(57)【要約】【課題】  被処理基板Ｓの周辺に膜厚、膜質ともに適正な成膜可能領域を形成することができる表面波励起プラズマＣＶＤ装置を提供すること。【解決手段】  プラズマＣＶＤ装置１００に、マイクロ波を導入する導入口と終端部とを有し、スロットアンテナ群３０が形成された底板３ｄを内側面とする環状導波管３と、外側面が環状導波管３の底板３ｄに接して配設された誘電体チューブ４と、誘電体チューブ４を保持して気密空間を形成し、気密空間に表面波励起プラズマＰを生成し、このプラズマＰにより基板Ｓの表面に成膜するチャンバー２とを設ける。シリコン元素を含む材料ガスは、上面側導入管６のガス噴出口６３と側面側導入管７のガス噴出口７３からチャンバー２内に導入し、材料ガスに化学反応を起こさせるプロセスガスは、ガス噴出口６３、７３と離れて設けられたガス噴出口５３からチャンバー２内に導入する。【選択図】  図２
2005223079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波発生装置からマイクロ波を導入する導入口と終端部とを有し、複数のスロットアンテナが形成された底板を内側面とする環状のマイクロ波導波管と、
筒状を呈し、その筒の外側面が前記環状のマイクロ波導波管の底板に接して配設され、前記環状のマイクロ波導波管内を伝搬するマイクロ波を前記スロットアンテナを通して導入する筒状誘電体部材と、
前記筒状誘電体部材を保持して気密空間を形成し、前記筒状誘電体部材を介して導入されたマイクロ波により前記気密空間に表面波励起プラズマを生成し、該表面波励起プラズマにより被処理物を処理するプラズマ処理室と、
シリコン元素を含む材料ガスを導入し、ガス噴出口から前記プラズマ処理室内に前記材料ガスを噴出する材料ガス導入手段と、
前記表面波励起プラズマにより活性化して前記材料ガスに化学反応を起こさせるプロセスガスを導入し、前記材料ガス導入手段のガス噴出口と離れて設けられたガス噴出口から前記プラズマ処理室内に前記プロセスガスを噴出するプロセスガス導入手段とを具備することを特徴とする表面波励起プラズマＣＶＤ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表面波励起プラズマＣＶＤ装置において、
前記材料ガス導入手段のガス噴出口は、前記プロセスガス導入手段のガス噴出口よりも前記被処理物に近く設けられることを特徴とする表面波励起プラズマＣＶＤ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の表面波励起プラズマＣＶＤ装置において、
前記材料ガス導入手段は、
前記筒状誘電体部材で囲まれる内部空間内またはその周辺領域に前記ガス噴出口を有し、前記筒状誘電体部材の軸方向にガスを噴出する第１の材料ガス導入手段と、
前記筒状誘電体部材で囲まれる内部空間の周辺領域に前記ガス噴出口を有し、前記筒状誘電体部材の軸方向と所定の角度をなしてガスを噴出する第２の材料ガス導入手段との少なくとも一方を有することを特徴とする表面波励起プラズマＣＶＤ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の表面波励起プラズマＣＶＤ装置において、
前記材料ガス導入手段は、一以上の経路と一以上のガス噴出口とを有することを特徴とする表面波励起プラズマＣＶＤ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の表面波励起プラズマＣＶＤ装置において、
前記材料ガス導入手段は、前記ガス噴出口の前記被処理物との距離を可変とする距離可変手段をさらに有することを特徴とする表面波励起プラズマＣＶＤ装置。
【請求項６】
請求項３に記載の表面波励起プラズマＣＶＤ装置において、
前記第２の材料ガス導入手段は、前記ガス噴出口の向きを可変とする向き可変手段をさらに有することを特徴とする表面波励起プラズマＣＶＤ装置。
【請求項７】
