光源のね類は限られておシ水4t1ランプ、X
8ランプ、等が用いられる。例えば、水銀ランプ(共鳴
線; 253’7X、1849X)を用いる場合、水銀
の共鳴線を吸収するように膜形成用ガスはない。−例と
して、5i021eを形成する場合は、5IH4と02
あるいはNO2ガスに水銀蒸夕iを混合し、水銀の共鳴
線で水銀をFJJJ起、励起された水使とSiH4との
反応で5iHdを励起し、膜を形成するような被殻な過
程を得ている。
水銀蒸気を混合させるため・に、水銀が不純物として膜
中に取シ込まれ、純度の高い膜を得ることは困難であっ
た。
そのため、膜形成用反応性ガスが吸収するよう力短波長
の光を発生する希ガスランプ(Xe。
Kr 、 At 、 Ne * He ) 7f6用い
る膜形成が試みられている。
しかし、上述した水銀ランプ、茹ガスランプのいずれの
方法においても膜形成(て用いるような短波長光の発生
効率は低いため膜形成に寄与する光の強度は低く、さら
にランプのガスと膜形成用ガスとは異なるので、旋形成
用ガスが共鳴励起され分館rする短波長光と波長か一致
した光が照射されることキはないので、膜形成用ガスの
光吸収効用は低く光が照射されても充分なしガスの分角
′は生ぜず、良質なhりが高速に)iニ成できないよう
な欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明は、上記の、事情に鑑みてなされたもので、プラ
ズマの自己収束によシ高鮎・高密度プラズマを形成し、
その高波・窩密度プラズマから発生する赤外舶、可視光
、紫外光、X線対を反応種の励起に利用して薄膜を形成
する装量と方法に目するものであり、その目的は、低温
で安定にかつ良質な薄B剪を高速に形成することにある
〔発明の実施例〕
斜”1図は本発明の一実施例であって、1はコンデンサ
ーパンク、2はコンデンサー1を充電する電源、3は大
電流用スパークギャップスイッチ、4けプラズマ生成用
ガス、5は中心からガスが噴出する電極、6は電極5中
に設置されているガスの尋人孔、7は高速開閉ガスバル
ブ、8は、を極5と放電を生ずる対向電極、9は、電極
5とY<極8の間に放%、によって生ずるプラズマ、1
0はプラズマ9から発生する赤外憩、可視光、紫外光、
軟X線等の電磁波、11は膜形成室、12は真空容器、
13は排気系接続管である。
江・、2図は薄膜形成室2ノ+7)担て略図であシ、1
4は置版を形成する基板、15は赤外縁、可+5,1.
光、紫外光、軟X線全通過させて、かつ膜形成用ガスを
封入するための光照射用窓、16は膜形成用ガス、17
はガス16用のバルブである。
これを動作するKは、戸窒容舒12を排気系接続管13
よシ排気し10−’Torr程度に排気しておく。高速
開閉ガスバルブ7には、膜形成用反応性ガス16f:有
りi+に分解するのに適合する光を放電によ多発光する
ようカプラダマ生成用ガス4を充てんしておく。放電゛
するには、電源2によりコンデンサ1を充電した移、高
速開閉ガスバルブ7を重17作さ−ご、ガスん↑人孔6
全通して電極5と電極8の間にプラズマ生成層ガ゛ス4
のガス塊を形成する。ガス株が拡散しない時間内にスイ
ッチ3′ft−閉じて霜:(″で5と電極8の間に電圧
を印加し放電させる。放電によってガス塊は電離し、1
v、極5と電4<18の間にプラズマ9が形成される。
プラズマを流れる電流が増加し百KA程の電離に達っす
ると電流によって生ずる磁場によってプラズマは中心軸
方向に自己収束(ピンチ)シ、商況・茜密度プラズマが
形成される。プラズマがピンチすることにょシコンデン
サパンク1に蓄えられたエネルギーは効率よくプラズマ
9に注入される。
プラズマ9が自己収束した場合、プラズマから発生する
光は自己収束しない場合に比べて、きわめて発光強度が
強くなる。第3図および第4図は、放電により生成した
プラズマから発生する光強度の時間変化を示した実験結
果で横軸は時間、!2 allは光強度を示している。
ここでは、コンデンザパンク1の容量は0.6μF1充
ル′電圧は37KV、コンデンサパンク1トスイツチ3
を含めたr1気回路の全インダクタンスは60n)I、
電極5と電析8との電極間距離は10陥、使用ガスはK
rである。W3図はプラズマが自己収束(ピンチ)した
場合の発光強度の時間変化であり、第4図はプラズマが
自己収束しない条件下での発光強度変化である。
第4図に比べて第3図の発光強度は強くな)、光発生効
率が高い。またプラズマが自己収束し匈 た」場合にはプラズマ温度が上カ、シミイオンが形成さ
れるため強い真空紫外光や軟X線が放射される。
これは、プラズマが収束することにより、コンデンサと
プラズマの短気的結合が強くなシコンデンサに充電され
ているエネルギーが効率よくプラズマに注入されること
によシ、プラズマの密度と温度が上ってプラズマから発
生する光の強度が高くなシ、波長の短い光が発生するこ
とによる。以上の自己収束作用によ膜形成した高温・高
密度プラズマから発生した光を、れ3MS形成室11に
照射する。?・・!膜形成室11には般形成用Iスノ6
が充電されておシ、光によシ分解し基板14に胆が形成
される。プラズマから発生する光には、上述したように
可動、光の他にエネルギーの高い紫外線、軟X趙が大螢
に含オれるので、氷y形成用ガス16の分子+1が促進
されるだけでなく基板14の表面が活性化され、月か形
