(57)【要約】【課題】ＩＣＰ方式によりプラズマを形成して成膜を行う際に、膜中に不純物が取り込まれるのを抑える。【解決手段】一端から高周波電流が供給され他端が接地された電極板を用いて減圧容器内でプラズマを形成するプラズマ形成方法であって、前記減圧容器を減圧するステップと、原料ガスをネオンガスと共に、減圧された前記減圧容器の減圧空間内に供給するステップと、前記電極板に高周波電流を流して前記減圧容器内でプラズマを発生させるステップと、前記原料ガス及びネオンガスを前記減圧容器から排気するステップと、を備えることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端から高周波電流が供給され他端が接地された電極板を用いて減圧容器内でプラズマを形成するプラズマ形成方法であって、
前記減圧容器を減圧するステップと、
原料ガスをネオンガスと共に、減圧された前記減圧容器の減圧空間内に供給するステップと、
前記電極板に高周波電流を流して前記減圧容器内でプラズマを発生させるステップと、
前記原料ガス及びネオンガスを前記減圧容器から排気するステップと、を備えることを特徴とするプラズマ形成方法。
【請求項２】
前記原料ガスを前記減圧空間内に供給するステップでは、前記原料ガスは、基板に薄膜を形成するためのプロセスガスとして供給され、
前記プラズマは、前記プロセスガスを用いて生成されるプラズマであり、
前記プラズマを発生させるステップでは、前記プラズマを用いて前記減圧容器内に配された基板に薄膜を形成するプロセスが行われ、
前記プロセスガス及びネオンガスを排気するステップは前記プロセス中、行われ、
前記減圧容器では、前記減圧空間の圧力が前記プロセス中、一定に維持されるように、前記ネオンガスの供給量に応じて前記プロセスガス及びネオンガスの排気が調整される、請求項１に記載のプラズマ形成方法。
【請求項３】
前記電極板は前記減圧容器内の前記減圧空間を画する隔壁として設けられている、請求項１または２に記載のプラズマ形成方法。
【請求項４】
前記電極板を第１の電極板というとき、前記減圧容器には、前記第１の電極板に沿って並列状に並べて配された少なくとも１つ以上の第２の電極板がさらに隣接して配される、請求項１から３のいずれかに記載のプラズマ形成方法。
【請求項５】
減圧容器内にプラズマを形成するプラズマ形成装置であって、
減圧空間を有する前記減圧容器と、
前記減圧空間でプラズマを発生するために、高周波電流が供給される電極板と、
前記減圧空間に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
前記原料ガス供給部が前記原料ガスを供給する間、前記減圧容器にネオンガスを供給するネオンガス供給部と、
前記原料ガス及びネオンガスを前記減圧空間から排気する排気部と、備えたことを特徴とするプラズマ形成装置。
【請求項６】
前記原料ガス供給部及び前記ネオンガス供給部は、前記原料ガス及びネオンガスが前記減圧容器に供給される際に通る共通した経路を有する、請求項５に記載のプラズマ形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一端から高周波電流が供給され他端が接地された電極板を用いて減圧容器内でプラズマを形成するプラズマ形成方法、及び減圧容器内にプラズマを形成するプラズマ形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
減圧容器内でプラズマを形成するプラズマ形成装置として、従来より、容量結合プラズマ（Capacitive Coupled Plasma：ＣＣＰ）方式のプラズマ形成装置が用いられている。ＣＣＰ方式では、プラズマ源には、例えば、減圧容器内に互いに平行に配された２つの板状電極が用いられる。
