JP2000260721A - Cvd system, cvd method and method of cleaning the cvd system - Google Patents
Cvd system, cvd method and method of cleaning the cvd systemInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、化学的気相成長装
置、化学的気相成長方法および化学的気相成長装置のク
リーニング方法に関し、詳しくは原料ガスを活性化させ
る触媒体を備えた化学的気相成長装置、触媒により原料
ガスを活性化させて堆積を行う化学的気相成長方法、お
よび化学的気相成長装置の反応室内をドライクリーニン
グする方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus, a chemical vapor deposition method, and a cleaning method for a chemical vapor deposition apparatus, and more particularly, to a chemical vapor deposition apparatus provided with a catalyst for activating a source gas. The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus, a chemical vapor deposition method in which a source gas is activated by a catalyst to perform deposition, and a method of dry-cleaning a reaction chamber of the chemical vapor deposition apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の化学的気相成長法では、低圧下で
反応ガスに高周波電力を印加し、反応ガスをプラズマ化
して反応温度の低温化を図るプラズマＣＶＤ法が知られ
ている。そのプラズマＣＶＤ法を実現するプラズマＣＶ
Ｄ装置としては、例えば、低圧下で反応の高周波グロー
放電分解によって薄膜を形成する高周波プラズマＣＶＤ
装置、対向電極間に高周波電圧を印加し、低圧下で、反
応ガスのプラズマを発生させ、プラズマ分解により薄膜
を形成する容量結合型プラズマＣＶＤ装置等が知られて
いる。2. Description of the Related Art In a conventional chemical vapor deposition method, there is known a plasma CVD method in which high-frequency power is applied to a reaction gas under a low pressure to convert the reaction gas into plasma to lower the reaction temperature. Plasma CV that realizes the plasma CVD method
As the D apparatus, for example, high-frequency plasma CVD for forming a thin film by high-frequency glow discharge decomposition of a reaction under low pressure
2. Description of the Related Art There is known a capacitively coupled plasma CVD apparatus which applies a high-frequency voltage between an apparatus and a counter electrode, generates plasma of a reaction gas under a low pressure, and forms a thin film by plasma decomposition.
【０００３】また、シリコンエピタキシー層を形成する
方法としては、７００℃〜１２００℃かつ１３．３ｋＰ
ａ〜１０１．３ｋＰａ程度の高温水素雰囲気で、モノシ
ラン、ジシラン、トリシラン等のシラン系ガスもしくは
四塩化シリコンガスを分解してシリコンを成長させる方
法が知られている。この反応では、エピタキシーに必要
なエネルギーは全て熱エネルギーの形で基板から供給さ
れる。そのため、基板温度は、７００℃以上に保つ必要
がある。As a method of forming a silicon epitaxy layer, a method of forming a silicon epitaxy layer at 700 ° C. to 1200 ° C. and 13.3 kP
A method of growing silicon by decomposing a silane-based gas such as monosilane, disilane, or trisilane or a silicon tetrachloride gas in a high-temperature hydrogen atmosphere of about a to 101.3 kPa is known. In this reaction, all the energy required for epitaxy is supplied from the substrate in the form of thermal energy. Therefore, the substrate temperature needs to be maintained at 700 ° C. or higher.
【０００４】また、８００℃〜２０００℃未満の範囲で
かつ融点未満の温度に加熱した触媒体により原料ガスを
触媒反応もしくは熱分解反応させて成膜の原料種を生成
し、それを堆積して成膜を行う触媒ＣＶＤ法による薄膜
の製造方法、および耐熱性堆積室内に抵抗発熱体からな
る触媒体を設け、その触媒体（抵抗発熱体）を発熱させ
る可変抵抗を含む電気回路からなる発熱手段を設けた触
媒ＣＶＤ法による薄膜の製造装置が、特開昭６３−４０
３１４号公報に開示されている。Further, a raw material gas is subjected to a catalytic reaction or a thermal decomposition reaction by a catalyst heated to a temperature in a range of 800 ° C. to less than 2000 ° C. and lower than a melting point to generate a raw material seed for film formation, and to deposit it. A method for producing a thin film by a catalytic CVD method for forming a film, and a heating means comprising an electric circuit including a variable resistor for providing a catalyst body comprising a resistance heating element in a heat resistant deposition chamber and causing the catalyst body (resistance heating element) to generate heat. An apparatus for producing a thin film by a catalytic CVD method provided with
No. 314.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記プ
ラズマＣＶＤ法およびプラズマＣＶＤ装置では、プラズ
マ中に多くの電子と電荷を持った原子の集団および電位
傾配が存在するため、絶縁膜中の界面（例えば絶縁膜と
シリコン）に電荷が蓄積される現象が生じ、半導体素子
の動作不良を招くことがある。また反応ガスのプラズマ
化が不十分で反応分子が原子まで分解せず、活性化した
原子の集団で存在し、さらに基板温度も一般に低い（２
００℃〜４００℃）ため、形成される薄膜中に未反応の
原子が不安定な状態で残留し、この原子が半導体素子の
動作不良の原因となることがある。However, in the above-described plasma CVD method and plasma CVD apparatus, a group of atoms having many electrons and charges and a potential gradient exist in the plasma. For example, a phenomenon in which electric charges are accumulated in an insulating film and silicon) occurs, which may cause a malfunction of a semiconductor element. In addition, the reaction gas is not sufficiently turned into plasma, so that the reaction molecules do not decompose into atoms, exist as a group of activated atoms, and the substrate temperature is generally low (2
(00 ° C. to 400 ° C.), unreacted atoms remain in an unstable state in the formed thin film, and these atoms may cause malfunction of the semiconductor element.
【０００６】また、従来のシリコンエピタキシーでは、
エピタキシーに必要なエネルギーを熱エネルギーの形で
基板から供給する必要があるため、基板を７００℃以上
に加熱する必要があった。よって、７００℃よりも低い
温度でシリコンエピタキシー層を成長させることは困難
であった。In the conventional silicon epitaxy,
Since it is necessary to supply energy required for epitaxy from the substrate in the form of thermal energy, the substrate needs to be heated to 700 ° C. or higher. Therefore, it has been difficult to grow the silicon epitaxy layer at a temperature lower than 700 ° C.
【０００７】また上記触媒ＣＶＤ法およびその装置で
は、触媒体を発熱させるために数十ｋＷ程度の大電力が
必要になるため、エネルギー消費が大きくなっていた。Further, in the above-mentioned catalytic CVD method and its apparatus, large electric power of about several tens of kW is required to generate heat of the catalyst body, so that energy consumption is large.
【０００８】さらに、クリーニングガスを反応室内に供
給してクリーニングを行う方法は行われているが、反応
室内を十分にかつ効率的にクリーニングするには至って
いない。Further, a method of supplying a cleaning gas into a reaction chamber to perform cleaning has been performed, but it has not been possible to sufficiently and efficiently clean the reaction chamber.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた化学的気相成長装置、化学的気相
成長方法および化学的気相成長装置のクリーニング方法
である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a chemical vapor deposition apparatus, a chemical vapor deposition method, and a cleaning method for a chemical vapor deposition apparatus which have been made to solve the above-mentioned problems.
【００１０】第１の化学的気相成長装置は、反応室内に
備えられた触媒体に原料ガスを供給して生成した堆積種
を反応室内の被成膜基板上に堆積して成膜を行うもので
あって、触媒体は直流電源に接続され、その触媒体と直
流電源の正極とが接続している間に高周波電源が接続さ
れているものである。In the first chemical vapor deposition apparatus, a source gas is supplied to a catalyst provided in a reaction chamber, and a generated seed is deposited on a film formation substrate in the reaction chamber to form a film. The catalyst body is connected to a DC power supply, and the high-frequency power supply is connected while the catalyst body and the positive electrode of the DC power supply are connected.
【００１１】上記第１の化学的気相成長装置では、触媒
体と直流電源の正極とが接続している間に高周波電源が
接続されていることから、触媒体は直流電源から供給さ
れる直流電流によって発熱されるとともに高周波電源か
ら供給される高周波電力によって発生する表皮効果（高
周波電流が導体を流れるとき、電流が導体の表面近傍に
集中して流れる現象であり、導線では内部を電流が流れ
ないため、高周波電流が流れる実行断面積が減少して導
線の表面が抵抗加熱されやすくなる現象）によって発熱
される。そのため、効率よく発熱されるので、直流電流
のみによって発熱させる場合よりも消費電力が低減され
る。また、反応ガスを高温の触媒体に接触させることに
よって、通常の熱ＣＶＤよりも反応ガスのエネルギーは
さらに高められるので、プラズマ中に多くの電子と電荷
を持った原子の集団および電位傾配が存在しなくなり、
反応ガスのプラズマ化が十分に行われ反応分子が原子に
至るまで分解されるようになる。In the first chemical vapor deposition apparatus, since the high-frequency power supply is connected while the catalyst is connected to the positive electrode of the DC power supply, the catalyst is supplied from the DC power supplied from the DC power supply. Skin effect generated by high-frequency power supplied from a high-frequency power supply as well as the heat generated by the current (a phenomenon in which when a high-frequency current flows through a conductor, the current flows concentrated near the surface of the conductor. As a result, the effective cross-sectional area through which the high-frequency current flows decreases, and the surface of the conductive wire is easily heated by resistance. For this reason, heat is efficiently generated, and power consumption is reduced as compared with the case where heat is generated only by the direct current. In addition, by bringing the reaction gas into contact with the high-temperature catalyst, the energy of the reaction gas is further increased as compared with ordinary thermal CVD, so that a group of atoms having many electrons and charges and a potential gradient are formed in the plasma. No longer exists
The reaction gas is sufficiently converted into plasma, and the reaction molecules are decomposed to atoms.
【００１２】第２の化学的気相成長装置は、反応室内に
備えたれた触媒体に原料ガスを供給して生成した堆積種
を反応室内の被成膜基板上に堆積して成膜を行うもので
あって、反応室に接続したプラズマ発生室と、プラズマ
を発生させるものでプラズマ発生室内に設けた電極と、
電極に接続した高周波電源とを備えたものである。In the second chemical vapor deposition apparatus, a source gas is supplied to a catalyst provided in a reaction chamber, and a generated seed is deposited on a film formation substrate in the reaction chamber to form a film. A plasma generation chamber connected to the reaction chamber, and an electrode for generating plasma and provided in the plasma generation chamber,
And a high-frequency power supply connected to the electrodes.
【００１３】上記第２の化学的気相成長装置では、プラ
ズマ発生室が反応室に接続されていることから、反応室
内でプラズマを発生しなくてもよい。そのため、被成膜
基板にプラズマの発生によるダメージが加わりにくくな
る。またプラズマ発生室内に高周波電源を接続した電極
を備えていることから、プラズマ発生室内で効率よくプ
ラズマを発生させることができる。また、プラズマ化し
た反応ガスを高温の触媒に接触させることによって、さ
らにエネルギーを高めることができるので、プラズマ中
に多くの電子と電荷を持った原子の集団および電位傾配
が存在しなくなり、反応ガスのプラズマ化が十分に行わ
れ反応分子が原子に至るまで分解されるようになる。In the second chemical vapor deposition apparatus, since the plasma generation chamber is connected to the reaction chamber, it is not necessary to generate plasma in the reaction chamber. Therefore, damage due to generation of plasma is less likely to be applied to the deposition target substrate. Further, since the plasma generation chamber is provided with an electrode to which a high-frequency power supply is connected, plasma can be efficiently generated in the plasma generation chamber. In addition, by contacting the plasma-converted reaction gas with a high-temperature catalyst, the energy can be further increased.Therefore, a group of atoms having many electrons and charges and a potential gradient do not exist in the plasma. The gas is sufficiently converted into plasma, and the reaction molecules are decomposed to atoms.
