JPH07183236A - Method and device for plasma cvd - Google Patents
Method and device for plasma cvdInfo
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- JPH07183236A JPH07183236A JP27634894A JP27634894A JPH07183236A JP H07183236 A JPH07183236 A JP H07183236A JP 27634894 A JP27634894 A JP 27634894A JP 27634894 A JP27634894 A JP 27634894A JP H07183236 A JPH07183236 A JP H07183236A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は成膜用原料ガスをプラズ
マ化し、該プラズマのもとで被成膜基体上に膜形成を行
うプラズマＣＶＤ法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma CVD method and apparatus for forming a film forming source gas into plasma and forming a film on a film forming substrate under the plasma.
【０００２】[0002]
【従来の技術】プラズマＣＶＤは、薄膜トランジスタの
製造、半導体利用の各種センサ等の各種半導体デバイス
の製造、アモルファスシリコン太陽電池、液晶表示装置
等に用いられる各種薄膜デバイスの製造などに広く利用
されている。プラズマＣＶＤ装置は各種タイプのものが
知られている。2. Description of the Related Art Plasma CVD is widely used for manufacturing thin film transistors, various semiconductor devices such as various sensors using semiconductors, various thin film devices used for amorphous silicon solar cells, liquid crystal display devices and the like. . Various types of plasma CVD apparatuses are known.
【０００３】その代表例として図７に示す平行平板型の
プラズマＣＶＤ装置について説明すると、この装置は成
膜室として用いる真空容器１を有し、その中に被成膜基
体Ｓ２を設置する基体ホルダを兼ねる電極２及びこの電
極に対向する電極３が設けられている。電極２は、通
常、接地電極とされ、また、この上に設置される基体Ｓ
２を成膜温度に加熱するヒータ２１を付設してある。な
お、輻射熱で基体Ｓ２を加熱するときは、ヒータ２１は
電極２から分離される。As a typical example thereof, a parallel plate type plasma CVD apparatus shown in FIG. 7 will be described. This apparatus has a vacuum container 1 used as a film forming chamber, and a substrate holder in which a film forming substrate S2 is installed. An electrode 2 also serving as the electrode and an electrode 3 facing the electrode are provided. The electrode 2 is usually a ground electrode, and the substrate S installed on this is also a ground electrode.
A heater 21 for heating 2 to the film formation temperature is attached. The heater 21 is separated from the electrode 2 when the substrate S2 is heated by radiant heat.
【０００４】電極３は、電極２との間に導入される成膜
用ガスに高周波電力や直流電力を印加してプラズマ化さ
せるための電力印加電極で、ここではマッチングボック
ス４を介して高周波電源１０を接続してある。真空容器
１には、さらに、弁６を介して排気装置７を接続してあ
るとともに、成膜用ガスのガス供給部８を配管接続して
ある。ガス供給部８には、１又は２以上のマスフローコ
ントローラ８１１、８１２・・・・及び弁８２１、８２
２・・・・を介して、成膜用ガスを供給するガス源８３
１、８３２・・・・が含まれている。The electrode 3 is a power application electrode for applying high-frequency power or direct-current power to the film-forming gas introduced between the electrode 3 and plasma to form a plasma. Here, a high-frequency power supply is provided via a matching box 4. 10 are connected. The vacuum container 1 is further connected to an exhaust device 7 via a valve 6 and a gas supply portion 8 for film forming gas is connected to the vacuum pipe 1 by piping. The gas supply unit 8 includes one or more mass flow controllers 811, 812, ... And valves 821, 82.
Gas source 83 for supplying a film forming gas via 2 ...
, 832 ... Is included.
【０００５】この平行平板型プラズマＣＶＤ装置による
と、成膜対象基体Ｓ２が図示しない基体搬送装置により
容器１内に搬入されて電極２上に設置され、該容器１内
が弁６の操作と排気装置７の運転にて所定の真空度とさ
れ、ガス供給部８から成膜用ガスが導入される。また、
高周波電極３に、電源１０から高周波電力が印加され、
それによって導入されたガスがプラズマ化され、このプ
ラズマの下で基体Ｓ２表面に所望の膜が形成される。According to this parallel plate type plasma CVD apparatus, the substrate S2 to be film-formed is carried into the container 1 by the substrate transfer device (not shown) and placed on the electrode 2, and the inside of the container 1 is operated by the valve 6 and exhausted. A predetermined vacuum degree is set by the operation of the apparatus 7, and the film forming gas is introduced from the gas supply unit 8. Also,
High frequency power is applied from the power source 10 to the high frequency electrode 3,
The gas introduced thereby is turned into plasma, and a desired film is formed on the surface of the substrate S2 under this plasma.
【０００６】このようなプラズマＣＶＤにおいては、形
成される膜の膜質低下、悪化を防止する目的で、膜形成
対象であるデバイス基板等の基体やそこに形成される膜
にダストパーティクルが付着、混入等することを防止す
るために、プラズマＣＶＤ装置の成膜室への基体搬送系
や成膜室における基体の配置、各部材の材質等をダスト
パーティクルの発生が少なくなるように工夫している。
また、成膜条件を工夫したり、前記装置の運転の合間に
成膜室内、電極及び基体搬送系等を清掃することが一般
的に行われている。In such plasma CVD, in order to prevent deterioration or deterioration of film quality of a film to be formed, dust particles adhere to or mix with a substrate such as a device substrate to be film-formed or a film formed thereon. In order to prevent such occurrence, the substrate transfer system to the film forming chamber of the plasma CVD apparatus, the arrangement of the substrate in the film forming chamber, the material of each member, etc. are devised so that the generation of dust particles is reduced.
Further, it is common practice to devise film forming conditions and to clean the film forming chamber, electrodes, substrate transfer system, etc. between the operation of the apparatus.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラズ
マＣＶＤにより、例えば原料ガスとしてモノシラン（Ｓ
ｉＨ4 ）を用いて基体上に水素化アモルファスシリコン
（以下、「ａ−Ｓｉ：Ｈ」ということがある。）膜を形
成すると、従来のプラズマＣＶＤ法ではいくらダスト発
生の少ない条件を設定しても、成膜中にダストパーティ
クルが基体に付着したり、ダストパーティクルが形成さ
れる膜に付着したり、混入したりする。また、従来のプ
ラズマＣＶＤによる成膜法では成膜速度を大きくする程
ダスト発生量が多くなるため、ダスト発生量を低減させ
るためには成膜速度を低下させなければならない。However, by plasma CVD, for example, monosilane (S
When a hydrogenated amorphous silicon (hereinafter sometimes referred to as “a-Si: H”) film is formed on a substrate by using iH 4 ), the conventional plasma CVD method sets a condition for generating less dust. Also, the dust particles adhere to the substrate during film formation, adhere to the film on which the dust particles are formed, or mix. Further, in the conventional film formation method using plasma CVD, the amount of dust generated increases as the film formation rate increases, and therefore the film formation rate must be reduced in order to reduce the amount of dust generation.
