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Dokumentenidentifikation DE60305605T2 16.05.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001420079
Titel Schicht bildendes Apparat und Verfahren
Anmelder Anelva Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Kumagai, Akira c/o Anelva Corporation, Fuchu-shi Tokyo 183-8508, JP;
Ishibashi, Keiji, c/o Anelva Corporation, Fuchu-shi Tokyo 183-8508, JP;
Tanaka, Masahiko, c/o Anelva Corporation, Fuchu-shi Tokyo 183-8508, JP
Vertreter Marks & Clerk, Luxembourg, LU
DE-Aktenzeichen 60305605
Vertragsstaaten DE, FR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 17.09.2003
EP-Aktenzeichen 032558215
EP-Offenlegungsdatum 19.05.2004
EP date of grant 31.05.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.05.2007
IPC-Hauptklasse C23C 16/452(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse C23C 16/455(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   C23C 16/509(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   H01J 37/32(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Schichtbildungssystem und ein Schichtbildungsverfahren mit Anwendung des Systems. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein System zur Schichtbildung durch chemische Reaktion unter Verwendung aktiver Spezies (Radikale) und ein Verfahren mit Anwendung des Systems.

BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK

Die bekannten herkömmlichen Verfahren zur Erzeugung großer Flüssigkristallbildschirme schließen ein Verfahren mit Verwendung eines Hochtemperatur-Polysilicium-TFT (Dünnschichttransistors) und ein Verfahren mit Verwendung eines Niedrigtemperatur-Polysilicium-TFT ein.

In dem Verfahren mit Verwendung eines Hochtemperatur-TFT ist ein Quarzsubstrat eingesetzt worden, das hohen Temperaturen von mindestens 1000°C standhält, um eine Oxidschicht von hoher Qualität herzustellen. Andererseits wird zur Herstellung eines Niedrigtemperatur-TFT ein für TFT übliches Glassubstrat verwendet, und daher sollte die Schicht in einem Niedrigtemperaturmilieu (zum Beispiel 400°C) gebildet werden.

In den letzten Jahren ist wegen des Vorteils einer einfachen Bestimmung der Schichtbildungsbedingungen ohne Verwendung eines Spezialsubstrats das Verfahren mit Verwendung eines Niedrigtemperatur-Polysilicium-TFT zur Herstellung eines Flüssigkristallbildschirms in der Praxis angewandt worden, und die Produktion nach diesem Verfahren nimmt zu.

Wenn eine Siliciumoxidschicht, die als Gateisolierschicht geeignet ist, bei der Herstellung eines Flüssigkristallbildschirms bei niedrigen Temperaturen unter Verwendung eines Niedrigtemperatur-Polisilicium-TFT erzeugt werden soll, wird Plasma-CVD angewandt. Wenn eine Siliciumoxidschicht durch Plasma CVD gebildet wird, wird ein typisches Materialgas verwendet, wie z. B. Silan oder Tetraethoxysilan (TEOS).

Wenn eine Siliciumoxidschicht durch chemische Abscheidung aus der Dampfphase (in der vorliegenden Patentschrift einfach als CVD bezeichnet) gebildet wird, wobei ein Materialgas, wie z. B. Silan und Plasma, in einem herkömmlichen Plasma-CVD-System verwendet wird, werden ein Materialgas und ein Gas, wie z. B. Sauerstoff, in einen Raum vor einem Substrat eingeleitet, ein Plasma wird durch ein Mischgas erzeugt, das ein Materialgas und Sauerstoff aufweist, und das Substrat wird dem Plasma ausgesetzt, wodurch eine Siliciumoxidschicht auf der Oberfläche des Substrats abgeschieden wird.

Demnach ist das herkömmliche Plasma-CVD-System so aufgebaut, daß das Materialgas direkt dem Plasma zugeführt wird, das in dem Plasma-CVD-System erzeugt wird. Daher wird eine auf dem Substrat abgeschiedene Siliciumoxidschicht beschädigt, da aus dem in einem Raum vor dem Substrat vorhandenen Plasma energiereiche Ionen auf eine auf dem Substrat abgeschiedene Schicht auftreffen, wodurch ein Problem einer Verschlechterung der Schichteigenschaften verursacht wird.

Ferner wird in dem herkömmlichen Plasma-CVD-System das Materialgas direkt in das Plasma eingeleitet, und daher reagiert das Materialgas heftig mit dem Plasma, um Teilchen zu erzeugen. Dadurch entsteht das Problem einer geringeren Ausbeute.

Nach dem Stand der Technik ist dementsprechend ein Schichtbildungssystem mit Verwendung eines entfernt angeordneten Plasmasystems vorgeschlagen worden, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen.

Beispielsweise werden in der Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung JP-A-5-21393 ein Plasma-CVD-System, in JP-A-8-167596 ein Plasmabehandlungssystem, und in JP-A-6-260434 (Japanisches Patent 2601127) ein Plasma-CVD-System offenbart.

Unter den oben beschriebenen ist das in JP-A-6-260434 (Japanisches Patent 2601127) offenbarte Plasma-CVD-System das effektivste System, um eine Beschädigung zu verhindern, die durch das Auftreffen energiereicher Ionen auf eine Siliziumoxidschicht verursacht wird, und die Erzeugung von Teilchen zu hemmen.

Dieses Plasma-CVD-System gemäß JP-2601127 weist eine parallele flache Elektrodenstruktur auf, die so aufgebaut ist, daß eine Zwischenelektrode zwischen einer Hochfrequenzelektrode und einer Substrathalteelektrode angeordnet ist. Dadurch wird ein Raum zwischen der Hochfrequenzelektrode und der Substrathalteelektrode durch die Zwischenelektrode geteilt. Diese Zwischenelektrode weist Durchgangslöcher auf. Ein Hochfrequenzstrom wird nur einem Raum zwischen der Hochfrequenzelektrode und der Zwischenelektrode zugeführt, wodurch eine Plasmaentladung nur zwischen der Hochfrequenzelektrode und der Zwischenelektrode erzeugt wird. Durch die Plasmaentladung erzeugte angeregte aktive Spezies und Ionen werden durch in der Zwischenelektrode ausgebildete Durchgangslöcher in den Raum vor dem Substrat eingebracht.

Die in JP-2601127 verwendete Hochfrequenzelektrode ist eine Elektrode in einem herkömmlichen Brausekopfsystem, und ein Plasmaerzeugungsgas wird durch eine Vielzahl von in einer Diffusionsplatte ausgebildeten Löchern in einen Plasmaerzeugungsraum eingeleitet.