【００１４】第１の化学的気相成長方法は、反応室内に
備えた触媒体に原料ガスを供給して堆積種を生成し、そ
の堆積種を反応室内の被成膜基板上に堆積して膜を形成
する化学的気相成長方法において、触媒体に高周波電力
を供給して成膜を行う。In the first chemical vapor deposition method, a raw material gas is supplied to a catalyst provided in a reaction chamber to generate a deposition species, and the deposition species is deposited on a film formation substrate in the reaction chamber. In a chemical vapor deposition method for forming a film, high-frequency power is supplied to a catalyst to form a film.
【００１５】上記第１の化学的気相成長方法では、触媒
体に高周波電力を供給して成膜を行うことから、高周波
電流によって発生する表皮効果によって触媒体は効率よ
く発熱される。また、反応ガスを高温の触媒に接触させ
ることによって、さらにエネルギーを高めることができ
るので、プラズマ中に多くの電子と電荷を持った原子の
集団および電位傾配が存在しなくなり、反応ガスのプラ
ズマ化が十分に行われ反応分子が原子に至るまで分解さ
れるようになる。In the first chemical vapor deposition method, since high-frequency power is supplied to the catalyst to form a film, the catalyst is efficiently heated by the skin effect generated by the high-frequency current. In addition, since the energy can be further increased by bringing the reaction gas into contact with the high-temperature catalyst, there is no longer a group of atoms having many electrons and charges and a potential gradient in the plasma. And the reaction molecules are decomposed to atoms.
【００１６】第２の化学的気相成長方法は、反応室内に
備えた触媒体に原料ガスを供給して堆積種を生成し、そ
の堆積種を反応室内の被成膜基板上に堆積して膜を形成
する化学的気相成長方法において、反応ガスの少なくと
も一部を反応室の外部でプラズマ化して堆積種を生成
し、その堆積種を反応室内に供給して、反応室内で生成
した堆積種とともに、反応室内の被成膜基板上に堆積し
て膜を形成する。In the second chemical vapor deposition method, a raw material gas is supplied to a catalyst provided in a reaction chamber to generate a deposited species, and the deposited species is deposited on a film formation substrate in the reaction chamber. In a chemical vapor deposition method for forming a film, at least a part of a reaction gas is plasmatized outside a reaction chamber to generate a deposition species, and the deposition species is supplied to the reaction chamber to deposit the deposition species in the reaction chamber. Together with the seeds, they are deposited on the film formation substrate in the reaction chamber to form a film.
【００１７】上記第２の化学的気相成長方法では、反応
ガスの少なくとも一部を反応室の外部でプラズマ化して
堆積種を生成し、その堆積種を反応室内に供給して、反
応室内で生成した堆積種とともに、反応室内の被成膜基
板上に堆積して膜を形成することから、反応室内でプラ
ズマを発生しなくともすむ。そのため、被成膜基板にプ
ラズマの発生によるダメージが加わりにくくなる。また
プラズマ発生室内に高周波電源を接続した電極を備えて
いることから、プラズマ発生室内で効率よくプラズマを
発生させることができる。また、プラズマ化した反応ガ
スを高温の触媒に接触させることによって、さらにエネ
ルギーを高めることができるので、プラズマ中に多くの
電子と電荷を持った原子の集団および電位傾配が存在し
なくなり、反応ガスのプラズマ化が十分に行われ反応分
子が原子に至るまで分解されるようになる。In the second chemical vapor deposition method, at least a part of the reaction gas is converted into plasma outside the reaction chamber to generate a deposited species, and the deposited species is supplied to the reaction chamber. Since a film is formed by depositing on the deposition target substrate in the reaction chamber together with the generated deposition species, it is not necessary to generate plasma in the reaction chamber. Therefore, damage due to generation of plasma is less likely to be applied to the deposition target substrate. Further, since the plasma generation chamber is provided with an electrode to which a high-frequency power supply is connected, plasma can be efficiently generated in the plasma generation chamber. In addition, by contacting the plasma-converted reaction gas with a high-temperature catalyst, the energy can be further increased.Therefore, a group of atoms having many electrons and charges and a potential gradient do not exist in the plasma. The gas is sufficiently converted into plasma, and the reaction molecules are decomposed to atoms.
【００１８】化学的気相成長装置のクリーニング方法
は、化学的気相成長法により膜を形成する反応室の内部
でプラズマ化したクリーニングを発生させる、もしくは
反応室の外部でプラズマ化したクリーニングガスを発生
させて反応室内に供給して、反応室内をクリーニングす
る。The cleaning method of the chemical vapor deposition apparatus is to generate a plasma cleaning inside a reaction chamber for forming a film by a chemical vapor deposition method, or to apply a cleaning gas plasmaized outside the reaction chamber. The generated gas is supplied to the reaction chamber to clean the reaction chamber.
【００１９】上記化学的気相成長装置のクリーニング方
法では、化学的気相成長法により膜を形成する反応室内
をプラズマ化したクリーニングガスでクリーニングする
ことから、反応室内が効率的にクリーニングされて、反
応室内のパーティクルが大幅に減少されるので、クリー
ニング後の成膜では被成膜基板に堆積される膜の品質が
高められる。In the above-described method for cleaning a chemical vapor deposition apparatus, the reaction chamber in which a film is formed by the chemical vapor deposition method is cleaned with a cleaning gas converted into plasma, so that the reaction chamber is efficiently cleaned. Since the number of particles in the reaction chamber is significantly reduced, the quality of the film deposited on the deposition target substrate is improved in the film formation after cleaning.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】本発明の第１の化学的気相成長装
置に係わる実施の形態を、図１の概略構成断面図によっ
て説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment relating to a first chemical vapor deposition apparatus of the present invention will be described with reference to a schematic sectional view of FIG.
【００２１】図１に示すように、第１の化学的気相成長
装置１には反応室１１が備えられている。上記反応室１
１には、この反応室１１の内部に反応ガス（矢印で示
す）６１を導入するためのガス導入部１２が設けられて
いる。また反応室１１の内部で上記ガス導入部１２に対
向する位置には被成膜基板５１を保持するステージ１３
が設けられている。このステージ１３は、例えばアルミ
ニウム製のサセプタ（図示省略）を備え、後述するヒー
タ１４によって所定の温度に保持されている。このステ
ージ１３の内部には、ステージ１３の基板載置面１３Ｓ
上に載置される被成膜基板５１を加熱するためのヒータ
１４が設けられている。このヒータ１４は電源（図示省
略）に接続されている。また上記ヒータ１４の温度を制
御する温度制御装置（図示省略）が設けられていてもよ
い。さらに上記反応室１１には反応室内の余分なガスを
排出する排気系（図示省略）が接続されている。なお、
上記反応室１１には、図示はしないが、例えばゲートバ
ルブを介してロードロックチャンバが接続されている。As shown in FIG. 1, the first chemical vapor deposition apparatus 1 has a reaction chamber 11. Reaction chamber 1
1 is provided with a gas introduction unit 12 for introducing a reaction gas (indicated by an arrow) 61 into the reaction chamber 11. A stage 13 for holding a deposition target substrate 51 is located inside the reaction chamber 11 at a position facing the gas introduction unit 12.
Is provided. The stage 13 includes a susceptor (not shown) made of, for example, aluminum, and is maintained at a predetermined temperature by a heater 14 described later. Inside the stage 13, a substrate mounting surface 13S of the stage 13 is provided.
The heater 14 for heating the deposition target substrate 51 mounted thereon is provided. The heater 14 is connected to a power supply (not shown). Further, a temperature control device (not shown) for controlling the temperature of the heater 14 may be provided. Further, an exhaust system (not shown) for discharging extra gas in the reaction chamber is connected to the reaction chamber 11. In addition,
Although not shown, a load lock chamber is connected to the reaction chamber 11 through, for example, a gate valve.
【００２２】さらに上記反応室１１の内部には、上記ガ
ス導入部１２と上記ステージ１３との間に、反応ガス６
１を触媒分解もしくは熱分解させる触媒体２１が備えら
れている。この触媒体２１は、例えばタングステンフィ
ラメントからなり、被成膜基板５１の上方を覆う状態
に、すなわち、触媒体２１をステージ１３の方向に投影
した像が被成膜基板５１を十分に覆う状態になる範囲に
形成されている。なお、上記触媒体２１には、タングス
テン以外の高融点金属を用いることもできる。Further, inside the reaction chamber 11, a reaction gas 6 is provided between the gas introduction section 12 and the stage 13.
1 is provided with a catalytic body 21 for catalytically decomposing or thermally decomposing 1. The catalyst body 21 is made of, for example, a tungsten filament and is in a state of covering the upper part of the substrate 51 on which the film is to be formed, that is, in a state where an image of the catalyst body 21 projected in the direction of the stage 13 sufficiently covers the substrate 51 of the film formation. It is formed in a range. The catalyst body 21 may be made of a metal having a high melting point other than tungsten.
【００２３】また上記触媒体２１には直流電源２２に接
続されている。すなわち、触媒体２１の一端側が直流電
源２２の正極（＋）が接続され、触媒体２１の他端側は
アース２３に接続されている。さらにこの触媒体２１と
上記直流電源２２の正極（＋）とが接続している間にコ
ンデンサ２４を介して高周波電源２５が接続されてい
る。この高周波電源２５は、例えば４０ｋＨｚ〜３０Ｍ
Ｈｚの周波数を発振するもので、ここでは１３．５６Ｍ
Ｈｚの周波数を発振するものを用いた。The catalyst body 21 is connected to a DC power supply 22. That is, one end of the catalyst 21 is connected to the positive electrode (+) of the DC power supply 22, and the other end of the catalyst 21 is connected to the earth 23. Further, a high frequency power supply 25 is connected via a capacitor 24 while the catalyst 21 is connected to the positive electrode (+) of the DC power supply 22. The high-frequency power supply 25 is, for example, 40 kHz to 30 M
It oscillates at a frequency of 13.56M here.
An oscillator oscillating at a frequency of Hz was used.