しかし、近年のディスプレイ用ガラス基板の大型化に伴って、電極のサイズも大きくなり、成膜時に、プラズマ密度の不均一性が現れるようになってきた。そこで、このような問題を克服するため、誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasma：ＩＣＰ）方式のプラズマ形成装置が用いられている。ＩＣＰ方式のプラズマ形成装置では、プラズマ源として、例えば、減圧容器の壁面に設けられた開口部を覆うように取り付けられる板状の高周波アンテナ導体が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記ＩＣＰ方式のプラズマ形成装置は、減圧容器の開口部に高周波アンテナ導体が取り付けられた構造によって、広い範囲に亘って均一性の高いプラズマを形成することができる。そして、形成されたプラズマを用いて、減圧容器内に配した基板に薄膜の形成やスパッタリング処理を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／１４２０１６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のＣＣＰ方式のプラズマ形成装置では平行に配された２つの電極間が放電空間となるのに対し、ＩＣＰ方式のプラズマ形成装置では、減圧容器内の全体が放電空間となる。このため、ＩＣＰ方式のプラズマ形成装置は、ＣＣＰ方式のプラズマ形成装置よりも、放電空間の容積が大きく、原料ガス等のプロセスガスや、キャリアガスの減圧容器内での滞在時間が長い。このため、例えば、減圧容器内に面する壁面を構成する材料内の酸素原子が、プラズマが形成されることで生じたイオンの衝撃の影響が大きくなることによって放出され、膜内に不純物として取り込まれやすくなる。
特に、ＩＣＰ方式のプラズマ形成装置では、減圧容器内で形成されるプラズマの均一性を確保しかつ安定したプラズマを生成するために、電極と減圧容器の側壁等の壁面とを、ある程度離して配する必要がある。このため、減圧容器の容積が大きくなり、ガスの滞在時間が長くなる結果、膜中に不純物が取り込まれやすくなる傾向がある。
【０００６】
本発明は、ＩＣＰ方式によりプラズマを形成して成膜を行う際に、膜中に不純物が取り込まれるのを抑えること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、
一端から高周波電流が供給され他端が接地された電極板を用いて減圧容器内でプラズマを形成するプラズマ形成方法であって、
前記減圧容器を減圧するステップと、
原料ガスをネオンガスと共に、減圧された前記減圧容器の減圧空間内に供給するステップと、
前記電極板に高周波電流を流して前記減圧容器内でプラズマを発生させるステップと、
前記原料ガス及びネオンガスを前記減圧容器から排気するステップと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の他の一態様は、
減圧容器内にプラズマを形成するプラズマ形成装置であって、
減圧空間を有する前記減圧容器と、
前記減圧空間でプラズマを発生するために、高周波電流が供給される電極板と、
前記減圧空間に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
前記原料ガス供給部が前記原料ガスを供給する間、前記減圧容器にネオンガスを供給するネオンガス供給部と、
前記原料ガス及びネオンガスを前記減圧空間から排気する排気部と、備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＩＣＰ方式によりプラズマを形成して成膜を行う際に、膜中に不純物が取り込まれるのを抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態であるプラズマ形成方法を説明するフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態であるプラズマ形成装置の構成を表す概略図である。
【図３】実験例１において測定した、希ガスの種類、流量ごとの電子密度の分布を示すグラフである。
【図４】実験例２において測定した、膜中に存在する不純物の割合を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のプラズマ形成方法について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるプラズマ形成方法を説明するフローチャートである。ここでは、薄膜としてアモルファスＳｉ膜を形成する例を用いて、プラズマ形成方法について説明する。なお、形成される薄膜は、アモルファスＳｉに制限されず、微結晶Ｓｉ膜であってもよい。また、薄膜は、アモルファスＳｉや微結晶Ｓｉ膜に限らず、他の種類の膜であってもよい。
