JPH07263354A - プラズマｃｖｄ膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気特性，耐薬品性，ステップカバレージ等
の膜質を改善し得るプラズマＣＶＤ膜の形成方法。 【構成】 この方法を適用可能な装置Ａ１は，高周波電
力が投入された真空容器３内に所要のＣＶＤガスを導入
してプラズマ化し，このプラズマ１０により形成された
分解生成物を真空容器３内に配置された試料８上に堆積
させるプラズマＣＶＤ膜の形成に際し，高周波電力の投
入を誘導結合によって行うと共に，ＣＶＤ処理ガスにア
ルコキシド珪素（Ｓｉ−Ｏ−Ｃ_m Ｈ_n ）の化学結合を有
する常温で液体の有機材料を気化して用いるように構成
されている。上記構成により，電気特性，耐薬品性，ス
テップカバレージ等の膜質を改善することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，プラズマＣＶＤ膜の形
成方法に係り，例えば電子部品の製造段階に使われるシ
リコン酸化膜の形成方法，あるいは金属や高分子樹脂材
料等の表面ココーティングに用いられるシリコン酸化膜
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体の製造工程，あるいは，液晶ディ
スプレイ，ＣＣＤ（チャージカップルドデバイス），Ｈ
ＤＤ（ハードディスクドライブ）で使用される磁気ヘッ
ド，太陽電池等の電子部品の製造工程で必要となる絶縁
膜は，製品の信頼性の向上と製造コストの低減のため，
一般にＣＶＤ法（化学的気相堆積法）により５００℃以
下の低温で堆積形成される。しかも，高品質な膜質が優
れていることが要求される。ここに，膜質とは膜の耐薬
品性，電気的絶縁性，堆積形状特性（ステップカバレー
ジ）等を言う。このようなＣＶＤ法により形成された絶
縁膜は，一般に高温で堆積成長させた場合の方が，低温
で堆積させた場合よりもその膜質が良くなることが知ら
れている。また，ＣＶＤ膜を低温で堆積する場合，熱エ
ネルギにプラズマエネルギを加えることにより，ＣＶＤ
反応を支援するプラズマＣＶＤ法が有効である。一方，
絶縁膜の一種であるシリコン酸化膜をＣＶＤ法で形成す
る場合，材料にアルコキシド珪素（Ｓｉ−Ｏ−Ｃ
_m Ｈ_n ）の結合を有する常温で液体の有機材料を気化し
て用いる方法の方が，通常用いられている材料であるＳ
ｉＨ₄ −Ｏ₂ 系あるいはＳｉＨ₄ −Ｎ₂ Ｏ系のガスを用
いる方法よりも，形成された堆積膜のステップカバレー
ジが優れていることが報告されている（電子材料 １９
９１年２月（珪酸エチルの特性と成膜メカニズム 二木
剛彦 著）等）。ここに，ＴＥＯＳは，上記アルコキシ
ド珪素のひとつであり，シリコン酸化膜をＣＶＤ法によ
って形成する場合の材料として広く知られている。