【０００８】なお、ＳｉＨ4 を原料ガスとして用いａ−
Ｓｉ：Ｈ膜を形成する場合を例にとると、該ガスがプラ
ズマ化されることにより基体上への膜堆積が行われると
同時に、気相中の反応により高次シランが生成し、この
高次シランが重合してダストが発生する。そこで本発明
は、膜堆積に寄与する反応種の生成を妨げず、ダストパ
ーティクル発生の原因となる反応種の生成を抑制するこ
とにより、成膜速度を著しく低下させることなく、或い
は向上させて成膜でき、且つ、ダストパーティクル発生
を抑制してそれだけ高品質の膜を形成できるプラズマＣ
ＶＤ法及び装置を提供することを課題とする。SiH 4 is used as a source gas and
Taking the case of forming a Si: H film as an example, the gas is turned into plasma to deposit the film on the substrate, and at the same time, a higher order silane is generated by a reaction in the gas phase, Next silane is polymerized to generate dust. Therefore, the present invention does not prevent the generation of the reactive species that contribute to the film deposition and suppresses the generation of the reactive species that causes the generation of dust particles, so that the film formation rate is not significantly reduced or improved. Plasma C capable of forming a film and suppressing the generation of dust particles to form a high quality film.
It is an object to provide a VD method and device.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決すべく研究を重ね、プラズマＣＶＤにおいては、電力
印加時間の間隔を制御することにより、膜堆積に寄与す
る反応種と、ダストパーティクル発生の原因となる反応
種との生成割合を制御でき、例えば、成膜用原料ガスを
プラズマ化させるために印加する高周波電力の基本周波
数が１３．５６ＭＨｚである場合、該電力に１０ＫＨｚ
（基本周波数のほぼ１０００分の１）より高い適度の変
調周波数で振幅変調を施すことにより、変調を加えない
従来の連続放電による場合に比べ大幅にダスト発生量を
低減させることができ、成膜速度についても著しい低下
を招かないか、或いは向上させることができることを見
出した。一方、前記変調周波数を１０ＫＨｚより低くし
ていくと、成膜速度の点で好ましくなかった。本発明者
はこの知見に基づきさらに研究を進めて本発明を完成し
た。Means for Solving the Problems The present inventor has conducted extensive research to solve the above problems, and in plasma CVD, by controlling the interval of power application time, reactive species that contribute to film deposition and dust particles It is possible to control the generation ratio with the reactive species that cause the generation. For example, when the basic frequency of the high frequency power applied to turn the film forming source gas into plasma is 13.56 MHz, the power is 10 KHz.
By performing amplitude modulation at a moderately higher modulation frequency (approximately 1000 times lower than the fundamental frequency), the amount of dust generated can be greatly reduced compared to the conventional continuous discharge that does not apply modulation. It has also been found that the speed can be not significantly reduced or can be improved. On the other hand, if the modulation frequency is lower than 10 KHz, it is not preferable in terms of film formation rate. The present inventor has further researched based on this finding and completed the present invention.
【００１０】すなわち本発明は、成膜用原料ガスをプラ
ズマ化し、該プラズマのもとで被成膜基体上に膜を形成
するプラズマＣＶＤ法において、前記原料ガスのプラズ
マ化を、周波数が１０ＭＨｚから２００ＭＨｚの範囲の
基本高周波電力に該周波数の１０００分の１から１０分
の１程度の範囲における変調周波数で振幅変調を施した
状態の高周波電力の印加により行うことを特徴とするプ
ラズマＣＶＤ法、及び成膜用原料ガス供給手段から成膜
室に供給される原料ガスに高周波電力印加手段にて高周
波電力を印加することで該ガスをプラズマ化し、該プラ
ズマのもとで該成膜室に配置した被成膜基体上に膜を形
成するプラズマＣＶＤ装置において、前記高周波電力印
加手段が、周波数１０ＭＨｚから２００ＭＨｚの範囲の
基本高周波電力に該周波数の１０００分の１から１０分
の１の範囲における変調周波数で振幅変調を施した状態
の高周波電力を印加するものであるプラズマＣＶＤ装置
を提供するものである。That is, according to the present invention, in the plasma CVD method in which a film-forming raw material gas is turned into plasma and a film is formed on a film-forming substrate under the plasma, the raw material gas is turned into plasma from a frequency of 10 MHz. A plasma CVD method, characterized in that the basic high-frequency power in the range of 200 MHz is applied with high-frequency power in a state in which amplitude modulation is performed at a modulation frequency in the range of about 1/1000 to 1/10 of the frequency; By applying high frequency power to the source gas supplied from the film forming source gas supply means to the film forming chamber by the high frequency power applying means, the gas was turned into plasma and placed in the film forming chamber under the plasma. In a plasma CVD apparatus for forming a film on a substrate on which a film is to be formed, the high frequency power applying means applies a basic high frequency power in a frequency range of 10 MHz to 200 MHz. There is provided a plasma CVD apparatus at a modulation frequency of 1 in the range of one tenth of thousandth of the frequency in which high-frequency power is applied in the state which has been subjected to amplitude modulation.
【００１１】このプラズマＣＶＤ法及び装置において、
変調前の基本高周波電力の波形は、サイン波、矩形波、
のこぎり波、三角波等であることが考えられる。また、
変調前の基本高周波電力には、周波数が１０ＭＨｚから
２００ＭＨｚの範囲のものを採用するが、これは周波数
が１０ＭＨｚより低い場合、効率の良いプラズマ生成が
不可能であり、２００ＭＨｚより高い場合、変調を加え
たとしても従来方法及び装置によるよりプラズマ生成の
効率が向上せず、また電源コストが増大する。In this plasma CVD method and apparatus,
The waveform of the basic high frequency power before modulation is sine wave, square wave,
It may be a sawtooth wave, a triangular wave, or the like. Also,
As the basic high frequency power before modulation, a frequency in the range of 10 MHz to 200 MHz is adopted, but if the frequency is lower than 10 MHz, efficient plasma generation is impossible, and if it is higher than 200 MHz, modulation is performed. Even if added, the efficiency of plasma generation is not improved and the power supply cost is increased as compared with the conventional method and apparatus.
【００１２】前記変調周波数は１０ＭＨｚから２００Ｍ
Ｈｚの範囲の基本高周波電力の該周波数の１０００分の
１から１０分の１の範囲で設定するが、該基本高周波電
力の周波数の１０００分の１より低くする場合、プラズ
マを発生させる電力印加の振幅変調の割合が少ないた
め、膜堆積に寄与する反応種を生成させることとダスト
発生の原因となる反応種生成を抑制することとをほぼ並
行して行うことが困難である。また、変調周波数を基本
周波数の１０分の１より高くする場合、安定したプラズ
マを発生させることが困難となる。The modulation frequency is 10 MHz to 200M
The frequency is set in the range of 1/1000 to 1/10 of the frequency of the basic high frequency power in the range of Hz, but when it is set lower than 1/1000 of the frequency of the basic high frequency power, the power application for generating plasma is applied. Since the rate of amplitude modulation is small, it is difficult to generate the reactive species that contribute to film deposition and suppress the reactive species that cause dust generation almost in parallel. Further, when the modulation frequency is set to be higher than 1/10 of the fundamental frequency, it becomes difficult to generate stable plasma.
