WO2004108979A1 - 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 - Google Patents

薄膜形成装置及び薄膜形成方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2004108979A1
WO2004108979A1 PCT/JP2003/006951 JP0306951W WO2004108979A1 WO 2004108979 A1 WO2004108979 A1 WO 2004108979A1 JP 0306951 W JP0306951 W JP 0306951W WO 2004108979 A1 WO2004108979 A1 WO 2004108979A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
antenna
plasma
thin film
vacuum vessel
film forming
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/006951
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yizhou Song
Takeshi Sakurai
Takanori Murata
Original Assignee
Shincron Co., Ltd.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shincron Co., Ltd. filed Critical Shincron Co., Ltd.
Priority to CNB038265753A priority Critical patent/CN100513632C/zh
Priority to EP03733231A priority patent/EP1637624B1/en
Priority to JP2005500523A priority patent/JP3839038B2/ja
Priority to US10/559,326 priority patent/US20060124455A1/en
Priority to PCT/JP2003/006951 priority patent/WO2004108979A1/ja
Priority to TW093115057A priority patent/TWI318242B/zh
Priority to CN2004800144036A priority patent/CN1795287B/zh
Priority to KR1020057023033A priority patent/KR100926867B1/ko
Priority to US10/558,777 priority patent/US20060266291A1/en
Priority to JP2005506749A priority patent/JP3874787B2/ja
Priority to EP04745448.3A priority patent/EP1640474B1/en
Priority to PCT/JP2004/007483 priority patent/WO2004108980A1/ja
Publication of WO2004108979A1 publication Critical patent/WO2004108979A1/ja
Priority to HK06108238.9A priority patent/HK1088046A1/xx
Priority to HK06108542.0A priority patent/HK1088365A1/xx

Links

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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
    • C23C14/0036—Reactive sputtering
    • 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
    • C23C16/513—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 using plasma jets
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
    • C23C14/0036—Reactive sputtering
    • C23C14/0073—Reactive sputtering by exposing the substrates to reactive gases intermittently
    • C23C14/0078—Reactive sputtering by exposing the substrates to reactive gases intermittently by moving the substrates between spatially separate sputtering and reaction stations
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C23C14/083—Oxides of refractory metals or yttrium
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/10—Glass or silica
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C23C14/352—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using more than one target
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C23C14/354—Introduction of auxiliary energy into the plasma
    • C23C14/358—Inductive energy
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/568—Transferring the substrates through a series of coating stations
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/58—After-treatment
    • C23C14/5846—Reactive treatment
    • C23C14/5853—Oxidation
    • 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
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4404—Coatings or surface treatment on the inside of the reaction chamber or on parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32467—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/314—Inorganic layers
    • H01L21/318—Inorganic layers composed of nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02164—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon oxide, e.g. SiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02266—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by physical ablation of a target, e.g. sputtering, reactive sputtering, physical vapour deposition or pulsed laser deposition