【０００３】従来は，ＴＥＯＳのプラズマＣＶＤ法によ
る形成には高密度な強いプラズマ支援は不必要であり，
むしろ害になると考えられてきた。これは，ＴＥＯＳが
気相中で完全に分解してしまうほど，プラズマが強い
と，堆積したシリコン酸化膜のステップカバレージが劣
化し，また被膜中に不純物が多く取り込まれると考えら
れていたためである。従って，従来はプラズマの発生装
置として，平行平板型のプラズマＣＶＤ装置が用いられ
ていた。図７にこのような従来の並行平板型のプラズマ
ＣＶＤ装置Ａ０の概略構成を示す。この従来装置Ａ０で
は，ガス導入ポート１′から材料ガス（堆積膜の原料と
なるガス）を，排気ポート２′から真空引きされる真空
容器３′内に導入する。そして，真空容器３′内の上部
電極４′と下部電極５′との間に，マッチングボックス
６′によりマッチングをとりながら高周波電源７′から
の電流を流すことにより，プラズマ１０′を発生させ
る。ここで発生させたプラズマ１０′は，上記材料ガス
に化学反応（堆積）をおこさせるためのエネルギを与え
る。このようなプラズマＣＶＤによる成膜法は，成膜反
応に必要なエネルギをプラズマエネルギで補うため，成
膜時の試料８′にヒータ９′より与える温度を低くでき
る。この従来装置Ａ₀ の上部電極４′と下部電極５′と
の間のマッチング方法としては，具体的には容量が可変
であるコンデンサを介して高周波（１３．５６ＭＨｚ）
電流を流す方法が一般的に用いられる。また，真空容器
３′内の圧力は絶対圧力で１Torrから８Torr程度のもの
が用いられる。更に，成膜を実施したい試料８′は上部
電極４′と下部電極５′との間に固定される。膜厚は，
両電極間に高周波電流を流すか流さないかによってコン
トロールされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
プラズマＣＶＤ膜の形成方法では，アルコキシド珪素を
用いたシリコン酸化膜の低温堆積（約５００℃以下）に
ついては，膜質の信頼性（電気特性，耐薬品性等）及び
ステップカバレージが共に優れている成膜条件及び成膜
装置がみつかっていないという問題があった。このた
め，プラズマＣＶＤ膜形成方法によるシリコン酸化膜の
使われる用途は制限され，半導体やＣＣＤカメラ，液晶
ディスプイ等の製造工程では，主に，メタル配線間の絶
縁膜に用いられているに過ぎなかった。従って，トラン
ジスタ素子等の高品質な膜が要求される分野にはあまり
使用されていなかった。本発明は，このような従来の技
術における課題を解決するために，プラズＣＶＤ膜の形
成方法を改良し，電気特性，耐薬品性，ステップカバレ
ージといった膜質を改善し得るプラズマＣＶＤ膜の形成
方法を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，第１の発明は，高周波電力が投入された真空容器内
に所要のＣＶＤ処理ガスを導入してプラズマ化し，該プ
ラズマにより生成された分解生成物を上記真空容器内に
配置された試料上に堆積させるプラズマＣＶＤ膜の形成
方法において，上記高周波電力の投入を誘導結合によっ
て行うとともに，上記ＣＶＤ処理ガスにアルコキシド珪
素（Ｓｉ−Ｏ−Ｃ_m Ｈ_n ）の化学結合を有する常温で液
体の有機材料を気化して用いることを特徴とするプラズ
マＣＶＤ膜の形成方法として構成されている。更には，
上記ＣＶＤ処理ガスが，珪酸エチル（ＴＥＯＳ）の化学
構造式Ｓｉ（Ｏ−Ｃ₂ Ｈ₅ ）₄ で表される材料を気化し
たガスであるプラズマＣＶＤ膜の形成方法である。

【０００６】更には，上記真空容器内の圧力を約０．０
１〜２TorrとするプラズマＣＶＤ膜の形成方法である。
更には，上記試料廻りの温度を常温〜約３００℃とする
プラズマＣＶＤ膜の形成方法である。更には，上記投入
電力を約５０〜２５００Ｗ／１５² πcm² とするプラズ
マＣＶＤ膜の形成方法である。また第２の発明は，高周
波電力が投入された真空容器内に所要のＣＶＤ処理ガス
を導入してプラズマ化し，該プラズマにより生成された
分解生成物を上記真空容器内に配置された試料上に堆積
させるプラズマＣＶＤ膜の形成方法において，上記ＣＶ
Ｄ処理ガスにキセノン（Ｘｅ）又はラドン（Ｒｎ）を添
加することを特徴とするプラズマＣＶＤ膜の形成方法と
して構成されている。更には，上記第１の発明におい
て，上記ＣＶＤ処理ガスにキセノン（Ｘｅ）又はラドン
（Ｒｎ）を添加することを特徴とするプラズマＣＶＤ膜
の形成方法である。