Außerdem wird in dieser Patentschrift JP-2601127 das Materialgas durch ein Gaseinleitungsrohr, einen in der Zwischenelektrode ausgebildeten Innenraum und ein in der Zwischenelektrode ausgebildetes Diffusionsloch (Gasdiffusionsöffnung) in den Raum vor dem Substrat eingeleitet.

Dieses in JP-2601127 offenbarte Plasma-CVD-System ist so aufgebaut, daß der Raum zwischen der Hochfrequenzelektrode und der Substrathalteelektrode durch die Zwischenelektrode geteilt wird und nur der Raum zwischen der Hochfrequenzelektrode und der Zwischenelektrode als Plasmaerzeugungsraum ausgebildet ist, wobei der Plasmaerzeugungsraum von dem Ort, an dem das Substrat angeordnet ist, getrennt wird.

Ferner ist ein in JP-A-2000-345349 offenbartes CVD-System vorgeschlagen worden. In dem obigen, in JP-2601127 offenbarten Plasma-CVD-System wurde die Form des in der Zwischenelektrode ausgebildeten Durchgangslochs nicht speziell berücksichtigt, und daher besteht eine Möglichkeit der Rückdiffusion des Materialgases in den Plasmaerzeugungsraum. In dem in JP-A-2000-345349 offenbarten CVD-System wird jedoch die Rückdiffusion sicher strukturell verhindert, indem die Form des Durchgangslochs vorgeschrieben wird, das in einer Trennplatte ausgebildet ist, die der in dem Plasma-CVD-System gemäß JP-2601127 eingeführten Zwischenelektrode entspricht.

Gemäß dem in JP-A-2000-345349 offenbarten Schichtbildungssystem mit Verwendung eines entfernt angeordneten Plasmasystems wird das Substrat in einem Bereich angeordnet, der von dem Plasmaerzeugungsraum in dem Schichtbildungssystem getrennt ist und in dem kurzlebige geladene Teilchen zerfallen und überwiegend relativ langlebige Radikale vorherrschen, während das Materialgas in einen Bereich in der Nähe eines Bereichs eingeleitet wird, wo das Substrat angeordnet ist. In dem Plasmaerzeugungsraum erzeugte Radikale diffundieren in Richtung eines Schichtbildungsbehandlungsraums mit dem darin angeordneten Substrat und werden einem Raum vor dem Substrat zugeführt.

Das in JP-A-2000-345349 offenbarte Schichtbildungssystem mit Verwendung eines entfernt angeordneten Plasmasystems hat den Vorteil, eine heftige Reaktion zwischen dem Materialgas und dem Plasma zu hemmen, wodurch sowohl die Menge der erzeugten Teilchen vermindert als auch das Auftreffen von Ionen auf das Substrat eingeschränkt wird.

In den letzten Jahren gab es einen wachsenden Bedarf für eine höhere Leistung der Vorrichtung, und wenn ein Plasma-CVD-System verwendet wird, um diese Anforderungen zu erfüllen, ist eine Siliciumoxidschicht von der gleichen hohen Qualität wie derjenigen einer thermischen Oxidschicht erforderlich.

In jedem der oben beschriebenen Schichtbildungssysteme werden in dem Plasmaerzeugungsraum gebildete aktive Spezies in den Schichtbildungsbehandlungsraum eingeleitet, wo die aktiven Spezies mit dem Materialgas reagieren, um eine Schicht zu bilden.

Ein in JP-A-2000-345349 offenbartes Schichtbildungssystem weist eine Vakuumkammer und eine elektrisch leitende Trennplatte auf, welche die Vakuumkammer in einen Plasmaerzeugungsraum, der mit einer Hochfrequenzelektrode ausgestattet ist, und einen Schichtbildungsbehandlungsraum, der mit einer Substrathalteeinrichtung zum Festhalten eines darauf montierten Substrats ausgestattet ist, unterteilt. Ein Gas zur Erzeugung gewünschter aktiver Spezies durch Entladungsplasma wird in den Plasmaerzeugungsraum eingeleitet. Die gewünschten aktiven Spezies werden dem Schichtbildungsbehandlungsraum durch eine Vielzahl von Durchgangslöchern zugeführt, die in der elektrisch leitenden Trennplatte ausgebildet sind, um den Plasmaerzeugungsraum mit dem Schichtbildungsbehandlungsraum zu verbinden. Die elektrisch leitende Trennplatte weist einen Innenraum auf, der von dem Plasmaerzeugungsraum getrennt und mit dem Schichtbildungsbehandlungsraum durch eine Vielzahl von Materialgasdiffusionslöchern verbunden ist. Ein Materialgas wird von außen in den Innenraum eingeleitet und dem Schichtbildungsbehandlungsraum durch eine Vielzahl von den Materialgasdiffusionslöchern zugeführt. Durch eine Reaktion zwischen den aktiven Spezies und dem in den Schichtbildungsbehandlungsraum eingebrachten Materialgas wird eine Schicht auf dem Substrat abgeschieden.

Das heißt, in dem in JP-A-2000-345349 offenbarten Plasma-CVD-System wird Sauerstoff in den Plasmaerzeugungsraum eingeleitet, um durch Entladungsplasma Sauerstoffradikale zu erzeugen (dieser Begriff bezeichnet atomaren Sauerstoff einschließlich Sauerstoff im Grundzustand), und die Sauerstoffradikale und Sauerstoff (dieser Sauerstoff befindet sich in einem molekularen Zustand, falls er nicht ausdrücklich als Radikal bezeichnet wird) werden durch in der Trennplatte angeordnete Durchgangslöcher dem Schichtbildungsbehandlungsraum zugeführt, während ein Silangas als Materialgas in einen in der Trennplatte ausgebildeten Innenraum eingespeist wird und durch Diffusionslöcher dem Schichtbildungsbehandlungsraum zugeführt wird. Wenn die Reaktion zwischen diesen Sauerstoffradikalen, Sauerstoff und Silan dazu verwendet wird, eine Siliciumoxidschicht auszubilden, kann die heftige Reaktion zwischen dem Materialgas, wie z. B. Silangas, und dem Plasma verhindert werden. Daher wird die Menge der erzeugten Teilchen verringert, während das Auftreffen von Ionen auf das Substrat eingeschränkt wird. Deshalb kann eine Siliciumoxidschicht erzielt werden, welche in ihren Eigenschaften einer Schicht überlegen ist, die durch ein herkömmliches Plasma-CVD-System ausgebildet wird, wie z. B. in JP-A-5-21393 offenbart.

