JPH1060655A - Formation of thin film and apparatus therefor - Google Patents
Formation of thin film and apparatus thereforInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、成膜室にガスを導
入してスパッタ用ターゲット電極に印加しプラズマを生
成して被覆基体上に薄膜を形成する薄膜形成方法および
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for forming a thin film on a coated substrate by introducing a gas into a film forming chamber, applying the gas to a target electrode for sputtering, and generating a plasma.
【0002】[0002]
【従来の技術】薄膜形成方法の一例である直流スパッタ
法による基板上への成膜は例えば次のように行われる。
ここで直流スパッタ装置における構成を示す。図3は直
流スパッタ装置の断面図である。301は成膜室、30
2は基体、303は基体302の支持体、304は排気
管、305はターゲット電極、306はマグネトロン磁
場を発生させる磁石、307はガス導入管、308は直
流電源である。成膜室301内を排気系(不図示)を介
して、10-6Torrの値まで減圧させる。次にガス導
入管307からガスを成膜室301内に導入し、成膜室
301内の圧力を所望の圧力に保つ。更に直流電源30
8から電圧をターゲット電極305に印加しプラズマを
生成して、基体302の表面に堆積膜を形成する。2. Description of the Related Art A film is formed on a substrate by a DC sputtering method, which is an example of a method of forming a thin film, as follows.
Here, the configuration of the DC sputtering apparatus will be described. FIG. 3 is a sectional view of the DC sputtering apparatus. Reference numeral 301 denotes a film forming chamber;
2 is a base, 303 is a support of the base 302, 304 is an exhaust pipe, 305 is a target electrode, 306 is a magnet for generating a magnetron magnetic field, 307 is a gas introduction pipe, and 308 is a DC power supply. The pressure in the film forming chamber 301 is reduced to a value of 10 −6 Torr via an exhaust system (not shown). Next, a gas is introduced into the film formation chamber 301 from the gas introduction pipe 307, and the pressure in the film formation chamber 301 is maintained at a desired pressure. Furthermore, DC power supply 30
From 8, a voltage is applied to the target electrode 305 to generate plasma, and a deposited film is formed on the surface of the base 302.
【0003】またマイクロ波CVD法による基板への成
膜は例えば次のように行われる。ここでマイクロ波CV
D装置における構成を示す。図4はマイクロ波CVD装
置の断面図である。401は成膜室、402は基体、4
03は基体402の支持体、404は排気管、405は
第1のガス導入管、406は第2のガス導入管、407
は誘電体、408は導波管である。成膜室401内を排
気系(不図示)を介して、10-6Torrの値まで減圧
させる。次にガス導入管405、406からガスを成膜
室401内に導入し、成膜室401内の圧力を所望の圧
力に保つ。更に導波管408よりマイクロ波を誘電体4
07を介して成膜室401内に導入しプラズマを生成し
て、基体402の表面に堆積膜を形成する。A film is formed on a substrate by a microwave CVD method, for example, as follows. Where microwave CV
3 shows a configuration of the D apparatus. FIG. 4 is a sectional view of the microwave CVD apparatus. Reference numeral 401 denotes a film formation chamber, 402 denotes a substrate,
03 is a support of the base 402, 404 is an exhaust pipe, 405 is a first gas introduction pipe, 406 is a second gas introduction pipe, 407
Is a dielectric, and 408 is a waveguide. The pressure in the film forming chamber 401 is reduced to a value of 10 −6 Torr via an exhaust system (not shown). Next, a gas is introduced into the film formation chamber 401 from the gas introduction pipes 405 and 406, and the pressure in the film formation chamber 401 is maintained at a desired pressure. Further, the microwave is applied from the waveguide 408 to the dielectric 4.
The plasma is introduced into the film formation chamber 401 through the layer 07 to generate plasma, and a deposited film is formed on the surface of the base 402.
