KR940000909B1 - Rf 플라즈마 cvd장치 및 이 장치를 이용한 박막형성방법 - Google Patents

Rf 플라즈마 cvd장치 및 이 장치를 이용한 박막형성방법 Download PDF

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마고또 도라구지
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후지쓰 가부시기가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

RF 플라즈마 CVD장치 및 이 장치를 이용한 박막형성방법
제1(a)도는 본 발명의 제1실시예에 대한 RF전극의 샤우어(shower) 공급면의 구조를 도시한 평면도.
제1(b)도는 제1(a)도의 A-A선을 따라 취한 단면도.
제2도는 제1도에 도시된 구조의 샤우어 공급면을 가지는 RF전극을 구비하는 RF 플라즈마 CVD장치의 구성의 1실시예를 도시한 종단면도.
제3도는 RF전극의 샤우어 공급면에 있는 각 구멍의 직경과, 상기 샤우어 공급면과 박막을 형성시킬 기판 사이의 간격의 조합에 의한 방전상태의 변화를 도시한 그래프.
제4도는 RF전극의 샤우어 공급면에 있는 각 구멍의 직경과, 구멍 상호간의 중심간격의 조합에 의한 방전상태의 변화를 도시한 그래프.
제5도는 RF전극의 샤우어 공급면과 박막을 형성시킬 기판 사이의 간격 및 플라즈마 밀도의 관계를 파라미터로서 가스압력을 이용하여 도시한 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 진공용기 2 : 기판(박막이 형성되는 기판)
3a, 3b : 게이트 밸브 4 : 기판대
5 : RF전극 6 : RF 전원
8 : 가스공급관 51 : 샤우어 공급면
52 : 구멍
본 발명은 반도체 제조공정에 관한 일련의 제조공정중 기판 표면에 박막을 형성시키는 공정에 사용되는 RF 플라즈마 CVD장치에 관한 것으로, 이 장치는 진공용기와, 박막을 형성시킬 기판을 장착용의 평탄한 상면 및 내장히터를 가지는 기판대와, 이 기판대에 대향하는 대향면을 갖는 RF전극을 구비하며, 이 대향면은 샤우어(shower)인 박막형성용 가스를 기판대의 대향공간에 공급하기 위한 다수의 구멍을 구비하여 샤우어 공급면으로서 작용한다. 또한 본 발명은 특히 박막형성 속도의 향상과 막두께, 막질의 균일화를 도모하는 장치구성과, 이 장치를 사용하여 기판표면에 박막을 형성시키는 박막형성 방법에 관한 것이다.
종래에는 이러한 종류의 RF 플라즈마 CVD 장치로 균일한 막두께와 막질을 가지는 박막을 다음과 같이 형성시켰다. 히터를 내장한 기판대에 적재되어 접지전극을 구성하는 기판과 이기판에 대향하는 RF 전극의 샤우어 공급면의 대향간격을 20-40mm의 범위로 설정한다. 이 전극을 수용하는 진공용기내의 가스압력을 수 토르(torr)의 범위로 설정한 후 RF전압을 RF전극에 인가하여 두 전극간에 규일하고 안정한 글로우 방전을 발생시키는 동시에 박막형성용 가스를 RF전극의 샤우어 공급면으로부터 박막이 형성되도록 된 기판의 전표면에 공급하는 한편 진공용기내의 가스를 진공배기 시스템으로 배기시켜 진공용기내의 가스압을 일정하게 유지시킨다. 균일한 막두께를 획득하기 위하여 균일한 가스류를 기판표면에 공급하는 구멍의 배치예가 일본 특허 공개공보 평1-149964호에 개시되어 있다.
