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JP2006295058A - Plasma cvd device and method for forming oxide film - Google Patents

Plasma cvd device and method for forming oxide film Download PDF

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JP2006295058A
JP2006295058A JP2005117135A JP2005117135A JP2006295058A JP 2006295058 A JP2006295058 A JP 2006295058A JP 2005117135 A JP2005117135 A JP 2005117135A JP 2005117135 A JP2005117135 A JP 2005117135A JP 2006295058 A JP2006295058 A JP 2006295058A
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gas
electromagnetic wave
plasma
plasma cvd
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JP2005117135A
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Atsushi Sasaki
厚 佐々木
Kazufumi Azuma
東  和文
Tetsuya Ide
哲也 井出
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Advanced LCD Technologies Development Center Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma CVD device which can restrain the occurrence of damages to a processing body or an insulating film formed in the processing body, and can form the insulating film excellently on the processing body. <P>SOLUTION: The plasma CVD device comprises a vacuum envelope 10 which has a processing substrate 100 disposable internally, a plasma source antenna 20 for entering evanescent waves into the vacuum envelope 10, an upper gas introduction system 50 having an upper gas introduction pipe 51 for introducing a first gas containing at least one of a noble gas and an oxygen gas into the vacuum envelope 10, and a lower gas introduction system 60 having a lower gas introduction pipe 61 for introducing a second gas containing at least one of an organic silicon compound and an organic metal compound into the vacuum envelope 10. With this arrangement, the first gas and second gas are ionized with the evanescent waves, resulting in forming an insulating film 101 on the processing substrate 100. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば半導体集積回路装置のような半導体装置や液晶表示装置のような表示装置の製造プロセスで絶縁膜を形成する場合に適用されるプラズマCVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)装置及び酸化膜の形成方法に関する。   The present invention relates to a plasma enhanced chemical vapor deposition (CVD) apparatus and an oxide film applied when an insulating film is formed in a manufacturing process of a semiconductor device such as a semiconductor integrated circuit device or a display device such as a liquid crystal display device. It relates to a method of forming.

半導体装置や液晶表示装置等の製造プロセスにおいては、従来、有機シリコン化合物をプロセスガスとし、平行平板型の高周波プラズマCVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)装置を用いて、被処理基板上に絶縁膜を形成する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。   In the manufacturing process of semiconductor devices and liquid crystal display devices, conventionally, an insulating film is formed on a substrate to be processed using a parallel plate type high frequency plasma CVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) apparatus using an organic silicon compound as a process gas. A forming method is known (see, for example, Patent Document 1).

また、プラズマ処理装置やマイクロ波プラズマ発生装置としては、遮蔽或いはカットオフが起こったときににじみ出すエバネッセント波によってプラズマを発生させるものが提案されている(例えば、特許文献2及び3参照)。さらに、マイクロ波プラズマ装置としては、遮蔽波長を制御するための手段を備えた非エバネッセントマイクロ波アプリケータを備えたものが提案されている(例えば、特許文献4参照)。
特開平5-345831号公報 特開平10−247598号公報 特開2004−200113号公報 特表2001−518678号公報
As a plasma processing apparatus and a microwave plasma generation apparatus, one that generates plasma by an evanescent wave that oozes when shielding or cutoff occurs has been proposed (for example, see Patent Documents 2 and 3). Furthermore, as a microwave plasma apparatus, an apparatus provided with a non-evanescent microwave applicator including means for controlling the shielding wavelength has been proposed (for example, see Patent Document 4).
JP-A-5-345831 Japanese Patent Laid-Open No. 10-247598 JP 2004-200113 A Special table 2001-518678 gazette

ところで、被処理体上に酸化シリコン膜を形成する場合、プロセスガスとして有機シリコン化合物ガスを使用すると、シランガスを使用した場合と比べて被覆性の良好な酸化シリコン膜が得られ易い。これは、有機シリコン化合物がシランと比べて分子容積が大きいためである。すなわち、有機シリコン化合物ガスをプロセスガスとして用いる場合、有機シリコン化合物がプラズマによって分解されてなる中間生成物もまた比較的分子容積が大きく、この中間生成物は、その立体効果によって被処理体の表面上でマイグレーションしながら、この被処理体の表面に比較的均一に付着する。したがって、被覆性の良好な酸化シリコン膜となる。   By the way, when forming a silicon oxide film on a to-be-processed object, when an organic silicon compound gas is used as a process gas, a silicon oxide film having a good coverage can be obtained more easily than when a silane gas is used. This is because the organic silicon compound has a larger molecular volume than silane. That is, when an organic silicon compound gas is used as a process gas, an intermediate product obtained by decomposing an organic silicon compound by plasma also has a relatively large molecular volume. While migrating above, it adheres relatively uniformly to the surface of this object. Therefore, a silicon oxide film with good coverage is obtained.

しかしながら、有機シリコン化合物は、その骨格にアルキル基等を含んでいるため、過度に分解されると炭素骨格部分に含まれる炭素原子が酸化シリコン膜内に不純物として混入し易くなってしまう。そのため、プロセスガスとして有機シリコン化合物のようなガスを用いても、プロセスガスが過度に分解され難いプラズマCVD装置が求められている。   However, since the organosilicon compound contains an alkyl group or the like in its skeleton, carbon atoms contained in the carbon skeleton portion are likely to be mixed as impurities in the silicon oxide film when excessively decomposed. Therefore, there is a need for a plasma CVD apparatus in which the process gas is not excessively decomposed even when a gas such as an organic silicon compound is used as the process gas.

また、特許文献1に記載の平行平板型の高周波プラズマCVD装置では、真空チャンバ内で発生したプラズマが被処理体を配設した領域にまで広がってしまう。そのため、被処理体の表面や被処理体と絶縁膜との界面にイオン損傷を与え易いという問題がある。   Further, in the parallel plate type high-frequency plasma CVD apparatus described in Patent Document 1, plasma generated in the vacuum chamber spreads to a region where the object to be processed is disposed. Therefore, there is a problem that ion damage is easily caused on the surface of the object to be processed and the interface between the object to be processed and the insulating film.

すなわち、プラズマが被処理体を配設した領域にまで広がると、被処理体がエネルギーの高い電子に接することとなるため、電子のエネルギーにしたがって増加する傾向のあるシース電界が大きくなる。シース電界が大きくなると、これに伴って被処理体に入射するイオンのエネルギーが増加するため、結果として、被処理体の表面や被処理体と絶縁膜との界面にイオン損傷が生じ易くなってしまう。   That is, when the plasma spreads to a region where the object to be processed is disposed, the object to be processed comes into contact with high-energy electrons, so that a sheath electric field that tends to increase according to the energy of the electrons increases. As the sheath electric field increases, the energy of ions incident on the object to be processed increases accordingly. As a result, ion damage tends to occur on the surface of the object to be processed and the interface between the object to be processed and the insulating film. End up.

本発明は、このような事情にもとづいてなされたもので、被処理体やこの被処理体に形成される絶縁膜に損傷が与えられるのを抑制しつつ、被処理体上に良好に絶縁膜を形成することができるプラズマCVD装置及び酸化膜の形成方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made based on such circumstances, and it is possible to satisfactorily form an insulating film on a target object while suppressing damage to the target object and the insulating film formed on the target object. It is an object of the present invention to provide a plasma CVD apparatus and an oxide film forming method capable of forming the film.

本発明の第1の形態に係るプラズマCVD装置は、電磁波を発生させる電磁波源と、電磁波のしみ出し波であるエバネッセント波が入射される入射面を有し、内部に被処理体を配置可能な処理容器と、前記処理容器の内部にエバネッセント波を入射させてプラズマを生成するプラズマ源と、前記処理容器に設けられ、希ガス及び酸素ガスのうちの少なくとも一方を含む第1のガスを前記処理容器の内部に導入させる第1のガス導入部を有する第1のガス導入系と、前記処理容器に設けられ、有機シリコン化合物及び有機金属化合物のうちの少なくとも一方を含む第2のガスを前記第1のガスと分離して前記処理容器の内部に導入させる第2のガス導入部を有する第2のガス導入系とを具備し、前記第1及び第2のガスをエバネッセント波によってプラズマ化させて被処理体に絶縁膜を形成するものである。   The plasma CVD apparatus according to the first embodiment of the present invention has an electromagnetic wave source that generates an electromagnetic wave and an incident surface on which an evanescent wave that is an exuding wave of the electromagnetic wave is incident, and an object to be processed can be disposed therein. A processing container, a plasma source that generates plasma by making an evanescent wave incident on the inside of the processing container, and a first gas that is provided in the processing container and includes at least one of a rare gas and an oxygen gas; A first gas introduction system having a first gas introduction part to be introduced into the interior of the container; and a second gas provided in the processing container and containing at least one of an organosilicon compound and an organometallic compound. And a second gas introduction system having a second gas introduction unit that separates the first gas and introduces the gas into the processing container, and the first and second gases are separated by evanescent waves. And forms an insulating film on the target object by plasma Te.

前記プラズマCVD装置によれば、第2のガスとして、有機シリコン化合物及び有機金属化合物のうちの少なくとも一方を含むガスを用いているため、シランガスのように分子量の比較的小さい原料ガスを使用した場合と比べて被覆性の良好な酸化膜を形成することができる。   According to the plasma CVD apparatus, when a gas containing at least one of an organic silicon compound and an organometallic compound is used as the second gas, a source gas having a relatively low molecular weight such as silane gas is used. As compared with the above, an oxide film having better coverage can be formed.

しかも、前記プラズマCVD装置によれば、第1のガスと第2のガスとを分離して処理容器の内部に導入させている。そのため、第1のガスをエバネッセント波による電界で電子が加速される領域或いはその近傍から処理容器の内部に導入することで、処理容器内において酸素ラジカルを効率良く生成させることができる。また、第2のガスをエバネッセント波のしみ出しの少ない領域から処理容器の内部に導入することで、第2のガスの過度な分解を抑制することができる。   Moreover, according to the plasma CVD apparatus, the first gas and the second gas are separated and introduced into the processing container. Therefore, oxygen radicals can be efficiently generated in the processing container by introducing the first gas into the processing container from or near the region where electrons are accelerated by the electric field generated by the evanescent wave. Moreover, excessive decomposition | disassembly of 2nd gas can be suppressed by introduce | transducing 2nd gas into the inside of a processing container from the area | region where there is little seepage of an evanescent wave.