Definitions

  • the present invention relates to a thin film forming apparatus and a thin film forming method for manufacturing a thin film used for an optical thin film or an optical device, a device for semiconductor electronics, a semiconductor device, and the like.
  • the present invention relates to a thin film forming apparatus for improving the density of active species that chemically react with a film, and a thin film forming method using the thin film forming apparatus.
  • plasma processing such as formation of a thin film on a substrate, surface modification of the formed thin film, etching, and the like has been performed using a reactive gas converted into plasma in a vacuum vessel.
  • a thin film made of an incomplete metal reactant is formed on a substrate using sputtering technology, and a thin film made of a metal compound is formed by contacting a plasma-formed reactive gas with the thin film made of the incomplete reactant.
  • a known technique is known (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-234334).
  • a plasma generating means is used to plasma a reactive gas in a vacuum vessel provided in the thin film forming apparatus.
  • the gas converted into plasma by the plasma generation means contains ions, electrons, atoms, molecules, and active species (radicals, radicals in excited state, etc.). Electrons and ions contained in the plasma gas may damage the thin film, while radicals of an electrically neutral reactive gas often contribute to the formation of the thin film. For this reason, in this conventional technique, a grid was used to prevent electrons and ions from going to the thin film on the substrate and selectively contact radicals with the thin film. Thus, by using the grid, the relative density of the radicals contributing to the formation of the thin film in the plasma gas is improved, The efficiency of the plasma processing has been improved.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a conventional plate-type plasma generator 161.
  • the figure indicated by A in FIG. 10 is a cross-sectional view showing a part of the thin film forming apparatus.
  • the conventional flat plate-type plasma generating means comprises a part of a vacuum container 11 1 composed of a dielectric plate 16 3 made of a dielectric material such as quartz.
  • Antenna 165 is arranged along the outer wall located on the atmospheric side of 63.
  • FIG. 10 shows the shape of the antenna 165.
  • Antenna 165 is spiral in the same plane.
  • a high-frequency power supply 1669 passes through a matching box 1667 provided with a matching circuit to an antenna 1665, and a frequency of 100 kHz to 50 MHz. It generates plasma in the vacuum vessel 111 by applying power of a wave number.
  • the application of high-frequency power to the antenna 165 is performed via a matching circuit for performing impedance matching, as shown by a matching box 1667 in FIG.
  • antenna 1 6 The matching circuit connected between 5 and the high-frequency power supply 169 includes variable capacitors 167a and 167b and a matching coil 167c.
  • the antenna 165 was enlarged.
  • the antenna 165 and the matching coil 1 were then increased.
  • the power loss at 67c increased and impedance matching became difficult.
  • there have been problems such as uneven plasma density depending on the location.
  • an object of the present invention is effectively a wide range in the disclosed that the 0 invention to provide a thin film forming apparatus and film forming method capable of performing a plasma treatment
  • the thin film forming apparatus includes: a vacuum vessel for maintaining the inside of the vacuum vessel in a vacuum; a gas introduction unit for introducing a reactive gas into the vacuum vessel; and a plasma for generating a plasma of the reactive gas in the vacuum vessel.
  • a thin film forming apparatus comprising: a generating means; and a pyrolytic boron nitride coated on a wall surface in the vacuum vessel.
  • the pyrolytic boron nitride is coated on the wall surface in the vacuum vessel, active species such as radicals or excited radicals in the plasma generated by the plasma generating means react with the wall surface in the vacuum vessel. It is possible to suppress the disappearance.
  • a wall surface in the vacuum vessel coated with the pyrolytic boron nitride is an inner wall face of the vacuum vessel.
  • a wall surface in the vacuum vessel coated with the pyrolytic boron nitride is an inner wall face of the vacuum vessel facing a region where plasma is generated by the plasma generating means.
  • a plasma converging wall is provided upright from an inner wall surface of the vacuum vessel facing a region where plasma is generated by the plasma generating means, and a wall surface of the vacuum vessel coated with pyrolytic boron nitride is Preferably, it is a wall surface of the plasma focusing wall.
  • the plasma focusing wall is coated with the pyrolytic boron nitride, active species such as radicals in the plasma generated by the plasma generating means or excited radicals react with the wall of the plasma focusing wall. It can be suppressed from disappearing.
  • the plasma converging wall is provided, the plasma distribution can be controlled by the plasma converging wall.
  • the thin film forming apparatus includes: a vacuum vessel for maintaining the inside of the vacuum vessel in a vacuum; a gas introduction unit for introducing a reactive gas into the vacuum vessel; and a plasma for generating a plasma of the reactive gas in the vacuum vessel.
  • a thin film forming apparatus comprising: a dielectric wall provided on an outer wall of the vacuum vessel; a first spiral antenna and a second antenna; And a conductor for connecting the antenna and the second antenna to a high-frequency power supply.
  • the first antenna and the second antenna are located outside the vacuum vessel at positions corresponding to the dielectric walls.
  • the first antenna and the second antenna are connected in parallel to the high-frequency power supply, and the first antenna and the second antenna are connected at a portion connected to the conductor.
  • a position adjusting means for adjusting a distance between the first antenna and the second antenna at a position connecting the first and second antennas.
  • the thin film forming apparatus of the present invention includes the first antenna and the second antenna, the thickness, shape, size, diameter, and the like of the first antenna and the second antenna are independent. By adjusting to, the distribution of plasma can be easily adjusted.
  • the thin film forming apparatus according to the present invention further comprises a first antenna and a second antenna connected to a portion of the conductor from the high-frequency power supply to the first antenna and the second antenna, the portion connecting the first antenna and the second antenna. Since the position adjusting means for adjusting the distance between the first antenna and the second antenna is provided, the distance between the first antenna and the second antenna can be adjusted to easily adjust the plasma distribution.
  • the first antenna and the second antenna in parallel, even when a matching circuit is connected to the first antenna and the second antenna, impedance matching in the matching circuit can be easily performed.
  • the power loss in the matching circuit can be reduced, and the power can be used effectively for generating plasma.
  • a substrate transfer means for transferring the substrate into the vacuum vessel, wherein the substrate transfer means faces the substrate with a surface forming a vortex of the first antenna and the second antenna.
  • the first antenna and the second antenna are fixed in a state where the first antenna and the second antenna are adjacent to each other in a direction intersecting a direction in which the substrate is transported by the substrate transport unit.
  • the density of plasma in the direction perpendicular to the substrate transport direction Distribution can be easily adjusted You. Therefore, by performing plasma processing over a wide area in a direction perpendicular to the substrate transfer direction, it becomes possible to perform plasma processing on a large number of thin films at once.
  • first antenna and the second antenna are each formed of a tubular main body formed of a first material, and a second material having a lower electric resistance than the first material on a surface of the main body. It is preferable that the coating layer is composed of:
  • the main body portions of the first antenna and the second antenna are formed of the inexpensive and lightly processed first material, and the coating layer on which current is concentrated is formed of the second layer having low electric resistance.
  • the thin film forming method according to the present invention is a thin film forming method for performing plasma processing on a thin film in a region where plasma is generated in a vacuum container, wherein at least the vacuum container facing the region where the plasma is generated
  • a step of using the vacuum vessel whose wall surface is coated with pyrolytic boron nitride, mixing and introducing a reactive gas and an inert gas into a region where the plasma is generated, and generating a plasma of the reactive gas And characterized in that:
  • FIG. 1 is an explanatory top view showing a partial cross section for explaining a thin film forming apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory side view of a partial cross section illustrating the thin film forming apparatus of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the plasma generating means.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the antenna.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of an experimental result obtained by measuring the ratio of oxygen atoms to oxygen ions in plasma.
  • Figure 6 shows an example of the experimental results obtained by measuring the emission intensity of excited oxygen radicals and oxygen ions present in the plasma.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of an experimental result obtained by measuring the flow density of oxygen radicals in plasma.
  • FIG. 1 is an explanatory top view showing a partial cross section for explaining a thin film forming apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory side view of a partial cross section illustrating the thin film forming apparatus of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of an experimental result of measuring the transmittance of a thin film when a multilayer thin film of silicon oxide and niobium oxide is formed using a conventional plasma generating means.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of an experimental result obtained by measuring the transmittance of a thin film when a multilayer thin film of niobium oxide and silicon oxide is formed using the plasma generating means of the present invention.
  • FIG. 10 is a view for explaining a conventional plate-type plasma generation means. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 and FIG. 2 are explanatory diagrams illustrating the spapper device 1.
  • FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram of a top surface partially sectioned for easy understanding
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a side surface partially sectioned along line A—B—C in FIG.
  • the sputter device 1 is an example of the thin film forming device of the present invention.
  • a sputter device 1 that performs a magnet port sputter which is an example of a sputter device
  • the present invention is not limited to this, and other known sputter devices such as a two-pole sputter that does not use a magnetron discharge are used. It is also possible to use a spatter device that performs the above-mentioned spattering.
  • a thin film having a target thickness can be formed on a substrate by repeatedly forming a thin film considerably thinner than the target film thickness with a sputter and performing plasma processing.
  • a desired thin film having a thickness of several to several hundred nm is obtained.
  • the sputtering apparatus 1 of this example includes a vacuum vessel 11, a substrate holder 13 for holding a substrate on which a thin film is to be formed in the vacuum vessel 11, a motor 17 for driving the substrate holder 13,
  • Major components include partition walls 12 and 16, magnetron sputtering electrodes 21 a and 21 b, medium-frequency AC power supply 23, and plasma generator 61 for generating plasma Elements.
  • the partition plate 16 corresponds to the plasma converging wall of the present invention
  • the plasma generator 61 corresponds to the plasma generating means of the present invention
  • the substrate holder 13 and the motor 17 correspond to the substrate conveying means of the present invention. I do.
  • the vacuum vessel 11 is a hollow body having a substantially rectangular parallelepiped shape, which is made of stainless steel which is generally used in a known sputtering apparatus.
  • the shape of the vacuum vessel 11 may be a hollow cylindrical shape.
  • the substrate holder 13 is arranged substantially at the center in the vacuum vessel 11.
  • the shape of the substrate holder 13 is cylindrical, and holds a plurality of substrates (not shown) on its outer peripheral surface.
  • the shape of the substrate holder 13 is not limited to a cylindrical shape, but may be a hollow polygonal prism shape or a conical shape.
  • the substrate holder 13 is electrically insulated from the vacuum vessel 11. This makes it possible to prevent abnormal discharge in the substrate.
  • the substrate holder 13 is located at the center axis Z in the cylinder direction of the cylinder. (See Fig. 2) is placed inside the vacuum vessel 11 so that the vertical direction of the vacuum vessel 11 is vertical.
  • the substrate holder 13 is driven to rotate about a central axis Z by a motor 17 provided on the upper portion of the vacuum vessel 11 while maintaining a vacuum state in the vacuum vessel 11.
  • a large number of substrates (not shown) are held in a state of being arranged in a direction along the center axis Z of the substrate holder 13 (up and down direction) while keeping a predetermined interval.
  • the substrate is held by the substrate holder such that the surface of the substrate on which the thin film is formed (hereinafter referred to as the “film formation surface”) is oriented in a direction perpendicular to the central axis Z of the substrate holder 13.
  • the partition plates 12 and 16 are provided upright from the inner wall surface of the vacuum vessel 11 toward the substrate holder 13.
  • the partition walls 12 and 16 in the present example are cylindrical stainless steel members having a pair of opposing surfaces opened and having a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the partition walls 12 and 16 are fixed between the inner side wall of the vacuum vessel 11 and the substrate holder 13 in a state of standing upright from the side wall of the vacuum vessel 11 toward the substrate holder 13.
  • the partition walls 12 and 16 are fixed with one opening side of the partition walls 12 and 16 facing the inner wall side of the vacuum container 11 and the other side facing the substrate holder 13.
  • the ends of the partition walls 12 and 16 located on the side of the substrate holder 13 are shaped along the outer peripheral shape of the substrate holder.
  • a film forming process zone 20 for performing a sputtering process is formed by being surrounded by the inner wall surface of the vacuum vessel 11, the partition plate 12, and the outer peripheral surface of the substrate holder 13. Also, the plasma is generated by being surrounded by the inner wall surface of the vacuum vessel 11, and the outer peripheral surfaces of a plasma generator 61, a partition plate 16, and a substrate holder 13, which will be described later.
  • a reaction process zone 60 for performing is formed.
  • the partition wall 16 is fixed at a position rotated about 90 degrees about the center axis Z of the substrate holder 13 from the position where the partition wall 12 of the vacuum vessel 11 is fixed. ing.
  • the zone 20 and the reaction process zone 60 are formed at positions shifted from the center axis Z of the substrate holder 13 by about 90 degrees. Therefore, when the substrate holder 13 is rotationally driven by the motor 17, the substrate held on the outer peripheral surface of the substrate holder 13 faces the film processing zone 20 and the reaction process zone 60. Will be conveyed between.
  • An exhaust pipe is connected to the vacuum vessel 11 at a position between the film forming process zone 20 and the reaction process zone 60, and a vacuum pump 15 for exhausting the inside of the vacuum vessel 11 is connected to this pipe. It is connected.
  • the vacuum pump 15 and a controller are configured so that the degree of vacuum in the vacuum vessel 11 can be adjusted.
  • a wall facing the reaction process zone 60 of the partition wall 16 is covered with a protective layer P made of pyrolytic boron nitride (PyrolyticBoronNitride). Further, a portion of the inner wall surface of the vacuum vessel 11 facing the reaction process zone 60 is also coated with a protective layer P made of pyrolytic boron nitride.
  • the pyrolytic boron nitride is coated on the partition wall 16 and the inner wall surface of the vacuum vessel 11 by a pyrolysis method utilizing a chemical vapor deposition method (CerrHCa1VaporDeposition).
  • Mass flow controllers 25 and 26 are connected to the film forming process zone 20 via piping.
  • the mashu orifice controller 25 is connected to a spatter gas cylinder 27 for storing an inert gas.
  • the mass flow controller 26 is connected to a reactive gas cylinder 28 for storing a reactive gas.
  • the inert gas and the reactive gas are introduced into the film forming process zone 20 under the control of the mass flow controllers 25 and 26.
  • the inert gas is, for example, argon gas.
  • As the reactive gas for example, oxygen gas, nitrogen gas, fluorine gas, ozone gas and the like can be used.
  • the film forming process zone 20 has a surface facing the outer peripheral surface of the substrate holder 13.
  • the magnet sputter electrodes 21 a and 21 b are arranged on the wall surface of the vacuum vessel 11.
  • the magnet port sputtering electrodes 21a and 21b are fixed to a vacuum vessel 11 at a ground potential via an insulating member (not shown).
  • the magnetron sputter electrodes 21a and 21b are connected to a medium-frequency AC power supply 23 via a transformer 24 so that an alternating electric field can be applied.
  • the medium-frequency AC power supply 23 of the present example applies an alternating electric field of 1 kHz to 100 kHz.
  • the targets 29a and 29b are held by the magnetron sputtering electrodes 21a and 21b.
  • the shape of the targets 29 a and 29 b is a flat plate, and the surface of the targets 29 a and 29 b facing the outer peripheral surface of the substrate holder 13 is oriented in a direction perpendicular to the center axis Z of the substrate holder 13. It is held to face.
  • a film formation process zone for performing sputtering may be provided not only at one place but also at a plurality of places. That is, as shown by the broken line in FIG. 1, a film forming process zone 40 similar to the film forming process zone 20 can be provided in the vacuum chamber 11. For example, a partition wall 14 is provided in the vacuum vessel 11, and a film forming process zone 40 can be formed at a target position with the substrate holder 13 interposed with respect to the film forming process zone 20. In the film forming process zone 40, similarly to the film forming process zone 20, magnet port electrodes 41 a and 41 b are arranged.
  • the magnet port sputtering electrodes 41 a and 41 b are connected to a medium-frequency AC power supply 43 via a transformer 44, so that an alternating electric field can be applied.
  • the targets 49 a and 49 b are held by the magnetron spa electrodes 41 a and 41 b.
  • Mass flow controllers 45 and 46 are connected to the film forming process zone 40 via piping.
  • the mass flow controller 45 is connected to a spa gas cylinder 47 for storing inert gas
  • the mass flow controller 46 is connected to a reactive gas cylinder 48 for storing reactive gas.
  • Vacuum container 1 An exhaust pipe is connected between the process zone 40 and the reaction process zone 60, and a vacuum pump 15 ′ for exhausting the inside of the vacuum vessel 11 is connected to this pipe.
  • the vacuum pump 15 ′ may be used in common with the vacuum pump 15.
  • An opening is formed on the inner wall surface of the vacuum vessel 11 corresponding to the reaction process zone 60, and a plasma generating device 61 as plasma generating means is connected to the opening. Further, in the reaction process zone 60, as a gas introduction means of the present invention, a pipe for introducing an inert gas in an inert gas cylinder 77 through a mass flow controller 75, a mass flow controller, or the like. A pipe for introducing the reactive gas in the reactive gas cylinder 78 through the roller 76 is connected.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the plasma generator 61, and is an explanatory diagram of the plasma generator 61 as viewed from the front.
  • FIG. 3 also shows a matching box 67 and a high-frequency power source 69.
  • the plasma generator 61 includes a dielectric wall 63 formed of a dielectric plate, antennas 65a and 65b that form a vortex on the same plane, and antennas 65a and 65b at high frequencies. It is configured to include a conducting wire 66 for connecting to a power source 69, and a fixing tool 68 for fixing the antennas 65a and 65b to the dielectric wall 63.
  • the antenna 65a corresponds to the first antenna of the present invention
  • the antenna 65b corresponds to the second antenna of the present invention
  • the fixing tool 68 corresponds to the coil fixing means of the present invention.
  • the dielectric wall 63 of the present example is formed of quartz.
  • the dielectric wall 6 3 may be those formed by other Seramidzukusu materials such A 1 2 0 3 rather than quartz.
  • the dielectric wall 63 is sandwiched between a flange 11 a formed on the vacuum vessel 11 and a lid 11 b having a rectangular frame shape, so that the vacuum vessel corresponds to the reaction process zone 60. 1 Close the opening formed in the inner wall of 1 It is provided in the position where it passes.
