JPS63247371A - Thin film treating equipment - Google Patents

Thin film treating equipment

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Publication number
JPS63247371A
JPS63247371A JP7988887A JP7988887A JPS63247371A JP S63247371 A JPS63247371 A JP S63247371A JP 7988887 A JP7988887 A JP 7988887A JP 7988887 A JP7988887 A JP 7988887A JP S63247371 A JPS63247371 A JP S63247371A
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JP
Japan
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thin film
electrode
anode electrode
film processing
cathode electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP7988887A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michio Sato
道雄 佐藤
Hiroshi Takeuchi
寛 竹内
Hideyo Kagami
英世 加賀見
Koichi Saito
斉藤 好一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To prevent the corrosion damage due to corrosive gas, by specifying a Cr, Co, Ni, Ti, Zr, Nb, etc., as a material for both electrodes of cathode and anode disposed in a vacuum tank. CONSTITUTION:This thin film treating equipment is provided with a vacuum tank and both electrodes of cathode and anode for exciting electric discharge in the above vacuum tank. Both electrodes mentioned above are composed of, by weight, 10-40% Cr and the balance Co, or composed of 10-40% Co, 1.5-20% Ni, 0.2-4% of one or more elements among Ti, Zr, and Nb, <=0.2% of one or more elements among Y, La, and Ce, and the balance Co.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、基体上に薄膜を形成するか、或いは基体上の
薄膜をエツチングする薄膜処理装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a thin film processing apparatus for forming a thin film on a substrate or etching a thin film on a substrate.

(従来の技術) 平板状や円筒状等の形状を有する基体上に、絶縁性、光
導電性、半導体特性等を有する薄膜を形成する方法とし
ては、例えばプラズマ放電を利用した方法があり、集積
回路用の絶縁膜の形成や太陽電池の作製或いは電子写真
感光体の作製等に使用されている。
(Prior art) As a method for forming a thin film having insulating, photoconductive, semiconducting properties, etc. on a substrate having a flat or cylindrical shape, for example, there is a method using plasma discharge. It is used in the formation of insulating films for circuits, the production of solar cells, and the production of electrophotographic photoreceptors.

プラズマ放電を利用した成膜方法としては、プラズマC
VD法が知られている。このプラズマCVD法は、減圧
した真空槽内に成膜用の反応ガスを導入し、プラズマエ
ネルギにより反応ガスを分解して活性度の高い粒子(ラ
ジカル)を励起し、基体上に上記の様な薄膜を形成する
もので、従来の熱CVD法が5Co℃以上で成膜するの
に比べてプラズマCVD法では3Co℃前後の低い温度
で健全な膜形成ができるという特徴がある。
As a film forming method using plasma discharge, plasma C
The VD method is known. In this plasma CVD method, a reaction gas for film formation is introduced into a reduced pressure vacuum chamber, and the reaction gas is decomposed by plasma energy to excite highly active particles (radicals) to form the above-mentioned particles on the substrate. It forms a thin film, and while the conventional thermal CVD method forms a film at a temperature of 5 Co° C. or higher, the plasma CVD method is characterized in that it can form a healthy film at a low temperature of around 3 Co° C.

このようなプラズマCVD法に使用される装置の゛代表
的な例を、第1図及び第2図を参照して説明する。
A typical example of an apparatus used in such a plasma CVD method will be explained with reference to FIGS. 1 and 2.

第1図は、平板状等の基体に成膜を行なうのに好適なプ
ラズマCVD装置であり、図中の1は真空槽である。こ
の真空tl!Ilには、真空ポンプ等で構成される真空
排気系2が連結されている。前記真空槽l内には、一対
の平行平板電極3.4が配置されている。その一方の電
極3は、高周波電源5に接続され、カソード電極として
機能する。他方の電極4は、通常接地されており、アノ
ード電極として機能する。前記アノード電極4の底部付
近には、ヒータ6が配置されている。また、前記真空W
Itには、反応ガスをガスボンベや配或いはガス流量調
整バルブ等で構成されるガス導入系7が連結されている
。このような構成のプラズマCVD装置において、アノ
ード電極4上に平板状の基体8を設置し、真空排気系2
を作動して真空槽1内を所定の真空度に保持しながら、
基体8をヒータ6によって3Co℃〜350℃程度に加
熱し、基体8の温度が一定になった時点でガス導入系7
から反応ガスを真空槽l内に供給すると共に、カソード
電極3に高周波電源5から13.58 MHzの高周波
電圧を印加すると、反応ガスは前記電極3.4間で励起
された放電により活性化され、アノード電極4上に保持
された基体8上に所望の薄膜が形成される。
FIG. 1 shows a plasma CVD apparatus suitable for forming a film on a plate-like substrate, and numeral 1 in the figure is a vacuum chamber. This vacuum TL! A vacuum evacuation system 2 composed of a vacuum pump and the like is connected to Il. A pair of parallel plate electrodes 3.4 are arranged within the vacuum chamber l. One electrode 3 is connected to a high frequency power source 5 and functions as a cathode electrode. The other electrode 4 is normally grounded and functions as an anode electrode. A heater 6 is arranged near the bottom of the anode electrode 4. Further, the vacuum W
A gas introduction system 7 configured with a gas cylinder, a gas distribution valve, a gas flow rate adjustment valve, etc. for supplying a reaction gas is connected to It. In a plasma CVD apparatus having such a configuration, a flat substrate 8 is installed on the anode electrode 4, and a vacuum exhaust system 2 is installed.
While maintaining the vacuum chamber 1 at a predetermined degree of vacuum by operating the
The base body 8 is heated to about 3Co°C to 350 °C by the heater 6, and when the temperature of the base body 8 becomes constant, the gas introduction system 7 is heated.
When a high frequency voltage of 13.58 MHz is applied to the cathode electrode 3 from the high frequency power supply 5, the reactive gas is activated by the discharge excited between the electrodes 3.4. , a desired thin film is formed on the substrate 8 held on the anode electrode 4.

第2図は、円筒状等の基体に成膜を行なうのに好適なプ
ラズマCVD装置であり、図中のllは真空槽である。
FIG. 2 shows a plasma CVD apparatus suitable for forming a film on a cylindrical substrate, and 11 in the figure is a vacuum chamber.

この真空槽11には、真空ポンプ等で構成される真空排
気系12が連結されている。前記真空槽ll内には、一
対の同軸形対向電極13.14が配置されている。一方
の電極13は、高周波電源15に接続され、カソード電
極として機能する。他方の電極14は、通常接地されて
おり、アノード電極として機能すると共に、回転機構1
Bにより回転する構造になっている。前記アノード電極
14の内部には、ヒータ17が挿入されている。また、
前記真空槽11には、反応ガスをガスボンベや配管或い
はガス流量調整バルブ等で構成されるガス導入系1Bが
連結されている。このような構成のプラズマCVD装置
において、アノード電極14に円筒状の基体19を保持
させ、真空排気系12を作動して真空槽1亀内を所定の
真空度に保持しながら、基体19を保持したアノード電
極14を回転機構1Bにより回転させつつ該基体19を
ヒータ17によって3Co℃〜350℃程度に均一加熱
し、基体19の温度が一定になった時点でガス導入系1
Bから反応ガスを真空槽11内に供給すると共に、カソ
ード電極13に高周波電源15から13.56 MHz
の高周波電圧を印加すると、反応ガスは前記電極13.
14間で励起された放電により活性化され、アノード電
極14に保持された円筒状の基体19上に所望の薄膜が
形成される。
A vacuum evacuation system 12 composed of a vacuum pump and the like is connected to the vacuum chamber 11. A pair of coaxial counter electrodes 13, 14 are arranged within the vacuum chamber 11. One electrode 13 is connected to a high frequency power source 15 and functions as a cathode electrode. The other electrode 14 is normally grounded and functions as an anode electrode, as well as the rotation mechanism 1
It has a structure that rotates by B. A heater 17 is inserted inside the anode electrode 14 . Also,
A gas introduction system 1B is connected to the vacuum chamber 11, which is configured to supply a reaction gas with a gas cylinder, piping, a gas flow rate adjustment valve, or the like. In a plasma CVD apparatus having such a configuration, the cylindrical substrate 19 is held by the anode electrode 14, and the substrate 19 is held while the vacuum exhaust system 12 is operated to maintain the interior of the vacuum chamber 1 at a predetermined degree of vacuum. While rotating the anode electrode 14 using the rotating mechanism 1B, the base body 19 is uniformly heated to about 3Co to 350 °C by the heater 17, and when the temperature of the base body 19 becomes constant, the gas introduction system 1 is heated.
A reaction gas is supplied from B into the vacuum chamber 11, and a high frequency power source 15 of 13.56 MHz is supplied to the cathode electrode 13.
When a high frequency voltage of 13. is applied, the reaction gas flows to the electrode 13.
A desired thin film is formed on the cylindrical substrate 19 held by the anode electrode 14 by the discharge excited between the electrodes 14 and 14 .