さらに、前記プラズマCVD装置によれば、第1のガス及び第2のガスを、電磁波のしみ出し波であるエバネッセント波によってプラズマ化させている。そのため、処理容器の入射面近傍に均一にプラズマを生成させることができる。したがって、被処理体上に均一に酸化膜を形成することができる。   Furthermore, according to the plasma CVD apparatus, the first gas and the second gas are converted into plasma by the evanescent wave that is a seepage wave of electromagnetic waves. Therefore, plasma can be generated uniformly in the vicinity of the incident surface of the processing container. Therefore, an oxide film can be uniformly formed on the object to be processed.

しかも、前記プラズマCVD装置によれば、プラズマのエネルギーの高い領域をエバネッセント波がしみ出している領域近傍に局在化させることができる。したがって、被処理体を入射面から離してた位置に設定することで、被処理体近傍のシース電界を小さくすることができる。すなわち、被処理体に入射するイオンのエネルギーを減少させることができるため、被処理体やこの被処理体に形成される絶縁膜に与えられるイオン損傷を抑制することができる。   In addition, according to the plasma CVD apparatus, a region having high plasma energy can be localized in the vicinity of the region where the evanescent wave has exuded. Therefore, the sheath electric field in the vicinity of the object to be processed can be reduced by setting the object to be processed at a position away from the incident surface. That is, since the energy of ions incident on the object to be processed can be reduced, ion damage given to the object to be processed and the insulating film formed on the object to be processed can be suppressed.

本発明の第2の形態に係る絶縁膜の形成方法は、電磁波を発生させる電磁波源と、電磁波のしみ出し波であるエバネッセント波が入射される入射面を有し、内部に被処理体を配置可能な処理容器と、前記処理容器の内部にエバネッセント波を入射させてプラズマを生成するプラズマ源とるアンテナとを具備するプラズマCVD装置を用い、前記被処理体上に酸化膜を形成する酸化膜の形成方法であって、前記入射面からの距離が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長以上となるように、前記処理容器の内部に前記被処理体を配置する工程と、希ガス及び酸素ガスのうちの少なくとも一方を含む第1のガスを、前記入射面からの距離が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長未満となる位置から前記処理容器の内部に導入させるとともに、有機シリコン化合物及び有機金属化合物のうちの少なくとも一方を含む第2のガスを、前記入射面からの距離が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長以上となる位置から、前記第1のガスと分離して前記処理容器の内部に導入させる工程と、前記入射面からエバネッセント波を処理容器内に入射させることにより、前記処理容器の内部に前記第1のガス及び第2のガスによるプラズマを生じさせ、前記被処理体上に酸化物を堆積させる工程と、を有する。   An insulating film forming method according to a second aspect of the present invention includes an electromagnetic wave source that generates an electromagnetic wave, an incident surface on which an evanescent wave that is a seepage wave of the electromagnetic wave is incident, and an object to be processed is disposed therein An oxide film for forming an oxide film on the object to be processed is formed using a plasma CVD apparatus including a processing container capable of generating a plasma source that generates plasma by causing an evanescent wave to enter the processing container. A forming method, the step of disposing the object to be processed inside the processing container such that the distance from the incident surface is equal to or greater than the wavelength of the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source, and a rare gas and an oxygen gas The first gas containing at least one of the above is introduced into the processing container from a position where the distance from the incident surface is less than the wavelength of the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source. Both the second gas containing at least one of the organosilicon compound and the organometallic compound is moved from the position where the distance from the incident surface is equal to or greater than the wavelength of the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source. And introducing the evanescent wave into the processing container from the incident surface, thereby causing plasma generated by the first gas and the second gas to enter the processing container. And depositing an oxide on the object to be processed.

前記絶縁膜の形成方法によれば、第2のガスとして、有機シリコン化合物及び有機金属化合物のうちの少なくとも一方を含むガスを用いているため、シランガスのように分子量の比較的小さい原料ガスを使用した場合と比べて被覆性の良好な酸化膜を形成することができる。   According to the method for forming an insulating film, since a gas containing at least one of an organosilicon compound and an organometallic compound is used as the second gas, a source gas having a relatively low molecular weight such as silane gas is used. Compared with the case, an oxide film with better coverage can be formed.

しかも、前記絶縁膜の形成方法によれば、希ガス及び酸素ガスのうちの少なくとも一方を含む第1のガスを、エバネッセント波が入射される入射面からの距離が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長未満となる位置から処理容器の内部に導入させている。すなわち、前記第1のガスは、エバネッセント波による電界で電子が加速される領域或いはその近傍から処理容器の内部に導入される。したがって、処理容器内において酸素ラジカルを効率良く生成させることができる。   In addition, according to the method for forming the insulating film, the first gas containing at least one of a rare gas and an oxygen gas is used as an electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source at a distance from the incident surface on which the evanescent wave is incident. It introduce | transduces into the inside of a processing container from the position used as less than this wavelength. That is, the first gas is introduced into the processing vessel from a region where electrons are accelerated by an electric field generated by an evanescent wave or in the vicinity thereof. Therefore, oxygen radicals can be efficiently generated in the processing container.

さらに、前記絶縁膜の形成方法によれば、有機シリコン化合物及び有機金属化合物のうちの少なくとも一方を含む第2のガスを、エバネッセント波が入射される入射面からの距離が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長以上となる位置から、前記第1のガスと分離して処理容器の内部に導入させている。すなわち、前記第2のガスは、エバネッセント波により生じる電界の小さい領域から処理容器の内部に導入される。したがって、第2のガスが過度に分解されるのを抑制することができる。   Further, according to the method for forming the insulating film, the electromagnetic wave source generates a distance from the incident surface on which the evanescent wave is incident on the second gas containing at least one of the organosilicon compound and the organometallic compound. The first gas is separated from the position where the wavelength of the electromagnetic wave is greater than the wavelength of the electromagnetic wave and introduced into the processing container. That is, the second gas is introduced into the processing container from a region where an electric field generated by an evanescent wave is small. Therefore, it is possible to suppress the second gas from being excessively decomposed.

しかも、前記絶縁膜の形成方法によれば、プラズマのエネルギーの高い領域をエバネッセント波がしみ出している領域近傍に局在化させることができる。したがって、被処理体をバネッセント波が入射される入射面からの距離が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長以上となる位置に配置することにより、被処理体近傍のシース電界を小さくすることができる。したがって、被処理体に入射するイオンのエネルギーを減少させることができるため、被処理体やこの被処理体に形成される絶縁膜に与えられるイオン損傷を抑制することができる。   Moreover, according to the method for forming the insulating film, it is possible to localize a region where the plasma energy is high near the region where the evanescent wave exudes. Accordingly, the sheath electric field in the vicinity of the object to be processed can be reduced by arranging the object to be processed at a position where the distance from the incident surface on which the vanescent wave is incident is equal to or greater than the wavelength of the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source. it can. Therefore, the energy of ions incident on the object to be processed can be reduced, so that ion damage given to the object to be processed and the insulating film formed on the object to be processed can be suppressed.

さらに、前記絶縁膜の形成方法によれば、第1のガス及び第2のガスを、電磁波のしみ出し波であるエバネッセント波によってプラズマ化させている。そのため、処理容器の入射面近傍に均一にプラズマを生成させることができる。したがって、被処理体上に均一に酸化膜を形成することができる。   Furthermore, according to the method for forming the insulating film, the first gas and the second gas are converted into plasma by an evanescent wave that is a seepage wave of electromagnetic waves. Therefore, plasma can be generated uniformly in the vicinity of the incident surface of the processing container. Therefore, an oxide film can be uniformly formed on the object to be processed.

本発明によれば、被処理体やこの被処理体に形成される絶縁膜に損傷が与えられるのを抑制しつつ、被処理体上に良好に絶縁膜を形成することができるプラズマCVD装置及び酸化膜の形成方法が得られる。   According to the present invention, a plasma CVD apparatus capable of satisfactorily forming an insulating film on a target object while suppressing damage to the target object and the insulating film formed on the target object, and An oxide film forming method is obtained.

以下、本発明の第1の実施形態を、図1乃至図4を参照して説明する。本実施形態では、本発明のプラズマCVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)装置の一実施形態を説明する。また本実施形態では、本発明の酸化膜の形成方法の一実施形態を説明する。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, an embodiment of a plasma enhanced chemical vapor deposition (CVD) apparatus of the present invention will be described. In the present embodiment, an embodiment of the method for forming an oxide film of the present invention will be described.

図1及び図2に示すように、プラズマCVD装置1は、処理容器としての真空容器10、プラズマ源アンテナ20、導波管30、電磁波源としての高周波電源40、第1のガス導入系としての上部ガス導入系50、第2のガス導入系としての下部ガス導入系60、及びガス排出系70等を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the plasma CVD apparatus 1 includes a vacuum vessel 10 as a processing vessel, a plasma source antenna 20, a waveguide 30, a high-frequency power source 40 as an electromagnetic wave source, and a first gas introduction system. An upper gas introduction system 50, a lower gas introduction system 60 as a second gas introduction system, a gas discharge system 70, and the like are provided.

前記真空容器10は、外壁としての上壁11a、底壁11b、及び、上壁11aの周縁と底壁11bの周縁とを繋ぐ周壁11cを有して、内部を真空状態或いはその近傍にまで減圧することが可能な強度に形成されている。上壁11a、底壁11b、及び周壁11cを形成する材料としては、例えばアルミニウム等の金属材料を用いることができる。   The vacuum vessel 10 has an upper wall 11a, a bottom wall 11b as outer walls, and a peripheral wall 11c connecting the peripheral edge of the upper wall 11a and the peripheral edge of the bottom wall 11b, and the inside is decompressed to a vacuum state or the vicinity thereof. It is formed with the strength that can be done. As a material for forming the upper wall 11a, the bottom wall 11b, and the peripheral wall 11c, for example, a metal material such as aluminum can be used.

