JPH08979B2 - プラズマｃｖｄ法及び装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ法及び装置Info
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- JPH08979B2 JPH08979B2 JP3323326A JP32332691A JPH08979B2 JP H08979 B2 JPH08979 B2 JP H08979B2 JP 3323326 A JP3323326 A JP 3323326A JP 32332691 A JP32332691 A JP 32332691A JP H08979 B2 JPH08979 B2 JP H08979B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、成膜原料ガスをプラズ
マ化し、該プラズマのもとで被成膜基板上に薄膜を形成
するプラズマＣＶＤ法及び装置に関する。
マ化し、該プラズマのもとで被成膜基板上に薄膜を形成
するプラズマＣＶＤ法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマＣＶＤは、アモルファスシリコ
ン（ａ−Ｓｉ）太陽電池、液晶表示装置等の各種薄膜デ
バイスの形成に広く利用されている。プラズマＣＶＤ装
置は代表的には、真空成膜室、該室中に設けた高周波電
極及びこれに対向する接地電極を備えており、この成膜
室に原料ガスを導入するとともに所定の成膜真空度を維
持しつつ、前記両電極間に高周波電力（通常、サイン波
連続高周波電力）を印加して原料ガスをプラズマ化させ
ることで、接地電極上の基板に所望の薄膜を形成するも
のである。
ン（ａ−Ｓｉ）太陽電池、液晶表示装置等の各種薄膜デ
バイスの形成に広く利用されている。プラズマＣＶＤ装
置は代表的には、真空成膜室、該室中に設けた高周波電
極及びこれに対向する接地電極を備えており、この成膜
室に原料ガスを導入するとともに所定の成膜真空度を維
持しつつ、前記両電極間に高周波電力（通常、サイン波
連続高周波電力）を印加して原料ガスをプラズマ化させ
ることで、接地電極上の基板に所望の薄膜を形成するも
のである。
【０００３】このようなプラズマＣＶＤ方法及び装置で
は、基板にダストが付着することを防止するため、成膜
室への基板搬送系や成膜室における基板の各配置を、ダ
スト発生が少なくなるように工夫している。また、ダス
ト発生を抑制するため、成膜条件を工夫したり、成膜室
への基板の設置時や装置の運転の合間に成膜室内電極や
基板搬送系等を清掃することも行われており、これらに
よって例えば液晶表示基板上の成膜ではかなりの効果が
あがっている。
は、基板にダストが付着することを防止するため、成膜
室への基板搬送系や成膜室における基板の各配置を、ダ
スト発生が少なくなるように工夫している。また、ダス
ト発生を抑制するため、成膜条件を工夫したり、成膜室
への基板の設置時や装置の運転の合間に成膜室内電極や
基板搬送系等を清掃することも行われており、これらに
よって例えば液晶表示基板上の成膜ではかなりの効果が
あがっている。
【０００４】
【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、例えば原料ガスにシラン（ＳｉＨ 4 ）
を使ってガラス等の基板上にアモルファスシリコン（ａ
−Ｓｉ）膜を形成すると、たとえ前述の如く、ダスト発
生の少ない条件を設定しても、形成される膜にダストが
付着したり、混入したりする。
マＣＶＤにより、例えば原料ガスにシラン（ＳｉＨ 4 ）
を使ってガラス等の基板上にアモルファスシリコン（ａ
−Ｓｉ）膜を形成すると、たとえ前述の如く、ダスト発
生の少ない条件を設定しても、形成される膜にダストが
付着したり、混入したりする。
【０００５】これは、本発明者の研究によると、たと
え、ダストが生成される最低のミニマムダストの条件で
成膜しても、その成膜時に、なお、基板に近い領域のプ