【００２４】上記第１の化学的気相成長装置１では、触
媒体２１と直流電源２２の正極とが接続している間に高
周波電源２５が接続されていることから、触媒体２１は
直流電源２２から供給される直流電流によって発熱され
るとともに高周波電源２５から供給される高周波電流に
より発生する表皮効果によって発熱される。そのため、
効率よく発熱されるので、直流電流のみによって発熱さ
せる場合よりも消費電力が低減される。例えば、従来は
高温触媒に消費される電力が数ｋＷ〜数十ｋＷであった
が、高周波電源２５を設けることによって、例えば６イ
ンチウエハでは１ｋＷ〜数ｋＷ程度の消費電力を低減す
ることが可能になった。また、反応ガス６１を高温の触
媒体２１に接触させることによって、通常の熱ＣＶＤよ
りも反応ガス６１のエネルギーはさらに高められるの
で、プラズマ中に多くの電子と電荷を持った原子の集団
および電位傾配が存在しなくなり、反応ガスのプラズマ
化が十分に行われ反応分子が原子に至るまで分解される
ようになる。In the first chemical vapor deposition apparatus 1, the high frequency power supply 25 is connected while the catalyst 21 and the positive electrode of the DC power supply 22 are connected. Heat is generated by the direct current supplied from the high frequency power supply 22 and is generated by the skin effect generated by the high frequency current supplied from the high frequency power supply 25. for that reason,
Since heat is efficiently generated, power consumption is reduced as compared with a case where heat is generated only by a direct current. For example, conventionally, the power consumed by the high-temperature catalyst is several kW to several tens of kW, but by providing the high-frequency power supply 25, for example, the power consumption of about 1 kW to several kW can be reduced for a 6-inch wafer. Became. Further, by bringing the reaction gas 61 into contact with the high-temperature catalyst body 21, the energy of the reaction gas 61 can be further increased as compared with ordinary thermal CVD, so that the number of electrons and the number of atoms having charges in the plasma and the potential are increased. The inclination is no longer present, and the reaction gas is sufficiently converted into plasma, whereby the reaction molecules are decomposed to atoms.
【００２５】次に上記第１の化学的気相成長装置１を用
いて、被成膜基板５１上にシリコン膜を形成するシリコ
ン膜の成膜方法の一例を以下に説明する。このシリコン
膜の成膜は、下記の工程１から工程７までを順に行えば
よい。以下、工程１から工程７を説明する。Next, an example of a method of forming a silicon film on the substrate 51 using the first chemical vapor deposition apparatus 1 will be described below. This silicon film may be formed by performing the following steps 1 to 7 in order. Hereinafter, steps 1 to 7 will be described.
【００２６】工程１：ロードロックチャンバを経由し
て、被成膜基板５１を反応室１１内のステージ１３上に
載置する。このステージ１３はヒータ１４によって温度
制御（例えば２００℃〜６００℃の範囲の所定温度にな
るように設定）されている。Step 1: The substrate 51 to be deposited is placed on the stage 13 in the reaction chamber 11 via the load lock chamber. The temperature of the stage 13 is controlled by a heater 14 (for example, set to a predetermined temperature in a range of 200 ° C. to 600 ° C.).
【００２７】工程２：反応室１１内の雰囲気を例えば１
μＰａ〜２μＰａ程度まで減圧し、特に反応室１１内に
持ち込まれた水分や酸素を排出する。その排出を例えば
５分程度行う。Step 2: The atmosphere in the reaction chamber 11 is, for example, 1
The pressure is reduced to about μPa to 2 μPa, and particularly, moisture and oxygen brought into the reaction chamber 11 are discharged. The discharge is performed, for example, for about 5 minutes.
【００２８】工程３：触媒体２１（ここではタングステ
ン細線を用いた）の温度を例えば１６００℃〜１８００
℃程度に上昇させて、所定の温度に保持する。Step 3: The temperature of the catalyst body 21 (here, a tungsten thin wire is used) is set to, for example, 1600 ° C. to 1800
The temperature is raised to about ° C and maintained at a predetermined temperature.
【００２９】工程４：触媒体２１を経由して反応室１１
内に水素を供給する。水素の流量を例えば１５０ｓｃｃ
ｍに設定して、反応室１１内の圧力を０．１Ｐａ〜１５
Ｐａの範囲の所定圧力に設定する。またステージ１３の
温度を２００℃〜６００℃の範囲の所定温度になるよう
に設定する。そして、上記流量、圧力、各温度等が安定
になるように制御する。Step 4: Reaction chamber 11 via catalyst body 21
Supply hydrogen inside. For example, the flow rate of hydrogen is
m, and the pressure in the reaction chamber 11 is set to 0.1 Pa to 15
It is set to a predetermined pressure in the range of Pa. Further, the temperature of the stage 13 is set to be a predetermined temperature in the range of 200 ° C. to 600 ° C. Then, the flow rate, the pressure, the respective temperatures, and the like are controlled so as to be stable.
【００３０】このように触媒体２１を経由することによ
り活性化された水素を被成膜基板５１上に供給すること
によって、被成膜基板５１上に形成されている自然酸化
膜を水素の還元作用により除去することが可能になる。By supplying hydrogen activated by passing through the catalyst body 21 onto the substrate 51, a natural oxide film formed on the substrate 51 is reduced by hydrogen. The action allows for removal.
【００３１】工程５：モノシランを触媒体２１を経由し
て反応室１１内の被成膜基板５１上に供給する。このよ
うに反応室１１内にモノシランを供給することによっ
て、被成膜基板５１の表面にシリコン膜の成膜を行っ
た。Step 5: Monosilane is supplied to the film formation substrate 51 in the reaction chamber 11 via the catalyst 21. By supplying monosilane into the reaction chamber 11 as described above, a silicon film was formed on the surface of the film formation substrate 51.
【００３２】工程６：シリコンの成長終了後、触媒体２
１の温度を下げて、反応室１１内の圧力を例えば１μＰ
ａ〜２μＰａ程度まで減圧して、反応室１１内のモノシ
ラン、水素を排出する。このガス排出は例えば５分間行
う。Step 6: After completion of silicon growth, catalyst 2
1, the pressure in the reaction chamber 11 is reduced to, for example, 1 μP
The pressure is reduced to about a to 2 μPa, and monosilane and hydrogen in the reaction chamber 11 are discharged. This gas discharge is performed, for example, for 5 minutes.
【００３３】工程７：その後、被成膜基板５１をロード
ロックチャンバを経由して大気圧雰囲気の外部に取り出
せばよい。Step 7: Thereafter, the film-forming substrate 51 may be taken out of the atmospheric pressure atmosphere via the load lock chamber.
【００３４】このように工程１〜工程７を行うことによ
って、被成膜基板５１上にシリコン膜が成膜された。By performing steps 1 to 7 as described above, a silicon film was formed on the film formation substrate 51.
【００３５】なお、上記シリコン膜を単結晶シリコンで
形成する場合には、被成膜基板５１の表面側に結晶成長
のシード、例えば段差もしくはシリコンとの格子整合性
を有するような物質からなるシード層（例えばサファイ
ア層もしくはスピネル層）を形成しておく必要がある。
その結晶成長のシードを起点にシリコンが結晶成長し
て、被成膜基板５１の表面側にシリコン膜が形成され
る。このシリコン膜は、単結晶シリコンからなる。な
お、ここでは、転位、亜結晶等を有するシリコンも含め
て単結晶シリコンという。When the silicon film is formed of single crystal silicon, a seed for crystal growth, for example, a step or a seed made of a substance having lattice matching with silicon, is formed on the surface of the substrate 51. It is necessary to form a layer (for example, a sapphire layer or a spinel layer).
Silicon crystal grows from the seed of the crystal growth as a starting point, and a silicon film is formed on the surface side of the deposition target substrate 51. This silicon film is made of single crystal silicon. Note that here, single crystal silicon includes silicon having dislocations, subcrystals, and the like.
【００３６】次に、上記触媒体２１の構成例を図２〜図
８によって、以下に説明する。Next, an example of the structure of the catalyst body 21 will be described below with reference to FIGS.
【００３７】図２に示すように、触媒体２１（２１１）
は、ステージ１３の基板載置面１３Ｓ（前記図１参照）
と平行な面内で触媒体となる複数のフィラメント２６を
並列に接続して配設したのものであり、各フィラメント
２６は例えば石英製の枠体２７に固定されている。As shown in FIG. 2, the catalyst 21 (211)
Is a substrate mounting surface 13S of the stage 13 (see FIG. 1).
A plurality of filaments 26 serving as catalyzers are arranged in parallel in a plane parallel to the above, and each filament 26 is fixed to a frame 27 made of, for example, quartz.
【００３８】次に図３に示すように、触媒体２１（２１
２）は、前記図２に示したステージ１３の基板載置面１
３Ｓ（前記図１参照）と平行な面内で触媒体となる複数
のフィラメント２６を並列に接続して構成され、かつ各
フィラメント２６へ電力を供給をする配線２８には、そ
れ自体の抵抗を低減するために、通常よりも太い導線を
用いたものである。Next, as shown in FIG.
2) The substrate mounting surface 1 of the stage 13 shown in FIG.
In a plane parallel to the 3S (see FIG. 1), a plurality of filaments 26 serving as a catalyst are connected in parallel, and a wire 28 for supplying power to each filament 26 has its own resistance. In order to reduce this, a thicker conductor than usual is used.
【００３９】図４に示すように、触媒体２１（２１３）
は、ステージ１３の基板載置面１３Ｓ（前記図１参照）
と平行な面内で触媒体となるフィラメント２６を円状に
配設したものである。As shown in FIG. 4, the catalyst body 21 (213)
Is a substrate mounting surface 13S of the stage 13 (see FIG. 1).
The filaments 26 serving as catalysts are arranged in a circle in a plane parallel to the above.
【００４０】図５に示すように、触媒体２１（２１４）
は、ステージ１３の基板載置面１３Ｓ（前記図１参照）
と平行な面内で触媒体となるフィラメント２６を折れ線
状に配設したものである。図面では、簡略的にフィラメ
ント２６を線状に描いているが、フィラメント２６はコ
イル状に形成されているものであってもよい。As shown in FIG. 5, the catalyst 21 (214)
Is a substrate mounting surface 13S of the stage 13 (see FIG. 1).
The filament 26 which is to be a catalyst body is arranged in a polygonal line in a plane parallel to. In the drawings, the filament 26 is simply drawn in a linear shape, but the filament 26 may be formed in a coil shape.
【００４１】図６に示すように、触媒体２１（２１５）
は、ステージ１３の基板載置面１３Ｓ（前記図１参照）
と平行な面内で触媒体となるフィラメント２６をうず巻
き状に配設したものである。図面では、簡略的にフィラ
メント２６を線状に描いているが、フィラメント２６は
コイル状に形成されているものであってもよい。As shown in FIG. 6, the catalyst body 21 (215)
Is a substrate mounting surface 13S of the stage 13 (see FIG. 1).
In this embodiment, a filament 26 serving as a catalyst is disposed in a spiral shape in a plane parallel to the above. In the drawings, the filament 26 is simply drawn in a linear shape, but the filament 26 may be formed in a coil shape.
【００４２】図７に示すように、触媒体２１（２１６）
は、ステージ１３の基板載置面１３Ｓ（前記図１参照）
と平行な面内で触媒体となるフィラメント２６を同心円
状に配設したものである。図面では、簡略的にフィラメ
ント２６を線状に描いているが、フィラメント２６はコ
イル状に形成されているものであってもよい。As shown in FIG. 7, the catalyst body 21 (216)
Is a substrate mounting surface 13S of the stage 13 (see FIG. 1).
