JPH1160384A - Deposition of quartz film and deposition device of quartz film - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、石英系光導波路に
用いる石英膜の堆積方法及び堆積装置に関するものであ
る。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method and an apparatus for depositing a quartz film used for a quartz optical waveguide.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の石英系光導波路における石英膜の
堆積方法としては、文献ＮＴＴ Ｒ＆Ｄ、Ｖｏｌ．４
０、Ｎｏ．２、１９９１年発行、河内正夫著、「プレー
ナ光波回路技術」、第１９９−２０４頁に開示されたも
のがある。この文献においては、四塩化シリコンを酸水
素炎中で加水分解して得られる酸化シリコンガラス微粒
子（粒径約０．１［μｍ］）をシリコン基板上に吹きつ
けて堆積させ、次に、酸化シリコンガラス微粒子膜を電
気炉中で高温に加熱し、透明な酸化シリコンガラス膜と
する方法が開示されている。2. Description of the Related Art A conventional method for depositing a quartz film in a quartz optical waveguide is described in NTT R & D, Vol. 4
0, No. 2, published in 1991, written by Masao Kawachi, "Planar Lightwave Circuit Technology", pp. 199-204. In this document, silicon oxide glass fine particles (particle diameter: about 0.1 [μm]) obtained by hydrolyzing silicon tetrachloride in an oxyhydrogen flame are sprayed and deposited on a silicon substrate. A method has been disclosed in which a silicon glass fine particle film is heated to a high temperature in an electric furnace to form a transparent silicon oxide glass film.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記文
献に開示された方法によって透明で高品質な酸化シリコ
ンガラス膜を形成するためには、酸化シリコンガラス微
粒子膜を電気炉中で１３００℃以上の高温に加熱する必
要があり、この温度はシリコンの融点（約１３５０℃）
に近い温度であるため、シリコン基板を溶融させてしま
うおそれがあるという問題があった。However, in order to form a transparent and high quality silicon oxide glass film by the method disclosed in the above-mentioned document, a silicon oxide glass fine particle film must be formed in an electric furnace at a high temperature of 1300 ° C. or higher. It must be heated to the melting point of silicon (about 1350 ° C).
Temperature, there is a problem that the silicon substrate may be melted.
【０００４】また、１３００℃以上の高温では、既に堆
積した石英膜中の不純物が熱拡散しやすくなるので、所
望の屈折率分布を得ることができなくなるという問題も
あった。At a high temperature of 1300 ° C. or higher, the impurities in the already deposited quartz film are liable to be thermally diffused, so that a desired refractive index distribution cannot be obtained.
【０００５】さらに、酸水素炎を用いているために、石
英膜中にＯＨ基が混入しやすく、これが光の吸収要因の
一つになるという問題があった。Further, the use of an oxyhydrogen flame has a problem that OH groups are easily mixed into the quartz film, which is one of the factors of light absorption.
【０００６】そこで、本発明は、上記した従来技術の課
題を解決するためになされたものであり、その目的とす
るところは、基板の溶融のおそれがなく、石英膜に所望
の特性を持たせることができる石英膜堆積方法及び石英
膜堆積装置を提供することにある。Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a quartz film having desired characteristics without fear of melting of a substrate. It is an object of the present invention to provide a quartz film deposition method and a quartz film deposition apparatus that can perform the method.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明による石英膜堆積
方法は、シリコンを含む第１のガスを第１のプラズマガ
ンに供給し、第１のプラズマガンにより第１のガスのプ
ラズマをビーム状にして上記基板の表面に向けて放出す
ると共に、少なくとも酸素原子を含む第２のガスをチャ
ンバ内に供給する工程を有することを特徴としている。In a quartz film deposition method according to the present invention, a first gas containing silicon is supplied to a first plasma gun, and a plasma of the first gas is beam-formed by the first plasma gun. And releasing the gas toward the surface of the substrate and supplying a second gas containing at least oxygen atoms into the chamber.
【０００８】ここで、第２のガスの供給は、例えば、第
２のガスをプラズマにして基板に向けてビーム状に放出
する第２のプラズマガンにより行うことができる。Here, the supply of the second gas can be performed by, for example, a second plasma gun that converts the second gas into plasma and emits the second gas into a beam toward the substrate.
【０００９】また、第２のガスの供給を、第１のガスと
第２のガスとを混合して第１のプラズマガンに供給し、
第１のプラズマガンにより第１のガスと第２のガスの混
合ガスのプラズマを基板に向けてビーム状に放出するこ
とにより行うことができる。[0009] The supply of the second gas is performed by mixing the first gas and the second gas and supplying the mixed gas to the first plasma gun.
The first plasma gun can emit plasma of a mixed gas of the first gas and the second gas in a beam toward the substrate.
【００１０】また、第２のガスの供給を、酸素ガスをオ
ゾンにして上記チャンバ内に供給するオゾン発生手段に
より行うことができる。Further, the supply of the second gas can be carried out by an ozone generating means which supplies oxygen into the chamber by converting the oxygen gas into ozone.
【００１１】また、第１のガスは、テトラエトキシシラ
ン又はトリエトキシシランのいずれかとすることができ
る。Further, the first gas may be either tetraethoxysilane or triethoxysilane.
【００１２】また、第１のガスのプラズマを基板の表面
に向けて放出すると共に、第２のガスをチャンバ内に供
給する上記工程を行う間、基板ホルダを４００℃以下の
一定温度に設定しておくことが望ましい。[0012] Further, during the above-mentioned step of discharging the plasma of the first gas toward the surface of the substrate and supplying the second gas into the chamber, the substrate holder is set at a constant temperature of 400 ° C. or less. It is desirable to keep.
【００１３】また、第１のガスのプラズマを基板の表面
に向けて放出すると共に、第２のガスをチャンバ内に供
給する上記工程を行う間、圧力制御弁を通してチャンバ
内のガスを排気することによってチャンバ内の圧力を一
定に保持することが望ましい。[0013] Further, while performing the above-described step of supplying the plasma of the first gas toward the surface of the substrate and supplying the second gas into the chamber, exhausting the gas in the chamber through the pressure control valve. It is desirable to keep the pressure in the chamber constant by the pressure.
【００１４】また、第１のガスのプラズマを基板の表面
に向けて放出すると共に、第２のガスをチャンバ内に供
給する上記工程を行うときに、チャンバ内に不純物原子
を導入することによって、石英膜の光透過率を変えるこ
とができる。[0014] Further, by performing the above-described step of discharging the plasma of the first gas toward the surface of the substrate and supplying the second gas into the chamber, introducing impurity atoms into the chamber, The light transmittance of the quartz film can be changed.
【００１５】また、第１のガスのプラズマを基板の表面
に向けて放出すると共に、第２のガスをチャンバ内に供
給する上記工程を行う間、プラズマを基板に向けて加速
させる電圧を上記基板ホルダに印加してもよい。[0015] Further, while performing the above-described step of discharging the plasma of the first gas toward the surface of the substrate and supplying the second gas into the chamber, the voltage for accelerating the plasma toward the substrate is applied to the substrate. It may be applied to the holder.
【００１６】また、本発明の石英膜堆積装置は、シリコ
ンを含む第１のガスを収容する第１の収容部と、上記第
１の収容部から供給された第１のガスをプラズマにして
基板表面に向けてビーム状に放出する第１のプラズマガ
ンと、少なくとも酸素原子を含む第２のガスを収容する
第２の収容部と、上記第２の収容部から供給された第２
のガスを上記チャンバ内に供給する供給手段とを有する
ことを特徴としている。Further, the quartz film deposition apparatus of the present invention comprises a first accommodating section for accommodating a first gas containing silicon, and a substrate for converting the first gas supplied from the first accommodating section into plasma. A first plasma gun that emits a beam toward the surface, a second storage unit that stores a second gas containing at least oxygen atoms, and a second storage unit that is supplied from the second storage unit.
And supply means for supplying the gas into the chamber.
【００１７】ここで、上記供給手段を、第２のガスをプ
ラズマにして上記基板に向けてビーム状に放出する第２
のプラズマガンとしてもよい。Here, the supply means may be a second gas which converts the second gas into a plasma and emits it in the form of a beam toward the substrate.
May be used as the plasma gun.
【００１８】また、上記供給手段による第２のガスの供
給を、第１のガスと第２のガスとを混合して第１のプラ
ズマガンに供給し、第１のプラズマガンにより第１のガ
スと第２のガスの混合ガスのプラズマを基板に向けてビ
ーム状に放出することにより行うことができる。The supply of the second gas by the supply means is performed by mixing the first gas and the second gas and supplying the mixed gas to the first plasma gun, and the first plasma gun supplies the first gas. By emitting a plasma of a mixed gas of the second gas and the second gas in the form of a beam toward the substrate.
【００１９】また、供給手段による第２のガスの供給
を、酸素ガスをオゾンにして上記チャンバ内に供給する
オゾン発生手段により行うことができる。Further, the supply of the second gas by the supply means can be performed by the ozone generation means which supplies oxygen into the chamber by converting the oxygen gas into ozone.
【００２０】また、第１のガスは、テトラエトキシシラ
ン又はトリエトキシシランのいずれかとすることができ
る。The first gas can be either tetraethoxysilane or triethoxysilane.
【００２１】また、上記基板ホルダを−２０℃から４０
０℃までの間の一定温度に設定する温度設定手段を有す
ることが望ましい。Further, the substrate holder is set at a temperature of -20.degree.
It is desirable to have a temperature setting means for setting a constant temperature up to 0 ° C.
【００２２】また、チャンバ内のガスを排気することに
よってチャンバ内の圧力を一定に保持する圧力制御手段
を有することが望ましい。Further, it is desirable to have a pressure control means for keeping the pressure in the chamber constant by exhausting the gas in the chamber.
【００２３】また、上記チャンバ内に不純物原子を導入
する導入手段を備え、チャンバ内に不純物原子を導入す
ることによって、石英膜の光透過率を変えることができ
る。In addition, an introduction means for introducing impurity atoms into the chamber is provided, and the light transmittance of the quartz film can be changed by introducing the impurity atoms into the chamber.
【００２４】また、第１のガスのプラズマを基板の表面
に向けて放出すると共に、第２のガスをチャンバ内に供
給する上記工程を行う間、プラズマを基板に向けて加速
させる電圧を上記基板ホルダに印加するバイアス印加手
段を備えてもよい。Further, while performing the above-described step of discharging the plasma of the first gas toward the surface of the substrate and supplying the second gas into the chamber, the voltage for accelerating the plasma toward the substrate is applied to the substrate. A bias applying means for applying a voltage to the holder may be provided.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
の図面に基づいて詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
【００２６】実施の形態１ 図１は、本発明の実施の形態１による石英膜堆積方法を
実施する石英膜堆積装置を概略的に示す構成図である。Embodiment 1 FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a quartz film deposition apparatus for performing a quartz film deposition method according to Embodiment 1 of the present invention.
【００２７】図１に示されるように、この石英膜堆積装
置は、シリコンウエハ等の基板１を保持する基板ホルダ
２と、この基板ホルダ２を収納するチャンバ３と、ＴＥ
ＯＳ（テトラエトキシシラン：Tetraethoxysilane）用
のプラズマガン４と、酸素用のプラズマガン５とを有す
る。As shown in FIG. 1, the quartz film deposition apparatus includes a substrate holder 2 for holding a substrate 1 such as a silicon wafer, a chamber 3 for accommodating the substrate holder 2, a TE,
It has a plasma gun 4 for OS (Tetraethoxysilane) and a plasma gun 5 for oxygen.
【００２８】基板ホルダ２は、基板１の温度を−２０℃
から＋４００℃までの間の温度に設定するための冷却機
構６及び加熱機構７を備えている。The substrate holder 2 keeps the temperature of the substrate 1 at -20.degree.
A cooling mechanism 6 and a heating mechanism 7 for setting the temperature to between + 400 ° C. and + 400 ° C.
【００２９】また、図１に示されるように、チャンバ３
には、流量制御用のバルブ１０を介してターボ分子ポン
プ１１が連結されており、また、バルブ１２，１３を介
してロータリーポンプ１４が連結されている。ターボ分
子ポンプ１１及びロータリーポンプ１４は、基板１を基
板ホルダ２に設置した後に、チャンバ３内の空気の排気
に使用される。ターボ分子ポンプ１１及びロータリーポ
ンプ１４による、チャンバ３内の到達圧力は１×１０-3
［Ｐａ］である。Further, as shown in FIG.
Is connected to a turbo-molecular pump 11 via a flow control valve 10, and is connected to a rotary pump 14 via valves 12 and 13. The turbo molecular pump 11 and the rotary pump 14 are used for exhausting the air in the chamber 3 after the substrate 1 is set on the substrate holder 2. The ultimate pressure in the chamber 3 by the turbo molecular pump 11 and the rotary pump 14 is 1 × 10 −3.
[Pa].
【００３０】また、図１に示されるように、チャンバ３
には、圧力調整用のバルブ１５を介してメカニカルブー
スターポンプ１６が連結されており、さらにバルブ１７
を介してロータリーポンプ１８が連結されている。メカ
ニカルブースターポンプ１６及びロータリーポンプ１８
は、チャンバ３内のガスを排出し、圧力調整用のバルブ
１５によりチャンバ３内の圧力を制御する。Further, as shown in FIG.
Is connected to a mechanical booster pump 16 via a pressure adjusting valve 15.
The rotary pump 18 is connected via the. Mechanical booster pump 16 and rotary pump 18
Discharges the gas in the chamber 3 and controls the pressure in the chamber 3 by the pressure adjusting valve 15.
【００３１】図２は、プラズマガン４を図１のＡ方向に
見た概略的な平面図である。また、図３は、図２のプラ
ズマガン４をＳ3−Ｓ3線で切る概略的な断面図である。
尚、以下の説明におけるプラズマガンは、図２及び図３
に示されるプラズマガン４と同一の構造を有するが、プ
ラズマガンの構造は図２及び図３に示されたものには限
定されない。FIG. 2 is a schematic plan view of the plasma gun 4 as viewed in the direction A in FIG. FIG. 3 is a schematic sectional view of the plasma gun 4 of FIG. 2 taken along the line S 3 -S 3 .