【０００７】

【作用】第１の発明によれば，高周波電力が投入された
真空容器内に所要のＣＶＤ処理ガスを導入してプラズマ
化し，該プラズマにより生成された分解生成物を上記真
空容器内に配置された試料上に堆積させるプラズマＣＶ
Ｄ膜の形成に際し，高周波電極の投入が誘導結合によっ
て行われると共に，上記ＣＶＤ処理ガスにアルコキシド
珪素（Ｓｉ−Ｏ−Ｃ_m Ｈ_n ）の化学結合を有する常温で
液体の有機材料が気化されて用いられる。これにより，
電気特性，耐薬品性，ステップカバレージといった膜質
が改善される。更に，上記ＣＶＤ処理ガスが，生産物
（ＴＥＯＳ）の化学構造式 Ｓｉ（Ｏ−Ｃ₂ Ｈ₅ ）₄ で
表される材料を気化したガスである場合，特に良好な膜
質が得られる。更に，上記真空容器内の圧力が約０．０
１〜２Torrとされる。更に，上記試料廻りの温度が常温
〜約３００℃とされる。更に，上記導入電力が約５０〜
２５００Ｗ／１５² πcm² とされる。上記いずれの条件
によっても，良質な膜質が得られる。また，第２の発明
によれば，高周波電力が投入された真空容器内に所要の
ＣＶＤ処理ガスを導入してプラズマ化し，該プラズマに
より生成された分解生成物を上記真空容器内に配置され
た試料上に堆積させるプラズマＣＶＤ膜の形成に際し，
上記ＣＶＤ処理ガスにキセノン（Ｘｅ）またはラドン
（Ｒｎ）が添加される。この添加により，膜質が一層良
好なものとなる。更に，上記第１の発明において，上記
ＣＶＤ処理ガスにキセノン（Ｘｅ）又はラドン（Ｒｎ）
を添加した場合にも，膜質が更に改善されることがわか
った。

【０００８】

【実施例】以下添付図面を参照して，本発明を具体化し
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここ
に，図１は本発明の第１の実施例に係るプラズマＣＶＤ
膜の形成方法を適用可能なプラズマＣＶＤ装置Ａ１の概
略構成を示す模式図，図２はプラズマＣＶＤ装置Ａ１の
アンテナ形状を示す例図，図３は本発明の第２の実施例
に係るプラズマＣＶＤ膜の形成方法を適用可能なプラズ
マＣＶＤ装置Ａ２の概略構成を示す模式図，図４はアン
テナ付マッチングボックスの概念図，図５は本発明の第
３の実施例に係るプラズマＣＶＤ膜の形成方法を適用可
能なプラズマＣＶＤ装置Ａ３の概略構成を示す模式図，
図６は各種プラズマＣＶＤ装置の性能比較例を示す図表
である。第１の発明のプラズマＣＶＤ膜の形成方法は，
高周波電力が投入された真空容器内に所要のＣＶＤ処理
ガスを導入してプラズマ化し，このプラズマにより生成
された分解生成物を真空容器内に配置された試料上に堆
積させる点で従来例と同様である。しかし，第１の発明
では，上記高周波電力の投入を誘導結合によって行うと
共に，上記ＣＶＤ処理ガスにアルコキシド珪素（Ｓｉ−
Ｏ−Ｃ_m Ｈ_n ）の化学結合を有する常温で液体の有機材
料を気化して用いる点で従来例と異なる。図１に示す如
く，第１の実施例に係るプラズマＣＶＤ装置Ａ１は，上
記第１の発明を具現化し得る誘導結合型プラズマ発生装
置（ＩＣＰ）であり，材料ガス（ＣＶＤ処理ガスに相
当）を導入するガス導入ポート１と，真空排気のための
排気ポート２とを備えた円筒状の真空容器３と，この真
空容器３の中心軸上に設けられ透明な石英ガラスによっ
て形成された誘電体窓４と，この窓４の外側近傍に配置
されたアンテナ５と，このアンテナ５に高周波電力をマ
ッチング回路６を介して供給する高周波電源７と，真空
容器３の中心軸上にあって，試料８を載置する昇降自在
の試料台９とを具備している。又，アンテナ５の形状例
としては，図２（ａ）に示す１ループ状や（ｂ）に示す
渦巻きループ状のものがあるが，要求性能に応じていず
れかを採用するものとする。

【０００９】以下，この装置Ａ１の動作について概略説
明する。真空容器３内に材料ガスをガス導入ポート１か
ら導入し，高周波電源７から高周波電力をアンテナ５に
印加する。すると，アンテナ５から電磁波が放射され真
空容器３内に高周波電場が誘起される。この高周波電場
は自然放射線等によって真空容器３内に発生した電子を
加速する。加速電子は材料ガス中の中性原子と衝突して
この中性原子をイオン化することにより，イオンと電子
とを生成する。ここで発生した電子は高周波電場により
加速される。これにより，イオンと電子とを生成する過
程を繰り返す。この繰り返しによりプラズマ密度がある
程度以上に上昇すると，プラズマ１０中の電子密度が上
昇して，プラズマ中の電子の応答周波数を上昇させる。
この時，プラズマ１０はあたかも導電体のように作用す
る。即ち高周波電界を遮断するかのようにプラズマ中に
電流が流れる。そして，電磁波を遮断し始める。この
時，プラズマ固有の特殊なモード以外はプラズマ内部に
電磁波が入らないため，表面のプラズマのみがアンテナ
５からの電磁波のエネルギを得てプラズマ密度を更に上
昇させる。この現象は除々に，プラズマ内部に拡散す
る。上記のようにして発生したプラズマ１０により生成
される分解生成物は，試料８上に堆積されシリコン酸化
膜を形成する。試料台９を適切な位置に移動させること
によって，上記シリコン酸化膜の膜質を高品質に形成す
ることができる。