Bei der Bildung einer Siliciumoxidschicht, wo ein größeres Glassubstrat erforderlich ist, muß jedoch ein „Kompromiß" zwischen der Abscheidungsgeschwindigkeit und Schichteigenschaften (elektrischen Eigenschaften usw.) gefunden werden. Das heißt, die Abscheidungsgeschwindigkeit kann nicht unter Beibehaltung guter Schichteigenschaften erhöht werden, was ein Problem für die Produktivität darstellt, das zu lösen ist.

Wenn zum Beispiel eine Siliciumoxidschicht aus einem Silangas (SiH4) durch das CVD-Verfahren gebildet wird, kann die Abscheidungsgeschwindigkeit durch ein Verfahren erhöht werden, das die Erhöhung der Durchflußgeschwindigkeit des Silangases als Materialgas oder die Erhöhung des Sauerstoffradikalanteils in dem Plasmaerzeugungsraum einschließt.

Wenn jedoch die Durchflußgeschwindigkeit des Silangases erhöht wird, werden Unannehmlichkeiten verursacht, wie zum Beispiel, daß Sauerstoffradikale oder ein Sauerstoffgas eine schnelle Reaktion zur Erzeugung von Siliciumoxid in einer Gasphase (in dem Schichtbildungsbehandlungsraum) verursachen, so daß Teilchen erzeugt werden, ohne daß eine Siliciumoxidschicht auf einem Glassubstrat gebildet wird.

Wenn andererseits der Sauerstoffradikalanteil in dem Plasmaerzeugungsraum erhöht wird, wird der absolute Sauerstoffgehalt, der zur Oxidation in dem Schichtbildungsbehandlungsraum beitragen kann, durch die Zunahme der Sauerstoffradikale unzureichend. Dementsprechend wird die Schicht in einem ungenügend oxidierten Zustand ausgebildet, obwohl die Abscheidungsgeschwindigkeit erhöht werden kann. Deshalb ist es unmöglich, Verbesserungen der Schichteigenschaften zu erzielen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein Schichtbildungssystem und ein Schichtbildungsverfahren mit hervorragender Produktivität bereitzustellen, welche die Beziehung zwischen der Abscheidungsgeschwindigkeit und Schichteigenschaften, herkömmlicherweise als „Kompromißbeziehung" betrachtet, verbessern können. Das heißt, die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Schichtbildungssystem und ein Schichtbildungsverfahren bereitzustellen, welche eine Siliciumoxidschicht von guter Qualität bei Erhöhung der Abscheidungsgeschwindigkeit und Aufrechterhaltung der Schichteigenschaften bilden können, und eine hohe Abscheidungsgeschwindigkeit einer Siliciumoxidschicht zu erreichen.

Zunächst werden Erkenntnisse beschrieben, die zur Entwicklung der vorliegenden Erfindung als Mittel zur Lösung der obigen Aufgabe führen.

Die Erfinder führten eine umfangreiche Untersuchung zur Bildung einer Siliciumoxidschicht durch Anwendung einer Reaktion zwischen Sauerstoffradikalen, Sauerstoff und Silan in einem Schichtbildungsbehandlungsraum in einem herkömmlichen System durch, wie z. B. in dem in JP-A-2000-345349 offenbarten CVD-System. Sie zeigten, daß Sauerstoffradikale als Auslöser einer Reihe von Reaktionen wichtig sind, während Sauerstoff für die Endreaktion der Umwandlung von Siliciummonoxid (SiO) in Siliciumdioxid (SiO2) wichtig ist. Das heißt, sie stellten fest, daß sowohl Sauerstoffradikale als auch Sauerstoff für eine Reihe von Reaktionen wichtig sind.

Ferner zeigten die Erfinder, daß dem Schichtbildungsbehandlungsraum zugeführte Sauerstoffradikale durch Strom, der einer Hochfrequenzelektrode zugeführt wird, oder durch den Druck in dem Plasmabildungsraum reguliert werden können, und daß außerdem die Schichteigenschaften verbessert werden, wenn der Anteil der zugeführten Sauerstoffradikale erhöht wird.

Aus den Ergebnissen ihrer Untersuchung erkannten die Erfinder jedoch, daß in dem herkömmlichen Schichtbildungssystem Sauerstoffradikale durch Zersetzung von Sauerstoff gebildet werden, der in den Plasmaerzeugungsraum eingeleitetet wird, und daß sich der Sauerstoffanteil, der dem Schichtbildungsbehandlungsraum zugeführt wird, in der "Kompromißbeziehung" mit dem Anteil der gebildeten Sauerstoffradikale befindet. Außerdem erkannten sie, daß auch dann, wenn der Anteil der in den Schichtbildungsbehandlungsraum eingebrachten Sauerstoffradikale erhöht wird, um hervorragende Eigenschaften der Siliciumoxidschicht zu erzielen, der Sauerstoffanteil bei Erhöhung des Sauerstoffradikalanteils verringert wird und daher der Sauerstoffgehalt unzureichend und nicht optimal wird. Das heißt, sie haben festgestellt, daß Schichteigenschaften verbessert werden können, wenn der Gehalt an Sauerstoffradikalen erhöht wird, aber daß der Sauerstoffgehalt unzureichend wird, woraus sich eine Beschränkung der Eigenschaften ergibt.

Durch die Untersuchung der Erfinder wurde gezeigt, daß die Schicht mit einer höheren Geschwindigkeit abgeschieden werden kann, wenn der Gehalt an Materialgas, wie zum Beispiel Silangas, erhöht wird, aber die Abscheidungsgeschwindigkeit und Schichteigenschaften sich in „Kompromißbeziehung" stehen, so daß die Schichteigenschaften sich verschlechtern, wenn die Abscheidungsgeschwindigkeit erhöht wird. Der Grund dafür ist, daß der Anteil der Sauerstoffradikale weiter erhöht werden sollte, wenn die Schichteigenschaften bei hoher Abscheidungsgeschwindigkeit der Schicht aufrechterhalten werden sollen, wodurch der Sauerstoffgehalt unzureichender wird.

Aus dem Vorstehenden wurde ersichtlich, daß es wichtig ist, genügend Sauerstoffradikale und genügend Sauerstoff zuzuführen, um Schichteigenschaften von hoher Qualität zu erzielen.

Auf der Grundlage der oben beschriebenen Erkenntnisse werden das Schichtbildungssystem und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wie folgt begründet.

Das heißt, die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Bildung einer Schicht durch Erzeugen von Plasma in einer Vakuumkammer, um aktive Spezies (Radikale) zu erzeugen und aus einem Materialgas und der aktiven Spezies, die in der Vakuumkammer miteinander reagieren, eine Schicht auf dem Substrat zu bilden, sowie ein Schichtbildungsverfahren mit Anwendung des Systems.

