(57)【要約】【課題】簡単で安価な構成で酸素の含有量を低下させたα−Ｓｉ膜を作製することができるプラズマ成膜装置１とする。【解決手段】基板６が収容される成膜室３にＲＦパワーを供給する高周波アンテナ１７を備え、成膜室３にＳｉＨ４ガスを供給するガス供給ノズル２１を備えると共に、成膜室３に水素を供給する水素供給ノズル２２を備え、高周波アンテナ１７からＲＦパワーの給電を行うことで成膜室３にプラズマ２０を発生させ、水素と酸素を反応させて酸素含有量を低下させた状態で基板６上にα−Ｓｉ膜を作製し、簡単で安価な構成で酸素の含有量を低下させたα−Ｓｉ膜を作製することができるプラズマ成膜装置１とする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が収容される成膜室にＲＦパワーを供給する給電手段を備え、成膜室にシリコンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備えると共に、成膜室に水素を供給する水素供給手段を備え、給電手段からＲＦパワーの給電を行うことで成膜室にプラズマを発生させ、水素と酸素を反応させてシリコン系膜の酸素含有量を低下させた状態で基板上にシリコン系膜を作製することを特徴とするプラズマ成膜装置。
【請求項２】
請求項１において、
給電手段には成膜時にＲＦパワーを高める機能が備えられていることを特徴とするプラズマ成膜装置。
【請求項３】
請求項１もしくは請求項２において、
成膜室にはシリコンを含有する原料ガスに加えて膜にドーピングされる原料を含有するドーピングガスを供給するドーピングガス供給手段が備えられていることを特徴とするプラズマ成膜装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
原料ガス供給手段にはシランが供給され、水素供給手段にはシランガスの流量に対して１．５倍以上の比率で水素が供給され、給電手段からはシランガスの流量に対してＲＦパワー１５０Ｗ／ｓｃｃｍ以上の給電が行われることを特徴とするプラズマ成膜装置。
【請求項５】
成膜室にシリコンを含有する原料ガスを供給すると共に水素を供給し、成膜室にＲＦパワーを供給してプラズマを発生させ、水素と酸素を反応させてシリコン系膜の酸素含有量を低下させた状態で基板上にシリコン系膜を作製することを特徴とするプラズマ成膜方法。
【請求項６】
請求項５において、
成膜時にＲＦパワーを相対的に高めて基板上にシリコン系膜を作製することを特徴とするプラズマ成膜方法。
【請求項７】
請求項５もしくは請求項６において、
シリコンを含有する原料ガスに加えて膜にドーピングされる原料を含有するドーピングガスを供給して基板上にシリコン系膜を作製することを特徴とするプラズマ成膜方法。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれか一項において、
原料ガスとしてシランが供給され、シランガスの流量に対して１．５倍以上の比率で水素を供給し、且つ、シランガスの流量に対してＲＦパワー１５０Ｗ／ｓｃｃｍ以上を印加することを特徴とするプラズマ成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマを発生させて基板にシリコン系の膜を成膜するプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、半導体の製造では、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）　装置を用いた成膜が知られている。プラズマＣＶＤ装置は、膜の原料となる原料ガスを筒状容器内の成膜室の中に導入し、高周波アンテナから高周波を入射してプラズマ状態にし、プラズマ中の活性な励起原子または分子によって基板表面の化学的な反応を促進して成膜を行う装置である。筒状容器には給電アンテナにＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｎｃｙ）電源から電力を供給し、成膜室内に電磁波を入射させることにより電磁波のエネルギー（ＲＦパワー）によって成膜室内のガスをプラズマ状態にする。
【０００３】
このようなプラズマＣＶＤ装置において、シリコン系のアモルファスＳｉ膜（α−Ｓｉ膜）を作製する際には、原料ガスとしてシラン（例えば、ＳｉＯ４）　ガスを供給している。シリコン系の膜では、近年、ＴＦＴ等で酸素含有量の少ないシリコン系の膜のニーズが高くなってきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
プラズマＣＶＤ装置でα−Ｓｉ膜を作製した場合、成膜室の内部の酸素が膜に取り込まれ、少なからず酸素を含んだα−Ｓｉ膜が作製されてしまう。成膜室内の酸素を減らすために密閉性のよい筒状容器を構成して超高真空にすることで酸素の流入を減らすことも可能であるが、装置が大がかりとなって非常に高価な装置となってしまう。