  • the antenna 65 a and the antenna 65 b are vertically adjacent to each other at a position corresponding to the dielectric wall 63 on the outside of the vacuum vessel 11 so that the surface forming a vortex faces the inside of the vacuum vessel 11.
  • the fixture 68 (see FIGS. 2 and 3). Therefore, when the motor 17 rotates the substrate holder 13 around the center axis Z, the substrate held on the outer periphery of the substrate holder has a film-forming surface of the substrate, which is formed by the vortex of the antennas 65a and 65b. It is conveyed so as to face the surface forming That is, in this example, since the antenna 65a and the antenna 65b are fixed in a state of being vertically adjacent to each other, the antenna 65a and the antenna 65b are oriented in the direction in which the substrate is transported. Are fixed adjacent to each other in the direction that intersects (vertical direction in this example).
  • the fixing tool 68 of this example is composed of fixing plates 68a and 68b and bolts 68c and 68d.
  • the antenna 65 a is sandwiched between the fixing plate 68 a and the dielectric wall 63
  • the antenna 65 b is sandwiched between the fixing plate 68 b and the dielectric wall 63
  • the fixing plates 68 a and 68 b The ports 68c and 68d against the lid 11b, and the antennas 65a and 65b are fixed.
  • the antennas 65a and 65b are connected in parallel to the high-frequency power supply 69 at the end of a conductor 66 from the high-frequency power supply to the antennas 65a and 65b.
  • the antennas 65a and 65b are connected to a high-frequency power source 69 via a matching box 67 accommodating a matching circuit.
  • variable capacitors 67 a and 67 b are provided in the matching box 67.
  • the antenna 65b since the antenna 65b is connected in parallel with the antenna 65a, all of the roles of the matching coil 1667c in the conventional matching circuit (see FIG. 11) are fulfilled. Or, partly, the antenna 65b serves. Therefore, the power loss in the matching box can be reduced, and the power supplied from the high-frequency power source 69 can be effectively used for generating plasma with the antennas 65a and 65b. Also, impedance match It becomes easy to take.
  • the slack is set so that the distance D between the antenna 65a and the antenna 65b can be adjusted.
  • Sections 66a and 66b are provided.
  • the slack portions 66a and 66b correspond to the position adjusting means of the present invention.
  • the slack portions 66a and 66b are expanded and contracted, so that the antenna 65a and the antenna 6a are extended.
  • the vertical distance D of 5b can be adjusted.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the antenna 65a.
  • Antenna 6 5 a of the present embodiment is composed of a main body portion 6 5 ai circular tubular formed of copper, from clothing layer 6 5 a 2 formed of silver for coating the surface of the body portion.
  • the main body 65a is formed in a tubular shape from copper that is inexpensive, easy to process, and has low electrical resistance.
  • & 1 of outer surface has a configuration comprising a covering layer 6 5 a 2 coated with low electrical resistivity silver than copper. With this configuration, the impedance of the antennas 65a and 65b with respect to the high frequency is reduced, the current is efficiently passed through the antenna 65a, and the efficiency of generating plasma is increased.
  • the configuration of the antenna 6 5 b is also provided with an antenna 6 5 a as well as copper body portion 6 5 b, the formed silver and Kutsugaeso 6 5 b 2.
  • the cross-sectional size (thickness) of the antenna 65a and the antenna 65b can be changed.
  • the slack portions 66a and 66b are also formed in a tubular shape with copper, and the surface is coated with silver.
  • the vertical distance D between the antennas 65a and 65b, the diameter Ra of the antenna 65a, the diameter Rb of the antenna 65b, and the like are adjusted.
  • the antennas 65a and 65b were fixed, and the reactive gas in the reactive gas cylinder 78 was maintained at a vacuum of about 0.1 Pa to 10 Pa via the mass flow controller 75. It is introduced into the reaction process zone 60.
  • plasma of the reactive gas is generated in a desired distribution in the reaction process zone 60.
  • the plasma processing can be performed on the substrate placed on the substrate holder 13.
  • the configuration provided with two antennas 65a and 65b connected in parallel and the slack sections 66a and 66b makes the matching box 6
  • the power loss in the internal matching circuit can be reduced, and impedance matching can be easily performed, so that efficient plasma processing can be performed over a wide range.
  • the antenna 6 5 a, 6 5 b body portion 6 5 6 5 b inexpensive machining is easier for, yet is formed in a circular tube with an electrical resistance lower copper
  • the Kutsugaeso 6 5 a 2, 6 the 5 b 2 in Rukoto be formed of silver is a material having a lower electrical resistance than copper
  • the antenna 6 5 a, 6 5 b RF Inpidansu can it to reduce in an efficient with reduced power loss Plasma processing can be performed.
  • the vertical distance D between the antenna 65a and the antenna 65b it is possible to adjust the distribution of the plasma with respect to the substrate placed on the substrate holder 13. Also, since the diameter Ra of the antenna 65a, the diameter Rb of the antenna 65b, or the thickness of the antennas 65a and 65b can be changed independently, the diameter of the antenna 65a can be changed.
  • the plasma distribution can also be adjusted by adjusting Ra or the diameter Rb or thickness of the antenna 65b.
  • the antennas 65a and 65b have an overall shape composed of large and small semicircles. It is also possible to adjust the plasma distribution by changing the shape to a shape such as a rectangle.
  • the thin film located above the substrate holder depends on the arrangement of the substrate in the substrate holder 13, sputtering conditions, and the like. In some cases, there is a difference in the thickness of the thin film located in the middle. Even in such a case, the use of the plasma generator 61 of this example has an advantage that the plasma density distribution can be appropriately adjusted according to the difference in the film thickness.
  • the radical density in the reaction process zone 60 can be kept high. However, more radicals are brought into contact with the thin film on the substrate to improve the efficiency of plasma processing. That is, by coating chemically stable pyrolytic boron nitride on the partition wall 16 and the inner wall surface of the vacuum vessel 11, radicals generated in the reaction process zone 60 by the plasma generator 61 or radicals in an excited state are generated. Reacts with the partition wall 16 and the inner wall surface of the vacuum vessel 11 and disappears. Further, radicals generated in the reaction process zone 60 at the partition wall 16 can be controlled so as to be directed toward the substrate holder.
  • the substrate and the targets 29 a and 29 b are arranged in the spa equipment 1.
  • the substrate is held by the substrate holder 13.
  • the evening gates 29a and 29b are held on the magnet electrodes 21a and 21b, respectively.
  • Gay material (Si) is used as the material for the targets 29a and 29b.
  • the pressure inside the vacuum vessel 11 is reduced to a predetermined pressure, the motor 17 is operated, and the substrate holder 13 is rotated. Then, after the pressure in the vacuum chamber 11 is stabilized, the pressure in the film forming process zone 20 is adjusted to 0.1 Pa to 1.3 Pa.
  • argon gas which is an inert gas for sputtering
  • oxygen gas which is a reactive gas
  • an AC voltage having a frequency of 1 to 100 KHz is applied to the magnetron electrodes 21 a and 21 b through the transformer 24 from the medium-frequency AC power supply 23 via the transformer 24, and applied to the targets 29 a and 29 b. So that an alternating electric field is applied.
  • the evening gate 29a becomes a force sword (minus pole), and at that time, the evening gate 29b always becomes an anode (plus pole).
  • the target 29b becomes the cathode (negative pole) and the target 29a becomes the anode (negative pole). Lath pole).
  • the pair of evening gates 29a and 29b alternately become an anode and a force source, thereby forming a plasma and performing sputtering on the target on the cathode.
  • non-conductive or low-conductivity gay oxide may adhere to the anode.
  • these silicon oxides Siox (x ⁇ 2)
  • Siox (x ⁇ 2) are sputtered, and the surface of the gate is restored to its original state.
  • a pair of targets 29 a and 29 b alternately become a cathode and a cathode, so that a stable anode potential state is always obtained, and a plasma potential (usually equal to the anode potential) is obtained. ) Is prevented, and a thin film made of silicon or incomplete silicon oxide (SioX! (X! ⁇ 2)) is stably formed on the film forming surface of the substrate.
  • composition of the thin film formed in the film forming process zone 20 can be adjusted by adjusting the flow rate of the oxygen gas introduced into the film forming process zone 20 or controlling the rotation speed of the substrate holder 13. or in i), (or the S i 0 2), or incomplete oxidation Kei element (S i Ox, (X l ⁇ 2) oxidation Gay-containing can or a).
  • the substrate holder 13 After forming a thin film made of silicon or incomplete silicon oxide (SiOx 1 (x 1 ⁇ 2)) on the film formation surface of the substrate in the film formation process zone 20, the substrate holder 13 is rotated. By driving, the substrate is transported from a position facing the film forming process zone 20 to a position facing the reaction process zone 60.
  • oxygen gas is introduced as a reactive gas from a reactive gas cylinder 78, and argon gas is introduced as an inert gas from an inert gas cylinder 77.
  • argon gas is introduced as an inert gas from an inert gas cylinder 77.
  • a high frequency voltage of 13.56 MHz is applied to the antennas 65 a and 65 b, and the plasma is generated by the plasma generator 61.
  • plasma is generated in the reaction process zone 60.
  • the pressure in the reaction process zone 60 is maintained between 0.7 Pa and 1 Pa.
  • the substrate holder 1 3 is rotated, the Kei-containing or incomplete oxidation Gay element (S i 0 X ⁇ ( ⁇ 1 ⁇ 2)) a substrate including a thin film made of the reaction Purosesuzo over emissions 6 0 plane
  • a thin film made of gay or incomplete silicon oxide SioX (X ⁇ 2)
  • Si0X (x, ⁇ 2) silicon or incomplete silicon oxide
  • Si0X (x, ⁇ 2) is oxidized by the plasma of oxygen gas generated in the reaction process zone 60 by the plasma generator 61 to obtain a desired gas.
  • a silicon oxide (S i ⁇ x (x ⁇ 2)) thin film having a desired composition can be formed. Further, by repeating the above steps, thin films can be stacked to form a thin film having a desired thickness.
  • oxygen gas as a reactive gas but also argon gas as an inert gas
  • the radical density of the reactive gas in the plasma can be improved. . This effect is shown in Figs.
  • Figure 5 is a diagram showing the ratio of oxygen atoms and oxygen ions in the plasma generated in the reaction process zone 60, where oxygen gas alone was introduced into the reaction process zone 60, and oxygen gas and argon gas were mixed. The experimental results are shown in comparison with the case of the introduction.
  • the horizontal axis in FIG. 5 indicates the power applied by the high-frequency power source 69, and the vertical axis indicates the emission intensity ratio.
  • the emission intensity ratio is obtained by measuring the emission intensity of oxygen radicals in the excited state existing in the plasma and oxygen emission by optical emission spectroscopy (Optical Emission Spectroscopy).
  • Figure 5 shows that the reaction process When oxygen gas and argon gas are mixed and introduced rather than when only oxygen gas is introduced at 150 sccm into the oxygen 60 (oxygen gas is introduced at 110 sccm and argon gas is introduced at 40 sccm) In this case, the density of the excited oxygen radicals is high.
  • sccm as a unit of the flow rate represents a flow rate per minute at 0 ° C and 1 atm, and is equal to cm 3 / min.
  • Figure 6 shows an experiment in which the oxygen radicals in the plasma and the emission intensity of oxygen ions were measured by emission spectroscopy when oxygen gas and argon gas were mixed and introduced into the reaction process zone 60. The results are shown.
  • the horizontal axis in FIG. 6 indicates the power applied by the high frequency power supply 69, and the vertical axis indicates the emission intensity ratio.
  • Figure 7 shows the flow density of oxygen radicals in the plasma generated in the reaction process zone 60, with and without the partition wall 16 and vacuum vessel coated with pyrolytic boron nitride (PBN).
  • PBN pyrolytic boron nitride
  • the vertical axis indicates the flow density of oxygen radicals in the plasma generated in the reaction process zone 60.
  • the value of the oxygen radical flow density shown on the vertical axis in FIG. 7 indicates the value of the absolute flow density.
  • Absolute flow density value is silver thin It is determined from the degree of oxidation of the film. In other words, the substrate on which the silver thin film is formed is held in the substrate holder 13, the degree of silver oxidation is measured from the weight change of the thin film before and after the plasma treatment in the reaction process zone 60, and the degree of oxidation is determined from the degree of oxidation. Calculate the value of flow density. From Fig. 7, it can be seen that the flow density of oxygen radicals is high when the partition wall 16 and the vacuum vessel are coated with pyrolytic boron nitride.
  • Niobium (Nb) is used as 49b. Then, a thin film of NbOy (y ⁇ 2.5)) having a desired composition is formed on the silicon oxide thin film in the same manner as in the case of forming the silicon oxide thin film.
  • oxidized silicon Si (( ⁇ 2) thin film and oxidized thin film (1 ⁇ 1130 ⁇ ⁇ 2.
  • a thin film in which thin films are repeatedly laminated can be formed.
  • FIG. 9 is a diagram showing the transmittance of the thin film when the formed multilayer thin film of oxide Kei element (S i 0 2) and niobium oxide (N b 2 ⁇ 5).
  • FIG. 8 shows that a multilayer thin film of niobium oxide and silicon oxide is formed by using a conventional plasma generator 161 shown in FIG. 10 instead of the plasma generator 61 of the spa device 1.
  • FIG. 9 shows the experimental results when a multilayer thin film of niobium oxide and silicon oxide was formed using the plasma generator 61 of this example. 8 and 9, the horizontal axis represents the measurement wavelength, and the vertical axis represents the transmittance.
  • the sputtering apparatus 1 comprising a plasma generating apparatus 61 of the present embodiment applies a 4. 0 kW voltage high-frequency power source 69
  • S i 0 2 to 0. 5 nm / ss N b 2 ⁇ 5 was formed, single-Bok in of 0. 4 nm / s.
  • the thin film was created is the attenuation coefficient k is 5 X 1 0 one 5 when the measurement wavelength is 650 nm (Fig. 9).
  • the sputter apparatus 1 of the present example If a thin film is formed by performing a plasma treatment using the thin film, a good thin film having a small attenuation coefficient (absorption coefficient) can be formed.
  • the attenuation coefficient k is a value expressed by the relationship of N ⁇ n + ik, where N is the optical constant (complex refractive index) and n is the refractive index.
  • FIGS. As shown in FIG. 3, an inductively-coupled (plate-type) plasma generating means in which antennas 65a and 65b are fixed to a plate-like dielectric wall 63 is used.
  • the present invention is also applied to a thin film forming apparatus having the above plasma generating means. That is, even when a thin film forming apparatus having a plasma generating means other than an inductively coupled (flat) type is used, the pyrolytic boron nitride can be coated on the inner wall surface of the vacuum vessel or the plasma converging wall.
  • plasma generation means other than the inductively-coupled type (flat-plate type) include, for example, a parallel-plate type (two-pole discharge type), an ECR (Electron Cyclotron Resonance) type, a magnet type, and the like.
  • plasma generation means other than the inductively-coupled type (flat-plate type) include, for example, a parallel-plate type (two-pole discharge type), an ECR (Electron Cyclotron Resonance) type, a magnet type, and the like.
  • Various types such as recon wave type and inductive coupling type (cylindrical type) can be considered.
  • the sputter device has been described as an example of the thin film forming device.
  • the thin film forming apparatus may be, for example, an etching apparatus for performing etching using plasma, a CVD apparatus for performing CVD using plasma, or the like.
  • the present invention can be applied to a surface treatment apparatus that performs plastic surface treatment using plasma.
  • the protective layer P made of pyrolytic boron nitride is formed on the wall surface facing the reaction process zone 60 of the partition wall 16 and the reaction process zone 60 on the inner wall surface of the vacuum vessel 11. Formed, but the other parts also A protective layer P made of boron nitride may be formed.
  • the wall surface of the partition wall 16 facing the reaction process zone 60 but also other portions of the partition wall 16 may be coated with pyrolytic boron nitride. As a result, it is possible to prevent the radicals from reacting with the partition wall 16 to reduce the radicals to the maximum.
  • the entire inner wall surface is coated with pyrolytic boron nitride. You may. As a result, the radicals can be prevented from reacting with the inner wall surface of the vacuum vessel 11 to reduce the radicals to the utmost.
  • the partition wall 12 may be coated with pyrolytic boron nitride.
  • the antennas 65a and 65b are sandwiched between the fixing plates 68a and 68b and the dielectric wall 63, and the fixing plates are fixed by bolts 68c and 68d.
  • the antennas 65a and 65b were fixed by fixing 68a and 68b to the lid 11b, but the point is that the antennas 65a and 65b were adjusted by adjusting the distance D.
  • Other methods may be used as long as they can be fixed.
  • the antenna 65a is fixed to the fixed plate 68a
  • the antenna 65b is fixed to the fixed plate 68b in advance
  • the bolts 68c and 68d are fixed to the lid 11b. There is a long hole to slide up and down.
  • the fixing plates 68 a and 68 b are slid in the vertical direction to select the interval D, and the bolts 68 c and 68 d are tightened at the desired interval D.
  • the vertical fixing positions of the fixing plates 68a and 68b with respect to the lid 11b may be determined.
  • the antenna 65 a of the main body portion 65 a, the copper, although the coating layer 65 a 2 is formed by silver, processing Do easy capacity main body 65 a, a cheap, yet electric resistance formed at a lower material, for the clothing layers 6 5 a 2 which current concentrates may be formed by a material having a low electrical resistance than the body portion 65 a, or a combination of other materials.
  • the body portion 6 5 a, the aluminum or aluminum - may be formed of copper alloy, a clothing layer 6 5 a 2 copper may interest was formed of gold.
  • Antenna 6 5 b body portion 65 b have the coating layer 6 5 b 2 of equally modified.
  • the antenna 65a and the antenna 65b may be formed of different materials.
  • gay element is used as the material of the targets 29a and 29b
  • niobium is used as the material of the targets 49a and 49b.
  • the present invention is not limited to this.
  • these oxides can be used.
  • Aluminum (A 1), titanium (T i), zirconium (Zr), tin (Sn), chromium (Cr), tantalum (Ta), tellurium (Te), iron (Fe), Metals such as magnesium (Mg), hafnium (Hf), nickel chromium (Ni-Cr), and indium tin (In-Sn) can be used.
  • a 1 2 0 3, T i 0 2, Z R_ ⁇ 2, T a 2 0 5, S i 0 2, N b 2 0 5, H f 0 2 , Mg F 2 such as an optical film or an insulating film, conductive film such as I tO, magnetic films such as F e 2 ⁇ 3, T "i N, C" N, T i C etc. can create the carbide film.
  • the sputter rate is extremely slow and the productivity is low. Therefore, it is particularly effective to perform the plasma treatment using the thin film forming apparatus of the present invention.
  • the target 29a and the target 29b, and the target 49a and the target 49b are made of the same material, but may be made of different materials.
  • the same metal target is used, as described above, an incomplete reactant of a single metal is formed on the substrate by sputtering, and when a different metal target is used, the alloy is incomplete. A reactant is formed on the substrate.
  • the following thin film forming method can be considered. That is, plasma processing is performed on a thin film by using a thin film forming apparatus in which a plasma converging wall that stands from the inner wall surface of the vacuum container facing the region where plasma is generated in the vacuum container is coated with pyrolytic boron nitride. A method of mixing and introducing a reactive gas and an inert gas into a region where the plasma is generated, and a step of generating a plasma of the reactive gas. A thin film forming method is considered.
  • the plasma generated by using a vacuum vessel coated with pyrolytic boron nitride on a plasma converging wall standing from the inner wall surface of the vacuum container facing the region where the plasma is generated is used. Radicals or excited states of This suppresses the radicals from reacting with the wall of the plasma converging wall and disappearing, thereby enabling highly efficient plasma processing.
  • a reactive gas and an inert gas into a region where plasma is generated and introducing the mixed gas, the density of radicals of the reactive gas in the plasma can be improved, and high-efficiency plasma processing can be performed. Can be.
  • a vacuum vessel provided with a plasma converging wall it is possible to control the distribution of plasma. Industrial applicability
  • plasma processing can be efficiently performed over a wide range.