The plasma gun in the following description is shown in FIGS.
Has the same structure as the plasma gun 4 shown in FIG. 2, but the structure of the plasma gun is not limited to those shown in FIGS.
【００３２】図２及び図３に示されるように、プラズマ
ガン４は、石英製の管２０を有する。管２０には、原料
ガスを導入する第１のガス導入口２１と、オリフィス２
２と、アルゴンガス等を導入する第２のガス導入口２３
とが備えられている。管２０の内径は、例えば、７０
［ｍｍ］であり、第１のガス導入口２１の内径は、例え
ば、０．２５［インチ］である。また、オリフィス２２
の直径は、例えば、５［ｍｍ］であり、流量１０［ｓｃ
ｃｍ］〜１０００［ｓｃｃｍ］の原料ガスを吹き出す。
また、管２０の外側には、冷却水の通路２４が形成され
ており、冷却水が導入口２５から入り、管２０を冷却し
ながら通路２４を通して流れ、排出口２６から排出され
る。As shown in FIGS. 2 and 3, the plasma gun 4 has a tube 20 made of quartz. The pipe 20 has a first gas inlet 21 for introducing a raw material gas and an orifice 2.
2 and a second gas inlet 23 for introducing an argon gas or the like.
And are provided. The inner diameter of the tube 20 is, for example, 70
[Mm], and the inner diameter of the first gas inlet 21 is, for example, 0.25 [inch]. Also, the orifice 22
Has a diameter of, for example, 5 [mm] and a flow rate of 10 [sc].
cm] to 1000 [sccm].
A cooling water passage 24 is formed outside the pipe 20, and the cooling water enters through the inlet 25, flows through the passage 24 while cooling the pipe 20, and is discharged from the outlet 26.
【００３３】また、管２０の外側には、ＲＦ（高周波）
コイル２７が巻かれている。本実施の形態においては、
ＲＦコイル２７の巻数は、３周半である。ＲＦコイル２
７は、銅製であり、内径が５［ｍｍ］のパイプから成
る。このＲＦコイル２７には、１３．５６［ＭＨｚ］の
高周波が１００［Ｗ］〜２０００［Ｗ］の電力で印加さ
れる。管２０の中に導入された原料ガスはこのＲＦの印
加によりプラズマとなる。管２０内の圧力により、プラ
ズマは低温プラズマから熱プラズマの状態をとり得る。
管２０内の圧力が１０００［Ｐａ］以下のときには、低
温プラズマとなり、電子温度が１００００℃以上で、イ
オン及び中性粒子等の温度が室温程度の非平衡プラズマ
が得られる。一方、圧力が１０００［Ｐａ］から大気圧
の間のときには、アーク放電が支配的となって熱プラズ
マが発生し、電子温度と、イオン及び中性粒子等の温度
とがほぼ等しい平衡プラズマが得られる。On the outside of the tube 20, an RF (high frequency)
A coil 27 is wound. In the present embodiment,
The number of turns of the RF coil 27 is three and a half. RF coil 2
Reference numeral 7 is made of copper and has a pipe with an inner diameter of 5 [mm]. A high frequency of 13.56 [MHz] is applied to the RF coil 27 with power of 100 [W] to 2000 [W]. The source gas introduced into the tube 20 is turned into plasma by the application of the RF. Due to the pressure in the tube 20, the plasma can change from a low temperature plasma to a thermal plasma.
When the pressure in the tube 20 is 1000 [Pa] or less, low-temperature plasma is generated, and non-equilibrium plasma is obtained in which the electron temperature is 10,000 ° C. or more and the temperature of ions and neutral particles is about room temperature. On the other hand, when the pressure is between 1000 [Pa] and the atmospheric pressure, the arc discharge becomes dominant and a thermal plasma is generated, so that an equilibrium plasma in which the electron temperature is substantially equal to the temperature of ions and neutral particles is obtained. Can be
【００３４】第２のガス導入口２３から導入されるガ
ス、例えば、アルゴンガスは、第１のガス導入口２１か
ら導入された原料ガス、例えば、ＴＥＯＳにオリフィス
２２付近において渦を形成させる。これによって、安定
したプラズマを形成させる。また、第２のガス導入口２
３から導入されるガスは、管２０から吹き出したプラズ
マの先端部分を冷却する機能、及び、管２０の内壁を冷
却する機能を持つ。The gas, for example, argon gas introduced from the second gas inlet 23 causes the source gas, for example, TEOS, introduced from the first gas inlet 21 to form a vortex near the orifice 22. Thereby, a stable plasma is formed. Also, the second gas inlet 2
The gas introduced from 3 has a function of cooling the tip portion of the plasma blown out of the tube 20 and a function of cooling the inner wall of the tube 20.
【００３５】また、プラズマガン４は、図１に２点鎖線
で示されるように、基板１の中央からプラズマガン４の
先端までの距離を５［ｃｍ］から３０［ｃｍ］までの範
囲内で変更できるように、例えば、スライド機構（図示
せず）を備えている。プラズマガン５も、プラズマガン
４と同様に、図１に２点鎖線で示されるように、基板１
の中央からプラズマガン５の先端までの距離を５［ｃ
ｍ］から３０［ｃｍ］までの範囲内で変更できるよう
に、スライド機構（図示せず）を備えている。As shown by the two-dot chain line in FIG. 1, the distance between the center of the substrate 1 and the tip of the plasma gun 4 is within a range of 5 cm to 30 cm. For example, a slide mechanism (not shown) is provided so as to be changeable. Similarly to the plasma gun 4, the plasma gun 5 has a substrate 1 as shown by a two-dot chain line in FIG.
Distance from the center of the plasma gun 5 to the tip of the plasma gun 5 is 5 [c]
A slide mechanism (not shown) is provided so that the distance can be changed within a range of [m] to 30 [cm].
【００３６】また、図１の石英膜堆積装置は、プラズマ
ガン４のＲＦコイル２７にＲＦ電力を供給するＲＦ電源
３０と、プラズマガン５のＲＦコイルにＲＦ電力を供給
するＲＦ電源３１とを有する。The quartz film deposition apparatus shown in FIG. 1 has an RF power supply 30 for supplying RF power to the RF coil 27 of the plasma gun 4 and an RF power supply 31 for supplying RF power to the RF coil of the plasma gun 5. .
【００３７】さらに、図１の石英膜堆積装置は、プラズ
マガン４に流量制御用のバルブ３２を介して原料ガスを
供給するＴＥＯＳタンク３３と、ＴＥＯＳタンク３３内
に流量制御用のバルブ３４を通して窒素を供給する窒素
ボンベ３５とを有する。窒素ボンベ３５からの窒素は、
ＴＥＯＳタンク３３内においてＴＥＯＳをバブリングし
て、ＴＥＯＳをプラズマガン４に供給する役目を持つ。
但し、このＴＥＯＳの供給は、窒素によるバブリングに
よらず、例えば、ＴＥＯＳタンクを８０℃、配管を１０
０℃に加熱することにより行ってもよい。また、原料ガ
スとして、ＴＥＯＳに代えてＴＲＩＥＳ（トリエトキシ
シラン：Triethoxysilane）を用いてもよい。The quartz film deposition apparatus shown in FIG. 1 further comprises a TEOS tank 33 for supplying a source gas to the plasma gun 4 via a flow control valve 32, and a nitrogen gas flowing through the TEOS tank 33 through a flow control valve 34. And a nitrogen cylinder 35 for supplying pressure. The nitrogen from the nitrogen cylinder 35
It has the role of bubbling TEOS in the TEOS tank 33 and supplying TEOS to the plasma gun 4.
However, this TEOS supply is not performed by bubbling with nitrogen.
It may be carried out by heating to 0 ° C. Also, TRIES (Triethoxysilane) may be used instead of TEOS as the source gas.
【００３８】また、図１の石英膜堆積装置は、プラズマ
ガン４の第２のガス導入口２３に流量制御用のバルブ３
６を介してアルゴンガスを供給し、プラズマガン５の第
２のガス導入口に流量制御用のバルブ３７を介してアル
ゴンガスを供給するアルゴンガスボンベ３８と、プラズ
マガン５の第１のガス導入口に流量制御用のバルブ３９
を介して原料ガスとしての酸素ガスを供給する酸素ボン
ベ４０とを有する。Further, the quartz film deposition apparatus shown in FIG. 1 has a valve 3 for controlling the flow rate at the second gas inlet 23 of the plasma gun 4.
And an argon gas cylinder 38 for supplying argon gas via a flow rate control valve 37 to a second gas inlet of the plasma gun 5 and a first gas inlet of the plasma gun 5. Valve 39 for flow control
And an oxygen cylinder 40 for supplying oxygen gas as a source gas through the oxygen cylinder.
【００３９】次に、図１及び図４の工程図を用いて、実
施の形態１の石英膜堆積方法を説明する。Next, a method for depositing a quartz film according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
【００４０】まず、図４（ａ）に示される（１００）シ
リコンウエハ（即ち、基板１）を、硫酸と過酸化水素を
３：１に混合した温度８０℃の溶液により洗浄し、続い
て、純水により洗浄する。次に、このシリコンウエハ１
を純水により１％に希釈したフッ化水素酸溶液により２
０秒間洗浄し、続いて、純水により洗浄する。First, the (100) silicon wafer (that is, the substrate 1) shown in FIG. 4A is washed with a solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide mixed at a temperature of 80 ° C. in a ratio of 3: 1. Wash with pure water. Next, this silicon wafer 1
With a hydrofluoric acid solution diluted to 1% with pure water.
Wash for 0 seconds, followed by washing with pure water.
【００４１】次に、図４（ｂ）に示されるように、洗浄
したシリコンウエハを基板ホルダ２に設置する。基板ホ
ルダ２は３００℃とし、基板ホルダ２の中央部とプラズ
マガン４，５との間隔を１０［ｃｍ］とする。そして、
バルブ１２及びバルブ１７以外のすべてのバルブを閉め
ておく。Next, as shown in FIG. 4B, the cleaned silicon wafer is set on the substrate holder 2. The temperature of the substrate holder 2 is set to 300 ° C., and the distance between the center of the substrate holder 2 and the plasma guns 4 and 5 is set to 10 [cm]. And
All valves except the valve 12 and the valve 17 are closed.
【００４２】次に、バルブ１３を開けロータリーポンプ
１４によりチャンバ３内の圧力が１［Ｐａ］となるまで
排気した後、バルブ１３を閉め、バルブ１０を開けター
ボ分子ポンプ１１によりチャンバ３内の圧力が１×１０
-3［Ｐａ］になるまで排気する。次に、バルブ１０を閉
め、プラズマガン４，５を通してＴＥＯＳ及び酸素をチ
ャンバ３内にそれぞれ１００［ｓｃｃｍ］及び４００
［ｓｃｃｍ］の流量で導入する。このとき、バルブ１５
により、チャンバ３内の圧力を２［Ｐａ］に保持する。Next, after opening the valve 13 and evacuating the inside of the chamber 3 by the rotary pump 14 until the pressure in the chamber 3 becomes 1 [Pa], the valve 13 is closed, the valve 10 is opened and the pressure in the chamber 3 is opened by the turbo molecular pump 11. Is 1 × 10
Exhaust until -3 [Pa]. Next, the valve 10 is closed and TEOS and oxygen are introduced into the chamber 3 through the plasma guns 4 and 5 at 100 sccm and 400 sccm, respectively.
It is introduced at a flow rate of [sccm]. At this time, the valve 15
Thereby, the pressure in the chamber 3 is maintained at 2 [Pa].
【００４３】次に、ＲＦ電源３０，３１により、１３．
５６［ＭＨｚ］の高周波を入力電力５００［Ｗ］でＴＥ
ＯＳ用及び酸素用プラズマガン４，５に印加する。ＴＥ
ＯＳ用プラズマガン４からは、ＴＥＯＳプラズマ中のイ
オン、ラジカル等が基板１表面に向けて放出される。同
時に、酸素用プラズマガン５からは、酸素ラジカルが基
板１の表面に向けて放出される。約５０分後に、図４
（ｃ）に示されるように、（１００）シリコンウエハで
ある基板１上に膜厚が約２５［μｍ］の石英膜５０が堆
積される。Next, 13.
High frequency of 56 [MHz] and TE at input power of 500 [W]
It is applied to the OS and oxygen plasma guns 4,5. TE
From the OS plasma gun 4, ions, radicals and the like in the TEOS plasma are emitted toward the surface of the substrate 1. At the same time, oxygen radicals are emitted from the oxygen plasma gun 5 toward the surface of the substrate 1. After about 50 minutes, FIG.
As shown in (c), a quartz film 50 having a thickness of about 25 [μm] is deposited on the substrate 1 which is a (100) silicon wafer.
【００４４】屈折率を変えたい場合は、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ4
等によりフッ素Ｆをドープさせたり、ＰＨ3、Ｂ2Ｈ6等
からリンＰやホウ素Ｂをドープする。これらの不純物の
ドープは、例えば、チャンバ３に直接連結されたガス配
管４１を通して行うことができる。但し、ＴＥＯＳ用の
プラズマガン４にドープ用の導入口（図示せず）を設け
ることによって行ってもよい。To change the refractive index, use C 2 F 6 , CF 4
For example, doping with fluorine F or doping phosphorus P or boron B from PH 3 , B 2 H 6 or the like. The doping of these impurities can be performed, for example, through a gas pipe 41 directly connected to the chamber 3. However, this may be performed by providing a doping inlet (not shown) in the plasma gun 4 for TEOS.