上述したプラズマCVD装置による絶縁膜、パッシベー
ション膜用の酸化シリコン、窒化シリコンや光電変換素
子用のアモルファスシリコンの成膜には、主としてモノ
ンランガス(SI H,)、アンモニアガス(NH3)
 、亜酸化窒素ガス(N20) 、窒素ガス(N2)等
の混合ガスが使用される。かかる反応ガスを用いて数回
成膜処理を行なうと、電極表面にも薄膜が堆積され、電
極間の放電が不安定となり、所望の特性を有する薄膜を
得ることが困難となる。このため、電極に厚さ数μmの
膜が堆積する毎に、フレオン(CF4)と酸素(02)
の混合ガスを用い、堆積膜を気化除去するプラズマクリ
ーニングを行なっている。
The above-mentioned plasma CVD apparatus is used to form insulating films, silicon oxide for passivation films, silicon nitride, and amorphous silicon for photoelectric conversion elements mainly using monolan gas (SI H,) and ammonia gas (NH3).
, nitrous oxide gas (N20), nitrogen gas (N2), and the like are used. When a film formation process is performed several times using such a reaction gas, a thin film is also deposited on the electrode surface, and the discharge between the electrodes becomes unstable, making it difficult to obtain a thin film having desired characteristics. Therefore, every time a film with a thickness of several μm is deposited on the electrode, freon (CF4) and oxygen (02)
Plasma cleaning is performed to vaporize and remove the deposited film using a mixed gas of

しかしながら、従来のカソード電極及びアノード電極は
、5US304,5US316L等のステンレス鋼によ
り形成されているため、前記フレオンと酸素の混合ガス
のように腐食性の強いガスが接触すると、電極が腐食し
てその表面に腐食被膜を生成する。このように電極表面
に腐食被膜が生成すると、引続き行なう成膜時に腐食皮
膜が剥離して装置内で浮遊発塵となり、成膜中に混入す
る。
However, since conventional cathode electrodes and anode electrodes are made of stainless steel such as 5US304 and 5US316L, when they come into contact with a highly corrosive gas such as the Freon and oxygen mixture, the electrodes corrode. Produces a corrosion film on the surface. When a corrosion film is formed on the electrode surface in this way, the corrosion film is peeled off during subsequent film formation and becomes floating dust within the apparatus, which is mixed into the film formation process.

その結果、例えば半導体素子では、配線の通電不良等の
不具合を生じ、製造歩留りが低下するという問題があっ
た。
As a result, in semiconductor devices, for example, problems such as poor electrical conduction of wiring occur, resulting in a reduction in manufacturing yield.

一方、基体上の薄膜をエツチングする方法として、例え
ばドライエツチング技術を利用したものがあり、コンタ
クト開孔用の酸化シリコンのエツチング、ゲート電極形
成のための多、結晶シリコンのエツチング、更にAI!
配線のパターン形成として使用されている。
On the other hand, as a method for etching a thin film on a substrate, for example, there are methods using dry etching technology, such as etching silicon oxide for contact openings, etching polycrystalline silicon for forming gate electrodes, and even etching AI!
It is used to form wiring patterns.

ドライエツチング技術は、真空槽内に反応ガスを導入し
、電極間のグロー放電により得られるラジカルやイオン
によって、基体上の薄膜をエツチングするもので、プラ
ズマエツチングと反応性イオンエツチングに分類される
。プラズマエツチングはプラズマ中の主としてラジカル
を利用しているのに対して、反応性イオンエツチングは
ラジカルの反応性とイオンエツチングを利用している。
Dry etching technology involves introducing a reactive gas into a vacuum chamber and etching a thin film on a substrate using radicals and ions generated by glow discharge between electrodes, and is classified into plasma etching and reactive ion etching. Plasma etching mainly utilizes radicals in plasma, whereas reactive ion etching utilizes the reactivity of radicals and ion etching.

このようなドライエツチング装置の代表的な例を、第3
図又は第4図を参照して説明する。
A typical example of such a dry etching device is shown in the third section.
This will be explained with reference to FIG.

第3図は、平行手板型のプラズマエツチング装置であり
、図中の21は図示しない排気系により真空排気される
真空槽である。この真空槽21内には、一対の平行平板
電極22.23が配置されている。一方の電極22には
高周波電源24が接続され、カソード電極として機能す
る。他方の電極23は、接地されており、アノード電極
として機能する。このような構成のプラズマエツチング
装置において、アノード電極23上に基体25を設置し
、図示しない排気系により真空槽21内を所定の真空度
にした後、図示しないガス導入管よりエツチングガスを
真空槽21内に導入し、高周波電源24よりカソード電
極22に高周波電圧を印加すると、電極22.23の間
にプラズマが発生し、その中のラジカルにより基体25
表面に堆積された薄膜がエツチングされる。
FIG. 3 shows a parallel plate type plasma etching apparatus, and numeral 21 in the figure is a vacuum chamber that is evacuated by an exhaust system (not shown). Inside this vacuum chamber 21, a pair of parallel plate electrodes 22 and 23 are arranged. A high frequency power source 24 is connected to one electrode 22 and functions as a cathode electrode. The other electrode 23 is grounded and functions as an anode electrode. In a plasma etching apparatus having such a configuration, the substrate 25 is placed on the anode electrode 23, and after the vacuum chamber 21 is brought to a predetermined degree of vacuum by an exhaust system (not shown), etching gas is introduced into the vacuum chamber from a gas introduction pipe (not shown). 21 and when a high frequency voltage is applied to the cathode electrode 22 from the high frequency power source 24, plasma is generated between the electrodes 22 and 23, and the radicals therein cause the substrate 25 to
The thin film deposited on the surface is etched.

第4図は、平行平板型の反応性イオン、エツチング装置
であり、図中の31は図示しない排気系により真空排気
される真空槽である。この真空1431内には、一対の
平行平板電極32.33が配置されている。一方の電極
32は、接地されており、カソード電極として機能する
。他方の電極33は、高周波電源34が接続され、アノ
ード電極として機能する。
FIG. 4 shows a parallel plate type reactive ion etching apparatus, and numeral 31 in the figure is a vacuum chamber that is evacuated by an evacuation system (not shown). A pair of parallel plate electrodes 32, 33 are arranged within this vacuum 1431. One electrode 32 is grounded and functions as a cathode electrode. The other electrode 33 is connected to a high frequency power source 34 and functions as an anode electrode.

このような構成のプラズマエツチング装置において、ア
ノード電極33上に基体35を設置し、図示しない排気
系により真空槽31内を所定の真空度にした後、図示し
ないガス導入管よりエツチングガスを真空槽31内に導
入し、高周波電源34よりアノード電極33に高周波電
圧を印加すると、電極32.33の間にプラズマが発生
すると共に、該プラズマ中のイオンがカソードシースで
加速されて高エネルギを持つため、基体35表面に堆積
された薄膜への該イオンの入射により、薄膜のエツチン
グがなされる。
In the plasma etching apparatus having such a configuration, the substrate 35 is installed on the anode electrode 33, and after the vacuum chamber 31 is brought to a predetermined degree of vacuum by an exhaust system (not shown), etching gas is introduced into the vacuum chamber from a gas introduction pipe (not shown). When a high frequency voltage is applied to the anode electrode 33 from the high frequency power source 34, plasma is generated between the electrodes 32 and 33, and the ions in the plasma are accelerated by the cathode sheath and have high energy. The ions are incident on the thin film deposited on the surface of the substrate 35, thereby etching the thin film.