Abstract

本発明の薄膜形成装置（１）は、内部を真空に維持する真空容器（１１）と、真空容器（１１）内に反応性ガスを導入するガス導入手段（７６）と、真空容器（１１）内に反応性ガスのプラズマを発生させるプラズマ発生手段（６１）と、を備える。そして、真空容器（１１）内の壁面には、熱分解窒化硼素（Ｐ）が被覆されている。

Description

明 細 書
薄膜形成装置及び薄膜形成方法
技術分野
本発明は光学薄膜や光学デバイス、 才プトエレク トロニクス用デバイ ス、 半導体デバイス等に用いる薄膜を製造するための薄膜形成装置及び 薄膜形成方法に係り、 特にプラズマ発生手段や真空容器を改良して、 薄 膜と化学反応する活性種の密度を向上させる薄膜形成装置及び当該薄膜 形成装置を用いた薄膜形成方法に関する。 背景技術
従来から真空容器内でプラズマ化させた反応性ガスを用いて基板上へ の薄膜の形成、 形成した薄膜の表面改質、 エッチング等のプラズマ処理 が行われている。 例えば、 スパッタ技術を用いて基板上に金属の不完全 反応物からなる薄膜を形成し、 この不完全反応物からなる薄膜にプラズ マ化した反応性ガスを接触させ、 金属化合物からなる薄膜を形成する技 術が知られている （例えば、 特開 2 0 0 1— 2 3 4 3 3 8号公報）。
この技術では、 薄膜形成装置が備える真空容器内で反応性ガスをブラ ズマ化するためにブラズマ発生手段が用いられている。 ブラズマ発生手 段でプラズマ化したガスには、 イオン， 電子， 原子， 分子や、活性種（ラ ジカル， 励起状態のラジカル等） が含まれる。 プラズマ化したガスに含 まれる電子， イオンは薄膜へ損傷を与えるおそれがある一方で、 電気的 に中性な反応性ガスのラジカルは薄膜の形成に寄与する場合が多い。 こ のため、 この従来の技術では、 電子， イオンが基板上の薄膜へ向かうの を阻止して、 ラジカルを選択的に薄膜に接触させるためにグリツ ドが用 いられていた。 このように、 グリッ ドを用いることで、 薄膜の形成に寄 与するラジカルのブラズマガス中における相対的な密度を向上させて、 プラズマ処理の効率化が図られていた。
しかし、 ラジカルの相対的な密度を向上させるためにグリ ヅ ドを用い ると、 薄膜形成装置の構造が複雑になるという問題点や、 真空容器内の ラジカルの分布領域がグリッ ドの寸法， 形状， 配置によって制限を受け るという問題点があった。 このような問題点は、 広範囲にプラズマ処理 を行うことを妨げ、 プラズマ処理の非効率化の要因となり、 結果として 薄膜の生産効率を向上させることの妨げとなっていた。 また、 ラジカル の分布領域を広くするためにグリッ ドを大きくすると、 コス 卜がかかる という問題点も生じる。
ところで、 プラズマを発生させるためのプラズマ発生手段としては、 従来から平行平板型， E C R型， 誘導結合型等の装置が知られている。 誘導結合型の装置としては、 円筒型と平板型の装置が知られている。 図 1 0は、 平板型の従来のプラズマ発生装置 1 6 1 を説明する図であ る。図 1 0の Aで示す図は、薄膜形成装置の一部を示した断面図である。 図 1 0の Aに示すように、 平板型の従来のプラズマ発生手段は、 真空容— 器 1 1 1 の一部を石英等の誘電体からなる誘電板 1 6 3で構成し、 誘電 板 1 6 3の大気側に位置する外壁に沿ってアンテナ 1 6 5を配置する。 図 1 0の Bに、 ァンテナ 1 6 5の形状を示す。 ァンテナ 1 6 5は、 同 一平面内で渦状となっている。 平板型の従来のプラズマ発生装置 1 6 1 では、 アンテナ 1 6 5にマッチング回路を備えたマッチングボックス 1 6 7を介して高周波電源 1 6 9によって 1 0 0 k H z〜5 0 M H zの周 波数の電力を印加して真空容器 1 1 1 内にプラズマを発生させるもので ある。
アンテナ 1 6 5に対する高周波電力の印加は、 図 1 0のマッチングボ ヅクス 1 6 7で示すような、 インピーダンスマッチングを行うためのマ ツチング回路を介して行なわれる。 図 1 0に示すように、 アンテナ 1 6 5と高周波電源 1 6 9の間に接続されるマッチング回路は、 可変コンデ ンサ 1 6 7 a , 1 6 7 bとマッチング用コイル 1 6 7 cとを備えている。 従来のプラズマ発生手段で、 真空容器内で広範囲に対してプラズマ処 理を行う場合には、 アンテナ 1 6 5を大きくすることが行なわれていた が、 そうするとアンテナ 1 6 5や、 マッチング用コイル 1 6 7 cでの電 力損失が大きくなるとともに、 ィンピーダンスのマッチングがとりにく くなるという問題もあった。 また、 広範囲にプラズマ処理を行う場合に は、場所によってプラズマの密度にむらが生じる等の問題も生じていた。 以上の問題点に鑑みて、 本発明の目的は、 効率よく広範囲でプラズマ 処理を行うことができる薄膜形成装置及び薄膜形成方法を提供すること に 0 発明の開示
本発明に係る薄膜形成装置は、 内部を真空に維持する真空容器と、 該 真空容器内に反応性ガスを導入するガス導入手段と、 前記真空容器内に 前記反応性ガスのプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、 を備える 薄膜形成装置であって、 熱分解窒化硼素が前記真空容器内の壁面に被覆 されていることを特徴とする。
熱分解窒化硼素が真空容器内の壁面に被覆されていることによって、 プラズマ発生手段で発生させたプラズマ中のラジカル又は励起状態のラ ジカル等の活性種が、 真空容器内の壁面と反応して消滅することを抑制 することが可能となる。
このとき、 熱分解窒化硼素が被覆される前記真空容器内の壁面が、 前 記真空容器の内壁面であると好適である。
このように、 真空容器の内壁面に熱分解窒化硼素が被覆されることで、 プラズマ中のラジカル又は励起状態のラジカル等の活性種が、 真空容器 と反応して消滅することを抑制することが可能となる。
また、 熱分解窒化硼素が被覆される前記真空容器内の壁面が、 前記プ ラズマ発生手段によってプラズマが発生する領域に面した前記真空容器 の内壁面であると好適である。
このように、 プラズマが発生する領域に面した真空容器の内壁面に熱 分解窒化硼素が被覆されることで、 プラズマ中のラジカル又は励起状態 のラジカル等の活性種が、 真空容器と反応して消滅することを抑制する ことが可能となる。
また、 前記プラズマ発生手段によってプラズマが発生する領域に面し て前記真空容器の内壁面から立設するプラズマ収束壁を備え、 熱分解窒 化硼素が被覆される前記真空容器内の壁面は、 前記プラズマ収束壁の壁 面であると好適である。
このように、 熱分解窒化硼素がプラズマ収束壁に被覆されていること によって、 プラズマ発生手段で発生させたプラズマ中のラジカル又は励 起状態のラジカル等の活性種が、 プラズマ収束壁の壁面と反応して消滅 することを抑制することが可能となる。 また、 プラズマ収束壁を備えて いるため、 プラズマ収束壁でプラズマの分布をコン卜ロールすることが 可能となる。
本発明に係る薄膜形成装置は、 内部を真空に維持する真空容器と、 該 真空容器内に反応性ガスを導入するガス導入手段と、 前記真空容器内に 前記反応性ガスのプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、 を備える 薄膜形成装置であって、 前記プラズマ発生手段が、 前記真空容器の外壁 に設けた誘電体壁と、 渦状の第 1 のアンテナ及び第 2のアンテナと、 前 記第 1 のアンテナ及び前記第 2のアンテナを高周波電源と接続するため の導線と、 を有して構成され、 前記真空容器の外側で前記誘電体壁に対 応する位置に前記第 1 のアンテナ及び前記第 2のアンテナを固定するコ ィル固定手段を備え、 前記第 1 のアンテナと前記第 2のアンテナが前記 高周波電源に対して並列に接続され、 前記導線に接続される部分で前記 第 1 のアンテナと前記第 2のアンテナとを繋ぐ箇所に前記第 1のアンテ ナと前記第 2のアンテナとの間隔を調整するための位置調整手段を設け たことを特徴とする。
このように、 本発明の薄膜形成装置は、 第 1のアンテナと第 2のアン テナを備えているので、第 1のアンテナと第 2のアンテナの太さ、形状、 大きさ或いは径等を独立に調整することで、 プラズマの分布を容易に調 整することができる。 また、 本発明の薄膜形成装置は、 高周波電源から 第 1 のアンテナ及び第 2のアンテナに至る導線のうち第 1のアンテナと 第 2のアンテナとの間を繋ぐ箇所に第 1 のアンテナと第 2のアンテナと の間隔を調整するための位置調整手段を備えているので、 第 1のアンテ ナと第 2のァンテナとの間隔を調整して、 プラズマの分布を容易に調整 することができる。 さらに、 第 1 のアンテナと第 2のアンテナを並列に 接続することで、 第 1 のアンテナ及び第 2のアンテナにマッチング回路 を接続する場合でも、 マッチング回路でのィンピーダンスマチングをと りやすくするとともに、マッチング回路における電力損失を低減させて、 電力をプラズマの発生のために有効に活用することが可能となる。
このとき、 前記真空容器の中に基板を搬送するための基板搬送手段を 備え、 該基板搬送手段が、 基板を前記第 1 のアンテナ及び前記第 2のァ ンテナの渦を成す面と対向するように搬送し、 前記基板搬送手段によつ て基板が搬送される向きと交差する方向に隣り合つた状態で前記第 1 の アンテナ及び前記第 2のアンテナが固定されると好適である。
'このように、 基板が搬送される向きと交差する方向に隣り合った状態 で第 1のアンテナ及び第 2のアンテナが固定されることで、 基板の搬送 方向に垂直な向きでのプラズマの密度分布を容易に調整することができ る。 したがって、 基板の搬送方向に垂直な向きで広範囲にプラズマ処理 を行うことで、 一度に多量の薄膜に対してプラズマ処理を行うことが可 能となる。
さらに、 前記第 1のアンテナ及び前記第 2のアンテナが、 第 1 の材料 で形成した円管状の本体部と、 該本体部の表面を前記第 1 の材料よりも 電気抵抗が低い第 2の材料で被覆した被覆層と、 で構成されると好適で ある。
このように、 構成することで、 第 1のアンテナ及び第 2のアンテナの 本体部を安価で加工のしゃすい第 1 の材料で形成し、 電流が集中する被 服層を電気抵抗の低い第 2の材料で形成することで、 アンテナの高周波 のィンピーダンスを低下することができ、 効率的な薄膜形成を行うこと が可能となる。
本発明に係る薄膜形成方法は、 真空容器内のプラズマを発生させる領 域で薄膜に対してプラズマ処理を行う薄膜形成方法において、 少なくと も前記プラズマを発生させる領域に面する前記真空容器内の壁面に熱分 解窒化硼素を被覆した前記真空容器を用いるとともに、 前記ブラズマを 発生させる領域に反応性ガスと不活性ガスを混合して導入する工程と、 前記反応性ガスのプラズマを発生させる工程と、 を備えることを特徴と する。
このように、 プラズマを発生させる領域に面する壁面に熱分解窒化硼 素を被覆した真空容器を用いることで、 発生させたプラズマ中のラジカ ル又は励起状態のラジカル等の活性種が、 真空容器の内壁面と反応して 消滅することを抑制して、 高効率のプラズマ処理を行うことが可能とな る。 また、 プラズマが発生する領域に反応性ガスと不活性ガスを混合し て導入することで、 プラズマ中における反応性ガスのラジカルの密度を 向上させることができ、高効率のプラズマ処理を行うことが可能となる。 本発明の他の利点等は、 以下の記述により明らかになるであろう。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の薄膜形成装置について説明する一部断面をとつた上 面の説明図である。 図 2は、 本発明の薄膜形成装置について説明する一 部断面をとつた側面の説明図である。 図 3は、 プラズマ発生手段を説明 する説明図である。 図 4は、 アンテナの断面図である。 図 5は、 プラズ マ中の酸素原子と酸素イオンの割合を測定した実験結果の一例を示す図 である。 図 6は、 プラズマ中に存在する励起状態の酸素ラジカルと、 酸 素イオンの発光強度を測定した実験結果の一例を示す。 図 7は、 プラズ マ中の酸素ラジカルの流量密度を測定した実験結果の一例を示す図であ る。 図 8は、 従来のプラズマ発生手段を用いて酸化ケィ素と酸化ニオブ の多層薄膜を形成した場合の薄膜の透過率を測定した実験結果の一例を 示す図である。 図 9は、 本発明のプラズマ発生手段を用いて酸化ニオブ と酸化ケィ素の多層薄膜を形成した場合の薄膜の透過率を測定した実験 結果の一例を示す図である。 図 1 0は、 平板型の従来のプラズマ発生手 段を説明する図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 なお、 以下に説 明する部材 配置等は本発明を限定するものでなく、 本発明の趣旨の範 囲内で種々改変することができるものである。
図 1 , 図 2は、 スパッ夕装置 1について説明する説明図である。 図 1 が理解の容易のために一部断面をとつた上面の説明図、 図 2が、 図 1の 線 A— B— Cに沿って一部断面をとつた側面の説明図である。 スパヅ夕 装置 1は本発明の薄膜形成装置の一例である。 本例では、 スパヅ夕の一例であるマグネ卜口ンスパヅタを行うスパヅ タ装置 1 を用いているが、 これに限定されるものでなく、 マグネ 卜ロン 放電を用いない 2極スパヅタ等、 他の公知のスパッ夕を行うスパヅタ装 置を用いることもできる。
本例のスパッタ装置 1 によれば、 目的の膜厚よりもかなり薄い薄膜を スパヅタで作成し、 プラズマ処理を行うことを繰り返すことで目的の膜 厚の薄膜を基板上に形成できる。 本例では、 スパッ夕とプラズマ処理に よって平均 0 . 0 1〜1 . 5 n mの膜厚の薄膜を形成する工程を繰り返す ことで、 目的とする数〜数百 n m程度の膜厚の薄膜を形成する。
本例のスパッタ装置 1 は、 真空容器 1 1 と、 薄膜を形成させる基板を 真空容器 1 1 内で保持するための基板ホルダ 1 3と、 基板ホルダ 1 3を 駆動するためのモータ 1 7と、 仕切壁 1 2 , 1 6と、 マグネ卜ロンスパ ッタ電極 2 1 a , 2 1 bと、 中周波交流電源 2 3と、 プラズマを発生す るためのプラズマ発生装置 6 1 と、 を主要な構成要素としている。 仕切 板 1 6は、本発明のプラズマ収束壁に相当し、プラズマ発生装置 6 1 は、 本発明のプラズマ発生手段に相当し、 基板ホルダ 1 3及びモータ 1 7は 本発明の基板搬送手段に相当する。
真空容器 1 1は、 公知のスパッ夕装置で通常用いられるようなステン レス製で、 略直方体形状を備える中空体である。 真空容器 1 1の形状は 中空の円柱状であってもよい。
基板ホルダ 1 3は、 真空容器 1 1 内の略中央に配置されている。 基板 ホルダ 1 3の形状は円筒状であり、 その外周面に複数の基板 （不図示） を保持する。 なお、 基板ホルダ 1 3の形状は円筒状ではなく、 中空の多 角柱状や、 円錐状であってもよい。 基板ホルダ 1 3は、 真空容器 1 1 か ら電気的に絶縁されている。 これにより、 基板における異常放電を防止 することが可能となる。 基板ホルダ 1 3は、 円筒の筒方向の中心軸線 Z (図 2参照） が真空容器 1 1 の上下方向になるように真空容器 1 1 内に 配設される。 基板ホルダ 1 3は、 真空容器 1 1 内の真空状態を維持した 状態で、 真空容器 1 1 の上部に設けられたモータ 1 7によって中心軸線 Zを中心に回転駆動される。
基板ホルダ 1 3の外周面には、 多数の基板 （不図示） が、 基板ホルダ 1 3の中心軸線 Zに沿った方向 （上下方向） に所定間隔を保ちながら整 列させた状態で保持される。 本例では、 基板の薄膜を形成させる面 （以 下 「膜形成面」 という） が、 基板ホルダ 1 3の中心軸線 Zと垂直な方向 を向くように、 基板が基板ホルダに保持されている。
仕切板 1 2 , 1 6は、 真空容器 1 1の内壁面から基板ホルダ 1 3へ向 けて立設して設けられている。 本例における仕切壁 1 2， 1 6は、 向か い合う 1対の面が開口した筒状の略直方体をした、 ステンレス製の部材 である。 仕切壁 1 2， 1 6は、 真空容器 1 1の側内壁と基板ホルダ 1 3 との間に、 真空容器 1 1の側壁から基板ホルダ 1 3の方向へ立設した状 態で固定される。 このとき仕切壁 1 2 , 1 6の開口した一方側が真空容 器 1 1の側内壁側に、 他方側が基板ホルダ 1 3に面する向きで、 仕切壁 1 2 , 1 6は固定される。 また、 仕切壁 1 2， 1 6の基板ホルダ 1 3側 に位置する端部は、 基板ホルダの外周形状に沿った形状になっている。 真空容器 1 1の内壁面， 仕切板 1 2 , 基板ホルダ 1 3の外周面に囲繞 されて、 スパヅ夕を行うための成膜プロセスゾーン 2 0が形成されてい る。 また、 真空容器 1 1の内壁面， 後述のプラズマ発生装置 6 1 ， 仕切 板 1 6 , 基板ホルダ 1 3の外周面に囲繞されて、 プラズマを発生させて 基板上の薄膜に対してプラズマ処理を行うための反応プロセスゾーン 6 0が形成されている。 本例では、 真空容器 1 1 の仕切壁 1 2が固定され ている位置から、 基板ホルダ 1 3の中心軸線 Zを中心にして約 9 0度回 転させた位置に仕切壁 1 6が固定されている。 このため、 成膜プロセス ゾーン 20と反応プロセスゾーン 60が、 基板ホルダ 1 3の中心軸線 Z に対して約 90度ずれた位置に形成される。 したがって、 モータ 1 7に よって基板ホルダ 1 3が回転駆動されると、 基板ホルダ 1 3の外周面に 保持された基板が、 成膜プロセスゾーン 20に面する位置と反応プロセ スゾーン 60に面する位置との間で搬送されることになる。