【００４５】石英膜５０の堆積後、プラズマガン４，５
によるチャンバ３内へのＴＥＯＳ及び酸素の導入を止
め、バルブ１５を閉める。そして、バルブ１３を開け、
ロータリーポンプ１４によりチャンバ３内のガスを圧力
が１［Ｐａ］となるまで排気した後、バルブ１３を閉
め、バルブ１０を開けターボ分子ポンプ１１によりチャ
ンバ３内の圧力が１×１０-3［Ｐａ］になるまで排気す
る。次に、バルブ１０を閉めチャンバ３内に大気を導入
し、試料を取り出す。After depositing the quartz film 50, the plasma guns 4, 5
The introduction of TEOS and oxygen into the chamber 3 is stopped, and the valve 15 is closed. Then open the valve 13,
After the gas in the chamber 3 is exhausted by the rotary pump 14 until the pressure becomes 1 [Pa], the valve 13 is closed, the valve 10 is opened, and the pressure in the chamber 3 is 1 × 10 −3 [Pa] by the turbo molecular pump 11. Exhaust until it becomes]. Next, the valve 10 is closed, the atmosphere is introduced into the chamber 3, and the sample is taken out.
【００４６】図５は、実施の形態１の石英膜堆積方法に
よって製作された石英膜の波長１．３［μｍ］の光の光
伝搬損失［ｄＢ／ｃｍ］と、ガラス微粒子を基板上に吹
き付け堆積させて成膜し、続いて電気炉中でアニールし
た（従来例１を除く）従来の石英膜の光伝搬損失［ｄＢ
／ｃｍ］の実測データを示すグラフである。ここで、従
来例１は成膜後にアニールしない場合、従来例２は成膜
後に１１５０℃でアニールした場合、従来例３は成膜後
に１２００℃でアニールした場合を示す。図５に示され
る結果から、本実施の形態の製造方法によれば、光伝搬
損失の少ない石英膜を形成できることがわかる。FIG. 5 shows a light propagation loss [dB / cm] of light having a wavelength of 1.3 [μm] of the quartz film manufactured by the quartz film deposition method of the first embodiment and glass fine particles sprayed on the substrate. Light propagation loss [dB] of a conventional quartz film which was deposited and formed into a film and subsequently annealed in an electric furnace (excluding Conventional Example 1)
/ Cm] is a graph showing measured data. Here, Conventional Example 1 shows a case where annealing is not performed after film formation, Conventional Example 2 shows a case where annealing is performed at 1150 ° C. after film formation, and Conventional Example 3 shows a case where annealing is performed at 1200 ° C. after film formation. From the results shown in FIG. 5, it can be seen that according to the manufacturing method of the present embodiment, a quartz film with small light propagation loss can be formed.
【００４７】以上説明したように、実施の形態１の石英
膜堆積方法によれば、石英膜のシリコン源であるＴＥＯ
Ｓ及び酸素をラジカルビームとして基板１上に供給して
いるので、ＯＨ基濃度の低い高品質で緻密な石英膜を形
成することができる。また、この場合の堆積速度は０．
５［μｍ／分］以上と高速であり、製造時間の短縮を図
ることができる。さらに、石英膜堆積工程における基板
１の温度は３００℃と低温であり、基板１の溶融のおそ
れをなくすることができる。As described above, according to the quartz film deposition method of the first embodiment, TEO which is a silicon source of a quartz film is used.
Since S and oxygen are supplied as a radical beam onto the substrate 1, a high-quality, dense quartz film having a low OH group concentration can be formed. Further, the deposition rate in this case is 0.1.
The speed is as high as 5 [μm / min] or more, and the manufacturing time can be reduced. Further, the temperature of the substrate 1 in the quartz film deposition step is as low as 300 ° C., so that there is no possibility that the substrate 1 is melted.
【００４８】また、実施の形態１においては、表面反応
が支配的なＴＥＯＳを用いているので良好なステップカ
バレッジが得られ、従来例に比べて光伝搬損失が十分に
低い優れた特性を持つ石英膜を得ることができる。Further, in the first embodiment, since TEOS having a dominant surface reaction is used, good step coverage can be obtained, and quartz having excellent characteristics with sufficiently low light propagation loss as compared with the conventional example. A membrane can be obtained.
【００４９】さらにまた、ＴＥＯＳ用と酸素用の２つの
プラズマガン４，５を用いているので、石英膜中のシリ
コンと酸素の原子比を正確に制御できる。また、プラズ
マガンを用いて基板１表面のみにＴＥＯＳ及び酸素を供
給しているので、チャンバ３の内壁等への石英膜の堆積
を極力少なくすることができ、チャンバ３内壁等に堆積
した石英膜の剥がれによるパーティクルの発生を抑制す
ることができる。Further, since two plasma guns 4 and 5 for TEOS and oxygen are used, the atomic ratio of silicon and oxygen in the quartz film can be controlled accurately. Further, since TEOS and oxygen are supplied only to the surface of the substrate 1 using the plasma gun, the deposition of the quartz film on the inner wall and the like of the chamber 3 can be minimized, and the quartz film deposited on the inner wall and the like of the chamber 3 can be reduced. Particles can be prevented from being generated due to the separation of the particles.
【００５０】尚、以上の説明においては、基板１として
シリコン基板を用いた場合について説明したが、ガラス
板等の他の基板を用いても同様の効果が期待できる。In the above description, the case where a silicon substrate is used as the substrate 1 has been described. However, similar effects can be expected even if another substrate such as a glass plate is used.
【００５１】実施の形態２ 図６は、本発明の実施の形態２による石英膜堆積方法を
実施する石英膜堆積装置を概略的に示す構成図である。Embodiment 2 FIG. 6 is a configuration diagram schematically showing a quartz film deposition apparatus for performing a quartz film deposition method according to Embodiment 2 of the present invention.
【００５２】図６において、図１の構成と同一又は対応
する構成には、同一の符号を付す。図６の石英膜堆積装
置は、プラズマガンが１台であり、酸素ボンベ６０から
の酸素によりＴＥＯＳタンク３３のＴＥＯＳをバブリン
グし、ＴＥＯＳと酸素を同時にプラズマガン４の供給す
る点、及び、メカニカルブースターポンプ１６、バルブ
１７、ロータリーポンプ１８を備えていない点が、図１
の石英膜堆積装置と相違する。In FIG. 6, components that are the same as or correspond to those in FIG. 1 are given the same reference numerals. The quartz film deposition apparatus shown in FIG. 6 has a single plasma gun, the TEOS in the TEOS tank 33 is bubbled with oxygen from the oxygen cylinder 60, and the TEOS and oxygen are simultaneously supplied to the plasma gun 4, and a mechanical booster is provided. FIG. 1 shows that the pump 16, the valve 17, and the rotary pump 18 are not provided.
Is different from the quartz film deposition apparatus described above.
【００５３】次に、図６を用いて実施の形態２の石英膜
堆積方法を説明する。尚、この説明においては、図４の
工程図をも参照する。Next, a method of depositing a quartz film according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In this description, reference is also made to the process chart of FIG.
【００５４】まず、実施の形態１の場合と同様に（１０
０）シリコンウエハである基板１を洗浄する。First, as in the case of Embodiment 1, (10
0) The substrate 1, which is a silicon wafer, is cleaned.
【００５５】次に、図４（ｂ）に示されるように、基板
１を基板ホルダ２に設置する。基板ホルダ２の温度は３
００℃とし、基板ホルダ２の中央部とプラズマガン４と
の間隔を１０［ｃｍ］とする。そして、バルブ１２以外
のすべてのバルブを閉めておく。Next, as shown in FIG. 4B, the substrate 1 is set on the substrate holder 2. The temperature of the substrate holder 2 is 3
The temperature is set to 00 ° C., and the distance between the center of the substrate holder 2 and the plasma gun 4 is set to 10 [cm]. Then, all valves other than the valve 12 are closed.
【００５６】次に、バルブ１３を開けロータリーポンプ
１４によりチャンバ３内の圧力が１［Ｐａ］となるまで
排気した後、バルブ１３を閉め、バルブ１０を開けター
ボ分子ポンプ１１により圧力１×１０-3［Ｐａ］まで排
気する。次に、バルブ１０を閉め、酸素でバブリングさ
れたＴＥＯＳをチャンバ３内にそれぞれ５００［ｓｃｃ
ｍ］の流量で導入する。このとき、チャンバ３内が大気
圧になったらバルブ１５を開けてガスを排出する。Next, after opening the valve 13 and evacuating the chamber 3 with the rotary pump 14 until the pressure in the chamber 3 becomes 1 [Pa], the valve 13 is closed, the valve 10 is opened, and the pressure is 1 × 10 − by the turbo molecular pump 11. Exhaust to 3 [Pa]. Next, the valve 10 is closed, and TEOS bubbled with oxygen is supplied into the chamber 3 by 500 [scc].
m]. At this time, when the pressure in the chamber 3 reaches the atmospheric pressure, the valve 15 is opened to discharge the gas.
【００５７】次に、ＲＦ電源３０により、１３．５６
［ＭＨｚ］の高周波を入力電力１．５［ｋＷ］でプラズ
マガン４に印加する。プラズマガン４からＴＥＯＳと酸
素から生じるプラズマジェットが基板１の表面に向けて
放出される。約２５分後に、図４（ｃ）と同様に、（１
００）シリコンウエハである基板１上に膜厚が約２５
［μｍ］の石英膜５０が堆積される。Next, 13.56 by the RF power source 30.
A high frequency of [MHz] is applied to the plasma gun 4 at an input power of 1.5 [kW]. A plasma jet generated from TEOS and oxygen is emitted from the plasma gun 4 toward the surface of the substrate 1. After about 25 minutes, (1) as in FIG.
00) A film having a thickness of about 25
A [μm] quartz film 50 is deposited.
【００５８】屈折率を変えたい場合は、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ4
等によりフッ素Ｆをドープさせたり、ＰＨ3、Ｂ2Ｈ6等
からリンＰやホウ素Ｂをドープする。これらの不純物の
ドープは、例えば、チャンバ３に直接連結されたガス配
管４１を通して行うことができる。但し、プラズマガン
４にドープ用の導入口（図示せず）を設けることによっ
て行ってもよい。To change the refractive index, C 2 F 6 , CF 4
For example, doping with fluorine F or doping phosphorus P or boron B from PH 3 , B 2 H 6 or the like. The doping of these impurities can be performed, for example, through a gas pipe 41 directly connected to the chamber 3. Alternatively, the plasma gun 4 may be provided with a doping inlet (not shown).
【００５９】石英膜５０の堆積後、チャンバ３内へのＴ
ＥＯＳ及び酸素の導入を止め、バルブ１５を閉める。そ
して、バルブ１３を開け、ロータリーポンプ１４により
チャンバ３内のガスを圧力が１［Ｐａ］となるまで排気
した後、バルブ１３を閉め、バルブ１０を開けターボ分
子ポンプ１１によりチャンバ３内の圧力が１×１０
-3［Ｐａ］になるまで排気する。次に、バルブ１１を閉
めチャンバ３内に大気を導入し、試料を取り出す。After the quartz film 50 is deposited, T
The introduction of EOS and oxygen is stopped, and the valve 15 is closed. After the valve 13 is opened and the gas in the chamber 3 is exhausted by the rotary pump 14 until the pressure becomes 1 [Pa], the valve 13 is closed, the valve 10 is opened, and the pressure in the chamber 3 is increased by the turbo molecular pump 11. 1 × 10
Exhaust until -3 [Pa]. Next, the valve 11 is closed, air is introduced into the chamber 3, and a sample is taken out.
【００６０】図７は、実施の形態２の石英膜堆積方法に
よって製作された石英膜の波長１．３［μｍ］の光の光
伝搬損失［ｄＢ／ｃｍ］と、ガラス微粒子を基板上に吹
き付け堆積させて成膜し、続いて電気炉中でアニールし
た（従来例１を除く）従来の石英膜の光伝搬損失［ｄＢ
／ｃｍ］の実測データを示すグラフである。ここで、従
来例１は成膜後にアニールしない場合、従来例２は成膜
後に１１５０℃でアニールした場合、従来例３は成膜後
に１２００℃でアニールした場合を示す。図７に示され
る結果から、本実施の形態の製造方法によれば、光伝搬
損失の少ない石英膜を形成できることがわかる。FIG. 7 shows a light propagation loss [dB / cm] of light having a wavelength of 1.3 [μm] of a quartz film manufactured by the quartz film deposition method of the second embodiment, and glass fine particles are sprayed on a substrate. Light propagation loss [dB] of a conventional quartz film which was deposited and formed into a film and subsequently annealed in an electric furnace (excluding Conventional Example 1)
/ Cm] is a graph showing measured data. Here, Conventional Example 1 shows a case where annealing is not performed after film formation, Conventional Example 2 shows a case where annealing is performed at 1150 ° C. after film formation, and Conventional Example 3 shows a case where annealing is performed at 1200 ° C. after film formation. From the results shown in FIG. 7, it can be seen that according to the manufacturing method of the present embodiment, a quartz film with small light propagation loss can be formed.
【００６１】以上説明したように、実施の形態２の石英
膜堆積方法によれば、石英膜のシリコン源であるＴＥＯ
Ｓ及び酸素をラジカルビームとして基板１上に供給して
いるので、ＯＨ基濃度の低い高品質で緻密な石英膜を形
成することができる。また、この場合の堆積速度は１．
０［μｍ／分］以上の高速であり、製造時間の短縮を図
ることができる。さらに、基板１の温度は３００℃と低
温であり、基板１の溶融のおそれをなくすることができ
る。As described above, according to the quartz film deposition method of the second embodiment, TEO which is a silicon source of a quartz film is used.
Since S and oxygen are supplied as a radical beam onto the substrate 1, a high-quality, dense quartz film having a low OH group concentration can be formed. The deposition rate in this case is 1.
The speed is as high as 0 [μm / min] or more, and the manufacturing time can be reduced. Further, the temperature of the substrate 1 is as low as 300 ° C., so that the risk of melting the substrate 1 can be eliminated.
【００６２】また、実施の形態２においては、表面反応
が支配的なＴＥＯＳを用いているので良好なステップカ
バレッジが得られ、従来例に比べて光伝搬損失が十分に
低い石英膜を得ることができる。Further, in the second embodiment, since TEOS having a dominant surface reaction is used, good step coverage can be obtained, and a quartz film having sufficiently lower light propagation loss than the conventional example can be obtained. it can.