請求項３に記載の表面波励起プラズマＣＶＤ装置において、
前記第２の材料ガス導入手段は、前記筒状誘電体部材の軸方向と直交する面に対し±６０°の角度範囲でガスを噴出するように前記ガス噴出口が設けられることを特徴とする表面波励起プラズマＣＶＤ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の表面波励起プラズマＣＶＤ装置において、
前記プロセスガス導入手段は、前記筒状誘電体部材の内側面近傍に一以上の経路と一以上のガス噴出口とを有するガス流路を設けて成ることを特徴とする表面波励起プラズマＣＶＤ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面波励起プラズマを利用して成膜するＣＶＤ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスでは、プラズマを利用して成膜を行うプラズマＣＶＤ装置が用いられている。そのようなプラズマＣＶＤ装置としては、従来から平行平板型プラズマ処理装置や電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ：Electron Cyclotron Resonance）プラズマ処理装置などが使用されている。さらに、近年では、より大面積で高密度のプラズマを容易に発生させることができる表面波励起プラズマ（ＳＷＰ：Surface Wave Plasma）処理装置が利用されるようになってきている。ＳＷＰプラズマＣＶＤ装置では、薄膜の成分元素を含む材料ガスと反応性活性種の原料となるプロセスガスとをプラズマ生成室内に導入し、表面波励起プラズマにより、材料ガスを分解したり化学反応を起こさせて基板上に薄膜を堆積させる。
【０００３】
表面波励起プラズマは、マイクロ波導波管内を伝搬するマイクロ波を誘電体部材を介してプラズマ生成室内に導入することにより生成する。マイクロ波導波管の形状として、直線状のものと環状のものがあり、被処理物の形状や処理目的などに応じて使い分けられている。環状の導波管としては、複数のスロットアンテナが形成された無終端環状導波管があり、この無終端環状導波管を備えたＳＷＰプラズマ処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３４５９８２号公報（第２頁、図６，９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の無終端環状導波管は、終端部を有さないために特定のスロットアンテナにマイクロ波電力が集中する場合がある。この無終端環状導波管をＳＷＰプラズマＣＶＤ装置に使用すると、誘電体部材の特定の箇所でプラズマ密度が局在化し、材料ガスの化学反応が急激に行われ、膜厚、膜質ともに適正な成膜可能領域が狭い範囲に限定されてしまうという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）請求項１の表面波励起プラズマＣＶＤ装置は、マイクロ波発生装置からマイクロ波を導入する導入口と終端部とを有し、複数のスロットアンテナが形成された底板を内側面とする環状のマイクロ波導波管と、筒状を呈し、その筒の外側面が環状のマイクロ波導波管の底板に接して配設され、環状のマイクロ波導波管内を伝搬するマイクロ波をスロットアンテナを通して導入する筒状誘電体部材と、筒状誘電体部材を保持して気密空間を形成し、筒状誘電体部材を介して導入されたマイクロ波により気密空間に表面波励起プラズマを生成し、該表面波励起プラズマにより被処理物を処理するプラズマ処理室と、シリコン元素を含む材料ガスを導入し、ガス噴出口からプラズマ処理室内に材料ガスを噴出する材料ガス導入手段と、表面波励起プラズマにより活性化して材料ガスに化学反応を起こさせるプロセスガスを導入し、材料ガス導入手段のガス噴出口と離れて設けられたガス噴出口からプラズマ処理室内にプロセスガスを噴出するプロセスガス導入手段とを具備することを特徴とする。この表面波励起プラズマＣＶＤ装置において、材料ガス導入手段のガス噴出口は、プロセスガス導入手段のガス噴出口よりも被処理物に近く設けられることが好ましい。