真空容器 1 1の成膜プロセスゾーン 20と反応プロセスゾーン 60と の間の位置には、 排気用の配管が接続され、 この配管には真空容器 1 1 内を排気するための真空ポンプ 1 5が接続されている。 この真空ポンプ 1 5と図示しないコントローラとにより、 真空容器 1 1内の真空度が調 整できるように構成されている。
仕切壁 1 6の反応プロセスゾーン 60に面する壁面には、 熱分解窒化 硼素 （P y r o l y t i c B o r o n N i t r i d e) からなる保 護層 Pが被覆されている。 さらに、 真空容器 1 1の内壁面の反応プロセ スゾーン 60に面する部分にも熱分解窒化硼素からなる保護層 Pが被覆 されている。 熱分解窒化硼素は、 化学的気相成長法 （C h e rrH c a 1 V a p o r D e p o s i t i o n ) を利用した熱分解法によって仕切 壁 1 6や真空容器 1 1の内壁面へ被覆される。
成膜プロセスゾーン 20には、 マスフローコントローラ 25 , 26が 配管を介して連結されている。 マスフ口一コン卜ローラ 25は、 不活性 ガスを貯留するスパヅタガスボンベ 27に接続されている。 マスフロー コントローラ 26は、 反応性ガスを貯留する反応性ガスボンベ 28に接 続されている。 不活性ガスと反応性ガスは、 マスフローコントローラ 2 5 , 26で制御されて成膜プロセスゾーン 20に導入される。 不活性ガ スとしては、 例えばアルゴンガス等である。 反応性ガスとしては、 例え ば酸素ガス，窒素ガス，弗素ガス，オゾンガス等を用いることができる。 成膜プロセスゾーン 20には、 基板ホルダ 1 3の外周面に対向するよ うに、 真空容器 1 1の壁面にマグネ 卜口ンスパッタ電極 2 1 a, 2 1 b が配置されている。 このマグネ卜口ンスパヅタ電極 2 1 a, 2 1 bは、 不図示の絶縁部材を介して接地電位にある真空容器 1 1に固定されてい る。 マグネトロンスパヅタ電極 2 1 a , 2 1 bは、 トランス 24を介し て、 中周波交流電源 23に接続され、 交番電界が印加可能に構成されて いる。 本例の中周波交流電源 23は、 1 k〜1 00 k H zの交番電界を 印加するものである。 マグネトロンスパッ夕電極 2 1 a, 2 1 bには、 ターゲッ ト 29 a, 29 bが保持される。 ターゲッ ト 29 a, 29 bの 形状は平板状であり、 ターゲヅ 卜 29 a, 29 bの基板ホルダ 1 3の外 周面と対向する面が、 基板ホルダ 1 3の中心軸線 Zと垂直な方向を向く ように保持される。
なお、 スパッタを行う成膜プロセスゾーンを一箇所だけではなく、 複 数箇所設けることもできる。 すなわち、 図 1の破線で示すように、 真空 容器 1 1 に成膜プロセスゾーン 20と同様の成膜プロセスゾーン 40を 設けることもできる。 例えば、 真空容器 1 1 に仕切壁 1 4を設けて、 成 膜プロセスゾーン 20に対して基板ホルダ 1 3を挟んで対象の位置に、 成膜プロセスゾーン 40を形成することができる。 成膜プロセスゾーン 40には、 成膜プロセスゾーン 20と同様に、 マグネ卜口ンスパヅタ電 極 4 1 a , 4 1 bが配置されている。マグネ卜口ンスパヅタ電極 4 1 a , 41 bは、 卜ランス 44を介して、 中周波交流電源 43に接続され、 交 番電界が印加可能に構成されている。マグネトロンスパヅ夕電極 41 a, 41 bには、 ターゲッ 卜 49 a , 49 bが保持される。 成膜プロセスゾ —ン 40には、 マスフローコン卜ローラ 45 , 46が配管を介して連結 されている。 マスフ口一コン卜ローラ 45は不活性ガスを貯留するスパ ヅ夕ガスボンベ 47に、 マスフローコントローラ 46は反応性ガスを貯 留する反応性ガスボンベ 48に接続されている。 真空容器 1 1の成膜プ ロセスゾーン 4 0と反応プロセスゾーン 6 0との間の位置には、 排気用 の配管が接続され、 この配管には真空容器 1 1 内を排気するための真空 ポンプ 1 5 ' が接続される。 真空ポンプ 1 5 ' を真空ポンプ 1 5と共通 に使用してもよい。
反応プロセスゾーン 6 0に対応する真空容器 1 1 の内壁面には、 開口 が形成され、 この開口には、 プラズマ発生手段としてのプラズマ発生装 置 6 1 が連結されている。 また、 反応プロセスゾーン 6 0には、 本発明 のガス導入手段として、 マスフローコン卜ローラ 7 5を介して不活性ガ スボンべ 7 7内の不活性ガスを導入するための配管や、 マスフローコン 卜ローラ 7 6を介して反応性ガスボンベ 7 8内の反応性ガスを導入する ための配管が接続されている。
図 3は、 プラズマ発生装置 6 1 を説明する説明図であり、 プラズマ発 生装置 6 1 を正面から見た説明図である。 図 3には、 マッチングボック ス 6 7と、 高周波電源 6 9も示している。
プラズマ発生装置 6 1 は、誘電体で板状に形成された誘電体壁 6 3と、 同一平面上で渦を成すァンテナ 6 5 a , 6 5 bと、ァンテナ 6 5 a， 6 5 bを高周波電源 6 9と接続するための導線 6 6と、 アンテナ 6 5 a , 6 5 bを誘電体壁 6 3に対して固定するための固定具 6 8を有して構成さ れている。 アンテナ 6 5 aは、 本発明の第 1 のアンテナに相当し、 アン テナ 6 5 bは、 本発明の第 2のアンテナに相当し、 固定具 6 8は本発明 のコイル固定手段に相当する。
本例の誘電体壁 6 3は、 石英で形成されている。 なお、 誘電体壁 6 3 は石英ではなく A 1 2 0 3等の他のセラミヅクス材料で形成されたもの でもよい。 誘電体壁 6 3は、 真空容器 1 1 に形成されたフランジ 1 1 a と、 矩形枠状をした蓋体 1 1 bとによって挟まれるようにして、 反応プ ロセスゾーン 6 0に対応して真空容器 1 1 の内壁に形成された開口を塞 ぐ位置に設けられる。 アンテナ 6 5 aとアンテナ 6 5 bとは、 真空容器 1 1 の外側で誘電体壁 6 3に対応する位置に、 渦を成す面が真空容器 1 1 の内側を向くように上下に隣り合った状態で、 固定具 6 8によって固 定される （図 2 , 図 3参照）。 したがって、 モー夕 1 7が基板ホルダ 1 3 を中心軸線 Z周りに回転させることにより、 基板ホルダの外周に保持さ れた基板は、 基板の膜形成面がアンテナ 6 5 a , 6 5 bの渦を成す面と 対向するように搬送される。 すなわち、 本例では、 アンテナ 6 5 aとァ ンテナ 6 5 bとが上下に隣り合った状態で固定されているため、 アンテ ナ 6 5 aとアンテナ 6 5 bとは、 基板が搬送される向きと交差する方向 (本例では上下方向） に隣り合った状態で固定されることになる。
本例の固定具 6 8は、 固定板 6 8 a , 6 8 bと、 ボル卜 6 8 c， 6 8 dで構成される。 固定板 6 8 aと誘電体壁 6 3とでアンテナ 6 5 aを挟 み、 固定板 6 8 bと誘電体壁 6 3とでアンテナ 6 5 bを挟み、 固定板 6 8 a , 6 8 bを蓋体 1 1 bに対してポルト 6 8 c， 6 8 dを締め付ける こと、 アンテナ 6 5 a , 6 5 bは固定される。
アンテナ 6 5 aとアンテナ 6 5 bは、高周波電源からアンテナ 6 5 a， 6 5 bに至る導線 6 6の先に、 高周波電源 6 9に対して並列に接続され る。 アンテナ 6 5 a , 6 5 bは、 マッチング回路を収容するマッチング ボックス 6 7を介して高周波電源 6 9に接続される。 マッチングボック ス 6 7内には、 図 3に示すように、 可変コンデンサ 6 7 a , 6 7 bが設 けられている。 本例では、 アンテナ 6 5 aに対してアンテナ 6 5 bが並 列に接続されているため、 従来のマッチング回路 （図 1 1参照） でマヅ チング用コイル 1 6 7 cが果たす役目の全部又は一部を、 アンテナ 6 5 bが果たす。したがって、マッチングボックス内での電力損失を軽減し、 高周波電源 6 9から供給される電力をアンテナ 6 5 a , 6 5 bでプラズ マの発生に有効に活用することができる。 また、 インピーダンスマッチ ングもとりやすくなる。
導線 6 6の先に接続された部分で、 アンテナ 6 5 aとアンテナ 6 5 b との間を繋ぐ箇所には、 アンテナ 6 5 aとアンテナ 6 5 bとの間隔 Dを 調整できるように、 たるみ部 6 6 a , 6 6 bを設けている。 たるみ部 6 6 a , 6 6 bは本発明の位置調整手段に相当する。 本例のスパッタ装置 1では、 アンテナ 6 5 a , 6 5 bを固定具 6 8によって固定する際に、 たるみ部 6 6 a , 6 6 bを伸縮させることで、 アンテナ 6 5 aとアンテ ナ 6 5 bの上下方向の間隔 Dを調整することができる。 すなわち、 固定 板 6 8 a , 6 8 bと誘電体壁 6 3とによって、 アンテナ 6 5 a , 6 5 b を挟む位置を変えることで、 間隔 Dを調整することが可能となる。 図 4は、 アンテナ 6 5 aの断面図である。 本例のアンテナ 6 5 aは、 銅で形成された円管状の本体部 6 5 a iと、 本体部の表面を被覆する銀 で形成された被服層 6 5 a 2から構成される。 アンテナ 6 5 aのインピ 一ダンスを低下するためには、 電気抵抗の低い材料でアンテナ 6 5 aを 形成するのが好ましい。 そこで、 高周波の電流がアンテナの表面に集中 するという特性を利用して、 本体部 6 5 a を安価で加工が容易な、 し かも電気抵抗も低い銅で円管状に形成し、 本体部 6 5 & 1の外側の表面 を銅よりも電気抵抗の低い銀で被覆した被覆層 6 5 a 2を備える構成と した。 このように構成することで、 高周波に対するアンテナ 6 5 a , 6 5 bのインピーダンスを低減して、 アンテナ 6 5 aに電流を効率よぐ流 して、 プラズマを発生させる効率を高めている。 アンテナ 6 5 bの構成 も、 アンテナ 6 5 aと同様に銅製の本体部 6 5 b ,と銀で形成された被 覆層 6 5 b 2を備えている。 勿論、 アンテナ 6 5 aと、 アンテナ 6 5 b の断面の大きさ （太さ） を変えることもできる。 なお、 本例では、 たる み部 6 6 a， 6 6 bも、 銅で円管状に形成され、 表面に銀を被覆してい 本例のプラズマ発生装置 6 1 では、 アンテナ 6 5 aとアンテナ 6 5 b の上下方向の間隔 Dや、 アンテナ 6 5 aの径 R aや、 アンテナ 6 5 bの 径 R b等を調整してアンテナ 6 5 a , 6 5 bを固定し、 反応性ガスボン ベ 7 8内の反応性ガスを、 マスフ口一コントローラ 7 5を介して 0 . 1 P a〜1 0 P a程度の真空に保った反応プロセスゾーン 6 0へ導入する。 そして、高周波電源 6 9からアンテナ 6 5 a， 6 5 bに 1 3 . 5 6 M H z の電圧を印加することで、 反応プロセスゾーン 6 0に反応性ガスのプラ ズマを所望の分布で発生させ、 基板ホルダ 1 3に配置される基板に対し てプラズマ処理を行うことができる。
本例では、 並列に接続した 2つのアンテナ 6 5 a , 6 5 bと、 たるみ 部 6 6 a , 6 6 bを備える構成により、 1 つのアンテナを大きくする場 合に比べて、 マッチングボックス 6 7内のマッチング回路での電力損失 を低減でするとともに、 ィンピ一ダンスマッチングをとりやすく して、 効率的なプラズマ処理を広範囲で行うことができる。
さらに、 アンテナ 6 5 a , 6 5 bの本体部 6 5 6 5 b を安価で 加工が容易な、 しかも電気抵抗も低い銅で円管状に形成し、 さらに、 被 覆層 6 5 a 2， 6 5 b 2を銅よりも電気抵抗の低い材料である銀で形成す ることで、 アンテナ 6 5 a， 6 5 bの高周波のィンピーダンスを低下す ることができ、 電力損失を低減した効率的なプラズマ処理を行うことが できる。
さらに、 本例では、 アンテナ 6 5 aとアンテナ 6 5 bの上下方向の間 隔 Dを調整することで、 基板ホルダ 1 3に配置される基板に対するブラ ズマの分布を調整することができる。また、アンテナ 6 5 aの径 R aや、 アンテナ 6 5 bの径 R b、 又はアンテナ 6 5 a , 6 5 bの太さ等を独立 に変更することができるため、 アンテナ 6 5 aの径 R aや、 アンテナ 6 5 bの径 R b又は太さ等を調整することでも、 プラズマの分布を調整す ることができる。 また、 本例では、 図 3に示すように、 アンテナ 6 5 a やアンテナ 6 5 bが大小の半円から構成される全体形状を備えているが、 アンテナ 6 5 aやアンテナ 6 5 bの全体形状を、 矩形などの形状に変更 して、 プラズマの分布を調整することも可能である。
特に、 基板の搬送方向に交差する方向にアンテナ 6 5 aとアンテナ 6
5 bを並べて、 両者の間隔も調整することができるため、 基板の搬送方 向に交差する方向で広範囲にプラズマ処理を行う必要がある場合に、 プ ラズマの密度分布を容易に調整することができる。 例えば、 本例のよう なカル—セル型のスパヅ夕装置 1 を用いてプラズマ処理を行う場合には、 基板ホルダ 1 3での基板の配置， スパッタ条件等により、 基板ホルダの 上方に位置する薄膜と、 中間に位置する薄膜の膜厚に違いが生じている 場合がある。 このような場合でも、 本例のプラズマ発生装置 6 1 を用い れば、 膜厚の違いに対応してプラズマの密度分布を適宜調整することが できるという利点がある。
そして、 本例では、 上述のように、 仕切壁 1 6の反応プロセスゾーン
6 0に面する壁面や、 真空容器 1 1 の内壁面の反応プロセスゾーン 6 0 に面する部分に熱分解窒化硼素が被覆することで、 反応プロセスゾーン 6 0のラジカルの密度を高く維持して、 より多くのラジカルを基板上の 薄膜と接触させてプラズマ処理の効率化を図っている。 すなわち、 仕切 壁 1 6や真空容器 1 1 の内壁面に化学的に安定な熱分解窒化硼素を被覆 することで、 プラズマ発生装置 6 1 によって反応プロセスゾーン 6 0に 発生したラジカル又は励起状態のラジカルが仕切壁 1 6や真空容器 1 1 の内壁面と反応して消滅することを抑制している。 また、 仕切壁 1 6で 反応プロセスゾーン 6 0に発生するラジカルが基板ホルダの方向へ向く ようにコントロールできる。
以下に、 上述のスパッタ装置 1 を用いたプラズマ処理の方法として、 基板上にスパッ夕で形成した不完全酸化ケィ素 （s i OX Cx )) の薄膜に対してプラズマ処理を行い、 その不完全酸化ゲイ素よりも酸化 が進んだ酸化ケィ素 （ S i Οχ2 (χ Ί<χ2≤ 2 )) の薄膜を形成する方 法について例示する。 なお、 不完全酸化ケィ素とは、 酸化ケィ素 S i 0 2の構成元素である酸素が欠乏した不完全な酸化ケィ素 S i〇x (x< 2 ) のことである。
まず、 基板及びターゲヅ 卜 29 a, 29 bをスパヅ夕装置 1に配置す る。基板は基板ホルダ 1 3に保持させる。夕一ゲヅ 卜 29 a, 29 bは、 それぞれマグネ卜口ンスパヅ夕電極 2 1 a , 2 1 bに保持させる。 ター ゲッ 卜 29 a , 29 bの材料としてゲイ素 （ S i ) を用いる。
次に、 真空容器 1 1 内を所定の圧力に減圧し、 モータ 1 7を作動させ て、 基板ホルダ 1 3を回転させる。 その後、 真空容器 1 1内の圧力が安 定した後に、 成膜プロセスゾーン 20内の圧力を、 0. 1 P a〜1 . 3 P aに調整する。
- 次に、 成膜プロセスゾーン 20内に、 スパッ夕用の不活性ガスである アルゴンガスと、 反応性ガスである酸素ガスを、 スパッタガスボンベ 2 7、反応性ガスボンベ 28からマスフローコントロ一ラ 25, 26で流量 を調整しながら導き、 成膜プロセスゾーン 20内のスパッタを行うため の雰囲気を調整する。
次に、 中周波交流電源 23から トランス 24を介して、 マグネトロン スパヅ夕電極 2 1 a, 2 1 bに周波数 1〜1 00 K H zの交流電圧を印 カロし、 ターゲッ ト 29 a , 29 bに、 交番電界が掛かるようにする。 こ れにより、 ある時点においては夕一ゲヅ 卜 29 aが力ソード （マイナス 極） となり、 その時夕一ゲヅ 卜 29 bは必ずァノ一ド （プラス極） とな る。 次の時点において交流の向きが変化すると、 今度は夕一ゲッ 卜 29 bがカソード （マイナス極） となり、 ターゲッ ト 29 aがアノー ド （プ ラス極） となる。 このように一対の夕一ゲヅ 卜 29 a, 29 bが、 交互 にアノードと力ソ一ドとなることにより、 プラズマが形成され、 カソー ド上のタ一ゲッ 卜に対してスパヅタを行う。
スパヅ夕を行っている最中には、 ァノ― ド上には非導電性あるいは導 電性の低い酸化ゲイ素 （S i Ox (x≤ 2 )) が付着する場合もあるが、 このァノ一ドが交番電界によりカソードに変換された時に、 これら酸化 ケィ素 （ S i Ox ( x≤ 2 )) がスパッ夕され、 夕一ゲッ ト表面は元の清 浄な状態となる。
そして、 一対のターゲッ 卜 29 a , 29 bが、 交互にァノ一ドとカソ —ドとなることを繰り返すことにより、 常に安定なアノード電位状態が 得られ、 プラズマ電位 （通常アノード電位とぼぼ等しい） の変化が防止 され、 基板の膜形成面に安定してケィ素或いは不完全酸化ケィ素 （ S i 0 X！ ( x！ < 2 )) からなる薄膜が形成される。
なお、 成膜プロセスゾーン 20で形成する薄膜の組成は、 成膜プロセ スゾーン 20に導入する酸素ガスの流量を調整することや、 基板ホルダ 1 3の回転速度を制御することで、 ゲイ素 （ S i ) にしたり、 酸化ゲイ 素 （ S i 02) にしたり、 或いは不完全酸化ケィ素 （ S i Ox， (X l< 2 )) にしたりできる。