前記上壁11aは、開口部13を有している。前記プラズマ源アンテナ20は、この開口部13に嵌め込まれている。真空容器10は、図示しないが、上壁11aとプラズマ源アンテナ20との間を封止する封止機構を有している。この封止機構により、開口部13を規定する内面とプラズマ源アンテナ20との間は気密にシールされている。   The upper wall 11 a has an opening 13. The plasma source antenna 20 is fitted into the opening 13. Although not shown, the vacuum container 10 has a sealing mechanism that seals between the upper wall 11a and the plasma source antenna 20. With this sealing mechanism, the inner surface defining the opening 13 and the plasma source antenna 20 are hermetically sealed.

図1及び図2に示すように、プラズマ源アンテナ20は、上板22a、下板22b、及び、上板22aの3辺と下板22bの3辺とを繋ぐ周板22cとを有して、1つの周部が開放された偏平な箱状に形成されている。上板22a、下板22b、及び、周板22cを形成する材料としては、例えばアルミニウム等の金属材料を用いることができる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the plasma source antenna 20 includes an upper plate 22a, a lower plate 22b, and a peripheral plate 22c that connects the three sides of the upper plate 22a and the three sides of the lower plate 22b. It is formed in a flat box shape with one peripheral part opened. As a material for forming the upper plate 22a, the lower plate 22b, and the peripheral plate 22c, for example, a metal material such as aluminum can be used.

前記上板22a、下板22b、及び、周板22cに囲まれた領域は、誘電体部材(例えば合成石英)23によって満たされている。したがって、この誘電体部材23が導波路となる。下板22bは、複数の孔21を有する多孔板となっている。開放された1つの周部は、導波管30を介して高周波電源40と連通されている。   A region surrounded by the upper plate 22 a, the lower plate 22 b, and the peripheral plate 22 c is filled with a dielectric member (for example, synthetic quartz) 23. Therefore, the dielectric member 23 becomes a waveguide. The lower plate 22 b is a perforated plate having a plurality of holes 21. One open peripheral portion communicates with the high-frequency power source 40 through the waveguide 30.

前記複数の孔21の各々は、高周波電源40で発生される電磁波においてカットオフが起こる大きさに設定されている。したがって、これら孔21は、前記高周波電源40によって発生される電磁波の波長の1/2未満であればよいが、エバネッセント波の減衰の状態は孔21の直径と関係するため、エバネッセント波によって励起されるプラズマを効果的に局在化させるには、孔径を小さく、例えば直径2mm程度の直径に設定するのが好ましい。   Each of the plurality of holes 21 is set to a size that causes a cutoff in the electromagnetic wave generated by the high frequency power supply 40. Therefore, these holes 21 may be less than half the wavelength of the electromagnetic wave generated by the high frequency power supply 40. However, since the state of attenuation of the evanescent wave is related to the diameter of the hole 21, it is excited by the evanescent wave. In order to effectively localize the plasma, it is preferable to set the hole diameter to a small diameter, for example, a diameter of about 2 mm.

日本国内においては、2.45GHz、5.8GHz及び22.125GHzの電磁波源(高周波電源)は、工業目的の電磁波使用のため、基本波又はスプリアス発射による電界強度の許容値の特例として最大許容値を定めずに用いることができる(無線設備規則第65条、及び郵政省告示第257号)。そのため、高周波電源40としては、2.45GHz、5.8GHz及び22.125GHzの電磁波源を用いるのが容易である。   In Japan, 2.45 GHz, 5.8 GHz and 22.125 GHz electromagnetic wave sources (high frequency power supplies) are the maximum allowable value as a special example of the allowable value of electric field strength due to fundamental wave or spurious emission because of the use of electromagnetic waves for industrial purposes. (Radio equipment regulations Article 65 and Ministry of Posts and Telecommunications Notification No. 257). Therefore, it is easy to use an electromagnetic wave source of 2.45 GHz, 5.8 GHz, and 22.125 GHz as the high frequency power source 40.

本実施形態のプラズマCVD装置1では、高周波電源40として、例えば、2.45GHzの電源を用いている。2.45GHzの電磁波は、直径約60mmの以下の孔でカットオフとなる。したがって、本実施形態のプラズマCVD装置1では、プラズマをより効果的に局在化させるため、孔21の直径を10mm、以下、即ち、2mmとしている。   In the plasma CVD apparatus 1 of the present embodiment, for example, a 2.45 GHz power supply is used as the high frequency power supply 40. An electromagnetic wave of 2.45 GHz is cut off with a hole having a diameter of about 60 mm or less. Therefore, in the plasma CVD apparatus 1 of this embodiment, the diameter of the hole 21 is set to 10 mm or less, that is, 2 mm in order to localize plasma more effectively.

このような構成とすることで、真空容器10の内部には、高周波電源40で発生された電磁波のしみ出し波であるエバネッセント波がプラズマ源アンテナ20の孔21からしみ出す。したがって、上述した構成のプラズマCVD装置1では、下板22bの下面(内面)がエバネッセント波が入射される入射面Fとなる。エバネッセント波によってプラズマを生成させる場合、プラズマ源アンテナ20内の伝播波と真空容器10内のプラズマの吸収波とを分離することができるため、伝播波モードへのプラズマの影響を抑制することができる。   With such a configuration, an evanescent wave, which is a seepage wave of the electromagnetic wave generated by the high frequency power supply 40, seeps out of the hole 21 of the plasma source antenna 20 inside the vacuum vessel 10. Therefore, in the plasma CVD apparatus 1 having the above-described configuration, the lower surface (inner surface) of the lower plate 22b becomes the incident surface F on which the evanescent wave is incident. When the plasma is generated by the evanescent wave, the propagation wave in the plasma source antenna 20 and the absorption wave of the plasma in the vacuum vessel 10 can be separated, so that the influence of the plasma on the propagation wave mode can be suppressed. .

前記真空容器10の内部には、被処理体としての矩形状の被処理基板100を支持する基板支持台14が設けられている。本実施形態では、被処理基板100の上面F3と前記入射面Fとの距離が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長以上となる位置に該被処理基板100が配置可能となるように、基板支持台14の位置が設定されている。   Inside the vacuum vessel 10 is provided a substrate support 14 for supporting a rectangular target substrate 100 as a target object. In the present embodiment, the substrate to be processed 100 can be disposed at a position where the distance between the upper surface F3 of the substrate to be processed 100 and the incident surface F is equal to or greater than the wavelength of the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source. The position of the support base 14 is set.

前記上部ガス導入系50は、例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、又はキセノンのうちの少なくとも1種の希ガスと酸素とのうちの少なくとも一方のガスを含む第1のガスを真空容器10の内部に導入するためのものである。図2及び図3に示すように、本実施形態のプラズマCVD装置1では、上部ガス導入系50は、例えば、第1のガス導入部としての上部ガス導入管51を有している。   The upper gas introduction system 50 uses, for example, a first gas containing at least one of at least one of a rare gas and oxygen of helium, neon, argon, krypton, or xenon in the vacuum vessel 10. It is for introduction inside. As shown in FIGS. 2 and 3, in the plasma CVD apparatus 1 of the present embodiment, the upper gas introduction system 50 includes, for example, an upper gas introduction pipe 51 as a first gas introduction part.

上部ガス導入管51は、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン等の金属、或いは酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の誘電体によって形成されている。なお、上部ガス導入管51が電磁界やプラズマに影響を与える影響を考慮すると、上部ガス導入管51は、誘電体材料で形成するのが好ましい。しかしながら、管の形成する際の加工を考慮すると、上部ガス導入管51は、金属材料で形成する方が安価で容易である。そのため、上部ガス導入管51を金属材料で形成するような場合には、上部ガス導入管51の外面に絶縁膜を形成しておくとよい。   The upper gas introduction pipe 51 is formed of a metal such as aluminum, stainless steel, or titanium, or a dielectric such as silicon oxide, aluminum oxide, or aluminum nitride. In consideration of the influence of the upper gas introduction pipe 51 on the electromagnetic field and plasma, the upper gas introduction pipe 51 is preferably formed of a dielectric material. However, considering the processing when forming the tube, it is cheaper and easier to form the upper gas introduction tube 51 from a metal material. Therefore, when the upper gas introduction pipe 51 is formed of a metal material, an insulating film may be formed on the outer surface of the upper gas introduction pipe 51.

図3に示すように、上部ガス導入管51は、複数の配管部51aと1つの延出部51bとを有している。複数の配管部51aは、互いに平行に配管されている。また、これら配管部51aの各々には、複数のガス噴出口52が略等間隔で下向きに設けられている。したがって、複数のガス噴出口52は、略同一水平面上に位置することとなる。本実施形態では、これらガス噴出口52が配置される仮想平面F1と前記入射面Fとの間の距離L1が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長未満、例えば10mmとなるように設定されている。   As shown in FIG. 3, the upper gas introduction pipe 51 has a plurality of piping parts 51a and one extending part 51b. The plurality of pipe portions 51a are piped in parallel with each other. Each of the piping parts 51a is provided with a plurality of gas outlets 52 downward at substantially equal intervals. Accordingly, the plurality of gas ejection ports 52 are located on substantially the same horizontal plane. In the present embodiment, the distance L1 between the imaginary plane F1 where the gas jet ports 52 are arranged and the incident surface F is set to be less than the wavelength of the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source, for example, 10 mm. Yes.

前記延出部51bは、前記複数の配管部51aと夫々直交するように配管されているとともに、これら配管部51aを互いに連通させている。この延出部51bの両端は、真空容器10の周壁11cを貫通して、真空容器10の外方に延出している。この延出部51bの両端又は一端には、上記第1のガスを供給収容する第1のガス源シリンダ(図示せず)を着脱自在に取り付けることができるようになっている。   The extending part 51b is piped so as to be orthogonal to the plurality of pipe parts 51a, and the pipe parts 51a communicate with each other. Both ends of the extending portion 51 b extend through the peripheral wall 11 c of the vacuum vessel 10 and extend outward from the vacuum vessel 10. A first gas source cylinder (not shown) for supplying and storing the first gas can be detachably attached to both ends or one end of the extending portion 51b.