【０００７】
（２）請求項３の表面波励起プラズマＣＶＤ装置は、請求項１または２の表面波励起プラズマＣＶＤ装置において、材料ガス導入手段は、筒状誘電体部材で囲まれる内部空間内またはその周辺領域にガス噴出口を有し、筒状誘電体部材の軸方向にガスを噴出する第１の材料ガス導入手段と、筒状誘電体部材で囲まれる内部空間の周辺領域に前記ガス噴出口を有し、筒状誘電体部材の軸方向と所定の角度をなしてガスを噴出する第２の材料ガス導入手段との少なくとも一方を有するように構成することができる。
（３）請求項４の表面波励起プラズマＣＶＤ装置は、請求項１〜３のいずれかの表面波励起プラズマＣＶＤ装置において、材料ガス導入手段は、一以上の経路と一以上のガス噴出口とを有することが好ましい。また、材料ガス導入手段は、ガス噴出口の被処理物との距離を可変としてもよい。第２の材料ガス導入手段は、ガス噴出口の向きを可変としてもよく、筒状誘電体部材の軸方向と直交する面に対し±６０°の角度範囲でガスを噴出するようにガス噴出口を設けてもよい。
（４）請求項８の表面波励起プラズマＣＶＤ装置は、請求項１〜７のいずれかの表面波励起プラズマＣＶＤ装置において、プロセスガス導入手段は、筒状誘電体部材の内側面近傍に一以上の経路と一以上のガス噴出口とを有するガス流路を設けて構成することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、被処理物周辺に膜厚、膜質ともに適正な成膜可能領域を形成する表面波励起プラズマＣＶＤ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明による表面波励起プラズマＣＶＤ装置（以下、単にプラズマＣＶＤ装置という）について図１〜８を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態によるプラズマＣＶＤ装置を模式的に示す全体構成図である。図２は、図１のプラズマＣＶＤ装置の主要部の概略構成図である。
【００１０】
図１，２を参照すると、ＳＷＰ処理装置１００は、マイクロ波発生部１と、チャンバー２と、環状導波管３と、誘電体チューブ４と、プロセスガス導入管５と、材料ガス用の上面側導入管６と、材料ガス用の側面側導入管７と、真空排気管８と、基板ホルダー９とを備える。
【００１１】
マイクロ波発生部１は、マイクロ波電源１１、マイクロ波発振器１２、アイソレータ１３、方向性結合器１４および整合器１５を備える。マイクロ波発生部１は、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を生成し、環状導波管３の導入口３ａへ送出する。マイクロ波は、環状導波管３の導入口３ａから終端部３ｂまで伝搬する。環状導波管３の終端部３ｂには、終端位置を変化させてマイクロ波の位相を調整するための終端整合器３ｃが設けられている。
【００１２】
図２に示されるように、チャンバー２は、その側壁にＯリング２ａを介して誘電体チューブ４を保持し、内部に気密空間を形成している。チャンバー２には、プロセスガスを導入するためのプロセスガス導入管５、材料ガスを導入するための上面側導入管６、材料ガスを導入するための側面側導入管７、真空排気管８および被処理物たる基板Ｓを保持する基板ホルダー９が配設されている。基板ホルダー９は、誘電体チューブ４の軸方向であるＺ方向に沿った移動とＺ軸周りの回転が可能であり、必要に応じて、加熱、冷却、電界印加が可能に構成される。
【００１３】
環状導波管３は、例えばアルミニウム合金や非磁性のステンレス鋼で作製され、環状導波管３の底板３ｄには、複数のスロットアンテナから成るスロットアンテナ群３０が形成されている。底板３ｄの内面は、磁界面（Ｈ面）と呼ばれる面である。