【００１０】ここで，本装置Ａ１の原理について述べ
る。一般にＩＣＰでは，従来例で紹介した平行平板型の
プラズマＣＶＤ装置Ａ０に較べて電子密度が高く，電子
温度が低いプラズマ状態が作れることが知られている
（第３回半導体プロセスシンポジウム：主催プレスジャ
ーナル社，米国Lam Research Coup.により紹介された各
種プラズマＣＶＤ装置の比較図表：図６参照）。ただ
し，図中のＴＣＰはＩＣＰに相当する。このＴＣＰ（Ｉ
ＣＰ）を用いた場合には，珪酸エチルＴＥＯＳで代表さ
れるアルコキシド珪素結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｃ_m Ｈ_n ）が，
誘導結合（特に電子やイオンの影響を強く受けること）
によって，Ｏ−Ｃの化学結合が選択的に且つ効率的に切
断されるような反応機構が発生していると考えられる。
即ち，プラズマ中の酸素ラジカルの影響を受けると考え
られるが，従来の平行平板型のプラズマ発生機構と比較
すれば，酸素ラジカルの影響をメインにした反応条件を
作ってやらなくても（つまり酸素を添加しなくとも），
良い膜質のシリコン酸化膜が形成される。このことは，
ＴＥＯＳ−ＣＶＤのみならず，将来有機メタル（銅，ア
ルミニウム，タングステン，チタン，モリブデン等）の
金属薄膜のＣＶＤ法に関しても，ＩＣＰが熱に代替でき
る反応支援エネルギとして利用できることを示唆してい
る。また，上記第１の実施例では，材料ガスに活性ガス
を添加することは必ずしも必要ないとしたが，実際に
は，不活性ガスを添加することによりプラズマ中のガス
の解離度を高める効果があることが知られている。第２
の発明は，この点に着目してなされたものであり，以下
その概要を示す。

【００１１】第２の発明のプラズマＣＶＤ膜の形成方法
は，高周波電力が投入された真空容器内に所要のＣＶＤ
処理ガスを導入してプラズマ化し，このプラズマにより
生成さた分解生成物を真空容器内に配置された試料上に
堆積させるプラズマＣＶＤ膜の形成に際し，上記ＣＶＤ
処理ガスにキセノン（Ｘｅ）又はラドン（Ｒｅ）を添加
するように構成されている。上記の如く，不活性ガスの
添加は周知技術であるが，そのガスとしては従来は水素
Ｈ₂ ，水蒸気Ｈ₂ Ｏ，アルゴンＡｒ，ネオンＮｅ，ヘリ
ウムＨｅ等の不活性ガスが単独であるいは混合して添加
されていた。本発明者らは従来の不活性ガスである例え
ばアルゴンＡｒよりも，キセノンＨｅ，ラドンＲｎの方
が成膜して得られたシリコン酸化膜の膜質の改善効果が
高いことを実験により了知した。つまり，添加する不活
性ガスは原子番号が大きいほど望ましいことがわかっ
た。この第２の発明を具現化し得る装置を次に示す。図
３に示す如く，第２の実施例に係るプラズマＣＶＤ装置
Ａ２は，上記第１の実施例に係る装置Ａ１に加え，次の
特徴を持っている。