【００６３】さらにまた、１つのプラズマガン４により
ＴＥＯＳと酸素の２つのガスから成るプラズマジェット
を供給しており、また、メカニカルブースターポンプ等
を備えていないので装置を簡略化することができる。Furthermore, a plasma jet composed of two gases, TEOS and oxygen, is supplied by one plasma gun 4, and the apparatus can be simplified because no mechanical booster pump or the like is provided.
【００６４】また、プラズマガン４を用いて基板１の表
面にのみＴＥＯＳ及び酸素を供給しているので、チャン
バ３の内壁等への石英膜の堆積を極力少することがで
き、例え1ば、チャンバ３の内壁等に堆積した石英膜の
剥がれによるパーティクルの発生を抑制することができ
る。Further, since TEOS and oxygen are supplied only to the surface of the substrate 1 by using the plasma gun 4, the deposition of the quartz film on the inner wall of the chamber 3 can be minimized. Generation of particles due to peeling of the quartz film deposited on the inner wall or the like of the chamber 3 can be suppressed.
【００６５】尚、実施の形態２において、上記以外の点
は、上記実施の形態１と同一である。The other points of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
【００６６】実施の形態３ 図８は、本発明の実施の形態３による石英膜堆積方法を
実施する石英膜堆積装置を概略的に示す構成図である。Third Embodiment FIG. 8 is a configuration diagram schematically showing a quartz film deposition apparatus for performing a quartz film deposition method according to a third embodiment of the present invention.
【００６７】図８において、図１の構成と同一又は対応
する構成には、同一の符号を付す。図８の石英膜堆積装
置は、プラズマガンがＴＥＯＳ用のもの１台である点、
及び流量制御用のバルブ６１を介して酸素ボンベ４０か
ら送られてきた酸素をオゾンにするオゾナイザー６２を
備え、流量制御用のバルブ６３を介してチャンバ３内に
オゾンを供給する点が、図１の石英膜堆積装置と相違す
る。In FIG. 8, the same or corresponding components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The quartz film deposition apparatus of FIG. 8 has one plasma gun for TEOS,
1 is provided with an ozonizer 62 for converting oxygen sent from the oxygen cylinder 40 into ozone via a flow control valve 61, and supplying ozone into the chamber 3 via a flow control valve 63. Is different from the quartz film deposition apparatus described above.
【００６８】次に、図８を用いて、実施の形態３の石英
膜堆積方法を説明する。尚、この説明においては、図４
の工程図をも参照する。Next, a quartz film deposition method according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In this description, FIG.
Reference is also made to the process diagram of FIG.
【００６９】まず、実施の形態１の場合と同様に（１０
０）シリコンウエハである基板１を洗浄する。First, as in the case of Embodiment 1, (10
0) The substrate 1, which is a silicon wafer, is cleaned.
【００７０】次に、図４（ｂ）に示されるように、基板
１を基板ホルダ２に設置する。基板ホルダ２の温度は３
００℃とし、基板ホルダ２の中央部とプラズマガン４と
の間隔を１０［ｃｍ］とする。そして、バルブ１２及び
バルブ１７以外のすべてのバルブを閉めておく。Next, as shown in FIG. 4B, the substrate 1 is set on the substrate holder 2. The temperature of the substrate holder 2 is 3
The temperature is set to 00 ° C., and the distance between the center of the substrate holder 2 and the plasma gun 4 is set to 10 [cm]. Then, all valves other than the valve 12 and the valve 17 are closed.
【００７１】次に、バルブ１３を開けロータリーポンプ
１４によりチャンバ３内の圧力が１［Ｐａ］となるまで
排気した後、バルブ１３を閉め、バルブ１０を開けター
ボ分子ポンプ１１によりチャンバ３内の圧力が１×１０
-3［Ｐａ］になるまで排気する。次に、バルブ１０を閉
め、ＴＥＯＳ及びオゾンをチャンバ３内にそれぞれ１０
０［ｓｃｃｍ］及び４００［ｓｃｃｍ］の流量で導入す
る。このとき、バルブ１５により、チャンバ３内の圧力
を２［Ｐａ］に保持する。Next, after opening the valve 13 and evacuating the inside of the chamber 3 by the rotary pump 14 until the pressure in the chamber 3 becomes 1 [Pa], the valve 13 is closed, the valve 10 is opened and the pressure in the chamber 3 is opened by the turbo molecular pump 11. Is 1 × 10
Exhaust until -3 [Pa]. Next, the valve 10 is closed, and TEOS and ozone are respectively introduced into the chamber 3 by 10 times.
It is introduced at a flow rate of 0 [sccm] and 400 [sccm]. At this time, the pressure in the chamber 3 is maintained at 2 [Pa] by the valve 15.
【００７２】次に、ＲＦ電源３０により、１３．５６
［ＭＨｚ］の高周波を入力電力５００［Ｗ］でプラズマ
ガン４に印加する。ＴＥＯＳ用のプラズマガン４から
は、ＴＥＯＳプラズマ中のイオン、ラジカル等が基板１
表面に向けて放出される。同時に、バルブ６３を通して
オゾナイザー６２からオゾンが基板１の表面に放出され
る。約５０分後に、図４（ｃ）に示されるように、（１
００）シリコンウエハである基板１上に膜厚が約２５
［μｍ］の石英膜５０が堆積される。Next, 13.56 by the RF power supply 30.
A high frequency of [MHz] is applied to the plasma gun 4 at an input power of 500 [W]. From the TEOS plasma gun 4, ions, radicals, etc. in the TEOS plasma
Released towards the surface. At the same time, ozone is released from the ozonizer 62 to the surface of the substrate 1 through the valve 63. After about 50 minutes, (1) as shown in FIG.
00) A film having a thickness of about 25
A [μm] quartz film 50 is deposited.
【００７３】屈折率を変えたい場合は、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ4
等によりフッ素Ｆをドープさせたり、ＰＨ3、Ｂ2Ｈ6等
からリンＰやホウ素Ｂをドープする。これらの不純物の
ドープは、例えば、チャンバ３に直接連結されたガス配
管４１を通して行うことができる。但し、プラズマガン
４にドープ用の導入口（図示せず）を設けることによっ
て行ってもよい。To change the refractive index, use C 2 F 6 , CF 4
For example, doping with fluorine F or doping phosphorus P or boron B from PH 3 , B 2 H 6 or the like. The doping of these impurities can be performed, for example, through a gas pipe 41 directly connected to the chamber 3. Alternatively, the plasma gun 4 may be provided with a doping inlet (not shown).
【００７４】石英膜５０の堆積後、チャンバ３内へのＴ
ＥＯＳ及びオゾンの導入を止め、バルブ１５を閉める。
そして、バルブ１３を開け、ロータリーポンプ１４によ
りチャンバ３内のガスを圧力が１［Ｐａ］となるまで排
気した後、バルブ１３を閉め、バルブ１０を開けターボ
分子ポンプ１１によりチャンバ３内の圧力が１×１０-3
［Ｐａ］になるまで排気する。次に、バルブ１０を閉め
チャンバ３内に大気を導入し、試料を取り出す。After the quartz film 50 is deposited, T
The introduction of EOS and ozone is stopped, and the valve 15 is closed.
After the valve 13 is opened and the gas in the chamber 3 is exhausted by the rotary pump 14 until the pressure becomes 1 [Pa], the valve 13 is closed, the valve 10 is opened, and the pressure in the chamber 3 is increased by the turbo molecular pump 11. 1 × 10 -3
Exhaust until the pressure becomes [Pa]. Next, the valve 10 is closed, the atmosphere is introduced into the chamber 3, and the sample is taken out.
【００７５】図９は、実施の形態３の石英膜堆積方法に
よって製作された石英膜の波長１．３［μｍ］の光の光
伝搬損失［ｄＢ／ｃｍ］と、ガラス微粒子を基板上に吹
き付け堆積させて成膜し、続いて電気炉中でアニールし
た（従来例１を除く）従来の石英膜の光伝搬損失［ｄＢ
／ｃｍ］の実測データを示すグラフである。ここで、従
来例１は成膜後にアニールしない場合、従来例２は成膜
後に１１５０℃でアニールした場合、従来例３は成膜後
に１２００℃でアニールした場合を示す。図９に示され
る結果から、本実施の形態の製造方法によれば、光伝搬
損失の少ない石英膜を形成できることがわかる。FIG. 9 shows a light propagation loss [dB / cm] of light having a wavelength of 1.3 [μm] of a quartz film manufactured by the quartz film deposition method of the third embodiment and glass fine particles sprayed on the substrate. Light propagation loss [dB] of a conventional quartz film which was deposited and formed into a film and subsequently annealed in an electric furnace (excluding Conventional Example 1)
/ Cm] is a graph showing measured data. Here, Conventional Example 1 shows a case where annealing is not performed after film formation, Conventional Example 2 shows a case where annealing is performed at 1150 ° C. after film formation, and Conventional Example 3 shows a case where annealing is performed at 1200 ° C. after film formation. From the results shown in FIG. 9, it can be seen that according to the manufacturing method of the present embodiment, a quartz film with small light propagation loss can be formed.
【００７６】以上説明したように、実施の形態３の石英
膜堆積方法によれば、石英膜のシリコン源であるＴＥＯ
Ｓをラジカルビームとして基板１上に供給し、さらに酸
素源としてオゾンを供給しているので、ＯＨ基濃度の低
い高品質で緻密な石英膜を形成することができる。ま
た、この場合の堆積速度は１．０［μｍ／分］以上の高
速であり、製造時間の短縮を図ることができる。さら
に、基板１の温度は３００℃であり、基板１の溶融のお
それをなくすることができる。As described above, according to the quartz film deposition method of the third embodiment, TEO which is a silicon source of a quartz film is used.
Since S is supplied on the substrate 1 as a radical beam and ozone is supplied as an oxygen source, a high-quality and dense quartz film having a low OH group concentration can be formed. In this case, the deposition rate is as high as 1.0 [μm / min] or more, and the manufacturing time can be reduced. Further, the temperature of the substrate 1 is 300 ° C., so that there is no possibility that the substrate 1 is melted.
【００７７】また、実施の形態３においては、表面反応
が支配的なＴＥＯＳを用いているので良好なステップカ
バレッジが得られ、従来例に比べて光伝搬損失が十分に
低い優れた特性を持つ石英膜を得ることができる。Further, in the third embodiment, since TEOS having a dominant surface reaction is used, good step coverage can be obtained, and quartz having excellent characteristics with sufficiently low light propagation loss as compared with the conventional example. A membrane can be obtained.
【００７８】さらにまた、１つのプラズマガン４により
ＴＥＯＳを供給しているので装置が簡略化できる。Further, since TEOS is supplied by one plasma gun 4, the apparatus can be simplified.
【００７９】また、プラズマガン４を用いて基板１の表
面にのみにＴＥＯＳを供給しているので、チャンバ３の
内壁等への石英膜の堆積を極力少なくすることができ、
チャンバ３内壁等に堆積した石英膜の剥がれによるパー
ティクルの発生を抑制することとができる。Further, since TEOS is supplied only to the surface of the substrate 1 using the plasma gun 4, the deposition of the quartz film on the inner wall of the chamber 3 can be minimized.
Generation of particles due to peeling of the quartz film deposited on the inner wall of the chamber 3 or the like can be suppressed.
【００８０】尚、実施の形態３において、上記以外の点
は、上記実施の形態１と同一である。Note that the third embodiment is the same as the first embodiment except for the above points.
【００８１】実施の形態４ 図１０は、本発明の実施の形態４による石英膜堆積方法
を実施する石英膜堆積装置を概略的に示す構成図であ
る。Fourth Embodiment FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing a quartz film deposition apparatus for performing a quartz film deposition method according to a fourth embodiment of the present invention.
【００８２】図１０において、図１の構成と同一又は対
応する構成には、同一の符号を付す。図１０の石英膜堆
積装置は、メカニカルブースターポンプ１６、バルブ１
７、ロータリーポンプ１８を備えていない点が、図１の
石英膜堆積装置と相違する。In FIG. 10, the same or corresponding components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The quartz film deposition apparatus shown in FIG. 10 includes a mechanical booster pump 16, a valve 1
7. The point that the rotary pump 18 is not provided is different from the quartz film deposition apparatus of FIG.
【００８３】次に、図１０を用いて実施の形態４の石英
膜堆積方法を説明する。尚、この説明においては、図４
の工程図をも参照する。Next, a quartz film deposition method according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. In this description, FIG.
Reference is also made to the process diagram of FIG.
【００８４】まず、実施の形態１の場合と同様に（１０
０）シリコンウエハである基板１を洗浄する。First, as in the case of the first embodiment, (10
0) The substrate 1, which is a silicon wafer, is cleaned.
【００８５】次に、図４（ｂ）に示されるように、基板
１を基板ホルダ２に設置する。基板ホルダ２の温度は３
００℃とし、基板ホルダ２の中央部とプラズマガン４，
５との間隔をそれぞれ１０［ｃｍ］とする。そして、バ
ルブ１２以外のすべてのバルブを閉めておく。Next, as shown in FIG. 4B, the substrate 1 is set on the substrate holder 2. The temperature of the substrate holder 2 is 3
00 ° C., and the center of the substrate holder 2 and the plasma gun 4
The interval between the reference numerals 5 and 5 is set to 10 [cm]. Then, all valves other than the valve 12 are closed.
【００８６】次に、バルブ１３を開けロータリーポンプ
１４によりチャンバ３内の圧力が１［Ｐａ］となるまで
排気した後、バルブ１３を閉め、バルブ１０を開けター
ボ分子ポンプ１１により圧力１×１０-3［Ｐａ］まで排
気する。次に、バルブ１０を閉め、酸素でバブリングさ
れたＴＥＯＳをチャンバ３内にそれぞれ５００［ｓｃｃ
ｍ］の流量で導入する。このとき、チャンバ３内が大気
圧になったらバルブ１５を開けてガスを排出する。Next, after opening the valve 13 and evacuating the inside of the chamber 3 with the rotary pump 14 until the pressure in the chamber 3 becomes 1 [Pa], the valve 13 is closed, the valve 10 is opened and the pressure is 1 × 10 − by the turbo molecular pump 11. Exhaust to 3 [Pa]. Next, the valve 10 is closed, and TEOS bubbled with oxygen is supplied into the chamber 3 by 500 [scc].
m]. At this time, when the pressure in the chamber 3 reaches the atmospheric pressure, the valve 15 is opened to discharge the gas.