成膜プロセスゾーン 20で、 基板の膜形成面にケィ素或いは不完全酸 化ケィ素 （ S i Ox 1 (x 1 < 2 )) からなる薄膜を形成させた後には、 基板ホルダ 1 3の回転駆動によって基板を、 成膜プロセスゾーン 20に 面する位置から反応プロセスゾーン 60に面する位置に搬送する。
反応プロセスゾーン 60には、 反応性ガスボンベ 78から反応性ガス として酸素ガスを導入するとともに、 不活性ガスボンべ 77から不活性 ガスとしてアルゴンガスを導入する。次に、アンテナ 6 5 a, 65 bに、 1 3. 56 M H zの高周波電圧を印加して、 プラズマ発生装置 6 1によ つて反応プロセスゾーン 6 0にプラズマを発生させる。 反応プロセスゾ ーン 6 0の圧力は、 0. 7 P a〜1 P aに維持する。
次に、基板ホルダ 1 3が回転して、ケィ素或いは不完全酸化ゲイ素（ S i 0 X Ί ( χ 1 < 2 )) からなる薄膜が形成された基板が反応プロセスゾ ーン 6 0に面する位置に搬送されてくると、 反応プロセスゾーン 6 0で は、 ゲイ素或いは不完全酸化ケィ素 （ S i 0 X （X < 2 )) からなる 薄膜をプラズマ処理によって酸化反応させる工程を行う。 すなわち、 プ ラズマ発生装置 6 1 によって反応プロセスゾーン 6 0に発生させた酸素 ガスのプラズマでケィ素或いは不完全酸化ケィ素 （ S i 0 X ( x , < 2 ))を酸化反応させて、所望の組成の不完全酸化ケィ素（ S i O x 2 ( x , < x 2 < 2 )) 或いは酸化ケィ素に変換させる。
以上の工程によって、 本例では、 所望の組成の酸化ケィ素 （ S i 〇 x (x≤ 2 ))薄膜を作成することができる。さらに、以上の工程を繰り返 すことで、薄膜を積層させて所望の膜厚の薄膜を作成することができる。 特に、 本例では、 反応プロセスゾーンに反応性ガスとしての酸素ガス だけではなく、 不活性ガスとしてアルゴンガスを導入することで、 ブラ ズマ中における反応性ガスのラジカルの密度を向上させることができる。 この効果を図 5 , 図 6で示す。
図 5は、 反応プロセスゾーン 6 0に発生したプラズマ中の酸素原子と 酸素イオンの割合を示す図であり、 反応プロセスゾーン 6 0に酸素ガス だけを導入した場合と、 酸素ガスとアルゴンガスを混合して導入した場 合とを比較した実験結果を示している。 図 5の横軸が高周波電源 6 9で 印加する電力を、縦軸が発光強度比を示している。なお、発光強度比は、 発光分光法 ( O p t i c a l E m i s s i o n S p e c t r o s c o p y ) でプラズマ中に存在する励起状態の酸素ラジカルと、 酸素ィ才 ンの発光強度を測定することで求めている。 図 5から、 反応プロセスゾ —ン 6 0に酸素ガスだけを 1 5 0 s c c mで導入した場合よりも、 酸素 ガスとアルゴンガスを混合して導入した場合 （酸素ガスを 1 1 0 s c c mで、 アルゴンガスを 4 0 s c c mで導入した場合） に、 励起状態の酸 素ラジカルの密度が高いことがわかる。 なお、 流量の単位としての s c c mは、 0 °C， 1 a t mにおける、 1分間あたりの流量を表すもので、 c m 3 /m i nに等しい。
図 6は、 反応プロセスゾーン 6 0に酸素ガスとアルゴンガスを混合し て導入した場合における、 プラズマ中に存在する励起状態の酸素ラジカ ルと、 酸素イオンの発光強度を発光分光法で測定した実験結果を示す。 図 6の横軸が高周波電源 6 9で印加する電力を、 縦軸が発光強度比を示 している。
さらに、 本例では、 上述のように仕切壁 1 6や、 真空容器に熱分解窒 化硼素が被覆されているため、 反応プロセスゾーン 6 0におけるプラズ マ中の酸素ラジカルの密度を高く維持することができる。 この効果を図 7で示す。
図 7は、 反応プロセスゾーン 6 0に発生したプラズマ中の酸素ラジカ ルの流量密度を示す図であり、 仕切壁 1 6や真空容器に熱分解窒化硼素 ( P B N ) を被覆した場合と、 被覆しない場合とを比較した実験結果の 一例を示している。 本実験例では、 仕切壁 1 6や真空容器に熱分解窒化 硼素を被覆した場合として、 仕切壁 1 6の反応プロセスゾーン 6 0側に 面する側や、 真空容器 1 1の内壁面で仕切壁 1 6によって囲繞される反 応プロセスゾーン 6 0に面する部分に熱分解窒化硼素を被覆している。 図 7の横軸が反応プロセスゾーン 6 0に導入する酸素ガスの流量を、 縦軸が反応プロセスゾーン 6 0に発生したプラズマ中の酸素ラジカルの 流量密度を示している。 なお、 図 7の縦軸に示す酸素ラジカルの流量密 度の値は、 絶対流量密度の値を示している。 絶対流量密度の値は、 銀薄 膜の酸化度合いから求める。 すなわち、 基板ホルダ 1 3に銀薄膜を形成 させた基板を保持させておいて、 反応プロセスゾーン 60でのプラズマ 処理前後の薄膜の重量変化から銀の酸化度合いを計測し、 この酸化度合 いから絶対流量密度の値を計算して求めている。 図 7から、 仕切壁 1 6 や真空容器に熱分解窒化硼素を被覆した場合に、 酸素ラジカルの流量密 度が高いことがわかる。
以上は、所望の組成の酸化ケィ素 （ S "i Ox (x≤ 2 )) 薄膜を作成す る場合を説明したが、 スパッタを行う成膜プロセスゾーンを一箇所だけ ではなく複数箇所設けてスパッタを行うことで、 異なる組成の薄膜を繰 り返し積層させた薄膜を形成することもできる。例えば、上述のように、 スパヅタ装置 1に成膜プロセスゾーン 40を設けて、夕一ゲッ 卜 49 a，
49 bとしてニオブ （N b) を用いる。 そして、 酸化ケィ素薄膜を作成 した場合と同様の方法で、 酸化ケィ素薄膜の上に所望の組成の酸化ニ才 ブ （N b Oy (y< 2. 5 )) 薄膜を作成する。 そして、 成膜プロセスゾー ン 20でのスパヅ夕， 反応プロセスゾーン 60でのプラズマ処理による 酸化， 成膜プロセスゾーン 40でのスパッ夕， 反応プロセスゾーン 60 でのプラズマ処理による酸化という工程を繰り返すことで、 所望の組成 の酸化ゲイ素（S i 0乂（乂≤ 2 ))薄膜と酸化ニ才ブ（ 1\1130ヅ ≤ 2.
5 )) 薄膜を繰り返し積層させた薄膜を形成することができる。
特に、 本例では、 プラズマ発生装置 6 1 を備えたスパッ夕装置 1 を用 いることで、 緻密で膜質のよい高機能の薄膜を作成することができる。 この効果を図 8， 図 9で示す。
図 8， 図 9は、 酸化ケィ素 （ S i 02) と酸化ニオブ （N b2〇5) の 多層薄膜を形成した場合の薄膜の透過率を示す図である。 図 8が、 スパ ヅ夕装置 1のプラズマ発生装置 6 1 に代えて図 1 0に示す従来のプラズ マ発生装置 1 6 1 を用いて酸化ニオブと酸化ケィ素の多層薄膜を形成し た場合の実験結果であり、 図 9が本例のプラズマ発生装置 6 1 を用いて 酸化ニオブと酸化ケィ素の多層薄膜を形成した場合の実験結果である。 図 8, 図 9の横軸が測定波長、 縦軸が透過率を示している。
従来型のプラズマ発生装置 1 6 1 を用いた場合では、 高周波電源 1 6 9で 5. 5 kWの電圧を印加し、 S i 02を 0. 3 n m/s、 N b 205 を 0. 2 n m/sのレ一卜で成膜した。 そして、 5 〇2層と
Figure imgf000024_0001
〇5 層を順番に 1 7回繰り返して積層し、 総物理膜厚 940 n mの薄膜を作 成した。 その結果、 測定波長を 650 n mとしたときに減衰係数 kが 1 00 x 1 0— 5である薄膜が作成された （図 8 )。
一方、 本例のプラズマ発生装置 6 1 を備えたスパッタ装置 1を用いた 場合では、高周波電源 69で 4. 0 kWの電圧を印加し、 S i 02を 0. 5 n m/s s N b2〇5を 0. 4 n m/sのレ一 卜で成膜した。 そして、 S i 02層と N b 205層を順番に 38回繰り返して積層し、 総物理膜厚 3242 n mの薄膜を作成した。 その結果、 測定波長を 650 n mとし たときに減衰係数 kが 5 X 1 0一5である薄膜が作成された （図 9 )。 このよう（こ、 本例のプラズマ発生装置 6 1 を備えたスパッタ装置 1 を 用いて酸化ケィ素と酸化ニオブの多層薄膜を形成した結果をみても判る ように、 本例のスパヅ夕装置 1 を用いてプラズマ処理を行うことで薄膜 を作成すれば、 減衰係数 （吸収係数） の小さい良好な薄膜を作成するこ とができる。
なお、 減衰係数 kは、 光学常数 （複素屈折率） を N、 屈折率を n、 と した場合に、 N二 n+ i kの関係で表される値である。
以上に説明した実施の形態は、例えば、次の （a) ~ ( j )のように、 改変することもできる。 また、 （a)〜（： j ) を適宜組合せて改変するこ ともできる。
(a) 上記の実施の形態では、 プラズマ発生手段として、 図 1乃至 図 3に示すような、 板状の誘電体壁 63に対してアンテナ 65 a， 65 bを固定した誘導結合型（平板型）のプラズマ発生手段を用いているが、 本発明は、 他のタイプのプラズマ発生手段を備えた薄膜形成装置にも適 用される。 すなわち、 誘導結合型 （平板型） 以外のタイプのプラズマ発 生手段を備えた薄膜形成装置を用いた場合でも、 熱分解窒化硼素を真空 容器の内壁面や、 プラズマ収束壁に被覆することで、 上記の実施形態と 同様に、 プラズマ発生手段で発生させたプラズマ中のラジカル又は励起 状態のラジカルが、 真空容器の内壁面やプラズマ収束壁の壁面と反応し て消滅することを抑制することができる。 誘導結合型 （平板型） 以外の タイプのプラズマ発生手段としては、例えば、平行平板型（二極放電型） や、 E C R ( E l e c t r o n C y c l o t r o n R e s o n a n c e )型や、 マグネ卜口ン型や、 へリコン波型や、 誘導結合型 （円筒型） 等の種々のものが考えられる。
( b) 上記の実施の形態では、 薄膜形成装置の一例として、 スパッ 夕装置について説明したが、 本発明は、 他のタイプの薄膜形成装置にも 適用できる。 薄膜形成装置としては、 例えば、 プラズマを用いたエッチ ングを行うエッチング装置、 プラズマを用いた CV Dを行う C V D装置 等でもよい。 また、 プラスチックの表面処理をプラズマを用いて行う表 面処理装置にも適用できる。
( c) 上記の実施の形態では、 所謂カル一セル型のスパヅ夕装置を 用いているが、 これに限定されるものではない。 本発明は、 基板がブラ ズマを発生させる領域に面して搬送される他のスパッ夕装置にも適用で さる。
( d ) 上記の実施の形態では、 仕切壁 1 6の反応プロセスゾーン 6 0に面する壁面や、 真空容器 1 1の内壁面の反応プロセスゾーン 60に 面に熱分解窒化硼素からなる保護層 Pを形成したが、 他の部分にも熱分 解窒化硼素からなる保護層 Pを形成してもよい。 例えば、 仕切壁 1 6の 反応プロセスゾーン 6 0に面する壁面だけではなく、 仕切壁 1 6の他の 部分にも熱分解窒化硼素を被覆してもよい。 これにより、 ラジカルが仕 切壁 1 6と反応して、 ラジカルが減少するのを最大限回避することがで きる。 また、 例えば、 真空容器 1 1 の内壁面の反応プロセスゾーン 6 0 に面する部分だけではなく、 真空容器 1 1 の内壁面における他の部分、 例えば内壁面の全体に熱分解窒化硼素を被覆してもよい。 これにより、 ラジカルが真空容器 1 1の内壁面と反応して、 ラジカルが減少するのを 最大限回避することができる。 仕切壁 1 2に熱分解窒化硼素を被覆して もよい。
( e ) 上記の実施の形態では、 熱分解窒化硼素を仕切壁 1 6の反応 プロセスゾーン 6 0に面する壁面や、 真空容器 1 1の内壁面に被覆した 場合を説明したが、 酸化アルミニウム （A 1 2 0 3 ) や、 酸化ケィ素 （ S i 0 2 ) や、 窒化ホウ素 （ B N ) を被覆することでも、 プラズマ発生手 段で発生させたプラズマ中のラジカル又は励起状態のラジカルが、 真空 容器の内壁面やプラズマ収束壁の壁面と反応して消滅することを抑制す ることができる。
( f ) 上記の実施の形態では、 固定板 6 8 a , 6 8 bと誘電体壁 6 3とでアンテナ 6 5 a , 6 5 bを挟み、 ボル卜 6 8 c， 6 8 dで固定板 6 8 a , 6 8 bを蓋体 1 1 bに固定することで、 アンテナ 6 5 a , 6 5 bを固定したが、 要は、 間隔 Dを調整してアンテナ 6 5 a , 6 5 bを固 定できれば他の方法でもよい。 例えば、 固定板 6 8 aに対してアンテナ 6 5 aを、 固定板 6 8 bに対してアンテナ 6 5 bを予め固定しておき、 蓋体 1 1 bにボル卜 6 8 c， 6 8 dを上下にスライ ドさせる長穴を設け ておく。 そして、 固定板 6 8 a， 6 8 bを上下方向にスライ ドさせて間 隔 Dを選び、所望の間隔 Dでボル卜 6 8 c , 6 8 dを締め付けることで、 蓋体 1 1 bに対する固定板 68 a, 68 bの上下方向の固定位置を決め てもよい。
(g ) 上記の実施の形態では、 アンテナ 65 aの本体部 65 a，を銅 で、被覆層 65 a 2を銀で形成したが、本体部 65 a，を安価で加工が容 易な、 しかも電気抵抗も低い材料で形成し、 電流が集中する被服層 6 5 a 2を本体部 65 a よりも電気抵抗の低い材料で形成すればよいため、 他の材料の組合せでもよい。例えば、本体部 6 5 a，をアルミニウム又は アルミニウム—銅合金で形成したり、被服層 6 5 a2を銅，金で形成した りしてもよい。 アンテナ 6 5 bの本体部 65 bい 被覆層 6 5 b2も同様 に改変できる。 また、 アンテナ 65 aと、 アンテナ 65 bを、 異なる材 料で形成してもよい。
( h ) 上記の実施の形態では、 反応プロセスゾーン 60に反応性ガ スとして酸素を導入しているが、 その他に、 オゾン， 一酸化二窒素 （N 20) 等の酸化性ガス、 窒素等の窒化性ガス、 メタン等の炭化性ガス、 弗素， 四弗化炭素 （C F4) 等の弗化性ガスなどを導入することで、 本 発明を酸化処理以外のプラズマ処理にも適用することができる。
( i ) 上記の実施の形態では、 ターゲッ ト 29 a, 29 bの材料と してゲイ素を、 ターゲッ ト 49 a, 49 bの材料としてニオブを用いて いるが、 これに限定されるものでなく、 これらの酸化物を用いることも できる。 また、 アルミニウム （A 1 ), チタン （T i )， ジルコニウム （ Z r ), スズ （ S n ), クロム （C r ), タンタル （T a)， テルル （T e )， 鉄 （ F e ), マグネシウム （M g )， ハフニウム （ H f ), ニッケル . クロ 厶 （N i —C r )， インジウム .スズ （ I n— S n) などの金属を用いる ことができる。 また、 これらの金属の化合物， 例えば、 A 1 2〇3, T i 02, Z r 02, T a 205 , H f 〇 2等を用いることもできる。 勿論、 夕 一ゲッ ト 29 a, 29 b, 49 a, 49 bの材料を全て同じにしてもよ い o
これらの夕一ゲヅ トを用いた場合、 反応プロセスゾーン 60における プラズマ処理により、 A 1203, T i 02, Z r〇2， T a205， S i 02, N b 205， H f 02, Mg F2等の光学膜ないし絶縁膜、 I TO等 の導電膜、 F e2〇3などの磁性膜、 T "i N， C「 N, T i Cなどの超硬 膜を作成できる。 T i 02， Z r 02 , S i 02 , N b205, Ta205の ような絶縁性の金属化合物は、 金属 （T i , Z r , S i ) に比べスパッ 夕速度が極端に遅く生産性が悪いので、 特に本発明の薄膜形成装置を用 いてプラズマ処理すると有効である。
( j ) 上記の実施の形態では、 ターゲッ ト 29 aとターゲッ ト 29 b、 ターゲッ ト 49 aとターゲッ ト 49 bは同一の材料で構成されてい るが、 異種の材料で構成してもよい。 同一の金属ターゲッ 卜を用いた場 合は、 上述のように、 スパッタを行うことによって単一金属の不完全反 応物が基板に形成され、 異種の金属ターゲッ 卜を用いた場合は合金の不 完全反応物が基板に形成される。
以上に説明した実施の形態から把握できる、 請求の範囲に記載した以 外の発明として、 例えば、 次のに示す薄膜形成方法が考えられる。 すなわち、 真空容器内のプラズマが発生する領域に面して前記真空容 器の内壁面から立設するプラズマ収束壁に熱分解窒化硼素を被覆した薄 膜形成装置を用いて薄膜に対してプラズマ処理を行う薄膜形成方法であ つて、 前記プラズマを発生させる領域に反応性ガスと不活性ガスを混合 して導入する工程と、 前記反応性ガスのプラズマを発生させる工程と、 を備えることを特徴とする薄膜形成方法が考えられる。
この薄膜形成方法では、 プラズマが発生する領域に面して前記真空容 器の内壁面から立設するプラズマ収束壁に熱分解窒化硼素を被覆した真 空容器を用いることで、 発生させたプラズマ中のラジカル又は励起状態 のラジカルが、 プラズマ収束壁の壁面と反応して消滅することを抑制し て、 高効率のプラズマ処理を行うことが可能となる。 また、 プラズマが 発生する領域に反応性ガスと不活性ガスを混合して導入することで、 プ ラズマ中における反応性ガスのラジカルの密度を向上させることができ、 高効率のプラズマ処理を行うことができる。 また、 プラズマ収束壁を備 えた真空容器を用いることで、 プラズマの分布をコントロールすること が可能となる。 産業上の利用性
以上のように本発明の薄膜形成装置及び薄膜形成方法においては、 効 率よく広範囲でプラズマ処理を行うことができる。