上述したドライエツチング装置による絶縁用の酸化シリ
コンやゲート電極用の多結晶シリコン、更に配線用のア
ルミニウムのエツチングには、フレオン(CF4)等の
フッ素ガスやテトラクロロメタン(CCI!4)等の塩
素ガスが使用される。
When etching silicon oxide for insulation, polycrystalline silicon for gate electrodes, and aluminum for wiring using the dry etching equipment described above, fluorine gas such as Freon (CF4) or chlorine gas such as tetrachloromethane (CCI!4) is used. gas is used.

しかしながら、従来のカソード7u極及びアノード電極
は、5US304,5US316L等のステンレス鋼で
形成されているため、前記腐食性の強いガスを用いてエ
ツチングを行なうと、該電極が腐食損傷し、装置内で発
塵する。発生した粉塵が基体上の薄膜に付着すると、該
粉塵がエツチングマスクとして作用し、配線短絡やコン
タクト開孔不良等を引起こすため、半導体素子等の製造
歩留りが低下するという問題があった。
However, since the conventional cathode 7u electrode and anode electrode are made of stainless steel such as 5US304, 5US316L, etching using the highly corrosive gas causes corrosion damage to the electrodes, which can cause damage within the device. Generates dust. When the generated dust adheres to the thin film on the substrate, the dust acts as an etching mask and causes wiring short circuits, contact opening defects, etc., resulting in a reduction in the manufacturing yield of semiconductor devices and the like.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明は上記従来の問題点を解決するためになされたも
ので、腐食性ガスによる真空槽内に配置された電極の腐
食損傷を防止し、高信頼性、高歩留りの成膜或いは高信
頼性のエツチングが可能な薄膜処理装置を提供しようと
するものである。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. The present invention aims to provide a thin film processing apparatus capable of high-yield film formation or highly reliable etching.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本願節1の発明は、反応ガスが供給される真空槽と該槽
内に放電を励起させるためのカソード電極、アノード電
極を設けた薄膜処理装置において、前記カソード電極及
びアノード電極が、重量比でCrが10〜40%含有し
、残部が実質的にC。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The invention of Section 1 of the present application provides a vacuum chamber to which a reactive gas is supplied, and a thin film provided with a cathode electrode and an anode electrode for exciting discharge in the chamber. In the processing apparatus, the cathode electrode and the anode electrode contain 10 to 40% Cr by weight, with the remainder being substantially C.

からなることを特徴とする薄膜処理装置である。This is a thin film processing apparatus characterized by comprising:

次に、本願節1の発明の薄膜処理装置の電極を構成する
合金中の金属の役割及び配合量の限定理由について詳細
に説明する。なお、以下の説明における%はmQ%を意
味するものである。
Next, the role of the metal in the alloy constituting the electrode of the thin film processing apparatus of the invention of Section 1 of the present application and the reason for limiting the blending amount will be explained in detail. Note that % in the following description means mQ%.

Crは、高温における耐ハロゲン性及び耐酸化性を維持
するために、基本的な元素である。Crの配合量を10
%未満にすると、充分な耐ハロゲン性及び耐酸化性が得
られず、かといってその二が40%を超えると、σ相が
生成して熱間加工性を低下させると共に耐酸化性を劣化
させる。
Cr is a fundamental element in order to maintain halogen resistance and oxidation resistance at high temperatures. The blending amount of Cr is 10
If it is less than 40%, sufficient halogen resistance and oxidation resistance will not be obtained, whereas if it exceeds 40%, σ phase will be generated, reducing hot workability and oxidation resistance. let

以上説明したCrの他に、更に固溶、析出強化による高
温強度及び保護性被膜の密着性を改善するため、Ni 
1.5〜20%、及びTI 、Zr s N bのうち
少なくとも1種以上0.2〜4%、更にYlLa、Ca
のうち少なくとも1種以上0.2%以下含有させること
ができる。
In addition to the above-mentioned Cr, in order to further improve the high-temperature strength through solid solution and precipitation strengthening and the adhesion of the protective coating, Ni
1.5 to 20%, and 0.2 to 4% of at least one of TI, ZrsNb, and YlLa, Ca
At least one of these can be contained in an amount of 0.2% or less.

上記Niは、耐ハロゲン性の改善に効果のある元素で、
特に高温のハロゲン雰囲気下においてCrの共存下でN
i F2を主体とする緻密なフッ化物被膜を形成し、高
温耐ハロゲン性を著しく向上させる。かかるNiの配合
量を1.5%未満にすると、該Niの配合効果を充分に
達成できず、かといってその配合量が20%を超えると
、その効果の増大化を期待できない。
The above Ni is an element that is effective in improving halogen resistance,
Particularly in a high-temperature halogen atmosphere and in the coexistence of Cr, N
i Forms a dense fluoride film mainly composed of F2, significantly improving high-temperature halogen resistance. If the Ni content is less than 1.5%, the effect of Ni cannot be sufficiently achieved, and on the other hand, if the content exceeds 20%, no increase in the effect can be expected.

上記”rt 、Zr、Nbは、C及びNと反応してマト
リックス中に微細な炭窒化物を形成し、温強度を向上す
ると共に、熱間加工割れを抑制するのに有効である。か
かる元素の配合量を0.2%未満にすると、その配合効
果を充分に達成できず、かといってその量が4.0%を
超えると、合金を脆化させる。なお、これらの元素はい
ずれか1種を単独添加しても、2種以上を腹合添加して
も良く、その配合量の範囲が0.2〜4.0%であれば
よい。
The above-mentioned "rt", Zr, and Nb react with C and N to form fine carbonitrides in the matrix, and are effective in improving thermal strength and suppressing hot working cracks.Such elements If the blending amount is less than 0.2%, the blending effect cannot be fully achieved, whereas if the blending amount exceeds 4.0%, the alloy will become brittle.Please note that any of these elements One type may be added alone, or two or more types may be added in combination, and the blending amount may be in the range of 0.2 to 4.0%.

上記Y、La 、Ceは、保護性被膜の密着性の改善に
効果のある元素である。かかる元素の配合量が0.2%
を超えると、被膜の保護作用を失わせる恐れがある。な
お、これらの元素はいずれか1種を単独添加しても、2
種以上を複合添加しても良く、合計量で上限が0.2%
以下であればよい。
The above Y, La, and Ce are elements that are effective in improving the adhesion of the protective coating. The amount of such elements is 0.2%
Exceeding this may cause the coating to lose its protective effect. Note that even if any one of these elements is added alone, 2
Seeds or more may be added in combination, with the upper limit of the total amount being 0.2%.
The following is sufficient.

より好ましいこれらの元素の配合量は、0.02〜0.
1%の範囲である。
A more preferable blending amount of these elements is 0.02 to 0.
It is in the range of 1%.

本願節2の発明は、反応ガスが供給される真空槽と該槽
内に放電を励起させるためのカソード電極、アノード電
極を設けた薄膜処理装置において、前記カソード電極及
びアノード電極が、重量比でTI s Zr、、Hr、
Nbs Tas Cr、Siの炭化物からなる硬質相の
うちの少なくとも1種以上30〜85%と、Cr2〜2
0%、Co5〜15%及び残部がNiからなる結合相と
により構成されていることを特徴とする薄膜処理装置で
ある。
The invention of Section 2 of the present application provides a thin film processing apparatus provided with a vacuum chamber to which a reaction gas is supplied, and a cathode electrode and an anode electrode for exciting discharge in the chamber, in which the cathode electrode and the anode electrode are arranged in a weight ratio. TI s Zr,, Hr,
Nbs Tas 30 to 85% of at least one of the hard phases consisting of carbides of Cr and Si, and 2 to 2 Cr
0% Co, 5 to 15% Co, and the balance is Ni.