【００１２】
このプラズマ形成方法は、一端から高周波電流が供給され他端が接地された電極板を用いて成膜容器（減圧容器）内でプラズマを形成するプラズマ形成方法、すなわち、ＩＣＰ方式のプラズマ形成方法である。そして、この方法では、電極板は、成膜容器内の成膜空間（減圧空間）を画する隔壁として設けられ、内部電極方式によるプラズマ形成を行う。なお、他の実施形態では、隔壁の外側に設けられた電極板をプラズマ源とする外部電極方式によりプラズマ形成を行ってもよい。
【００１３】
このプラズマ形成方法は、ＩＣＰ方式のプラズマ形成装置、例えば、後述するプラズマ形成装置１０を用いて行うことができる。したがって、上述の成膜容器、電極板には、いずれもプラズマ形成装置１０のものが用いられる。電極板は、１又は２つ以上が用いられてよい。２つ以上の電極板を用いる場合は、電極板は、例えば、互いに隣接して、並列状に並べて配される。
【００１４】
このプラズマ形成方法は、減圧ステップ（Ｓ１０）と、原料供給ステップ（Ｓ２０）と、プラズマ生成ステップ（Ｓ３０）と、排気ステップ（Ｓ４０）と、を備える。
【００１５】
（減圧ステップ）
減圧ステップ（Ｓ１０）では、成膜プロセスの間、成膜容器内の成膜空間（減圧空間）を減圧する。例えば、１〜１００Ｐａに減圧する。また、成膜プロセス時、プロセスガスや後述するネオンガスが供給されても、成膜空間（減圧空間）の圧力が一定に維持されるように、後述する排気ステップ（Ｓ４０）において成膜空間（減圧空間）内のガスは排気される。
【００１６】
（原料供給ステップ）
原料供給ステップ（Ｓ２０）では、原料ガスを含むプロセスガスをネオンガスと共に、減圧ステップ（Ｓ１０）により減圧された成膜空間内に供給する。プロセスガスには、原料ガスのほか、希釈ガスが含まれ、原料ガスにはモノシランガスが用いられ、希釈ガスには水素ガスが用いられる。ネオンガスは、プロセスガスのキャリアガスとして用いられる。
【００１７】
ここで、プロセスガスと共に供給されるガスとしてのネオンガスの有効性について説明する。
ＩＣＰ方式によるプラズマ形成では、上述のように、成膜容器内の全体が放電空間となるため、この空間に面する壁面の材料に含まれる酸素等の原子が膜に不純物として取り込まれやすい。このため、成膜容器内へのガスの流量を増やしつつ、排気速度（排気量）を高めることで、ガスの滞在時間を短くすることが有効と考えられる。そこで、プロセスガスに加え、さらにキャリアガスを供給することが考えられる。そのようなキャリアガスとして、希ガスは、原料ガスと反応しないため有用であるが、本発明者の研究により、キャリアガスに、希ガスの中でもネオンガスを用いた場合にのみ、プラズマ密度が殆ど変わらず、成膜プロセスに与える影響が小さく、かつ、膜中に取り込まれる不純物の量を低減できることが見出された。
【００１８】
他の希ガスとして、例えば、ネオンより重いアルゴン等を用いた場合は、プラズマ密度が増加してプロセスに影響し、また、成膜容器の内壁等へのイオンの衝撃の影響が大きくなることによって、原料ガス以外の成分が成膜空間内に放出され、膜内に取り込まれる不純物が増えてしまう。特に、内部電極方式によるプラズマ形成では、成膜容器の内壁に加え、後述する絶縁部材や誘電体板も激しくスパッタリングされ、スパッタリングされた原子が不純物として取り込まれやすくなる。絶縁部材や誘電体板には通常、石英が用いられるため、石英に含まれる酸素原子が、不純物として膜内に取り込まれやすくなる。アルゴン等を用いた場合に、プラズマ密度が高くなるのは、アルゴンの電離エネルギーが低く、プラズマが形成されやすいことに起因すると考えられる。アルゴンは、準安定状態のエネルギーを使って反応活性を高めるのには有用であるが、プラズマ密度が高くなるため、本発明のプラズマ形成方法では用いない。
【００１９】
また、他の希ガスとして、例えば、ネオンより軽いヘリウムを用いた場合は、成膜容器内のプラズマ密度が低下して緻密な膜が得られず、また、そのために、膜中に取り込まれる不純物が増えてしまう。ヘリウムを用いた場合に、プラズマ密度が低くなるのは、ヘリウムの電離エネルギーが高く、プラズマが形成されにくいことに起因すると考えられる。