ラズマにダストが蓄積されるからである。前記原料ガス
ＳｉＨ4 を例にとると、これがプラズマ化されることに
よりＳｉＨ3 ラジカル、ＳｉＨ2 ラジカル、ＳｉＨラジ
カルが生成されるが、（ａ−Ｓｉ）膜の形成には主とし
てＳｉＨ3 ラジカルが寄与し、ＳｉＨ2 ラジカルやＳｉ
Ｈラジカルといった低シラン系ラジカルはＳｉＨ4 と反
応して高次シランＳｉｘＨｙが生成され、これがダスト
パーティクルになると考えられる。
え、ダストが生成される最低のミニマムダストの条件で
成膜しても、その成膜時に、なお、基板に近い領域のプ
ラズマにダストが蓄積されるからである。前記原料ガス
ＳｉＨ4 を例にとると、これがプラズマ化されることに
よりＳｉＨ3 ラジカル、ＳｉＨ2 ラジカル、ＳｉＨラジ
カルが生成されるが、（ａ−Ｓｉ）膜の形成には主とし
てＳｉＨ3 ラジカルが寄与し、ＳｉＨ2 ラジカルやＳｉ
Ｈラジカルといった低シラン系ラジカルはＳｉＨ4 と反
応して高次シランＳｉｘＨｙが生成され、これがダスト
パーティクルになると考えられる。
【０００６】そこで本発明は、成膜原料ガスをプラズマ
化し、該プラズマのもとで被成膜基板上に薄膜を形成す
るプラズマＣＶＤ法及び装置において、成膜反応に寄与
するラジカル種の生成を妨げず、しかもダストパーティ
クル発生の原因となるラジカル種の発生を選択的に抑制
して、ダストの基板上成膜部への付着、混入を抑制し、
また、成膜速度を向上させることを目的とする。
化し、該プラズマのもとで被成膜基板上に薄膜を形成す
るプラズマＣＶＤ法及び装置において、成膜反応に寄与
するラジカル種の生成を妨げず、しかもダストパーティ
クル発生の原因となるラジカル種の発生を選択的に抑制
して、ダストの基板上成膜部への付着、混入を抑制し、
また、成膜速度を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】プラズマは、前述のよう
に高周波電極に高周波電力を印加し、成膜室内を例えば
数１００ｍＴｏｒｒ程度にすると、高周波電極及び接地
電極間で発生する。その際、一般的には、高周波電極側
に、ブロッキングコンデンサが設置されており、ここ
に、電子が溜まり、高周波電極は、負に帯電する。する
と、プラズマ中の正イオンが高周波電極にむかって加速
され、衝突し、電子が生成され、この電子がプラズマを
持続する。従って、プラズマをコントロールするために
は、電子（エネルギーや密度）を制御する必要がある。
に高周波電極に高周波電力を印加し、成膜室内を例えば
数１００ｍＴｏｒｒ程度にすると、高周波電極及び接地
電極間で発生する。その際、一般的には、高周波電極側
に、ブロッキングコンデンサが設置されており、ここ
に、電子が溜まり、高周波電極は、負に帯電する。する
と、プラズマ中の正イオンが高周波電極にむかって加速
され、衝突し、電子が生成され、この電子がプラズマを
持続する。従って、プラズマをコントロールするために
は、電子（エネルギーや密度）を制御する必要がある。
【０００８】つまり、プラズマＣＶＤ法及び装置におい
ては、イオン、ラジカル制御は電子（エネルギー及び密
度）制御により制御でき、これを制御することで、生成
される各種ラジカルのうち、成膜反応に不必要なラジカ
ル種の発生を抑制し、成膜反応に必要なラジカル種のみ
を増加させ得ると考えられる。そこで本発明者はさらに
研究を重ね、プラズマ中における電子エネルギー及び密
度は生成される各種ラジカルの密度の空間分布により決
定されること、換言すると、プラズマ中における電子エ
ネルギーが各種イオン、ラジカルの生成に関係すること
に着目するとともに、各種ラジカル密度の比はプラズマ
発生のための高周波入力（ＲＦ入力）のオン時、オフ時
からの時間遷移を持つこと、すなわち、例えば原料ガス
がＳｉＨ4 の場合、成膜反応に利用すべきＳｉＨ3 ラジ
カルは、プラズマ発生のための高周波入力オンにより、
ダスト発生の原因となるＳｉＨ2ラジカルやＳｉＨラジ
カルとともに増加するが、高周波入力オフ後、ＳｉＨ3
ラジカルは寿命が比較的長いのに対し、ＳｉＨ2 ラジカ