Claims

請求の範囲
内部を真空に維持する真空容器と、 該真空容器内に反応性ガスを 導入するガス導入手段と、 前記真空容器内に前記反応性ガスのブラ ズマを発生させるプラズマ発生手段と、 を備える薄膜形成装置であ つて、
熱分解窒化硼素が前記真空容器内の壁面に被覆されていることを 特徴とする薄膜形成装置。
熱分解窒化硼素が被覆される前記真空容器内の壁面が、 前記真空 容器の内壁面であることを特徴とする請求項 1 に記載の薄膜形成装 置。
熱分解窒化硼素が被覆される前記真空容器内の壁面が、 前記ブラ ズマ発生手段によってプラズマが発生する領域に面した前記真空容 器の内壁面であることを特徴とする請求項 1に記載の薄膜形成装置。 前記プラズマ発生手段によってプラズマが発生する領域に面して 前記真空容器の内壁面から立設するプラズマ収束壁を備え、
熱分解窒化硼素が被覆される前記真空容器内の壁面は、 前記ブラ ズマ収束壁の壁面であることを特徴とする請求項 1 に記載の薄膜形 成 I!L。
内部を真空に維持する真空容器と、 該真空容器内に反応性ガスを 導入するガス導入手段と、 前記真空容器内に前記反応性ガスのブラ ズマを発生させるプラズマ発生手段と、 を備える薄膜形成装置であ つて、
前記プラズマ発生手段が、 前記真空容器の外壁に設けた誘電体壁 と、 渦状の第 1のアンテナ及び第 2のアンテナと、 前記第 1のアン テナ及び前記第 2のアンテナを高周波電源と接続するための導線と、 を有して構成され、 前記真空容器の外側で前記誘電体壁に対応する位置に前記第 1の アンテナ及び前記第 2のアンテナを固定するコイル固定手段を備え、 前記第 1のアンテナと前記第 2のァンテナが前記高周波電源に対 して並列に接続され、
前記導線に接続される部分で前記第 1のアンテナと前記第 2のァ ンテナとを繋ぐ箇所に前記第 1のアンテナと前記第 2のアンテナと の間隔を調整するための位置調整手段を設けたことを特徴とする薄 膜形成装置。
6 . 前記真空容器に基板を搬送するための基板搬送手段を備え、
該基板搬送手段が、 基板を前記第 1のァンテナ及び前記第 2のァ ンテナの渦を成す面と対向するように搬送し、
前記基板搬送手段によって基板が搬送される向きと交差する方向 に隣り合った状態で前記第 1のアンテナ及び前記第 2のァンテナが 固定されたことを特徴とする請求項 5に記載の薄膜形成装置。
7 . 前記第 1の高周波コイル及び前記第 2の高周波コイルが、 第 1の 材料で形成した円管状の本体部と、 該本体部の表面を前記第 1の材 料よりも電気抵抗が低い第 2の材料で被覆した被覆層と、 で構成さ れたことを特徴とする請求項 5に記載の薄膜形成装置。
8 . 真空容器内のプラズマを発生させる領域に面する壁面に熱分解窒 化硼素を被覆した薄膜形成装置を用いて薄膜に対してプラズマ処理 を行う薄膜形成方法であつて、
前記プラズマを発生させる領域に反応性ガスと不活性ガスを混合 して導入する工程と、
前記反応性ガスのプラズマを発生させる工程と、 を備えることを 特徴とする薄膜形成方法。
PCT/JP2003/006951 2003-06-02 2003-06-02 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 WO2004108979A1 (ja)