【０００５】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、簡単で安価な構成で酸素の含有量を低下させたシリコン系の膜を作製することができるプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のプラズマ成膜装置は、基板が収容される成膜室にＲＦパワーを供給する給電手段を備え、成膜室にシリコンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備えると共に、成膜室に水素を供給する水素供給手段を備え、給電手段からＲＦパワーをの給電を行うことで成膜室にプラズマを発生させ、水素と酸素を反応させてシリコン系膜の酸素含有量を低下させた状態で基板上にシリコン系膜を作製することを特徴とする。
【０００７】
そして、給電手段には成膜時にＲＦパワーを高める機能が備えられていることを特徴とする。
【０００８】
また、成膜室にはシリコンを含有する原料ガスに加えて膜にドーピングされる原料を含有するドーピングガスを供給するドーピングガス供給手段が備えられていることを特徴とする。
【０００９】
また、原料ガス供給手段にはシランが供給され、水素供給手段にはシランガスの流量に対して１．５倍以上の比率で水素が供給され、給電手段からはシランガスの流量に対してＲＦパワー１５０Ｗ／ｓｃｃｍ以上の給電が行われることを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するための本発明のプラズマ成膜方法は、成膜室にシリコンを含有する原料ガスを供給すると共に水素を供給し、成膜室にＲＦパワーを供給してプラズマを発生させ、水素と酸素を反応させてシリコン系膜の酸素含有量を低下させた状態で基板上にシリコン系膜を作製することを特徴とする。
【００１１】
そして、成膜時にＲＦパワーを相対的に高めて基板上にシリコン系膜を作製することを特徴とする。
【００１２】
また、シリコンを含有する原料ガスに加えて膜にドーピングされる原料を含有するドーピングガスを供給して基板上にシリコン系膜を作製することを特徴とする。
【００１３】
また、原料ガスとしてシランが供給され、シランガスの流量に対して１．５倍以上の比率で水素を供給し、且つ、シランガスの流量に対してＲＦパワー１５０Ｗ／ｓｃｃｍ以上を印加することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、成膜室にシリコンを含有する原料ガス（例えば、ＳｉＨ４）を供給し、プラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面にシリコン系の膜を作製するプラズマ成膜装置である。筒状容器内に、例えば、天井面の上側から平面リング状の給電手段としてのアンテナに給電を行って成膜室内に電磁波を入射させることにより、電磁波のエネルギー（ＲＦパワー）によってプラズマを発生させて基板の表面にシリコン系の膜を成膜するものである。
【００１５】
この時、原料ガス（例えば、ＳｉＨ４）と共に水素を成膜室に供給し、水素と成膜室内の酸素とを反応させてシリコン系の膜の酸素含有量を低下させた状態で基板の表面にシリコン系の膜を成膜するようにしたものである。また、電磁波のエネルギー（ＲＦパワー）を高くして水素と成膜室内の酸素との反応を促進してシリコン系の膜の酸素含有量をより低下させるようにしたものである。
【００１６】
従って、簡単で安価な構成で酸素の含有量を低下させたシリコン系の膜を作製することができるプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法とすることが可能になる。
【００１７】
以下、本発明のプラズマ成膜装置の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１には本発明の第１実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面、図２には水素流量及びＲＦパワーに対する酸素含有量を表す表、図３には酸素含有量と水素流量との関係をＲＦパワー別に表したグラフを示してある。
【００１９】
図１に示すように、プラズマＣＶＤ装置１には、円筒状のアルミニウム製の筒状容器（容器）２が備えられ、容器２内に成膜室３が形成されている。容器２の上部には円形の絶縁体材料製（例えば、アルミナ：Ａｌ２　Ｏ３　）の天井板４が設けられ、容器２の中心における成膜室３にはウエハ支持台５が備えられている。ウエハ支持台５は半導体の基板６を保持する円盤状の載置部７を有し、載置部７は支持軸８に支持されている。ウエハ支持台５を全体を昇降自在にしたり、支持軸８を伸縮自在とすることにより、基板６の上下方向の高さを最適な高さに調整することができる。