ルやＳｉＨラジカルは寿命が短いことに着目した。さら
に、電子エネルギー及び密度は、図３に示すように、高
周波入力オンにともない急速に立ち上がり、再び急速に
降下して一定となることに着目し、結論として、原料ガ
スへの高周波電力印加の時間間隔を制御することで成膜
反応に不必要なラジカルの発生を選択的に抑制し、成膜
反応に必要なラジカルのみを選択的に増加させ得ること
を見出した。さらにまた、高周波電力として連続パルス
高周波電力を採用すると、通常のサイン波連続高周波電
力を採用する場合よりも急峻な電力を印加でき、それに
より電子エネルギー、密度の急峻な立ち上がりを得てガ
ス分解を促進し、成膜を促進させ得ることも見出した。
ては、イオン、ラジカル制御は電子（エネルギー及び密
度）制御により制御でき、これを制御することで、生成
される各種ラジカルのうち、成膜反応に不必要なラジカ
ル種の発生を抑制し、成膜反応に必要なラジカル種のみ
を増加させ得ると考えられる。そこで本発明者はさらに
研究を重ね、プラズマ中における電子エネルギー及び密
度は生成される各種ラジカルの密度の空間分布により決
定されること、換言すると、プラズマ中における電子エ
ネルギーが各種イオン、ラジカルの生成に関係すること
に着目するとともに、各種ラジカル密度の比はプラズマ
発生のための高周波入力（ＲＦ入力）のオン時、オフ時
からの時間遷移を持つこと、すなわち、例えば原料ガス
がＳｉＨ4 の場合、成膜反応に利用すべきＳｉＨ3 ラジ
カルは、プラズマ発生のための高周波入力オンにより、
ダスト発生の原因となるＳｉＨ2ラジカルやＳｉＨラジ
カルとともに増加するが、高周波入力オフ後、ＳｉＨ3
ラジカルは寿命が比較的長いのに対し、ＳｉＨ2 ラジカ
ルやＳｉＨラジカルは寿命が短いことに着目した。さら
に、電子エネルギー及び密度は、図３に示すように、高
周波入力オンにともない急速に立ち上がり、再び急速に
降下して一定となることに着目し、結論として、原料ガ
スへの高周波電力印加の時間間隔を制御することで成膜
反応に不必要なラジカルの発生を選択的に抑制し、成膜
反応に必要なラジカルのみを選択的に増加させ得ること
を見出した。さらにまた、高周波電力として連続パルス
高周波電力を採用すると、通常のサイン波連続高周波電
力を採用する場合よりも急峻な電力を印加でき、それに
より電子エネルギー、密度の急峻な立ち上がりを得てガ
ス分解を促進し、成膜を促進させ得ることも見出した。
【０００９】以上の知見に基づき本発明は、成膜原料ガ
スをプラズマ化し、該プラズマのもとで被成膜基板上に
薄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、所定周波数の連続パルス高周波電力
に１ｋＨｚ以下の第１のパルス変調及び該第１パルス変
調より短い周期をもつ第２パルス変調を重畳させてオン
・オフの繰り返しを伴った状態とした高周波電力の印加
により行うことを特徴とするプラズマＣＶＤ法、及び成
膜原料ガスをプラズマ化し、該プラズマのもとで被成膜
基板上に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置において、
前記原料ガスのプラズマ化のための高周波電力印加手段
が、所定周波数の連続パルス高周波電力に１ｋＨｚ以下
の第１のパルス変調及び該第１パルス変調より短い周期
をもつ第２パルス変調を重畳させてオン・オフの繰り返
しを伴った状態とした高周波電力を出力するものである
ことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置を提供するもので
ある。
スをプラズマ化し、該プラズマのもとで被成膜基板上に
薄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、所定周波数の連続パルス高周波電力
に１ｋＨｚ以下の第１のパルス変調及び該第１パルス変
調より短い周期をもつ第２パルス変調を重畳させてオン
・オフの繰り返しを伴った状態とした高周波電力の印加