Die Vakuumkammer ist mit einer elektrisch leitenden Trennplatte ausgestattet, welche die Vakuumkammer in zwei Räume unterteilt. Einer dieser zwei Räume ist als Plasmaerzeugungsraum ausgebildet, der mit einer Hochfrequenzelektrode ausgestattet ist, und der andere Raum ist als Schichtbildungsbehandlungsraum ausgebildet, der mit einer Substrathalteeinrichtung zum Halten eines darauf montierten Substrats ausgestattet ist.

Die elektrisch leitende Trennplatte ist mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern ausgebildet, um den Plasmaerzeugungsraum mit dem Schichtbildungsbehandlungsraum zu verbinden. Die elektrisch leitende Trennplatte weist ferner einen ersten Innenraum auf, der von dem Plasmaerzeugungsraum getrennt und mit dem Schichtbildungsbehandlungsraum durch eine Vielzahl von Materialgasdiffusionslöchern verbunden ist.

Ein Materialgas wird von außen in den ersten Innenraum eingeleitet, und das in den ersten Innenraum eingeleitete Gas wird dem Schichtbildungsbehandlungsraum durch eine Vielzahl von den Materialgasdiffusionslöchern zugeführt.

Ein Gas zur Erzeugung gewünschter aktiver Spezies durch Plasmaentladung wird in den Plasmaerzeugungsraum eingeleitet, und durch Plasmaentladung erzeugte aktive Spezies werden dem Schichtbildungsbehandlungsraum durch eine Vielzahl in der elektrisch leitenden Trennplatte ausgebildeter Durchgangslöcher zugeführt.

In dem Schichtbildungsbehandlungsraum wird durch eine Reaktion zwischen dem Materialgas und dem Schichtbildungsbehandlungsraum zugeführten aktiven Spezies eine Schicht auf dem Substrat abgeschieden.

Das so aufgebaute erfindungsgemäße Schichtbildungssystem ist dadurch charakterisiert, daß die elektrisch leitende Trennplatte ferner einen zweiten Innenraum aufweist, der von dem ersten Innenraum, in den ein Materialgas eingeleitet wird, getrennt ist. Der zweite Innenraum ist mit dem Schichtbildungsbehandlungsraum durch eine Vielzahl von Gasdiffusionslöchern verbunden. Ferner ist der zweite Innenraum so aufgebaut, daß ein anderes Gas als das Materialgas von außen eingeleitet wird.

Das erfindungsgemäße Schichtbildungssystem ist in einer anderen Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der in der elektrisch leitenden Trennplatte ausgebildeten Durchgangslöcher auf der Seite des Plasmaerzeugungsraums kleiner ist als auf der Seite des Schichtbildungsbehandlungsraum. Die elektrisch leitende Trennplatte weist ferner einen zweiten Innenraum auf, der von dem ersten Innenraum, in den ein Materialgas eingeleitet wird, getrennt ist. Der zweite Innenraum ist mit den Durchgangslöchern durch Gaseinleitungslöcher verbunden. Ferner ist der zweite Innenraum so strukturiert, daß ein anderes Gas als das Materialgas von außen eingeleitet wird.

Gemäß dem Schichtbildungssystem der vorliegenden Erfindung wird ein anderes Gas als das Materialgas unabhängig von dem Materialgas durch den zweiten Innenraum in den Schichtbildungsbehandlungsraum eingeleitet, und die Durchflußgeschwindigkeit des von dem Materialgas verschiedenen Gases kann unabhängig von der Durchflußgeschwindigkeit des Materialgases gesteuert werden, und das gewünschte Gas wird in einem vorgegebenen Anteil dem Schichtbildungsbehandlungsraum zugeführt.

Das Schichtbildungssystem in der zuvor beschriebenen anderen Ausführungsform kann ebenfalls die oben beschriebene Wirkung erzielen und kann ferner dem Schichtbildungsbehandlungsraum effizient das von dem Materialgas verschiedene Gas zuführen, wobei verhindert wird, daß das in den zweiten Innenraum eingeleitete Gas durch Diffusion in den Plasmaerzeugungsraum gelangt.

Bei der vorliegenden Erfindung werden als Materialgas vorzugsweise ein Monosilangas, ein Disilangas, ein Trisilangas oder ein Tetraethoxysilangas (TEOS) verwendet. Diese Materialgase können mit einem Verdünnungsgas verdünnt werden.

Bei der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise ein Sauerstoffgas in den Plasmaerzeugungsraum eingeleitet, um den Schichtbildungsbehandlungsraum Sauerstoffradikale in höherem Anteil zuzuführen.

Bei der vorliegenden Erfindung kann eine Siliciumoxidschicht bei Aufrechterhaltung der Schichteigenschaften ohne Sauerstoffmangel im Schichtbildungsbehandlungsraum abgeschieden werden, auch wenn der Gehalt an Sauerstoffradikalen erhöht wird. Daher ist es vorzuziehen, ein Edelgas in den Plasmaerzeugungsraum einzuleiten, wie z. B. Helium (He), Argon (Ar), Krypton (Kr) oder Xenon (Xe), das zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Sauerstoffradikalbildung dient.

Bei der vorliegenden Erfindung enthält das in den zweiten Innenraum eingeleitete, von dem Materialgas verschiedene Gas vorzugsweise ein Sauerstoffgas. Der Grund dafür ist, daß Sauerstoff, dessen Anteil zur Bildung einer Siliciumoxidschicht in dem herkömmlichen System nicht ausreicht, durch Einleiten eines ein Sauerstoffgas enthaltenden Gases in den zweiten Innenraum ergänzt werden kann, wodurch eine Siliciumoxidschicht von höherer Qualität gebildet werden kann.

Um den Prozeß der heftigen Bildung von Siliciumoxid in der Gasphase (in dem Schichtbildungsbehandlungsraum) zu steuern, wird vorzugsweise ein zusätzliches Gas in den Schichtbildungsbehandlungsraum eingeleitet, wie zum Beispiel Ammoniakgas (NH3), ein Stickstoffdioxidgas (NO2), Ethylengas (C2H4) oder Ethangas (C2H6), oder ein Gemisch davon. Der Grund dafür ist, daß durch das Einleiten des zusätzliches Gases, wie z. B. Ammoniak, in den Schichtbildungsbehandlungsraum eine Kettenreaktion zwischen dem Silangas und dem Sauerstoff wirkungsvoll gehemmt werden kann. Auch wenn die Durchflußgeschwindigkeit des Materialgases, wie z. B. Silangas, zum Zweck der Erhöhung der Abscheidungsgeschwindigkeit erhöht wird, kann eine übermäßige Kettenreaktion zwischen den Radikalen und dem Silangas usw. im Schichtbildungsbehandlungsraum verhindert werden, und außerdem können dadurch auch die Polymerisation des Siliciumoxids in großer Menge sowie die Teilchenerzeugung verhindert werden.