종래의 RF 플라즈마 CVD장치에서는 전극간에 균일하고 안정한 글로우 방전을 발생시키기 위하여 접지 전극으로서의 가열된 기판과 RF전극의 샤우어 공급면 사이의 간격(이하 전극간격 이라함)을 20-40mm의 범위로 설정하고, 가스압력을 수 토르의 낮은 범위로 설정하므로 글로우 방전으로부터 획득된 플라즈마의 밀도가 작아져 박막형성에 기여하는 활성종(活性種)의 밀도가 작아진다. 따라서 박막형성 속도가 저하되고, 장치의 생산성이 저하되는 문제점이 발생한다. 또 전극간격이 크기 때문에 샤우어 공급면에서 기판으로 흐르는 가스류중에 전계의 구속을 받지않는 중성 활성종의 분포가 용이하게 이루어지게 되므로 기판 표면이 넓으면 막두께와 막질의 균일성이 모두 저하되는 또 다른 문제점이 발생한다.
본 발명의 목적은 주어진 RF전원을 이용하여 RF전극과 접지전극 사이의 공간에 균일한 고밀도 플라즈마를 안정하게 발생시킬 수 있고, 활성종의 분포를 균일하게 하는 RF 플라즈마 CVD 장치를 제공하고, 또 이 장치를 이용하여 기판에 박막을 형성시킬 때 박막형성 속도를 개선시킬 뿌 아니라 박막을 형성시키고자 하는 기판이 큰 면적을 가질 때에도 막두께와 막질을 균일하게 할 수 있는 박막형성 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 RF플라즈마 CVD장치는 진공용기와, 박막을 형성시킬 기판을 설치하기 위하여 평탄한 상면을 구비하고 히터를 내장한 기판대 및 이 기판대에 대향하는 공간에 박막형성용 가스를 샤우어로서 공급하기 위한 다수의 구멍을 구비하는 샤우어 공급면으로서 형성된 기판대 대향면을 가지는 RF전극으로 구성되고, 상기 각 구멍들은 그 직경이 기판대에 설치된 기판과 샤우어 공급면 사이의 간격의 0.4배 이하, 그리고 각 구멍상호간의 중심간격의 0.75배 이하가 되도록 설정되어 있다.
샤우어 공급면의 각 구멍의 직격이 상술한 바와 같이 정해져 있는 RF플라즈마 CVD장치에 있어서, 박막을 형성시킬 기판과 RF전극의 샤우어 공급면 사이의 간격은 20mm이하로 설정하는 것이 바람직하다.
또 RF 전극의 샤우어 공급면상의 구멍들은 샤우어 공급면 상에서 서로 60°씩 변위되어 공통점을 통과하는 3개의 직선을 각각 포함하는 3개의 등간격 평행선 그룹이 형성하는, 다수의 정삼각형의 각각의 꼭지점 위치에 형성시키는 것이 바람직하다.
RF전극의 샤우어 공급면에 있는 각 구멍의 직경과, 샤우어 공급면과 박막을 형성시킬 기판 사이의 간격 및 각 구멍 상호간의 중심간격이 상술한 바와 같은 관계를 갖는 장치를 이용하여 박막을 기판에 형성시키는 경우에, 이 박막은 RF전극에 공급된 RF전압하에서 방전가능한 박막형성 가스압에 의해서 형성된다.