ネオンガスは、成膜プロセスの間、常時成膜容器内に供給され続ける。ネオンガスの流量は、特に制限されないが、成膜容器１４の容積に応じて定められ、プロセスガスの滞在時間を短くし、不純物が取り込まれにくくする観点から、例えば、成膜容器１４内でのプロセスガスの滞在時間が０．２秒以下になるよう調整することが好ましい。また、成膜速度の低下を抑える観点から、ネオンガスの流量は、原料ガスの流量の２０倍以下であるのが好ましい。
【００２０】
すなわち、本実施形態では、排気ステップ（Ｓ４０）でのプロセスガス及びネオンガスの排気は、成膜プロセス中、常時行われ、成膜容器１４では、成膜空間（減圧空間）の圧力が成膜プロセス中、一定に維持されるように、ネオンガスの供給量に応じてプロセスガス及びネオンガスの排気が調整される。このため、成膜空間に導入されたガスの成膜空間内の滞在時間を短くすることができ、成膜空間の壁面の材料は、スパッタリング等により成膜空間に放出されても、その寿命は短くなり、壁面の材料に含まれる酸素等の原子が成膜する膜に不純物として取り込まれ難い。
【００２１】
（プラズマ発生ステップ）
プラズマ発生ステップ（Ｓ３０）では、電極板に高周波電流を流して成膜容器内でプラズマを発生させる。例えば、１００〜３０００Ｗで数ＭＨｚ〜数１０ＭＨｚの高周波電力を給電する。電極板に高周波電流を流すと、成膜容器内に磁界が生じ、この磁界によって、プロセスガスが電離してプラズマが生成する。このプラズマにより原料ガスの一部はラジカル化し、このラジカル化した原料ガスが、成膜容器内に配されたガラス基板に付着し、アモルファスＳｉ薄膜が形成される。
【００２２】
（排気ステップ）
排気ステップ（Ｓ４０）では、プロセスガス及びネオンガスを、成膜容器から排気する。排気ステップ（Ｓ４０）は、原料供給ステップ（Ｓ２０）と同時に行われ、原料供給ステップ（Ｓ２０）と排気ステップ（Ｓ４０）が同時に行われているときに、プラズマ発生ステップ（Ｓ３０）が行われる。
このプラズマ形成方法では、ネオンガスがプロセスガスと共に成膜容器に供給されることで、成膜容器内へのガスの流量が増えるため、排気ステップ（Ｓ４０）では、成膜容器内を所定の圧力の範囲内に保つために、速く排気する。具体的な排気時のガス流量は、原料供給ステップ（Ｓ２０）でのガスの流量、成膜容器の内容積等に基づいて定められる。このような排気を行うことにより、プロセスガス及びネオンガスの滞在時間は短くなる。なお、ガスの滞在時間は、ガスが成膜容器内に供給されてから成膜容器外に排気されるまでの時間である。
【００２３】
排気ステップ（Ｓ４０）は、プラズマ発生ステップ（Ｓ３０）が終了して成膜プロセスの終了後、原料供給ステップ（Ｓ２０）と共に終了する。
【００２４】
以上のプラズマ形成方法では、成膜プロセスの間、減圧された成膜容器内にプロセスガスと共にネオンガスが供給されつつ、薄膜形成に使われなかったプロセスガス及びネオンガスが成膜容器外に排気される。この状態で、電極板に高周波電流が流れると、成膜容器内に誘導電界が生じ、この誘導電界によって成膜空間内のモノシランガス、水素ガス及びネオンガスが電離してモノシランガス、水素ガスによるプラズマが生成する。そして、ラジカル化した原料ガスが、成膜容器内に配されたガラス基板表面に付着してアモルファスＳｉ薄膜が形成される。また、互いに並列状に配された複数の電極板をプラズマ源として用いた場合は、薄膜太陽電池パネルのように大型化された基板に対しても、均一にアモルファスＳｉ薄膜を形成することができる。
そして、プロセスガスをネオンガスと共に流しつつ排気することで、成膜容器内でのプロセスガスの滞在時間を短くでき、これにより、放電空間の大きい、ＩＣＰ方式によるプラズマを形成を行う場合であっても、膜中へ取り込まれる不純物の量が低減される。
【００２５】
次に、本発明のプラズマ形成装置について詳細に説明する。
図２は、本発明の一実施形態であるプラズマ形成装置１０の構成を示す概略図である。
【００２６】