【0004】[0004]
【発明が解決しようする課題】しかしながら、上記従来
例でスパッタ法については、形成した膜の密度が低温で
も高密度でよいが、カバレージがあまり良くなく、膜が
もろくクラックも入ることがある。また、水素で終端し
ているダングリングボンドの割合が少なく耐湿性が問題
となる場合がある。一方CVD法については、カバレー
ジが良く、膜に柔軟性がありクラックが入りにくく、水
素で終端されるのでダングリングボンドが少なく耐湿性
に優れるが、形成した膜が低温では水素混入のため低密
度という問題点がある。このように、従来のものにおい
ては、高密度にすることまたはカバレージが良好でクラ
ックを入りにくくすることの双方を満足させるという点
において問題があった。However, in the sputtering method in the above-mentioned conventional example, the density of the formed film may be high even at a low temperature, but the coverage is not so good, and the film may be brittle and cracks may occur. In addition, the proportion of dangling bonds terminated with hydrogen is small, and moisture resistance may be a problem. On the other hand, the CVD method has good coverage, the film is flexible and hardly cracks, and is terminated with hydrogen, so there are few dangling bonds and excellent moisture resistance. There is a problem. As described above, the conventional one has a problem in that both the high density and the good coverage and the difficulty of cracking are satisfied.
【0005】そこで、本発明は、上記従来例のものにお
ける課題を解決し、薄膜の膜中における水素含有量を制
御することにより、高密度で、カバレージが良く、クラ
ックが入りにくく、耐湿性を向上させた薄膜形成方法お
よび装置を提供することを目的としている。Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and controls the hydrogen content in the thin film, thereby achieving high density, good coverage, low cracking, and low moisture resistance. It is an object of the present invention to provide an improved thin film forming method and apparatus.
【0006】[0006]
【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、被覆基体を保持するホルダと、スパッタ用
ターゲットが載置された電極とを含む成膜室と、前記電
極に直流又は高周波電力を印加する手段と、前記成膜室
にガスを供給する手段と、前記成膜室から排気する手段
と、無端環状導波管を介してマイクロ波電力を前記成膜
室に供給する手段とを備え、前記成膜室にガスを導入
し、前記無端環状導波管を介して導入されたマイクロ波
電力によりプラズマを生成すると共にスパッタ用ターゲ
ット電極に印加し、前記薄膜の膜中にとりこまれる水素
含有量を制御して被覆基体上に薄膜を形成することを特
徴とする。そして、本発明の薄膜形成方法においては、
前記薄膜の膜中にとりこまれる水素含有量の制御を、ガ
ス流量/スパッタ電力を変化させることにより行うこと
ができる。また、本発明においては、前記導波管を、ス
ロット付き無端環状導波管により構成することができ
る。また、本発明においては、前記ガスを供給する手段
は、主にスパッタに寄与する第1のガスをターゲットの
近傍から導入する工程と、スパッタされた粒子と反応せ
ずかつプラズマにより単独では成膜しない第2のガスを
該無端環状導波管近傍から導入する工程と、プラズマに
より単独で成膜する第3のガスを該基体近傍から導入す
る工程とを含む構成を採ることができる。その際、前記
第1のガスとしてArを用いること、また、前記第2の
ガスとしてN2乃至はO2を用いること、前記第3のガス
としてSiH4乃至は有機アルミニウムを用いることが
好ましい。また、本発明においては、前記ターゲットと
してSiまたはAlを用いることが好ましい。According to the present invention, there is provided a film forming chamber including a holder for holding a coated substrate, an electrode on which a sputtering target is mounted, and a direct current or a direct current applied to the electrode. Means for applying high-frequency power, means for supplying gas to the film formation chamber, means for exhausting from the film formation chamber, and means for supplying microwave power to the film formation chamber via an endless annular waveguide A gas is introduced into the film forming chamber, plasma is generated by microwave power introduced through the endless annular waveguide, and a plasma is applied to a target electrode for sputtering. Forming a thin film on the coated substrate by controlling the hydrogen content. And in the thin film forming method of the present invention,
The content of hydrogen incorporated in the thin film can be controlled by changing the gas flow rate / sputtering power. Further, in the present invention, the waveguide can be constituted by an endless annular waveguide with a slot. In the present invention, the means for supplying the gas includes a step of introducing a first gas mainly contributing to sputtering from the vicinity of the target, and a step of independently forming a film by plasma without reacting with sputtered particles. It is possible to adopt a configuration including a step of introducing a second gas not to be introduced from the vicinity of the endless annular waveguide and a step of introducing a third gas for forming a film by plasma alone from the vicinity of the base. In this case, it is preferable that Ar is used as the first gas, N2 or O2 is used as the second gas, and SiH4 or organoaluminum is used as the third gas. In the present invention, it is preferable to use Si or Al as the target.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】本発明は、上記したように無端環
状導波管を介して導入されたマイクロ波電力によりプラ
ズマを生成すると共にスパッタ用ターゲット電極に印加
し、前記薄膜の膜中にとりこまれる水素含有量を制御し
て被覆基体上に薄膜を形成するようにしたものである。
すなわち、平行平板のスパッタ装置に無端環状導波管に
マイクロ波電力を供給するマイクロ波CVD装置を組み
合わせ、スパッタ法とCVD法を両立させることで水素
含有量を制御し、カバレージが良好で、クラックが入り
にくく、耐湿性を向上させ且つ密度の高い薄膜を形成す
るようにしたものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As described above, the present invention generates plasma by microwave power introduced through an endless annular waveguide and applies it to a target electrode for sputtering, thereby incorporating the plasma into the thin film. The hydrogen content is controlled to form a thin film on the coated substrate.