により行うことを特徴とするプラズマＣＶＤ法、及び成
膜原料ガスをプラズマ化し、該プラズマのもとで被成膜
基板上に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置において、
前記原料ガスのプラズマ化のための高周波電力印加手段
が、所定周波数の連続パルス高周波電力に１ｋＨｚ以下
の第１のパルス変調及び該第１パルス変調より短い周期
をもつ第２パルス変調を重畳させてオン・オフの繰り返
しを伴った状態とした高周波電力を出力するものである
ことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置を提供するもので
ある。
【００１０】前記変調条件は、原料ガス流量、成膜室、
基板温度、原料ガス種等の多くのパラメーターにより、
随時変化させる必要があるが、一般的には、前記第１の
パルス変調は１ｋＨｚ以下の条件とすることが考えられ
る。周期が１ｋＨｚ相当のものより短いと、不必要なラ
ジカル種発生を抑制し難い。一方、必要なラジカル種を
十分増加させる上で、例えば４００Ｈｚ以上とすること
が考えられる。また、必要なラジカル種を選択的に増加
させ、不必要なラジカル種の発生、残存を選択的に抑制
するうえで、前記第２のパルス変調におけるオンタイム
ｔ１は０．５μｓｅｃ＜ｔ１＜１００μｓｅｃ、オフタ
イムｔ２は３μｓｅｃ＜ｔ２＜１００μｓｅｃの範囲か
ら選択決定することが代表的な例として考えられる。な
お、本明細書において「μｓｅｃ」は「１０ -6 秒」を意
味している。
基板温度、原料ガス種等の多くのパラメーターにより、
随時変化させる必要があるが、一般的には、前記第１の
パルス変調は１ｋＨｚ以下の条件とすることが考えられ
る。周期が１ｋＨｚ相当のものより短いと、不必要なラ
ジカル種発生を抑制し難い。一方、必要なラジカル種を
十分増加させる上で、例えば４００Ｈｚ以上とすること
が考えられる。また、必要なラジカル種を選択的に増加
させ、不必要なラジカル種の発生、残存を選択的に抑制
するうえで、前記第２のパルス変調におけるオンタイム
ｔ１は０．５μｓｅｃ＜ｔ１＜１００μｓｅｃ、オフタ
イムｔ２は３μｓｅｃ＜ｔ２＜１００μｓｅｃの範囲か
ら選択決定することが代表的な例として考えられる。な
お、本明細書において「μｓｅｃ」は「１０ -6 秒」を意
味している。
【００１１】
【作用】本発明のプラズマＣＶＤ法及び装置によると、
基本となる所定周波数の連続パルス高周波電力に１ｋＨ
ｚ以下の第１のパルス変調及び該第１パルス変調より短
い周期をもつ第２のパルス変調を重畳させることでオン
・オフが繰り返される状態の高周波電力が原料ガスに印
加され、各電力印加オン時における電子エネルギー・密
度の急速な立ち上がり及び各電力オフ時の成膜反応に不
必要なラジカルの比較的速やかな消滅により、成膜反応
に必要なラジカル種が選択的に発生、増加する一方、成
膜反応に不必要なラジカル種の発生が抑制された状態
で、基板上に所望の薄膜が形成される。成膜中、成膜反
応に不必要なラジカル種の発生が抑制されることでダス
トパーティクルの発生率は激減し、且つ、成膜反応に必
要なラジカル種は選択的に発生、増加することで所望の
成膜速度が得られる。
基本となる所定周波数の連続パルス高周波電力に１ｋＨ
ｚ以下の第１のパルス変調及び該第１パルス変調より短
い周期をもつ第２のパルス変調を重畳させることでオン
・オフが繰り返される状態の高周波電力が原料ガスに印
加され、各電力印加オン時における電子エネルギー・密
度の急速な立ち上がり及び各電力オフ時の成膜反応に不
必要なラジカルの比較的速やかな消滅により、成膜反応
に必要なラジカル種が選択的に発生、増加する一方、成
膜反応に不必要なラジカル種の発生が抑制された状態
で、基板上に所望の薄膜が形成される。成膜中、成膜反
応に不必要なラジカル種の発生が抑制されることでダス
トパーティクルの発生率は激減し、且つ、成膜反応に必
要なラジカル種は選択的に発生、増加することで所望の