【００１４】
誘電体チューブ４は、石英やアルミナなどで作製され、誘電体チューブ４の外周面が環状導波管３の底板３ｄに接して配設されている。誘電体チューブ４の上端面は、Ｏリング２ａを介して上板２ｂに接し、下端面はＯリング２ａを介してチャンバー２の側壁に接している。
【００１５】
プロセスガス導入管５は、チャンバー２の上板２ｂに設けられている。プロセスガス導入管５は、プロセスガスを外部から導入する導入管５１と、上板２ｂの内部に形成された流路５２と、上板２ｂの下面側に設けられた複数のガス噴出口５３とを有する配管である。ガス噴出口５３の位置Ａは、基準となる基板位置Ｏから距離ｈ１だけ離れている。チャンバー２内へ導入されるプロセスガスは、Ｎ２ガス、Ｏ２ガス、Ｈ２ガス、ＮＯ２ガス、ＮＯガス、ＮＨ３ガス等の反応性活性種の原料となるガスおよびＡｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｋｒガス、Ｘｅガス等の希ガスである。
【００１６】
上面側導入管６は、材料ガスを外部から導入する縦管６１と、縦管６１から分岐して、図中、紙面に垂直な平面上に拡がる分岐管６２と、分岐管６２に設けられた複数のガス噴出口６３とを有する配管である。ガス噴出口６３の位置Ｂは、基板位置Ｏから距離ｈ２（＜ｈ１）だけ離れている。距離ｈ２は、縦管６１をＺ方向（上下方向）に沿って直進移動させることにより、可変である。
【００１７】
側面側導入管７は、材料ガスを外部から導入する横管７１と、横管７１から分岐して基板Ｓを取り囲むように設けられた複数の垂直管７２と、各垂直管７２に設けられたガス噴出口７３とを有する配管である。ガス噴出口７３の位置Ｃは、基板位置Ｏから距離ｈ３（＜ｈ１）だけ離れている。距離ｈ３は、垂直管７２をＺ方向に沿って直進移動させることにより、可変である。
【００１８】
上面側導入管６または側面側導入管７からチャンバー２へ導入される材料ガスは、ＳｉＨ４ガス、Ｓｉ２Ｈ６ガス等のシリコン薄膜或いはシリコン化合物薄膜の成分であるＳｉ元素を含むガスである。なお、これらの材料ガスに上記のプロセスガスあるいは他のガスを混合した混合ガスも材料ガスとして使用することができる。以上の３つのガス導入管５，６，７の構造については後に詳述する。
【００１９】
チャンバー２の底面には、不図示の真空排気ポンプに接続される真空排気管８が配設されている。３つのガス導入管５，６，７を通してそれぞれ所定のガスを所定流量でチャンバー２内に導入しながら真空排気を行うことによって、チャンバー２内を所定の真空度（ガス分圧）に保持することができる。
【００２０】
図３（ａ）は、図２のＩ−Ｉ断面図であり、マイクロ波Ｍの導入部の構成を示す平面図である。環状導波管３の底板３ｄは、誘電体チューブ４の外周面に接して配設され、底板３ｄには、スロットアンテナ３１〜３８（スロットアンテナ群３０）が設けられている。図３（ｂ）は、環状導波管３の展開図であり、図示されるように、スロットアンテナ３１〜３８は、環状導波管３内のマイクロ波Ｍの伝搬経路の中心線ＣＬに沿って、所定間隔で形成された長矩形状の開口である。マイクロ波Ｍは、導入口３ａから環状導波管３内に入り、終端部３ｂに向かって終端Ｅ１まで伝搬し、マイクロ波Ｍの一部は、終端Ｅ１で反射する。
【００２１】
図４は、プロセスガス導入管５の構造を模式的に示す平面図であり、プロセスガス導入管５は、誘電体チューブ４とともに図示されている。導入管５１は、図中、紙面に垂直に延在して流路５２に連通している。流路５２には、複数のガス噴出口５３が所定の間隔で、誘電体チューブ４の内周面から等距離に設けられている。ガス噴出口５３は、直径１ｍｍ以下の小孔である。導入管５１から導入されたプロセスガスは、導入管５１と流路５２との接続部で２つに分岐して複数のガス噴出口５３からチャンバー２内へ放出される。このように、プロセスガス導入管５は、複数の経路と複数のガス噴出口を有するが、経路、ガス噴出口は、1つでもよい。一般に、経路およびガス噴出口が多いほどチャンバー内のプロセスガス濃度分布やプラズマ密度の均一化に寄与する。一方、経路およびガス噴出口を少なくすれば、プロセスガス導入管５の構造は単純になる。