That is, a parallel plate sputtering apparatus is combined with a microwave CVD apparatus that supplies microwave power to an endless annular waveguide, and the hydrogen content is controlled by making the sputtering method and the CVD method compatible, so that the coverage is good and the crack And a thin film having a high density is formed with improved moisture resistance.
【0008】以下に、図に基づいて本発明を詳細に説明
する。図1は本発明の薄膜形成方法に用いる薄膜形成装
置の断面図である。101は成膜室、102は被覆基
体、103は被覆基体102の支持体、104は排気
管、105はターゲット電極、106は第1のガス導入
管、107は第2のガス導入管、108は第3のガス導
入管、109は直流電源、110は誘電体、111は導
波管である。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a thin film forming apparatus used in the thin film forming method of the present invention. 101 is a film forming chamber, 102 is a coating substrate, 103 is a support of the coating substrate 102, 104 is an exhaust pipe, 105 is a target electrode, 106 is a first gas introduction pipe, 107 is a second gas introduction pipe, and 108 is A third gas introduction tube, 109 is a DC power supply, 110 is a dielectric, and 111 is a waveguide.
【0009】ガス導入の構成については第1のガス導入
管106と第2のガス導入管107と第3のガス導入管
108の3つからなる。第1のガス導入管106からは
主にスパッタに寄与するガス(スパッタ用ガス)をター
ゲット近傍から導入している。第2のガス導入管107
からはリアクティブスパッタを行う場合にターゲットか
らスパッタされた粒子と反応するガス(反応性ガス)で
且つCVDを行う場合にプラズマにより単独では成膜し
ないガス(プラズマ発生用ガス)を無端環状導波管に沿
って導入している。しかもマイクロ波の導入に影響がな
いように導入管の材料として誘電体を用いている。第3
のガス導入管108からはプラズマにより単独で成膜す
るガス(成膜用ガス)を基体102近傍から導入してい
る。The configuration of gas introduction is composed of three parts: a first gas introduction pipe 106, a second gas introduction pipe 107, and a third gas introduction pipe 108. From the first gas introduction pipe 106, a gas (sputtering gas) mainly contributing to sputtering is introduced from near the target. Second gas introduction pipe 107
From endless annular waveguide, a gas (reactive gas) that reacts with particles sputtered from the target when performing reactive sputtering and a gas that does not form a film by plasma alone when performing CVD (plasma generating gas). Introduced along the tube. In addition, a dielectric is used as the material of the introduction tube so as not to affect the introduction of microwaves. Third
A gas for forming a film by plasma alone (film forming gas) is introduced from the vicinity of the base 102 from the gas introduction tube 108.
【0010】成膜室101内を排気系(不図示)を介し
て、10-6Torrの値まで減圧させる。次にガス導入
管106、107、108からガスを成膜室101内に
導入し、成膜室101内の圧力を所望の圧力に保つ。次
に導波管111よりマイクロ波を誘電体110を介して
成膜室101内に導入しプラズマを生成する。更に直流
電源109よりターゲット電極105に電圧を印加し、
基体102の表面に膜を形成する。本発明の薄膜形成方
法を用いて、使用するガスとターゲットを適宜選択する
ことにより窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸化アル
ミニウム膜他、各種の堆積膜を形成することが可能であ
る。The pressure in the film forming chamber 101 is reduced to a value of 10 -6 Torr via an exhaust system (not shown). Next, a gas is introduced into the film formation chamber 101 from the gas introduction pipes 106, 107, and 108, and the pressure in the film formation chamber 101 is maintained at a desired pressure. Next, a microwave is introduced into the film forming chamber 101 from the waveguide 111 via the dielectric 110 to generate plasma. Further, a voltage is applied from the DC power supply 109 to the target electrode 105,
A film is formed on the surface of the base 102. By appropriately selecting a gas and a target to be used by using the thin film forming method of the present invention, it is possible to form a silicon nitride film, a silicon oxide film, an aluminum oxide film, and other various kinds of deposited films.