【００１３】前記本発明の課題、換言すれば本発明の目
的をより確実に達成するため、本発明に係る前記プラズ
マＣＶＤ法において、前記成膜用原料ガスのプラズマ化
を、前記基本高周波電力に前記振幅変調（第１の振幅変
調）を施し、さらに該変調周波数の１００倍未満で１０
０分の１より高い変調周波数で第２の振幅変調を施した
状態の高周波電力の印加により行ってもよい。そして、
本発明に係る前記プラズマＣＶＤ装置においても、前記
高周波電力印加手段を、前記基本高周波電力に前記振幅
変調（第１の振幅変調）を施し、さらに該変調周波数の
１００倍未満で１００分の１より高い変調周波数で第２
の振幅変調を施した状態の高周波電力を印加するものと
してもよい。In order to more reliably achieve the object of the present invention, in other words, the object of the present invention, in the plasma CVD method according to the present invention, the plasma conversion of the film-forming source gas is performed with the basic high frequency power. The amplitude modulation (first amplitude modulation) is performed, and if the modulation frequency is less than 100 times 10
Alternatively, the high frequency power may be applied in the state where the second amplitude modulation is performed at a modulation frequency higher than 0/0. And
Also in the plasma CVD apparatus according to the present invention, the high-frequency power applying means performs the amplitude modulation (first amplitude modulation) on the basic high-frequency power, and further, the modulation frequency is less than 100 times less than 1/100. Second at high modulation frequency
It is also possible to apply the high frequency power in the state where the amplitude modulation is applied.
【００１４】第２の振幅変調の周波数が前記第１変調周
波数の１００倍以上になると、該第２振幅変調による十
分な効果が得られない。また１００分の１以下では成膜
速度が低下する。なお前記第１及び第２の各「振幅変
調」は勿論のこと、以下の説明及び特許請求の範囲にお
いて、「振幅変調」は、電力印加のオン・オフによるパ
ルス変調、パルス状の変調をも含む概念である。If the frequency of the second amplitude modulation becomes 100 times or more the first modulation frequency, the sufficient effect of the second amplitude modulation cannot be obtained. On the other hand, if it is 1/100 or less, the film forming rate will decrease. In addition to the first and second “amplitude modulation”, in the following description and claims, “amplitude modulation” includes pulse modulation by turning on / off power application and pulse-like modulation. It is a concept that includes.
【００１５】前記第１振幅変調における変調周波数は既
述のとおり基本高周波電力周波数の１０００分の１から
１０分の１の範囲で設定するが、より望ましくは基本高
周波電力周波数の２７０分の１から６８分の１の範囲
（基本高周波電力周波数が１３．５６ＭＨｚのときは略
５０ｋＨｚから略２００ｋＨｚの範囲）、さらに望まし
くは２７０分の１から１３５分の１の範囲、例えば略２
００分の１（基本高周波電力周波数が１３．５６ＭＨｚ
のときは略５０ｋＨｚから略１００ｋＨｚの範囲、例え
ば６８ｋＨｚ又はその付近）である。As described above, the modulation frequency in the first amplitude modulation is set in the range of 1/1000 to 1/10 of the basic high frequency power frequency, but more preferably from 270/270 of the basic high frequency power frequency. A range of 1/68 (a range of about 50 kHz to about 200 kHz when the basic high frequency power frequency is 13.56 MHz), and more preferably a range of 1/270 to 1/135, for example, about 2
1/00 (basic high frequency power frequency is 13.56MHz
In this case, the range is approximately 50 kHz to approximately 100 kHz, for example, 68 kHz or its vicinity).
【００１６】また、前記各振幅変調は、それには限定さ
れないが、代表例として、パーティクルの発生を効果的
に抑制するうえで電力印加のオンオフを伴う変調（換言
すればパルス変調又はパルス状の変調）を挙げることが
できる。この場合デューティ比、即ち変調波の１周期に
占める電力印加のオン時間の割合（オン／オン＋オフ）
は、任意の値に定めることができが、それには限定され
ないが代表的には５０％程度が考えられ、この場合、ダ
ストパーティクル発生量の低減と、成膜速度の著しい低
下を伴わない、或いは成膜速度が向上する成膜が程よく
行われる。Further, each amplitude modulation is not limited thereto, but as a typical example, modulation accompanied by on / off of power application in order to effectively suppress the generation of particles (in other words, pulse modulation or pulse modulation). ) Can be mentioned. In this case, the duty ratio, that is, the ratio of the ON time of power application to one cycle of the modulated wave (ON / ON + OFF)
Can be set to an arbitrary value, but is not limited thereto, and is typically about 50%. In this case, the generation amount of dust particles is not reduced and the film formation rate is not significantly reduced, or The film formation is moderately performed to improve the film formation rate.
【００１７】また、振幅変調した状態のガスプラズマ化
用の高周波電力は、代表的には、その原形を所望の高周
波信号を発生させ得る、例えばファンクションジエネレ
ータと一般に称されているもののような、高周波信号発
生器により作り、これを増幅器で増幅して得ることが考
えられるが、周波数が１０ＭＨｚから２００ＭＨｚの範
囲の基本高周波電力を生成し、これに振幅変調を施して
得ること等も考えられ、この点について特に制限はな
い。Further, the high frequency power for gas plasma conversion in the amplitude-modulated state is typically the original form of the high frequency power, which can generate a desired high frequency signal, such as one generally called a function generator. It is possible to make it by a high-frequency signal generator and amplify it with an amplifier. However, it is also possible to generate basic high-frequency power in the frequency range of 10 MHz to 200 MHz, and perform amplitude modulation on it. There is no particular limitation on this point.
【００１８】以上の本発明に係るプラズマＣＶＤ法及び
装置を採用して成膜することにより効果的にダスト発生
の低減と成膜速度の著しい低下の回避或いは向上が達成
される膜として、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ）膜、水素化アモルファス窒化シリコン（以下
「ａ−ＳｉＮ：Ｈ」ということもある。）膜、水素化ア
モルファス酸化シリコン膜を例示することができる。こ
れらの膜形成を行うとき、前記第１の変調周波数とし
て、それには限定されないが、望ましくは基本高周波電
力周波数の２７０分の１から６８分の１の範囲のもの、
さらに望ましくは２７０分の１から１３５分の１の範囲
のもの、代表的には略２００分の１のものを挙げること
ができる。By using the above-described plasma CVD method and apparatus according to the present invention to form a film, it is possible to effectively reduce the generation of dust and avoid or improve the film formation rate by a significant amount. Amorphous silicon (a-S
Examples thereof include an i: H) film, a hydrogenated amorphous silicon nitride (hereinafter also referred to as “a-SiN: H”) film, and a hydrogenated amorphous silicon oxide film. When these films are formed, the first modulation frequency is preferably, but not limited to, one in the range of 1/270 to 1/68 of the fundamental high frequency power frequency,
More preferably, it is in the range of 1/270 to 1/135, typically about 1/200.
【００１９】[0019]
【作用】以上説明した本発明のプラズマＣＶＤ法及び装
置によると、プラズマ生成電力として、周波数１０ＭＨ
ｚから２００ＭＨｚの範囲の基本高周波電力を該電力の
周波数の１０００分の１から１０分の１の範囲の変調周
波数で振幅変調した状態の電力を採用することにより、
ダストパーティクル発生の原因となる反応種の生成が低
減する一方、成膜に寄与する反応種の生成は妨げられ
ず、かかる変調を加えない場合に比べて、十分満足でき
る程度にダスト発生が低減し、それにより欠陥の少ない
良質の膜を形成することができ、且つ、成膜速度を著し
く低下させないで、或いは向上させて成膜することがで
きる。According to the plasma CVD method and apparatus of the present invention described above, the frequency for generating plasma is 10 MHz.
By adopting the power in the state where the basic high frequency power in the range of z to 200 MHz is amplitude-modulated at the modulation frequency in the range of 1/1000 to 1/10 of the frequency of the power,
While the generation of reactive species that cause the generation of dust particles is reduced, the generation of reactive species that contributes to film formation is not hindered, and dust generation is reduced to a sufficiently satisfactory level compared to the case where such modulation is not added. As a result, it is possible to form a high-quality film with few defects, and it is possible to form a film without significantly reducing or improving the film-forming rate.