図２に示すプラズマ形成装置１０は、成膜容器内でプラズマを形成し、ガラス基板に薄膜を形成するＣＶＤ装置である。プラズマ形成装置１０は、電極板を流れる電流によって生成される磁界によりプラズマを生成するＩＣＰ方式を採用し、かつ内部電極方式の装置である。この方式は、モノポールアンテナ等のアンテナ素子の共振により発生する高電圧によりプラズマを生成する容量結合プラズマ（Capacitive Coupled Plasma：ＣＣＰ）方式と異なる。プラズマ形成装置１０は、ＣＶＤ成膜装置の他にＰＥＡＬＤ（Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition）装置にも適用できる。
【００２７】
以下、図２を参照して、プラズマ形成装置１０について説明する。以降の説明では、薄膜としてアモルファスＳｉ膜あるいは微結晶Ｓｉ薄膜を形成する例を用いる。プラズマ形成装置１０は、給電ユニット１２と、成膜容器（減圧容器）１４と、ガス供給部１６と、ガス排気部１８と、を有する。
【００２８】
給電ユニット１２は、高周波電源２２と、高周波ケーブル２４と、マッチングボックス２６と、伝送線２８，２９と、電極板３０と、絶縁部材３４と、を有する。
高周波電源２２は、例えば、１００〜３０００Ｗで数ＭＨｚ〜数１０ＭＨｚの高周波電力を電極板３０に給電する。
【００２９】
マッチングボックス２６は、高周波ケーブル２４を通して提供される電力が電極板３０の負荷回路に効率よく供給されるように、インピーダンスを整合する。マッチングボックス２６から延びる伝送線２８は、例えば、一定の幅を備える銅板状の伝送線路であり、電極板３０の一方の長手方向（図１中、Ｘ方向）端面に接続されている。伝送線２８は、例えば数十アンペアの電流を流すことができる。
伝送線２９は、電極板３０の他方の長手方向端面から延び、接地されている。
【００３０】
（電極板）
電極板３０は、後述する成膜空間４０にプラズマを発生させるためのプラズマ源であり、隔壁３２上に固定された一方向に長い平板状の部材である。なお、電極板３０は、図２において、長手方向断面が示されている。電極板３０は、成膜容器１４の上部に設けられた開口部４１を覆うよう配されている。電極板３０は、成膜空間４０を向く下面を有している。下面は、電極板３０の各表面のうち、上面とともに最も広い面である。電極板３０には、例えば、銅、アルミニウム等が用いられる。
【００３１】
絶縁部材３４は、電極板３０の周囲を囲むよう形成された枠状の部材であり、電極板３０を金属製の成膜容器１４から絶縁する。絶縁部材３４は、例えば石英からなる。
【００３２】
（成膜容器）
成膜容器１４は、成膜空間４０を有している。なお、図２において、成膜容器１４は、断面が示されている。成膜空間４０は、ガラス基板２０が配されて減圧される空間である。なお、成膜容器１４の上方には、上部空間３９が隣接して、成膜容器１４と一体に形成されている。開口部４１は、上部空間３９側に開口する。開口部４１には、隔壁３２が配され、成膜空間４０を上部空間３９に対してシールしている。成膜容器１４は、例えば、アルミニウム等の材質で形成され、成膜空間４０を１〜１００Ｐａの減圧状態にできるように、密閉されている。
【００３３】
上部空間３９には、上述のマッチングボックス２６と、伝送線２８，２９と、電極板３０と、が配されている。隔壁３２の上部空間３９に面する側には、電極板３０が固定されている。隔壁３２の成膜空間４０に面する側には、誘電体板３６が、電極板３０の下面に設けられている。誘電体板３６には、例えば石英板が用いられる。誘電体板３６を設けるのは、プラズマと電極板３０とのアーキングを防ぎ、かつ安定したプラズマの生成を実現するためである。なお、誘電体板３６は電極板３０に接して配され、誘電体板３６と電極板３０との間に、ファラデーシールド等の接地される部材は設けられていない。
【００３４】
成膜容器１４の成膜空間４０には、ヒータ４２と、サセプタ４４と、昇降機構４６と、が設けられている。
ヒータ４２は、サセプタ４４に載置するガラス基板２０を所定の温度、例えば２５０℃程度に加熱する。
サセプタ４４は、ガラス基板２０を載置する。
昇降機構４６は、ガラス基板２０を載置したサセプタ４４をヒータ４２ともに、成膜空間４０内を自在に昇降する。成膜プロセス段階では、電極板３０に近接するように、ガラス基板２０を所定の位置にセットする。
【００３５】