【００２０】
基板６は円盤状の、例えば、ウエハであり、直径１５０ｍｍ　（６インチ）のものや直径２００ｍｍ　（８インチ）のもの等種々の大きさが適用される。載置部７にはインピーダンスマッチングを行うための整合器１１及びコンデンサ１２を介してバイアス電源１３が接続されている。また、載置部７には静電電源１４が接続されている。バイアス電源１３から高周波の電圧が供給されることにより、載置部７にバイアスが印加される。これによって、載置部７に発生する静電気力により基板６が載置部７に吸着されて保持される。また、載置部７にはヒータ１５が設けられ、載置部７に保持された基板６の温度が所定の温度（例えば、４００　℃）に制御される。
【００２１】
尚、載置部７への基板６の保持は、静電気力による吸着の他に、機械的に保持する構成等種々の形態を採用することが可能である。
【００２２】
容器２には真空装置１６が接続され、成膜室２内のガスは真空装置１６により排気されて容器２の内部が所定の圧力（例えば、１×１０−６Ｔｏｒｒ）に維持される。また、容器２には基板６の搬入・搬出口（図示省略）が設けられ、図示しない搬送室との間で基板６が搬入・搬出される。
【００２３】
一方、天井板４の上には、例えば、円形コイルリング状（平面リング状）の高周波アンテナ１７が配置され、高周波アンテナ１７には整合器１８を介して高周波電源１９が接続されている（給電手段）。高周波アンテナ１７に高周波の電圧を印加することにより電磁波が容器２の成膜室３に入射する。即ち、高周波アンテナ１７により成膜室３内に電磁波のエネルギー（ＲＦパワー）が供給される。容器２内に入射された電磁波は、成膜室３内のガスをイオン化してプラズマ２０を発生させる。
【００２４】
容器２には、シリコンを含有するガスであるシラン（例えば、ＳｉＨ４）　等を供給する原料ガス供給手段としてのガス供給ノズル２１が設けられ、ガス供給ノズル２１から成膜室３内に成膜材料（例えばＳｉ）となるＳｉＨ４が供給される。また、容器２には水素（Ｈ２）ガスを供給する水素供給手段としての水素供給ノズル２２が設けられている。
【００２５】
尚、ＳｉＨ４とＨ２とを同一のノズルから混合ガス（希釈ガス）として供給することも可能である。
【００２６】
上述したプラズマＣＶＤ装置１では、ウエハ支持台５の載置部７に基板６が載せられて保持される。ガス供給ノズル２２から所定流量のＳｉＨ４ガスを成膜室３内に供給すると共に水素供給ノズル２２から所定流量（例えば、５００ｓｃｃｍ　）のＨ２ガスを成膜室３内に供給し、成膜室３内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源１２から高周波アンテナ１１に電力を供給して高周波を発生させる。
【００２７】
これにより、成膜室３内のＳｉＨ４ガスが放電して一部がプラズマ状態となる。このプラズマは、ＳｉＨ４ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起する。こうして生じた活性なＳｉ粒子は、基板６の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してアモルファスＳｉ膜（α−Ｓｉ膜）となる。尚、温度条件によっては結晶Ｓｉ膜を得ることもある。
【００２８】
また、成膜室３内にはＨ２ガスが供給されＨ２ガスが放電して一部がプラズマ状態となる。電磁波のエネルギー（ＲＦパワー）を高く（例えば、３ＫＷ）し、α−Ｓｉ膜を成膜すると同時に水素原子を成膜室３内の酸素原子と反応させ、Ｈ２Ｏ　として排出させる。このため、成膜室３内の酸素濃度が低下し、酸素原子がα−Ｓｉ膜に取り込まれることが抑制されてα−Ｓｉ膜の酸素の含有量が飛躍的に低下する。
【００２９】
図２及び図３に基づいて、水素流量に対する酸素含有量をＲＦパワー別に説明する。例えば、基板６温度が４００　℃で容器内の圧力が１×１０−６Ｔｏｒｒのとき、ＳｉＨ４ガスの流量が２０ｓｃｃｍの場合について説明する。
【００３０】
ＲＦパワー１ＫＷで水素流量が１００ｓｃｃｍ　では酸素含有量（濃度）は１．５×１０２０（ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３）　となり、水素流量が３００ｓｃｃｍ　では酸素含有量（濃度）は６．５×１０１９（ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３）　となり、水素流量が５００ｓｃｃｍ　では酸素含有量（濃度）は４．１×１０１９（ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３）　となる。
【００３１】