In this embodiment, a filament 26 serving as a catalyst is disposed concentrically in a plane parallel to the above. In the drawings, the filament 26 is simply drawn in a linear shape, but the filament 26 may be formed in a coil shape.
【００４３】図８に示すように、触媒体２１（２１７）
は、ステージ１３の基板載置面１３Ｓ（前記図１参照）
と平行な面内で触媒体となるフィラメント２６を格子状
に配設したものである。図面では、簡略的にフィラメン
ト２６を線状に描いているが、フィラメント２６はコイ
ル状に形成されているものであってもよい。As shown in FIG. 8, the catalyst 21 (217)
Is a substrate mounting surface 13S of the stage 13 (see FIG. 1).
The filaments 26 serving as catalysts are arranged in a lattice shape in a plane parallel to. In the drawings, the filament 26 is simply drawn in a linear shape, but the filament 26 may be formed in a coil shape.
【００４４】上記各触媒体２１の形状は一例であって、
上記以外の形状であってもよい。また、図示したフィラ
メント２６は、コイル状に形成されたものであるが、線
状に形成されあものであってもよい。The shape of each of the catalyst bodies 21 is an example, and
Shapes other than the above may be used. Although the illustrated filament 26 is formed in a coil shape, it may be formed in a linear shape.
【００４５】次に、複数の高周波電源を設けた一例を、
図９の概略構成図によって説明する。Next, an example in which a plurality of high-frequency power supplies are provided will be described.
This will be described with reference to the schematic configuration diagram of FIG.
【００４６】図９に示すように、触媒体２１は、格子状
に形成されている。例えば、触媒体２１を構成する第１
の触媒体２１ａは折れ線状にかつその主要部が図面のｘ
方向にそうように設けられ、第２の触媒体２１ｂは折れ
線状にかつその主要部が図面のｙ方向にそうように設け
られている。そして第１の触媒体２１ａには第１の直流
電源２２ａが接続されていて、第２の触媒体２１ｂには
第２の直流電源２２ｂが接続されている。すなわち、触
媒体２１には第１，第２の直流電源２２ａ，２２ｂから
なる複数の直流電源が接続されていることになる。ま
た、第１の直流電源２２ａの正極と触媒体２１ａとの間
には、第１のコンデンサ２４ａを介して第１の高周波電
源２５ａが接続され、第２の直流電源２２ｂの正極と触
媒体２１ｂとの間には、第２のコンデンサ２４ｂを介し
て第２の高周波電源２５ｂとが接続されている。As shown in FIG. 9, the catalyst body 21 is formed in a lattice. For example, the first component of the catalyst body 21
The catalyst body 21a is a polygonal line and its main part is x in the drawing.
The second catalyst body 21b is provided in the form of a polygonal line and its main part is provided in the y direction in the drawing. A first DC power supply 22a is connected to the first catalyst body 21a, and a second DC power supply 22b is connected to the second catalyst body 21b. That is, a plurality of DC power supplies including the first and second DC power supplies 22a and 22b are connected to the catalyst body 21. A first high-frequency power supply 25a is connected between the positive electrode of the first DC power supply 22a and the catalyst 21a via a first capacitor 24a, and the positive electrode of the second DC power supply 22b and the catalyst 21b are connected to each other. Is connected to a second high frequency power supply 25b via a second capacitor 24b.
【００４７】このように、触媒体２１に対して複数の高
周波電源２５ａ，２５ｂを設けることにより、表紙効果
により効率よく格子状の触媒体２１を発熱させることが
できる。As described above, by providing a plurality of high-frequency power supplies 25a and 25b for the catalyst body 21, the lattice-shaped catalyst body 21 can be efficiently heated by the cover effect.
【００４８】また、図示はしないが、一つの触媒体に対
して複数の高周波電源を接続することにより、触媒体に
供給する電力量を多くして、触媒体の発熱量を多くする
ことも可能である。同様に、一つの触媒体に対して複数
の直流電源を接続することにより、触媒体に供給する電
力量を多くして、触媒体の発熱量を多くすることも可能
である。Although not shown, by connecting a plurality of high-frequency power supplies to one catalyst body, it is possible to increase the amount of power supplied to the catalyst body and increase the calorific value of the catalyst body. It is. Similarly, by connecting a plurality of DC power supplies to one catalyst body, it is possible to increase the amount of power supplied to the catalyst body and increase the calorific value of the catalyst body.
【００４９】本発明の第２の化学的気相成長装置に係わ
る実施の形態を、図１０の概略構成断面図によって説明
する。前記図１によって説明した構成部品と同様のもの
には同一符号を付与する。An embodiment according to the second chemical vapor deposition apparatus of the present invention will be described with reference to the schematic sectional view of FIG. The same components as those described with reference to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【００５０】図１０に示すように、第２の化学的気相成
長装置２には反応室１１が備えられている。上記反応室
１１には、この反応室１１の内部に反応ガス（矢印で示
す）６１を導入するためのガス導入部１２が設けられて
いる。また反応室１１の内部で上記ガス導入部１２に対
向する位置には被成膜基板５１を保持するステージ１３
が設けられている。このステージ１３は、例えばアルミ
ニウム製のサセプタ（図示省略）を備え、後述するヒー
タ１４によって所定の温度に保持されている。このステ
ージ１３の内部には、ステージ１３の基板載置面１３Ｓ
上に載置される被成膜基板５１を加熱するためのヒータ
１４が設けられている。このヒータ１４は電源（図示省
略）に接続されている。また温度制御装置（図示省略）
が設けられていてもよい。さらに上記反応室１１には反
応室内の余分なガスを排出する排気系（図示省略）が接
続されている。なお、上記反応室１１には、図示はしな
いが、例えばゲートバルブを介してロードロックチャン
バが接続されている。As shown in FIG. 10, the second chemical vapor deposition apparatus 2 has a reaction chamber 11. The reaction chamber 11 is provided with a gas introduction unit 12 for introducing a reaction gas (indicated by an arrow) 61 into the reaction chamber 11. A stage 13 for holding a deposition target substrate 51 is located inside the reaction chamber 11 at a position facing the gas introduction unit 12.
Is provided. The stage 13 includes a susceptor (not shown) made of, for example, aluminum, and is maintained at a predetermined temperature by a heater 14 described later. Inside the stage 13, a substrate mounting surface 13S of the stage 13 is provided.
The heater 14 for heating the deposition target substrate 51 mounted thereon is provided. The heater 14 is connected to a power supply (not shown). Temperature control device (not shown)
May be provided. Further, an exhaust system (not shown) for discharging extra gas in the reaction chamber is connected to the reaction chamber 11. Although not shown, a load lock chamber is connected to the reaction chamber 11 via, for example, a gate valve.
【００５１】さらに上記反応室１１の内部で、上記ガス
導入部１２と上記ステージ１３との間には、反応ガス６
１を触媒分解もしくは熱分解させる触媒体２１が備えら
れている。この触媒体２１は、例えばタングステンフィ
ラメントからなり、被成膜基板５１の上方を覆う状態
に、すなわち、触媒体２１をステージ１３の方向に投影
した像が被成膜基板５１を十分に覆う状態になる範囲に
形成されている。なお、上記触媒体２１には、タングス
テン以外の高融点金属を用いることもできる。Further, inside the reaction chamber 11, between the gas introduction part 12 and the stage 13,
1 is provided with a catalytic body 21 for catalytically decomposing or thermally decomposing 1. The catalyst body 21 is made of, for example, a tungsten filament and is in a state of covering the upper part of the substrate 51 on which the film is to be formed, that is, in a state where an image of the catalyst body 21 projected in the direction of the stage 13 sufficiently covers the substrate 51 of the film formation. It is formed in a range. The catalyst body 21 may be made of a metal having a high melting point other than tungsten.
【００５２】また上記触媒体２１には直流電源２２に接
続されている。すなわち、触媒体２１の一端側が直流電
源２２の正極（＋）が接続され、触媒体２１の他端側は
アース２３に接続されている。The catalyzer 21 is connected to a DC power supply 22. That is, one end of the catalyst 21 is connected to the positive electrode (+) of the DC power supply 22, and the other end of the catalyst 21 is connected to the earth 23.
【００５３】さらに上記反応室１１にはプラズマ発生室
３１が配管３２を介して接続されている。このプラズマ
発生室３１の内部には、対向する上部電極３３と下部電
極３４とが設置され、一方の電極、例えば上部電極３３
には高周波電源３５が接続され、他方の電極、例えば下
部電極３４はアース３６に接続されている。さらに上記
配管３２の反対側の上記プラズマ発生室３１には、その
プラズマ発生室３１内でプラズマ化される反応ガスを導
入するガス導入部３７が接続されている。Further, a plasma generation chamber 31 is connected to the reaction chamber 11 via a pipe 32. Inside the plasma generation chamber 31, an upper electrode 33 and a lower electrode 34 which are opposed to each other are provided.
Is connected to a high-frequency power supply 35, and the other electrode, for example, the lower electrode 34 is connected to a ground 36. Further, to the plasma generation chamber 31 on the opposite side of the pipe 32, a gas introduction part 37 for introducing a reaction gas to be plasmaized in the plasma generation chamber 31 is connected.
【００５４】また、上記化学的気相成長装置２におい
て、前記図１によって説明した化学的気相成長装置１と
同様に、触媒体２１に高周波電源を接続してもよい。In the chemical vapor deposition apparatus 2, a high-frequency power source may be connected to the catalyst body 21, as in the chemical vapor deposition apparatus 1 described with reference to FIG.
【００５５】なお、この化学的気相成長装置２において
も、前記図２〜図９によって説明したような、種々の触
媒体の構成を用いることが可能である。Incidentally, in the chemical vapor deposition apparatus 2 as well, it is possible to use various configurations of the catalyst as described with reference to FIGS.
【００５６】上記第２の化学的気相成長装置２では、プ
ラズマ発生室３１が反応室１１に接続されていることか
ら、反応室１１内でプラズマを発生しなくてもよい。そ
のため、被成膜基板５１にプラズマの発生によるダメー
ジが加わりにくくなる。またプラズマ発生室３１内に高
周波電源３５を接続した上部，下部電極３３，３４を備
えていることから、プラズマ発生室３１内で効率よくプ
ラズマを発生させることができる。また、プラズマ化し
た反応ガスを高温の触媒に接触させることによって、さ
らにエネルギーを高めることができるので、プラズマ中
に多くの電子と電荷を持った原子の集団および電位傾配
が存在しなくなり、反応ガスのプラズマ化が十分に行わ
れ反応分子が原子に至るまで分解されるようになる。In the second chemical vapor deposition apparatus 2, since the plasma generation chamber 31 is connected to the reaction chamber 11, it is not necessary to generate plasma in the reaction chamber 11. Therefore, damage to the film formation substrate 51 due to generation of plasma is less likely to occur. Further, since the upper and lower electrodes 33 and 34 connected to the high frequency power supply 35 are provided in the plasma generation chamber 31, the plasma can be efficiently generated in the plasma generation chamber 31. In addition, by contacting the plasma-converted reaction gas with a high-temperature catalyst, the energy can be further increased.Therefore, a group of atoms having many electrons and charges and a potential gradient do not exist in the plasma. The gas is sufficiently converted into plasma, and the reaction molecules are decomposed to atoms.
