JPS63240013A

JPS63240013A - 反応装置

Info

Publication number: JPS63240013A
Application number: JP7477587A
Authority: JP
Inventors: Isamu Kato; 勇加藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-03-27
Filing date: 1987-03-27
Publication date: 1988-10-05

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、プラズマを利用した反応装置に関するもので
あり、特にマイクロ波と磁場による電子サイクロトロン
共鳴を利用した反応装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、マイクロ波の電子サイクロトロン共鳴（以後、略
してＥＣＲと称す）を利用した成膜装置としては、特公
昭５６−１５５５３５号公報、特公昭５８−１２５８２
０号公報に記載されている様に、マイクロ波導入部付近
に強磁場を作り、そこでＥＣＲを起こし、プラズマを発
生させている。

又、導波管モードを変換して同軸モードでマイクロ波を
ＥＣＲ場まで導入する方法がジャーナル・オブ・ノンク
リスタリン・ソリツズ（Ｊｏｕｒｎａｌ　　ｏｆ　　Ｎ
ｏｎ−ＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＳｏｌｉｄｓ）７７＆７
８．’８５，８１３に記載されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、特公昭５６−１５５５３５号公報、特公
昭５８−１２５８２０号公報に記載された装置には、マ
イクロ波導入部付近にＥＣＲ条件が成立する場を設けて
いるために、以下に示す欠点がある。

１）成膜を行う際、プラズマがマイクロ波導入部付近に
存在するため、マイクロ波導入窓に成膜が起こり、マイ
クロ波導入が不安定になったり、困難になってしまう。

２）プラズマがマイクロ波導入部付近に存在するため、
導入部の温度が上昇し、その結果、マイクロ波の導入が
不安定になったり、導入部の破損が起こったりする問題
が起こる。

３）マイクロ波導入部近傍に密度の高いプラズマが発生
するために、マイクロ波の遮断が起こり、基体近くに密
度の高いプラズマが得られないため、成膜速度が著しく
抑えられる。

又、ジャーナル・オブ・ノンクリスタリン、ソリツズに
記載された方法には、前記１）。

２）の他に、以下に示す欠点がある。

４）マイ久口波導入部付近の圧力が１０−’Ｔｏ、ｒｒ
以上であるため、マイクロ波導入部近傍にプラズマが発
生しやすく、マイクロ波導入窓の汚れを防止することが
できない。

５）放電管周囲から内部に磁場を発生させる方式をとっ
ており、広い面積に亘って成膜するためには、強力な電
磁力を必要とするため、コスト高となる。

そこで本発明の目的は、前述した従来技術の欠点を解消
し、マイクロ波導入窓の汚れを防ぎ、長時間安定した反
応を起こさせることが可能な新規な反応装置を提供する
ことにある。

更に本発明の目的は、マイクロ波導入窓の汚れを防ず、
効率良く基体に成膜することが可能な新規な反応装置を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕上記の目的は
、以下の本発明によって達成される。

即ち本発明は、基体を収納し、且つマイクロ波導入部を
備えた真空容器内で、マイクロ波の電子サイクロトロン
共鳴を利用して反応を起こさせる反応装置に於いて、マ
イクロ波導入部から離間した位置に基体を配置し、前記
基体近傍に電子サイクロトロン共鳴を起こす強磁場を発
生させることにより基体近傍にのみプラズマを発生させ
ることを特徴とする反応装置である。

本発明は、マイクロ波導入部から意図的に離間した基体
近傍にのみＥＣＲが起こる強磁場を作り、その結果、基
体近傍にのみプラズマを発生させることにより、前記問
題点を解決したものである。

マイクロ波を基体近傍のＥＣＲ場まで効率良く伝搬させ
るには、ホーン状アンテナ、スロットアンテナ、ヘリカ
ルアンテナ等のマイクロ波のアンテナを用いることが好
ましい。

磁場を発生する手段としては、電磁石の他に、永久磁石
も利用可能である０本発明では、磁場発生空間を、基体
近傍のみに限定しているので、磁石が小型化できるとい
う利点を有する。

次に、真空容器内の圧力は、プラズマがマイクロ波導入
部付近に発生しない程度に低く、且つ基体近傍のＥＣＲ
が起こる空間でプラズマが発生する程度に高くなければ
ならない。

圧力は、用いるガスの種類によっても異なるが、一般に
は１０−’Ｔｏ　ｒ　ｒ〜ｌ　Ｏ−’Ｔ（！　ｒ　ｒの
範囲が好ましく、特に好適には１Ｏ−２Ｔｏｒｒ〜１０
−’Ｔｏｒｒの範囲である。