ＲＦパワー２ＫＷで水素流量が１００ｓｃｃｍ　では酸素含有量（濃度）は８．２×１０１９（ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３）　となり、水素流量が３００ｓｃｃｍ　では酸素含有量（濃度）は２．５×１０１９（ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３）　となり、水素流量が５００ｓｃｃｍ　では酸素含有量（濃度）は１．５×１０１９（ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３）　となる。
【００３２】
ＲＦパワー３ＫＷで水素流量が１００ｓｃｃｍ　では酸素含有量（濃度）は５．２×１０１９（ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３）　となり、水素流量が３００ｓｃｃｍ　では酸素含有量（濃度）は１．２×１０１９（ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３）　となり、水素流量が５００ｓｃｃｍ　では酸素含有量（濃度）は５．０×１０１８（ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３）　となる。
【００３３】
このため、水素を供給してＲＦパワーを高めることで、膜中の酸素濃度を大幅に低下させるとができる。特に、シランガスの流量に対して１．５倍以上の比率で水素を供給し、且つ、シランガスの流量に対してＲＦパワー１５０Ｗ／ｓｃｃｍ以上を印加することで、膜中の酸素濃度を大幅に低下させるとができる。
【００３４】
従って、容器の真空度を高めることができる高価な装置を適用して酸素の流入を減らす等することなく、簡単で安価な構成で酸素の含有量を抑制したα−Ｓｉ膜を作製することができるプラズマ成膜装置となる。
【００３５】
尚、図中点線で示したように、ドーピングガスノズル２５を設け、Ｂ（ホウ素）やＰ（リン）等をドーピングガスとして供給し、Ｂ（ホウ素）を含むＰ型のＳｉ膜を作製する場合や、Ｐ（リン）を含むＢ型のＳｉ膜を作製する場合に、水素を供給して酸素の含有量を低下させたＳｉ膜を作製することも可能である。
【００３６】
図４に基づいて本発明の第２実施例を説明する。図４には本発明の第２実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面を示してある。尚、図１に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００３７】
図に示すように、プラズマＣＶＤ装置３１には、円筒状のアルミニウム製の筒状容器（容器）２が備えられ、容器２内に成膜室３が形成されている。容器２の上部には円形の天井板３２が設けられ、容器２の中心における成膜室３にはウエハ支持台５が備えられている。ウエハ支持台５は半導体の基板６を保持する円盤状の載置部７を有し、載置部７は支持軸８に支持されている。ウエハ支持台５を全体を昇降自在にしたり、支持軸８を伸縮自在とすることにより、基板６の上下方向の高さを最適な高さに調整することができる。
【００３８】
基板６は円盤状の、例えば、ウエハであり、直径１５０ｍｍ　（６インチ）のものや直径２００ｍｍ　（８インチ）のもの等種々の大きさが適用される。載置部７にはインピーダンスマッチングを行うための整合器１１及びコンデンサ１２を介してバイアス電源１３が接続されている。また、載置部７には静電電源１４が接続されている。バイアス電源１３から高周波の電圧が供給されることにより、載置部７にバイアスが印加される。これによって、載置部７に発生する静電気力により基板６が載置部７に吸着されて保持される。また、載置部７にはヒータ１５が設けられ、載置部７に保持された基板６の温度が所定の温度（例えば、４００　℃）に制御される。
【００３９】
尚、載置部７への基板６の保持は、静電気力による吸着の他に、機械的に保持する構成等種々の形態を採用することが可能である。
【００４０】
容器２には真空装置１６が接続され、成膜室２内のガスは真空装置１６により排気されて容器２の内部が所定の圧力（例えば、１×１０−６Ｔｏｒｒ）に維持される。また、容器２には基板６の搬入・搬出口（図示省略）が設けられ、図示しない搬送室との間で基板６が搬入・搬出される。
【００４１】
一方、容器２の筒部の外周には円筒コイル状の高周波アンテナ３３が設けられ、高周波アンテナ３３には整合器１８を介して高周波電源１９が接続されている（給電手段）。高周波アンテナ３３に高周波の電圧を印加することにより電磁波が容器２の成膜室３に入射する。即ち、高周波アンテナ３３により成膜室３内に電磁波のエネルギー（ＲＦパワー）が供給される。容器２内に入射された電磁波は、成膜室３内のガスをイオン化してプラズマ２０を発生させる。
【００４２】