（ガス供給部）
ガス供給部１６は、３つのガスタンク４７，４８，４９と、ガス供給路５１と、マスフローコントローラ５０と、を有する。
ガスタンク４７は、薄膜用原料ガスであるモノシランガス（ＳiＨ4）を貯蔵する。ガスタンク４８は、希釈ガスである水素ガスを貯蔵する。ガスタンク４９は、キャリアガスであるネオンガスを貯蔵する。ネオンガスは、成膜プロセス時に、プロセスガスが成膜容器１４内に供給される間中、成膜容器１４内に供給される。
ガス供給路５１は、マスフローコントローラ５０から延びて、途中２ヶ所で分岐して、ガスタンク４７〜４９それぞれに接続された配管であり、ガスタンク４７〜４９からそれぞれ供給されるモノシランガス、水素ガス、ネオンガスをマスフローコントローラ５０に供給する。成膜時には、モノシランガス、水素ガス、ネオンガスは、共通するガス供給路（経路）５１を通ってマスフローコントローラ５０に供給される。なお、ガス供給路は、他の実施形態では、例えば、プロセスガスとネオンガスとで共通する経路を有さず、各ガスタンク４７〜４９からマスフローコントローラ５０に供給される複数の配管からなってもよい。
【００３６】
マスフローコントローラ５０は、モノシランガスと水素ガスが均一に成膜空間４０内に供給されるよう、モノシランガス及び水素ガスの流量を調整する部分である。また、マスフローコントローラ５０は、これらプロセスガスの流量に加え、ネオンガスの流量も調整する。
【００３７】
ガス排気部１８は、成膜空間４０内の側壁の下方の部分から延びる排気管と、ターボ分子ポンプ５２と、ドライポンプ５４と、を有する。ドライポンプ５４は、成膜空間４０内を粗引きし、ターボ分子ポンプ５２は、成膜空間４０内の圧力を高精度に減圧を維持する。ターボ分子ポンプ５２とドライポンプ５４とは、排気管で接続されている。
【００３８】
以上のプラズマ形成装置１０を用いたアモルファスＳｉ薄膜の成膜プロセスでは、まず、成膜の対象であるガラス基板２０をサセプタ４４に載置し、昇降機構４６により、電極板３０に近接するよう所定の高さ位置にセットされる。この後、成膜空間４０が減圧される。そして、ガラス基板２０は、ヒータ４２により加熱される。一方、ガス供給部１６からモノシランガス及び水素ガスが、ネオンガスと共に、マスフローコントローラ５０により流量を調整されながら、成膜容器１４の成膜空間４０内に供給される。
このとき、高周波電源２２から電極板３０に高周波電流が供給されることにより、上述のプラズマ形成方法と同様に、プロセスガスが電離してプラズマが生成し、ラジカル化した原料ガスはガラス基板２０表面に付着して、ガラス基板２０表面にアモルファスＳｉ薄膜が形成される。なお、成膜空間４０は、プロセスの間、常時、ガス排気部１８によって排気され、成膜空間４０内で成膜に用いられなかったモノシランガス、水素ガス及びネオンガスは排気される。
【００３９】
以上のプロセスの間、プロセスガスがネオンガスと共に成膜容器内に供給されつつ排気されることで、ガス全体での流量が大きく、成膜容器内でのプロセスガスの滞在時間は短くなり、絶縁部材や誘電体板へイオンの衝撃の影響により不純物が成膜空間内に放出され、膜に取り込まれるのを抑えることができる。これより、高品質な薄膜を得ることができる。また、ネオンガスを用いたことにより、プラズマ密度が殆ど変わらず、成膜プロセスに与える影響が少ない。
特に、内部電極方式のプラズマ形成装置は、電極板と誘電体板との間にファラデーシールドを配置するのが難しいために、外部電極方式の装置と比べ、成膜時に、イオン衝撃により誘電体板がスパッタリングされやすい。しかし、プラズマ形成装置１０によれば、プロセスガスをネオンガスと共に流すことで、上述のように、ガスの滞在時間を短くできるため、不純物が膜に取り込まれるのを抑えられる。
【００４０】
また、このプラズマ形成装置では、プロセスガスとネオンガスは共通するガス供給路を通る。ネオンガスは、場合によってはプロセスガスよりも非常に多く流す必要があるが、プロセスガスと共通するガス供給路を通るため、プロセスガスの流れを妨げることがなく、均一なガス供給を行える点で有効である。
【００４１】