막두께 및 막질의 균일성은 가스공급의 균일성과 플라즈마의 균일성으로 결정된다. 또, 박막형성 속도는 플라즈마 밀도에 의해 결정된다. 주어진 RF전원을 이용하여 고밀도의 균일한 플라즈마를 얻기 위해서는 박막형성용 가스의 압력을 높이고 전극간격을 줄임으로써 균일하고 안정한 글로우 방전을 발생시킬 필요가 있다. 발명자의 실험들로부터 높은 가스압, 즉 저진공도와 짧은 간격에서 균일하고 안정한 글로우 방전을 발생시키기 위해서는 전극의 평탄화, 특히 음극표면의 평탄화에 의한 방전집중의 유도를 피하는 것이 대단히 중요함을 알 수 있다. 즉, 샤우어 공급면의 구멍들이 전극표면의 요철을 형성시키기 때문에 각 구멍의 직경과 전극간격 및 구멍 상호간의 중심간격이 소정의 관계를 가질 때만 안정한 글로우 방전을 발생시킬 수 있다. 특히, 각 구멍의 직경 d가 전극 간격 D에 비해 큰 경우에는 구멍 외주부에서 전계강도 E가 평균전계강도 Eo=V/D(V:박막이 형성되도록 된 기판과 RF 전극 사이에 인가된 전압)에 비하여 비정상적으로 커지므로 균일한 글루우 방전이 발생할 수 없게 된다. 구멍 상호간의 중심간격, 즉 피치 p가 직경 d에 근접하면 구멍과 구멍 사이의 부분이 돌기전극으로서 작용한다. 따라서 이 부분에 전계가 집중하여 필라멘트상의 아크를 발생시키므로 균일한 글로우 방전이 발생될 수 없다. 이 실험들은 구멍직경 d와 기판과 샤우어 공급면 사이의 간격 D 및 구멍피치 p가 d＜0.4×D와 d＜0.75×p의 관계를 가질 때만 균일한 글로우 방전이 발생될 수 있음을 입증해 주고 있다.
따라서, 전술한 관계가 유지되도록 전극시스템을 구성시킴으로써 전극들 사이에 균일하고 안정한 글로우 방전을 발생시킬 수 있으므로, 주어진 RF전원하에서 가스압력이 증가하고 전극간격이 줄어들어도 고밀도 플라즈마가 안정하게 발생된다.
이 경우 플라즈마 밀도는 동일 가스압력하에서 전극간격 D를 종래의 범위인 20-40mm로부터 20mm이하로 축소시킴으로써 상당히 증가된다. 상술한 바와같이 발생된 고밀도 플라즈마중의 중성 활성종은 전극간격이 충분히 짧기 때문에 그들 자신의 분포를 형성할 기회를 갖지 못하게 된다. 다라서 모든 활성종이 균일하게 분포되므로 기판이 큰 면적을 갖더라도 그 기판상에 막두께와 막질이 균일한 박막으로 형성될 수 있다.
샤우어 공급면 상의 구멍을 샤우어 공급면 상에서 공통점을 통과하여 서로 60°씩 어긋난 3개의 직선을 각각 포함하는 3개의 등간격 평행선 그룹이 형성하는 다수의 정삼각형의 꼭지점 위치에 형성시키면, 구멍의 최소 피치가 일정한 경우에 소정의 면적을 가지는 샤우어 공급면에 최대수의 구멍을 형성시킬 수가 있고, 가스류를 균일화 할 수 있다. 또 이와같은 구멍의 배열에 따라 소정의 가스류를 획득하도록 구멍직경을 줄일 수 있으므로 균일한 방전을 발생시키기에 충분해지도록 전극간격을 줄일 수 있다. 따라서 플라즈마 밀도를 더욱 증가시킬 수 있다.
이와같은 전극간격을 상술한 관계를 만족시키는 범위내의 작은 값에 유지시키고, 박막형성용 가스압력을 RF전극에 인가된 RF전압하에서 방전가능한 압력에 설정함으로써 기판상에 박막을 형성시키는 박막형성 방법을 이용하여 플라즈마 발생공간(전극들 사이의 공간)의 플라즈마 밀도를 증가시킬 수 있어 박막형성 속도를 증가시킬 수 있다. 더욱이 상술한 바와같이 발생된 고밀도 플라즈마중의 중성 활성종은 전극간격이 충분히 짧기 때문에 그들 자신의 분포를 형성할 기회를 갖지못한다. 따라서 모든 활성종이 균일하게 분포되므로 기판이 큰 면적을 갖더라도 기판상에 막두께와 막질이 균일한 박막을 형성시킬 수 있다.
제1도에는 본 발명에 의한 RF전극의 샤우어 공급면 구조의 1실시예를, 제2도에는 샤우어 공급면을 가지는 RF전극을 이용한 RF플라즈마 CVD장치 구성의 1실시예를 도시하였다.