成が容易になる。さらに、刀(・形成用ガス160分解
に距も適するような波長の光を発生するようにプラズマ
生成用ガス4を自在に変えることができる。例えば、ν
゛「形成用ガス種16とプラズマ生成用ガスオ・24を
同じにすることにょシ触形成用ガス16の吸収共鳴波長
と同じ波長の光がプラズマの励起発光よ)発生し、膜形
成用ガス16に照射でき、効率よく膜形成用ガス16が
分解され、良質な膜を高速に形成できる。
また、胛形成時に2秤以上のガスわを角いる場合、肌形
成反応を律速しているガス種をプラズマ形成用ガス種に
用いれば効率よく反応種が分解され良質な股が高速に形
成できる。
〔発明の効果〕 以上説明したように、プラズマの自己収束作用を用い高
温高密度プラズマを形成することによシ、真空紫外線、
軟X線等の短波長の光を効率よく発生させることが可能
であシ、また膜形防用ガスの分解反応に適する光を発生
するようなガスを用いて自己収束したプラズマを生成し
発光させることによシ、膜形成用ガスの分解に適する光
の照射が可能となるのであるから、良質の膜が高速で形
成できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
館′3図は自己収束したプラズマから発生する光強度め
時間変化の一例1であシ、縦1”、::1が光強度、横
軸が時間の特性を示す写真、旭4図は、自己、、収束し
ないプラズマから発生する光迎度のl′l:、−間□ 
変化の一例でhh、+琥@!1がプロ強度、! ’W’
iが時間の特性を示す写真である。 1・・・コンデンザパンク、2・・・充電1”j、 F
A 、3・・・スパークギヤ、fスイッチ、4・・・プ
ラズマ生成用ガス、5・・・ガス噴出電極、6・・・ガ
ス説、入孔、7・−・高速開閉ガスパルプ、8・・・対
向IE:4(H19・・・プラズマ、10・・・プラズ
マから発生する光、X線等の電磁波、11・・・膜形成
室、12・・・真壁容器、1.9・・・排気系接新管、
14・・・基ip’、J 5・・・光照射用窓、16・
・・成形成用ガス、17・・・パルプ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)真空中の対向した1対の電極間にプラズマ生成用
    ガスを漕大してガスの塊を形成し、この電極間に電圧を
    印加して放電することだよシ、対向した電極間にプラズ
    マを生成し、プラズマを流れる電流がつくる自己磁場に
    よシプラズマを自己収束させて、高温1・高密度プラズ
    マを形成し、その高温・高密度プラズマから発生する赤
    外線、可視光、紫外光、遠紫外光、Xかメ等の電磁波を
    、膜形成用ガスの反応性ガスに照射することによって薄
    膜を形成することを特徴とする荷摩の形成方法。
  2. (2) プラズマ生成、用ガス種が膜形成用ガス種と同
    一であることを特徴とするI]″I−許請求の範囲第1
    項記載の次・盾の形成方法。
  3. (3)複数の膜形成用ガス種を用いる場合に、プラズマ
    生成用ガス種の少なくても一種以上が膜形成用ガスわと
    同一であるとを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    薄膜の形成方法。
  4. (4) 真空容器内に対向して設けられた1対の電極と
    、この1対の電極間にプラズマ生成用ガスを導入するガ
    ス導入孔と、前記1対の賃i板間にスイッチを介して電
    圧を印加して放電することによりプラズマを生成しこの
    プラズマを流れる電流がつくる自己磁場によりプラズマ
    を自己収束させて高温・高密度プラズマを生成するコン
    デンサおよび充gi電淵と、前記1対の電極間に生成さ
    れた高温・高密度プラズマから発生する赤外線、可視光
    、紫外光、遠紫外光、X線等の電磁波が照射され膜形成
    用ガスが充填された薄膜形成室とを具イ1ジすることを
    特往イとする薄膜の形成装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6156280A (ja) * 1984-08-25 1986-03-20 Yasuo Tarui 被膜形成方法
US4919077A (en) * 1986-12-27 1990-04-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor producing apparatus
US5149377A (en) * 1989-06-15 1992-09-22 Asea Brown Boveri Aktiengesellschaft Coating apparatus
JP2008121115A (ja) * 2006-11-09 2008-05-29 Applied Materials Inc Pecvd放電処理において電磁放射線を制御するためのシステム及び方法

Cited By (5)

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JPH0563552B2 (ja) * 1984-08-25 1993-09-10 Yasuo Tarui
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