【００８７】次に、ＲＦ電源３０，３１により、１３．
５６［ＭＨｚ］の高周波を入力電力５００［Ｗ］でプラ
ズマガン４，５に印加する。ＴＥＯＳ用プラズマガン４
からは、ＴＥＯＳプラズマ中のイオン及びラジカル等が
基板１の表面に向けて放出される。同時に、酸素用プラ
ズマガン５からは、酸素ラジカルが基板１の表面に向け
て放出される。約２５分後に、図４（ｃ）と同様に、基
板１上に膜厚が約２５［μｍ］の石英膜５０が堆積され
る。Next, 13.
A high frequency of 56 [MHz] is applied to the plasma guns 4 and 5 at an input power of 500 [W]. Plasma gun 4 for TEOS
, Ions and radicals in the TEOS plasma are emitted toward the surface of the substrate 1. At the same time, oxygen radicals are emitted from the oxygen plasma gun 5 toward the surface of the substrate 1. After about 25 minutes, a quartz film 50 having a thickness of about 25 [μm] is deposited on the substrate 1 as in FIG.
【００８８】屈折率を変えたい場合は、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ4
等によりフッ素Ｆをドープさせたり、ＰＨ3、Ｂ2Ｈ6等
からリンＰやホウ素Ｂをドープする。これらの不純物の
ドープは、例えば、チャンバ３に直接連結されたガス配
管４１を通して行うことができる。但し、プラズマガン
４にドープ用の導入口（図示せず）を設けることによっ
て行ってもよい。To change the refractive index, use C 2 F 6 , CF 4
For example, doping with fluorine F or doping phosphorus P or boron B from PH 3 , B 2 H 6 or the like. The doping of these impurities can be performed, for example, through a gas pipe 41 directly connected to the chamber 3. Alternatively, the plasma gun 4 may be provided with a doping inlet (not shown).
【００８９】石英膜５０の堆積後、プラズマガン４，５
によるチャンバ３内へのＴＥＯＳ及び酸素の導入を止
め、バルブ１５を閉める。そして、バルブ１３を開け、
ロータリーポンプ１４によりチャンバ３内のガスを圧力
が１［Ｐａ］となるまで排気した後、バルブ１３を閉
め、バルブ１０を開けターボ分子ポンプ１１によりチャ
ンバ３内の圧力が１×１０-3［Ｐａ］になるまで排気す
る。次に、バルブ１０を閉めチャンバ３内に大気を導入
し、試料を取り出す。After depositing the quartz film 50, the plasma guns 4, 5
The introduction of TEOS and oxygen into the chamber 3 is stopped, and the valve 15 is closed. Then open the valve 13,
After the gas in the chamber 3 is exhausted by the rotary pump 14 until the pressure becomes 1 [Pa], the valve 13 is closed, the valve 10 is opened, and the pressure in the chamber 3 is 1 × 10 −3 [Pa] by the turbo molecular pump 11. Exhaust until it becomes]. Next, the valve 10 is closed, the atmosphere is introduced into the chamber 3, and the sample is taken out.
【００９０】図１１は、実施の形態４の石英膜堆積方法
によって製作された石英膜の波長１．３［μｍ］の光の
光伝搬損失［ｄＢ／ｃｍ］と、ガラス微粒子を基板上に
吹き付け堆積させて成膜し、続いて電気炉中でアニール
した（従来例１を除く）従来の石英膜の光伝搬損失［ｄ
Ｂ／ｃｍ］の実測データを示すグラフである。ここで、
従来例１は成膜後にアニールしない場合、従来例２は成
膜後に１１５０℃でアニールした場合、従来例３は成膜
後に１２００℃でアニールした場合を示す。図７に示さ
れる結果から、本実施の形態の製造方法によれば、光伝
搬損失の少ない石英膜を形成できることがわかる。FIG. 11 shows a light propagation loss [dB / cm] of light having a wavelength of 1.3 [μm] of a quartz film manufactured by the quartz film deposition method of the fourth embodiment and glass fine particles sprayed on the substrate. The light propagation loss [d] of a conventional quartz film annealed in an electric furnace (excluding Conventional Example 1)
B / cm] is a graph showing actual measurement data. here,
Conventional Example 1 shows a case where annealing is not performed after film formation, Conventional Example 2 shows a case where annealing is performed at 1150 ° C. after film formation, and Conventional Example 3 shows a case where annealing is performed at 1200 ° C. after film formation. From the results shown in FIG. 7, it can be seen that according to the manufacturing method of the present embodiment, a quartz film with small light propagation loss can be formed.
【００９１】以上説明したように、実施の形態４の石英
膜堆積方法によれば、石英膜のシリコン源であるＴＥＯ
Ｓ及び酸素をラジカルビームとして基板１上に供給して
いるので、ＯＨ基濃度の低い高品質で緻密な石英膜を形
成することができる。また、この場合の堆積速度は１．
２［μｍ／分］以上の高速であり、製造時間の短縮を図
ることができる。さらに、基板１の温度は３００℃と低
温であり、基板１の溶融のおそれをなくすることができ
る。As described above, according to the quartz film deposition method of the fourth embodiment, TEO which is a silicon source of a quartz film is used.
Since S and oxygen are supplied as a radical beam onto the substrate 1, a high-quality, dense quartz film having a low OH group concentration can be formed. The deposition rate in this case is 1.
The speed is 2 [μm / min] or more, and the manufacturing time can be reduced. Further, the temperature of the substrate 1 is as low as 300 ° C., so that the risk of melting the substrate 1 can be eliminated.
【００９２】また、実施の形態４においては、表面反応
が支配的なＴＥＯＳを用いているので良好なステップカ
バレッジが得られ、従来例に比べて光伝搬損失が十分に
低い石英膜を得ることができる。Further, in the fourth embodiment, good step coverage can be obtained since TEOS having a dominant surface reaction is used, and it is possible to obtain a quartz film having sufficiently low light propagation loss as compared with the conventional example. it can.
【００９３】さらにまた、ＴＥＯＳ用と酸素用の２つの
プラズマガン４，５を用いているので、石英膜中のシリ
コンと酸素の原子比を正確に制御できる。Furthermore, since two plasma guns 4 and 5 for TEOS and oxygen are used, the atomic ratio of silicon to oxygen in the quartz film can be controlled accurately.
【００９４】また、プラズマガンを用いて基板１の表面
にのみＴＥＯＳ及び酸素を供給しているので、チャンバ
３の内壁等への石英膜の堆積を極力少なくすることがで
き、チャンバ３内壁等に堆積した石英膜の剥がれによる
パーティクルの発生を抑制することとができる。さらに
また、メカニカルブースターポンプ等を備えていないの
で装置を簡略化することができる。Further, since TEOS and oxygen are supplied only to the surface of the substrate 1 using the plasma gun, the deposition of the quartz film on the inner wall of the chamber 3 can be reduced as much as possible, and the inner wall of the chamber 3 can be reduced. Generation of particles due to peeling of the deposited quartz film can be suppressed. Furthermore, since no mechanical booster pump or the like is provided, the apparatus can be simplified.
【００９５】尚、実施の形態４において、上記以外の点
は、上記実施の形態１と同一である。Note that the other points in the fourth embodiment are the same as those in the first embodiment.
【００９６】実施の形態５ 図１２は、本発明の実施の形態５による石英膜堆積方法
を実施する石英膜堆積装置を概略的に示す構成図であ
る。Fifth Embodiment FIG. 12 is a configuration diagram schematically showing a quartz film deposition apparatus for performing a quartz film deposition method according to a fifth embodiment of the present invention.
【００９７】図１２において、図１の構成と同一又は対
応する構成には、同一の符号を付す。図１２の石英膜堆
積装置は、プラズマガンが１台であり、酸素ボンベ６０
からの酸素によりＴＥＯＳタンク３３のＴＥＯＳをバブ
リングし、ＴＥＯＳと酸素を同時にプラズマガン４に供
給する点が、図１の石英膜堆積装置と相違する。In FIG. 12, the same or corresponding components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The quartz film deposition apparatus of FIG. 12 has one plasma gun and an oxygen cylinder 60.
1 in that TEOS in the TEOS tank 33 is bubbled with oxygen from the furnace, and TEOS and oxygen are simultaneously supplied to the plasma gun 4.
【００９８】次に、図１２を用いて実施の形態５の石英
膜堆積方法を説明する。尚、この説明においては、図４
の工程図をも参照する。Next, a quartz film deposition method according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. In this description, FIG.
Reference is also made to the process diagram of FIG.
【００９９】まず、実施の形態１の場合と同様に（１０
０）シリコンウエハである基板１を洗浄する。First, as in the case of Embodiment 1, (10
0) The substrate 1, which is a silicon wafer, is cleaned.
【０１００】次に、図４（ｂ）に示されるように、基板
１を基板ホルダ２に設置する。基板ホルダ２の温度は３
００℃とし、基板ホルダ２の中央部とプラズマガン４と
の間隔を１０［ｃｍ］とする。そして、バルブ１２及び
バルブ１７以外のすべてのバルブを閉めておく。Next, as shown in FIG. 4B, the substrate 1 is set on the substrate holder 2. The temperature of the substrate holder 2 is 3
The temperature is set to 00 ° C., and the distance between the center of the substrate holder 2 and the plasma gun 4 is set to 10 [cm]. Then, all valves other than the valve 12 and the valve 17 are closed.
【０１０１】次に、バルブ１３を開けロータリーポンプ
１４によりチャンバ３内の圧力が１［Ｐａ］となるまで
排気した後、バルブ１３を閉め、バルブ１０を開けター
ボ分子ポンプ１１によりチャンバ３内の圧力が１×１０
-3［Ｐａ］になるまで排気する。次に、バルブ１０を閉
め、酸素でバブリングされたＴＥＯＳをチャンバ３内に
それぞれ５００［ｓｃｃｍ］の流量で導入する。このと
き、バルブ１５により、チャンバ３内の圧力を２［Ｐ
ａ］に保持する。Next, after opening the valve 13 and evacuating the inside of the chamber 3 by the rotary pump 14 until the pressure in the chamber 3 becomes 1 [Pa], the valve 13 is closed, the valve 10 is opened and the pressure in the chamber 3 is opened by the turbo molecular pump 11. Is 1 × 10
Exhaust until -3 [Pa]. Next, the valve 10 is closed, and TEOS bubbled with oxygen is introduced into the chamber 3 at a flow rate of 500 [sccm]. At this time, the pressure in the chamber 3 is set to 2 [P
a].
【０１０２】次に、ＲＦ電源３０により、１３．５６
［ＭＨｚ］の高周波を入力電力５００［Ｗ］でプラズマ
ガン４に印加する。プラズマガン４からＴＥＯＳと酸素
から生じるプラズマジェットが基板１の表面に向けて放
出される。約２５分後に、図４（ｃ）と同様に、基板１
上に膜厚が約２５［μｍ］の石英膜５０が堆積される。Next, 13.56 by the RF power source 30.
A high frequency of [MHz] is applied to the plasma gun 4 at an input power of 500 [W]. A plasma jet generated from TEOS and oxygen is emitted from the plasma gun 4 toward the surface of the substrate 1. After about 25 minutes, as in FIG.
A quartz film 50 having a thickness of about 25 [μm] is deposited thereon.
【０１０３】屈折率を変えたい場合は、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ4
等によりフッ素Ｆをドープさせたり、ＰＨ3、Ｂ2Ｈ6等
からリンＰやホウ素Ｂをドープする。これらの不純物の
ドープは、例えば、チャンバ３に直接連結されたガス配
管４１を通して行うことができる。但し、プラズマガン
４にドープ用の導入口（図示せず）を設けることによっ
て行ってもよい。To change the refractive index, use C 2 F 6 , CF 4
For example, doping with fluorine F or doping phosphorus P or boron B from PH 3 , B 2 H 6 or the like. The doping of these impurities can be performed, for example, through a gas pipe 41 directly connected to the chamber 3. Alternatively, the plasma gun 4 may be provided with a doping inlet (not shown).
【０１０４】石英膜５０の堆積後、プラズマガン４によ
るチャンバ３内へのＴＥＯＳ及び酸素の導入を止め、バ
ルブ１５を閉める。そして、バルブ１３を開け、ロータ
リーポンプ１４によりチャンバ３内のガスを圧力が１
［Ｐａ］となるまで排気した後、バルブ１３を閉め、バ
ルブ１０を開けターボ分子ポンプ１１によりチャンバ３
内の圧力が１×１０-3［Ｐａ］になるまで排気する。次
に、バルブ１１を閉めチャンバ３内に大気を導入し、試
料を取り出す。After the deposition of the quartz film 50, the introduction of TEOS and oxygen into the chamber 3 by the plasma gun 4 is stopped, and the valve 15 is closed. Then, the valve 13 is opened, and the pressure in the chamber 3 is reduced to 1 by the rotary pump 14.
After evacuating to [Pa], the valve 13 is closed, the valve 10 is opened, and the chamber 3 is opened by the turbo molecular pump 11.
Evacuation is performed until the internal pressure becomes 1 × 10 −3 [Pa]. Next, the valve 11 is closed, air is introduced into the chamber 3, and a sample is taken out.