成膜速度が得られる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明方法の実施に使用するプラズマＣＶ
Ｄ装置の一例の概略断面を示している。図示の装置は、
真空チャンバ１、該チャンバに電磁弁２１を介して接続
した真空ポンプ２、チャンバ１内に設置した電極３、
４、チャンバ１に接続した成膜用ガス源５及び電磁弁６
１を介して接続したベント用ガス源６を備えている。
する。図１は本発明方法の実施に使用するプラズマＣＶ
Ｄ装置の一例の概略断面を示している。図示の装置は、
真空チャンバ１、該チャンバに電磁弁２１を介して接続
した真空ポンプ２、チャンバ１内に設置した電極３、
４、チャンバ１に接続した成膜用ガス源５及び電磁弁６
１を介して接続したベント用ガス源６を備えている。
【００１３】電極３は接地電極であり、これには成膜温
度調節用のヒータ３１が付設されている。電極４にはそ
れ自体既に知られているマッチングボックス８を介して
高周波電源７から高周波電圧が印加される。高周波電源
７は、連続パルス高周波電力の任意の高周波パルス変調
が可能な高周波信号発生器７１及び高周波増幅器（ＲＦ
パワーアンプ）７２を有しており、所定周波数の連続パ
ルス高周波に４００Ｈｚ〜１ｋＨｚの第１のパルス変調
及び該変調より短い周期をもつ第２のパルス変調を重畳
させて電力印加のオン・オフが繰り返される状態とした
高周波電力を印加できるように構成してある。
度調節用のヒータ３１が付設されている。電極４にはそ
れ自体既に知られているマッチングボックス８を介して
高周波電源７から高周波電圧が印加される。高周波電源
７は、連続パルス高周波電力の任意の高周波パルス変調
が可能な高周波信号発生器７１及び高周波増幅器（ＲＦ
パワーアンプ）７２を有しており、所定周波数の連続パ
ルス高周波に４００Ｈｚ〜１ｋＨｚの第１のパルス変調
及び該変調より短い周期をもつ第２のパルス変調を重畳
させて電力印加のオン・オフが繰り返される状態とした
高周波電力を印加できるように構成してある。
【００１４】第２のパルス変調では、第１パルス変調に
よるオン時においてμｓｅｃオーダ（オンタイムｔ１＝
０．５〜１００μｓｅｃ、オフタイムｔ２＝３〜１００
μｓｅｃ）のパルス変調を行う。第１パルス変調による
高周波入力のオン、オフ状態は図２の（Ａ）に示すよう
になり、第２パルス変調による高周波入力のオン、オフ
状態は図２の（Ｂ）の下段に示すようになる。
よるオン時においてμｓｅｃオーダ（オンタイムｔ１＝
０．５〜１００μｓｅｃ、オフタイムｔ２＝３〜１００
μｓｅｃ）のパルス変調を行う。第１パルス変調による
高周波入力のオン、オフ状態は図２の（Ａ）に示すよう
になり、第２パルス変調による高周波入力のオン、オフ
状態は図２の（Ｂ）の下段に示すようになる。
【００１５】以上説明した装置によると、本発明方法は
次のように実施される。先ず、成膜すべき基板９を装着
したトレー１０を電極３上に設置する。しかるのち、チ
ャンバ１内を電磁弁２１の開成とポンプ２の運転にて所
定圧まで真空引きし、成膜用ガス源５から成膜用原料ガ
スをチャンバ内に導入し、且つ、チャンバ内を成膜真空
度に維持する。次いで、高周波電極４に電源７から、そ
れ自体は連続パルス高周波電力であるが第１及び第２パ
ルス変調されてオン・オフの繰り返しを伴った状態とさ
れた高周波電力を印加して該ガスをプラズマ化させ、基
板９上に成膜させる。成膜後、電磁弁６１を開いてベン
トガス源６からチャンバ内へベントガス（例えばＮ2 ガ
ス）を導入してベント処理したのち、基板９をチャンバ
１から取り出す。或いは、チャンバ１内の真空を維持し
たまま、基板９をトレー１０ごと、次のプロセスチャン
バへ移動させることも考えられる。
次のように実施される。先ず、成膜すべき基板９を装着
したトレー１０を電極３上に設置する。しかるのち、チ
ャンバ１内を電磁弁２１の開成とポンプ２の運転にて所
定圧まで真空引きし、成膜用ガス源５から成膜用原料ガ
スをチャンバ内に導入し、且つ、チャンバ内を成膜真空
度に維持する。次いで、高周波電極４に電源７から、そ