진공용기(1)의 양벽에는 박막이 형성될 기판을 반입 반출하기 위해 사용되는 게이트 밸브(3a,3b)가 구비되어 있으며, 이것에 의해 진공용기(1)가 진공상태로 밀봉될 수 있다. 박막이 형성될 기판(2)은 기판대(4)의 상부표면과 접촉하도록 히터를 내장한 기판대(4) 위에 배치된다. 이 기판대(4)는 진공용기(1)내에 위치하여 진공용기 외부의 도시되지 않은 액튜에이터의 가동에 의해 상,하 방향으로 이동할 수 있다. 기판대(4)에 대향하여 배치되고 샤우어 공급면(51)을 가지는 RF 전극(5)은 절연부쉬(9)에 의해 진공용기(1)에 부착되면서, RF전원(6)에 접속된다. 또 절연재료로 만들어진 가스공급관(8)은 RF전극(5)에 접속되어 박막형성용 가스를 샤우어 공급면(51)의 배면측으로 보낸다. 도면에서 참조번호 7은 가스공급관(8)을 개재하여 샤우어 공급면(51)과 기판(2) 사이의 공간에 박막형성용 가스가 계속하여 공급되는 상태에서 진공용기내의 가스압력을 0.5-10토르의 범위내로 일정하게 유지시키기 위하여 진공용기내의 가스를 소정의 유량으로 배기하는 진공배기 시스템을 나타낸다.
기판에 박막을 형성시킬 때에는 기판(2)이 기판대(4)에 의해 소정의 온도로 가열된후 박막형성용 가스를 RF전극(5)내로 공급한다. 이후 박막을 형성시키기 위하여 RF전극(5)이 샤우어 공급면(51)에 형성된 구멍을 통하여 샤우어 공급면(51)과 기판(2)사이의 공간에 박막형성용 가스를 공급함과 동시에 RF전운(6)으로부터 RF전극(5)으로 고주파 전력을 공급한다.
RF전극(5)의 샤우어 공급면(51)에 있는 구멍들은 제한된 영역내에서 가능하면 많이 형성시킨다. 각각의 구멍은 제1도에 도시된 바처럼 각 정삼각형의 꼭지점에 비치되므로 방전공간(샤우어 공급면(51)과 기판(2)사이의 공간)에 소정의 가스량을 공급하기 위한 구멍의 직경을 D＜0.4D, d＜0.75p의 관계를 용이하게 만족시키도록 줄일 수 있다. 여기서 d는 구멍의 직경, D는 샤우어 공급면과 기판 사이의 간격, p는 구멍 상호간의 중심간격을 나타낸다.
샤우어 공급면과 기판 사이의 간격 D와 구멍직경 d의 조합에 따라 샤우어 공급면과 기판 사이의 공간에서 방전상태가 어떻게 변했는지를 조사한 실험결과를 제3도에 도시하였다. 도면에서 0는 균일한 글로우 방전이 발생되었음을 나타내고, x는 필라멘트형 아크가 발생되었음을, 즉 균일한 글로우 방전이 발생되지 않았음을 나타낸다. 이 실험결과로부터 d와 D가 직선 d=0.4D의 우측영역에 있으면, 즉 d와 D가, d＜0.4D의 관계를 만족시키면 균일한 글로우 방전이 발생됨을 분명히 알 수 있다.
구멍 상호간의 중심간격 p와 구멍직경 d의 조합에 따르는 방전상태의 변화를 조사한 실험결과를 제4도에 도시하였다. 이 실험결과로부터 d와 p가 직선 d=0.75p의 우측영역에 있으면, 즉 d와 p가 d＜0.75p의 관계를 만족시키면, 균일한 글로우 방전이 형성됨을 분명히 알 수 있다.