【０１０５】図１３は、実施の形態５の石英膜堆積方法
によって製作された石英膜の波長１．３［μｍ］の光の
光伝搬損失［ｄＢ／ｃｍ］と、ガラス微粒子を基板上に
吹き付け堆積させて成膜し、続いて電気炉中でアニール
した（従来例１を除く）従来の石英膜の光伝搬損失［ｄ
Ｂ／ｃｍ］の実測データを示すグラフである。ここで、
従来例１は成膜後にアニールしない場合、従来例２は成
膜後に１１５０℃でアニールした場合、従来例３は成膜
後に１２００℃でアニールした場合を示す。図１３に示
される結果から、本実施の形態の製造方法によれば、光
伝搬損失の少ない石英膜を形成できることがわかる。FIG. 13 shows a light propagation loss [dB / cm] of light having a wavelength of 1.3 [μm] of a quartz film manufactured by the quartz film deposition method of the fifth embodiment, and glass fine particles are sprayed on the substrate. The light propagation loss [d] of a conventional quartz film annealed in an electric furnace (excluding Conventional Example 1)
B / cm] is a graph showing actual measurement data. here,
Conventional Example 1 shows a case where annealing is not performed after film formation, Conventional Example 2 shows a case where annealing is performed at 1150 ° C. after film formation, and Conventional Example 3 shows a case where annealing is performed at 1200 ° C. after film formation. From the results shown in FIG. 13, it can be seen that according to the manufacturing method of the present embodiment, a quartz film with small light propagation loss can be formed.
【０１０６】以上説明したように、実施の形態５の石英
膜堆積方法によれば、石英膜のシリコン源であるＴＥＯ
Ｓ及び酸素をラジカルビームとして基板１上に供給して
いるので、ＯＨ基濃度の低い高品質で緻密な石英膜を形
成することができる。また、この場合の堆積速度は０．
５［μｍ／分］以上の高速であり、製造時間の短縮を図
ることができる。さらに、基板１の温度は３００℃と低
温であり、基板１の溶融のおそれをなくすることができ
る。As described above, according to the quartz film deposition method of the fifth embodiment, TEO which is a silicon source of a quartz film is used.
Since S and oxygen are supplied as a radical beam onto the substrate 1, a high-quality, dense quartz film having a low OH group concentration can be formed. Further, the deposition rate in this case is 0.1.
The speed is 5 [μm / min] or more, and the manufacturing time can be reduced. Further, the temperature of the substrate 1 is as low as 300 ° C., so that the risk of melting the substrate 1 can be eliminated.
【０１０７】また、実施の形態５においては、表面反応
が支配的なＴＥＯＳを用いているので良好なステップカ
バレッジが得られ、従来例に比べて光伝搬損失が十分に
低い石英膜を得ることができる。Further, in the fifth embodiment, since TEOS having a dominant surface reaction is used, good step coverage can be obtained, and a quartz film having sufficiently lower light propagation loss than the conventional example can be obtained. it can.
【０１０８】さらにまた、１つのプラズマガン４により
ＴＥＯＳと酸素の２つのガスから成るプラズマジェット
を供給しているので装置を簡略化することができる。Further, since a single plasma gun 4 supplies a plasma jet composed of two gases of TEOS and oxygen, the apparatus can be simplified.
【０１０９】また、プラズマガン４を用いて基板１の表
面にのみＴＥＯＳ及び酸素を供給しているので、チャン
バ３の内壁等への石英膜の堆積を極力少なくすることが
でき、例えば、チャンバ３の内壁等に堆積した石英膜の
剥がれによるパーティクルの発生を抑制することができ
る。Further, since TEOS and oxygen are supplied only to the surface of the substrate 1 by using the plasma gun 4, the deposition of the quartz film on the inner wall or the like of the chamber 3 can be reduced as much as possible. The generation of particles due to the peeling of the quartz film deposited on the inner wall or the like can be suppressed.
【０１１０】尚、実施の形態５において、上記以外の点
は、上記実施の形態１と同一である。The remaining points of the fifth embodiment are the same as those of the first embodiment.
【０１１１】実施の形態６ 図１４は、本発明の実施の形態６による石英膜堆積方法
を実施する石英膜堆積装置を概略的に示す構成図であ
る。Sixth Embodiment FIG. 14 is a configuration diagram schematically showing a quartz film deposition apparatus for performing a quartz film deposition method according to a sixth embodiment of the present invention.
【０１１２】図１４において、図１の構成と同一又は対
応する構成には、同一の符号を付す。図１４の石英膜堆
積装置は、プラズマガンが１台であり、酸素ボンベ６０
からの酸素を直接チャンバ３に供給する点が、図１の石
英膜堆積装置と相違する。In FIG. 14, the same or corresponding components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The quartz film deposition apparatus of FIG. 14 has one plasma gun and an oxygen cylinder 60.
The difference from the quartz film deposition apparatus of FIG. 1 is that oxygen from
【０１１３】次に、図１４を用いて実施の形態６の石英
膜堆積方法を説明する。尚、この説明においては、図４
の工程図をも参照する。Next, a method of depositing a quartz film according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. In this description, FIG.
Reference is also made to the process diagram of FIG.
【０１１４】まず、実施の形態１の場合と同様に（１０
０）シリコンウエハである基板１を洗浄する。First, as in the case of the first embodiment, (10
0) The substrate 1, which is a silicon wafer, is cleaned.
【０１１５】次に、図４（ｂ）に示されるように、基板
１を基板ホルダ２に設置する。基板ホルダ２の温度は３
００℃とし、基板ホルダ２の中央部とプラズマガン４と
の間隔を１０［ｃｍ］とする。そして、バルブ１２及び
バルブ１７以外のすべてのバルブを閉めておく。Next, the substrate 1 is set on the substrate holder 2 as shown in FIG. The temperature of the substrate holder 2 is 3
The temperature is set to 00 ° C., and the distance between the center of the substrate holder 2 and the plasma gun 4 is set to 10 [cm]. Then, all valves other than the valve 12 and the valve 17 are closed.
【０１１６】次に、バルブ１３を開けロータリーポンプ
１４によりチャンバ３内の圧力が１［Ｐａ］となるまで
排気した後、バルブ１３を閉め、バルブ１０を開けター
ボ分子ポンプ１１によりチャンバ３内の圧力が１×１０
-3［Ｐａ］になるまで排気する。次に、バルブ１０を閉
め、ＴＥＯＳ及び酸素をチャンバ３内にそれぞれ１００
［ｓｃｃｍ］及び４００［ｓｃｃｍ］の流量で導入す
る。このとき、バルブ１５により、チャンバ３内の圧力
を２［Ｐａ］に保持する。Next, after opening the valve 13 and evacuating the inside of the chamber 3 by the rotary pump 14 until the pressure in the chamber 3 becomes 1 [Pa], the valve 13 is closed, the valve 10 is opened and the pressure in the chamber 3 is opened by the turbo molecular pump 11. Is 1 × 10
Exhaust until -3 [Pa]. Next, the valve 10 is closed, and TEOS and oxygen are respectively introduced into the chamber 3 for 100 times.
It is introduced at a flow rate of [sccm] and 400 [sccm]. At this time, the pressure in the chamber 3 is maintained at 2 [Pa] by the valve 15.
【０１１７】次に、ＲＦ電源３０により、１３．５６
［ＭＨｚ］の高周波を入力電力５００［Ｗ］でプラズマ
ガン４に印加する。ＴＥＯＳ用プラズマガン４からは、
ＴＥＯＳプラズマ中のイオン、ラジカル等が基板１表面
に向けて放出される。同時に、バルブ３９を通して酸素
が基板１の表面に放出される。約８０分後に、図４
（ｃ）と同様に、基板１上に膜厚が約２５［μｍ］の石
英膜５０が堆積される。Next, 13.56 by the RF power source 30.
A high frequency of [MHz] is applied to the plasma gun 4 at an input power of 500 [W]. From the TEOS plasma gun 4
Ions, radicals, and the like in the TEOS plasma are emitted toward the substrate 1 surface. At the same time, oxygen is released to the surface of the substrate 1 through the valve 39. After about 80 minutes, FIG.
As in (c), a quartz film 50 having a thickness of about 25 [μm] is deposited on the substrate 1.
【０１１８】屈折率を変えたい場合は、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ4
等によりフッ素Ｆをドープさせたり、ＰＨ3、Ｂ2Ｈ6等
からリンＰやホウ素Ｂをドープする。これらの不純物の
ドープは、例えば、チャンバ３に直接連結されたガス配
管４１を通して行うことができる。但し、プラズマガン
４にドープ用の導入口（図示せず）を設けることによっ
て行ってもよい。To change the refractive index, use C 2 F 6 , CF 4
For example, doping with fluorine F or doping phosphorus P or boron B from PH 3 , B 2 H 6 or the like. The doping of these impurities can be performed, for example, through a gas pipe 41 directly connected to the chamber 3. Alternatively, the plasma gun 4 may be provided with a doping inlet (not shown).
【０１１９】石英膜５０の堆積後、チャンバ３内へのＴ
ＥＯＳ及び酸素の導入を止め、バルブ１５を閉める。そ
して、バルブ１３を開け、ロータリーポンプ１４により
チャンバ３内のガスを圧力が１［Ｐａ］となるまで排気
した後、バルブ１３を閉め、バルブ１０を開けターボ分
子ポンプ１１によりチャンバ３内の圧力が１×１０
-3［Ｐａ］になるまで排気する。次に、バルブ１１を閉
めチャンバ３内に大気を導入し、試料を取り出す。After depositing the quartz film 50, T
The introduction of EOS and oxygen is stopped, and the valve 15 is closed. After the valve 13 is opened and the gas in the chamber 3 is exhausted by the rotary pump 14 until the pressure becomes 1 [Pa], the valve 13 is closed, the valve 10 is opened, and the pressure in the chamber 3 is increased by the turbo molecular pump 11. 1 × 10
Exhaust until -3 [Pa]. Next, the valve 11 is closed, air is introduced into the chamber 3, and a sample is taken out.
【０１２０】図１５は、実施の形態６の石英膜堆積方法
によって製作された石英膜の波長１．３［μｍ］の光の
光伝搬損失［ｄＢ／ｃｍ］と、ガラス微粒子を基板上に
吹き付け堆積させて成膜し、続いて電気炉中でアニール
した（従来例１を除く）従来の石英膜の光伝搬損失［ｄ
Ｂ／ｃｍ］の実測データを示すグラフである。ここで、
従来例１は成膜後にアニールしない場合、従来例２は成
膜後に１１５０℃でアニールした場合、従来例３は成膜
後に１２００℃でアニールした場合を示す。図１５に示
される結果から、本実施の形態の製造方法によれば、光
伝搬損失の少ない石英膜を形成できることがわかる。FIG. 15 shows a light propagation loss [dB / cm] of light having a wavelength of 1.3 [μm] of a quartz film manufactured by the quartz film deposition method of the sixth embodiment and glass fine particles sprayed on the substrate. The light propagation loss [d] of a conventional quartz film annealed in an electric furnace (excluding Conventional Example 1)
B / cm] is a graph showing actual measurement data. here,
Conventional Example 1 shows a case where annealing is not performed after film formation, Conventional Example 2 shows a case where annealing is performed at 1150 ° C. after film formation, and Conventional Example 3 shows a case where annealing is performed at 1200 ° C. after film formation. From the results shown in FIG. 15, it can be seen that according to the manufacturing method of the present embodiment, a quartz film with small light propagation loss can be formed.
【０１２１】以上説明したように、実施の形態６の石英
膜堆積方法によれば、石英膜のシリコン源であるＴＥＯ
Ｓ及び酸素をラジカルビームとして基板１上に供給して
いるので、ＯＨ基濃度の低い高品質で緻密な石英膜を形
成することができる。また、この場合の堆積速度は０．
５［μｍ／分］以上の高速であり、製造時間の短縮を図
ることができる。さらに、基板１の温度は３００℃と低
温であり、基板１の溶融のおそれをなくすることができ
る。As described above, according to the quartz film deposition method of the sixth embodiment, TEO which is a silicon source of a quartz film is used.
Since S and oxygen are supplied as a radical beam onto the substrate 1, a high-quality, dense quartz film having a low OH group concentration can be formed. Further, the deposition rate in this case is 0.1.
The speed is 5 [μm / min] or more, and the manufacturing time can be reduced. Further, the temperature of the substrate 1 is as low as 300 ° C., so that the risk of melting the substrate 1 can be eliminated.
【０１２２】また、実施の形態６においては、表面反応
が支配的なＴＥＯＳを用いているので良好なステップカ
バレッジが得られ、従来例に比べて光伝搬損失が十分に
低い石英膜を得ることができる。Further, in the sixth embodiment, since TEOS having a dominant surface reaction is used, good step coverage can be obtained, and a quartz film having sufficiently lower light propagation loss than the conventional example can be obtained. it can.
【０１２３】さらにまた、１つのプラズマガン４により
ＴＥＯＳと酸素の２つのガスから成るプラズマジェット
を供給しているので装置を簡略化することができる。Further, since the plasma jet composed of two gases, TEOS and oxygen, is supplied by one plasma gun 4, the apparatus can be simplified.
【０１２４】また、プラズマガン４を用いて基板１の表
面にのみＴＥＯＳ及び酸素を供給しているので、チャン
バ３の内壁等への石英膜の堆積を極力少なくすることが
でき、例えば、チャンバ３の内壁等に堆積した石英膜の
剥がれによるパーティクルの発生を抑制することができ
る。Further, since TEOS and oxygen are supplied only to the surface of the substrate 1 using the plasma gun 4, the deposition of the quartz film on the inner wall of the chamber 3 can be reduced as much as possible. The generation of particles due to the peeling of the quartz film deposited on the inner wall or the like can be suppressed.
【０１２５】尚、実施の形態６において、上記以外の点
は、上記実施の形態１と同一である。The remaining points of the sixth embodiment are the same as those of the first embodiment.
【０１２６】実施の形態７ 図１６は、本発明の実施の形態７による石英膜堆積方法
を実施する石英膜堆積装置を概略的に示す構成図であ
る。Seventh Embodiment FIG. 16 is a configuration diagram schematically showing a quartz film deposition apparatus for performing a quartz film deposition method according to a seventh embodiment of the present invention.