【００１２】この装置Ａ２では，部品４_a を有してお
り，この高さＨを変更することによって，試料台９と誘
電体窓４との距離を任意に調整することが可能である。
誘電体窓４の材料は石英ガラス，部品４_a 及び部品４_b
はアルミニウム合金（ＪＩＳＡ５０５２）で作られてい
る。石英ガラスの直径は２９ｃｍ，厚さ２ｃｍのものを
用いた。また，ここでは図４に示すようなマッチングボ
ックス６_a ：大きさ４０ｃｍ×４０ｃｍ×１５ｃｍ）を
用いた。このマッチングボックス６_a の外郭側部はアル
ミニウム板で形成されており，外郭上部は網状アルミニ
ウム枠６_b が配置され，さらにその上にアクリルボード
６_c が配設されている。下部はアンテナ５が収まるよう
に直径２５ｃｍの孔が開けられている。これによりマッ
チングボックス６_a の外郭上部から下にある誘電体窓４
を通して，プラズマ１０の状態や試料８を観察すること
が可能である。図４に示した渦巻きループ状のアンテナ
５は１／４インチの銅パイプによって形成され，３ター
ンでループ最外郭の直径は２０ｃｍである。また，試料
（ウエハ）８が置かれる試料台９には，伝熱線による加
熱機構（不図示）と，試料温度を一定に保つための温度
測定，監視機構（いずれも不図示）とが具備されてお
り，約４００℃までの加熱が可能である。以下，この装
置Ａ２を用いて実験を行った結果について述べる。ここ
では，６インチのシリコンウエハを試料８として真空容
器３内に配置し，真空容器３内に材料ガス（ＣＶＤ処理
ガスに相当）として，材料ガス導入ポート１_b よりＴＥ
ＯＳ蒸気を導入する。また，キャリアガス導入ポート１
_a より酸素Ｏ₂ を導入し，試料８の表面にシリコン酸化
膜を形成させるものとした。

【００１３】ここで，アルゴンＡｒバブリングによっ
て，ＴＥＯＳ蒸気を導入する方法は，公知の液体材料の
蒸気を気化させて取り出す「バブリング（気化供給）」
と呼ばれる技術を用いた。今回，実験に用いたＴＥＯＳ
のバブリング装置は，約４０℃に温度制御された内容積
が約５００ＣＣのステンレス製の密閉容器に約３００Ｃ
Ｃの液体ＴＥＯＳを充填し，１〜２００ＣＣのアルゴン
Ａｒを流すことにより，ＴＥＯＳの蒸気を得た。このＴ
ＥＯＳ蒸気は真空容器３内に導入されるまでに冷えて再
び凝結することを防止するため，約７０〜８０℃に保温
制御した。材料ガス流量は，材料ガス導入ポート１_b よ
りＴＥＯＳ蒸気を含むアルゴンｒを５〜６０ｓｃｃｍ，
キャリアガス導入ポート１_a よりＯ₂ を０〜２００ｓｃ
ｃｍとして，各々の流量を制御しながら導入した。真空
容器３内の成膜前の真空排気及び成膜中のガス排気は図
示しないターボポンプとロータリポンプとを直列接続す
ることによって行った。成長圧力は０．１〜０．８Torr
とし，またアンテナ５に導入する高周波電力は２００Ｗ
〜２ｋＷ，試料８の温度は試料台９の上記加熱機構によ
り制御し，上記温度測定，監視機構によりモニタするこ
とにより室温〜４００℃の温度で成膜を行った。上記成
膜条件において成膜されたシリコン酸化膜の屈折率は
１．４５５と熱ＣＶＤ法による酸化膜と同程度の値を示
した。また，成膜速度は５０００Å／ｍｉｎという高速
成膜を実現できた。８インチのシリコンウエハの面内成
膜分布は５％と良好であった。成膜されたシリコン酸化
膜の耐ＨＦ性（ＨＦ水溶液に対するエッチレート）は，
従来報告されている平行平板型プラズマＣＶＤに比べて
良好であった。成膜したシリコン酸化膜のステップカバ
レージは成膜条件によって異なるが，従来報告されてい
る平行平板型プラズマＣＶＤの場合と比較して，同等以
上の良い値が得られた。