れ自体は連続パルス高周波電力であるが第１及び第２パ
ルス変調されてオン・オフの繰り返しを伴った状態とさ
れた高周波電力を印加して該ガスをプラズマ化させ、基
板９上に成膜させる。成膜後、電磁弁６１を開いてベン
トガス源６からチャンバ内へベントガス（例えばＮ2 ガ
ス）を導入してベント処理したのち、基板９をチャンバ
１から取り出す。或いは、チャンバ１内の真空を維持し
たまま、基板９をトレー１０ごと、次のプロセスチャン
バへ移動させることも考えられる。
【００１６】前記成膜中、原料ガスには、電力印加のオ
ン・オフを繰り返す、第１及び第２パルス変調されたパ
ルス高周波電力が印加されるので、各電力印加オン時に
おける電子エネルギー・密度の急速な立ち上がり及び各
電力オフ時の成膜反応に不必要なラジカルの比較的速や
かな消滅により、成膜反応に必要なラジカル種が選択的
に発生、増加する一方、成膜反応に不必要なラジカル種
の発生が抑制された状態で、基板上に所望の薄膜が形成
される。このように、成膜中、成膜反応に不必要なラジ
カル種の発生が抑制されることでダストパーティクルの
発生率は激減し、且つ、成膜反応に必要なラジカル種は
選択的に発生、増加することで成膜速度が向上し、ま
た、プラズマエネルギー或いは密度の制御により良質な
成膜を行える。
ン・オフを繰り返す、第１及び第２パルス変調されたパ
ルス高周波電力が印加されるので、各電力印加オン時に
おける電子エネルギー・密度の急速な立ち上がり及び各
電力オフ時の成膜反応に不必要なラジカルの比較的速や
かな消滅により、成膜反応に必要なラジカル種が選択的
に発生、増加する一方、成膜反応に不必要なラジカル種
の発生が抑制された状態で、基板上に所望の薄膜が形成
される。このように、成膜中、成膜反応に不必要なラジ
カル種の発生が抑制されることでダストパーティクルの
発生率は激減し、且つ、成膜反応に必要なラジカル種は
選択的に発生、増加することで成膜速度が向上し、ま
た、プラズマエネルギー或いは密度の制御により良質な
成膜を行える。
【００１７】なお、第１パルス変調のみを行うときは、
ダストパーティクルの発生率は未だ高いが、第２パルス
変調も重畳するので、ダストパーティクルの発生率はそ
れだけ低下する。また、前記実施例によると、原料ガス
流量やプラズマ発生のための投入パワーを増加させて
も、ダスト発生増加を引き起こさないので、それだけ成
膜速度を向上させることができる。
ダストパーティクルの発生率は未だ高いが、第２パルス
変調も重畳するので、ダストパーティクルの発生率はそ
れだけ低下する。また、前記実施例によると、原料ガス
流量やプラズマ発生のための投入パワーを増加させて
も、ダスト発生増加を引き起こさないので、それだけ成
膜速度を向上させることができる。
【００１８】前記パルス変調による電力印加のオン時間
・オフ時間の最適条件で成膜した膜は、物理的特性（バ
ンドギャップ、キャリア移動度等）の安定した特性が得
られる。以上説明した方法及び装置に基づき、次の具体
的条件でガラス基板上にアモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ）膜を、シリコンウェハに窒化シリコン（ＳｉＮｘ）
膜を形成したところ、該膜上に実用上問題となるダスト
の付着は見られず、成膜時間もパルス変調無しで、他の
条件を同一とした成膜時より短縮された。 実施例１ （成膜条件） １）基板：ガラス ２）基板サイズ：１０ｃｍ角 ３）高周波電力：１３．５６ＭＨｚ １０００Ｗの連続
パルス高周波電力 ４）第１パルス変調 ：８００〜１０００Ｈｚ 第２パルス変調 ：オンタイムｔ１＝１μｓｅｃ〜
１０μｓｅｃ オフタイムｔ２＝５μｓｅｃ〜２０μｓｅｃ ５）原料ガス：ＳｉＨ4 （１０％）／Ｈ2 （９０％）
２００ｓｃｃｍ ６）基板温度：３００℃ （成膜結果） １）成膜速度：（ａ−Ｓｉ）膜３５０Å／ｍｉｎ（従来
２５０Å／ｍｉｎ） ２）ダスト ：５０個／基板（従来 １５０個／基板） 実施例２ （成膜条件） １）基板：Ｓｉウェハ ２）基板サイズ：４インチ ３）高周波電力：１３．５６ＭＨｚ １０００Ｗの連続