【0011】さて、ここで水素含有量とSiH4流量/
スパッタ電圧の関係を図5に示す。縦軸に水素含有量
(単位:cm-3)を取り、横軸にSiH4流量とスパッ
タ電圧の比(単位:sccm/V)を取り成膜温度が室
温の場合と300℃の場合で2通りを表した。そのいず
れの場合でもSiH4流量/スパッタ電圧の比が大きく
なるほど水素含有量は多い傾向にある。成膜温度が室温
の場合に比べて300℃の場合の方が全体的に水素含有
量が少ない。Now, the hydrogen content and the flow rate of SiH4 /
FIG. 5 shows the relationship between the sputtering voltages. The vertical axis indicates the hydrogen content (unit: cm -3 ), and the horizontal axis indicates the ratio of SiH4 flow rate to sputtering voltage (unit: sccm / V). Was expressed. In either case, the hydrogen content tends to increase as the ratio of SiH4 flow rate / sputtering voltage increases. The hydrogen content is generally lower when the film formation temperature is 300 ° C. than when it is room temperature.
【0012】スパッタ用ガス(主にスパッタに寄与する
ガス)導入管を介して導入するガスとしてはH2、H
e、Ne、Ar等が挙げられる。また窒化シリコン、酸
化シリコン等のSi化合物系薄膜を形成する場合の反応
性ガス導入管を介して導入するガスとしてはN2、O2、
H2などが挙げられる。The gases introduced through the sputter gas (gas mainly contributing to the sputter) introduction pipe include H 2, H
e, Ne, Ar and the like. When forming a Si compound based thin film such as silicon nitride or silicon oxide, N2, O2,
H2 and the like.
【0013】本発明の薄膜形成装置を用いて成膜する基
体は導電性のものであっても、電気絶縁性のものであっ
ても、半導体であってもよい。The substrate formed by using the thin film forming apparatus of the present invention may be conductive, electrically insulating, or semiconductor.
【0014】[0014]
【実施例】以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。 [実施例1]本発明の実施例1は、本発明の薄膜形成方
法を光磁気ディスク用窒化シリコン膜形成に応用したも
のである。本実施例を図1を用いて説明する。同図はそ
の薄膜形成装置の断面図である。基体102としては、
ポリカーボネート(PC)基板[φ3.5インチ、耐熱
温度60℃]を使用し、ターゲット電極105としては
Siを使用した。まず基体102を基板の支持体103
に設置し、成膜室101内を排気系(不図示)を介し
て、10-6Torrの値まで減圧させた。第1のガス導
入管106からArを200sccmの流量で成膜室1
01内に導入し、第2のガス導入管107からN2を2
0sccmの流量で成膜室101内に導入し、第3のガ
ス導入管108からSiH4を50sccmの流量で成
膜室101に導入し、成膜室101内の圧力を5mTo
rrの圧力に保持した。次に、2.45GHzのマイク
ロ波電源(不図示)より発振した3kWの電力をスロッ
ト付環状導波管111から誘電体110を介して成膜室
101に導入しプラズマを発生させた。更に直流電源1
09よりターゲット電極105に250Vの電圧を印加
し、成膜を開始させ基体102の表面に膜を形成した。
水素含有量は1.5×1021cm-3以下で、クラックも
なく、カバレージの良い、耐湿性の向上した膜密度2.
8g/ccの緻密な膜が形成された。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Embodiment 1 In Embodiment 1 of the present invention, the thin film forming method of the present invention is applied to the formation of a silicon nitride film for a magneto-optical disk. This embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a sectional view of the thin film forming apparatus. As the base 102,
A polycarbonate (PC) substrate [φ3.5 inches, heat-resistant temperature of 60 ° C.] was used, and Si was used as the target electrode 105. First, the base 102 is used as a support 103 for the substrate.