【００２０】パーティクルの抑制及び成膜速度の点につ
いて例を挙げると、例えばａ−Ｓｉ：Ｈ膜又はａ−Ｓｉ
Ｎ：Ｈ膜等のように一般的にはモノシラン（ＳｉＨ4 ）
を成膜用ガスとして用いる膜を形成するとき、ＳｉＨ4
の分解により生成するラジカルのうち主にダスト発生の
原因となるＳｉＨラジカル及びＳｉＨ2 ラジカルの生成
が低減する一方、成膜に寄与するＳｉＨ3 ラジカルの生
成は大幅には妨げられることがないので、変調を加えな
い場合に比べて、ダスト発生が低減し、且つ、成膜速度
を著しく低下させないで、或いは向上させて成膜するこ
とができる。Examples of particle suppression and film formation rate are, for example, a-Si: H film or a-Si.
Generally, monosilane (SiH 4 ) such as N: H film
When forming a film using Si as a film forming gas, SiH 4
The production of SiH radicals and SiH 2 radicals, which mainly cause the generation of dust, is reduced among the radicals produced by the decomposition of Si, while the production of SiH 3 radicals contributing to film formation is not significantly hindered. Compared to the case where no modulation is applied, dust generation is reduced, and the film formation rate can be increased without significantly reducing or increasing the film formation rate.
【００２１】前記第１及び第２の振幅変調を施した状態
の高周波電力を採用するときは、一層確実にパーティク
ルの発生が抑制され、膜質が向上する。また、成膜速度
も前記第１振幅変調のみの場合に比べて向上する。この
成膜速度の向上は、第２の振幅変調によりプラズマ中の
電子温度が一層上昇し、それだけガス分解が促進される
からではないかと考えられる。When the high frequency power in the state where the first and second amplitude modulations are performed is adopted, the generation of particles is suppressed more reliably and the film quality is improved. Further, the film forming speed is also improved as compared with the case where only the first amplitude modulation is performed. It is considered that this increase in the film formation rate is due to the fact that the second amplitude modulation further raises the electron temperature in the plasma and promotes gas decomposition accordingly.
【００２２】[0022]
【実施例】図１は本発明方法実施に用いる平行平板型Ｒ
Ｆ（radio frequency)プラズマＣＶＤ装置の１例の概略
構成を示している。この装置は図７に示す従来装置にお
いて、高周波電源１０に代えて高周波電源５が設けら
れ、これがマッチングボックス５３を介して高周波電極
３に接続されているものである。高周波電源５はＲＦア
ンプ（ここでは広帯域信号増幅器）５１及びこれに接続
された波形合成器（ここでは高周波任意波形発生器）５
２を含んでいる。高周波電力印加のオン、オフ及びオン
時間、オフ時間の設定、制御は任意波形発生器５２で行
われ、投入電力の大きさの制御はＲＦアンプ５１で行わ
れる。EXAMPLE FIG. 1 shows a parallel plate type R used for carrying out the method of the present invention.
1 shows a schematic configuration of an example of an F (radio frequency) plasma CVD apparatus. This device is different from the conventional device shown in FIG. 7 in that a high frequency power source 5 is provided in place of the high frequency power source 10 and is connected to the high frequency electrode 3 via a matching box 53. The high frequency power supply 5 is an RF amplifier (here, a wideband signal amplifier) 51 and a waveform synthesizer (here, a high frequency arbitrary waveform generator) 5 connected to the RF amplifier 51.
Includes 2. The arbitrary waveform generator 52 controls ON / OFF of the high-frequency power application and ON / OFF time setting / control, and the RF amplifier 51 controls the amount of applied power.
【００２３】その他の構成は図７に示す従来装置と同様
である。該従来装置における部品と同部品については図
７におけると同じ参照符号を付してある。なお、ガス供
給部８はここでは成膜室として用いる真空容器１に直接
配管接続されているが、ガスノズルを兼ねる高周波電極
に接続されて、該ノズルに設けられた多数の孔から成膜
用ガスをシャワー状に真空容器１内に供給できるもので
あってもよい。Other configurations are similar to those of the conventional device shown in FIG. The same parts as those in the conventional device are designated by the same reference numerals as in FIG. 7. Although the gas supply unit 8 is directly connected to the vacuum container 1 used as a film forming chamber here by piping, it is connected to a high-frequency electrode that also serves as a gas nozzle, and the film forming gas is supplied from a large number of holes provided in the nozzle. May be supplied into the vacuum container 1 in the form of a shower.
【００２４】この平行平板型プラズマＣＶＤ装置による
と、被成膜基体Ｓ１が図示しない基体搬送装置により容
器１内に搬入されて接地電極２上に設置され、該容器１
内が弁６の操作と排気装置７の運転にて所定の真空度と
されるとともにガス供給部８から成膜用ガスが導入され
る。また、高周波電極３に、任意波形発生器５２で形成
された波形がアンプ（増幅器）５１で増幅されて印加さ
れ、それによって導入されたガスがプラズマ化され、こ
のプラズマの下で基体Ｓ１表面に所望の膜が形成され
る。According to this parallel plate type plasma CVD apparatus, the film-forming substrate S1 is carried into the container 1 by the substrate transfer device (not shown) and placed on the ground electrode 2, and the container 1
The inside of the chamber is set to a predetermined degree of vacuum by operating the valve 6 and the exhaust device 7, and the film forming gas is introduced from the gas supply unit 8. Further, the waveform formed by the arbitrary waveform generator 52 is amplified and applied to the high-frequency electrode 3 by the amplifier (amplifier) 51, and the gas introduced therein is turned into plasma, and the surface of the substrate S1 is transferred under the plasma. The desired film is formed.
【００２５】この実施例では電源５から電極３へ印加さ
れる高周波電力は、周波数１０ＭＨｚから２００ＭＨｚ
の範囲の予め定めた基本高周波電力にその周波数の１０
００分の１から１０分の１の範囲の予め定めた変調周波
数でパルス変調を施した状態のものである。電源５はそ
のような電力を印加できるように設定されている。電力
印加パターンは、図２（Ｂ）に示すパターンであり、こ
れは従来印加されていた一定の周波数及び振幅で連続す
る高周波電力と同様の、図２（Ａ）に示す基本高周波電
力をデューティサイクル５０％でパルス変調したもので
ある。In this embodiment, the high frequency power applied from the power source 5 to the electrode 3 has a frequency of 10 MHz to 200 MHz.
Of the predetermined basic high frequency power in the range of 10
The pulse modulation is performed at a predetermined modulation frequency in the range of 1/00 to 1/10. The power supply 5 is set so that such power can be applied. The power application pattern is the pattern shown in FIG. 2 (B), which is similar to the high frequency power continuously applied at a constant frequency and amplitude that has been conventionally applied, and the basic high frequency power shown in FIG. 2 (A) has a duty cycle. The pulse is modulated at 50%.
【００２６】これによりダストパーティクル発生の原因
となる反応種の生成が低減する一方、成膜に寄与する反
応種の生成が妨げられることがなく、相対的に増加する
ため、パルス変調を加えない場合に比べて、ダストパー
ティクル発生が低減し、それにより膜質が向上し、さら
に成膜速度は大幅に低下せず、或いは向上する。また、
膜厚の面内均一性も向上する。As a result, the production of the reactive species that cause the generation of dust particles is reduced, while the production of the reactive species that contributes to film formation is not hindered and relatively increases, so that pulse modulation is not applied. Compared with the above, the generation of dust particles is reduced, whereby the film quality is improved, and the film formation rate is not significantly reduced or is improved. Also,
The in-plane uniformity of the film thickness is also improved.