次に、本願節2の発明の薄膜処理装置の電極を構成する
合金中の金属の役割及び配合量の限定理由について詳細
に説明する。なお、以下の説明における%は重量%を意
味するものである。
Next, the role of the metal in the alloy constituting the electrode of the thin film processing apparatus of the invention of Section 2 of the present application and the reason for limiting the amount to be mixed will be explained in detail. In addition, % in the following description means weight %.

上記硬質相は、高温における耐ハロゲン性及び耐酸化性
を向上させる効果がある。かかる硬質相の配合量を30
%未満にすると、配合効果が得られず、かといってその
量が85%を超えると、靭性の低下を招く。
The hard phase has the effect of improving halogen resistance and oxidation resistance at high temperatures. The amount of this hard phase is 30
If the amount is less than 85%, the blending effect will not be obtained, while if the amount exceeds 85%, the toughness will deteriorate.

上記結合相の構成成分であるCrは、Ni中に固溶して
合金の耐ハロゲン性及び耐酸化性を向上させる元素であ
る。かかるCrの配合量を2%未満にすると、充分な耐
ハロゲン性及び耐酸化性が得られず、かといってその量
が20%を超えると、Cr 23 C7相が析出し、強
度が低下する。
Cr, which is a component of the binder phase, is an element that dissolves in Ni and improves the halogen resistance and oxidation resistance of the alloy. If the content of Cr is less than 2%, sufficient halogen resistance and oxidation resistance cannot be obtained, whereas if the content exceeds 20%, Cr 23 C7 phase will precipitate and the strength will decrease. .

上記結合相の構成成分であるCoは、Niの延性を改善
し、強度の向上し耐孔食性の改善に効果のある元素であ
る。かがるCoの配合量を5%未満にすると、配合効果
を充分に達成できず、かといってその量が15%を超え
ると、Ni中のCr固溶琶が減少してCr23C7相が
析出して脆化する恐れがあると共に、Ni  (TI 
A、l?)の生成が抑制されて高温強度が低下する。
Co, which is a component of the binder phase, is an element that is effective in improving the ductility of Ni, improving strength, and improving pitting corrosion resistance. If the blending amount of Co is less than 5%, the blending effect cannot be sufficiently achieved, but if the blending amount exceeds 15%, the Cr solid solution in Ni decreases and Cr23C7 phase precipitates. In addition, Ni (TI
A, l? ) is suppressed, resulting in a decrease in high temperature strength.

以上説明した本願第2の発明の薄膜処理装置の電極の合
金組成に、更に固溶、析出強化による高温強度及び耐食
性を改善するため、Mo、AI、Tiのうちの少なくと
も1種以上を5%以下含有させることができる。
In order to further improve the high temperature strength and corrosion resistance through solid solution and precipitation strengthening, 5% of at least one of Mo, AI, and Ti is added to the alloy composition of the electrode of the thin film processing apparatus of the second invention of the present application described above. The following can be contained.

上記M’oは、Ni中に固溶して高温強度を改善する効
果を有する元素である。かかるMoの配合量が5%を超
えると、Moを含む低級炭化物の析出によって合金の強
度が低下する。
The above M'o is an element that dissolves in Ni and has the effect of improving high temperature strength. When the content of Mo exceeds 5%, the strength of the alloy decreases due to the precipitation of lower carbides containing Mo.

上記AIは、耐酸化性の改浮に効果のある元素で、特に
高温酸化性雰囲気においてCrの共存したでAノコ03
を主体とする緻密な酸化被膜を形成し、高温耐酸化性を
著しく向上させる。また、Niと金属間化合物(Ni 
3 A、f?)を生成して高温強度を向上させる。かか
るAIの配合量が5%を超えると、Ni 3 Aノ相の
析出が多くなり過ぎて逆に強度も低下する傾向にある。
The above AI is an element that is effective in improving oxidation resistance, especially in the presence of Cr in a high temperature oxidizing atmosphere.
Forms a dense oxide film mainly composed of , significantly improving high-temperature oxidation resistance. In addition, Ni and intermetallic compounds (Ni
3 A, f? ) to improve high temperature strength. When the blending amount of AI exceeds 5%, precipitation of Ni 3 A phase increases too much, and the strength tends to decrease.

上記T1は、Crと共存する場合、Crが炭化物を生成
してCr欠乏層を形成するのを阻止し、その結果孔食を
防止する効果を発揮する。また、AIと共にγ′相〔N
i3 (AiTl)〕を生成して高温強度を向上させる
。かかるTiの配合量が5%を超えると、低級炭化物の
析出によって合金が著しく脆化する傾向になる。
When T1 coexists with Cr, it prevents Cr from producing carbides and forming a Cr-depleted layer, thereby exhibiting the effect of preventing pitting corrosion. In addition, together with AI, γ′ phase [N
i3 (AiTl)] to improve high temperature strength. If the content of Ti exceeds 5%, the alloy tends to become extremely brittle due to the precipitation of lower carbides.

本願第2の発明における硬質相の粒径は、3μm以下に
することが好ましい。この理由は、硬質相の粒径が3μ
mを超えると、硬質相と結合相との界面における強度が
低下すると共に、気孔率が増大して耐食性が劣化する。
The particle size of the hard phase in the second invention of the present application is preferably 3 μm or less. The reason for this is that the particle size of the hard phase is 3 μm.
If it exceeds m, the strength at the interface between the hard phase and the binder phase decreases, the porosity increases, and the corrosion resistance deteriorates.

なお、硬質相の粒径を小さくし過ぎると、混合工程中に
硬質相の凝集が起こり、強度が低下する。より好ましい
硬質相の粒径範囲は、0.1〜2μmである。
Note that if the particle size of the hard phase is made too small, agglomeration of the hard phase will occur during the mixing process, resulting in a decrease in strength. A more preferable particle size range of the hard phase is 0.1 to 2 μm.

本願第2の発明に用いる合金を製造するには、例えば次
のように方法を採用し得る。まず、混合粉末を黒鉛モー
ルドに充填してホットプレスするか、又は混合粉末にパ
ラフィン、レジン等の成形助剤を添加したものを金型モ
ールドに充填して加圧成形する方法、或いはラバープレ
ス等の静水圧プレスによって成形する。このようにして
成形した粉末圧粉体を非酸化性雰囲気中で無加圧焼結又
は加圧焼結したり、もしくは減圧ガス雰囲気中や真空中
で1250℃〜16Co℃で焼結することによって合金
を製造する。また、かかる条袢で焼結したものを熱間静
水圧加圧法(HIP)によって再処理することにより、
一層高靭性の合金を得ることができる。
In order to manufacture the alloy used in the second invention of the present application, the following method may be adopted, for example. First, the mixed powder is filled into a graphite mold and hot pressed, or the mixed powder is filled with a molding aid such as paraffin or resin and then pressure molded, or a rubber press, etc. Formed using a hydrostatic press. By sintering the powder compact formed in this way without pressure or under pressure in a non-oxidizing atmosphere, or by sintering it at 1250°C to 16Co°C in a reduced pressure gas atmosphere or vacuum. Manufacture alloys. In addition, by reprocessing the sintered material using hot isostatic pressing (HIP),
An alloy with even higher toughness can be obtained.

本願第3の発明は、反応ガスが供給される真空槽と該槽
内に放電を励起させるためのカソード電極、アノード電
極を設けた薄膜処理装置において、前記カソード電極及
びアノード電極の表面がTI C,TI N、  TI
 CN、  TI Co、TI CNOのうちの少なく
とも1種以上からなる厚さ2μm〜50μmの化合物被
膜で被覆されていることを特徴とする薄膜処理装置であ
る。
A third invention of the present application is a thin film processing apparatus provided with a vacuum tank to which a reaction gas is supplied, and a cathode electrode and an anode electrode for exciting discharge in the tank, wherein the surfaces of the cathode electrode and the anode electrode are TIC. ,TI N,TI
This thin film processing apparatus is characterized in that it is coated with a compound film having a thickness of 2 μm to 50 μm and made of at least one of CN, TI Co, and TI CNO.