And the pressure in the film forming chamber 101 was reduced to a value of 10 −6 Torr via an exhaust system (not shown). Ar is supplied from the first gas introduction pipe 106 at a flow rate of 200 sccm to the film forming chamber 1.
01, and N2 is introduced into the second gas introduction pipe 107 through the second gas introduction pipe 107.
The gas is introduced into the film formation chamber 101 at a flow rate of 0 sccm, SiH4 is introduced into the film formation chamber 101 from the third gas introduction pipe 108 at a flow rate of 50 sccm, and the pressure in the film formation chamber 101 is set at 5 mTo.
The pressure was maintained at rr. Next, 3 kW power oscillated from a 2.45 GHz microwave power supply (not shown) was introduced into the film forming chamber 101 from the slotted annular waveguide 111 via the dielectric 110 to generate plasma. DC power supply 1
From 09, a voltage of 250 V was applied to the target electrode 105 to start film formation, and a film was formed on the surface of the base 102.
1. A hydrogen density of 1.5 × 10 21 cm −3 or less, no cracks, good coverage, and a film density with improved moisture resistance.
A dense film of 8 g / cc was formed.
【0015】[実施例2]本発明の実施例2は、本発明
の薄膜形成方法を液晶表示用基板の酸化シリコン膜形成
に応用したものである。本実施例も、また、図1を用い
て説明する。基体102としては、電極(ITO膜やA
l膜など)が形成してあるガラス基板を使用し、ターゲ
ット電極105としてはSiを使用した。まず基体10
2を基板の支持体103に設置し、成膜室101内を排
気系(不図示)を介して、10-6Torrの値まで減圧
させた。第1のガス導入管106からArを200sc
cmの流量で成膜室101内に導入し、第2のガス導入
管107からO2を20sccmの流量で成膜室101
内に導入し、第3のガス導入管108からSiH4を1
00sccmの流量で成膜室101に導入し、成膜室1
01内の圧力を5mTorrの圧力に保持した。次に、
2.45GHzのマイクロ波電源(不図示)より発振し
た3kWの電力をスロット付環状導波管111から誘電
体110を介して成膜室101に導入しプラズマを発生
させた。更に直流電源109よりターゲット電極105
に100Vの電圧を印加し、成膜を開始させ基体102
の表面に膜を形成した。水素含有量は7.5×1021c
m-3で、クラックもなく、カバレージの良い、耐湿性の
向上した膜密度3.0g/ccの緻密な膜が形成され
た。Embodiment 2 In Embodiment 2 of the present invention, the thin film forming method of the present invention is applied to the formation of a silicon oxide film on a liquid crystal display substrate. This embodiment is also described with reference to FIG. As the base 102, an electrode (such as an ITO film or A
1) was used, and Si was used as the target electrode 105. First, the base 10
2 was placed on a substrate support 103, and the pressure in the film forming chamber 101 was reduced to a value of 10 −6 Torr via an exhaust system (not shown). 200 sc of Ar from the first gas introduction pipe 106
cm2 is introduced into the film forming chamber 101 at a flow rate of 20 cm, and O2 is supplied from the second gas introduction pipe 107 at a flow rate of 20 sccm.
And SiH4 is introduced from the third gas introduction pipe 108 to 1
The film was introduced into the deposition chamber 101 at a flow rate of 00 sccm,
01 was maintained at a pressure of 5 mTorr. next,
A 3 kW power oscillated from a 2.45 GHz microwave power supply (not shown) was introduced from the annular waveguide with slots 111 through the dielectric 110 into the film forming chamber 101 to generate plasma. Further, the DC power supply 109 supplies the target electrode 105
To the substrate 102 by applying a voltage of 100 V
A film was formed on the surface of. Hydrogen content is 7.5 × 10 21 c
At m -3 , a dense film with no cracks, good coverage, and improved moisture resistance and a film density of 3.0 g / cc was formed.