제5도에는 구멍의 직경 d가 전술한 조건 d＜0.4D, d＜0.75p를 만족시킬 때 샤우어 공급면과 기판 사이의 간격 변화에 따라 샤우어 공급면과 기판 사이에 발생된 플라즈마 밀도 ne의 변화를 조사한 실험결과를 파라미터로서 가스압력을 이용하여 도시하였다. 이 실험결과로부터 간격 D가 일정하면 플라즈마 밀도는 가스압력에 대체로 비례하고, 가스압력이 일정하면 플라즈마 밀도는 간격 D에 대체로 반비례함을 알 수 있다. 따라서 간격 D가 종래의 20-40mm의 범위로부터 20mm이하의 범위로 작아지고, 균일한 글로우 방전이 획득되도록 구멍이 형성되는 조건하에서 가스압력이 증가되면 종래의 플라즈마에 비해 현저히 높은 밀도의 플라즈마를 얻을 수 있으며, 중성 활성종을 포함하는 활성종의 분포를 균일화 할 수 있다. RF전극에 RF전압이 인가된 상태하에서 가스압력을 최대 방전가능한 값까지 증가시킴으로써 플라즈마 밀도는 허용될 수 있는 극한치에 달하게 되므로 박막형성 속도는 극한까지 증가하게 된다.
본 발명에서는 RF 플라즈마 CVD장치를 상술한 바와 같이 구성하므로 다음의 효과를 얻을 수 있다. 본 발명에 의한 장치에서는 두 전극간에 항상 균일하고 안정한 글로우 방전이 발생된다. 따라서 주어진 RF전원하에서 증가된 박막형성용 가스의 압력과 감축된 전극간격의 조건아래 균일하고 안정한 글로우 방전을 발생시킴으로써 고밀도 플라즈마, 바꿔말하면 고밀도 활성종을 발생시킬 수 있으므로 장치의 박막형성 속도를 개선시킬 수 있다. 또 전극간이 충분히 짧기 때문에 중성 활성종의 분포가 형성되지 않고 기판 전면에 모든 활성종이 고르게 분포될 수 있다. 따라서 기판이 큰 면적을 갖는 경우에도 기판에 막두께와 막질이 균일한 박막을 형성시킬 수 있다. 또 박막은 짧은 전극간격에서 안정하게 형성될 수 있기 때문에 가스상(gas phase)의 반응이 줄어든다. 이 반응에 의하여 생성된 입자들이 기판표면에서 침전되는 현상에 의해 발생하는 소위 입자오염이 억제될 수 있다는 점에서 2차적인 효과를 얻을 수 있다.
제5도에 도시된 바와 같이 플라즈마 밀도는 만약 가스압력이 일정하면 주어진 RF전원하에서 전극간격에 반비례한다. 반면에 전극간격이 일정하면 가스압력에 대체로 비례한다. 따라서 가스압력을 증가시키고, 전극간격을 종래의 20-40mm의 범위에서 20mm이하의 최소범위로 소정의 정밀도를 충분히 유지하도록 구멍의 직경을 고려하여, 예를들면5-15mm의 범위로 줄임으로써 종래의 플라즈마에 비하여 현저히 높은 밀도의 플라즈마를 얻을 수 있다. 또 활성종이 균일하게 분포되어 있으므로 박막형성 속도를 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 막두께와 막질을 균일하게 할 수 있다.
RF전극의 샤우어 공급면의 구명을 샤우어 공통면상에서 3그룹의 등간격 평행선들 중 각 그룹으로부터 하나씩 3개의 선이 공통점을 지나면서 상호 60°씩 변위되어 이루는 다수의 최소 정삼각형의 꼭지점에 형성시키면 구멍의 최소 피치가 일정할 때 샤우어 공급면에 최대수의 구멍이 형성될 수 있고 가스류가 균일화된다. 따라서 소정의 가스류량을 얻기 위해 구멍직경이 작아질 수 있으므로 균일한 글로우 방전을 발생시키기에 충분하도록 전극간격도 작아질 수 있다. 결국 균일한 플라즈마 밀도가 더욱 높아질 수 있다.
