JP2726005B2 - 成膜装置および成膜方法 - Google Patents
成膜装置および成膜方法Info
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- JP2726005B2 JP2726005B2 JP6168437A JP16843794A JP2726005B2 JP 2726005 B2 JP2726005 B2 JP 2726005B2 JP 6168437 A JP6168437 A JP 6168437A JP 16843794 A JP16843794 A JP 16843794A JP 2726005 B2 JP2726005 B2 JP 2726005B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置などを製造す
る際に適用される成膜装置および成膜方法に係り、特に
膜質が均一な薄膜が効率よく得られ、半導体集積回路、
多層金属配線間絶縁膜、ゲート絶縁膜などの成膜に有効
な成膜装置および成膜方法に関する。
る際に適用される成膜装置および成膜方法に係り、特に
膜質が均一な薄膜が効率よく得られ、半導体集積回路、
多層金属配線間絶縁膜、ゲート絶縁膜などの成膜に有効
な成膜装置および成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ガラスなどの低融点基板上に薄
膜トランジスタなどを作製する際には、多層金属配線層
間絶縁膜、ゲート絶縁膜などが形成され、その場合、Ｓ
ｉＨ4もしくは有機シラン材料を用いたプラズマＣＶＤ
（Cemical Vapor Deposition）法あるいは常圧ＣＶＤ法
などを用いてＳｉＯ2が形成される。
膜トランジスタなどを作製する際には、多層金属配線層
間絶縁膜、ゲート絶縁膜などが形成され、その場合、Ｓ
ｉＨ4もしくは有機シラン材料を用いたプラズマＣＶＤ
（Cemical Vapor Deposition）法あるいは常圧ＣＶＤ法
などを用いてＳｉＯ2が形成される。
【０００３】図６は従来の、プラズマＣＶＤを用いて絶
縁膜等を成膜するための成膜装置の内部構造を示した概
略断面図である。反応炉壁１で囲まれた反応炉室２中に
おいて、サセプター３に基板４が支持されている。サセ
プター３は、その背面に設けられたヒーター５で加熱さ
れている。符号６はソースガスを基板４に供給するため
のシャワーを示す。シャワー６は、シャワー室１７と、
このシャワー室１７と反応炉室２の外部とに連通するガ
ス供給管８と、基板４に対向して多数の噴き出し孔７を
有する噴き出し面６ａとからなる。そしてガス供給管８
からシャワー室１７内へ供給されたガスが、噴き出し孔
７から基板４に向かって噴き出されるようになってい
る。またシャワー６は、反応炉室２の外部においてＲＦ
（高周波）電源に接続されている。さらにシャワー６の
噴き出し孔７は、図７に示すように、その大きさ、およ
びシャワーの噴き出し面６ａにおける面内分布密度が均
一に設けられており、これによって基板４に噴き付けら
れるガスの量が基板４の面内で均一になるように構成さ
れている。そして成膜を行なう際には、シャワー６から
基板４にソースガスを供給しつつ、シャワー６にＲＦを
印加して電極を兼ねたシャワー６と基板４との間で放電
を起こさせる。このことにより基板４上にはプラズマＣ
ＶＤによって成膜された薄膜ができる。
縁膜等を成膜するための成膜装置の内部構造を示した概
略断面図である。反応炉壁１で囲まれた反応炉室２中に
おいて、サセプター３に基板４が支持されている。サセ
プター３は、その背面に設けられたヒーター５で加熱さ
れている。符号６はソースガスを基板４に供給するため
のシャワーを示す。シャワー６は、シャワー室１７と、
このシャワー室１７と反応炉室２の外部とに連通するガ
ス供給管８と、基板４に対向して多数の噴き出し孔７を
有する噴き出し面６ａとからなる。そしてガス供給管８
からシャワー室１７内へ供給されたガスが、噴き出し孔
７から基板４に向かって噴き出されるようになってい
る。またシャワー６は、反応炉室２の外部においてＲＦ
（高周波）電源に接続されている。さらにシャワー６の
噴き出し孔７は、図７に示すように、その大きさ、およ
びシャワーの噴き出し面６ａにおける面内分布密度が均
一に設けられており、これによって基板４に噴き付けら
れるガスの量が基板４の面内で均一になるように構成さ
れている。そして成膜を行なう際には、シャワー６から
基板４にソースガスを供給しつつ、シャワー６にＲＦを
印加して電極を兼ねたシャワー６と基板４との間で放電
を起こさせる。このことにより基板４上にはプラズマＣ
ＶＤによって成膜された薄膜ができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の装置を用いてＣＶＤを行なう際には、基板の
中央部では供給されたガスの反応が不十分となり中間成
生物が多く存在する。そのため、基板上、特に基板中央