前記下部ガス導入系60は、例えば、有機シリコン化合物と有機金属化合物とのうちの少なくとも一方からなる原料ガスを含む第2のガスを真空容器10の内部に導入するためのものである。図2及び図4に示すように、本実施形態のプラズマCVD装置1では、下部ガス導入系60は、例えば、第2のガス導入部としての下部ガス導入管61を有している。   The lower gas introduction system 60 is, for example, for introducing a second gas containing a source gas composed of at least one of an organic silicon compound and an organometallic compound into the vacuum vessel 10. As shown in FIGS. 2 and 4, in the plasma CVD apparatus 1 of the present embodiment, the lower gas introduction system 60 has, for example, a lower gas introduction pipe 61 as a second gas introduction part.

この下部ガス導入管61は、上部ガス導入管51と同様に、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン等の金属、或いは酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の誘電体によって形成されている。   Similar to the upper gas introduction pipe 51, the lower gas introduction pipe 61 is formed of a metal such as aluminum, stainless steel, or titanium, or a dielectric such as silicon oxide, aluminum oxide, or aluminum nitride.

電磁界やプラズマに影響を与える影響を考慮すると、下部ガス導入管61は、誘電体材料で形成するのが好ましい。下部ガス導入管61を金属材料で形成するような場合には、下部ガス導入管61の外面に絶縁膜を形成しておくのが好ましい。   Considering the influence on the electromagnetic field and plasma, the lower gas introduction tube 61 is preferably formed of a dielectric material. When the lower gas introduction pipe 61 is formed of a metal material, it is preferable to form an insulating film on the outer surface of the lower gas introduction pipe 61.

図4に示すように、下部ガス導入管61は、環状部61aと一対の延出部61bとを有している。環状部61aは、被処理基板100の外周よりも一回り大きく形成されている。この環状部61aには、複数のガス噴出口62が略等間隔で下向きに設けられている。したがって、複数のガス噴出口62は、略同一水平面上に位置することとなる。本実施形態では、これらガス噴出口62が配置される仮想平面F2と前記入射面Fとの間の距離L2が、前記電磁波源によって発生される電磁波の波長以上、例えば200mmとなるように設定されている。   As shown in FIG. 4, the lower gas introduction pipe 61 has an annular portion 61a and a pair of extending portions 61b. The annular portion 61 a is formed to be slightly larger than the outer periphery of the substrate 100 to be processed. A plurality of gas outlets 62 are provided in the annular portion 61a downward at substantially equal intervals. Therefore, the plurality of gas ejection ports 62 are located on substantially the same horizontal plane. In the present embodiment, the distance L2 between the virtual plane F2 where the gas jet ports 62 are disposed and the incident surface F is set to be equal to or greater than the wavelength of the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source, for example, 200 mm. ing.

各延出部61bは、環状部61aと連通されている。各延出部61bの一端は、真空容器10の周壁11cを貫通して、真空容器10の外方に延出している。少なくとも一方の延出部61bの一端には、上記第2のガスを供給収容する第2のガス源シリンダ(図示せず)を着脱自在に取り付けることができるようになっている。   Each extending portion 61b communicates with the annular portion 61a. One end of each extending portion 61 b extends through the peripheral wall 11 c of the vacuum vessel 10 and extends outward from the vacuum vessel 10. A second gas source cylinder (not shown) for supplying and storing the second gas can be detachably attached to one end of at least one extending portion 61b.

ところで、第2のガスとして用いる有機シリコン化合物ガスや有機金属化合物ガスは、モノシラン等と比べて沸点が高いため液化し易い。そのため、第2のガスとして、有機シリコン化合物ガスや有機金属化合物ガスを用いる場合、第2のガスを安定して真空容器10の内部に導入させるためには、下部ガス導入系60を適切な温度、すなわち80℃から200℃程度に保つのが望ましい。そのため、本実施形態のプラズマCVD装置1では、下部ガス導入系60に加熱手段80を設けている。加熱手段80は、例えば、ヒータを有している。   By the way, the organosilicon compound gas and the organometallic compound gas used as the second gas are easily liquefied because they have a higher boiling point than monosilane and the like. Therefore, when an organic silicon compound gas or an organometallic compound gas is used as the second gas, the lower gas introduction system 60 is set to an appropriate temperature in order to stably introduce the second gas into the vacuum vessel 10. That is, it is desirable to keep the temperature at 80 to 200 ° C. Therefore, in the plasma CVD apparatus 1 of the present embodiment, the heating means 80 is provided in the lower gas introduction system 60. The heating means 80 has a heater, for example.

ヒータは、各延出部61bの外周に設けることができる。このようにすることにより、下部ガス導入管61を構成する材料の熱伝導によって下部ガス導入系60全体に熱を伝えることができる。また、このようにすることにより、加熱手段80を真空容器10内に設置する場合に比べて、簡単な構成で下部ガス導入系60を適切な温度に保つことができる。なお、本実施形態のように、下部ガス導入管61を構成する材料の熱伝導によって下部ガス導入系60全体に熱を伝えるような構成とする場合には、下部ガス導入管61は、窒化アルミニウム等のように、熱伝導係数の大きい材料で形成するのが望ましい。   A heater can be provided in the outer periphery of each extension part 61b. In this way, heat can be transmitted to the entire lower gas introduction system 60 by heat conduction of the material constituting the lower gas introduction pipe 61. Moreover, by doing in this way, compared with the case where the heating means 80 is installed in the vacuum vessel 10, the lower gas introduction system 60 can be maintained at an appropriate temperature with a simple configuration. In the case where the lower gas introduction pipe 61 is configured to transmit heat to the entire lower gas introduction system 60 by heat conduction of the material constituting the lower gas introduction pipe 61 as in this embodiment, the lower gas introduction pipe 61 is made of aluminum nitride. As described above, it is desirable to use a material having a large thermal conductivity coefficient.

図2に示すように、前記ガス排出系70は、真空容器10の内部と連通するようにこの真空容器10に設けられたガス排出部71、及び真空排気システム72等を有している。真空排気システム72としては、例えば、ターボ分子ポンプを用いることができる。この真空排気システム72を稼動させることにより、真空容器10の内部の気体を所定の真空度に達するまで外部に排出することができる。   As shown in FIG. 2, the gas exhaust system 70 includes a gas exhaust unit 71 provided in the vacuum container 10 so as to communicate with the inside of the vacuum container 10, a vacuum exhaust system 72, and the like. As the vacuum exhaust system 72, for example, a turbo molecular pump can be used. By operating the evacuation system 72, the gas inside the vacuum vessel 10 can be discharged outside until a predetermined degree of vacuum is reached.

次に、上述したプラズマCVD装置1を用いた酸化膜の形成方法の一例を説明する。本実施形態では、第1のガスとして酸素ガスを用いるともに、第2のガスとしてテトラアルコキシシランの一種であるテトラエトキシシランを用い、被処理基板100に絶縁膜101を形成するような酸化膜の形成方法について説明する。   Next, an example of a method for forming an oxide film using the plasma CVD apparatus 1 described above will be described. In the present embodiment, oxygen gas is used as the first gas, and tetraethoxysilane, which is a kind of tetraalkoxysilane, is used as the second gas, and an oxide film that forms the insulating film 101 on the substrate to be processed 100 is used. A forming method will be described.

まず、基板支持台14上に被処理基板100を配置し、ガス排出系70を稼動させ、真空容器10の内部を実質的に真空にする。真空容器10の内部のガス圧が80Paとなるように、上部ガス導入系50から真空容器10の内部に酸素ガスを400SCCMの流量で供給するとともに、下部ガス導入系60から真空容器10の内部にテトラエトキシシランガスを12SCCMの流量で供給する。このとき、加熱手段80によって、下部ガス導入系60を適切な温度(80℃から200℃程度)に保っておく。   First, the substrate 100 to be processed is placed on the substrate support 14, the gas exhaust system 70 is operated, and the inside of the vacuum vessel 10 is substantially evacuated. Oxygen gas is supplied from the upper gas introduction system 50 into the vacuum container 10 at a flow rate of 400 SCCM so that the gas pressure inside the vacuum container 10 becomes 80 Pa, and from the lower gas introduction system 60 to the inside of the vacuum container 10. Tetraethoxysilane gas is supplied at a flow rate of 12 SCCM. At this time, the lower gas introduction system 60 is kept at an appropriate temperature (about 80 ° C. to 200 ° C.) by the heating means 80.

高周波電源40をONにする。これにより、2.45GHzの電磁波は、導波管30を介してプラズマ源20に導かれる。プラズマ源20に導かれた電磁波は、孔21からエバネッセント波として真空容器10内ににじみ出す。このエバネッセント波によって、第1及び第2のガスが励起されて、入射面Fの近傍に均一にプラズマが生じる。第1のガスは、入射面Fとの距離L1が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長未満、例えば10mmとなる位置から真空容器10の内部に導入されているため、高密度なプラズマにより酸素分子が励振され、効率良く酸素ラジカルが生成される。   The high frequency power supply 40 is turned on. As a result, the 2.45 GHz electromagnetic wave is guided to the plasma source 20 through the waveguide 30. The electromagnetic wave guided to the plasma source 20 oozes out from the hole 21 into the vacuum vessel 10 as an evanescent wave. The first and second gases are excited by the evanescent wave, and plasma is uniformly generated in the vicinity of the incident surface F. The first gas is introduced into the vacuum vessel 10 from a position where the distance L1 to the incident surface F is less than the wavelength of the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source, for example, 10 mm. Molecules are excited and oxygen radicals are efficiently generated.