【００５７】次に上記化学的気相成長装置２を用いて、
被成膜基板上に酸化シリコン膜を形成する酸化シリコン
膜の成膜方法の一例を以下に説明する。この酸化シリコ
ン膜の成膜は、下記の工程１から工程９までを順に行え
ばよい。以下、工程１から工程９を説明する。Next, using the chemical vapor deposition apparatus 2 described above,
An example of a method for forming a silicon oxide film for forming a silicon oxide film over a deposition target substrate is described below. This silicon oxide film may be formed by performing the following steps 1 to 9 in order. Hereinafter, steps 1 to 9 will be described.
【００５８】工程１：ロードロックチャンバを経由し
て、被成膜基板５１を反応室１１内のステージ１３上に
載置する。このステージ１３はヒータ１４によって温度
制御（例えば２００℃〜６００℃の範囲の所定温度にな
るように設定）されている。一例として、ここでは、２
００℃になるようにステージ１３をヒータ１４によって
加熱した。Step 1: The substrate to be deposited 51 is placed on the stage 13 in the reaction chamber 11 via the load lock chamber. The temperature of the stage 13 is controlled by a heater 14 (for example, set to a predetermined temperature in a range of 200 ° C. to 600 ° C.). As an example, here, 2
The stage 13 was heated by the heater 14 so as to reach 00 ° C.
【００５９】工程２：反応室１１内の雰囲気を例えば１
μＰａ〜２μＰａ程度まで減圧し、特に反応室１１内に
持ち込まれた水分や酸素を排出する。その排出を例えば
５分程度行った。Step 2: The atmosphere in the reaction chamber 11 is, for example, 1
The pressure is reduced to about μPa to 2 μPa, and particularly, moisture and oxygen brought into the reaction chamber 11 are discharged. The discharge was performed for about 5 minutes, for example.
【００６０】工程３：触媒体２１（ここではタングステ
ン細線を用いた）の温度を例えば１６００℃〜１８００
℃程度に上昇させて、所定の温度に保持する。ここで
は、一例として、１７００℃に設定した。Step 3: The temperature of the catalyst body 21 (here, a tungsten thin wire is used) is set to, for example, 1600 ° C. to 1800
The temperature is raised to about ° C and maintained at a predetermined temperature. Here, as an example, the temperature was set to 1700 ° C.
【００６１】工程４：触媒体２１を経由して反応室１１
内に水素を供給する。水素の流量を例えば１５０ｓｃｃ
ｍに設定して、反応室１１内の圧力を１Ｐａ〜１５Ｐａ
の範囲の所定圧力に設定する。ここでは、一例として、
１０Ｐａに設定した。Step 4: Reaction chamber 11 via catalyst 21
Supply hydrogen inside. For example, the flow rate of hydrogen is
m, and the pressure in the reaction chamber 11 is 1 Pa to 15 Pa
Is set at a predetermined pressure in the range of Here, as an example,
It was set to 10 Pa.
【００６２】工程５：反応室１１の外部に設置したプラ
ズマ発生室３１に酸素を供給する。一例として、酸素の
流量を２０ｓｃｃｍに設定した。またプラズマ発生室３
１内の圧力を１Ｐａ〜１５０Ｐａ程度に設定する。また
ステージ１３の温度が例えば２００℃になるように設定
した。そして、上記各流量、圧力、触媒体の温度、ステ
ージの温度等が安定になるように制御した。Step 5: Oxygen is supplied to the plasma generation chamber 31 installed outside the reaction chamber 11. As an example, the flow rate of oxygen was set to 20 sccm. Plasma generation chamber 3
The pressure in 1 is set to about 1 Pa to 150 Pa. The temperature of the stage 13 was set to, for example, 200 ° C. Then, the flow rate, the pressure, the temperature of the catalyst, the temperature of the stage, and the like were controlled so as to be stable.
【００６３】工程６：高周波電源３５より上部電極３３
に酸素プラズマ発生電力を印加する。例えば、１ｋＷの
酸素プラズマ発生電力を印加した。Step 6: Upper electrode 33 from high frequency power supply 35
Is applied with oxygen plasma generation power. For example, oxygen plasma generation power of 1 kW was applied.
【００６４】工程７：モノシランを触媒体２１を経由し
て反応室１１内の被成膜基板５１上に供給する。一例と
して、モノシランの流量を例えば１５ｓｃｃｍに設定し
た。そのときの成膜速度は５０ｎｍ／分程度となるの
で、反応室１１内にモノシランを２分間供給することに
よって、被成膜基板５１の表面に１００ｎｍの厚さの酸
化シリコン膜が成膜された。Step 7: Monosilane is supplied to the film formation substrate 51 in the reaction chamber 11 via the catalyst 21. As an example, the flow rate of monosilane was set to, for example, 15 sccm. Since the deposition rate at that time is about 50 nm / min, a 100 nm-thick silicon oxide film was deposited on the surface of the deposition target substrate 51 by supplying monosilane to the reaction chamber 11 for 2 minutes. .
【００６５】工程８：酸化シリコンの成長終了後、触媒
体２１の温度を下げて、反応室１１内の圧力を１μＰａ
〜２μＰａ程度まで減圧する。それによって、反応室１
１内のモノシラン、酸素、水素が排出された。この減圧
によるガス排出は例えば５分間行った。Step 8: After the growth of the silicon oxide, the temperature of the catalyst body 21 is lowered and the pressure in the reaction chamber 11 is reduced to 1 μPa
The pressure is reduced to about 2 μPa. Thereby, the reaction chamber 1
The monosilane, oxygen and hydrogen in 1 were discharged. The gas discharge by this reduced pressure was performed, for example, for 5 minutes.
【００６６】工程９：その後、被成膜基板５１をロード
ロックチャンバを経由して大気圧雰囲気の外部に取り出
す。Step 9: Thereafter, the substrate 51 is taken out of the atmospheric pressure atmosphere via the load lock chamber.
【００６７】上記のように工程１〜工程９を行うことに
よって、被成膜基板５１上に高品質な酸化シリコン膜が
成膜された。By performing Steps 1 to 9 as described above, a high-quality silicon oxide film was formed on the film formation substrate 51.
【００６８】次に、本発明の第１の化学的気相成長方法
に係わる実施の形態を、前記図１によって以下に説明す
る。Next, an embodiment of the first chemical vapor deposition method of the present invention will be described below with reference to FIG.
【００６９】第１の化学的気相成長方法は、高周波電源
２５より高周波電力を触媒体２１に供給するとともに、
その触媒体２１には直流電源２２より直流電流を印加す
る。その結果、直流電流による抵抗発熱とともに高周波
電流による触媒体２１の表皮効果によって、触媒体２１
は高温に効率良く発熱する。続いて反応室１１内に触媒
体２１を通すようにして反応ガスを供給する。反応ガス
は高温（例えば８００℃〜２０００℃、好ましくは１６
００℃〜１８００℃）に発熱している触媒体２１を通る
ことによって、熱分解反応もしくは触媒反応を起こし、
プラズマ化して堆積種を生成する。その堆積種が例えば
２００℃〜６００℃に加熱されたステージ１３上の被成
膜基板５１上に堆積することによって膜を形成する。In the first chemical vapor deposition method, high-frequency power is supplied from the high-frequency power supply 25 to the catalyst 21,
A DC current is applied to the catalyst body 21 from a DC power supply 22. As a result, the catalytic body 21 is caused by the skin effect of the catalytic body 21 by the high-frequency current together with the resistance heating by the direct current.
Generates heat efficiently at high temperatures. Subsequently, a reaction gas is supplied into the reaction chamber 11 so as to pass through the catalyst body 21. The reaction gas is at a high temperature (eg, 800 ° C. to 2000 ° C., preferably 16 ° C.).
(00 ° C. to 1800 ° C.) to cause a thermal decomposition reaction or a catalytic reaction by passing through the catalyst body 21 which generates heat,
It is turned into plasma to generate deposited species. The film is formed by depositing the deposited species on the deposition target substrate 51 on the stage 13 heated to, for example, 200 ° C. to 600 ° C.
【００７０】この第１の化学的気相成長方法により、例
えばシリコン膜を成膜するには、前記説明したシリコン
膜の成膜方法に示した工程１〜工程７を行えばよい。In order to form a silicon film by the first chemical vapor deposition method, for example, steps 1 to 7 shown in the above-described method for forming a silicon film may be performed.
【００７１】次に、上記第１の化学的気相成長方法によ
るシリコン膜（シリコンエピタキシー層）の成膜例を以
下に説明する。Next, an example of forming a silicon film (silicon epitaxy layer) by the first chemical vapor deposition method will be described below.
【００７２】試料１は、被成膜基板５１に結晶方位（１
１１）３°off.のシリコンベアウエハ（φ５インチ）を
用い、表１に示す成膜条件でシリコン膜を形成したもの
である。このシリコンベアウエハの表面には１．８ｎｍ
の厚さに自然酸化膜が形成されていた。The sample 1 has a crystal orientation (1
11) A silicon film was formed under the film forming conditions shown in Table 1 using a 3 ° off silicon bare wafer (φ5 inches). 1.8 nm on the surface of this silicon bare wafer
A native oxide film was formed to a thickness of.
【００７３】[0073]
【表１】 [Table 1]
【００７４】試料２は、被成膜基板５１に結晶方位（１
１１）３°off.のシリコンベアウエハ（φ５インチ）を
用い、表２に示す成膜条件でシリコン膜を形成したもの
である。このシリコンベアウエハの表面には１．８ｎｍ
の厚さに自然酸化膜が形成されていた。The sample 2 has a crystal orientation (1
11) A silicon film was formed under the film forming conditions shown in Table 2 using a silicon bare wafer (φ5 inches) of 3 ° off. 1.8 nm on the surface of this silicon bare wafer
A native oxide film was formed to a thickness of.
【００７５】[0075]
【表２】 [Table 2]
【００７６】試料３は、被成膜基板５１に結晶方位（１
１１）３°off.のシリコンベアウエハ（φ５インチ）を
用い、表３に示す成膜条件でシリコン膜を形成したもの
である。このシリコンベアウエハの表面には１．８ｎｍ
の厚さに自然酸化膜が形成されていた。The sample 3 has a crystal orientation (1
11) A silicon film was formed under the film forming conditions shown in Table 3 using a 3 ° off silicon bare wafer (φ5 inches). 1.8 nm on the surface of this silicon bare wafer
A native oxide film was formed to a thickness of.