【００２７】次にこのプラズマＣＶＤ装置による水素化
アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ：Ｈ）、水素化窒化
シリコン膜（ａ−ＳｉＮ：Ｈ) 形成の例について説明す
る。併せて比較例について説明する。 例１（ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の形成） ・成膜条件 基体Ｓ１ ：１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ１ｍｍ
のガラス基板 電極２、３ ：３６０ｍｍ×３６０ｍｍ 成膜温度 ：２１０℃ 成膜ガス圧 ：０．３５Ｔｏｒｒ 基本高周波電力：１３．５６ＭＨｚ（サイン波）、電圧
ＶP-P １４６(V) 変調方式 ：パルス変調（デューティ５０％） 変調周波数 ：１００Ｈｚ、１ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、
２０ｋＨｚ、４８ｋＨｚ、６８ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、
２００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、１０００ｋＨｚのそれぞ
れを採用。Next, an example of forming a hydrogenated amorphous silicon film (a-Si: H) and a hydrogenated silicon nitride film (a-SiN: H) by this plasma CVD apparatus will be described. A comparative example will also be described. Example 1 (Formation of a-Si: H film) -Film forming conditions Substrate S1: 100 mm x 100 mm x thickness 1 mm
Glass substrate of electrodes 2, 3: 360 mm × 360 mm Film forming temperature: 210 ° C. Film forming gas pressure: 0.35 Torr Basic high frequency power: 13.56 MHz (sine wave), voltage V PP 146 (V) Modulation method: Pulse modulation ( Duty 50%) Modulation frequency: 100Hz, 1kHz, 10kHz,
20kHz, 48kHz, 68kHz, 100kHz,
Adopted 200 kHz, 300 kHz and 1000 kHz respectively.
【００２８】成膜用ガス ：モノシラン（ＳｉＨ4 ）
２００ｓｃｃｍ ：水素（Ｈ2 ） ２００ｓｃｃｍ ・膜厚 ：１０００Å 例２（ａ−ＳｉＮ：Ｈ膜の形成） ・成膜条件 基体 ：１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ１ｍｍ
のガラス基板 電極２、３ ：３６０ｍｍ×３６０ｍｍ 成膜温度 ：２５０℃ 成膜ガス圧 ：０．８Ｔｏｒｒ 基本高周波電力：１３．５６ＭＨｚ（サイン波） 電圧
ＶP-P １４６(V) 変調方式 ：パルス変調（デューティ５０％） 変調周波数 ：１００Ｈｚ、１ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、
２０ｋＨｚ、４８ｋＨｚ、６８ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、
２００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、１０００ｋＨｚのそれぞ
れを採用。Film forming gas: monosilane (SiH 4 )
200 sccm: Hydrogen (H 2 ) 200 sccm ・ Film thickness: 1000Å Example 2 (a-SiN: H film formation) ・ Film forming conditions Substrate: 100 mm × 100 mm × thickness 1 mm
Glass substrate Electrodes 2, 3: 360 mm x 360 mm Film formation temperature: 250 ° C Film formation gas pressure: 0.8 Torr Basic high frequency power: 13.56 MHz (sine wave) Voltage V PP 146 (V) Modulation method: Pulse modulation (duty) 50%) Modulation frequency: 100Hz, 1kHz, 10kHz,
20kHz, 48kHz, 68kHz, 100kHz,
Adopted 200 kHz, 300 kHz and 1000 kHz respectively.
【００２９】成膜用ガス ：モノシラン（ＳｉＨ4 ）
５０ｓｃｃｍ ：アンモニア（ＮＨ3 ） ４００ｓｃｃｍ ・膜厚 ：３０００Å 比較例１（ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の形成） 例１における変調前の基本となる高周波電力を連続して
印加したものであり、基体、電極、成膜温度、成膜ガス
圧、電圧及び成膜ガスの条件は例１と同様である。この
条件で、１０００Åの膜厚のａ−Ｓｉ：Ｈ膜を形成し
た。 比較例２（ａ−ＳｉＮ：Ｈ膜の形成） 例２における変調前の基本となる高周波電力を連続して
印加したものであり、基体、電極、成膜温度、成膜ガス
圧、電圧及び成膜ガスの条件は例２と同様である。この
条件で、３０００Åの膜厚のａ−ＳｉＮ：Ｈ膜を形成し
た。例１及び比較例１の成膜におけるダストパーティク
ル発生量、成膜速度について図３に示す。パーティクル
発生量はそれ自体すでに知られているアルゴンレーザに
よるレーザ散乱法により測定した。図３において縦軸に
おける「検出電流（アンペア) 」は、かかる測定による
パーティクル発生量を示す電流値である。この図３か
ら、例１のように変調高周波電力を採用すると連続高周
波電力（ＣＷ−モード：ＶP-P １４６(V) ）を採用する
場合より、著しくパーティクル発生が抑制されることが
判る。また、パーティクル発生を抑制しつつ成膜速度
を、連続高周波電力を採用する場合より著しく低下させ
ないで、或いは向上させることができる変調周波数は、
この例では、基本高周波電力周波数（１３．５６ＭＨ
ｚ）の略２７０分の１から略６８分の１の範囲（略５０
ｋＨｚから略２００ｋＨｚの範囲）であることが判る。
また、パーティクル発生を抑制しつつ成膜速度を向上さ
せ得ると考えられる変調周波数は、基本高周波電力周波
数（１３．５６ＭＨｚ）の略２７０分の１から略１３５
分の１の範囲（略５０ｋＨｚから略１００ｋＨｚの範
囲）、より望ましくは６８ｋＨｚ又はその付近であるこ
とが判る。Film forming gas: monosilane (SiH 4 )
50 sccm: Ammonia (NH 3 ) 400 sccm ・ Film thickness: 3000 Å Comparative Example 1 (Formation of a-Si: H film) The high frequency power, which is the basic before modulation in Example 1, was continuously applied, and the substrate and the electrode were used. The conditions of film forming temperature, film forming gas pressure, voltage and film forming gas are the same as in Example 1. Under this condition, an a-Si: H film having a film thickness of 1000Å was formed. Comparative Example 2 (Formation of a-SiN: H film) A high-frequency electric power, which is a base before modulation in Example 2, was continuously applied, and the substrate, the electrode, the film forming temperature, the film forming gas pressure, the voltage, and the film formation. The conditions of the film gas are the same as in Example 2. Under this condition, an a-SiN: H film having a film thickness of 3000 Å was formed. FIG. 3 shows the amount of dust particles generated and the film formation rate in the film formation of Example 1 and Comparative Example 1. The amount of particles generated was measured by a laser scattering method using an argon laser which is already known. In FIG. 3, "detection current (ampere)" on the vertical axis is a current value indicating the amount of particles generated by such measurement. From FIG. 3, it can be seen that when the modulated high frequency power is used as in Example 1, the generation of particles is significantly suppressed as compared with the case where the continuous high frequency power (CW-mode: V PP 146 (V)) is used. In addition, the modulation frequency that can suppress the generation of particles and increase the film formation speed without significantly lowering or increasing the film forming speed as compared with the case where continuous high frequency power is adopted is:
In this example, the basic high frequency power frequency (13.56 MH
z) in the range of approximately 1/270 to approximately 1/68 (approximately 50)
It is understood that the range is from kHz to approximately 200 kHz).