一方、第2のガスであるテトラエトキシシランガスは、入射面Fからの距離L2が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長以上、例えば200mmとなる位置から真空容器10の内部に導入されているため、テトラエトキシシランガスが真空容器10の内部に導入されている領域には、エバネッセント波は殆ど到達しない。したがって、テトラエトキシシランがエバネッセント波によって過度に分解されるのが抑制される。また、入射面Fとの距離L2が200mmとなる位置であっても、酸素ラジカルは拡散流として到達するため、テトラエトキシシランと酸素ラジカルとは効率良く反応し、テトラエトキシシランの分解は促進される。したがって、被処理基板100上(被処理基板100の表面)には、酸化シリコンが堆積する。   On the other hand, the tetraethoxysilane gas that is the second gas is introduced into the vacuum chamber 10 from a position where the distance L2 from the incident surface F is equal to or greater than the wavelength of the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source, for example, 200 mm. The evanescent wave hardly reaches the region where the tetraethoxysilane gas is introduced into the vacuum vessel 10. Therefore, excessive decomposition of tetraethoxysilane by the evanescent wave is suppressed. Further, even when the distance L2 from the incident surface F is 200 mm, oxygen radicals reach as a diffusion flow, so that tetraethoxysilane and oxygen radicals react efficiently, and the decomposition of tetraethoxysilane is promoted. The Accordingly, silicon oxide is deposited on the substrate to be processed 100 (the surface of the substrate to be processed 100).

テトラエトキシシランは、モノシラン等と比べて分子容積の大きい化合物であるため、その立体効果により被処理基板100の表面でマイグレーションしながら、該被処理基板100の表面に比較的均一に付着する。したがって、被処理基板100に膜質の良好な絶縁膜(酸化シリコン膜)101が形成される。   Since tetraethoxysilane is a compound having a larger molecular volume than monosilane or the like, it migrates on the surface of the substrate to be processed 100 due to its steric effect and adheres relatively uniformly to the surface of the substrate to be processed 100. Therefore, an insulating film (silicon oxide film) 101 with good film quality is formed on the substrate 100 to be processed.

以上のように、本実施形態のプラズマCVD装置によれば、第2のガスとして、有機シリコン化合物及び有機金属化合物のうちの少なくとも一方を含むガスを用いているため、被処理基板100上に、シランガスのように分子量の比較的小さい原料ガスを使用した場合と比べて被覆性の良好な酸化膜101を形成することができる。   As described above, according to the plasma CVD apparatus of the present embodiment, a gas containing at least one of an organic silicon compound and an organometallic compound is used as the second gas. Compared to the case where a source gas having a relatively low molecular weight such as silane gas is used, the oxide film 101 having better coverage can be formed.

しかも、プラズマCVD装置1によれば、第1のガスと第2のガスとを分離して真空容器10の内部に導入させている。具体的には、第1のガスを導入する上部ガス導入管51は、第2のガスを導入する下部ガス導入管61よりも入射面Fの近くに設けられている。より具体的には、上部ガス導入管51は、入射面Fとの間の距離L1が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長未満となる位置に設けられているとともに、下部ガス導入管61は、入射面Fとの間の距離L2が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長以上となる位置に設けられている。   Moreover, according to the plasma CVD apparatus 1, the first gas and the second gas are separated and introduced into the vacuum vessel 10. Specifically, the upper gas introduction pipe 51 for introducing the first gas is provided closer to the incident surface F than the lower gas introduction pipe 61 for introducing the second gas. More specifically, the upper gas introduction pipe 51 is provided at a position where the distance L1 between the upper surface and the incident surface F is less than the wavelength of the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source, and the lower gas introduction pipe 61 is The distance L2 from the incident surface F is provided at a position where the distance is equal to or greater than the wavelength of the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source.

そのため、第1のガスをエバネッセント波による電界で電子が加速される領域或いはその近傍から真空容器10の内部に導入し、真空容器10の内部において酸素ラジカルを効率良く生成させることができる。また、第2のガスをエバネッセント波のしみ出しの少ない領域から真空容器10の内部に導入することで、第2のガスの過度な分解を抑制することができる。   Therefore, the first gas can be introduced into the vacuum vessel 10 from the region where the electrons are accelerated by the electric field generated by the evanescent wave or in the vicinity thereof, and oxygen radicals can be efficiently generated inside the vacuum vessel 10. Moreover, excessive decomposition | disassembly of 2nd gas can be suppressed by introduce | transducing 2nd gas into the inside of the vacuum vessel 10 from the area | region where there is little seepage of an evanescent wave.

さらに、本実施形態のプラズマCVD装置1によれば、第1のガス及び第2のガスを、電磁波のしみ出し波であるエバネッセント波によってプラズマ化させている。そのため、入射面F近傍に均一にプラズマを生成させることができる。したがって、被処理基板100上に均一に酸化膜101を形成することができる。   Furthermore, according to the plasma CVD apparatus 1 of the present embodiment, the first gas and the second gas are converted into plasma by an evanescent wave that is a seepage wave of electromagnetic waves. Therefore, plasma can be generated uniformly in the vicinity of the incident surface F. Therefore, the oxide film 101 can be uniformly formed on the substrate 100 to be processed.

しかも、本実施形態のプラズマCVD装置1によれば、プラズマのエネルギーの高い領域をエバネッセント波がしみ出している領域近傍に局在化させることができる。したがって、被処理基板100を入射面Fから離して位置に設定することで、被処理基板100近傍のシース電界を小さくすることができる。すなわち、被処理基板100に入射するイオンのエネルギーを減少させることができるため、被処理基板100やこの被処理基板100に形成される絶縁膜101に与えられるイオン損傷を抑制することができる。   Moreover, according to the plasma CVD apparatus 1 of the present embodiment, a region where the plasma energy is high can be localized in the vicinity of the region where the evanescent wave exudes. Therefore, by setting the substrate to be processed 100 away from the incident surface F, the sheath electric field in the vicinity of the substrate to be processed 100 can be reduced. That is, since the energy of ions incident on the substrate to be processed 100 can be reduced, ion damage given to the substrate to be processed 100 and the insulating film 101 formed on the substrate to be processed 100 can be suppressed.

また、本実施形態の絶縁膜の形成方法によれば、第2のガスとして、有機シリコン化合物及び有機金属化合物のうちの少なくとも一方を含むガスを用いているため、被処理基板100上に、シランガスのように分子量の比較的小さい原料ガスを使用した場合と比べて被覆性の良好な酸化膜101を形成することができる。   In addition, according to the method for forming an insulating film of this embodiment, a gas containing at least one of an organic silicon compound and an organometallic compound is used as the second gas. Thus, the oxide film 101 with better coverage can be formed as compared with the case where a source gas having a relatively low molecular weight is used.

しかも、本実施形態の絶縁膜の形成方法によれば、希ガス及び酸素ガスのうちの少なくとも一方を含む第1のガスを、エバネッセント波が入射される入射面からの距離が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長未満となる位置から真空容器10の内部に導入させている。したがって、真空容器10内において酸素ラジカルを効率良く生成させることができる。   Moreover, according to the method for forming an insulating film of the present embodiment, the electromagnetic wave source generates the first gas containing at least one of the rare gas and the oxygen gas from the incident surface on which the evanescent wave is incident. The inside of the vacuum vessel 10 is introduced from a position that is less than the wavelength of the electromagnetic wave. Therefore, oxygen radicals can be efficiently generated in the vacuum vessel 10.

さらに、本実施形態の絶縁膜の形成方法によれば、有機シリコン化合物及び有機金属化合物のうちの少なくとも一方を含む第2のガスを、エバネッセント波が入射される入射面からの距離が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長以上となる位置から、第1のガスと分離して真空容器10の内部に導入させている。すなわち、第2のガスは、エバネッセント波により生じる電界の小さい領域から真空容器10の内部に導入される。したがって、第2のガスが過度に分解されるのを抑制することができる。   Furthermore, according to the method for forming an insulating film of the present embodiment, the second gas containing at least one of the organic silicon compound and the organometallic compound is separated from the incident surface on which the evanescent wave is incident by the electromagnetic wave source. Is separated from the first gas and introduced into the vacuum vessel 10 from a position where the wavelength of the electromagnetic wave generated by is increased. That is, the second gas is introduced into the vacuum vessel 10 from a region where the electric field generated by the evanescent wave is small. Therefore, it is possible to suppress the second gas from being excessively decomposed.

しかも、本実施形態の絶縁膜の形成方法によれば、プラズマのエネルギーの高い領域をエバネッセント波がしみ出している領域近傍に局在化させることができる。したがって、被処理基板100をバネッセント波が入射される入射面Fからの距離L3が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長以上となる位置に配置することにより、被処理基板100近傍のシース電界を小さくすることができる。したがって、被処理基板100に入射するイオンのエネルギーを減少させることができるため、被処理基板100やこの被処理基板100に形成される絶縁膜101に与えられるイオン損傷を抑制することができる。   Moreover, according to the method for forming an insulating film of the present embodiment, a region having high plasma energy can be localized in the vicinity of a region where the evanescent wave is exuding. Therefore, by disposing the substrate to be processed 100 at a position where the distance L3 from the incident surface F on which the vanescent wave is incident is greater than or equal to the wavelength of the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source, the sheath electric field in the vicinity of the substrate to be processed 100 is generated. Can be small. Therefore, since the energy of ions incident on the substrate to be processed 100 can be reduced, ion damage given to the substrate to be processed 100 and the insulating film 101 formed on the substrate to be processed 100 can be suppressed.

また、本実施形態の酸化膜の形成方法のように、被処理基板100上に絶縁膜101を形成するようなプラズマ処理を行う場合、第1のガスは、希ガス及び酸素ガスのうちの少なくとも一方を含むガスを採用している。第1のガスとしては、酸素と、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンのうちの1以上の希ガスと混合ガスを用いることもできる。酸素へのヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンの添加は、10%から99%までの広い添加比率で可能であり、その添加比率によって絶縁膜の形成速度を増加させることができる。   Further, in the case of performing plasma treatment such as forming the insulating film 101 on the substrate 100 to be processed as in the oxide film formation method of this embodiment, the first gas is at least one of a rare gas and an oxygen gas. Gas containing one side is adopted. As the first gas, oxygen and at least one rare gas and mixed gas of helium, neon, argon, krypton, and xenon can be used. Helium, neon, argon, krypton, and xenon can be added to oxygen at a wide addition ratio from 10% to 99%, and the formation rate of the insulating film can be increased by the addition ratio.