上記化合物被膜をカソード電極及びアノード電極の形成
する手段としては、例えばCVD法、PVD法を採用し
得る。また、電極と被膜との密着性を向上するために、
被覆前に予め電極表面にNi s Cr s Fc等の
金属を被覆することが望ましい。
As a means for forming the cathode electrode and the anode electrode from the compound film, for example, a CVD method or a PVD method can be employed. In addition, in order to improve the adhesion between the electrode and the coating,
It is desirable to previously coat the electrode surface with a metal such as Ni s Cr s Fc before coating.

上記化合物被膜の厚さを限定した理由は、その厚さを2
μm未満にすると所望の耐食性が得られず、かといって
その厚さが50μmを超えると熱衝撃等によりクラック
が発生し易くなるからである。
The reason for limiting the thickness of the above compound coating is that the thickness is 2
This is because if the thickness is less than μm, the desired corrosion resistance cannot be obtained, whereas if the thickness exceeds 50 μm, cracks are likely to occur due to thermal shock or the like.

(作用) 本願第1の発明によれば、上述した合金組成からなるカ
ソード電極及びアノード電極を使用することによって、
該電極の耐ハロゲン性、耐酸化性を著しく向上できるた
め、従来のステンレス製電極のエツチングガスによる腐
食に伴って生じる粉塵が生成膜中に混入するのを防止し
て高信頼性の成膜を図ることができ、更に所定パターン
の形成不良を防止して信頼性の高い薄膜処理を達成した
薄膜処理装置を得ることができる。
(Function) According to the first invention of the present application, by using the cathode electrode and the anode electrode made of the above-mentioned alloy composition,
Since the halogen resistance and oxidation resistance of the electrode can be significantly improved, highly reliable film formation can be achieved by preventing dust generated from corrosion of conventional stainless steel electrodes from being mixed into the formed film. Furthermore, it is possible to obtain a thin film processing apparatus that can achieve highly reliable thin film processing by preventing formation defects of a predetermined pattern.

また、本願箱2の発明によれば上述した合金組成からな
るカソード電極及びアノード電極を使用することによっ
て、該電極の耐ハロゲン性、耐酸化性を著しく向上でき
るため、従来のステンレス製電極のエツチングガスによ
る腐食に伴って生じる粉塵が生成膜中に混入するのを防
止して高信頼性の成膜を図ることができ、更に所定パタ
ーンの形成不良を防止して信頼性の高い薄膜処理を達成
した薄膜処理装置を得ることができる。
Furthermore, according to the invention in Box 2, by using the cathode and anode electrodes made of the above-mentioned alloy composition, the halogen resistance and oxidation resistance of the electrodes can be significantly improved. It is possible to achieve highly reliable film formation by preventing dust generated due to gas corrosion from entering the formed film, and also to achieve highly reliable thin film processing by preventing formation defects in the specified pattern. A thin film processing apparatus can be obtained.

更に、本願箱3の発明によればカソード電極及びアノー
ド電極の表面を TI CS TI N、Ti CN5
TI Co、Ti CNOのうちの少なくとも1種以上
からなり、かつ所定厚さの化合物被膜で被覆することに
よって、該電極の耐ハロゲン性、耐酸化性を著しく向上
できるため、従来のステンレス製電極のエツチングガス
による腐食に伴って生じる粉塵が生成膜中に混入するの
を防止して高信頼性の成膜を図ることができ、更に所定
パターンの形成不良を防止して信頼性の高い薄膜処理を
達成した薄膜処理装置を得ることができる。
Furthermore, according to the invention in Box 3, the surfaces of the cathode electrode and the anode electrode are TI CS TI N, Ti CN5.
By coating the electrode with a compound film of at least one of TI Co and Ti CNO and having a predetermined thickness, the halogen resistance and oxidation resistance of the electrode can be significantly improved, making it superior to conventional stainless steel electrodes. It is possible to achieve highly reliable film formation by preventing dust generated due to corrosion by etching gas from entering the formed film, and also to prevent defective formation of a given pattern, resulting in highly reliable thin film processing. It is possible to obtain a thin film processing device that achieves this goal.

また、前記化合物は電極部材であるステンレス鋼と熱膨
張係数が近似しているため、高温下で使用しても被膜が
剥離せず、長期間に亙って電極に対して優れた耐ハロゲ
ン性、耐酸化性を付与することができる。
In addition, because the thermal expansion coefficient of the compound is similar to that of stainless steel, which is the electrode material, the coating does not peel off even when used at high temperatures, and the electrode has excellent halogen resistance for a long time. , can provide oxidation resistance.

(発明の実施例) 以下、本発明の実施例を前述した図面を参照して説明す
る。
(Embodiments of the Invention) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the above-mentioned drawings.

実施例1 カソード電極及びアノード電極を下記第1表に示すCo
合金で作製し、第1図に示す平行平成型のプラズマCV
D装置に組込み、CF4と02の混合ガスを用い、下記
条件にて連続5回のプラズマエツチング(電極の耐久性
試験)を行なった。
Example 1 The cathode electrode and the anode electrode were made of Co as shown in Table 1 below.
Parallel heating plasma CV made of alloy and shown in Fig. 1
It was installed in apparatus D, and plasma etching (electrode durability test) was performed five times in a row using a mixed gas of CF4 and 02 under the following conditions.

ガス流量・・・CF 4 : 8Co SCCM、 0
2 : 808CoM真空槽内圧力・・・1 torr RF電力密度・・・0.2W/cシ 真空槽内温度・・・350℃ エツチング時間・・・・・・150 winしかして、
エツチング後に電極の重量変化により腐食量を測定した
。また、直径101111の石英管を装置内に挿入し、
粉塵を孔径0.2μmのメンブランフィルタ−に吸引捕
集して発塵量を測定した。
Gas flow rate...CF4:8Co SCCM, 0
2: 808CoM Vacuum chamber pressure: 1 torr RF power density: 0.2 W/c Vacuum chamber temperature: 350°C Etching time: 150 win However,
After etching, the amount of corrosion was measured by the change in the weight of the electrode. Also, insert a quartz tube with a diameter of 101111 into the device,
The dust was collected by suction into a membrane filter with a pore size of 0.2 μm, and the amount of dust generated was measured.

これらの結果を、同第1表に併記した。なお、比較のた
めに従来から用いられている5US304(試料慮11
) 、5US310S (試料慮12)及び5US31
6L (試料Ni113)からなる電極の結果について
も同第1表に併記した。
These results are also listed in Table 1. For comparison, the conventionally used 5US304 (sample consideration 11)
), 5US310S (sample consideration 12) and 5US31
The results for the electrode made of 6L (sample Ni113) are also listed in Table 1.

上記第1表から明かなように、本実施例1の試料点1〜
10の電極はjは含量が比較例の 5US304(試料
Nα11) 、5US310S (試料Nα12)及び
5US316L (、試料Nα13)に比べ1/40以
下に減少し、本発明の薄膜処理装置に使用する電極が耐
ハロゲン性及び耐酸化性に優れていることが判明した。
As is clear from Table 1 above, sample points 1 to 1 of this Example 1
The content of j in electrode No. 10 was reduced to 1/40 or less compared to the comparative examples 5US304 (sample Nα11), 5US310S (sample Nα12) and 5US316L (sample Nα13), and the electrode used in the thin film processing apparatus of the present invention It was found to have excellent halogen resistance and oxidation resistance.

また、本実施例1の試料Nαl〜10の電極は発塵瓜が
比較例の試料Nα11−13のステンレス鋼からなる電
極に比べl/40以下に減少し、本発明の薄膜処理装置
に使用する電極が腐食発塵の低減に対して非常に効果を
発揮することが判明した。
In addition, the dust generation of the electrodes of samples Nα1-10 of Example 1 was reduced to 1/40 or less compared to the electrodes made of stainless steel of samples Nα11-13 of the comparative example, and can be used in the thin film processing apparatus of the present invention. It was found that the electrode is very effective in reducing corrosion dust generation.