【００１４】更に，上記条件においてキャリアガスに酸
素Ｏ₂ とアルゴンＡｒとの混合，又はアルゴンＡｒのみ
を用いた場合にも同等の結果が得られた。以上の結果
は，本装置Ａ２及びプラズマの発生方法によってのみな
されるものであって，前述したように従来，高密度のプ
ラズマ発生手段にアルコキシド珪素の如き高分子有機材
料を用いた場合，優れたステップカバレージ等の膜質が
得られないと考えられてきたが，本装置においてはこの
ように優れた結果が得られた。以下に，上記成膜条件を
更に拡張した確認試験の結果について述べる。まず，上
記条件の内，真空容器内の圧力については，最小値が
０．１Torr，最大値が０．８Torrであるとしたが，ここ
では，最小値０．０１Torr，最大値２Torrとした。この
根拠は，次の通りである。即ち本発明者らはＩＣＰをプ
ラズマ源とする場合，低圧側は約０．０００１Torrから
高圧側は，約３０Torr付近までプラズマが生成できるこ
とをまず確認した。しかし，ＩＣＰをＣＶＤのプラズマ
源とする場合，圧力が０．０１Torr以下では成膜レート
が低下しすぎることから，使用できず，また圧力が２To
rr以上では極端に均一なプラズマ生成ができなくなるこ
とがわかった。これにより最小値を約０．０１Torr，最
小値を約２Torrとした。この最大値又は最小値は上記実
施例の最小値又は最小値と組み合わせ適用可能である。

【００１５】次に，温度条件としては，上記実施例では
４００℃以下としているが，これは５００℃までとする
ことができる。この根拠は次の通りである。即ち，一般
にＴＥＯＳは６３０℃以上の温度環境では，プラズマ支
援なしでも自己解離反応が進み，ＳｉＯ化が起こる。こ
のため，成膜中の温度を上げることによって，膜質の改
善効果は期待できるが，５００℃以上の温度をプロセス
に用いることは，適用可能な成膜工程を著しく制限する
ことになる。一般に半導体製造工程では，アルミニウム
配線工程を完了した後は５００℃以上のプロセスが使え
ないからである。このため，常温〜５００℃が適用範囲
となる。ただし，材料によっては，常温〜約３００℃で
あることが要求され，この場合はアルミニウム材料を用
いた場合にも十分な耐久性が保証される。これにより，
温度条件は常温〜約３００℃とした。次に，高周波電力
投入の値は，上記実施例では，約５０〜２５００Ｗ／１
５²πcm² であるとしているが，この根拠は，５０Ｗ／
１５² πｃｍ² 以下の弱いプラズマでは成膜レートを得
るためには不十分であるからである。また，最大値は，
２５００Ｗ／１５² πｃｍ² としているが，これ以上で
はプラズマが強すぎるため，膜中にカーボン等に不純物
が多く混入するためである。本発明者らによる実験によ
れば最も良い条件としては約１５００Ｗ／１５² πｃｍ
² であることがわかった。ところで，上記第１，第２の
実施例ではいずれもＩＣＰを用いているが，本発明はこ
れに限らず誘導結合型のプラズマであれば良い。従っ
て，次のような第３の実施例をも考えた。

【００１６】引き続いて，第３の実施例について述べ
る。図５に示す如く，第３の実施例に係る装置Ａ３で
は，真空容器１３上部に絶縁体である円筒状のガラス管
１４が装着されている。ガラス管１４の上部のガス導入
ポート１１_a よりプラズマ源となるキャリアガスを導入
する。ガラス管１４に巻かれた金属製のコイル１５はマ
ッチングボックス１６を介して高周波電源１７に接続さ
れている。このコイル１５に高周波電力を投入すること
によって，キャリアガスのプラズマ２０が発生する。材
料ガスは試料１８上方に配設されたリング状のガス導入
ポート１１_b から導入される。リング１１_c 面内に分散
された材料ガスはリング１１_c 内を通過したプラズマ２
０により分解される。これにより，リング１１_c の下方
の試料台１９に載置された試料１８上に成膜を行う。こ
のような装置Ａ３においても，上記実施例装置Ａ１，Ａ
２に示したと同様の作用効果を奏することができる。
尚，上記第１〜３の実施例では，いずれもアルコキシド
珪素を化学結合をＳｉ−Ｏ−Ｃ_m Ｈ_n で表すものとした
が，更に具体的には，化学構造式Ｓｉ−Ｏ−Ｃ ₂ Ｈ₅ あ
るいはＳｉ−Ｏ−ＣＨ₃ のいずれかが考えられる。先に
示した珪酸エチル（ＴＥＯＳ）は前者の一例である。更
に，上記第１〜３の実施例はいずれもＩＣＰ等の誘導結
合型のプラズマを用いているが，これは，図６に示した
ようにＩＣＰ同様のプラズマ密度を確保できるＥＣＲよ
りも，プラズマ中の電子密度（或いはイオンエネルギ）
を小さくでき，かつ，電子密度を高くすることができる
ためである。以上のように上記第１〜３の実施例では、
いずれも従来例と比べて電気特性，耐薬品性，ステップ
カバレージ等の膜質について，ともにより優れたものと
することができた。その結果として，半導体やＣＣＤ，
液晶ディスプレイ等の製造工程において，トランジスタ
素子等の製造にシリコン酸化膜を採用することができ
る。これにより，製品の性能及び信頼性を向上させるこ
とができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明に係るプラズマＣＶＤ膜の形成方
法は，上記したように構成されているため，従来と比べ
て電気特性，耐薬品性，ステップカバレージ等の膜質に
ついて，より優れたものとすることができる。その結果
として，半導体やＣＣＤ，液晶ディスプレイ等の製造工
程において，トランジスタ素子等の製造にシリコン酸化
膜を採用することができる。これにより，製品の性能及
び信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例に係るプラズマＣＶＤ
膜の形成方法を適用可能なプラズマＣＶＤ装置Ａ１の概
略構成を示す模式図。