また、有機シリコン化合物及び有機金属化合物は、その殆どが構成元素中に酸素を含んでいる。そのため、第1のガスには、必ずしも酸素ガスを含ませなくてもよく、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、又はキセノンのうちの少なくとも1種の希ガスを含ませることで、真空容器10内において酸素ラジカルを発生させ、被処理基板100に絶縁膜101を形成することができる。   In addition, most of organic silicon compounds and organometallic compounds contain oxygen in the constituent elements. Therefore, the first gas does not necessarily include oxygen gas, and by containing at least one kind of rare gas of helium, neon, argon, krypton, or xenon, By generating oxygen radicals, the insulating film 101 can be formed on the substrate 100 to be processed.

ただし、第1のガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、又はキセノンのうちの少なくとも1種の希ガスと酸素ガスとを含んでいるガスを用いるのがさらに好ましい。このようにすることにより、真空容器10内において酸素ラジカルを多く発生させ、被処理基板100に酸素欠損の少ない絶縁膜101を形成することができる。   However, as the first gas, it is more preferable to use a gas containing at least one rare gas of helium, neon, argon, krypton, or xenon and oxygen gas. By doing so, it is possible to generate a large amount of oxygen radicals in the vacuum chamber 10 and form the insulating film 101 with few oxygen vacancies on the substrate 100 to be processed.

また、真空容器10内において酸素ラジカルをより効率良く生成するためには、前記入射面の近傍に酸素ガスを含む第1のガスを供給することが望ましい。   In order to generate oxygen radicals in the vacuum vessel 10 more efficiently, it is desirable to supply a first gas containing oxygen gas in the vicinity of the incident surface.

さらに、第1のガスが酸素ガスを含んでいる場合、酸素ガスを真空容器10の内部に供給する際の流量が、第2のガスを真空容器10の内部に供給する際の流量よりも多くなるように設定するのが好ましい。このようにすることにより、第2のガスが導入される位置よりも下方において、酸素ラジカルを第2のガスよりも多く存在させることができる。したがって、有機シリコン化合物中のシリコン原子や有機金属酸化物中の金属原子の酸化が促進されるので、より酸素欠損の少ない高品質な酸化膜101を形成することができる。   Further, when the first gas contains oxygen gas, the flow rate when supplying the oxygen gas into the vacuum vessel 10 is larger than the flow rate when supplying the second gas into the vacuum vessel 10. It is preferable to set so that By doing in this way, oxygen radicals can exist more than the second gas below the position where the second gas is introduced. Therefore, since the oxidation of silicon atoms in the organic silicon compound and metal atoms in the organometallic oxide is promoted, the high-quality oxide film 101 with fewer oxygen vacancies can be formed.

第2のガスとしては、モノシラン等のように比較的分子量の小さい化合物を含むガスを用いるよりも、有機シリコン化合物や有機金属酸化物のように比較的分子量が大きく、被処理基板上でマイグレーションを起こしやすい化合物を含むようなガスを採用するのが好ましい。このようにすることにより、被処理基板100上により均一に絶縁膜101を形成することができる。   The second gas has a relatively large molecular weight, such as an organic silicon compound or an organic metal oxide, rather than using a gas containing a compound having a relatively small molecular weight, such as monosilane, and migrates on the substrate to be processed. It is preferable to employ a gas containing a compound that is easily generated. Thus, the insulating film 101 can be formed more uniformly on the substrate 100 to be processed.

また、第2のガスとしては、例えば、テトラアルコキシシラン、ビニルアルコキシシラン、アルキルトリアルコキシシラン、フェニルトリアルコキシシラン、ポリメチルジシロキサン、ポリメチルシクロテトラシロキサン等を用いることもできる。さらに、第2のガスとしては、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、テトラプロポキシジルコニウム、ペンタエトキシタンタル、テトラプロポキシハフニウム等を用いることもできる。トリメチルアルミニウム又はトリエチルアルミニウムを選択することで、被処理基板100上に酸化アルミニウム膜を形成することができる。テトラプロポキシジルコニウムを選択することで、被処理基板100上に酸化ジルコニウム膜を形成することができる。ペンタエトキシタンタルを選択することで、被処理基板100上に酸化タンタル膜を形成することができる。テトラプロポキシハフニウムを選択することで、被処理基板に酸化ハフニウム膜を形成することができる。また、酸化ハフニウムや酸化ジルコニウムは、酸化シリコンよりも誘電率が高い。したがって、テトラプロポキシハフニウムやテトラプロポキシジルコニウムを選択することで、酸化シリコン膜よりも絶縁性の良好な絶縁膜101を形成することができる。   As the second gas, for example, tetraalkoxysilane, vinylalkoxysilane, alkyltrialkoxysilane, phenyltrialkoxysilane, polymethyldisiloxane, polymethylcyclotetrasiloxane, and the like can be used. Furthermore, as the second gas, for example, trimethylaluminum, triethylaluminum, tetrapropoxyzirconium, pentaethoxytantalum, tetrapropoxyhafnium, or the like can be used. By selecting trimethylaluminum or triethylaluminum, an aluminum oxide film can be formed on the substrate 100 to be processed. By selecting tetrapropoxyzirconium, a zirconium oxide film can be formed on the substrate 100 to be processed. By selecting pentaethoxytantalum, a tantalum oxide film can be formed on the substrate 100 to be processed. By selecting tetrapropoxy hafnium, a hafnium oxide film can be formed on the substrate to be processed. Further, hafnium oxide and zirconium oxide have a dielectric constant higher than that of silicon oxide. Therefore, by selecting tetrapropoxy hafnium or tetrapropoxy zirconium, the insulating film 101 having better insulating properties than the silicon oxide film can be formed.

以下、本発明の第2の実施形態を、図5及び図6を参照して説明する。本実施形態では、本発明のプラズマCVD装置の他の実施形態について説明する。   Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, another embodiment of the plasma CVD apparatus of the present invention will be described.

本実施形態のプラズマCVD装置1は、下部ガス導入系60及び加熱手段80が第1の実施の形態で説明したプラズマCVD装置1と異なっている。他の構成は上述した第1の実施形態のプラズマCVD装置1と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。   The plasma CVD apparatus 1 of this embodiment is different from the plasma CVD apparatus 1 described in the first embodiment in the lower gas introduction system 60 and the heating means 80. Since the other configuration is the same as that of the plasma CVD apparatus 1 of the first embodiment described above, the overlapping description will be omitted by attaching the same reference numerals to the drawings.

下部ガス導入系60は、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン等の金属、或いは、酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の誘電体により形成されている。なお、下部ガス導入系60の材料として誘電体を用いるのが望ましいことは、第1の実施形態のプラズマCVD装置1と同様である。   The lower gas introduction system 60 is formed of a metal such as aluminum, stainless steel, or titanium, or a dielectric such as silicon oxide, aluminum oxide, or aluminum nitride. Note that it is desirable to use a dielectric as the material of the lower gas introduction system 60, as in the plasma CVD apparatus 1 of the first embodiment.

図5及び図6に示すように、下部ガス導入系60は、第2のガス導入部(下部ガス導入部)としてのシャワープレート63を有している。このシャワープレート63は、互いに対向する一対の板材63a,63bを有して偏平な箱状に形成されており、内部空間Sに第2のガスが流通されるようになっている。このシャワープレート63は、平面形状で真空容器10を上側の部屋と下側の部屋とに分断する被処理基板100よりも大きくな大きさに形成されており、基板支持台4を上方から覆うように、真空容器10の周壁11cに固定さている。シャワープレート63の一端側の延出部分は、真空容器10の周壁11cに設けられた開口部65を介して、真空容器10の外方に開放している。シャワープレート63から延びる延出部分には、第2のガスを供給収容する第2のガス源シリンダ(図示せず)を着脱自在に取り付けることができるようになっている。   As shown in FIGS. 5 and 6, the lower gas introduction system 60 has a shower plate 63 as a second gas introduction part (lower gas introduction part). The shower plate 63 has a pair of plate members 63a and 63b facing each other and is formed in a flat box shape, and the second gas is circulated into the internal space S. The shower plate 63 has a planar shape and is larger than the substrate to be processed 100 that divides the vacuum vessel 10 into an upper chamber and a lower chamber, and covers the substrate support 4 from above. Further, it is fixed to the peripheral wall 11 c of the vacuum vessel 10. An extension portion on one end side of the shower plate 63 is opened to the outside of the vacuum vessel 10 through an opening 65 provided in the peripheral wall 11 c of the vacuum vessel 10. A second gas source cylinder (not shown) for supplying and storing the second gas can be detachably attached to the extending portion extending from the shower plate 63.

また、このシャワープレート63には、第2のガスや酸素ラジカルを上側の部屋と下側の部屋とのシャワープレート63の上下間で流通させるための多数の貫通部66が設けられている。さらに、このシャワープレート63には、下側の板材63bの壁に多数のガス噴出口67が設けられている。   The shower plate 63 is provided with a plurality of through portions 66 for allowing the second gas and oxygen radicals to flow between the upper and lower sides of the shower plate 63 in the upper and lower rooms. Further, the shower plate 63 is provided with a number of gas outlets 67 on the wall of the lower plate 63b.

さらに、このシャワープレート63には、高温媒体循環器69を有する加熱手段68が設けられている。高温媒体循環器69は、ポンプ69a、循環路69b、ヒータ(図示せず)、及び、高温流体(図示せず)等を有して構成されている。高温流体としては、例えば、空気や、窒素、アルゴン、クリプトン、キセノン等のガス、或いは、水、エチレングリコール、鉱油、アルキルベンゼン、ジアリールアルカン、トリアリールジアルカン、ジフェニル-ジフェニルエーテル混合体、アルキルビフェニル、アルキルナフタレン等の液体から選択することができる。   Further, the shower plate 63 is provided with heating means 68 having a high-temperature medium circulator 69. The high-temperature medium circulator 69 includes a pump 69a, a circulation path 69b, a heater (not shown), a high-temperature fluid (not shown), and the like. Examples of the high-temperature fluid include air, gases such as nitrogen, argon, krypton, and xenon, or water, ethylene glycol, mineral oil, alkylbenzene, diarylalkane, triaryldialkane, diphenyl-diphenylether mixture, alkylbiphenyl, and alkyl. It can be selected from liquids such as naphthalene.