Es ist möglich, nicht nur ein Verfahren zur Zuführung des oben beschriebenen zusätzlichen Gases anzuwenden, indem es beispielsweise einem Sauerstoffgas zugesetzt wird und das Gasgemisch dann in den zweiten Innenraum eingeleitet und aus dem zweiten Innenraum dem Schichtbildungsbehandlungsraum zugeführt wird, sondern auch irgendwelche anderen Verfahren, sofern das oben beschriebene zusätzliche Gas dem Schichtbildungsbehandlungsraum zugeführt werden kann.

Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße System mit einem Durchflußmengenregler zur Regelung der Durchflußgeschwindigkeit eines in den Plasmaerzeugungsraum eingeleiteten Gases und einem Durchflußmengenregler zur Regelung eines in den zweiten Innenraum eingeleiteten Gases ausgestattet, wobei die beiden Mengenregler unabhängig voneinander reguliert werden können. In dieser Anordnung können die dem Schichtbildungsbehandlungsraum zugeführten Mengen von Sauerstoffradikalen, Sauerstoff, Ammoniak usw. unabhängig voneinander reguliert werden, und Sauerstoffradikale, Sauerstoff, Ammoniak usw. können in optimalen Mengen zur Bildung einer Siliciumoxidschicht von hoher Qualität in einen vorgegebenen Ort in dem Schichtbildungsbehandlungsraum eingeleitet werden. Das heißt, der Reaktionsprozeß zur Bildung einer Siliciumoxidschicht kann reguliert und eine hochwertige Siliciumoxidschicht gebildet werden. Außerdem können dem Schichtbildungsbehandlungsraum genügende Mengen Sauerstoffradikale, Sauerstoff, Ammoniak usw. zugeführt werden, auch wenn die Schicht durch Erhöhen der dem Schichtbildungsbehandlungsraum zugeführten Materialgasmenge mit höherer Geschwindigkeit abgeschieden wird, so daß eine hochwertige Schicht mit Siliciumoxideigenschaften gebildet werden kann.

Wie durch die vorhergehende Beschreibung klar dargelegt wurde, ist erfindungsgemäß die elektrisch leitende Trennplatte mit einem zweiten Innenraum ausgestattet, der von dem ersten Innenraum, in den ein Materialgas eingeleitet wird, getrennt und mit dem Schichtbildungsbehandlungsraum durch eine Vielzahl von Gasdiffusionslöchern verbunden ist. In den zweien Innenraum wird von außen ein anderes Gas als das Materialgas eingeleitet. Daher kann das von dem Materialgas verschiedene Gas unabhängig von dem Materialgas und einem dem Plasmaerzeugungsraum zugeführten Plasmaerzeugungsgas in den Schichtbildungsbehandlungsraum eingeleitet werden. Außerdem kann die Durchflußgeschwindigkeit des von dem Materialgas verschiedenen Gases unabhängig von der Durchflußgeschwindigkeit des dem Plasmaerzeugungsraum zugeführten Plasmaerzeugungsgases und der Durchflußgeschwindigkeit des Materialgases reguliert werden, und das gewünschte, von dem Materialgas verschieden Gas kann in vorgegebener Menge dem Schichtbildungsbehandlungsraum zugeführt werden.

Bei der vorliegenden Erfindung kann der folgende Aufbau der elektrisch leitenden Trennplatte gewählt werden. Das heißt, der Durchmesser der in der elektrisch leitenden Trennplatte ausgebildeten Durchgangslöcher ist auf der Seite des Plasmaerzeugungsraums kleiner als auf der Seite des Schichtbildungsbehandlungsraums. Außerdem ist der in der elektrisch leitenden Trennplatte angeordnete zweite Innenraum durch Gaseinleitungslöcher mit den Durchgangslöchern verbunden. Wenn die Zufuhr des von dem Materialgas verschiedenen Gases durch den zweiten Innenraum zum Schichtbildungsbehandlungsraum unter Verwendung des zuvor beschriebenen Aufbaus der elektrisch leitenden Trennplatte erfolgt, kann die oben beschriebene Wirkung gleichfalls erreicht werden. Ferner ist es möglich, das von dem Materialgas verschiedene Gas effizient dem Schichtbildungsbehandlungsraum zuzuführen, wobei verhindert wird, daß das in den zweiten Innenraum eingeleitete Gas in den Plasmabildungsraum diffundiert.

Ferner wird ein Gas, das ein Sauerstoffgas enthält, durch den zweiten Innenraum in den Schichtbildungsbehandlungsraum eingeleitet, wodurch der Sauerstoff, dessen Menge zur Abscheidung einer Siliciumoxidschicht mit dem herkömmlichen System und Verfahren nicht ausreicht, ergänzt werden kann. Daher kann die Abscheidung einer Siliciumoxidschicht von höherer Qualität erreicht werden.

Durch Zugabe eines zusätzliches Gases, wie z. B. Ammoniakgas, Stickstoffdioxidgas, Ethylengas, Ethangas oder einem Gasgemisch davon, kann eine Kettenreaktion zwischen dem Silangas und Radikalen wirkungsvoll gehemmt werden. Daher läßt sich eine übermäßige Kettenreaktion der Radikale mit dem Gas, wie z. B. Silangas, im Schichtbildungsbehandlungsraum verhindern, auch wenn die Durchflußgeschwindigkeit des Materialgases, wie z. B. Silangas, erhöht wird, um die Abscheidungsgeschwindigkeit zu erhöhen, und außerdem können eine Polymerisation des Siliciumoxids in großer Menge sowie eine Teilchenerzeugung verhindert werden.