次に、成膜用反応ガスとして5IH4ガスを用い、成膜
時のガス流量及び真空槽内の圧力を夫々2Co0 SC
CM 、0.5 torrとし、基体温度を350℃に
保ち、H,56M)lzの高周波をカソード電極に印加
し、5インチSlウェハ上に5102絶縁膜を形成した
。得られた5io2膜中の不純物量をフレームレス原子
吸光装置により測定し、膜中の汚染度を評価した。その
結果を、下記第2表に示した。
Next, using 5IH4 gas as the reaction gas for film formation, the gas flow rate and the pressure in the vacuum chamber during film formation were adjusted to 2Co0 SC.
A 5102 insulating film was formed on a 5-inch Sl wafer by applying a high frequency wave of H, 56 M)lz to the cathode electrode while maintaining the substrate temperature at 350° C. and CM of 0.5 torr. The amount of impurities in the obtained 5io2 film was measured using a flameless atomic absorption spectrometer to evaluate the degree of contamination in the film. The results are shown in Table 2 below.

第  2  表 (X 10” atotAs/cr13)上記第2表か
ら明かなように、本実施例1の試料Nα1〜10の電極
を用いた薄膜処理装置では比較例の試料N(111−1
3の電極を用いた薄膜処理装置に比べて不純物元素であ
るFe、Cr、AJ!等の混入量を大幅に低減すること
ができた。
Table 2 (X 10" atotAs/cr13) As is clear from the above Table 2, in the thin film processing apparatus using the electrodes of samples Nα1 to Nα10 of Example 1, sample N (111-1
Compared to the thin film processing equipment using No. 3 electrodes, impurity elements such as Fe, Cr, and AJ! We were able to significantly reduce the amount of contaminants such as

なお、上記実施例1においては平行平板型のプラズマC
VD装置に適用した例を示したが、この代わりに電子サ
イクロトロン共鳴プラズマCVD装置や光励起プラズマ
CVD装置などに適用してもよいことは勿論である。
In addition, in the above-mentioned Example 1, parallel plate type plasma C
Although an example in which the present invention is applied to a VD apparatus has been shown, it is of course possible to apply the present invention to an electron cyclotron resonance plasma CVD apparatus, a photoexcited plasma CVD apparatus, or the like instead.

実施例2 カソード電極及びアノード電極を既述した第1表に示す
試料点1〜10のCo合金及び同第1表に示す試料NC
LII−13のステンレス鋼で作製し、第3図に示す平
行平板型のプラズマエツチング装置に組込み、CCI 
aガスを用い、5インチのSlウェハ上のA、+7膜の
エツチングを行なった。
Example 2 Co alloy of sample points 1 to 10 shown in Table 1, which already describes the cathode electrode and anode electrode, and sample NC shown in Table 1
It was made of LII-13 stainless steel and installed in the parallel plate type plasma etching apparatus shown in Fig. 3.
A and +7 films on a 5-inch Sl wafer were etched using a gas.

得られたデバイスの電気特性を評価した結果、比較例で
あるステンレス鋼(試料NCL11〜13)を使用した
デバイスのショート発生率は10〜30%であったが、
本実施例2(第1表中の試料Ntll −10)ではシ
ョートの発生は認められなかった。
As a result of evaluating the electrical characteristics of the obtained devices, the short circuit occurrence rate of devices using comparative stainless steel (samples NCL11 to 13) was 10 to 30%;
In Example 2 (sample Ntll-10 in Table 1), no short circuit was observed.

実施例3 平均粒径0.5μmの Si C,Cr 3 C2、T
a C5Nb C,HrC,Zr C,TI C,1,
5μmのNt s Cr s Co s l−2umの
Mo、Aノ、TIの各粉末を使用して下記第3表に示す
組成に配合し、これをステンレス製容器に超硬合金製ボ
ールと共に入れて72時間粉砕した。つづいて、凝集体
が生じないように均一加熱を行ないながら乾燥、成形し
、1350〜15Co℃の温度で真空焼結(10°3m
s+Hg)L、シカル後アルゴン中、1350’cの温
度でHIP処理してカソード電極及びアノード電極を作
製した。
Example 3 Si C, Cr 3 C2, T with an average particle size of 0.5 μm
a C5Nb C, HrC, Zr C, TI C, 1,
Mo, A, and TI powders of 5 μm Nt s Cr s Co s 1-2 um were mixed into the composition shown in Table 3 below, and this was placed in a stainless steel container together with a cemented carbide ball. Milled for 72 hours. Next, it is dried and molded while being heated uniformly to prevent the formation of aggregates, and vacuum sintered (10° 3 m
Cathode electrode and anode electrode were prepared by HIP treatment at a temperature of 1350'C in argon after s+Hg)L.

得られた各電極を、第1図に示す平行平板型のプラズマ
CVD装置に組込み、CF4と02の混合ガスを用い、
下記条件にて連続5回のプラズマエツチング(電極の耐
久性試験)を行なった。
Each of the obtained electrodes was assembled into a parallel plate type plasma CVD apparatus shown in FIG. 1, and a mixed gas of CF4 and 02 was used.
Plasma etching (electrode durability test) was performed five times in a row under the following conditions.

ガス流量・・・CF 4 : 8Co SCCM、 0
2 : 80 SCCM真空槽内圧力・・・1 tor
r RF電力密度・・・0.2W/cJ 真空槽内温度・・・350°C エツチング時間・・・・・・150 winしかして、
エツチング後に電極の重量変化により腐食量を?111
定した。また、直径10mmの石英管を装置内に挿入し
、粉塵を孔径0.2μmのメンブランフィルタ−に吸引
捕集して発塵量を測定した。
Gas flow rate...CF4:8Co SCCM, 0
2: 80 SCCM vacuum chamber pressure...1 tor
r RF power density...0.2W/cJ Vacuum chamber temperature...350°C Etching time...150 winHowever,
Is the amount of corrosion determined by the change in electrode weight after etching? 111
Established. Further, a quartz tube with a diameter of 10 mm was inserted into the apparatus, and dust was collected by suction into a membrane filter with a pore diameter of 0.2 μm to measure the amount of dust generated.

これらの結果を、同第3表に併記した。なお、比較のた
めに従来から用いられている5US304(試料Ni1
ll) 、5US310S (試料点12)及び5US
316L (試料Ni113)からなる電極の結果につ
いても同第3表に併記した。
These results are also listed in Table 3. For comparison, the conventionally used 5US304 (sample Ni1
ll), 5US310S (sample point 12) and 5US
The results for the electrode made of 316L (sample Ni113) are also listed in Table 3.

上記第3表から明かなように、本実施例3の試料Nα1
〜10の電極は腐食量が比較例の 5US304(試料
Nαif) 、5US310S (試料点12)及び5
US316L (試料N(113)に比べl/1Co以
下に減少し、本発明の薄膜処理装置に使用する電極が耐
ハロゲン性及び耐酸化性に優れていることか判明した。
As is clear from Table 3 above, sample Nα1 of Example 3
The corrosion amount of the electrodes 10 to 10 is the comparative example 5US304 (sample Nαif), 5US310S (sample point 12) and 5
US316L (compared to sample N (113)) decreased to 1/1 Co or less, indicating that the electrode used in the thin film processing apparatus of the present invention has excellent halogen resistance and oxidation resistance.

また、本実施例3の試料mt〜10の電極は発塵量が比
較例の試料NQII〜13のステンレス鋼からなる電極
に比べl/1Co以下に減少し、本発明の薄膜処理装置
に使用する電極が腐食発塵の低減に対して非常に効果を
発揮することが判明した。
In addition, the amount of dust generated by the electrodes of samples mt~10 of Example 3 is reduced to 1/1Co or less compared to the electrodes made of stainless steel of samples NQII~13 of comparative examples, and can be used in the thin film processing apparatus of the present invention. It was found that the electrode is very effective in reducing corrosion dust generation.