Further, the modulation frequency considered to be able to improve the film formation rate while suppressing the generation of particles is about 1/270 to about 135 of the basic high frequency power frequency (13.56 MHz).
It can be seen that it is one-half the range (ranging from approximately 50 kHz to approximately 100 kHz), and more preferably at or near 68 kHz.
【００３０】例２及び比較例２についても同様な結果が
得られた。また、膜厚の面内均一性についても別途調べ
たが、変調周波数５０〜２００ｋＨｚの範囲では、例１
及び例２の成膜による方が比較例１、比較例２による成
膜よりそれぞれ向上した。なお、本発明者による各種実
験によると、周波数１０ＭＨｚから２００ＭＨｚの範囲
の基本高周波電力を振幅変調した状態の高周波電力の印
加により成膜用ガスをプラズマ化して膜形成するプラズ
マＣＶＤ法及び装置では、パーティクル発生を抑制しつ
つ成膜速度を、連続高周波電力を採用する場合より著し
く低下させないで、或いは向上させることができる変調
周波数は、既述のとおり基本高周波電力周波数の１００
０分の１から１０分の１の範囲のものであるが、より望
ましくは略２７０分の１から略６８分の１の範囲、さら
に望ましくは略２７０分の１から略１３５分の１の範
囲、例えば２００分の１又はその付近（略２００分の
１）である。Similar results were obtained for Example 2 and Comparative Example 2. In addition, the in-plane uniformity of the film thickness was also investigated separately, but in the modulation frequency range of 50 to 200 kHz, Example 1 was used.
And the film formation of Example 2 was improved over the film formation of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, respectively. According to various experiments conducted by the present inventor, in the plasma CVD method and apparatus for forming a film by plasma-forming a film-forming gas by applying high-frequency power in a state in which basic high-frequency power in a frequency range of 10 MHz to 200 MHz is amplitude-modulated, As described above, the modulation frequency that can suppress the generation of particles and increase or not significantly reduce the film forming speed compared with the case where continuous high frequency power is adopted is 100% of the basic high frequency power frequency.
It is in the range of 1/0 to 1/10, more preferably in the range of approximately 1/270 to approximately 1/68, and further preferably in the range of approximately 1/270 to approximately 1/135. For example, it is 1/200 or the vicinity thereof (approximately 1/200).
【００３１】以上説明した実施例では、振幅変調として
電力印加のオンオフを伴うパルス変調を採用したが、例
えば、図２（Ｃ）に示すような波形の振幅変調を採用す
ることも考えられる。次に図４に示す本発明に係るプラ
ズマＣＶＤ装置による成膜について説明する。In the embodiment described above, pulse modulation accompanied by turning on / off of power application is adopted as the amplitude modulation, but it is also conceivable to adopt amplitude modulation having a waveform as shown in FIG. 2C, for example. Next, film formation by the plasma CVD apparatus according to the present invention shown in FIG. 4 will be described.
【００３２】図４の装置は、図１に示す装置における高
周波電源５に代えて高周波電源５０を採用し、これをマ
ッチングボックス５０３を介して高周波電極３に接続し
たものである。高周波電源５０はＲＦアンプ５０１及び
これに接続された高周波信号発生器５０２を含んでい
る。他の構成は図１の装置と同じである。電源５０及び
マッチングボックス５０３からなる部分は、図５の上段
部分に示す１０ＭＨｚから２００ＭＨｚの範囲のサイン
波連続高周波電力（基本高周波電力）に、同図の中段部
分に例示される様に、該周波数の１０００分の１から１
０分の１の範囲の変調周波数及び予め定めたデューティ
サイクルで振幅変調（第１振幅変調）を施し、さらに図
５の下段部分又は図６に例示される様に、第１振幅変調
周波数の１００倍未満から１００分の１より高い範囲の
変調周波数及び所定のデューティサイクルで第２の振幅
変調を施した状態の高周波電力を電極３に印加できるよ
うに設定されている。The apparatus shown in FIG. 4 employs a high frequency power source 50 instead of the high frequency power source 5 in the apparatus shown in FIG. 1, and connects this to the high frequency electrode 3 via a matching box 503. The high frequency power supply 50 includes an RF amplifier 501 and a high frequency signal generator 502 connected thereto. The other structure is the same as that of the apparatus of FIG. The part consisting of the power supply 50 and the matching box 503 is the sine wave continuous high frequency power (basic high frequency power) in the range of 10 MHz to 200 MHz shown in the upper part of FIG. 1 in 1000 to 1
Amplitude modulation (first amplitude modulation) is performed at a modulation frequency in a range of 1/0 and a predetermined duty cycle, and as shown in the lower part of FIG. 5 or FIG. It is set so that the high frequency power in the state where the second amplitude modulation is performed can be applied to the electrode 3 with the modulation frequency ranging from less than double to higher than 1/100 and the predetermined duty cycle.
【００３３】このプラズマＣＶＤ装置によると、かかる
第１及び第２の振幅変調が施された状態の高周波電力の
印加により原料ガスがプラズマ化される結果、パーティ
クルの発生が大幅に抑制されると共に、成膜速度が一層
向上する。次にこのプラズマＣＶＤ装置による水素化ア
モルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ：Ｈ）、水素化窒化シ
リコン膜（ａ−ＳｉＮ：Ｈ) 形成の例３、４について説
明する。 例３（ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の形成） ・成膜条件 基体Ｓ１ ：１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ１ｍｍ
のガラス基板 電極２、３ ：３６０ｍｍ×３６０ｍｍ 成膜温度 ：２１０℃ 成膜ガス圧 ：０．３５Ｔｏｒｒ 基本高周波電力：１３．５６ＭＨｚ（サイン波）、電圧
ＶP-P １４６(V) 変調方式 ：パルス変調 第１変調 ：変調周波数 ６８ｋＨｚ、 デューテ
ィ５０％ 第２変調 ：変調周波数 １ｋＨｚ、 デューテ
ィ５０％ 成膜用ガス ：モノシラン（ＳｉＨ4 ） ２００ｓｃ
ｃｍ ：水素（Ｈ2 ） ２００ｓｃｃｍ ・膜厚 ：１０００Å 例４（ａ−ＳｉＮ：Ｈ膜の形成） ・成膜条件 基体 ：１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ１ｍｍ
のガラス基板 電極２、３ ：３６０ｍｍ×３６０ｍｍ 成膜温度 ：２５０℃ 成膜ガス圧 ：０．８Ｔｏｒｒ 基本高周波電力：１３．５６ＭＨｚ（サイン波） 電圧
ＶP-P １４６(V) 変調方式 ：パルス変調 第１変調 ：変調周波数 ６８ｋＨｚ、 デューテ
ィ５０％ 第２変調 ：変調周波数 １ｋＨｚ、 デューテ
ィ５０％ 成膜用ガス ：モノシラン（ＳｉＨ4 ） ５０ｓｃｃ
ｍ ：アンモニア（ＮＨ3 ） ４００ｓｃｃｍ ・膜厚 ：３０００Å 例３及び例４の成膜についても、前記例１及び例２の場
合と同様にレーザ散乱法によりパーティクル発生量を測
定し、また、成膜速度も測定したが、いずれも第１変調
のみを施す場合より、パーティクル発生が抑制され、成
膜速度が向上した。According to this plasma CVD apparatus, the raw material gas is turned into plasma by the application of the high frequency power in the state where the first and second amplitude modulations are performed, and as a result, the generation of particles is significantly suppressed and The film forming speed is further improved. Next, Examples 3 and 4 of forming a hydrogenated amorphous silicon film (a-Si: H) and a hydrogenated silicon nitride film (a-SiN: H) by this plasma CVD apparatus will be described. Example 3 (Formation of a-Si: H film) -Film forming conditions Substrate S1: 100 mm x 100 mm x thickness 1 mm
Glass substrate of electrodes 2, 3: 360 mm x 360 mm Film forming temperature: 210 ° C Film forming gas pressure: 0.35 Torr Basic high frequency power: 13.56 MHz (sine wave), voltage V PP 146 (V) Modulation method: Pulse modulation No. 1 Modulation: Modulation frequency 68 kHz, Duty 50% Second modulation: Modulation frequency 1 kHz, Duty 50% Film forming gas: Monosilane (SiH 4 ) 200 sc
cm: Hydrogen (H 2 ) 200 sccm ・ Film thickness: 1000Å Example 4 (formation of a-SiN: H film) ・ Film forming conditions Substrate: 100 mm × 100 mm × thickness 1 mm
Glass substrate Electrodes 2, 3: 360 mm x 360 mm Film formation temperature: 250 ° C Film formation gas pressure: 0.8 Torr Basic high frequency power: 13.56 MHz (sine wave) Voltage V PP 146 (V) Modulation method: Pulse modulation No. 1 Modulation: Modulation frequency 68 kHz, Duty 50% Second modulation: Modulation frequency 1 kHz, Duty 50% Film forming gas: Monosilane (SiH 4 ) 50 scc
m: Ammonia (NH 3 ) 400 sccm-Film thickness: 3000 Å Also in the film formation of Examples 3 and 4, the amount of particles generated was measured by the laser scattering method in the same manner as in Examples 1 and 2, and the film formation was also performed. The speed was also measured, but in both cases, the generation of particles was suppressed and the film formation speed was improved as compared with the case where only the first modulation was applied.