パルス高周波電力 ４）第１パルス変調 ：８００〜１０００Ｈｚ 第２パルス変調 ：オンタイムｔ１＝１μｓｅｃ〜
１０μｓｅｃ オフタイムｔ２＝５μｓｅｃ〜２０μｓｅｃ ５）原料ガス：ＳｉＨ4 １００ｓｃｃｍ ＮＨ3 ２００ｓｃｃｍ ６）基板温度：３５０℃ （成膜結果） １）成膜速度：ＳｉＮｘ膜４５０Å／ｍｉｎ（従来 ３
５０Å／ｍｉｎ） ２）ダスト ：７０個／ウェハ（従来 ２００個／ウェ
ハ）
・オフ時間の最適条件で成膜した膜は、物理的特性（バ
ンドギャップ、キャリア移動度等）の安定した特性が得
られる。以上説明した方法及び装置に基づき、次の具体
的条件でガラス基板上にアモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ）膜を、シリコンウェハに窒化シリコン（ＳｉＮｘ）
膜を形成したところ、該膜上に実用上問題となるダスト
の付着は見られず、成膜時間もパルス変調無しで、他の
条件を同一とした成膜時より短縮された。 実施例１ （成膜条件） １）基板：ガラス ２）基板サイズ：１０ｃｍ角 ３）高周波電力：１３．５６ＭＨｚ １０００Ｗの連続
パルス高周波電力 ４）第１パルス変調 ：８００〜１０００Ｈｚ 第２パルス変調 ：オンタイムｔ１＝１μｓｅｃ〜
１０μｓｅｃ オフタイムｔ２＝５μｓｅｃ〜２０μｓｅｃ ５）原料ガス：ＳｉＨ4 （１０％）／Ｈ2 （９０％）
２００ｓｃｃｍ ６）基板温度：３００℃ （成膜結果） １）成膜速度：（ａ−Ｓｉ）膜３５０Å／ｍｉｎ（従来
２５０Å／ｍｉｎ） ２）ダスト ：５０個／基板（従来 １５０個／基板） 実施例２ （成膜条件） １）基板：Ｓｉウェハ ２）基板サイズ：４インチ ３）高周波電力：１３．５６ＭＨｚ １０００Ｗの連続
パルス高周波電力 ４）第１パルス変調 ：８００〜１０００Ｈｚ 第２パルス変調 ：オンタイムｔ１＝１μｓｅｃ〜
１０μｓｅｃ オフタイムｔ２＝５μｓｅｃ〜２０μｓｅｃ ５）原料ガス：ＳｉＨ4 １００ｓｃｃｍ ＮＨ3 ２００ｓｃｃｍ ６）基板温度：３５０℃ （成膜結果） １）成膜速度：ＳｉＮｘ膜４５０Å／ｍｉｎ（従来 ３
５０Å／ｍｉｎ） ２）ダスト ：７０個／ウェハ（従来 ２００個／ウェ
ハ）
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明プラズマＣＶ
Ｄ法及び装置には次のような利点がある。 ダスト発生を大幅に低減できる。 成膜に不必要なラジカルを抑制できることで、成膜
速度の向上が可能になる。 ガス流量、高周波電力を増加しても、ダストの発生
を抑えたまま、高速成膜が可能になる。 電子エネルギー、密度の制御性が大幅に向上する。
Ｄ法及び装置には次のような利点がある。 ダスト発生を大幅に低減できる。 成膜に不必要なラジカルを抑制できることで、成膜
速度の向上が可能になる。 ガス流量、高周波電力を増加しても、ダストの発生
を抑えたまま、高速成膜が可能になる。 電子エネルギー、密度の制御性が大幅に向上する。
【図１】本発明に係る方法の実施に使用するプラズマＣ
ＶＤ装置の一例の概略断面図である。
ＶＤ装置の一例の概略断面図である。
【図２】高周波電力のパルス変調の様子を示す図であ
る。
る。
【図３】高周波入力オン後の電子エネルギー（密度）の
時間的変化を示すグラフである。
時間的変化を示すグラフである。
１ 真空チャンバ ２ 真空ポンプ ２１ 電磁弁 ３ 接地電極 ３１ ヒータ ４ 高周波電極 ５ 成膜用原料ガス源 ６ ベントガス源 ６１ 電磁弁 ７ 高周波電源 ７１ 高周波信号発生器 ７２ ＲＦパワーアンプ ８ マッチングボックス
Claims (3)
- 【請求項１】 成膜原料ガスをプラズマ化し、該プラズ
マのもとで被成膜基板上に薄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、所定周波
数の連続パルス高周波電力に１ｋＨｚ以下の第１のパル
ス変調及び該第１パルス変調より短い周期をもつ第２パ
ルス変調を重畳させてオン・オフの繰り返しを伴った状