次に、成膜用反応ガスとして5IH4ガスとN20ガス
を用い、成膜時のガス流量及び真空槽内の圧力を夫々2
Co0 SCCM 、1Co0 SCCM 、0.5t
orrとし、基体温度を350℃に保ち、H,5[i 
MHzの高周波をカソード電極に印加し、5インチSi
ウェハ上に5102絶縁膜を形成した。得られた510
2114!中の不純物量をフレームレス原子吸光装置に
より測定し、膜中の汚染度を評価した。その結果を、下
記第4表に示した。
Next, using 5IH4 gas and N20 gas as reaction gases for film formation, the gas flow rate and pressure in the vacuum chamber during film formation were adjusted to 2.
Co0 SCCM, 1Co0 SCCM, 0.5t
orr, the substrate temperature was kept at 350°C, and H,5[i
A high frequency of MHz was applied to the cathode electrode, and a 5-inch Si
A 5102 insulating film was formed on the wafer. Obtained 510
2114! The amount of impurities in the film was measured using a flameless atomic absorption spectrometer to evaluate the degree of contamination in the film. The results are shown in Table 4 below.

第4表 (x10” atoms/n3) 上記第4表から明かなように、本実施例3の試料Nα1
〜IOの電極を用いた薄膜処理装置では比較例の試料N
QII〜13の電極を用いた薄膜処理装置に比べて不純
物元素であるFa、Cr、A、l?等の混入量を大幅に
低減することができた。
Table 4 (x10” atoms/n3) As is clear from Table 4 above, sample Nα1 of Example 3
~In the thin film processing device using the IO electrode, sample N of the comparative example
Compared to thin film processing equipment using electrodes QII to 13, the impurity elements Fa, Cr, A, l? We were able to significantly reduce the amount of contaminants such as

なお、上記実施例3においては平行平板型のプラズマC
VD装置に適用した例を示したが、この代わりに電子サ
イクロトロン共鳴プラズマCVD装置や光励起プラズマ
CVD装置などに適用してもよいことは勿論である。
In addition, in the above-mentioned Example 3, parallel plate type plasma C
Although an example in which the present invention is applied to a VD apparatus has been shown, it is of course possible to apply the present invention to an electron cyclotron resonance plasma CVD apparatus, a photoexcited plasma CVD apparatus, or the like instead.

実施例4 カソード電極及びアノード電極を既述した第3表に示す
試料Ncil −10の配合組成及び同第3表に示す試
料Nα11〜13のステンレス鋼で作製し、第3図に示
す平行平板型のプラズマエツチング装置に組込み、CC
I!4ガスを用い、5インチのS1ウエハ上の11?膜
のエツチングを行なった。
Example 4 A cathode electrode and an anode electrode were fabricated using the blending composition of sample Ncil-10 shown in Table 3 and the stainless steel of samples Nα11 to 13 shown in Table 3, and the parallel plate type shown in FIG. Incorporated into plasma etching equipment, CC
I! 11 on a 5 inch S1 wafer using 4 gases. The film was etched.

得られたデバイスの電気特性を評価した結果、比較例で
あるステンレス鋼(試料Nα11〜13)を使用したデ
バイスのショート発生率は10〜30%であったが、本
実施例4(第7表中の試料Nα1〜10)ではショート
の発生は認められなかった。
As a result of evaluating the electrical characteristics of the obtained devices, the short-circuit occurrence rate of devices using comparative stainless steel (samples Nα11 to 13) was 10 to 30%, but this example 4 (Table 7) No short circuit was observed in samples Nα1 to Nα10).

実施例5 表面部分に下記第5表に示す化合物をCVD法により被
覆したステレス鋼からなるカソード電極及びアノード電
極を用意し、これら電極を第1図に示す平行平板型のプ
ラズマCVD装置に組込み、CF、と02の混合ガスを
用い、下記条件にて連続5回のプラズマエツチング(電
極の耐久性試験)を行なった。
Example 5 A cathode electrode and an anode electrode made of stainless steel whose surfaces were coated with the compounds shown in Table 5 below by the CVD method were prepared, and these electrodes were incorporated into a parallel plate type plasma CVD apparatus shown in FIG. Plasma etching (electrode durability test) was performed five times in a row under the following conditions using a mixed gas of CF and 02.

ガス流量・・・CF 4  : 8Co SCCM、 
02: 808CoM真空槽内圧力・・・1 torr RFg力密度・0.2 W/cd 真空槽内温度・・・350℃ エツチング時間・・・・・・150 minしかして、
エツチング後に電極の重量変化によ、り腐食量を測定し
た。また、直径ioHの石英管を装置内に挿入し、粉塵
を孔径0.2μmのメンブランフィルタ−に吸引捕集し
て発塵量を測定した。
Gas flow rate...CF4:8Co SCCM,
02: 808CoM Vacuum chamber pressure: 1 torr RFg force density: 0.2 W/cd Vacuum chamber temperature: 350°C Etching time: 150 min However,
After etching, the amount of corrosion was measured based on the change in the weight of the electrode. Further, a quartz tube with a diameter of ioH was inserted into the apparatus, and dust was collected by suction into a membrane filter with a pore diameter of 0.2 μm to measure the amount of dust generated.

これらの結果を、同第5表に併記した。なお、比較のた
めに従来から用いられている 5US304(試料NC
LII) 、5US310S (試料Na12)及び5
US316L; (試料Nα13)からなる電極の結果
についても同第5表に併記した。
These results are also listed in Table 5. For comparison, the conventionally used 5US304 (sample NC)
LII), 5US310S (sample Na12) and 5
The results of the electrode made of US316L (sample Nα13) are also listed in Table 5.

第5表 」二記第5表から明かなように、本実施例5の試料Nc
l −toの電極は腐食量が比較例の 5US304(
試料Milli) 、5US310S (試料歯12)
及び5US316L (試料NCL 13)に比べl/
1Co以下に減少し、本発明の薄膜処理装置に使用する
電極が耐ハロゲン性及び耐酸化性に優れていることが判
明した。また、本実施例5の試料Ni1l −10の電
極は発塵量が比較例の試料NQII〜13のステンレス
鋼からなる電極に比べl/1Co以下に減少し、本発明
の薄膜処理装置に使用する電極が腐食発塵の低減に対し
て非常に効果を発揮することが判明した。
As is clear from Table 5, sample Nc of Example 5
The amount of corrosion of the l-to electrode is 5US304 (comparative example).
Sample Milli), 5US310S (sample tooth 12)
and 5US316L (sample NCL 13) l/
It was found that the electrode used in the thin film processing apparatus of the present invention has excellent halogen resistance and oxidation resistance. In addition, the amount of dust generated by the electrode of sample Ni1l-10 of Example 5 is reduced to 1/1Co or less compared to the electrode made of stainless steel of samples NQII to 13 of the comparative example, and it can be used in the thin film processing apparatus of the present invention. It was found that the electrode is very effective in reducing corrosion dust generation.

次に、成膜用反応ガスとしてSiH4ガスとN20ガス
を用い、成膜時のガス流量及び真空槽内の圧力を夫々2
Co SCCM、1Co0 SCCM 、0.5 to
rrとし、基体温度を350℃に保ち、13.56 M
Hzの高周波をカソード電極に印加し、5インチSlウ
ェハ上に5to2絶縁膜を形成した。得られた3102
a中の不純物量をフレームレス原子吸光装置により測定
し、膜中の汚染度を評価した。その結果を、下記第6表
に示した。
Next, using SiH4 gas and N20 gas as reaction gases for film formation, the gas flow rate and pressure in the vacuum chamber during film formation were adjusted to 2.
Co SCCM, 1Co0 SCCM, 0.5 to
rr, keeping the substrate temperature at 350°C, 13.56 M
A high frequency of Hz was applied to the cathode electrode to form a 5to2 insulating film on a 5-inch Sl wafer. Obtained 3102
The amount of impurities in a was measured using a flameless atomic absorption spectrometer to evaluate the degree of contamination in the film. The results are shown in Table 6 below.