Priority Applications (14)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB038265753A CN100513632C (zh) 2003-06-02 2003-06-02 薄膜形成装置
EP03733231A EP1637624B1 (en) 2003-06-02 2003-06-02 Thin film forming apparatus
JP2005500523A JP3839038B2 (ja) 2003-06-02 2003-06-02 薄膜形成装置
US10/559,326 US20060124455A1 (en) 2003-06-02 2003-06-02 Thin film forming device and thin film forming method
PCT/JP2003/006951 WO2004108979A1 (ja) 2003-06-02 2003-06-02 薄膜形成装置及び薄膜形成方法
TW093115057A TWI318242B (en) 2003-06-02 2004-05-27 Thin film deposition apparatus and thin film deposition method
KR1020057023033A KR100926867B1 (ko) 2003-06-02 2004-05-31 박막형성장치 및 박막형성방법
CN2004800144036A CN1795287B (zh) 2003-06-02 2004-05-31 薄膜形成装置和薄膜形成方法
US10/558,777 US20060266291A1 (en) 2003-06-02 2004-05-31 Thin film forming device and thin film forming method
JP2005506749A JP3874787B2 (ja) 2003-06-02 2004-05-31 薄膜形成装置及び薄膜形成方法
EP04745448.3A EP1640474B1 (en) 2003-06-02 2004-05-31 Thin film forming device
PCT/JP2004/007483 WO2004108980A1 (ja) 2003-06-02 2004-05-31 薄膜形成装置及び薄膜形成方法
HK06108238.9A HK1088046A1 (en) 2003-06-02 2006-07-25 Thin film forming device
HK06108542.0A HK1088365A1 (en) 2003-06-02 2006-08-01 Thin film forming device and thin film forming method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2003/006951 WO2004108979A1 (ja) 2003-06-02 2003-06-02 薄膜形成装置及び薄膜形成方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004108979A1 true WO2004108979A1 (ja) 2004-12-16

Family

ID=33495899

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2003/006951 WO2004108979A1 (ja) 2003-06-02 2003-06-02 薄膜形成装置及び薄膜形成方法
PCT/JP2004/007483 WO2004108980A1 (ja) 2003-06-02 2004-05-31 薄膜形成装置及び薄膜形成方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2004/007483 WO2004108980A1 (ja) 2003-06-02 2004-05-31 薄膜形成装置及び薄膜形成方法

Country Status (8)

Country Link
US (2) US20060124455A1 (ja)
EP (2) EP1637624B1 (ja)
JP (2) JP3839038B2 (ja)
KR (1) KR100926867B1 (ja)
CN (2) CN100513632C (ja)
HK (2) HK1088046A1 (ja)
TW (1) TWI318242B (ja)
WO (2) WO2004108979A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007206009A (ja) * 2006-02-06 2007-08-16 Kajima Corp 固化体の強度測定方法及び装置
CN100359040C (zh) * 2006-01-06 2008-01-02 浙江大学 贴片电感骨架的筒体型镀膜装置
CN100359041C (zh) * 2006-01-20 2008-01-02 浙江大学 电子陶瓷连续式溅射镀膜设备
WO2012035970A1 (ja) 2010-09-13 2012-03-22 株式会社シンクロン 磁場発生装置、マグネトロンカソード及びスパッタ装置
JP2013182966A (ja) * 2012-03-01 2013-09-12 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100513632C (zh) * 2003-06-02 2009-07-15 株式会社新柯隆 薄膜形成装置
US20090056877A1 (en) * 2007-08-31 2009-03-05 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
WO2009081761A1 (ja) * 2007-12-20 2009-07-02 Ulvac, Inc. プラズマソース機構及び成膜装置
JP5374980B2 (ja) * 2008-09-10 2013-12-25 ソニー株式会社 固体撮像装置
TWI498053B (zh) 2008-12-23 2015-08-21 Ind Tech Res Inst 電漿激發模組
JP5099101B2 (ja) * 2009-01-23 2012-12-12 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5592035B1 (ja) * 2012-10-23 2014-09-17 株式会社シンクロン 薄膜形成装置，スパッタリングカソード及び薄膜形成方法
JP6163064B2 (ja) * 2013-09-18 2017-07-12 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及び成膜方法
KR102279673B1 (ko) * 2014-01-15 2021-07-21 갈리움 엔터프라이지즈 피티와이 엘티디 필름 내의 불순물의 감소를 위한 장치 및 방법
WO2017077106A1 (de) 2015-11-05 2017-05-11 Bühler Alzenau Gmbh Vorrichtung und verfahren zur vakuumbeschichtung
KR200481146Y1 (ko) 2016-02-01 2016-08-19 홍기철 대걸레 세척기
TW201827633A (zh) * 2016-09-27 2018-08-01 美商康寧公司 用於減少電弧之濺射的裝置及方法
CN110318028A (zh) * 2018-03-28 2019-10-11 株式会社新柯隆 等离子体源机构及薄膜形成装置
CN114041204A (zh) * 2019-04-30 2022-02-11 朗姆研究公司 双频直驱电感耦合等离子体源
WO2021153697A1 (ja) * 2020-01-28 2021-08-05 京セラ株式会社 平面コイルおよびこれを備える半導体製造装置
CN113337809A (zh) * 2020-02-14 2021-09-03 株式会社新柯隆 薄膜形成装置
JP7112768B2 (ja) * 2020-12-23 2022-08-04 株式会社クリエイティブコーティングス 金属膜のａｌｄ装置
WO2023172227A2 (en) * 2022-03-09 2023-09-14 Atilim Universitesi A boron nitride coating method with inductively coupled plasma

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05185247A (ja) * 1992-01-13 1993-07-27 Furukawa Electric Co Ltd:The 抵抗溶接電極用材料
JPH0831358A (ja) * 1994-07-12 1996-02-02 Nissin Electric Co Ltd Ｅｃｒイオンラジカル源
JPH09245997A (ja) * 1996-03-05 1997-09-19 Nissin Electric Co Ltd カバーで覆われた内壁とアンテナを持つプラズマ室
JPH11209875A (ja) * 1998-01-23 1999-08-03 Shin Etsu Chem Co Ltd カーボン製反応炉および熱分解窒化ホウ素成形体の製造方法
JP2000208298A (ja) * 1999-01-14 2000-07-28 Kokusai Electric Co Ltd 誘導結合型プラズマ生成装置
US6254738B1 (en) * 1998-03-31 2001-07-03 Applied Materials, Inc. Use of variable impedance having rotating core to control coil sputter distribution
JP2001234338A (ja) * 2000-02-25 2001-08-31 Shincron:Kk 金属化合物薄膜の形成方法およびその形成装置
JP2002316293A (ja) * 2001-04-20 2002-10-29 Hitachi Ltd 金属接合用電極及びその製造方法、並びに金属接合用電極を備えた溶接設備及びそれにより溶接された製品

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4851095A (en) * 1988-02-08 1989-07-25 Optical Coating Laboratory, Inc. Magnetron sputtering apparatus and process
US5421891A (en) * 1989-06-13 1995-06-06 Plasma & Materials Technologies, Inc. High density plasma deposition and etching apparatus
GB9321489D0 (en) * 1993-10-19 1993-12-08 Central Research Lab Ltd Plasma processing
TW293983B (ja) * 1993-12-17 1996-12-21 Tokyo Electron Co Ltd
JP2770753B2 (ja) * 1994-09-16 1998-07-02 日本電気株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP3122601B2 (ja) * 1995-06-15 2001-01-09 東京エレクトロン株式会社 プラズマ成膜方法及びその装置
JPH0982495A (ja) * 1995-09-18 1997-03-28 Toshiba Corp プラズマ生成装置およびプラズマ生成方法
JPH1027762A (ja) * 1996-03-18 1998-01-27 Hyundai Electron Ind Co Ltd 誘導結合形プラズマｃｖｄ方法及びこれを用いて生成された非晶質シリコン薄膜，及び、窒化シリコン膜，非晶質薄膜トランジスタ
JP2845199B2 (ja) * 1996-06-14 1999-01-13 日本電気株式会社 ドライエッチング装置およびドライエッチング方法
JP2929275B2 (ja) * 1996-10-16 1999-08-03 株式会社アドテック 透磁コアを有する誘導結合型−平面状プラズマの発生装置
JP3077623B2 (ja) * 1997-04-02 2000-08-14 日本電気株式会社 プラズマ化学気相成長装置
JP3730754B2 (ja) 1997-07-04 2006-01-05 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JPH11219937A (ja) * 1998-01-30 1999-08-10 Toshiba Corp プロセス装置
US6164241A (en) * 1998-06-30 2000-12-26 Lam Research Corporation Multiple coil antenna for inductively-coupled plasma generation systems
JP2000017457A (ja) * 1998-07-03 2000-01-18 Shincron:Kk 薄膜形成装置および薄膜形成方法
JP2000124137A (ja) * 1998-10-13 2000-04-28 Hitachi Ltd プラズマ処理装置
US6229264B1 (en) * 1999-03-31 2001-05-08 Lam Research Corporation Plasma processor with coil having variable rf coupling
EP1879213B1 (en) * 1999-05-26 2012-03-14 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
US6528752B1 (en) * 1999-06-18 2003-03-04 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and plasma processing method
KR100338057B1 (ko) * 1999-08-26 2002-05-24 황 철 주 유도 결합형 플라즈마 발생용 안테나 장치
US6664881B1 (en) * 1999-11-30 2003-12-16 Ameritherm, Inc. Efficient, low leakage inductance, multi-tap, RF transformer and method of making same
KR20010062209A (ko) * 1999-12-10 2001-07-07 히가시 데쓰로 고내식성 막이 내부에 형성된 챔버를 구비하는 처리 장치
JP4790896B2 (ja) * 2000-05-26 2011-10-12 エーユー オプトロニクス コーポレイション トップゲート型ｔｆｔを含むアクティブマトリックスデバイスの製造方法および製造装置
JP4093704B2 (ja) * 2000-06-14 2008-06-04 松下電器産業株式会社 プラズマ処理装置
JP3650025B2 (ja) * 2000-12-04 2005-05-18 シャープ株式会社 プラズマプロセス装置
US6783629B2 (en) * 2002-03-11 2004-08-31 Yuri Glukhoy Plasma treatment apparatus with improved uniformity of treatment and method for improving uniformity of plasma treatment
US7097782B2 (en) * 2002-11-12 2006-08-29 Micron Technology, Inc. Method of exposing a substrate to a surface microwave plasma, etching method, deposition method, surface microwave plasma generating apparatus, semiconductor substrate etching apparatus, semiconductor substrate deposition apparatus, and microwave plasma generating antenna assembly
CN100513632C (zh) * 2003-06-02 2009-07-15 株式会社新柯隆 薄膜形成装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05185247A (ja) * 1992-01-13 1993-07-27 Furukawa Electric Co Ltd:The 抵抗溶接電極用材料
JPH0831358A (ja) * 1994-07-12 1996-02-02 Nissin Electric Co Ltd Ｅｃｒイオンラジカル源
JPH09245997A (ja) * 1996-03-05 1997-09-19 Nissin Electric Co Ltd カバーで覆われた内壁とアンテナを持つプラズマ室
JPH11209875A (ja) * 1998-01-23 1999-08-03 Shin Etsu Chem Co Ltd カーボン製反応炉および熱分解窒化ホウ素成形体の製造方法
US6254738B1 (en) * 1998-03-31 2001-07-03 Applied Materials, Inc. Use of variable impedance having rotating core to control coil sputter distribution
JP2000208298A (ja) * 1999-01-14 2000-07-28 Kokusai Electric Co Ltd 誘導結合型プラズマ生成装置
JP2001234338A (ja) * 2000-02-25 2001-08-31 Shincron:Kk 金属化合物薄膜の形成方法およびその形成装置
JP2002316293A (ja) * 2001-04-20 2002-10-29 Hitachi Ltd 金属接合用電極及びその製造方法、並びに金属接合用電極を備えた溶接設備及びそれにより溶接された製品

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1637624A4 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100359040C (zh) * 2006-01-06 2008-01-02 浙江大学 贴片电感骨架的筒体型镀膜装置
CN100359041C (zh) * 2006-01-20 2008-01-02 浙江大学 电子陶瓷连续式溅射镀膜设备
JP2007206009A (ja) * 2006-02-06 2007-08-16 Kajima Corp 固化体の強度測定方法及び装置
JP4725848B2 (ja) * 2006-02-06 2011-07-13 鹿島建設株式会社 固化体の強度測定方法及び装置
WO2012035970A1 (ja) 2010-09-13 2012-03-22 株式会社シンクロン 磁場発生装置、マグネトロンカソード及びスパッタ装置
US10000844B2 (en) 2010-09-13 2018-06-19 Shincron Co., Ltd. Magnetic field generator, magnetron cathode and spattering apparatus
JP2013182966A (ja) * 2012-03-01 2013-09-12 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW200510565A (en) 2005-03-16
TWI318242B (en) 2009-12-11
HK1088046A1 (en) 2006-10-27
WO2004108980A1 (ja) 2004-12-16
EP1637624B1 (en) 2012-05-30
JPWO2004108979A1 (ja) 2006-07-20
CN1795287B (zh) 2012-07-04
EP1637624A1 (en) 2006-03-22
HK1088365A1 (en) 2006-11-03
KR100926867B1 (ko) 2009-11-16
CN100513632C (zh) 2009-07-15
JP3839038B2 (ja) 2006-11-01
EP1640474A1 (en) 2006-03-29
JPWO2004108980A1 (ja) 2006-07-20
EP1640474B1 (en) 2013-08-28
CN1788104A (zh) 2006-06-14
US20060124455A1 (en) 2006-06-15
JP3874787B2 (ja) 2007-01-31
KR20060023982A (ko) 2006-03-15
EP1637624A4 (en) 2007-12-26
CN1795287A (zh) 2006-06-28
EP1640474A4 (en) 2011-06-22
US20060266291A1 (en) 2006-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2004108979A1 (ja) 薄膜形成装置及び薄膜形成方法
JP3774353B2 (ja) 金属化合物薄膜の形成方法およびその形成装置
JP5592035B1 (ja) 薄膜形成装置，スパッタリングカソード及び薄膜形成方法
WO2006013968A1 (ja) 薄膜形成装置
JP4540369B2 (ja) 薄膜形成装置
JP3779317B2 (ja) 薄膜の形成方法
JP2007092095A (ja) 薄膜形成方法及び薄膜形成装置
JP3735462B2 (ja) 金属酸化物光学薄膜の形成方法および成膜装置
JP5156041B2 (ja) 薄膜形成方法
TW202205529A (zh) 摻雜的ald氮化鉭中的雜質移除
KR20060031611A (ko) 박막형성장치 및 박막형성 방법
JP2001011605A (ja) 複合金属の化合物薄膜形成方法及びその薄膜形成装置
TWI298355B (en) Thin film deposition method and thin film deposition apparatus
JP2005187836A (ja) スパッタ用ターゲット，薄膜形成装置及び薄膜形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CN JP KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005500523

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003733231

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020057023036

Country of ref document: KR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2006124455

Country of ref document: US

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10559326

Country of ref document: US

Ref document number: 20038265753

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2003733231

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020057023036

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10559326

Country of ref document: US