【００７７】[0077]
【表３】 [Table 3]
【００７８】試料４は、被成膜基板５１に結晶方位（１
００）のシリコンベアウエハ（φ５インチ）を用い、表
４に示す条件で触媒活性水素処理を行った後、表４に示
す成膜条件でシリコン膜を形成したものである。なお、
このシリコンベアウエハの表面には自然酸化膜が形成さ
れていたが、シリコン膜を成膜する前に上記触媒活性水
素処理により自然酸化膜は除去されている。The sample 4 has a crystal orientation (1
00), a catalytically active hydrogen treatment was performed under the conditions shown in Table 4 using a silicon bare wafer (φ5 inches), and then a silicon film was formed under the film forming conditions shown in Table 4. In addition,
Although a natural oxide film was formed on the surface of the silicon bare wafer, the natural oxide film was removed by the above-mentioned catalytically active hydrogen treatment before the silicon film was formed.
【００７９】[0079]
【表４】 [Table 4]
【００８０】試料５は、被成膜基板５１に結晶方位（１
１０２）のサファイアウエハ（φ４インチ）を用い、表
５に示す条件で触媒活性水素処理を行った後、表５に示
す成膜条件でシリコン膜を形成したものである。The sample 5 has a crystal orientation (1
102), a catalytically active hydrogen treatment was performed under the conditions shown in Table 5 using a sapphire wafer (φ4 inches), and then a silicon film was formed under the film forming conditions shown in Table 5.
【００８１】[0081]
【表５】 [Table 5]
【００８２】上記試料１、２、３のシリコン膜は、その
断面をＴＥＭ（透過形電子顕微鏡）を用いて観察した結
果、シリコンベアウエハの結晶方位と同様な結晶方位
（１１１）３°off.に配位しているものとなっていた。
また成膜表面に自然酸化膜が形成されているが、この自
然酸化膜が形成されていない部分より結晶成長が行われ
ていることが認められた。As a result of observing the cross section of the silicon films of Samples 1, 2, and 3 using a TEM (transmission electron microscope), the crystal orientation (111) similar to the crystal orientation of the silicon bare wafer was 3 ° off. Had been coordinated.
In addition, although a natural oxide film was formed on the surface of the film, it was confirmed that crystal growth was performed from a portion where the natural oxide film was not formed.
【００８３】上記試料４のシリコン膜は、目視において
その表面にうっすらと曇りはあるが、一般のエピ基板と
同等程度に綺麗な表面状態であった。またシリコン膜の
断面をＴＥＭ（透過形電子顕微鏡）を用いて観察した結
果、このシリコン膜はシリコンベアウエハの結晶方位と
同様な結晶方位（１１１）３°off.に配位しているもの
となっていた。またシリコンベアウエハの表面には自然
酸化膜が形成されていたが、触媒活性水素処理によっ
て、その自然酸化膜は除去されていることが確認され
た。Although the surface of the silicon film of Sample 4 was slightly hazy visually, it was as beautiful as a general epi-substrate. In addition, as a result of observing the cross section of the silicon film using a TEM (transmission electron microscope), it was confirmed that this silicon film was oriented at a crystal orientation (111) 3 ° off similar to the crystal orientation of the silicon bare wafer. Had become. Although a natural oxide film was formed on the surface of the silicon bare wafer, it was confirmed that the natural oxide film was removed by the catalytically active hydrogen treatment.
【００８４】なお、反応ガス中に酸素や水分が混入した
場合には、酸素が結晶粒界付近に析出して、欠陥が発生
することがあった。When oxygen or moisture is mixed in the reaction gas, oxygen may be precipitated near the crystal grain boundaries and defects may occur.
【００８５】上記試料５のシリコン膜は、市販のＳＯＩ
（Silicon on Insulator）基板と同等程度に非常に綺麗
な表面状態であった。The silicon film of the sample 5 was made of a commercially available SOI
(Silicon on Insulator) The surface condition was as beautiful as the substrate.
【００８６】上記第１の化学的気相成長方法では、触媒
体２１に高周波電力を供給して成膜を行うことから、高
周波電流によって発生する表皮効果によって触媒体２１
は効率よく発熱される。また、反応ガスを表皮効果等に
よって高温に発熱している触媒体２１に接触させること
から、反応ガスのエネルギーを高めることができるの
で、プラズマ中に多くの電子と電荷を持った原子の集団
および電位傾配が存在しなくなり、反応ガスのプラズマ
化が十分に行われ反応分子が原子に至るまで分解される
ようになる。そのため、良質な成膜が行える。In the first chemical vapor deposition method, since high-frequency power is supplied to the catalyst 21 to form a film, the catalyst 21 is formed by a skin effect generated by the high-frequency current.
Generates heat efficiently. Further, since the reaction gas is brought into contact with the catalyst 21 which is generating heat at a high temperature due to the skin effect or the like, the energy of the reaction gas can be increased, so that a group of atoms having many electrons and charges in the plasma and The potential gradient disappears, and the reaction gas is sufficiently converted into plasma, and the reaction molecules are decomposed to atoms. Therefore, high-quality film formation can be performed.
【００８７】また、反応ガスを高温の触媒体２１に接触
させるので、反応ガスは活性化し、高エネルギーを持つ
シリコン原子（または分子）または水素原子（または分
子）、場合によってはこれらの集団（クラスタ）を形成
する。そして、上記高エネルギーを持った原子または分
子またはクラスタを基板に衝突させることによって、特
にシリコン原子が基板結晶方位に沿って整列するために
必要なエネルギーを供給支援するため、基板の温度が２
００℃〜６００℃程度であっても、シリコンエピタキシ
ー層を形成することが可能になる。したがって、格子定
数がシリコン結晶とほとんど同等なサファイア基板上も
しくはスピネル基板上にシリコンエピタキシー層を、２
００℃〜６００℃程度の基板温度で形成することが可能
になる。また、段差を設けた基板上に、その段差を結晶
成長のシードにして、シリコンのグラフォエピタキシー
層を形成することが可能になる。Further, since the reaction gas is brought into contact with the high-temperature catalyst body 21, the reaction gas is activated and silicon atoms (or molecules) or hydrogen atoms (or molecules) having a high energy, or a group (cluster) of these atoms in some cases. ) Is formed. By colliding the high-energy atoms, molecules, or clusters with the substrate, the substrate temperature is reduced by 2 to support the supply of energy necessary for silicon atoms to be aligned along the substrate crystal orientation.
Even at about 00 ° C. to 600 ° C., it is possible to form a silicon epitaxy layer. Therefore, a silicon epitaxy layer is formed on a sapphire substrate or a spinel substrate having a lattice constant almost equal to that of a silicon crystal.
It can be formed at a substrate temperature of about 00 ° C. to 600 ° C. In addition, it becomes possible to form a silicon graphoepitaxy layer on a substrate provided with a step by using the step as a seed for crystal growth.
【００８８】さらに、シリコン膜の成膜前に触媒体２１
を経由することにより活性化された水素の原子または分
子またはクラスタを被成膜基板５１に衝突させることに
よって、被成膜基板５１の表面に形成されている自然酸
化膜（例えば厚さが数ｎｍ程度の自然酸化膜）を、２０
０℃〜６００℃程度の低温で、水素の還元作用により除
去することが可能である。なお、その除去速度は、例え
ば基板温度が２００℃のとき、０．０７５ｎｍ／分〜
０．１ｎｍ／分程度であった。Further, before forming the silicon film, the catalyst 21
The hydrogen atoms, molecules or clusters activated by passing through the substrate 51 collide with the substrate 51 to form a natural oxide film (for example, having a thickness of several nm) formed on the surface of the substrate 51. Natural oxide film)
At a low temperature of about 0 ° C. to 600 ° C., it can be removed by the reducing action of hydrogen. The removal rate is, for example, 0.075 nm / min when the substrate temperature is 200 ° C.
It was about 0.1 nm / min.
【００８９】次に、本発明の第２の化学的気相成長方法
に係わる実施の形態を、前記図１０によって説明する。Next, an embodiment according to the second chemical vapor deposition method of the present invention will be described with reference to FIG.
【００９０】第２の化学的気相成長方法は、前記図１０
によって説明した第２の化学的気相成長装置２を用いて
シリコン膜を成膜する方法である。The second chemical vapor deposition method is the same as that shown in FIG.
This is a method for forming a silicon film using the second chemical vapor deposition apparatus 2 described above.
【００９１】まず、直流電源２２より直流電流を触媒体
２１に印加して、直流電流による抵抗発熱によって触媒
体２１を高温に発熱させる。続いて反応室１１内に、触
媒体２１を通すようにして反応ガスを供給する。反応ガ
スは高温（例えば８００℃〜２０００℃、好ましくは１
６００℃〜１８００℃）に発熱している触媒体２１を通
ることによって、熱分解反応もしくは触媒反応を起こし
てプラズマ化して堆積種を生成する。それとともに、反
応ガスの少なくとも一部を反応室１１の外部に接続して
設けたプラズマ発生室３１内に供給し、そのプラズマ発
生室３１内に設けた上部電極３３に高周波電源３５より
高周波電力を供給して、上部電極３３と下部電極３４と
の間において反応ガスをプラズマ化して堆積種を生成す
る。そして、その堆積種を反応室１１内に供給して、上
記反応室１１内で生成した堆積種とともに、例えば２０
０℃〜６００℃に加熱されたステージ１３上の被成膜基
板５１上に堆積することによって膜を形成する。First, a DC current is applied to the catalyst body 21 from the DC power supply 22, and the catalyst body 21 is heated to a high temperature by resistance heat generated by the DC current. Subsequently, a reaction gas is supplied into the reaction chamber 11 so as to pass through the catalyst body 21. The reaction gas is at a high temperature (eg, 800 ° C. to 2000 ° C., preferably 1
By passing through the catalyst body 21 which is generating heat (600 ° C. to 1800 ° C.), a thermal decomposition reaction or a catalytic reaction is caused to generate plasma to generate a deposited species. At the same time, at least a part of the reaction gas is supplied into a plasma generation chamber 31 provided outside the reaction chamber 11 and high frequency power is supplied from a high frequency power supply 35 to an upper electrode 33 provided in the plasma generation chamber 31. Then, the reactant gas is supplied into a plasma between the upper electrode 33 and the lower electrode 34 to generate deposition species. Then, the deposited species is supplied into the reaction chamber 11 and, together with the deposited species generated in the reaction chamber 11, for example, 20
A film is formed by depositing the film on the deposition target substrate 51 on the stage 13 heated to 0 ° C. to 600 ° C.
【００９２】なお、上記第２の化学的気相成長方法にお
いても、前記第１の化学的気相成長方法と同様に触媒体
に高周波電力を供給してもよい。In the second chemical vapor deposition method, high-frequency power may be supplied to the catalyst in the same manner as in the first chemical vapor deposition method.
【００９３】この第２の化学的気相成長方法により、例
えば酸化シリコン膜を成膜するには、前記説明した酸化
シリコン膜の成膜方法に示した工程１〜工程９を行えば
よい。In order to form a silicon oxide film by the second chemical vapor deposition method, for example, steps 1 to 9 shown in the above-described method for forming a silicon oxide film may be performed.