본 발명에 의한 장치에서는 균일하고 안정한 글로우 방전이 항상 발생될 수 있도록 전극시스템이 구성되어 있다. 그러므로 기판에 박막을 형성시키는 박막형성 방법에 따라 전극간격을 작은 값에 유지시키고 박막형성용 가스압력을 RF전극에 공급된 RF전압하에서 방전가능한 압력으로 설정한 상기 장치를 이용하여 플라즈마 발생공간(전극간 간격)의 플라즈마 밀도를 증가시킬 수 있으므로 박막형성 속도를 증가시킬 수 있다. 또, 상술한 바와같이 발생된 고밀도 플라즈마의 중성 활성종은 전극간격이 충분히 짧아 형성될 여지가 없다. 따라서 모든 활성종이 균일하게 분포되어 기판의 면적이 넓어도 이 기판상에 균일한 막두께와 막질을 갖는 박막을 형성시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 진공용기(1)와, 박막을 형성시킬 기판(2)을 장착하기 위하여 평탄한 상면을 구비하는 동시에 히터를 내장한 기판대(4)와, 상기 기판대(4)에 대향하는 샤우어 공급면(51)을 가지면서 이 샤우어 공급면(51)과 상기 기판대(4) 사이의 공간으로 샤우어로서의 박막형성용 가스를 공급하기 위한 다수의 구멍(52)이 상기 샤우어공급면(51)에 배치되는 RF전극(5)을 구비하고, 상기 각 구멍(52)들의 직경(d)은 기판대(4)에 장착된 기판(2)과 상기 샤우어 공급면(51) 사이의 간격(D)의 0.4배 이하이고, 각 구멍(52) 상호간의 중심간격(P)의 0.75배 이하로 설정된 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 CVD 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판(2)과 상기 RF전극(5)의 샤우어 공급면(51) 사이의 간격은 20mm이하로 설정된 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 CVD장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 구멍(52)들은 샤우어 공급면(51) 상에서 3그룹의 등간격 평행선들중 각 그룹으로부터 하나씩 3개의 선이 공통점을 지나면서 상호 60°간격으로 변위되어 이루는 다수의 정삼각형의 각 꼭지점에 형성된 것을 특징으로 하는 RF플라즈마 CVD장치.
  4. 진공용기(1)와, 박막을 형성시킬 기판(2)을 장착하기 위하여 평탄한 상면을 구비하는 동시에 히터를 내장한 기판대(4)와, 상기 기판대(4)에 대향하는 샤우어 공급면(51)을 가지면서 이 샤우어 공급면(51)과 상기 기판대(4)사이의 공간으로 샤우어로서의 박막형성용 가스를 공급하기 위한 다수의 구멍(52)이 상기 샤우어 공급면(51)에 배치되는 RF전극(5)을 구비하고, 상기 샤우어 공급면의 구멍의 직경(d)을 상기 기판대(4)에 장착된 기판(2)과 상기 샤우어 공급면 사이의 간격(D)의 0.4배 이하로 하고, 각 구멍(52) 상호간의 중심간격(P)의 0.75배 이하가 되도록 형성한 RF 플라즈마 CVD장치를 이용하여 상기 박막형성용 가스의 압력을 상기 RF전극(5)에 공급된 RF전압하에서 10토르 이하의 압력으로 하여 상기 기판(2)에 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 박막형성방법.
  5. 진공용기(1)와, 박막을 형성시킬 기판(2)을 장착하기 위하여 평탄한 상면을 구비하는 동시에 히터를 내장한 기판대(4)와, 상기 기판대(4)에 대향하는 샤우어 공급면(51)을 가지면서 이 샤우어 공급면(51)과 상기 기판대(4)사이의 공간으로 샤우어로서의 박막형성용 가스를 공급하기 위한 다수의 구멍(52)이 샤우어 공급면(51)에 배치되는 RF전극(5)을 구비하고, 상기 샤우어 공급면의 구멍의 직경(d)을 상기 기판대(4)에 설치된 기판(2)과 상기 샤우어 공급면 사이의 간격(D)의 0.4배 이하로 하고, 구멍 상호간의 중심간격(P)의 0.75배 이하가 되도록 형성하는 동시에, 상기 기판(2)과 상기 RF전극(5)의 샤우어 공급면 사이의 간격을 20mm이하로 설정한 RF플라즈마 CVD장치를 이용하여 상기 박막형성용 가스의 압력을 상기 RF전극(5)에 공급된 RF 전압하에서 10토르 이하의 압력으로 하여 상기 기판(2)에 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 박막형성방법.