容器２には、シリコンを含有するガスであるシラン（例えば、ＳｉＨ４）　等を供給する原料ガス供給手段としてのガス供給ノズル２１が設けられ、ガス供給ノズル２１から成膜室３内に成膜材料（例えばＳｉ）となるＳｉＨ４が供給される。また、容器２には水素（Ｈ２）ガスを供給する水素供給手段としての水素供給ノズル２２が設けられている。
【００４３】
尚、ＳｉＨ４とＨ２とを同一のノズルから混合ガス（希釈ガス）として供給することも可能である。
【００４４】
上述したプラズマＣＶＤ装置３１では、ウエハ支持台５の載置部７に基板６が載せられて保持される。ガス供給ノズル２２から所定流量のＳｉＨ４ガスを成膜室３内に供給すると共に水素供給ノズル２２から所定流量（例えば、５００ｓｃｃｍ　）のＨ２ガスを成膜室３内に供給し、成膜室３内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源１２から高周波アンテナ３３に電力を供給して高周波を発生させる。
【００４５】
これにより、成膜室３内のＳｉＨ４ガスが放電して一部がプラズマ状態となる。このプラズマは、ＳｉＨ４ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起する。こうして生じた活性なＳｉ粒子は、基板６の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してアモルファスＳｉ膜（α−Ｓｉ膜）となる。尚、温度条件によっては結晶Ｓｉ膜を得ることもある。
【００４６】
また、成膜室３内にはＨ２ガスが供給されＨ２ガスが放電して一部がプラズマ状態となる。電磁波のエネルギー（ＲＦパワー）を高く（例えば、３ＫＷ）し、α−Ｓｉ膜を成膜すると同時に水素原子を成膜室３内の酸素原子と反応させ、Ｈ２Ｏ　として排出させる。このため、成膜室３内の酸素濃度が低下し、酸素原子がα−Ｓｉ膜に取り込まれることが抑制されてα−Ｓｉ膜の酸素の含有量が飛躍的に低下する。
【００４７】
従って、容器の真空度を高めることができる高価な装置を適用して酸素の流入を減らす等することなく、簡単で安価な構成で酸素の含有量を低下させたα−Ｓｉ膜を作製することができるプラズマ成膜装置３１となる。
【００４８】
図５に基づいて本発明の第３実施例を説明する。図５には本発明の第３実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面を示してある。尚、図１に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００４９】
図１及び図４に示した例は、誘導結合型のプラズマＣＶＤ装置１，３１であるが、図５に示した例は、容量結合型のプラズマＣＶＤ装置３５の例である。
【００５０】
図に示すように、プラズマＣＶＤ装置３５には、円筒状のアルミニウム製の筒状容器（容器）２が備えられ、容器２内に成膜室３が形成されている。容器２の上部には円形の天井板３６が設けられ、容器２の中心における成膜室３にはウエハ支持台５が備えられている。ウエハ支持台５は半導体の基板６を保持する円盤状の導電体性の載置部３７を有し、載置部３７は支持軸８に支持されている。ウエハ支持台５を全体を昇降自在にしたり、支持軸８を伸縮自在とすることにより、基板６の上下方向の高さを最適な高さに調整することができる。
【００５１】
基板６は円盤状の、例えば、ウエハであり、直径１５０ｍｍ　（６インチ）のものや直径２００ｍｍ　（８インチ）のもの等種々の大きさが適用される。載置部７にはインピーダンスマッチングを行うための整合器１１及びコンデンサ１２を介してバイアス電源１３が接続されている。また、載置部７には静電電源１４が接続されている。バイアス電源１３から高周波の電圧が供給されることにより、載置部３７にバイアスが印加される。これによって、載置部３７に発生する静電気力により基板６が載置部３７に吸着されて保持される。また、載置部３７にはヒータ１５が設けられ、載置部３７に保持された基板６の温度が所定の温度（例えば、４００　℃）に制御される。そして、載置部３７は電気的に接地された状態になっている。
【００５２】
尚、載置部３７への基板６の保持は、静電気力による吸着の他に、機械的に保持する構成等種々の形態を採用することが可能である。
【００５３】
容器２には真空装置１６が接続され、成膜室２内のガスは真空装置１６により排気されて容器２の内部が所定の圧力（例えば、１×１０−６Ｔｏｒｒ）に維持される。また、容器２には基板６の搬入・搬出口（図示省略）が設けられ、図示しない搬送室との間で基板６が搬入・搬出される。
【００５４】
一方、容器２の内部には載置部３７と平行状態で板状の高周波アンテナ３８が設けられ、高周波アンテナ３８には整合器１８を介して高周波電源１９が接続されている（給電手段）。高周波アンテナ３８に高周波の電圧を印加することにより高周波アンテナ３８と載置部３７との間の空間の成膜室３内に電磁波のエネルギー（ＲＦパワー）が発生し、成膜室３内のガスをイオン化してプラズマ２０を発生させる。