【００９４】上記第２の化学的気相成長方法では、反応
ガスの少なくとも一部を反応室１１の外部に設けたプラ
ズマ発生室３３内でプラズマ化して堆積種を生成し、そ
の堆積種を反応室１１内に供給して、反応室１１内で生
成した堆積種とともに、反応室１１内の被成膜基板５１
上に堆積して膜を形成することから、反応室１１内でプ
ラズマを発生しなくともすむ。そのため、被成膜基板５
１にプラズマの発生によるダメージが加わりにくくなる
ので、良質な成膜が行える。またプラズマ発生室３１内
に高周波電源３５を接続した上部電極３３を備えている
ことから、プラズマ発生室３１内で効率よくプラズマを
発生させることができる。また、プラズマ化した反応ガ
スを高温の触媒体（図示省略）に接触させさた場合に
は、さらに反応ガスのエネルギーを高めることができる
ので、プラズマ中に多くの電子と電荷を持った原子の集
団および電位傾配が存在しなくなり、反応ガスのプラズ
マ化が十分に行われ反応分子が原子に至るまで分解され
るようになる。In the second chemical vapor deposition method, at least a part of the reaction gas is converted into plasma in a plasma generation chamber 33 provided outside the reaction chamber 11 to generate a deposited species, and the deposited species is reacted. It is supplied into the chamber 11 and the deposition target 51 in the reaction chamber 11 together with the deposited species generated in the reaction chamber 11.
Since a film is formed by depositing on the upper surface, it is not necessary to generate plasma in the reaction chamber 11. Therefore, the deposition target substrate 5
1 is less likely to be damaged by the generation of plasma, so that a high quality film can be formed. Further, since the upper electrode 33 connected to the high frequency power supply 35 is provided in the plasma generation chamber 31, the plasma can be efficiently generated in the plasma generation chamber 31. In addition, when the reaction gas in the form of plasma is brought into contact with a high-temperature catalyst (not shown), the energy of the reaction gas can be further increased. The group and the potential gradient disappear, and the reaction gas is sufficiently converted into plasma, and the reaction molecules are decomposed to atoms.
【００９５】また、反応ガスを高温の触媒体２１に接触
させるので、反応ガスは活性化し、高エネルギーを持つ
シリコン原子（または分子）または水素原子（または分
子）または酸素原子（または分子）、場合によってはこ
れらの集団（クラスタ）を形成する。そして、上記高エ
ネルギーを持った原子または分子またはクラスタを基板
に衝突させることによって、堆積に必要なエネルギーを
供給支援するため、基板の温度が２００℃〜６００℃程
度であっても、良質な酸化シリコン膜を形成することが
可能になる。Further, since the reaction gas is brought into contact with the high-temperature catalyst body 21, the reaction gas is activated and has a high energy of silicon atoms (or molecules) or hydrogen atoms (or molecules) or oxygen atoms (or molecules). Some form these groups (clusters). Then, the high-energy atoms, molecules, or clusters collide with the substrate to support the supply of energy required for deposition. Therefore, even when the substrate temperature is about 200 ° C. to 600 ° C., high-quality oxidation It becomes possible to form a silicon film.
【００９６】次に、本発明の化学的気相成長装置のクリ
ーニング方法に係わる第１の実施の形態を以下に説明す
る。Next, a first embodiment of the cleaning method of the chemical vapor deposition apparatus of the present invention will be described below.
【００９７】化学的気相成長装置のクリーニング方法
は、化学的気相成長法により膜を形成する反応室内をプ
ラズマ化したクリーニングガスによりクリーニングする
ことであって、上記プラズマ化したクリーニングガス
は、反応室内で生成する。もしくは反応室の外部で生成
する。The cleaning method of the chemical vapor deposition apparatus is to clean a reaction chamber for forming a film by the chemical vapor deposition method with a cleaning gas which is made into a plasma. Generate indoors. Alternatively, it is generated outside the reaction chamber.
【００９８】例えば、前記図１に示した化学的気相成長
装置１の場合には、反応室１１内の脱ガスを行った後、
三フッ化窒素（ＮＦ3 ）を触媒体２１を通して反応室１
１内に供給し、三フッ化窒素プラズマを生成して、反応
室１１内をクリーニングする。このように、容易に反応
室１１内のクリーニングを行うことができる。For example, in the case of the chemical vapor deposition apparatus 1 shown in FIG. 1, after degassing in the reaction chamber 11,
Nitrogen trifluoride (NF 3 ) is passed through the catalyst 21 to form the reaction chamber 1.
1 to generate nitrogen trifluoride plasma to clean the inside of the reaction chamber 11. Thus, cleaning of the inside of the reaction chamber 11 can be easily performed.
【００９９】また、例えば図１０に示した化学的気相成
長装置２に場合には、反応室１１内の脱ガスを行った
後、プラズマ発生室３１内にドライクリーニング用の反
応ガスである三フッ化窒素を供給し、それに高周波電力
を印加してプラズマ化し、その三フッ化窒素のプラズマ
を反応室１１に供給することにより反応室１１の内部を
ドライクリーニングする。このように、容易にかつ効率
的にクリーニングガスをプラズマ化して、反応室１１内
のクリーニングを行うことができる。For example, in the case of the chemical vapor deposition apparatus 2 shown in FIG. 10, after the degassing of the reaction chamber 11 is carried out, The inside of the reaction chamber 11 is dry-cleaned by supplying nitrogen fluoride, applying high-frequency power thereto to generate plasma, and supplying the plasma of nitrogen trifluoride to the reaction chamber 11. As described above, the cleaning gas can be easily and efficiently converted into plasma, and the inside of the reaction chamber 11 can be cleaned.
【０１００】具体的には、前記説明した酸化シリコン膜
の成膜方法に示した工程１〜工程９のうちの工程５にお
いて、外部に設置したプラズマ発生室３１に三フッ化窒
素を供給する。例えば三フッ化窒素の流量を１５ｓｃｃ
ｍに設定して、プラズマ発生室３１内の圧力を１Ｐａ〜
１５０Ｐａ程度に設定する。またステージ１３の温度
は、例えば２００℃〜６００℃、ここでは一例として、
２００℃に設定する。このとき、モノシラン、水素の供
給は停止しておく。そして、上記流量、圧力、温度等が
安定になるように制御する。More specifically, in step 5 of step 1 to step 9 shown in the above-described method for forming a silicon oxide film, nitrogen trifluoride is supplied to the plasma generation chamber 31 provided outside. For example, the flow rate of nitrogen trifluoride is 15 scc
m, and the pressure in the plasma generation chamber 31 is 1 Pa to
Set to about 150 Pa. Further, the temperature of the stage 13 is, for example, 200 ° C. to 600 ° C., and here, as an example,
Set to 200 ° C. At this time, the supply of monosilane and hydrogen is stopped. Then, control is performed so that the flow rate, pressure, temperature, and the like become stable.
【０１０１】次いで、工程６において、三フッ化窒素に
例えば１ｋＷのプラズマ発生電力を高周波電源３５より
上部電極３３を介して印加する。その結果、三フッ化窒
素はプラズマ化され、反応室１１内に供給される。それ
によって、反応室１１内はドライクリーニングされる。
このようなドライクリーニングは、成膜装置の場合、膜
質を維持するため、特にパーティクル密度を少なく制御
するために、必ず行う必要がある。Next, in step 6, plasma generating power of, for example, 1 kW is applied to nitrogen trifluoride from the high frequency power supply 35 via the upper electrode 33. As a result, the nitrogen trifluoride is turned into plasma and supplied into the reaction chamber 11. Thereby, the inside of the reaction chamber 11 is dry-cleaned.
In the case of a film forming apparatus, such dry cleaning must always be performed in order to maintain the film quality, and particularly to control the particle density to be low.
【０１０２】[0102]
【発明の効果】以上、説明したように本発明の第１の化
学的気相成長装置によれば、触媒体と直流電源の正極と
が接続している間に高周波電源が接続されているので、
触媒体は直流電源から供給される直流電流によって発熱
されるとともに高周波電源から供給される高周波電力に
よって発生する表皮効果によって効率よく発熱させるこ
とができる。そのため、直流電流のみによって発熱させ
る場合よりも消費電力を低減することができ、省エネル
ギー化が図れる。また、反応ガスを高温の触媒体に接触
させるので、通常の熱ＣＶＤよりも反応ガスのエネルギ
ーをさらに高めることができ、反応ガスのプラズマ化が
十分に行われるので、低温で高品質な成膜を行うことが
できる。As described above, according to the first chemical vapor deposition apparatus of the present invention, the high frequency power supply is connected while the catalyst and the positive electrode of the DC power supply are connected. ,
The catalyst body generates heat by the DC current supplied from the DC power supply and can efficiently generate heat by a skin effect generated by the high-frequency power supplied from the high-frequency power supply. Therefore, power consumption can be reduced as compared with the case where heat is generated only by the direct current, and energy can be saved. In addition, since the reaction gas is brought into contact with the high-temperature catalyst, the energy of the reaction gas can be further increased as compared with normal thermal CVD, and the reaction gas can be sufficiently converted into plasma. It can be performed.
【０１０３】本発明の第２の化学的気相成長装置によれ
ば、プラズマ発生室が反応室に接続されているので、プ
ラズマ発生室でプラズマを発生させることができ、被成
膜基板にはプラズマの発生によるダメージが生じ難くな
る。また、反応室内には高温に発熱できる触媒体を備え
ているので、プラズマ化した反応ガスを高温の触媒体に
接触させて、反応ガスのエネルギーをさらに高めること
ができるので、反応ガスのプラズマ化を十分に行うこと
ができる。よって、低温で高品質な成膜を行うことがで
きる。According to the second chemical vapor deposition apparatus of the present invention, since the plasma generation chamber is connected to the reaction chamber, plasma can be generated in the plasma generation chamber, and Damage due to generation of plasma is less likely to occur. In addition, since the reaction chamber is provided with a catalyst that can generate heat at a high temperature, the reaction gas in the form of plasma can be brought into contact with the high-temperature catalyst to further increase the energy of the reaction gas. Can be performed sufficiently. Therefore, high-quality film formation can be performed at a low temperature.
【０１０４】本発明の第１の化学的気相成長方法によれ
ば、触媒体に高周波電力を供給して成膜を行うので、高
周波電流によって発生する表皮効果によって触媒体は効
率よく発熱する。また、反応ガスを高温の触媒体に接触
させるので、反応ガスのエネルギーをさらに高めること
ができ、反応ガスのプラズマ化を十分に行うことができ
る。よって、低温で高品質な成膜を行うことが可能にな
る。According to the first chemical vapor deposition method of the present invention, since the film is formed by supplying high-frequency power to the catalyst, the catalyst efficiently generates heat by the skin effect generated by the high-frequency current. Further, since the reaction gas is brought into contact with the high-temperature catalyst, the energy of the reaction gas can be further increased, and the reaction gas can be sufficiently converted into plasma. Therefore, high-quality film formation can be performed at a low temperature.