【００３４】以上説明した実施例方法及び装置による成
膜においては、ダストパーティクル発生量が少ないの
で、成膜用ガスの流量及び該ガスをプラズマ化するため
に印加する電力を増加させることにより成膜速度を一層
向上させることも可能となる。また、ダストパーティク
ルの発生が少ないので、被成膜基体へのパーティクルの
付着等の不都合が少なくなり、それだけ欠陥の少ない良
質の膜を形成することができる。さらに、真空容器１内
各部へのダストパーティクルの付着も少なくなり、装置
メインテナンスの頻度を少なくすることができるため装
置の稼働率が向上し、成膜コストの低減につながる。さ
らに、従来装置を大幅に改造することなく簡単にかかる
効果が得られる。Since the amount of dust particles generated is small in the film formation by the method and apparatus of the above-described embodiment, the film formation gas is increased by increasing the flow rate of the film formation gas and the electric power applied to turn the gas into plasma. It is possible to further improve the speed. Further, since the generation of dust particles is small, inconveniences such as adhesion of particles to the film-forming substrate are reduced, and a high-quality film with fewer defects can be formed. Further, the adhesion of dust particles to various parts inside the vacuum container 1 is reduced, and the frequency of device maintenance can be reduced, so that the operation rate of the device is improved and the film formation cost is reduced. Furthermore, such an effect can be easily obtained without significantly modifying the conventional device.
【００３５】[0035]
【発明の効果】本発明によると、膜堆積に寄与する反応
種の生成を妨げず、ダストパーティクル発生の原因とな
る反応種の生成を抑制することにより、成膜速度を著し
く低下させることなく、或いは向上させて成膜でき、且
つ、ダストパーティクル発生を抑制してそれだけ高品質
の膜を形成できるプラズマＣＶＤ法及び装置を提供する
ことができる。According to the present invention, the generation of the reactive species that contribute to film deposition is not hindered and the generation of the reactive species that causes the generation of dust particles is suppressed. Alternatively, it is possible to provide a plasma CVD method and an apparatus capable of improving the film formation and suppressing the generation of dust particles to form a higher quality film.
【００３６】また、本発明の方法及び装置による成膜に
おいては、ダストパーティクル発生量が少ないので、成
膜用ガスの流量及び該ガスをプラズマ化するために印加
する電力を増加させることにより成膜速度を一層向上さ
せることも可能となる。また、成膜室内各部へのダスト
パーティクルの付着も少なくなり、装置メインテナンス
の頻度を少なくすることができるため装置の稼働率が向
上し、成膜コストの低減も可能となる。In the film formation by the method and apparatus of the present invention, since the amount of dust particles generated is small, the film formation gas is increased by increasing the flow rate of the film formation gas and the electric power applied to turn the gas into plasma. It is possible to further improve the speed. In addition, the adhesion of dust particles to various parts of the film forming chamber is reduced, and the frequency of device maintenance can be reduced, so that the operating rate of the device is improved and the film forming cost can be reduced.
【００３７】さらに従来装置を大幅に改造することなく
簡単にかかる効果が得られる。また、第２変調も施すと
きは、第１変調のみ施す場合よりもダストパーティクル
の発生が一層抑制され、成膜速度も向上する。Further, such an effect can be easily obtained without significantly modifying the conventional device. Further, when the second modulation is also performed, the generation of dust particles is further suppressed, and the film formation rate is also improved, as compared with the case where only the first modulation is performed.
【図１】本発明方法を実施するプラズマＣＶＤ装置の一
例の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an example of a plasma CVD apparatus for carrying out the method of the present invention.
【図２】図（Ａ）は成膜用ガスのプラズマ化にあたり印
加する変調高周波電力の変調前基本高周波電力の波形の
例を概略的に示す図であり、図（Ｂ）は成膜用ガスのプ
ラズマ化にあたり印加する変調高周波電力の変調波形の
例を概略的に示す図である。FIG. 2A is a diagram schematically showing an example of a waveform of a basic high-frequency power before modulation of a modulated high-frequency power that is applied when the film-forming gas is turned into plasma, and FIG. 2B is a film-forming gas. FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of a modulation waveform of a modulated high frequency power applied to generate plasma of FIG.
【図３】図１の装置による水素化アモルファスシリコン
膜形成におけるダストパーティクル発生量及び成膜速度
と、印加する変調高周波電力の変調周波数との関係を示
すグラフである。3 is a graph showing the relationship between the amount of dust particles generated and the film formation rate in the formation of a hydrogenated amorphous silicon film by the apparatus of FIG. 1, and the modulation frequency of the applied high-frequency modulation power.
【図４】本発明方法を実施するプラズマＣＶＤ装置の他
の例の概略構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of another example of the plasma CVD apparatus for carrying out the method of the present invention.
【図５】図４の装置において成膜用ガスのプラズマ化に
あたり印加する高周波電力の変調前基本高周波電力の波
形、該基本高周波電力に第１の振幅変調を施した状態の
変調高周波電力波形、及び該変調高周波電力にさらに第
２の振幅変調を施した状態の変調高周波電力波形の例を
概略的を示す図である。5 is a waveform of basic high frequency power before modulation of high frequency power applied when the film forming gas is converted into plasma in the apparatus of FIG. 4, a modulated high frequency power waveform in a state where the basic high frequency power is subjected to first amplitude modulation, FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of a modulated high frequency power waveform in a state where the modulated high frequency power is further subjected to a second amplitude modulation.
【図６】図５の中段部分に示す第１変調高周波電力にさ
らに第２の振幅変調を施した状態の変調高周波電力波形
の他の例を概略的を示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing another example of a modulated high frequency power waveform in a state where the second modulated amplitude is further applied to the first modulated high frequency power shown in the middle part of FIG.