【0016】[実施例3]本発明の実施例3は、本発明
の薄膜形成方法を液晶表示用基板の酸化アルミニウム膜
形成に応用したものである。本実施例を図2を用いて説
明する。同図は薄膜形成装置の断面図である。212は
支持体への高周波電力供給手段である。基体202とし
ては、プラスチックを使用し、ターゲット電極205と
してはAlを使用した。まず基体102を基板の支持体
203に設置し、成膜室201内を排気系(不図示)を
介して、10-6Torrの値まで減圧させた。第1のガ
ス導入管206からArを180sccmの流量で成膜
室201内に導入し、第2のガス導入管207からO2
を30sccmの流量で成膜室201内に導入し、第3
のガス導入管208からTMAl(トリメチルアルミニ
ウム)を50sccmの流量で成膜室201に導入し、
成膜室201内の圧力を5mTorrの圧力に保持し
た。次に、2.45GHzのマイクロ波電源(不図示)
より発振した3kWの電力をスロット付環状導波管21
1から誘電体210を介して成膜室201に導入しプラ
ズマを発生させた。同時に基体202の支持体203に
RF電源212より高周波を印加した。更に直流電源2
09よりターゲット電極205に125Vの電圧を印加
し、成膜を開始させ基体202の表面に膜を形成した。
水素含有量は3.0×1021cm-3で、クラックもな
く、カバレージの良い、耐湿性の向上した膜密度4.0
g/ccの緻密な膜が形成された。Embodiment 3 In Embodiment 3 of the present invention, the thin film forming method of the present invention is applied to the formation of an aluminum oxide film on a liquid crystal display substrate. This embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a sectional view of a thin film forming apparatus. 212 is a means for supplying high-frequency power to the support. Plastic was used for the base 202, and Al was used for the target electrode 205. First, the base 102 was placed on the substrate support 203, and the pressure in the film forming chamber 201 was reduced to 10 -6 Torr via an exhaust system (not shown). Ar was introduced into the film formation chamber 201 from the first gas introduction pipe 206 at a flow rate of 180 sccm, and O 2 was introduced from the second gas introduction pipe 207.
Is introduced into the film forming chamber 201 at a flow rate of 30 sccm,
TMAl (trimethylaluminum) was introduced into the deposition chamber 201 at a flow rate of 50 sccm from the gas introduction pipe 208 of
The pressure in the film forming chamber 201 was maintained at a pressure of 5 mTorr. Next, a microwave power supply of 2.45 GHz (not shown)
3kW power oscillated from the annular waveguide 21 with slots
1 was introduced into the film forming chamber 201 through the dielectric 210 to generate plasma. At the same time, a high frequency was applied to the support 203 of the base 202 from the RF power source 212. DC power supply 2
From 09, a voltage of 125 V was applied to the target electrode 205 to start film formation and form a film on the surface of the base 202.
The hydrogen content is 3.0 × 10 21 cm −3 , there is no crack, the coverage is good, and the film density with improved moisture resistance is 4.0.
A dense film of g / cc was formed.
【0017】[0017]
【発明の効果】本発明は、以上のように無端環状導波管
を介して導入されたマイクロ波電力によりプラズマを生
成すると共にスパッタ用ターゲット電極に印加し、前記
薄膜の膜中にとりこまれる水素含有量を制御して被覆基
体上に薄膜を形成するようにしたものであるから、スパ
ッタ法とCVD法を両立させることが可能となり、それ
により膜中の水素含有量を制御することによって、カバ
レージが良好で、クラックが入りにくく、耐湿性の向上
した膜密度の高い薄膜を形成することができる。According to the present invention, as described above, the plasma is generated by the microwave power introduced through the endless annular waveguide, and the plasma is applied to the target electrode for sputtering. Since the thin film is formed on the coated substrate by controlling the content, it is possible to achieve both the sputtering method and the CVD method, thereby controlling the hydrogen content in the film, thereby improving the coverage. And a thin film having high film density with improved crack resistance and improved moisture resistance can be formed.
【図1】本発明の実施例1、実施例2に係わる薄膜形成
装置の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a thin film forming apparatus according to Embodiments 1 and 2 of the present invention.
【図2】本発明の実施例3に係わる薄膜形成装置の断面
図である。FIG. 2 is a sectional view of a thin film forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図3】従来例に係わる薄膜形成装置の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a thin film forming apparatus according to a conventional example.
【図4】従来例に係わる薄膜形成装置の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a thin film forming apparatus according to a conventional example.