【０１０５】本発明の第２の化学的気相成長方法によれ
ば、反応ガスの少なくとも一部を反応室の外部でプラズ
マ化して堆積種を生成し、その堆積種を反応室内に供給
して、反応室内で生成した堆積種とともに、反応室内の
被成膜基板上に堆積して膜を形成するので、被成膜基板
にはプラズマの発生によるダメージが加わりにくくな
る。また、プラズマ化した反応ガスを高温の触媒体に接
触させるので、反応ガスのエネルギーをさらに高めるこ
とができ、反応ガスのプラズマ化を十分に行うことがで
きる。よって、低温で高品質な成膜を行うことが可能に
なる。According to the second chemical vapor deposition method of the present invention, at least a part of the reaction gas is converted into plasma outside the reaction chamber to generate a deposited species, and the deposited species is supplied into the reaction chamber. In addition, since the film is formed by depositing on the deposition substrate in the reaction chamber together with the deposited species generated in the reaction chamber, the deposition substrate is less likely to be damaged by generation of plasma. In addition, since the reaction gas in the form of plasma is brought into contact with the high-temperature catalyst, the energy of the reaction gas can be further increased, and the reaction gas can be sufficiently converted into plasma. Therefore, high-quality film formation can be performed at a low temperature.
【０１０６】本発明の化学的気相成長装置のクリーニン
グ方法によれば、化学的気相成長法により膜を形成する
反応室内をプラズマ化したクリーニングガスでクリーニ
ングするので、反応室内のパーティクルを大幅に減少す
ることができる。その結果、被成膜基板に堆積される膜
の品質を高めることができる。According to the cleaning method of the chemical vapor deposition apparatus of the present invention, the reaction chamber in which a film is formed by the chemical vapor deposition method is cleaned with a cleaning gas which has been turned into plasma. Can be reduced. As a result, the quality of a film deposited on the deposition target substrate can be improved.
【図１】本発明の第１の化学的気相成長装置に係わる実
施の形態を示す概略構成断面図である。FIG. 1 is a schematic configuration sectional view showing an embodiment according to a first chemical vapor deposition apparatus of the present invention.
【図２】触媒体の構成例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration example of a catalyst body.
【図３】触媒体の構成例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration example of a catalyst body.
【図４】触媒体の構成例の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a configuration example of a catalyst body.
【図５】触媒体の構成例の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a configuration example of a catalyst body.
【図６】触媒体の構成例の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a configuration example of a catalyst body.
【図７】触媒体の構成例の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a configuration example of a catalyst body.
【図８】触媒体の構成例の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a configuration example of a catalyst body.
【図９】複数の高周波電源を設けた触媒体の構成例の説
明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a configuration example of a catalyst body provided with a plurality of high-frequency power supplies.
【図１０】本発明の第２の化学的気相成長装置に係わる
実施の形態を示す概略構成断面図である。FIG. 10 is a schematic sectional view showing an embodiment according to a second chemical vapor deposition apparatus of the present invention.
１…第１の化学的気相成長装置、１１…反応室、２１…
触媒体、２２…直流電源、２５…高周波電源、５１…被
成膜基板DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st chemical vapor deposition apparatus, 11 ... reaction chamber, 21 ...
Catalyst body, 22: DC power supply, 25: High frequency power supply, 51: Deposition substrate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA17 BA29 CA05 DA06 FA03 KA30 KA49 5F045 AB02 AB32 AC11 AD06 AD07 AD08 AD09 AE13 AE15 AE17 AE19 DA61 DP03 EB02 EB03 EB06 EB08 EH18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4K030 AA06 AA17 BA29 CA05 DA06 FA03 KA30 KA49 5F045 AB02 AB32 AC11 AD06 AD07 AD08 AD09 AE13 AE15 AE17 AE19 DA61 DP03 EB02 EB03 EB06 EB08 EH18
Claims (8)
を供給して生成した堆積種を前記反応室内の被成膜基板
上に堆積して成膜を行う化学的気相成長装置において、 前記触媒体は直流電源に接続され、 前記触媒体と前記直流電源の正極とが接続している間に
高周波電源が接続されていることを特徴とする化学的気
相成長装置。1. A chemical vapor deposition apparatus for depositing a deposition species generated by supplying a raw material gas to a catalyst provided in a reaction chamber on a deposition target substrate in the reaction chamber to form a film. The chemical catalyst is connected to a DC power supply, and a high-frequency power supply is connected while the catalyst and the positive electrode of the DC power supply are connected.
間のそれぞれに、高周波電源が接続されていることを特
徴とする請求項１記載の化学的気相成長装置。2. The plurality of DC power supplies are provided, and a high frequency power supply is connected between each positive electrode of the plurality of DC power supplies and the catalyst body. Chemical vapor deposition equipment.
を供給して生成した堆積種を前記反応室内の被成膜基板
上に堆積して成膜を行う化学的気相成長装置において、 前記反応室に接続したプラズマ発生室と、 プラズマを発生させるもので前記プラズマ発生室内に設
けた電極と、 前記電極に接続した高周波電源とを備えたことを特徴と
する化学的気相成長装置。3. A chemical vapor deposition apparatus for depositing a deposition species generated by supplying a raw material gas to a catalyst provided in a reaction chamber on a deposition target substrate in the reaction chamber to form a film. A chemical vapor deposition apparatus comprising: a plasma generation chamber connected to the reaction chamber; an electrode for generating plasma; and an electrode provided in the plasma generation chamber; and a high frequency power supply connected to the electrode.
給して堆積種を生成し、前記堆積種を前記反応室内の被
成膜基板上に堆積して膜を形成する化学的気相成長方法
において、 前記触媒体に高周波電力を供給することを特徴とする化
学的気相成長方法。4. A chemical vapor phase for supplying a raw material gas to a catalyst provided in a reaction chamber to generate a deposition species, and depositing the deposition species on a film formation substrate in the reaction chamber to form a film. In the growth method, a high-frequency power is supplied to the catalyst body.
給して堆積種を生成し、前記堆積種を前記反応室内の被
成膜基板上に堆積して膜を形成する化学的気相成長方法
において、 前記反応ガスの少なくとも一部を前記反応室の外部でプ
ラズマ化して堆積種を生成し、該堆積種を前記反応室内
に供給して、前記反応室内で生成した堆積種とともに、
前記反応室内の被成膜基板上に堆積して膜を形成するこ
とを特徴とする化学的気相成長方法。5. A chemical vapor phase for supplying a source gas to a catalyst body provided in a reaction chamber to generate a deposition species, and depositing the deposition species on a film formation substrate in the reaction chamber to form a film. In the growing method, at least a part of the reaction gas is turned into plasma outside the reaction chamber to generate a deposited species, and the deposited species is supplied to the reaction chamber, and the deposited species is generated in the reaction chamber.
A chemical vapor deposition method comprising depositing a film on a deposition target substrate in the reaction chamber to form a film.
応室内をプラズマ化したクリーニングガスによりクリー
ニングすることを特徴とする化学的気相成長装置のクリ
ーニング方法。6. A cleaning method for a chemical vapor deposition apparatus, comprising cleaning a reaction chamber for forming a film by a chemical vapor deposition method with a cleaning gas converted into plasma.
は、化学的気相成長法により膜を形成する反応室内で生
成されることを特徴とする請求項６記載の化学的気相成
長装置のクリーニング方法。7. The cleaning method for a chemical vapor deposition apparatus according to claim 6, wherein said cleaning gas converted into plasma is generated in a reaction chamber for forming a film by a chemical vapor deposition method.
は、化学的気相成長法により膜を形成する反応室の外部
で生成されることを特徴とする請求項６記載の化学的気
相成長装置のクリーニング方法。8. The cleaning of the chemical vapor deposition apparatus according to claim 6, wherein the cleaning gas converted into plasma is generated outside a reaction chamber for forming a film by a chemical vapor deposition method. Method.
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002058125A1 (en) * | 2001-01-22 | 2002-07-25 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing device and plasma processing method |
| JP2002299264A (en) * | 2001-04-04 | 2002-10-11 | Sony Corp | Forming method for polycrystalline semiconductor membrane and manufacturing method for semiconductor device |
| JP2002299238A (en) * | 2001-04-04 | 2002-10-11 | Sony Corp | Polycrystalline semiconductor film-forming method and semiconductor device manufacturing method |
| JP2004533118A (en) * | 2001-05-30 | 2004-10-28 | エーエスエム アメリカ インコーポレイテッド | Low temperature loading and unloading and baking |
| JP2007150135A (en) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Ulvac Japan Ltd | Chemical vapor deposition apparatus using catalystic wire, chemical vapor deposition method using the apparatus, and self-cleaning method for the apparatus |
| WO2007132887A1 (en) * | 2006-05-16 | 2007-11-22 | Tokyo Electron Limited | Film forming method and film forming apparatus |
| JP2009044190A (en) * | 2008-11-07 | 2009-02-26 | Canon Anelva Corp | Etching method of attached film |
| JP2009111397A (en) * | 2008-11-04 | 2009-05-21 | Canon Anelva Corp | Method of etching deposition film |
| US7581550B2 (en) | 2004-02-02 | 2009-09-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of cleaning reaction chamber using substrate having catalyst layer thereon |
| KR100915252B1 (en) * | 2000-09-08 | 2009-09-03 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Shower head structure and cleaning method thereof |
| JP5687396B1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-03-18 | Ｓｐｐテクノロジーズ株式会社 | Plasma processing equipment |
-
1999
- 1999-04-05 JP JP11097218A patent/JP2000260721A/en active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100915252B1 (en) * | 2000-09-08 | 2009-09-03 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Shower head structure and cleaning method thereof |
| WO2002058125A1 (en) * | 2001-01-22 | 2002-07-25 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing device and plasma processing method |
| US8394231B2 (en) | 2001-01-22 | 2013-03-12 | Tokyo Electron Limited | Plasma process device and plasma process method |
| JP2002299264A (en) * | 2001-04-04 | 2002-10-11 | Sony Corp | Forming method for polycrystalline semiconductor membrane and manufacturing method for semiconductor device |
| JP2002299238A (en) * | 2001-04-04 | 2002-10-11 | Sony Corp | Polycrystalline semiconductor film-forming method and semiconductor device manufacturing method |
| JP4644964B2 (en) * | 2001-04-04 | 2011-03-09 | ソニー株式会社 | Method for forming polycrystalline semiconductor thin film and method for manufacturing semiconductor device |
| JP2004533118A (en) * | 2001-05-30 | 2004-10-28 | エーエスエム アメリカ インコーポレイテッド | Low temperature loading and unloading and baking |
| US7581550B2 (en) | 2004-02-02 | 2009-09-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of cleaning reaction chamber using substrate having catalyst layer thereon |
| JP2007150135A (en) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Ulvac Japan Ltd | Chemical vapor deposition apparatus using catalystic wire, chemical vapor deposition method using the apparatus, and self-cleaning method for the apparatus |
| WO2007132887A1 (en) * | 2006-05-16 | 2007-11-22 | Tokyo Electron Limited | Film forming method and film forming apparatus |
| KR101130897B1 (en) * | 2006-05-16 | 2012-03-28 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Film forming method and film forming apparatus |
| JP2009111397A (en) * | 2008-11-04 | 2009-05-21 | Canon Anelva Corp | Method of etching deposition film |
| JP2009044190A (en) * | 2008-11-07 | 2009-02-26 | Canon Anelva Corp | Etching method of attached film |
| JP5687396B1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-03-18 | Ｓｐｐテクノロジーズ株式会社 | Plasma processing equipment |
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