【００２２】
図５は、上面側導入管６の構造を模式的に示す平面図である。縦管６１は、図中、紙面に垂直に延在して内部が空洞の中央円盤６２ａに連通している。中央円盤６２ａは、直管６２ｂに連通し、直管６２ｂは、環状管６２ｃに連通している。中央円盤６２ａおよび環状管６２ｃには、多数のガス噴出口６３が穿孔されている。ガス噴出口６３は、直径１ｍｍ以下の小孔である。なお、中央円盤６２ａ、直管６２ｂおよび環状管６２ｃは、分岐管６２を構成する。縦管６１から導入された材料ガスは、中央円盤６２ａのガス噴出口６３からチャンバー２内へ放出されたり、直管６２ｂを経由して環状管６２ｃのガス噴出口６３からチャンバー２内へ放出される。放出方向（噴出方向）は、誘電体チューブ４の軸方向に平行である。上面側導入管６は、複数の経路と複数のガス噴出口を有するが、経路、ガス噴出口は、1つでもよい。一般に、経路およびガス噴出口が多いほどチャンバー内の材料ガス濃度分布の均一化を図ることができる。一方、経路およびガス噴出口を少なくすれば、上面側導入管６の構造は単純になる。
【００２３】
図６（ａ）は、側面側導入管７の構造を模式的に示す斜視図である。図６（ｂ）は、側面側導入管７の部分的な構造を模式的に示す部分断面図である。横管７１は、環状管７２ａに連通し、環状管７２ａには、複数の垂直管７２ｂがほぼ等間隔で設けられている。垂直管７２ｂは、誘電体チューブ４の軸方向に平行に延在する管である。垂直管７２ｂは、図６（ｂ）に示されるように、外管７２ｃと内管７２ｄによる二重構造である。各々の内管７２ｄには、それぞれガス噴出口７３が穿孔されている。また、内管７２ｄは、外管７２ｃに対して長軸周りに回転可能であり、長軸に沿って伸縮可能な構造である。これにより、各々の垂直管７２ｂは、材料ガスの噴出方向（向き）、噴出位置（基板Ｓからの距離）をそれぞれ独立に自由に変えることができる。ガス噴出口７３は、直径１ｍｍ以下の小孔である。なお、環状管７２ａおよび垂直管７２ｂは、分岐管７２を構成する。横管７１から導入された材料ガスは、環状管７２ａ、複数の垂直管７２ｂを経由して垂直管７２ｂのガス噴出口７３からチャンバー２内へ放出される。放出方向（噴出方向）が誘電体チューブ４の軸方向と直交する面に対して±６０°の角度範囲で最適となるように、ガス噴出口７３が形成される。また、噴出方向が±６０°の角度範囲内で可変となるようにガス噴出口７３を形成することもできる。側面側導入管７は、複数の経路と複数のガス噴出口を有するが、経路、ガス噴出口は、1つでもよい。一般に、経路およびガス噴出口が多いほどチャンバー内の材料ガス濃度分布の均一化を図ることができる。一方、経路およびガス噴出口を少なくすれば、側面側導入管７の構造は単純になる。
【００２４】
再び図２を参照しながら、上述のように構成されたプラズマＣＶＤ装置１００の作用・効果について説明する。チャンバー２内のプロセスガスおよび材料ガスは、所定流量が導入され、所定圧力に維持されている。図1に示したマイクロ波発生部１からのマイクロ波は、スロットアンテナ群３０の各スロットアンテナを通って誘電体チューブ４へ放射し、誘電体チューブ４を介してチャンバー２内に導入される。マイクロ波は表面波ＳＷとなって、この表面波エネルギーによりチャンバー２内のプロセスガスが電離、解離されてプラズマが生成する。表面波ＳＷは、誘電体チューブ４の内面に沿って伝搬し、誘電体チューブ４の内面全域に拡がるので、誘電体チューブ４で囲まれた内部空間とその周辺領域に高密度のプラズマＰが均一に生成する。基板Ｓは、プラズマＰ中に基板ホルダー９により保持されており、このプラズマＰにより材料ガスが分解したり化学反応を起こし、基板Ｓの表面に薄膜が堆積する。
【００２５】