本発明を成膜装置に利用し、非成膜性ガスと成膜性ガス
の２ｆＩ類のガスを用いて成膜する場合、非成膜性ガス
をマイクロ波導入部付近から真空容器内に導入し、成膜
性ガスを基体近傍から導入することにより、チャンバー
内壁を必要以上に汚すことなく、効率的に成膜できる。

〔実施例〕

以下実施例を以って、本発明を更に詳細に説明する。

第１図は、本発明を成膜に利用した際の装置の概略図で
ある。この装置を利用して、アモルファスシリコン膜を
形成する場合について以下に述べる。

まずチャンバー１内をポンプ１３により１０−γＴｏｒ
ｒまで排気した後、ガス導入管５０によりＨ２を１５Ｓ
ＣＣＭ、ＳｉＨ４を１５ＳＣＣＭ導入する。それにより
、チャンバー内の圧力は５ｘｌＯ−’Ｔｏｒｒに保たれ
る。

次に磁場発生用電源３２を入れ、基体表面にワーメータ
ー２４を見ながらスリースタブチューナー２５を調節す
ると、図中２の空間にのみプラズマが発生する。この際
、絞り２３によりマイクロ波が効率よ（チャンバー内に
伝搬する。余剰のガスはポンプ１３により排気される。

１０分間成膜後、基体を取り出したところ、−基体に膜
厚３μｍのａ−Ｓｔ：Ｈが成膜されていた。又、マイク
ロ波導入窓２０には、はとんど汚れが見られなかった。

次に永久磁石を用いてアモルファスシリコンを成膜する
例を第２図に示す。

第２図に於いて、３３が永久磁石である。磁石３３によ
り基体１１近傍の２の領域にＥＣＲ条件を満たす磁場が
つくられる。

具体的には、まず、前記実施例同様ポンプ１３によりチ
ャンバー１内を１０−’Ｔｏｒｒまで排気した後、ガス
ライン５０．６０によりＳ　ｉ　Ｈ４・２０ＳＣＣＭ、
Ｈ２２０ＳＣＣＭを混合した状態でチャシバ−１内に噴
出させ、チャンバー内圧力を８Ｘ１０−’Ｔｏｒｒにす
る。次に周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波発振器２７
を発振させ、パワーモニタ２４を見ながらスリースタブ
チューナー２５を調節すると、第２図中２の領域にのみ
プラズマが発生する。１０分開成膜後基体を取り出した
ところ、基体に膜厚４μｍのａ−Ｓｔ　：Ｈが成膜され
ており、マイクロ波導入窓２０には汚れが見られなかっ
た。

〔発明の効果〕

本発明の効果を以下に列挙する。

１）マイクロ波導入窓への膜付着や膜付着が少なくなり
、長時間安定した放電が得られる。

２）マイクロ波導入窓の温度が低くおさえられる為に、
安定なプラズマが長時間得られる。

３）高速成膜が達成される。

４）基体近傍にのみ磁場を発生させればよいので、磁石
又は電磁石が小型化でき、ひいては装置の小型化も可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＬ実施例を示す概略図であり、第２図
は特に永久磁石を用いた実施例を示す概略図である。１・・・チャンバー、２・・・プラズマ領域、１０・・・基体ホルダー、１１・・・基体、１２・・・ヒーター、１３・・・排気用ポンプ、２０・・・マイクロ波導入窓、２１・・・マイクロ波ホーンアンテナ２２・・・導波管、２３・・・しぼり、２４・・・パワーモニタ、２５・・・スリースタブチューナー、２６・・・アイソレーター、２７・・・マイクロ波発振器、３１・・・強磁性体、３２・・・電源、３３・・・永久磁石、５０．５１・・・ガス導入管、６０．６１・・・環状ガス放出部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基体を収納し、且つマイクロ波導入部を備えた真
空容器内で、マイクロ波の電子サイクロトロン共鳴を利
用して反応を起こさせる反応装置に於いて、マイクロ波
導入部から離間した位置に基体を配置し、前記基体近傍
に電子サイクロトロン共鳴を起こす強磁場を発生させる
ことにより、基体近傍にのみプラズマを発生させること
を特徴とする反応装置。
（２）前記真空容器内の圧力が１０＾−＾１〜１０＾−
＾６Ｔｏｒｒの範囲にある特許請求の範囲第１項記載の
反応装置。
（３）マイクロ波の導入にマイクロ波アンテナを用いる
特許請求の範囲第１項記載の反応装置。
（４）前記マイクロ波導入部近傍から真空容器内にガス
を導入する手段を設けた特許請求の範囲第１項記載の反
応装置。