には上記中間成生物が多く残留し、これが膜中に取り込
まれることになる。その結果、基板中央部で膜中欠陥が
多くなり膜質が悪くなるといった問題が生じていた。ま
た、このようにして作製された基板は基板面内の電気的
特性など、面内特性のばらつきがあり、これを用いて半
導体集積回路、特に液晶ディスプレイのような大面積の
製品を製造するのは困難であった。本発明は前記事情に
鑑みてなされたもので、成膜時の中間生成物の生成を低
減せしめ、基板面内における膜質が均一な膜が得られる
ようにした成膜装置および成膜方法の提供を目的とす
る。
うな従来の装置を用いてＣＶＤを行なう際には、基板の
中央部では供給されたガスの反応が不十分となり中間成
生物が多く存在する。そのため、基板上、特に基板中央
には上記中間成生物が多く残留し、これが膜中に取り込
まれることになる。その結果、基板中央部で膜中欠陥が
多くなり膜質が悪くなるといった問題が生じていた。ま
た、このようにして作製された基板は基板面内の電気的
特性など、面内特性のばらつきがあり、これを用いて半
導体集積回路、特に液晶ディスプレイのような大面積の
製品を製造するのは困難であった。本発明は前記事情に
鑑みてなされたもので、成膜時の中間生成物の生成を低
減せしめ、基板面内における膜質が均一な膜が得られる
ようにした成膜装置および成膜方法の提供を目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１〜３に記載の発明は、化学気相析出法によ
り基板上に薄膜を成膜する装置であって、シャワー室
と、該シャワー室にソースガスを供給するガス供給管
と、上記基板に対向し上記シャワー室内のガスを該基板
に向かって噴き出す多数の噴き出し孔が形成された噴き
出し面とからなるシャワーを備えてなり、上記噴き出し
面内における上記噴き出し孔の分布密度が、上記噴き出
し面の周辺部よりも中央部のほうが高くなっている、あ
るいは上記噴き出し孔の大きさが上記噴き出し面の周辺
部よりも中央部のほうが大きくなっていることを特徴と
する成膜装置である。また、請求項４〜６に記載の発明
は、化学気相析出法により基板上に薄膜を成膜する装置
であって、シャワー室と、該シャワー室内を隔壁で仕切
って設けられた隔室と、上記シャワー室にソースガスを
供給するシャワー室ガス供給管と、上記隔室にこれとは
別のソースガスを供給する隔室ガス供給管と、上記基板
に対向し、上記シャワー室内のソースガスを該基板に向
かって噴き出す多数のシャワー室噴き出し孔および上記
隔室内のソースのガスを該基板に向かって噴き出す多数
の隔室噴き出し孔が形成された噴き出し面とからなるシ
ャワーを備えてなり、上記噴き出し面内において、上記
シャワー室噴き出し孔および隔室噴き出し孔の少なくと
も一方の分布密度が上記噴き出し面の周辺部よりも中央
部のほうが高くなっている、あるいは上記シャワー室噴
き出し孔および隔室噴き出し孔の少なくとも一方の大き
さが上記噴き出し面の周辺部よりも中央部のほうが大き
くなっていることを特徴とする成膜装置である。また、
請求項７記載の成膜方法は、請求項１〜３のいずれか一
項に記載の成膜装置を用い、基板に対してソースガスを
供給し、化学気相析出法により該基板上に薄膜を成膜す
る方法であって、上記ソースガスを、上記基板の成膜面
内において、周辺部よりも中央付近に多量に供給するこ
とを特徴とするものである。また、請求項８または請求
項９に記載の成膜方法は、請求項４〜６のいずれか一項
に記載の成膜装置を用い、基板に対して第１のソースガ
スおよびこれとは別の第２のソースガスをそれぞれ供給
して該基板上でこれらを反応せしめ、化学気相析出法に
より該基板上に薄膜を成膜する方法であって、上記第１
のソースガスおよび第２のソースガスの少なくとも一方
のガスを、上記基板の成膜面内において、周辺部よりも
中央付近に多量に供給することを特徴とするものであ
る。
に、請求項１〜３に記載の発明は、化学気相析出法によ
り基板上に薄膜を成膜する装置であって、シャワー室
と、該シャワー室にソースガスを供給するガス供給管
と、上記基板に対向し上記シャワー室内のガスを該基板
に向かって噴き出す多数の噴き出し孔が形成された噴き
出し面とからなるシャワーを備えてなり、上記噴き出し
面内における上記噴き出し孔の分布密度が、上記噴き出
し面の周辺部よりも中央部のほうが高くなっている、あ
るいは上記噴き出し孔の大きさが上記噴き出し面の周辺
部よりも中央部のほうが大きくなっていることを特徴と
する成膜装置である。また、請求項４〜６に記載の発明
は、化学気相析出法により基板上に薄膜を成膜する装置
であって、シャワー室と、該シャワー室内を隔壁で仕切
って設けられた隔室と、上記シャワー室にソースガスを
供給するシャワー室ガス供給管と、上記隔室にこれとは
別のソースガスを供給する隔室ガス供給管と、上記基板
に対向し、上記シャワー室内のソースガスを該基板に向
かって噴き出す多数のシャワー室噴き出し孔および上記