第6表 上記第6表から明かなように、本実施例5の試料点1〜
10の電極を用いた薄膜処理装置では比較例の試料Nα
11〜13の電極を用いた薄膜処理装置に比べて不純物
元素であるFe、Cr、A、i’等の混入量を大幅に低
減することができた。
Table 6 As is clear from Table 6 above, sample points 1 to 1 of this Example 5
In the thin film processing apparatus using 10 electrodes, the sample Nα of the comparative example
Compared to the thin film processing apparatus using electrodes No. 11 to 13, the amount of impurity elements such as Fe, Cr, A, and i' could be significantly reduced.

なお、上記実施例5においては平行平板型のプラズマC
V D i置に適用した例を示したが、この代わりに電
子サイクロトロン共鳴プラズマCVD装置や光励起プラ
ズマCVD装置などに適用してもよいことは勿論である
In addition, in the above-mentioned Example 5, parallel plate type plasma C
Although an example has been shown in which the present invention is applied to a VD i device, it goes without saying that the present invention may be applied to an electron cyclotron resonance plasma CVD device, a photoexcited plasma CVD device, or the like instead.

実施例6 カソード電極及びアノード電極を既述した第5表に示す
試料点1〜10の化合物を被覆したステンレス鋼及び同
第5表に示す試料NQ、ll〜13のステンレス鋼で作
製し、第3図に示す平行平板型のプラズマエツチング装
置に組込み、CCノ4ガスを用い、5インチのSiウェ
ハ上のA、l’膜のエツチングを行なった。
Example 6 A cathode electrode and an anode electrode were made of stainless steel coated with the compound of sample points 1 to 10 shown in Table 5 and stainless steel of samples NQ, 11 to 13 shown in Table 5, and The device was installed in a parallel plate type plasma etching apparatus shown in FIG. 3, and the A and l' films on a 5-inch Si wafer were etched using CC-4 gas.

得られたデバイスの電気特性を評価した結果、比較例で
あるステンレス鋼(試料Null〜13)を使用したデ
バイスのショート発生率は10〜30%であったが、本
実施例6(第9表中の試料Nα1〜10)ではショート
の発生は認められなかった。
As a result of evaluating the electrical characteristics of the obtained device, the short circuit occurrence rate of the device using stainless steel (Samples Null to 13) as a comparative example was 10 to 30%, but it was No short circuit was observed in samples Nα1 to Nα10).

[発明の効果] 以上詳述した如く、本発明によれば従来の薄膜処理装置
におけるプラズマエツチングによる生成膜への異物混入
やパターンの形成不良の問題を解消でき、高信頼性、高
歩留りの成膜或いは高信頼性のエツチングを達成し得る
薄膜処理装置を提供できるものである。
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, it is possible to solve the problems of foreign matter contamination in the film produced by plasma etching and poor pattern formation in conventional thin film processing equipment, and achieve high reliability and high yield. It is possible to provide a thin film processing apparatus that can achieve highly reliable film etching.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は又は第2図は夫々プラズマCVD装置を示す縦
断面図、第3図又は第4図は夫々ドライエツチング装置
を示す縦断面図である。 1 、 IL 21.31・・・真空槽、2.12・・
・真空排気系、3.13.22.32・・・カソード電
極、4.14.23.33・・・アノード電極、5.1
5.24.34・・・高周波電源、6.17・・・ヒー
タ、7.18・・・ガス導入系、8.19.25.35
・・・基体。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第2図 1a3図 第4図
1 and 2 are longitudinal sectional views showing a plasma CVD apparatus, respectively, and FIG. 3 and 4 are longitudinal sectional views showing a dry etching apparatus, respectively. 1, IL 21.31...vacuum chamber, 2.12...
・Vacuum exhaust system, 3.13.22.32...Cathode electrode, 4.14.23.33...Anode electrode, 5.1
5.24.34...High frequency power supply, 6.17...Heater, 7.18...Gas introduction system, 8.19.25.35
...substrate. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 2 Figure 1a3 Figure 4

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)、反応ガスが供給される真空槽と該槽内に放電を
励起させるためのカソード電極、アノード電極を設けた
薄膜処理装置において、前記カソード電極及びアノード
電極が、重量比でCrが10〜40%含有し、残部が実
質的にCoからなることを特徴とする薄膜処理装置。
(1) In a thin film processing apparatus provided with a vacuum chamber to which a reaction gas is supplied, and a cathode electrode and an anode electrode for exciting discharge in the chamber, the cathode electrode and the anode electrode have a weight ratio of Cr of 10 A thin film processing device characterized in that Co contains 40% and the remainder substantially consists of Co.
(2)、カソード電極及びアノード電極が重量比でCr
10〜40%、Ni1.5〜20%、及びTi、Zr、
Nbのうち少なくとも1種以上0.2〜4%、更にY、
La、Ceのうち少なくとも1種以上0.2%以下含有
し、残部が実質的にCoからなることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の薄膜処理装置。
(2), the cathode electrode and the anode electrode are Cr by weight ratio
10-40%, Ni 1.5-20%, and Ti, Zr,
0.2 to 4% of at least one kind of Nb, further Y,
2. The thin film processing apparatus according to claim 1, wherein the thin film processing apparatus contains at least one of La and Ce in an amount of 0.2% or less, and the remainder substantially consists of Co.
(3)、反応ガスが供給される真空槽と該槽内に放電を
励起させるためのカソード電極、アノード電極を設けた
薄膜処理装置において、前記カソード電極及びアノード
電極が、重量比でTi、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr
、Siの炭化物からなる硬質相のうちの少なくとも1種
以上30〜85%と、Cr2〜20%、Co5〜15%
及び残部がNiからなる結合相とにより構成されている
ことを特徴とする薄膜処理装置。
(3) In a thin film processing apparatus provided with a vacuum chamber to which a reaction gas is supplied, and a cathode electrode and an anode electrode for exciting discharge in the chamber, the cathode electrode and the anode electrode are composed of Ti and Zr in weight ratio. , Hf, Nb, Ta, Cr
, 30 to 85% of at least one of the hard phases consisting of Si carbide, 2 to 20% of Cr, and 5 to 15% of Co.
and a binder phase, the remainder of which is Ni.
(4)、カソード電極及びアノード電極がTi、Zr、
Hf、Nb、Ta、Cr、Siの炭化物からなる硬質相
のうちの少なくとも1種以上30〜85%と、Cr2〜
20%、Co5〜15%、Mo、Al、Tiのうちの少
なくとも1種以上5%以下及び残部がNiからなる結合
相とにより構成されていることを特徴とする特許請求の
範囲第3項記載の薄膜処理装置。
(4), the cathode electrode and anode electrode are Ti, Zr,
30 to 85% of at least one of the hard phases consisting of carbides of Hf, Nb, Ta, Cr, and Si, and Cr2 to
20% Co, 5 to 15% Co, at least one of Mo, Al, Ti, and 5% or less, and the balance is Ni. thin film processing equipment.
(5)、反応ガスが供給される真空槽と該槽内に放電を
励起させるためのカソード電極、アノード電極を設けた
薄膜処理装置において、前記カソード電極及びアノード
電極の表面がTiC、TiN、TiCN、TiCO、T
iCNOのうちの少なくとも1種以上からなる厚さ2μ
m〜50μmの化合物被膜で被覆されていることを特徴
とする薄膜処理装置。
(5) In a thin film processing apparatus provided with a vacuum chamber to which a reaction gas is supplied, and a cathode electrode and an anode electrode for exciting discharge in the chamber, the surfaces of the cathode electrode and the anode electrode are TiC, TiN, TiCN. , TiCO, T
2μ thick made of at least one type of iCNO
1. A thin film processing device characterized by being coated with a compound film having a thickness of m to 50 μm.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015224351A (en) * 2014-05-26 2015-12-14 月島機械株式会社 Plasma CVD apparatus

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