【図７】従来のプラズマＣＶＤ装置例の概略構成を示す
図である。FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of an example of a conventional plasma CVD apparatus.
１ 真空容器 ２ 基体ホルダ ２１ ヒータ ３ 高周波電極 ５３、５０３、４ マッチングボックス ５、５０、１０ 高周波電源 ５１、５０１ ＲＦアンプ（ＲＦ増幅器） ５２ 波形合成器 ５０２ 高周波信号発生器 ６ 弁 ７ 排気装置 ８ 成膜用ガス供給部 Ｓ１、Ｓ２ 基体 1 Vacuum Container 2 Substrate Holder 21 Heater 3 High Frequency Electrode 53, 503, 4 Matching Box 5, 50, 10 High Frequency Power Supply 51, 501 RF Amplifier (RF Amplifier) 52 Waveform Synthesizer 502 High Frequency Signal Generator 6 Valve 7 Exhaust Device 8 Composition Membrane gas supply unit S1, S2 substrate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田端 隆雄 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内 (72)発明者 前田 博司 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内 (72)発明者 桐村 浩哉 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takao Tabata 47 Umezu Takaune-cho, Ukyo-ku, Kyoto City Nissin Electric Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Maeda 47 Umezu Takaune-cho, Ukyo-ku, Kyoto City Nissin Electric Co., Ltd. 72) Inventor Hiroya Kirimura 47 Umezu Takaune-cho, Ukyo-ku, Kyoto City Nissin Electric Co., Ltd.
Claims (10)
ズマのもとで被成膜基体上に膜を形成するプラズマＣＶ
Ｄ法において、前記原料ガスのプラズマ化を、周波数が
１０ＭＨｚから２００ＭＨｚの範囲の基本高周波電力に
該周波数の１０００分の１から１０分の１の範囲におけ
る変調周波数で振幅変調を施した状態の高周波電力の印
加により行うことを特徴とするプラズマＣＶＤ法。1. A plasma CV for forming a film-forming raw material gas into plasma and forming a film on a film-forming substrate under the plasma.
In the D method, a high frequency wave in a state in which the source gas is turned into plasma by amplitude-modulating basic high-frequency power in a frequency range of 10 MHz to 200 MHz with a modulation frequency in a range of 1/1000 to 1/10 of the frequency. A plasma CVD method characterized by being performed by applying electric power.
波数の２７０分の１から６８分の１の範囲で設定する請
求項１記載のプラズマＣＶＤ法。2. The plasma CVD method according to claim 1, wherein the modulation frequency is set in a range of 1/270 to 1/68 of the basic high frequency power frequency.
波数の２７０分の１から１３５分の１の範囲で設定する
請求項１記載のプラズマＣＶＤ法。3. The plasma CVD method according to claim 1, wherein the modulation frequency is set in a range of 1/270 to 1/135 of the basic high frequency power frequency.
記基本高周波電力に前記振幅変調を施し、さらに該振幅
変調周波数の１００倍未満で１００分の１より高い変調
周波数で第２の振幅変調を施した状態の高周波電力の印
加により行う請求項１、２又は３記載のプラズマＣＶＤ
法。4. The plasma conversion of the film-forming source gas is performed by amplitude-modulating the basic high-frequency power, and a second amplitude is generated at a modulation frequency less than 100 times the amplitude modulation frequency and higher than 1/100. The plasma CVD according to claim 1, 2 or 3, which is performed by applying high frequency power in a modulated state.
Law.
リコン膜又は水素化アモルファス窒化シリコン膜である
請求項１から４のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ法。5. The plasma CVD method according to claim 1, wherein the film to be formed is a hydrogenated amorphous silicon film or a hydrogenated amorphous silicon nitride film.
給される原料ガスに高周波電力印加手段にて高周波電力
を印加することで該ガスをプラズマ化し、該プラズマの
もとで該成膜室に配置した被成膜基体上に膜を形成する
プラズマＣＶＤ装置において、前記電力印加手段が、周
波数１０ＭＨｚから２００ＭＨｚの範囲の基本高周波電
力に該周波数の１０００分の１から１０分の１の範囲に
おける変調周波数で振幅変調を施した状態の高周波電力
を印加するものであるプラズマＣＶＤ装置。6. A high-frequency power applying unit applies high-frequency power to the source gas supplied from the film-forming source gas supply unit to the film-forming chamber, whereby the gas is turned into plasma, and the gas is formed under the plasma. In a plasma CVD apparatus for forming a film on a film-forming substrate placed in a film chamber, the power applying means applies a basic high frequency power in a frequency range of 10 MHz to 200 MHz to 1/1000 to 1/10 of the frequency. A plasma CVD apparatus for applying high frequency power in a state where amplitude modulation is performed at a modulation frequency within a range.
波数が前記基本高周波電力周波数の２７０分の１から６
８分の１の範囲で設定されたものである請求項６記載の
プラズマＣＶＤ装置。7. The high frequency power applying means sets the modulation frequency to 1/270 to 6 of the basic high frequency power frequency.
The plasma CVD apparatus according to claim 6, wherein the plasma CVD apparatus is set within a range of 1/8.
波数が前記基本高周波電力周波数の２７０分の１から１
３５分の１の範囲で設定されたものである請求項６記載
のプラズマＣＶＤ装置。8. The high frequency power applying means sets the modulation frequency to 1/270 to 1 of the basic high frequency power frequency.
The plasma CVD apparatus according to claim 6, which is set within a range of 1/35.
周波電力に前記振幅変調を施し、さらに該振幅変調周波
数の１００倍未満で１００分の１より高い変調周波数で
第２の振幅変調を施した状態の高周波電力を印加するも
のである請求項６、７又は８記載のプラズマＣＶＤ装
置。9. The high frequency power applying means performs the amplitude modulation on the basic high frequency power, and further performs a second amplitude modulation at a modulation frequency less than 100 times the amplitude modulation frequency and higher than 1/100. 9. The plasma CVD apparatus according to claim 6, wherein the high frequency power of the state is applied.
ファスシリコン膜又は水素化アモルファス窒化シリコン
膜形成用の原料ガスを供給するものである請求項６から
９のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ装置。10. The plasma CVD apparatus according to claim 6, wherein the source gas supply means supplies a source gas for forming a hydrogenated amorphous silicon film or a hydrogenated amorphous silicon nitride film.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-282207 | 1993-11-11 | ||
| JP28220793 | 1993-11-11 |
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|---|---|
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ID=17649466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27634894A Pending JPH07183236A (en) | 1993-11-11 | 1994-11-10 | Method and device for plasma cvd |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07183236A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000017920A1 (en) * | 1998-09-18 | 2000-03-30 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing method |
| WO2001084591A3 (en) * | 2000-04-28 | 2002-05-16 | Applied Materials Inc | Pulsed rf power delivery for plasma processing |
| JP2002198364A (en) * | 2000-12-25 | 2002-07-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Manufacturing method of semiconductor device |
| US8021723B2 (en) | 2007-11-27 | 2011-09-20 | Asm Japan K.K. | Method of plasma treatment using amplitude-modulated RF power |
-
1994
- 1994-11-10 JP JP27634894A patent/JPH07183236A/en active Pending
Cited By (5)
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| US6472822B1 (en) | 2000-04-28 | 2002-10-29 | Applied Materials, Inc. | Pulsed RF power delivery for plasma processing |
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