本実施の形態では、プロセスガス導入管５のガス噴出口５３と上面側導入管６のガス噴出口６３との距離、またはプロセスガス導入管５のガス噴出口５３と側面側導入管７のガス噴出口７３との距離を離して設けている。プロセスガス導入管５のガス噴出口５３は、高密度プラズマを生成するために、誘電体チューブ４の内周面近傍に配置される。これに対し、上面側導入管６のガス噴出口６３や側面側導入管７のガス噴出口７３は、材料ガスの高密度プラズマによる急激な反応を避けるために、誘電体チューブ４の内周面から離して配置されるので、ガス噴出口５３とは離れた位置に設けられることになる。このように急激な反応が生じないようにガス噴出口６３，７３の位置を決めているので、反応の制御が容易になり、基板Ｓの周辺に膜厚、膜質ともに適正な成膜可能領域を形成できる。また、ガス噴出口６３，７３は、材料ガス分子とプラズマ中のラジカルとの混合状態や生成した前駆体のドリフト距離などを勘案して基板位置Ｏからの距離が設定されるので、基板Ｓの周辺に膜厚、膜質ともにより一層適正な成膜可能領域を形成できる。さらに、ガス噴出口６３，７３は、それぞれ複数設けられているが、各ガス噴出口を、前駆体が基板Ｓまで到達する時間が等しくなるように配置したり、所定の噴出方向をとるようにその向きを調節することにより、膜厚、膜質の均一性を確保することができる。なお、プラズマＣＶＤ装置１００には、上面側導入管６と側面側導入管７の両方を設けてもよいし、いずれか一方を設けてもよい。
【００２６】
この様子を図７を用いて説明する。図７は、プラズマＰの領域で生じる化学反応の素過程を示す模式図である。図７では、材料ガス導入用として上面側導入管６のみが設けられている。誘電体チューブ４の軸線方向（Ｚ方向）、基板位置Ｏ、プロセスガス導入位置Ａ、上面側導入管６による材料ガス導入位置Ｂは、図２と同じである。
【００２７】
誘電体チューブ４で囲まれた内部空間において、特に誘電体チューブ４の内周面近くでは、プラズマ密度が高いためにイオン、電子、ラジカルが多数生成する。イオンと電子は、誘電体チューブ４の内周面に沿って伝搬する表面波ＳＷの作用を受けて、基板Ｓの被処理面（表面）と平行方向に運動エネルギーを有する。従って、基板Ｓの表面に対しては、高い運動エネルギーをもつ荷電粒子の入射頻度が低くなるので、プラズマダメージの非常に少ない高品質膜の成膜が可能となる。電荷をもたないラジカルは、基板Ｓの方向（Ｚ方向）に拡散し、材料ガス分子と衝突して、分解、励起、再結合などの多岐にわたる気相反応を引き起こし、生成分子が薄膜状になって基板Ｓの表面に堆積する。
【００２８】
このとき、基板Ｓからの距離ｈ２を変化させることにより、基板Ｓの表面に堆積する薄膜の膜質（結晶性、屈折率、内部応力など）を制御することができる。シリコン化合物としては、酸化物、窒化物、炭化物等があるが、例えば、ＳｉＯ２膜を形成する場合、プロセスガスとしてＯ２ガス、材料ガスとしてＳｉＨ４ガスを用いる。ＳｉＯ２膜の形成過程は、ＳｉＨ４分子が酸素ラジカルと反応して、中間生成物Ｓｉ−Ｈ、Ｓｉ−ＯＨ、前駆体ＳｉＯを経てＳｉＯ２を生成する一連の化学反応である。この一連の反応時間は、空間的に考えれば反応種のドリフト距離と等価であるから、基板Ｓとガス噴出口６３との距離ｈ２が膜質を決める重要な要素となる。
【００２９】
距離ｈ２が短すぎると、ＳｉＯ２膜中に中間生成物が混在する低品質の薄膜となり、距離ｈ２が長すぎると、基板Ｓから離れた誘電体チューブ４の近傍で化学反応が促進され、ＳｉＯ２分子の重合で生成したパーティクルが薄膜中に混在する低品質の薄膜となる。
【００３０】
図８は、本実施の形態によるプラズマＣＶＤ装置のプラズマＰの領域における各種の粒子、分子の存在密度を定性的に示すグラフである。このグラフでは、縦軸に存在密度、横軸にドリフト距離および材料ガス（ＳｉＨ４ガス）導入位置Ｂと基板位置Ｏを示す。図中、３本の曲線は、ＳｉＨ４ガスをガス導入位置Ｂからチャンバー内に導入した場合の各種分子の存在密度分布を表わすものである。