Ferner können die dem Schichtbildungsbehandlungsraum zugeführten Mengen von Sauerstoffradikalen, Sauerstoff, Ammoniak usw. unabhängig voneinander reguliert werden, wenn der Durchflußmengenregler zur Regelung der Durchflußmenge eines in den Plasmaerzeugungsraum eingeleiteten Gases, der Durchflußmengenregler zur Regelung der Durchflußmenge eines in den zweiten Innenraum eingeleiteten Gases und der Durchflußmengenregler zur Regelung der Durchflußmenge eines Materialgases so angeordnet sind, daß diese Regler unabhängig voneinander reguliert werden können. Daher können Sauerstoffradikale, Sauerstoff, Ammoniak usw. in den optimalen Mengen zur Abscheidung einer Siliciumoxidschicht von höherer Qualität in einen vorgegebenen Ort eingeleitet werden. Das heißt, der Reaktionsprozeß zur Bildung der Siliciumoxidschicht kann so reguliert werden, daß eine hochwertige Siliciumoxidschicht gebildet wird. Ferner kann eine genügende Menge Sauerstoffradikale und Sauerstoff, Ammoniak usw. zugeführt werden, auch wenn die Schicht durch Erhöhen der Menge des dem Schichtbildungsbehandlungsraum zugeführten Materialgases mit höherer Geschwindigkeit abgeschieden wird, und daher kann eine Schicht mit Schichteigenschaften von hoher Qualität abgeschieden werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 zeigt einen schematischen Längsschnitt, der den Aufbau einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

2 zeigt einen schematischen Längsschnitt, der den Aufbau einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Nachstehend werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

1 zeigt eine Darstellung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schichtbildungssystems. In diesem System wird vorzugsweise ein Silangas als Materialgas verwendet, um eine Siliciumoxidschicht als Gateisolierschicht auf ein gewöhnliches Glassubstrat für TFT aufzubringen.

In diesem System besteht eine Vakuumkammer 1 aus einem Behälter 2, einem Isoliermaterial 4 und einer Hochfrequenzelektrode 3 und wird durch eine Evakuierungseinrichtung 5 in einem gewünschten Vakuumzustand gehalten. In der Vakuumkammer 1 ist eine elektrisch leitende Trennplatte 101 vorgesehen, die aus einem elektrisch leitenden Element besteht. Die Vakuumkammer 1 wird durch die elektrisch leitende Trennplatte 101 in einen oberen und einen unteren Raum unterteilt. Der obere Raum bildet einen Plasmaerzeugungsraum 8, und der untere Raum Teil bildet einen Schichtbildungsbehandlungsraum 9.

Eine Gaszuflußquelle 51 zur Zuführung eines Gases für die Erzeugung gewünschter aktiver Spezies durch Entladungsplasma wird über einen Durchflußmengenregler 61 mit dem Plasmaerzeugungsraum 8 verbunden. Eine Edelgaszuflußquelle 53 wird über ein Rohr und einen Durchflußmengenregler 66 mit einem Raum zwischen der Gaszuflußquelle 51 und dem Durchflußmengenregler 61 verbunden.

Das zur Erzeugung der gewünschten aktiven Spezies durch Entladungsplasma verwendete Gas ist zum Beispiel Sauerstoffgas, und das verwendete Edelgas ist zum Beispiel Heliumgas, Argongas, Kryptongas oder Xenongas.

Eine Hochfrequenzenergiequelle 11 ist mit der im Plasmaerzeugungsraum 8 angeordneten Hochfrequenzelektrode 3 verbunden.

Ein der Schichtbildungsbehandlung auszusetzendes Glassubstrat 10 wird auf eine Substrathaltevorrichtung 6 montiert, die in dem Schichtbildungsbehandlungsraum 9 angeordnet ist, und wird gegenüber der elektrisch leitenden Trennplatte 101 angeordnet. Eine Heizvorrichtung 7 wird in der Substrathaltevorrichtung 6 angeordnet, um das Glassubstrat 10 auf einer vorgegebenen Temperatur zu halten.

Die elektrisch leitende Trennplatte 101 zum Trennen der Vakuumkammer 1 in zwei Räume weist als Ganzes eine flache Form von gewünschter Dicke auf. Die elektrisch leitende Trennplatte 101 ist mit einer Vielzahl von verteilten Durchgangslöchern 41 versehen, und der Plasmaerzeugungsraum 8 ist mit dem Schichtbildungsbehandlungsraum 9 lediglich durch die Durchgangslöcher 41 verbunden. Die elektrisch leitende Trennplatte 101 ist mit einem ersten Innenraum 31 und einem zweiten Innenraum 21 ausgebildet, die voneinander getrennt sind.

Eine Materialgaszuflußquelle 52 ist über einen Durchflußmengenregler 63 mit dem ersten Innenraum 31 verbunden. Als Materialgas wird beispielsweise ein Siliciumgas verwendet.

In der Ausführungsform in 1 ist eine Gaszuflußquelle 51, die dem Plasmaerzeugungsraum 8 ein Gas zur Erzeugung gewünschter aktiver Spezies zuführt, über Durchflußmengenregler 62 und 64 mit dem zweiten Innenraum 21 verbunden.

Wie in der gestrichelten Linie in 1 gezeigt, ist eine zusätzliche Gaszuflußquelle 54 über ein Rohr und einen Durchflußmengenregler 65 mit einem Raum zwischen der Gaszuflußquelle 51 und dem Durchflußmengenregler 62 verbunden. Das von der zusätzlichen Gaszuflußquelle 54 dem zweiten Innenraum 21 zugeführte zusätzliche Gas ist zum Beispiel Ammoniakgas, Stickstoffdioxidgas, Ethylengas, Ethangas oder ein Gasgemisch davon.

Der erste Innenraum 31 und der zweite Innenraum 21 sind mit einer Vielzahl von Materialgasdiffusionslöchern 32 und beziehungsweise Gasdiffusionslöchern 22 versehen. Außerdem sind der erste Innenraum 31 und der zweite Innenraum 21 unabhängig voneinander über die Materialgasdiffusionslöcher 32 und beziehungsweise die Gasdiffusionslöcher 22 mit dem Schichtbildungsbehandlungsraum 9 verbunden.

Als nächstes wird ein Verfahren zur Schichtbildung mit dem oben beschriebenen Schichtbildungssystem beschrieben. Durch einen nicht in den Zeichnungen dargestellten Förderroboter wird das Glassubstrat 10 in die Vakuumkammer 1 eingebracht und auf der im Schichtbildungsbehandlungsraum 9 installierten Substrathaltevorrichtung 6 angeordnet.

Die Substrathaltevorrichtung 6 wird zuvor auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten, wodurch das Glassubstrat 10 erhitzt und auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten wird.

Die Vakuumkammer 1 wird durch eine Evakuierungseinrichtung 5 evakuiert und in einem vorgegebenen Vakuumzustand gehalten. Ein Gas, wie z. B. Sauerstoffgas, wird von der Gaszuflußquelle 51 in den Plasmaerzeugungsraum 8 und den zweiten Innenraum 21 eingeleitet. Die Durchflußgeschwindigkeit des Sauerstoffgases wird durch den Durchflußmengenregler 61 und die Durchflußmengenregler 62 bzw. 64 unabhängig voneinander reguliert. Das in den zweiten Innenraum 21 eingeleitete Gas, wie z. B. Sauerstoffgas, wird durch die Gasdiffusionslöcher 22 dem Schichtbildungsbehandlungsraum 9 zugeführt.