【図5】水素含有量とSiH4流量/スパッタ電圧の関
係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the hydrogen content and the flow rate of SiH4 / sputtering voltage.
101:成膜室 102:基体 103:基体の支持体 104:排気管 105:ターゲット電極 106:第1のガス導入管 107:第2のガス導入管 108:第3のガス導入管 109:直流電源 110:誘電体 111:導波管 201:成膜室 202:基体 203:基体の支持体 204:排気管 205:ターゲット電極 206:第1のガス導入管 207:第2のガス導入管 208:第3のガス導入管 209:直流電源 210:誘電体 211:導波管 212:RF電源 301:成膜室 302:基体 303:基体の支持体 304:排気管 305:ターゲット電極 306:マグネトロン磁場を発生させる磁石 307:ガス導入管 308:直流電源 401:成膜室 402:基体 403:基体402の支持体 404:排気管 405:第1のガス導入管 406:第2のガス導入管 407:誘電体 408:導波管 101: film forming chamber 102: substrate 103: substrate support 104: exhaust pipe 105: target electrode 106: first gas introduction pipe 107: second gas introduction pipe 108: third gas introduction pipe 109: DC power supply 110: Dielectric 111: Waveguide 201: Deposition chamber 202: Substrate 203: Substrate support 204: Exhaust pipe 205: Target electrode 206: First gas introduction pipe 207: Second gas introduction pipe 208: Second 3 gas introduction pipes 209: DC power supply 210: Dielectric 211: Waveguide 212: RF power supply 301: Film formation chamber 302: Substrate 303: Substrate support 304: Exhaust pipe 305: Target electrode 306: Generate magnetron magnetic field Magnets to be driven 307: Gas introduction pipe 308: DC power supply 401: Film formation chamber 402: Base 403: Support for base 402 404: Exhaust pipe 405: 1 of the gas introduction pipe 406: second gas introduction pipe 407: dielectric 408: waveguide
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/31 H01L 21/31 D ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location H01L 21/31 H01L 21/31 D
Claims (16)
ターゲットが載置された電極とを含む成膜室と、前記電
極に直流又は高周波電力を印加する手段と、前記成膜室
にガスを供給する手段と、前記成膜室から排気する手段
と、無端環状導波管を介してマイクロ波電力を前記成膜
室に供給する手段とを備え、前記成膜室にガスを導入
し、前記無端環状導波管を介して導入されたマイクロ波
電力によりプラズマを生成すると共にスパッタ用ターゲ
ット電極に印加し、前記薄膜の膜中にとりこまれる水素
含有量を制御して被覆基体上に薄膜を形成することを特
徴とする薄膜形成方法。1. A film forming chamber including a holder for holding a coated substrate, an electrode on which a sputtering target is mounted, means for applying DC or high-frequency power to the electrode, and a gas supplied to the film forming chamber. Means for supplying, means for exhausting from the film forming chamber, means for supplying microwave power to the film forming chamber through an endless annular waveguide, introducing a gas into the film forming chamber, A plasma is generated by microwave power introduced through an endless annular waveguide and applied to a sputtering target electrode to control a hydrogen content incorporated in the thin film to form a thin film on a coated substrate. A thin film forming method.
の制御が、ガス流量/スパッタ電力を変化させることに
より行われることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形
成方法。2. The thin film forming method according to claim 1, wherein the control of the content of hydrogen incorporated in the thin film is performed by changing a gas flow rate / sputtering power.
管であることを特徴とする請求項1または請求項2に記
載の薄膜形成方法。3. The method according to claim 1, wherein the waveguide is an endless annular waveguide with a slot.
に寄与する第1のガスをターゲットの近傍から導入する
工程と、スパッタされた粒子と反応せずかつプラズマに
より単独では成膜しない第2のガスを該無端環状導波管
近傍から導入する工程と、プラズマにより単独で成膜す
る第3のガスを該基体近傍から導入する工程とを含むこ
とを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記
載の薄膜形成方法。4. The means for supplying a gas includes a step of introducing a first gas mainly contributing to sputtering from a vicinity of a target, and a step of not reacting with sputtered particles and forming a film by plasma alone. 2. The method according to claim 1, further comprising the steps of: introducing a second gas from the vicinity of the endless annular waveguide; and introducing a third gas for forming a film by plasma alone from the vicinity of the base. 4. The method for forming a thin film according to any one of the above items 3.