【００３１】
ＳｉＨ４ガスは、ガス導入位置Ｂから導入されると、急激に前駆体へと変化してゆく。これは、酸素ラジカルがＳｉＨ４分子を連鎖反応により短時間で分解し、前駆体が生成する反応によるものである。前駆体は、ガス導入位置Ｂのやや基板側、すなわちＳｉＨ４ガスの導入直後で最大となり、その後ドリフト距離とともにＳｉＯ２分子へ変化し、安定することになる。前駆体がＳｉＯ２へ変化する時間は、ドリフト距離に換算されるものであり、ガス導入位置Ｂと基板位置Ｏとの距離を最適化することで、膜質を制御することができる。
【００３２】
また、本実施の形態では、上面側導入管６のガス噴出口６３と同様に、側面側導入管７のガス噴出口７３の位置も可変としている。上面側導入管６と側面側導入管７の両方を使用する場合、ガス噴出口６３と７３の位置は、少なくとも一方を可変としてもよい。これにより、基板Ｓの全面にわたって膜厚や膜質の均一化を図るとともに膜質のコントロールができる。さらに、側面側導入管７のガス噴出口７３の向きを可変としているので、チャンバー２内のガス濃度分布を細かく制御することができ、基板Ｓの全面にわたって、より一層精密な膜質のコントロールができる。
【００３３】
本発明は、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されない。例えば、誘電体チューブ４を分割構造としたり、プロセスガス導入管５、上面側導入管６および側面側導入管７の形状やガス噴出口の個数や配置を変えるなど様々な変形例が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置を模式的に示す全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置の主要部の概略構成図である。
【図３】（ａ）は、図２のＩ−Ｉ断面図であり、マイクロ波の導入部の構成を示す平面図、（ｂ）は、環状導波管の展開図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置のプロセスガス導入管の構造を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置の上面側導入管の構造を模式的に示す平面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置の側面側導入管の構造を模式的に示す斜視図、（ｂ）は、側面側導入管の部分的な構造を模式的に示す部分断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置におけるプラズマ生成領域で生じる化学反応の素過程を示す模式図である。
【図８】プラズマ領域における各種分子の存在密度分布を定性的に示すグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
１：マイクロ波発生部
２：チャンバー
３：環状導波管
３ａ：導入口
３ｂ：終端部
３ｃ：終端整合器
４：誘電体チューブ
５：プロセスガス導入管
６：上面側導入管
７：側面側導入管
３０：スロットアンテナ群
３１〜３８：スロットアンテナ
１００：プラズマＣＶＤ装置
Ａ：始点
Ｂ：終点
Ｅ１：終端
Ｍ：マイクロ波
Ｐ：プラズマ
ＳＷ：表面波
【図１】
2005223079.tif 000003
【図２】
2005223079.tif 000004
【図３】
2005223079.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005223079.tif 000007
【図６】
2005223079.tif 000008
【図７】
2005223079.tif 000009
【図８】
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