Einerseits wird die Durchflußgeschwindigkeit eines Materialgases, wie z. B. Silangas, durch den Durchflußmengenregler 63 gesteuert, und das Gas wird von der Materialgaszuflußquelle 52 in den ersten Innenraum 31 eingeleitet. Das in den ersten Innenraum 31 eingeleitete Silangas wird dem Schichtbildungsbehandlungsraum 9 durch die Materialdiffusionslöcher 32 zugeführt.

In diesem Zustand wird die Hochfrequenzelektrode 3 mit Strom aus der Hochfrequenzstromquelle 11 versorgt, um in dem Plasmaerzeugungsraum 8 Sauerstoffplasma zu erzeugen. Durch die Erzeugung von Sauerstoffplasma werden Radikale (aktive Spezies) als neutrale angeregte Spezies erzeugt.

Die in dem Plasmaerzeugungsraum 8 erzeugten langlebigen Sauerstoffradikale werden zusammen mit dem nicht angeregten Sauerstoff durch eine Vielzahl in der elektrisch leitenden Trennplatte 101 bereitgestellte Durchgangslöcher 41 dem Schichtbildungsbehandlungsraum 9 zugeführt. Im Plasmaerzeugungsraum 8 werden gleichfalls geladene Teilchen erzeugt, aber die geladenen Teilchen sind kurzlebig und zerfallen beim Passieren der Durchgangslöcher 41.

Die dem Schichtbildungsbehandlungsraum 9 zugeführten Sauerstoffradikale reagieren mit dem Silangas, das durch die Materialgasdiffusionslöcher 32 aus dem ersten Innenraum 31 zugeführt wird, wodurch eine Reaktionsserie zur Abscheidung einer Siliciumoxidschicht auf dem Glassubstrat 10 ausgelöst wird.

Während dieser Reaktionen wird dem zweiten Innenraum 21 ein Sauerstoffgas aus der Gaszuflußquelle 51 durch die Durchflußmengenregler 62 und 64 zugeführt, während durch die Gasdiffusionslöcher 22 Sauerstoff aus dem zweiten Innenraum 21 in den Schichtbildungsbehandlungsraum 9 eingeleitet wird. Auf diese Weise können die dem Schichtbildungsbehandlungsraum zugeführten Sauerstoffradikal- und Sauerstoffmengen, unabhängig voneinander reguliert werden. Außerdem kann genügend Sauerstoff zugeführt werden, auch wenn der Sauerstoffradikalanteil durch die Regulierung der Entladungselektrizität usw. erhöht wird, um eine hochwertige Siliciumoxidschicht zu bilden. Das heißt, Sauerstoff, der bei der Abscheidungsreaktion einer Siliciumoxidschicht in einem herkömmlichen Plasma-CVD-System nicht ausreichend vorhanden war, kann ausreichend zugeführt werden, um eine Siliciumoxidschicht von höherer als der herkömmlichen Qualität zu erzeugen.

Um die Schicht durch Erhöhen der Durchflußgeschwindigkeit des Silanmaterialgases mit höherer Geschwindigkeit abzuscheiden, wird dem zweiten Innenraum 21 von der Zusatzgaszuflußquelle 54 durch den Durchflußmengenregler 65 ein zusätzliches Gas zugeführt, wie z. B. Ammoniakgas, und das zusätzliche Gas, wie z. B. Ammoniakgas, kann dem Schichtbildungsbehandlungsraum 9 aus dem zweiten Innenraum 21 durch Gasdiffusionslöcher 22 zugeführt werden.

Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können auch dann, wenn die Schicht durch Erhöhen der Durchflußmenge des Silanmaterialgases mit höherer Geschwindigkeit abgeschieden wird, Sauerstoffradikale, Sauerstoff, Ammoniak usw. unabhängig davon reguliert und dem Schichtbildungsbehandlungsraum 9 zugeführt werden. Daher können genügend Sauerstoffradikale, Sauerstoff, Ammoniak usw. in der zugeführten Silangasmenge entsprechenden Mengen zugeführt werden, um im Schichtbildungsbehandlungsraum 9 eine übermäßige Kettenreaktion der Radikale mit dem Silangas usw. zu verhindern. Gleichzeitig kann die Polymerisation einer großen Menge Siliciumoxid verhindert werden, und die Eigenschaften der aufgebrachten Siliciumoxidschicht können aufrechterhalten werden.

2 zeigt eine Darstellung der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schichtbildungssystem, und gleiche Elemente wie in 1 werden durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet. Diese Ausführungsform unterscheidet sich in der Trennplatte von der ersten Ausführungsform. Das heißt, die elektrisch leitende Trennplatte 102 ist mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern ausgebildet, die jeweils auf der Seite des Plasmaerzeugungsraums 8 einen kleineren Durchmesser aufweisen als auf der Seite des Schichtbildungsbehandlungsraums 9. Außerdem ist der zweite Innenraum 23 in der elektrisch leitenden Trennplatte 102, dem ein Gas wie z. B. Sauerstoffgas, zugeführt wird, durch Gaseinleitungslöcher 24 mit den Durchgangslöchern 42 verbunden.

In dieser Ausführungsform wird dem Schichtbildungsbehandlungsraum 9 aus dem ersten Innenraum 33 durch eine Vielzahl von Materialgasdiffusionslöchern 34 ein als Materialgas verwendetes Silangas zugeführt.

In dieser Ausführungsform wird ein Gas, wie z. B. Sauerstoffgas, aus dem zweiten Innenraum 23 über die Gaseinleitungslöcher 24 den Durchgangslöchern 42 zugeführt. Wegen der Form der Durchgangslöcher 42 wird verhindert, daß das durch die Gaseinleitungslöcher 24 zugeführte Gas, wie z. B. Sauerstoffgas, in den Plasmaerzeugungsraum 8 diffundiert, und das Gas wird daher effizient dem Schichtbildungsbehandlungsraum 9 zugeführt. Dementsprechend kann diese Ausführungsform eine gleiche und höhere Wirkung als die erste Ausführungsform aufweisen.

In den oben beschriebenen Ausführungsformen des Schichtbildungssystem und des Schichtbildungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung eines Silangases als Materialgas eine Siliciumoxidschicht gebildet. Das Schichtbildungssystem und das Schichtbildungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt und können natürlich bei der Bildung einer Siliciumoxidschicht unter Verwendung eines anderen Materialgases, wie z. B. TEOS, angewandt werden.