高温流体(高温気体又は高温液体)を循環させる循環路69bは、シャワープレート63の内部に設けられている。なお、上記循環路69bは、第2のガスを流通させる内部空間Sからは隔離されている。この高温媒体循環器69では、ヒータで流体を加熱するとともに、ポンプ69aを稼動させて加熱された高温流体をシャワープレート63の内部に流通させることによって、下部ガス導入系60を80℃乃至200℃程度の温度に保つように構成されている。   A circulation path 69 b for circulating a high-temperature fluid (a high-temperature gas or a high-temperature liquid) is provided inside the shower plate 63. The circulation path 69b is isolated from the internal space S through which the second gas flows. In this high-temperature medium circulator 69, the lower gas introduction system 60 is heated to 80 ° C. to 200 ° C. by heating the fluid with a heater and operating the pump 69a to circulate the heated high-temperature fluid inside the shower plate 63. It is configured to keep the temperature at a certain level.

このように下部ガス導入系60を高温媒体の循環によって加熱すると、下部ガス導入系60にすばやく熱エネルギーが伝えられるとともに、下部ガス導入系60を均等に加熱することができる。そのため、有機シリコン化合物ガスや有機金属化合物ガスを含むガスを使用して絶縁膜を形成するようなプラズマ処理に好適であり、有機シリコン化合物ガスや有機金属化合物ガスの液化によるガス供給量の変動を抑止することができる。したがって、被処理基板100上に絶縁膜101を形成する場合において、良好な膜厚制御性及び膜厚均一性を実現することが可能である。   Thus, when the lower gas introduction system 60 is heated by circulation of a high-temperature medium, thermal energy is quickly transmitted to the lower gas introduction system 60 and the lower gas introduction system 60 can be heated evenly. For this reason, it is suitable for plasma processing in which an insulating film is formed using a gas containing an organosilicon compound gas or an organometallic compound gas, and fluctuations in the gas supply amount due to liquefaction of the organosilicon compound gas or the organometallic compound gas are achieved. Can be deterred. Therefore, when the insulating film 101 is formed over the substrate to be processed 100, good film thickness controllability and film thickness uniformity can be realized.

以上のように、本実施形態のプラズマCVD装置1を用いれば、有機シリコン化合物ガスや有機金属化合物ガスの液化によるガス供給量の変動を抑止することができる。そのため、本実施形態のプラズマCVD装置1は、有機シリコン化合物ガスや有機金属化合物ガスといった比較的液化し易いガスを用いるようなプラズマ処理に好適である。   As described above, if the plasma CVD apparatus 1 of the present embodiment is used, fluctuations in the gas supply amount due to liquefaction of the organosilicon compound gas or the organometallic compound gas can be suppressed. Therefore, the plasma CVD apparatus 1 of the present embodiment is suitable for plasma processing using a gas that is relatively easy to liquefy, such as an organic silicon compound gas or an organometallic compound gas.

以下、本発明の第3の実施形態に係わるプラズマCVD装置を、図7を参照して説明する。
本実施形態のプラズマCVD装置1は、プラズマ源20が第1の実施形態で説明したプラズマCVD装置1のものと異なっている。他の構成は上述した第1の実施形態と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。
A plasma CVD apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
In the plasma CVD apparatus 1 of this embodiment, the plasma source 20 is different from that of the plasma CVD apparatus 1 described in the first embodiment. Since other configurations are the same as those of the first embodiment described above, overlapping descriptions are omitted by attaching the same reference numerals to the drawings.

プラズマ源20は、1つ以上例えば5つの導波管25を備えている。これら導波管25は、その長手方向が互いに平行となるように並べて配置されている。なお、導波管25の本数は任意である。また、互いに隣り合う導波管25は接触していてもよく、また、所望の間隔をおいて設けてもよい。   The plasma source 20 includes one or more, for example, five waveguides 25. These waveguides 25 are arranged side by side so that their longitudinal directions are parallel to each other. The number of waveguides 25 is arbitrary. Further, the waveguides 25 adjacent to each other may be in contact with each other, or may be provided at a desired interval.

各導波管25の下壁は、複数の孔21を有する多孔板となっている。複数の孔21は、各導波管25の下壁に、1列以上例えば2列に並べた状態で設けられている。孔21の直径は、高周波電源40によって発生される電磁波の波長の1/2未満であればよく、エバネッセント波によって励起されるプラズマを効果的に局在化させるには、孔径を小さくすることが好ましいことは、第1の実施形態と同じである。本実施形態では、各孔21の直径は、約2mmに設定されている。なお、図示していないが、導波管25の内部には、誘電体部材(例えば合成石英)によって満たされている。したがって、この誘電体部材が第1の実施形態と同様に導波路となる。   The lower wall of each waveguide 25 is a perforated plate having a plurality of holes 21. The plurality of holes 21 are provided on the lower wall of each waveguide 25 in a state of being arranged in one or more rows, for example, two rows. The diameter of the hole 21 may be less than half the wavelength of the electromagnetic wave generated by the high-frequency power source 40. To effectively localize the plasma excited by the evanescent wave, the hole diameter may be reduced. What is preferable is the same as in the first embodiment. In the present embodiment, the diameter of each hole 21 is set to about 2 mm. Although not shown, the inside of the waveguide 25 is filled with a dielectric member (for example, synthetic quartz). Therefore, this dielectric member becomes a waveguide as in the first embodiment.

上壁11aは、導波管25の本数に対応するように、5つの細長い開口部13を有している。各導波管25は、各開口部13に嵌め込まれている。真空容器10は、図示しないが、上壁11aと導波管25との間を封止する封止機構を有している。この封止機構により、各開口部13を規定する内面と各導波管25との間は気密にシールされている。   The upper wall 11 a has five elongated openings 13 so as to correspond to the number of the waveguides 25. Each waveguide 25 is fitted in each opening 13. Although not shown, the vacuum container 10 has a sealing mechanism that seals between the upper wall 11a and the waveguide 25. By this sealing mechanism, the space between the inner surface defining each opening 13 and each waveguide 25 is hermetically sealed.

各導波管25の一端部は、夫々、電力分配器としての機能を有する導波管30を介して高周波電源40と連通されている。これにより、高周波電源40が発生した電磁波は、導波管30を介して各導波管25に導かれる。各導波管25に導かれた電磁波は、各孔21からエバネッセント波として、真空容器10の内部ににじみ出る。   One end of each waveguide 25 is communicated with the high frequency power supply 40 via the waveguide 30 having a function as a power distributor. As a result, the electromagnetic waves generated by the high frequency power supply 40 are guided to the respective waveguides 25 through the waveguides 30. The electromagnetic wave guided to each waveguide 25 oozes out of each vacuum vessel 10 as an evanescent wave from each hole 21.

本実施形態のプラズマCVD装置のように、複数の多孔板を有する導波管25を互いに並べて配置してなるプラズマ源アンテナ20を設けたプラズマCVD装置1は、プラズマの均一化を図るために各導波管25への電力分配の割合を変えることが可能であり、大型の液晶表示装置等に用いる角型で面積の大きい基板に絶縁膜を形成するような場合に好適である。
なお、本発明のプラズマCVD装置及び酸化膜の形成方法は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲において種々に実施することができる。
As in the plasma CVD apparatus of this embodiment, the plasma CVD apparatus 1 provided with the plasma source antenna 20 in which the waveguides 25 having a plurality of perforated plates are arranged side by side is provided for each plasma in order to make the plasma uniform. It is possible to change the ratio of power distribution to the waveguide 25, which is suitable when an insulating film is formed on a square substrate having a large area used for a large liquid crystal display device or the like.
The plasma CVD apparatus and the oxide film forming method of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various ways without departing from the gist thereof.

上記第1乃至第3の実施形態では、電磁波源としての高周波電源40によって発生される電磁波の波長の1/2未満の直径に設定された複数の孔21を有する多孔板を備えたプラズマ源アンテナ20を設けることで、真空容器10の内部にエバネッセント波を入射させるようにしているが、エバネッセント波は、例えば、屈折率の違いによっても真空容器10の内部に入射させることが可能である。また、孔21を通して漏洩する波(エバネッセント波)は、自由空間では完全な減衰波となる。そのため、孔21の直径に対して下板22bの厚さが十分に薄ければ、エバネッセント波がにじみ出す距離は、孔21の直径に比例する。すなわち、真空容器10の内部にエバネッセント波を所望の強度で入射させるようにするためには、孔21の直径や、プラズマ源アンテナ20の内部(プラズマ源アンテナ20の内部を満たしている誘電体部材23の材質)と真空容器10の内部(真空容器10の内部に導入されるガス)との間における屈折率の差を所定の値にすればよい。   In the first to third embodiments, the plasma source antenna including a perforated plate having a plurality of holes 21 set to a diameter less than ½ of the wavelength of the electromagnetic wave generated by the high-frequency power source 40 as the electromagnetic wave source. By providing 20, an evanescent wave is incident on the inside of the vacuum vessel 10, but the evanescent wave can be incident on the inside of the vacuum vessel 10 even by a difference in refractive index, for example. Further, the wave leaking through the hole 21 (evanescent wave) becomes a completely attenuated wave in free space. Therefore, if the thickness of the lower plate 22 b is sufficiently thin with respect to the diameter of the hole 21, the distance that the evanescent wave oozes out is proportional to the diameter of the hole 21. That is, in order to allow the evanescent wave to enter the vacuum vessel 10 with a desired intensity, the diameter of the hole 21 or the inside of the plasma source antenna 20 (the dielectric member filling the inside of the plasma source antenna 20). 23) and the difference in refractive index between the inside of the vacuum vessel 10 (the gas introduced into the inside of the vacuum vessel 10) may be set to a predetermined value.