なお、本発明のプラズマ形成装置は、ＩＣＰ方式であれば、特に制限されず、成膜空間４０を画する隔壁の外側にプラズマ源を配置した外部電極方式のものであってもよい。この場合は、電極板と誘電体板との間に、スパッタリングを抑制する観点から、ファラデーシールドが配されるのが好ましい。また、電極板の数は、特に制限されず、複数あってもよい。
【００４２】
（実験例１）
以下、実験例に基づいて、本発明について説明する。
まず、実験例１について説明する。実験例１では、プロセスガスと共に流すガスとして、ネオンガスを用いた場合と、他の希ガスを用いた場合とで、プラズマ形成時の電子密度の比較を行った。
【００４３】
上述のプラズマ形成装置１０を用いて、プロセスガスとしてモノシランガス及び水素ガスと、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）の各ガスとをそれぞれ一緒に流した。モノシランガス及び水素ガスの流量は、共に１０ｓｃｃｍ（standard cc/min）であった。そして、各希ガスの流量を、０〜８ｓｃｃｍの間で複数通りに変えて、プラズマ形成を行った。
具体的には、電極板に、２ｋＷで１３．５６ＭＨｚの高周波電流を流して、成膜空間内でプラズマを発生させ、各希ガスごとに、また、流量を上述のように複数通りに変えて、電子密度を測定した。電子密度は、ラングミュアプローブを用いて測定した。結果を、図３に示す。なお、グラフの縦軸は生成されたプラズマ中の電子密度（個／ｃｍ３）を示す。横軸は、希ガスの流量（ｓｃｃｍ）を示す。
【００４４】
図３から明らかなように、プロセスガスと共に流すガスとしてネオンを用いた場合は、他の希ガスを用いた場合と比べ、電子密度の変化が抑えられた。
【００４５】
（実験例２）
次に、実験例２について説明する。実験例２では、プロセスガスと共に流すガスとして、ネオンガスを用いた場合（実施例）と、他の希ガスを用いた場合（比較例１）及びプロセスガスのみを流した場合（比較例２）とで、膜中に存在する不純物の量を比較した。
【００４６】
実験例１と同様に、上述のプラズマ形成装置１０を用いて、プロセスガスとしてモノシランガス及び水素ガスを流しつつ、実施例１ではネオンガスを、比較例１ではアルゴンガスを、それぞれさらに流した。比較例２では、モノシランガス及び水素ガスのみを流した。各例とも、上述の実験例１と同様の条件で高周波電流を電極板に流して、プラズマを形成し、成膜容器内でガラス基板上に成膜を行った。そして、得られた各薄膜について、ＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光光度計）を用いて、１１００ｃｍ−１付近における吸収ピークを測定した。１１００ｃｍ−１付近のピークに注目するのは、膜中に酸素原子が存在していれば、膜中にＳｉ−Ｏの結合が存在し、１１００ｃｍ−１付近に吸収ピークが現れるからである。測定結果を、図４に示す。なお、グラフの縦軸は赤外線の吸収量を示す。吸収量は任意単位で示す。横軸は、赤外線の周波数（ｃｍ−１）を示す。
【００４７】
図４から明らかなように、比較例１及び比較例２では、１１００ｃｍ−１付近に大きな吸収ピークが現れ、膜中にＳｉ−Ｏ結合が存在していると考えられる。これに対し、実施例では、１１００ｃｍ−１付近に大きな吸収ピークは現れず、膜中にＳｉ−Ｏ結合が存在していないことが分かる。これより、ネオンガスをプロセスガスと共に流した場合は、膜中への酸素原子が取り込みが抑えられていると考えられる。
【００４８】
以上、本発明のプラズマ形成方法及びプラズマ形成形成装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００４９】
１０  プラズマ形成装置
１４  成膜容器（減圧容器）
２０  ガラス基板
２２  高周波電源
３０  電極板
３２  隔壁
４０  成膜空間
４７  ガスタンク（原料ガス供給部）
４９  ガスタンク（ネオンガス供給部）
５１  ガス供給路
Ｓ１０  減圧ステップ
Ｓ２０  原料供給ステップ
Ｓ３０  プラズマ発生ステップ
Ｓ４０  排気ステップ
【図１】
2013207248.tif 000003
【図２】
2013207248.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013207248.tif 000006