特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の
薄膜形成方法。5. The thin film forming method according to claim 1, wherein Ar is used as said first gas.
特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の
薄膜形成方法。6. The thin film forming method according to claim 1, wherein N2 is used as said second gas.
特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の
薄膜形成方法。7. The thin film forming method according to claim 1, wherein O2 is used as said second gas.
とを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記
載の薄膜形成方法。8. The method according to claim 1, wherein SiH4 is used as the third gas.
を用いることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれ
か1項に記載の薄膜形成方法。9. The method according to claim 1, wherein an organic aluminum is used as the third gas.
印加することを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれ
か1項に記載の薄膜形成方法。10. The thin film forming method according to claim 1, wherein a direct current or a high frequency bias is applied to said holder.
を特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか1項に記
載の薄膜形成方法。11. The method according to claim 1, wherein Si is used as the target.
を特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか1項に記
載の薄膜形成方法。12. The thin film forming method according to claim 1, wherein Al is used as said target.
用ターゲットが載置された電極とを含む成膜室と、前記
電極に直流又は高周波電力を印加する手段と、前記成膜
室にガスを供給する手段と、前記成膜室から排気する手
段と、スロット付き無端環状導波管を介してマイクロ波
電力を前記成膜室に供給する手段とからなる薄膜形成装
置。13. A film forming chamber including a holder for holding a coated substrate, an electrode on which a sputtering target is mounted, means for applying DC or high-frequency power to the electrode, and a gas supplied to the film forming chamber. A thin film forming apparatus comprising: a supplying unit; a unit for exhausting gas from the film forming chamber; and a unit for supplying microwave power to the film forming chamber via a slotted endless annular waveguide.
タに寄与する第1のガスをターゲットの近傍から導入す
る工程と、スパッタされた粒子と反応せずかつプラズマ
により単独では成膜しない第2のガスを該無端環状導波
管近傍から導入する工程と、プラズマにより単独で成膜
する第3のガスを該基体近傍から導入する工程とを含む
ことを特徴とする請求項13に記載の薄膜形成装置。14. A gas supply means comprising: a step of introducing a first gas mainly contributing to sputtering from the vicinity of a target; and a step of not reacting with sputtered particles and forming a film alone by plasma. 14. The method according to claim 13, further comprising a step of introducing the second gas from the vicinity of the endless annular waveguide and a step of introducing a third gas for forming a film by plasma alone from the vicinity of the base. Thin film forming equipment.
ていることを特徴とする請求項13または請求項14に
記載の薄膜形成装置。15. The thin film forming apparatus according to claim 13, wherein said target electrode is formed of Si.
ていることを特徴とする請求項13または請求項14に
記載の薄膜形成装置。16. The thin film forming apparatus according to claim 13, wherein said target electrode is formed of Al.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23973396A JPH1060655A (en) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | Formation of thin film and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP23973396A JPH1060655A (en) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | Formation of thin film and apparatus therefor |
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JPH1060655A true JPH1060655A (en) | 1998-03-03 |
Family
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Family Applications (1)
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JP23973396A Pending JPH1060655A (en) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | Formation of thin film and apparatus therefor |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH1060655A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040010898A (en) * | 2002-07-25 | 2004-02-05 | 사단법인 고등기술연구원 연구조합 | Igniting device of Microwave Plasma Discharge System |
JP2013239749A (en) * | 2000-03-13 | 2013-11-28 | Foundation For Advancement Of International Science | Method for sputtering nitride film, and method for forming gate insulation film |
JP2015515744A (en) * | 2012-03-09 | 2015-05-28 | エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドAir Products And Chemicals Incorporated | Barrier materials for display devices |
-
1996
- 1996-08-22 JP JP23973396A patent/JPH1060655A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017022385A (en) * | 2012-03-09 | 2017-01-26 | エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドAir Products And Chemicals Incorporated | Barrier material for display device |
JP2017195376A (en) * | 2012-03-09 | 2017-10-26 | バーサム マテリアルズ ユーエス,リミティド ライアビリティ カンパニー | Barrier materials for display devices |
US10319862B2 (en) | 2012-03-09 | 2019-06-11 | Versum Materials Us, Llc | Barrier materials for display devices |
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