【図２】 プラズマＣＶＤ装置Ａ１のアンテナ形状を示
す例図。

【図３】 本発明の第２の実施例に係るプラズマＣＶＤ
膜の形成方法を適用可能なプラズマＣＶＤ装置Ａ２の概
略構成を示す模式図。

【図４】 アンテナ付マッチングボックスの概念図。

【図５】 本発明の第３の実施例に係るプラズマＣＶＤ
膜の形成方法を適用可能なプラズマＣＶＤ装置Ａ３の概
略構成を示す模式図。

【図６】 各種プラズマＣＶＤ装置の性能比較例を示す
図表。

【図７】 従来のプラズマＣＶＤ膜の形成方法を適用可
能なプラズマＣＶＤ装置Ａ０の一例を示す模式図。

【符号の説明】

Ａ１〜Ａ３…プラズマＣＶＤ装置 １…ガス導入ポート ２…排気ポー
ト ３…真空容器 ４…誘電体窓 ５…アンテナ ６…マッチン
グ回路 ７…高周波電源 ８…試料 ９…試料台 １０…プラズマ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波電力が投入された真空容器内に所
   要のＣＶＤ処理ガスを導入してプラズマ化し，該プラズ
   マにより生成された分解生成物を上記真空容器内に配置
   された試料上に堆積させるプラズマＣＶＤ膜の形成方法
   において，上記高周波電力の投入を誘導結合によって行
   うとともに，上記ＣＶＤ処理ガスにアルコキシド珪素
   （Ｓｉ−Ｏ−Ｃ_m Ｈ_n ）の化学結合を有する常温で液体
   の有機材料を気化して用いることを特徴とするプラズマ
   ＣＶＤ膜の形成方法。
2. 【請求項２】 上記ＣＶＤ処理ガスが，珪酸エチル（Ｔ
   ＥＯＳ）の化学構造式Ｓｉ（Ｏ−Ｃ₂ Ｈ₅ ）₄ で表され
   る材料を気化したガスである請求項１記載のプラズマＣ
   ＶＤ膜の形成方法。
3. 【請求項３】 上記真空容器内の圧力を約０．０１〜２
   Torrとする請求項１又は２記載のプラズマＣＶＤ膜の形
   成方法。
4. 【請求項４】 上記試料廻りの温度を常温〜約３００℃
   とする請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ
   膜の形成方法。
5. 【請求項５】 上記投入電力を約５０〜２５００Ｗ／１
   ５² πcm² とする請求項１〜４のいずれかに記載のプラ
   ズマＣＶＤ膜の形成方法。
6. 【請求項６】 高周波電力が投入された真空容器内に所
   要のＣＶＤ処理ガスを導入してプラズマ化し，該プラズ
   マにより生成された分解生成物を上記真空容器内に配置
   された試料上に堆積させるプラズマＣＶＤ膜の形成方法
   において，上記ＣＶＤ処理ガスにキセノン（Ｘｅ）又は
   ラドン（Ｒｎ）を添加することを特徴とするプラズマＣ
   ＶＤ膜の形成方法。
7. 【請求項７】 上記ＣＶＤ処理ガスにキセノン（Ｘｅ）
   又はラドン（Ｒｎ）を添加することを特徴とする請求項
   １〜５のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ膜の形成方
   法。