Ferner kann die vorliegende Erfindung nicht nur auf die Siliciumoxidschicht, sondern auch auf andere Schichten angewandt werden, wie z. B. eine Siliciumnitridschicht usw. In den obigen Ausführungsformen wird als Substrat ein Glassubstrat verwendet, aber das erfindungsgemäße Schichtbildungssystem und das Schichtbildungsverfahren sind nicht darauf beschränkt und können natürlich auf andere Substrate angewandt werden, wie z. B. Siliciumsubstrate.

Selbstverständlich können die ersten Innenräume 31 und 33 und die zweiten Innenräume 21 und 23 nötigenfalls mit einer Diffusionsplatte zur Erleichterung der Gasdiffusion ausgestattet werden.

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und kann innerhalb des technischen Umfangs der Ansprüche auf verschiedene Arten verändert werden.


Anspruch[de]
Filmbildungssystem, das eine Vakuumkammer und eine elektrisch leitende Trennwand aufweist, welche die Vakuumkammer in zwei Räume unterteilt, wobei einer der zwei Räume als Plasmaerzeugungsraum ausgebildet und mit einer Hochfrequenzelektrode ausgestattet ist und der andere Raum als Filmbildungsbehandlungsraum ausgebildet und mit einem Substrathaltemechanismus zum Festhalten eines darauf montierten Substrats ausgestattet ist;

wobei die elektrisch leitende Trennwand mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern versehen ist, um den Plasmaerzeugungsraum mit dem Filmbildungsbehandlungsraum zu verbinden;

wobei ein Gas zur Erzeugung von gewünschten aktiven Spezies durch Plasmaentladung in den Plasmaerzeugungsraum eingeleitet wird;

wobei die gewünschten, im Plasmaerzeugungsraum erzeugten aktiven Spezies durch die Vielzahl von Durchgangslöchern in der elektrisch leitenden Trennwand dem Filmbildungsbehandlungsraum zugeführt werden;

wobei die elektrisch leitende Trennwand einen ersten Innenraum aufweist, der von dem Plasmaerzeugungsraum getrennt ist und durch eine Vielzahl von Materialgasdiffusionslöchern mit dem Filmbildungsbehandlungsraum in Verbindung steht;

wobei ein Materialgas von außen in den ersten Innenraum eingeleitet und durch eine Vielzahl von Materialgasdiffusionslöchern in den Filmbildungsbehandlungsraum eingespeist wird; und wobei durch eine Reaktion zwischen den aktiven Spezies und dem in den Filmbildungsbehandlungsraum eingespeisten Materialgas eine Film auf dem Substrat abgeschieden wird;

wobei die elektrisch leitende Trennwand ferner einen zweiten Innenraum aufweist, der von dem ersten Innenraum getrennt ist und durch eine Vielzahl von Gasdiffusionslöchern mit dem Filmbildungsbehandlungsraum in Verbindung steht, und wobei ein vom Materialgas verschiedenes Gas von außen in den zweiten Innenraum eingeleitet wird.
Filmbildungssystem, das eine Vakuumkammer und eine elektrisch leitende Trennwand aufweist, welche die Vakuumkammer in zwei Räume unterteilt, wobei einer der zwei Räume als Plasmaerzeugungsraum ausgebildet und mit einer Hochfrequenzelektrode ausgestattet ist und der andere Raum als Filmbildungsbehandlungsraum ausgebildet und mit einem Substrathaltemechanismus zum Festhalten eines darauf montierten Substrats ausgestattet ist;

wobei die elektrisch leitende Trennwand mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern versehen ist, um den Plasmaerzeugungsraum mit der Filmbildungsbehandlungsraum zu verbinden;

wobei ein Gas zur Erzeugung von gewünschten aktiven Spezies durch Plasmaentladung in den Plasmaerzeugungsraum eingeleitet wird;

wobei die gewünschten, im Plasmaerzeugungsraum erzeugten aktiven Spezies durch die Vielzahl von Durchgangslöchern in der elektrisch leitenden Trennwand dem Filmbildungsbehandlungsraum zugeführt werden;

wobei die elektrisch leitende Trennwand einen ersten Innenraum aufweist, der von dem Plasmaerzeugungsraum getrennt ist und durch eine Vielzahl von Materialgasdiffusionslöchern mit dem Filmbildungsbehandlungsraum in Verbindung steht;

wobei ein Materialgas von außen in den ersten Innenraum eingeleitet und durch eine Vielzahl von Materialgasdiffusionslöchern in den Filmbildungsbehandlungsraum eingespeist wird; und wobei durch eine Reaktion zwischen den aktiven Spezies und dem in den Filmbildungsbehandlungsraum eingespeisten Materialgas eine Film auf dem Substrat abgeschieden wird;

wobei die Größe oder der Durchmesser der Durchgangslöcher in der Seite des Plasmaerzeugungsraums kleiner ist als in der Seite des Filmbildungsbehandlungsraums;

wobei die elektrisch leitende Trennwand ferner einen zweiten Innenraum aufweist, der von dem ersten Innenraum getrennt ist und durch Gaseinleitungslöcher mit den Durchgangslöchern in Verbindung steht, und wobei ein anderes Gas als das Materialgas von außen in den zweiten Innenraum eingeleitet wird.
Filmbildungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Materialgas ein Monosilangas, ein Disilangas, ein Trisilangas oder ein Tetraethoxysilangas ist. Filmbildungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gas zur Erzeugung der gewünschten aktiven Spezies durch Plasmaentladung in der Seite Plasmaerzeugungsraums ein Sauerstoffgas enthält. Filmbildungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gas zur Erzeugung der gewünschten aktiven Spezies durch Plasmaentladung in der Seite des Plasmaerzeugungsraums ein Inertgas enthält. Filmbildungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das in den zweiten Innenraum eingeleitete vom Materialgas verschiedene Gas ein Sauerstoffgas enthält. Filmbildungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das in den Filmbildungsbehandlungsraum eingeleitete vom Materialgas verschiedene Gas ein zugesetztes Gas enthält, das ein ausgewähltes Gas aus oder Kombinationen aus Ammoniakgas, Stickstoffdioxidgas, Ethangas und Ethylengas aufweist. Filmbildungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, das ferner einen Durchflußmengenregler zur Regelung der Durchflußmenge eines Gases zur Erzeugung gewünschter aktiver Spezies durch Plasmaentladung in der Seite des Plasmaerzeugungsraums und einen Durchflußmengenregler zur Regelung der Durchflußmenge eines in den zweiten Innenraum eingeleiteten vom Materialgas verschiedenen Gases aufweist, wobei beide Durchflußmengenregler unabhängig voneinander steuerbar sind. Verfahren zur Bildung eines Films auf dem Substrat unter Verwendung des in einem der vorangehenden Ansprüche beschriebenen Filmbildungssystems.






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