【０１２７】図１６において、図１の構成と同一又は対
応する構成には、同一の符号を付す。図１６の石英膜堆
積装置は、プラズマガンが１台であり、酸素ボンベ４０
からの酸素を直接チャンバ３に供給する点、及び基板ホ
ルダ２に基板バイアス用ＲＦ電源６４が接続されている
点が、図１の石英膜堆積装置と相違する。基板バイアス
用ＲＦ電源６４の周波数は４００［ｋＨｚ］から１３．
５６［ＭＨｚ］の間に設定することができ、ＲＦ電力は
最大で１［ｋＷ］まで印加できる。このＲＦ電源６４に
より基板１側にプラズマシースが形成され、基板１は負
に自己バイアスされる。つまり、ＲＦ電源６４からの電
圧が正であるときに基板１付近に引き寄せられた電子に
よってプラズマ中の正のイオンが加速されて基板１に衝
突する。In FIG. 16, components that are the same as or correspond to those in FIG. 1 are given the same reference numerals. The quartz film deposition apparatus shown in FIG. 16 has one plasma gun and an oxygen cylinder 40.
1 is different from the quartz film deposition apparatus of FIG. The frequency of the substrate bias RF power supply 64 ranges from 400 [kHz] to 13.
It can be set between 56 [MHz] and RF power can be applied up to 1 [kW]. The RF power supply 64 forms a plasma sheath on the substrate 1 side, and the substrate 1 is negatively self-biased. That is, when the voltage from the RF power supply 64 is positive, electrons attracted to the vicinity of the substrate 1 accelerate positive ions in the plasma and collide with the substrate 1.
【０１２８】次に、図１６を用いて実施の形態７の石英
膜堆積方法を説明する。尚、この説明においては、図４
の工程図をも参照する。Next, a quartz film deposition method according to the seventh embodiment will be described with reference to FIG. In this description, FIG.
Reference is also made to the process diagram of FIG.
【０１２９】まず、実施の形態１の場合と同様に（１０
０）シリコンウエハである基板１を洗浄する。First, as in the case of Embodiment 1, (10
0) The substrate 1, which is a silicon wafer, is cleaned.
【０１３０】次に、図４（ｂ）に示されるように、基板
１を基板ホルダ２に設置する。基板ホルダ２の温度は３
００℃とし、基板ホルダ２の中央部とプラズマガン４と
の間隔を１０［ｃｍ］とする。そして、バルブ１２及び
バルブ１７以外のすべてのバルブを閉めておく。Next, as shown in FIG. 4B, the substrate 1 is set on the substrate holder 2. The temperature of the substrate holder 2 is 3
The temperature is set to 00 ° C., and the distance between the center of the substrate holder 2 and the plasma gun 4 is set to 10 [cm]. Then, all valves other than the valve 12 and the valve 17 are closed.
【０１３１】次に、バルブ１３を開けロータリーポンプ
１４によりチャンバ３内の圧力が１［Ｐａ］となるまで
排気した後、バルブ１３を閉め、バルブ１０を開けター
ボ分子ポンプ１１によりチャンバ３内の圧力が１×１０
-3［Ｐａ］になるまで排気する。次に、バルブ１０を閉
め、ＴＥＯＳ及び酸素をチャンバ３内にそれぞれ１００
［ｓｃｃｍ］及び４００［ｓｃｃｍ］の流量で導入す
る。このとき、バルブ１５により、チャンバ３内の圧力
を２［Ｐａ］に保持する。Next, after opening the valve 13 and evacuating the inside of the chamber 3 by the rotary pump 14 until the pressure in the chamber 3 becomes 1 [Pa], the valve 13 is closed, the valve 10 is opened and the pressure in the chamber 3 is opened by the turbo molecular pump 11. Is 1 × 10
Exhaust until -3 [Pa]. Next, the valve 10 is closed, and TEOS and oxygen are respectively introduced into the chamber 3 for 100 times.
It is introduced at a flow rate of [sccm] and 400 [sccm]. At this time, the pressure in the chamber 3 is maintained at 2 [Pa] by the valve 15.
【０１３２】次に、基板用ＲＦ電源６４により基板ホル
ダ２にＲＦ電力を印加し、ＲＦ電源３０により、１３．
５６［ＭＨｚ］の高周波を入力電力１．５［ｋＷ］でプ
ラズマガン４に印加する。ＴＥＯＳ用プラズマガン４か
らは、ＴＥＯＳプラズマ中のイオン、ラジカル等が基板
１表面に向けて放出される。同時に、バルブ３９を通し
て酸素が基板１の表面に放出される。約７０分後に、図
４（ｃ）と同様に、基板１上に膜厚が約２５［μｍ］の
石英膜５０が堆積される。Next, RF power is applied to the substrate holder 2 by the substrate RF power supply 64, and 13.
A high frequency of 56 [MHz] is applied to the plasma gun 4 at an input power of 1.5 [kW]. From the TEOS plasma gun 4, ions, radicals, and the like in the TEOS plasma are emitted toward the surface of the substrate 1. At the same time, oxygen is released to the surface of the substrate 1 through the valve 39. After about 70 minutes, a quartz film 50 having a thickness of about 25 [μm] is deposited on the substrate 1 as in FIG.
【０１３３】屈折率を変えたい場合は、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ4
等によりフッ素Ｆをドープさせたり、ＰＨ3、Ｂ2Ｈ6等
からリンＰやホウ素Ｂをドープする。これらの不純物の
ドープは、例えば、チャンバ３に直接連結されたガス配
管４１を通して行うことができる。但し、プラズマガン
４にドープ用の導入口（図示せず）を設けることによっ
て行ってもよい。To change the refractive index, use C 2 F 6 , CF 4
For example, doping with fluorine F or doping phosphorus P or boron B from PH 3 , B 2 H 6 or the like. The doping of these impurities can be performed, for example, through a gas pipe 41 directly connected to the chamber 3. Alternatively, the plasma gun 4 may be provided with a doping inlet (not shown).
【０１３４】石英膜５０の堆積後、チャンバ３内へのＴ
ＥＯＳ及び酸素の導入を止め、バルブ１５を閉める。そ
して、バルブ１３を開け、ロータリーポンプ１４により
チャンバ３内のガスを圧力が１［Ｐａ］となるまで排気
した後、バルブ１３を閉め、バルブ１０を開けターボ分
子ポンプ１１によりチャンバ３内の圧力が１×１０
-3［Ｐａ］になるまで排気する。次に、バルブ１１を閉
めチャンバ３内に大気を導入し、試料を取り出す。After the quartz film 50 is deposited, T
The introduction of EOS and oxygen is stopped, and the valve 15 is closed. After the valve 13 is opened and the gas in the chamber 3 is exhausted by the rotary pump 14 until the pressure becomes 1 [Pa], the valve 13 is closed, the valve 10 is opened, and the pressure in the chamber 3 is increased by the turbo molecular pump 11. 1 × 10
Exhaust until -3 [Pa]. Next, the valve 11 is closed, air is introduced into the chamber 3, and a sample is taken out.
【０１３５】図１７は、実施の形態２の石英膜堆積方法
によって製作された石英膜の波長１．３［μｍ］の光の
光伝搬損失［ｄＢ／ｃｍ］と、ガラス微粒子を基板上に
吹き付け堆積させて成膜し、続いて電気炉中でアニール
した（従来例１を除く）従来の石英膜の光伝搬損失［ｄ
Ｂ／ｃｍ］の実測データを示すグラフである。ここで、
従来例１は成膜後にアニールしない場合、従来例２は成
膜後に１１５０℃でアニールした場合、従来例３は成膜
後に１２００℃でアニールした場合を示す。図７に示さ
れる結果から、本実施の形態の製造方法によれば、光伝
搬損失の少ない石英膜を形成できることがわかる。FIG. 17 shows a light propagation loss [dB / cm] of light having a wavelength of 1.3 [μm] of a quartz film manufactured by the quartz film deposition method of the second embodiment and glass fine particles sprayed on the substrate. The light propagation loss [d] of a conventional quartz film annealed in an electric furnace (excluding Conventional Example 1)
B / cm] is a graph showing actual measurement data. here,
Conventional Example 1 shows a case where annealing is not performed after film formation, Conventional Example 2 shows a case where annealing is performed at 1150 ° C. after film formation, and Conventional Example 3 shows a case where annealing is performed at 1200 ° C. after film formation. From the results shown in FIG. 7, it can be seen that according to the manufacturing method of the present embodiment, a quartz film with small light propagation loss can be formed.
【０１３６】以上説明したように、実施の形態７の石英
膜堆積方法によれば、石英膜のシリコン源であるＴＥＯ
Ｓ及び酸素をラジカルビームとして基板１上に供給して
おり、プラズマガン４から放出されたイオン等の荷電粒
子は基板１の表面に向けて加速されるので、ＯＨ基濃度
の低い高品質で緻密で高品質な石英膜を形成することが
できる。また、この場合の堆積速度は０．３５［μｍ／
分］以上の高速であり、製造時間の短縮を図ることがで
きる。さらに、基板１の温度は３００℃と低温であり、
基板１の溶融のおそれをなくすることができる。As described above, according to the quartz film deposition method of the seventh embodiment, TEO which is a silicon source of a quartz film is used.
Since S and oxygen are supplied as radical beams onto the substrate 1, and charged particles such as ions emitted from the plasma gun 4 are accelerated toward the surface of the substrate 1, high-density and low-density OH group concentration is achieved. Thus, a high quality quartz film can be formed. The deposition rate in this case is 0.35 [μm /
Min] or more, and the manufacturing time can be reduced. Further, the temperature of the substrate 1 is as low as 300 ° C.,
The possibility of melting the substrate 1 can be eliminated.
【０１３７】また、実施の形態７においては、表面反応
が支配的なＴＥＯＳを用いているので良好なステップカ
バレッジが得られ、従来例に比べて光伝搬損失が十分に
低い石英膜を得ることができる。Further, in the seventh embodiment, good step coverage can be obtained since TEOS having a dominant surface reaction is used, and a quartz film having sufficiently low light propagation loss as compared with the conventional example can be obtained. it can.
【０１３８】また、基板バイアス用のＲＦ電源６４によ
り荷電粒子を加速しているので、石英膜の内部応力を１
０8［ｄｙｎｅ／ｃｍ2］以下に抑制することができる。Since the charged particles are accelerated by the substrate bias RF power supply 64, the internal stress of the quartz film is reduced by one.
0 8 [dyne / cm 2 ] or less.
【０１３９】さらにまた、１つのプラズマガン４により
ＴＥＯＳと酸素の２つのガスから成るプラズマジェット
を供給しているので装置を簡略化することができる。Furthermore, the apparatus can be simplified because one plasma gun 4 supplies a plasma jet composed of two gases, TEOS and oxygen.
【０１４０】また、プラズマガン４を用いて基板１の表
面にのみＴＥＯＳを供給しているので、チャンバ３の内
壁等への石英膜の堆積を極力少なくすることができ、例
えば、チャンバ３の内壁等に堆積した石英膜の剥がれに
よるパーティクルの発生を抑制することができる。Further, since TEOS is supplied only to the surface of the substrate 1 using the plasma gun 4, the deposition of the quartz film on the inner wall of the chamber 3 and the like can be minimized. It is possible to suppress the generation of particles due to the peeling of the quartz film deposited on the like.
【０１４１】尚、実施の形態７において、上記以外の点
は、上記実施の形態１と同一である。The remaining features of the seventh embodiment are the same as those of the first embodiment.
【０１４２】[0142]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＯＨ基濃度の低い高品質で緻密で高品質な石英膜を高速
で堆積させることができるという効果がある。As described above, according to the present invention,
There is an effect that a high-quality, dense and high-quality quartz film having a low OH group concentration can be deposited at a high speed.
【０１４３】また、良好なステップカバレッジが得ら
れ、従来例に比べて光伝搬損失が十分に低い石英膜が得
られるという効果がある。In addition, there is an effect that a good step coverage can be obtained and a quartz film having a sufficiently low light propagation loss as compared with the conventional example can be obtained.
【０１４４】また、基板バイアス用のＲＦ電源により荷
電粒子を加速した場合には、石英膜の内部応力を１０8
［ｄｙｎｅ／ｃｍ2］以下に抑制することができるとい
う効果がある。When the charged particles are accelerated by the RF power supply for substrate bias, the internal stress of the quartz film is reduced to 10 8.
There is an effect that it can be suppressed to [dyne / cm 2 ] or less.
【０１４５】さらにまた、１つのプラズマガンによりＴ
ＥＯＳと酸素の２つのガスから成るプラズマジェットを
供給する場合には、装置を簡略化することができる。[0145] Furthermore, the T
When supplying a plasma jet composed of two gases of EOS and oxygen, the apparatus can be simplified.
【０１４６】また、プラズマガンを用いて基板の表面に
のみ原料ガスを供給しているので、チャンバの内壁等へ
の石英膜の堆積を少なくでき、チャンバの内壁等に堆積
した石英膜の剥がれによるパーティクルの発生を抑制す
ることができるという効果がある。Further, since the source gas is supplied only to the surface of the substrate by using the plasma gun, the deposition of the quartz film on the inner wall of the chamber can be reduced, and the quartz film deposited on the inner wall of the chamber peels off. There is an effect that generation of particles can be suppressed.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】 本発明の実施の形態１による石英膜堆積方法
を実施する石英膜堆積装置を概略的に示す構成図であ
る。FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a quartz film deposition apparatus that performs a quartz film deposition method according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 プラズマガンを図１のＡ方向に見た概略的な
平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view of the plasma gun viewed in a direction A of FIG.
【図３】 図２のプラズマガン４をＳ3−Ｓ3線で切る概
略的な断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the plasma gun 4 of FIG. 2 taken along line S 3 -S 3 .
【図４】 実施の形態１の石英膜堆積方法を示す工程図
である。FIG. 4 is a process chart showing a quartz film deposition method according to the first embodiment.
【図５】 実施の形態１の石英膜堆積方法によって製作
された石英膜の光伝搬損失と、従来例の石英膜の光伝搬
損失の実測データを示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing actually measured data of light propagation loss of a quartz film manufactured by the quartz film deposition method according to the first embodiment and light transmission loss of a quartz film of a conventional example.