  6. 진공용기(1)와, 박막을 형성시킬 기판(2)을 장착하기 위하여 평탄한 상면을 구비하는 동시에 히터를 내장한 기판대(4)와, 상기 기판대(4)에 대향하는 공간에 샤우어 공급면(51)을 가지면서 이 샤우어 공급면(51)과 상기 기판대(4)사이의 공간으로 샤우어로서의 박막형성용 가스를 공급하기 위한 다수의 구멍(52)이 상기 샤우어 공급면(51)에 배치되는 RF전극(5)을 구비하고, 상기 샤우어 공급면의 구멍의 직경(d)를 상기 기판대(4) 장착된 기판(2)과 상기 샤우어 공급면 사이의 간격(D)의 0.4배 이하로 하고 각 구멍 상호간의 중심간격(P)의 0.75배 이하가 되도록 형성하는 동시에, 상기 구멍(52)들이 샤우어 공급면 상에서 3그룹의 등간격 평행선들 중 각 그룹으로부터 하나씩 3개의 선이 공통점을 지나면서 상호 60°씩 변위되어 이루는 다수의 정삼각형의 각 꼭지점에 형성된 RF 플라즈마 CVD장치를 이용하여 상기 박막형성용 가스의 압력을 상기 RF전극(5)에 공급된 RF전압하에서 10토르 이하의 압력으로 하여 상기 기판(2)에 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 박막형성방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5565036A (en) * 1994-01-19 1996-10-15 Tel America, Inc. Apparatus and method for igniting plasma in a process module
US5665640A (en) * 1994-06-03 1997-09-09 Sony Corporation Method for producing titanium-containing thin films by low temperature plasma-enhanced chemical vapor deposition using a rotating susceptor reactor
DE10211442A1 (de) * 2002-03-15 2003-09-25 Aixtron Ag Vorrichtung zum Abscheiden von dünnen Schichten auf einem Substrat

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2397067A1 (fr) * 1977-07-06 1979-02-02 Commissariat Energie Atomique Dispositif d'injection de gaz pour gravure ou depot reactifs sous decharge luminescente
JPS5930130B2 (ja) * 1979-09-20 1984-07-25 富士通株式会社 気相成長方法
US4438154A (en) * 1982-04-28 1984-03-20 Stanley Electric Co., Ltd. Method of fabricating an amorphous silicon film
GB2132637A (en) * 1983-01-03 1984-07-11 Lfe Corp Process for depositing dielectric films in a plasma glow discharge
FR2538987A1 (fr) * 1983-01-05 1984-07-06 Commissariat Energie Atomique Enceinte pour le traitement et notamment la gravure de substrats par la methode du plasma reactif
WO1987007310A1 (en) * 1986-05-19 1987-12-03 Novellus Systems, Inc. Deposition apparatus
GB8620273D0 (en) * 1986-08-20 1986-10-01 Gen Electric Co Plc Deposition of thin films
US4854263B1 (en) * 1987-08-14 1997-06-17 Applied Materials Inc Inlet manifold and methods for increasing gas dissociation and for PECVD of dielectric films
JPH01149964A (ja) * 1987-12-04 1989-06-13 Furukawa Electric Co Ltd:The プラズマｃｖｄ装置用シャワー電極
JPH02114530A (ja) * 1988-10-25 1990-04-26 Mitsubishi Electric Corp 薄膜形成装置

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