さらに、被処理体としては、例えば、ガラス基板、石英ガラス基板、セラミックス基板、樹脂基板、又は、シリコンウエハ等の基板を用いることができる。また、被処理体としては、上述のような基板上に、単結晶シリコン、レーザ結晶化や固相結晶化等により形成した多結晶シリコン、微結晶シリコン、又は、アモルファスシリコン等の半導体層が形成されたものを用いてもよい。さらに、被処理体としては、上述のような基板上に、半導体層と絶縁膜とを順不同で積層させたものや、上述のような基板上に、半導体層と絶縁膜とが順不同で積層されてなる部分を有する回路素子や回路素子の一部を形成したもの等を用いてもよい。   Furthermore, as a to-be-processed object, substrates, such as a glass substrate, a quartz glass substrate, a ceramic substrate, a resin substrate, or a silicon wafer, can be used, for example. As the object to be processed, a semiconductor layer such as single crystal silicon, polycrystalline silicon, microcrystalline silicon, or amorphous silicon formed by laser crystallization or solid phase crystallization is formed on the substrate as described above. You may use what was done. Further, as the object to be processed, the semiconductor layer and the insulating film are stacked in any order on the substrate as described above, or the semiconductor layer and the insulating film are stacked in any order on the substrate as described above. Alternatively, a circuit element having a portion or a part of the circuit element may be used.

本発明の第1の実施形態に係るプラズマCVD装置を示す上面図。1 is a top view showing a plasma CVD apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1に示すプラズマCVD装置の断面図。Sectional drawing of the plasma CVD apparatus shown in FIG. 図1に示すプラズマCVD装置の上部ガス導入系(第1のガス導入系)を示す装置の断面図。Sectional drawing of the apparatus which shows the upper gas introduction system (1st gas introduction system) of the plasma CVD apparatus shown in FIG. 図1に示すプラズマCVD装置の下部ガス導入系(第2のガス導入系)を示す装置の概略的な断面図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an apparatus showing a lower gas introduction system (second gas introduction system) of the plasma CVD apparatus shown in FIG. 1. 本発明の第2の実施形態に係るプラズマCVD装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the plasma CVD apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図5に示すプラズマCVD装置の下部ガス導入系(第2のガス導入系)を示す装置の概略的な断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an apparatus showing a lower gas introduction system (second gas introduction system) of the plasma CVD apparatus shown in FIG. 5. 本発明の第3の実施形態に係るプラズマCVD装置を概略的に示す上面図。The top view which shows roughly the plasma CVD apparatus concerning the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…プラズマCVD装置、 10…真空容器(処理容器)、 20…プラズマ源、 21…孔、 50…上部ガス導入系(第1のガス導入系)、51…上部ガス導入管(第1のガス導入部)、 60…下部ガス導入系(第2のガス導入系)、61…下部ガス導入管(第2のガス導入部)、63…シャワープレート(第2のガス導入部)、 100…被処理基板(被処理体)、101…酸化膜   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma CVD apparatus, 10 ... Vacuum container (processing container), 20 ... Plasma source, 21 ... Hole, 50 ... Upper gas introduction system (first gas introduction system), 51 ... Upper gas introduction pipe (first gas) Introduction part), 60 ... lower gas introduction system (second gas introduction system), 61 ... lower gas introduction pipe (second gas introduction part), 63 ... shower plate (second gas introduction part), 100 ... covered Processing substrate (object to be processed), 101 ... oxide film

Claims (8)

電磁波を発生させる電磁波源と、
電磁波のしみ出し波であるエバネッセント波が入射される入射面を有し、内部に被処理体を配置可能な処理容器と、
前記処理容器の内部にエバネッセント波を入射させてプラズマを生成するプラズマ源と、
前記処理容器に設けられ、希ガス及び酸素ガスのうちの少なくとも一方を含む第1のガスを前記処理容器の内部に導入させる第1のガス導入部を有する第1のガス導入系と、
前記処理容器に設けられ、有機シリコン化合物及び有機金属化合物のうちの少なくとも一方を含む第2のガスを前記第1のガスと分離して前記処理容器の内部に導入させる第2のガス導入部を有する第2のガス導入系とを具備し、
前記第1及び第2のガスをエバネッセント波によってプラズマ化させて被処理体に絶縁膜を形成することを特徴とするプラズマCVD装置。
An electromagnetic wave source that generates electromagnetic waves;
A treatment container having an incident surface on which an evanescent wave, which is a seeping wave of electromagnetic waves, is incident;
A plasma source for generating plasma by injecting an evanescent wave into the processing vessel;
A first gas introduction system having a first gas introduction part provided in the processing container and introducing a first gas containing at least one of a rare gas and an oxygen gas into the processing container;
A second gas introduction unit provided in the processing container and configured to separate a second gas containing at least one of an organic silicon compound and an organometallic compound from the first gas and introduce the second gas into the processing container; A second gas introduction system having
A plasma CVD apparatus, wherein the first and second gases are converted into plasma by an evanescent wave to form an insulating film on the object to be processed.
前記プラズマ源は、前記電磁波源によって発生される電磁波の波長の1/2未満の直径に設定された複数の孔を有する多孔板を備えていることを特徴とする請求項1に記載のプラズマCVD装置。   2. The plasma CVD according to claim 1, wherein the plasma source includes a perforated plate having a plurality of holes set to a diameter less than ½ of a wavelength of an electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source. apparatus. 前記プラズマ源は、前記多孔板を有する少なくとも1つの導波管を備えていることを特徴とする請求項2に記載のプラズマCVD装置。   The plasma CVD apparatus according to claim 2, wherein the plasma source includes at least one waveguide having the perforated plate. 前記プラズマ源は、前記多孔板を有する複数の導波管を備えており、
前記複数の導波管に電力を分配する少なくとも1つの電力分配器を備えは、その長手方向が互いに平行となるように並べて配置されていることを特徴とする請求項2に記載のプラズマCVD装置。
The plasma source includes a plurality of waveguides having the perforated plate,
3. The plasma CVD apparatus according to claim 2, wherein the plasma CVD apparatus includes at least one power distributor that distributes power to the plurality of waveguides and is arranged so that the longitudinal directions thereof are parallel to each other. .
前記処理容器は、前記被処理体を前記入射面との距離が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長以上となる位置に配置可能に形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のプラズマCVD装置。   The said processing container is formed so that the said to-be-processed object can be arrange | positioned in the position where the distance with the said incident surface becomes more than the wavelength of the electromagnetic waves generated by the said electromagnetic wave source. The plasma CVD apparatus according to any one of the above. 前記第1のガス導入部は、前記第2のガス導入部よりも前記入射面の近くに設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のプラズマCVD装置。   6. The plasma CVD apparatus according to claim 1, wherein the first gas introduction part is provided closer to the incident surface than the second gas introduction part. 前記第1のガス導入部は、前記入射面との間の距離が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長未満に設定されているとともに、前記第2のガス導入部は、前記入射面との間の距離が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長以上に設定されていることを特徴とする請求項6に記載のプラズマCVD装置。   The distance between the first gas introduction part and the incident surface is set to be less than the wavelength of the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source, and the second gas introduction part is connected to the incident surface. The plasma CVD apparatus according to claim 6, wherein a distance therebetween is set to be equal to or greater than a wavelength of an electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source. 電磁波を発生させる電磁波源と、電磁波のしみ出し波であるエバネッセント波が入射される入射面を有し、内部に被処理体を配置可能な処理容器と、前記処理容器の内部にエバネッセント波を入射させてプラズマを生成するプラズマ源と、を具備するプラズマCVD装置を用い、前記被処理体上に酸化膜を形成する酸化膜の形成方法であって、
前記入射面からの距離が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長以上となるように、前記処理容器の内部に前記被処理体を配置する工程と、
希ガス及び酸素ガスのうちの少なくとも一方を含む第1のガスを、前記入射面からの距離が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長未満となる位置から前記処理容器の内部に導入させるとともに、有機シリコン化合物及び有機金属化合物のうちの少なくとも一方を含む第2のガスを、前記入射面からの距離が前記電磁波源によって発生される電磁波の波長以上となる位置から、前記第1のガスと分離して前記処理容器の内部に導入させる工程と、
前記入射面からエバネッセント波を処理容器の内部に入射させることにより、前記処理容器の内部に前記第1のガス及び第2のガスによるプラズマを生じさせ、前記被処理体上に酸化物を堆積させる工程と、を有することを特徴とする酸化膜の形成方法。
An electromagnetic wave source that generates an electromagnetic wave, a processing container having an incident surface on which an evanescent wave that is a seepage wave of the electromagnetic wave is incident, and an object to be processed can be disposed therein, and the evanescent wave is incident on the inside of the processing container An oxide film forming method for forming an oxide film on the object to be processed using a plasma CVD apparatus including a plasma source that generates plasma.
Placing the object to be processed inside the processing container so that the distance from the incident surface is equal to or greater than the wavelength of the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source;
A first gas containing at least one of a rare gas and an oxygen gas is introduced into the processing container from a position where the distance from the incident surface is less than the wavelength of the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source; A second gas containing at least one of an organosilicon compound and an organometallic compound is separated from the first gas from a position where the distance from the incident surface is not less than the wavelength of the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source. And introducing into the processing container;
By making an evanescent wave incident on the inside of the processing container from the incident surface, plasma is generated by the first gas and the second gas inside the processing container, and oxide is deposited on the object to be processed. And a step of forming an oxide film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20130206068A1 (en) * 2012-02-13 2013-08-15 Jozef Kudela Linear pecvd apparatus
JP2014515869A (en) * 2011-04-27 2014-07-03 サイレム・ソシエテ・プール・ラプリカション・アンデュストリエール・ドゥ・ラ・ルシェルシュ・アン・エレクトロニック・エ・ミクロ・オンデ Equipment for load microwave treatment

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