【００５５】
容器２には、シリコンを含有するガスであるシラン（例えば、ＳｉＨ４）　等を供給する原料ガス供給手段としてのガス供給ノズル２１が設けられ、ガス供給ノズル２１から成膜室３内に成膜材料（例えばＳｉ）となるＳｉＨ４が供給される。また、容器２には水素（Ｈ２）ガスを供給する水素供給手段としての水素供給ノズル２２が設けられている。
【００５６】
尚、ＳｉＨ４とＨ２とを同一のノズルから混合ガス（希釈ガス）として供給することも可能である。
【００５７】
上述したプラズマＣＶＤ装置３５では、ウエハ支持台５の載置部３７に基板６が載せられて保持される。ガス供給ノズル２２から所定流量のＳｉＨ４ガスを成膜室３内に供給すると共に水素供給ノズル２２から所定流量（例えば、５００ｓｃｃｍ　）のＨ２ガスを成膜室３内に供給し、成膜室３内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源１２から高周波アンテナ３８に電力を供給して高周波を発生させる。
【００５８】
これにより、成膜室３内のＳｉＨ４ガスが放電して一部がプラズマ状態となる。このプラズマは、ＳｉＨ４ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起する。こうして生じた活性なＳｉ粒子は、基板６の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してアモルファスＳｉ膜（α−Ｓｉ膜）となる。尚、温度条件によっては結晶Ｓｉ膜を得ることもある。
【００５９】
また、成膜室３内にはＨ２ガスが供給されＨ２ガスが放電して一部がプラズマ状態となる。電磁波のエネルギー（ＲＦパワー）を高く（例えば、３ＫＷ）し、α−Ｓｉ膜を成膜すると同時に水素原子を成膜室３内の酸素原子と反応させ、Ｈ２Ｏ　として排出させる。このため、成膜室３内の酸素濃度が低下し、酸素原子がα−Ｓｉ膜に取り込まれることが抑制されてα−Ｓｉ膜の酸素の含有量が飛躍的に低下する。
【００６０】
従って、容器の真空度を高めることができる高価な装置を適用して酸素の流入を減らす等することなく、簡単で安価な構成で酸素の含有量を低下させたα−Ｓｉ膜を作製することができるプラズマ成膜装置３５となる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明のプラズマ成膜装置は、基板が収容される成膜室にＲＦパワーを供給する給電手段を備え、成膜室にシリコンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備えると共に、成膜室に水素を供給する水素供給手段を備え、給電手段からＲＦパワーの給電を行うことで成膜室にプラズマを発生させ、水素と酸素を反応させてシリコン系膜の酸素含有量を低下させた状態で基板上にシリコン系膜を作製するので、簡単で安価な構成で酸素の含有量を低下させたシリコン系膜を作製することができるプラズマ成膜装置となる。
【００６２】
本発明のプラズマ成膜方法は、成膜室にシリコンを含有する原料ガスを供給すると共に水素を供給し、成膜室にＲＦパワーを供給してプラズマを発生させ、水素と酸素を反応させてシリコン系膜の酸素含有量を低下させた状態で基板上にシリコン系膜を作製するようにしたので、簡単で安価な構成で酸素の含有量を低下させたシリコン系膜を作製することができるプラズマ成膜方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図２】水素流量及びＲＦパワーに対する酸素含有量を表す表図。
【図３】酸素含有量と水素流量との関係をＲＦパワー別に表したグラフ。
【図４】本発明の第２実施形態例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図５】本発明の第３実施形態例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【符号の説明】
１，３１，３５　プラズマＣＶＤ装置
２　筒状容器（容器）
３　成膜室
４，３２，３６　天井板
５　ウエハ支持台
６　基板
７，３７　載置部
８　支持軸
１１，１８　整合器
１２　コンデンサ
１３　バイアス電源
１４　静電電源
１５　ヒータ
１７，３３，３８　高周波アンテナ
１８　高周波アンテナ
１９　高周波電源
２０　プラズマ
２１　ガス供給ノズル
２２　水素供給ノズル
２５　ドーピングガスノズル
【図１】
2004031718.tif 000003
【図２】
2004031718.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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