態とした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。 - 【請求項２】 前記第２のパルス変調におけるオンタイ
ムｔ１が０．５μｓｅｃ＜ｔ１＜１００μｓｅｃ、オフ
タイムｔ２が３μｓｅｃ＜ｔ２＜１００μｓｅｃの範囲
にある請求項１記載のプラズマＣＶＤ法。 - 【請求項３】 成膜原料ガスをプラズマ化し、該プラズ
マのもとで被成膜基板上に薄膜を形成するプラズマＣＶ
Ｄ装置において、前記原料ガスのプラズマ化のための高
周波電力印加手段が、所定周波数の連続パルス高周波電
力に１ｋＨｚ以下の第１のパルス変調及び該第１パルス
変調より短い周期をもつ第２パルス変調を重畳させてオ
ン・オフの繰り返しを伴った状態とした高周波電力を出
力するものであることを特徴とするプラズマＣＶＤ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3323326A JPH08979B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | プラズマｃｖｄ法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3323326A JPH08979B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | プラズマｃｖｄ法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05156452A JPH05156452A (ja) | 1993-06-22 |
| JPH08979B2 true JPH08979B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=18153545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3323326A Expired - Fee Related JPH08979B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | プラズマｃｖｄ法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08979B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0794421A (ja) * | 1993-09-21 | 1995-04-07 | Anelva Corp | アモルファスシリコン薄膜の製造方法 |
| US6319355B1 (en) * | 1999-06-30 | 2001-11-20 | Lam Research Corporation | Plasma processor with coil responsive to variable amplitude rf envelope |
| US6472822B1 (en) * | 2000-04-28 | 2002-10-29 | Applied Materials, Inc. | Pulsed RF power delivery for plasma processing |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62188783A (ja) * | 1986-02-14 | 1987-08-18 | Sanyo Electric Co Ltd | 静電潜像担持体の製造方法 |
-
1991
- 1991-12-06 JP JP3323326A patent/JPH08979B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05156452A (ja) | 1993-06-22 |
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