【図６】 本発明の実施の形態２による石英膜堆積方法
を実施する石英膜堆積装置を概略的に示す構成図であ
る。FIG. 6 is a configuration diagram schematically showing a quartz film deposition apparatus that performs a quartz film deposition method according to a second embodiment of the present invention.
【図７】 実施の形態２の石英膜堆積方法によって製作
された石英膜の光伝搬損失と、従来例の石英膜の光伝搬
損失の実測データを示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing measured data of light propagation loss of a quartz film manufactured by the quartz film deposition method according to the second embodiment and light propagation loss of a conventional quartz film.
【図８】 本発明の実施の形態３による石英膜堆積方法
を実施する石英膜堆積装置を概略的に示す構成図であ
る。FIG. 8 is a configuration diagram schematically showing a quartz film deposition apparatus that performs a quartz film deposition method according to a third embodiment of the present invention.
【図９】 実施の形態３の石英膜堆積方法によって製作
された石英膜の光伝搬損失と、従来例の石英膜の光伝搬
損失の実測データを示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing measured data of light propagation loss of a quartz film manufactured by the quartz film deposition method according to the third embodiment and light propagation loss of a quartz film of a conventional example.
【図１０】 本発明の実施の形態４による石英膜堆積方
法を実施する石英膜堆積装置を概略的に示す構成図であ
る。FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing a quartz film deposition apparatus that performs a quartz film deposition method according to a fourth embodiment of the present invention.
【図１１】 実施の形態４の石英膜堆積方法によって製
作された石英膜の光伝搬損失と、従来例の石英膜の光伝
搬損失の実測データを示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing measured data of light propagation loss of a quartz film manufactured by a quartz film deposition method according to a fourth embodiment and light propagation loss of a quartz film of a conventional example.
【図１２】 本発明の実施の形態５による石英膜堆積方
法を実施する石英膜堆積装置を概略的に示す構成図であ
る。FIG. 12 is a configuration diagram schematically showing a quartz film deposition apparatus that performs a quartz film deposition method according to a fifth embodiment of the present invention.
【図１３】 実施の形態５の石英膜堆積方法によって製
作された石英膜の光伝搬損失と、従来例の石英膜の光伝
搬損失の実測データを示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing actually measured data of light propagation loss of a quartz film manufactured by the quartz film deposition method according to the fifth embodiment and light transmission loss of a quartz film of a conventional example.
【図１４】 本発明の実施の形態６による石英膜堆積方
法を実施する石英膜堆積装置を概略的に示す構成図であ
る。FIG. 14 is a configuration diagram schematically showing a quartz film deposition apparatus that performs a quartz film deposition method according to a sixth embodiment of the present invention.
【図１５】 実施の形態６の石英膜堆積方法によって製
作された石英膜の光伝搬損失と、従来例の石英膜の光伝
搬損失の実測データを示すグラフである。FIG. 15 is a graph showing actually measured data of light propagation loss of a quartz film manufactured by the quartz film deposition method according to the sixth embodiment and light transmission loss of a quartz film of a conventional example.
【図１６】 本発明の実施の形態７による石英膜堆積方
法を実施する石英膜堆積装置を概略的に示す構成図であ
る。FIG. 16 is a configuration diagram schematically showing a quartz film deposition apparatus that performs a quartz film deposition method according to a seventh embodiment of the present invention.
【図１７】 実施の形態７の石英膜堆積方法によって製
作された石英膜の光伝搬損失と、従来例の石英膜の光伝
搬損失の実測データを示すグラフである。FIG. 17 is a graph showing actually measured data of light propagation loss of a quartz film manufactured by the quartz film deposition method according to the seventh embodiment and light propagation loss of a quartz film of a conventional example.
１ 基板、 ２ 基板ホルダ、 ３ チャンバ、 ４，
５ プラズマガン、６ 冷却機構、 ７ 加熱機構、
１０，１２，１３，１５，１７ バルブ、１１ ターボ
分子ポンプ、 １４ ロータリーポンプ、 １６ メカ
ニカルシールポンプ、 １８ ロータリーポンプ、 ２
０ 管、 ２１ 第１の導入口、２２ オリフィス、
２３ 第２の導入口、 ２４ 通路、 ２５ 導入口、
２６ 排出口、 ２７ ＲＦコイル、 ３０，３１ Ｒ
Ｆ電源、 ３２，３４，３６，３７，３９，６１，６３
バルブ、 ３３ ＴＥＯＳタンク、 ３５ 窒素ボン
ベ、 ３８ アルゴンボンベ、 ４０，６０ 酸素ボン
ベ、 ５０ 石英膜、 ６２ オゾナイザー、 ６４
基板バイアス用ＲＦ電源。1 substrate, 2 substrate holder, 3 chamber, 4,
5 plasma gun, 6 cooling mechanism, 7 heating mechanism,
10, 12, 13, 15, 17 valve, 11 turbo molecular pump, 14 rotary pump, 16 mechanical seal pump, 18 rotary pump, 2
0 pipe, 21 first inlet, 22 orifice,
23 second inlet, 24 passage, 25 inlet,
26 outlet, 27 RF coil, 30, 31 R
F power supply, 32, 34, 36, 37, 39, 61, 63
Valve, 33 TEOS tank, 35 nitrogen cylinder, 38 argon cylinder, 40,60 oxygen cylinder, 50 quartz membrane, 62 ozonizer, 64
RF power supply for substrate bias.
Claims (18)
板の表面に石英膜を堆積させる方法において、 シリコンを含む第１のガスを第１のプラズマガンに供給
し、第１のプラズマガンにより第１のガスのプラズマを
ビーム状にして上記基板の表面に向けて放出すると共
に、少なくとも酸素原子を含む第２のガスを上記チャン
バ内に供給する工程を有することを特徴とする石英膜堆
積方法。1. A method for depositing a quartz film on a surface of a substrate held by a substrate holder in a chamber, comprising: supplying a first gas containing silicon to a first plasma gun; A method for depositing a quartz film, comprising the steps of: emitting a plasma of one gas in a beam form toward a surface of the substrate; and supplying a second gas containing at least oxygen atoms into the chamber.
プラズマにして上記基板に向けてビーム状に放出する第
２のプラズマガンにより行うことを特徴とする請求項１
記載の石英膜堆積方法。2. The method according to claim 1, wherein the supply of the second gas is performed by a second plasma gun that converts the second gas into a plasma and emits the second gas into a beam toward the substrate.
The quartz film deposition method as described above.
第２のガスとを混合して上記第１のプラズマガンに供給
し、上記第１のプラズマガンにより第１のガスと第２の
ガスの混合ガスのプラズマを上記基板に向けてビーム状
に放出することにより行うことを特徴とする請求項１記
載の石英膜堆積方法。3. The supply of the second gas is such that the first gas and the second gas are mixed and supplied to the first plasma gun, and the first gas is mixed with the first gas by the first plasma gun. 2. The method according to claim 1, wherein the plasma is emitted by emitting a plasma of a gas mixture of the second gas toward the substrate.
ゾンにして上記チャンバ内に供給するオゾン発生手段に
より行うことを特徴とする請求項１記載の石英膜堆積方
法。4. The quartz film deposition method according to claim 1, wherein the supply of the second gas is performed by an ozone generating means for supplying oxygen gas to ozone into the chamber.
ン又はトリエトキシシランのいずれかであることを特徴
とする請求項１乃至４のいずれかに記載の石英膜堆積方
法。5. The method according to claim 1, wherein the first gas is one of tetraethoxysilane and triethoxysilane.
けて放出すると共に、第２のガスをチャンバ内に供給す
る上記工程を行う間、上記基板ホルダを４００℃以下の
一定温度に設定しておくことを特徴とする請求項１乃至
５のいずれかに記載の石英膜堆積方法。6. The substrate holder is set at a constant temperature of 400 ° C. or less during the step of discharging plasma of the first gas toward the surface of the substrate and supplying the second gas into the chamber. The method for depositing a quartz film according to claim 1, wherein the method is performed.
けて放出すると共に、第２のガスをチャンバ内に供給す
る上記工程を行う間、圧力制御弁を通してチャンバ内の
ガスを排気することによってチャンバ内の圧力を一定に
保持することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに
記載の石英膜堆積方法。7. Evacuating the gas in the chamber through a pressure control valve during the step of emitting a plasma of the first gas toward the surface of the substrate and supplying the second gas into the chamber. 7. The method according to claim 1, wherein the pressure in the chamber is kept constant by the pressure.
けて放出すると共に、第２のガスをチャンバ内に供給す
る上記工程を行うときに、チャンバ内に不純物原子を導
入することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記
載の石英膜堆積方法。8. The method according to claim 1, wherein the step of discharging the plasma of the first gas toward the surface of the substrate and the step of supplying the second gas into the chamber include introducing impurity atoms into the chamber. The method for depositing a quartz film according to claim 1.
けて放出すると共に、第２のガスをチャンバ内に供給す
る上記工程を行う間、プラズマを基板に向けて加速させ
る電圧を上記基板ホルダに印加することを特徴とする請
求項１乃至８のいずれかに記載の石英膜堆積方法。9. A voltage for accelerating plasma toward the substrate while performing the step of emitting plasma of the first gas toward the surface of the substrate and supplying the second gas into the chamber is applied to the substrate. The method for depositing a quartz film according to claim 1, wherein the method is applied to a holder.
板ホルダと、 上記基板ホルダを収納するチャンバとを有する石英膜堆
積装置において、 シリコンを含む第１のガスを収容する第１の収容部と、 上記第１の収容部から供給された第１のガスをプラズマ
にして基板表面に向けてビーム状に放出する第１のプラ
ズマガンと、 少なくとも酸素原子を含む第２のガスを収容する第２の
収容部と、 上記第２の収容部から供給された第２のガスを上記チャ
ンバ内に供給する供給手段とを有することを特徴とする
石英膜堆積装置。10. A quartz film deposition apparatus comprising: a substrate holder for holding a substrate on which a quartz film is to be deposited; and a chamber for accommodating the substrate holder, wherein: a first accommodating section for accommodating a first gas containing silicon; A first plasma gun that converts the first gas supplied from the first storage unit into plasma and emits the plasma in a beam toward the substrate surface; and a second plasma gun that stores a second gas containing at least oxygen atoms. And a supply unit for supplying the second gas supplied from the second storage unit into the chamber.
マにして上記基板に向けてビーム状に放出する第２のプ
ラズマガンであることを特徴とする請求項１０記載の石
英膜堆積装置。11. The quartz film deposition apparatus according to claim 10, wherein said supply means is a second plasma gun which converts a second gas into a plasma and emits it in a beam toward said substrate.
らの第２のガスを上記第１の収容部に供給することによ
って第１のガスと第２のガスとを混合し、 上記第１のプラズマガンにより第１のガスと第２のガス
との混合ガスのプラズマをビーム状に放出することを特
徴とする請求項１０記載の石英膜堆積装置。12. The supply means mixes the first gas and the second gas by supplying the second gas from the second storage section to the first storage section, 11. The quartz film deposition apparatus according to claim 10, wherein a plasma of a mixed gas of the first gas and the second gas is emitted in a beam form by the one plasma gun.
上記チャンバ内に供給するオゾン発生手段であるとを特
徴とする請求項１０記載の石英膜堆積装置。13. The quartz film deposition apparatus according to claim 10, wherein said supply means is an ozone generation means for supplying oxygen into ozone into said chamber.
ラン又はトリエトキシシランのいずれかであることを特
徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載の石英膜
堆積装置。14. The quartz film deposition apparatus according to claim 10, wherein the first gas is one of tetraethoxysilane and triethoxysilane.
℃までの間の一定温度に設定する温度設定手段を有する
ことを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれかに記載
の石英膜堆積装置。15. The method according to claim 15, wherein the substrate holder is moved from -20.degree.
The quartz film deposition apparatus according to any one of claims 10 to 14, further comprising a temperature setting means for setting a constant temperature up to ° C.
によって上記チャンバ内の圧力を一定に保持する圧力制
御手段を有することを特徴とする請求項１０乃至１５の
いずれかに記載の石英膜堆積装置。16. The quartz film deposition apparatus according to claim 10, further comprising pressure control means for maintaining a constant pressure in the chamber by exhausting gas in the chamber. .
る導入手段を有することを特徴とする請求項１０乃至１
６のいずれかに記載の石英膜堆積装置。17. An apparatus according to claim 10, further comprising an introduction means for introducing impurity atoms into said chamber.
7. The quartz film deposition apparatus according to any one of 6.
る電圧を上記基板ホルダに印加するバイアス印加手段を
有することを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか
に記載の石英膜堆積装置。18. The quartz film deposition apparatus according to claim 10, further comprising a bias applying means for applying a voltage for accelerating plasma toward said substrate to said substrate holder.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22150897A JPH1160384A (en) | 1997-08-18 | 1997-08-18 | Deposition of quartz film and deposition device of quartz film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22150897A JPH1160384A (en) | 1997-08-18 | 1997-08-18 | Deposition of quartz film and deposition device of quartz film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1160384A true JPH1160384A (en) | 1999-03-02 |
Family
ID=16767820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22150897A Withdrawn JPH1160384A (en) | 1997-08-18 | 1997-08-18 | Deposition of quartz film and deposition device of quartz film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1160384A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002080296A (en) * | 2000-09-06 | 2002-03-19 | Humo Laboratory Ltd | Thin film rock crystal and its manufacturing method |
| JP2004315364A (en) * | 2004-07-12 | 2004-11-11 | Humo Laboratory Ltd | Quartz crystal thin film |
| WO2005019846A1 (en) * | 2003-08-22 | 2005-03-03 | Uber Iii Arthur E | Power line property measurement devices and power line fault location methods,devices and systems |
| JP2008273824A (en) * | 2008-04-08 | 2008-11-13 | Humo Laboratory Ltd | Quartz crystal thin film |
| JP2009131850A (en) * | 2009-03-13 | 2009-06-18 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Contact material surface cleaning apparatus and contact material surface cleaning method |
-
1997
- 1997-08-18 JP JP22150897A patent/JPH1160384A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041102 |