隔室内のソースのガスを該基板に向かって噴き出す多数
の隔室噴き出し孔が形成された噴き出し面とからなるシ
ャワーを備えてなり、上記噴き出し面内において、上記
シャワー室噴き出し孔および隔室噴き出し孔の少なくと
も一方の分布密度が上記噴き出し面の周辺部よりも中央
部のほうが高くなっている、あるいは上記シャワー室噴
き出し孔および隔室噴き出し孔の少なくとも一方の大き
さが上記噴き出し面の周辺部よりも中央部のほうが大き
くなっていることを特徴とする成膜装置である。また、
請求項７記載の成膜方法は、請求項１〜３のいずれか一
項に記載の成膜装置を用い、基板に対してソースガスを
供給し、化学気相析出法により該基板上に薄膜を成膜す
る方法であって、上記ソースガスを、上記基板の成膜面
内において、周辺部よりも中央付近に多量に供給するこ
とを特徴とするものである。また、請求項８または請求
項９に記載の成膜方法は、請求項４〜６のいずれか一項
に記載の成膜装置を用い、基板に対して第１のソースガ
スおよびこれとは別の第２のソースガスをそれぞれ供給
して該基板上でこれらを反応せしめ、化学気相析出法に
より該基板上に薄膜を成膜する方法であって、上記第１
のソースガスおよび第２のソースガスの少なくとも一方
のガスを、上記基板の成膜面内において、周辺部よりも
中央付近に多量に供給することを特徴とするものであ
る。
【０００６】
【作用】本発明によれば、成膜装置のシャワー噴き出し
面内における、噴き出し孔の分布密度を不均一にする、
あるいは噴き出し孔の大きさを不均一にして、基板に供
給されるガスの量を、その成膜面内において不均一に制
御することによって、成膜時の中間生成物の生成を制御
することができる。その結果、成膜状態、膜質などの制
御が可能となる。特に、成膜装置のシャワー噴き出し孔
の分布密度が噴き出し面の周辺部より中央部のほうが高
くなるようにする、あるいは噴き出し孔の大きさが噴き
出し面の周辺部より中央部のほうが大きくなるようにし
て、基板中央部へのガスの供給量が周辺部への供給量よ
りも多くなるようにすることによって、基板中央部での
反応を促進させて中間生成物の生成を低減させることが
できる。
面内における、噴き出し孔の分布密度を不均一にする、
あるいは噴き出し孔の大きさを不均一にして、基板に供
給されるガスの量を、その成膜面内において不均一に制
御することによって、成膜時の中間生成物の生成を制御
することができる。その結果、成膜状態、膜質などの制
御が可能となる。特に、成膜装置のシャワー噴き出し孔
の分布密度が噴き出し面の周辺部より中央部のほうが高
くなるようにする、あるいは噴き出し孔の大きさが噴き
出し面の周辺部より中央部のほうが大きくなるようにし
て、基板中央部へのガスの供給量が周辺部への供給量よ
りも多くなるようにすることによって、基板中央部での
反応を促進させて中間生成物の生成を低減させることが
できる。
【０００７】また２種類のガスを反応させて薄膜を成膜
する際に、シャワー室内に、隔壁で仕切られた隔室を設
け、それぞれにガスを供給する管を設けるとともに、シ
ャワーの噴き出し面には、シャワー室内のガスが噴き出
されるシャワー室噴き出し孔と隔室内のガスが噴き出さ
れる隔室噴き出し孔とをそれぞれ形成し、かつこれらシ
ャワー室噴き出し孔と隔室噴き出し孔の少なくとも一方
の分布密度あるいは大きさを不均一にして、２つのガス
がシャワー室内で分離した状態とされ、それぞれが基板
に供給されるようにすることによって、２つのガスの供
給条件をそれぞれ制御することが可能となり、成膜条件
を細かく制御することができる。その結果、高品質で膜
質のばらつきが少ない膜を成膜することができる。
する際に、シャワー室内に、隔壁で仕切られた隔室を設
け、それぞれにガスを供給する管を設けるとともに、シ
ャワーの噴き出し面には、シャワー室内のガスが噴き出
されるシャワー室噴き出し孔と隔室内のガスが噴き出さ
れる隔室噴き出し孔とをそれぞれ形成し、かつこれらシ
ャワー室噴き出し孔と隔室噴き出し孔の少なくとも一方
の分布密度あるいは大きさを不均一にして、２つのガス
がシャワー室内で分離した状態とされ、それぞれが基板
に供給されるようにすることによって、２つのガスの供
給条件をそれぞれ制御することが可能となり、成膜条件
を細かく制御することができる。その結果、高品質で膜
質のばらつきが少ない膜を成膜することができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を詳しく説明する。図１は本発
明の成膜装置の第１の例におけるシャワー噴き出し面を
示したものである。この第１の例の成膜装置は、従来の
成膜装置においてシャワー６の噴き出し孔７の分布密度
が不均一になるようにしたものである。この例のシャワ
ー６はその噴き出し面６ａ内において、噴き出し孔７の
面内分布密度が周辺部よりも中央部のほうが高くなるよ
うに形成されたものである。このように噴き出し孔７の
分布密度を不均一にすることによって、成膜を行なう際
には、基板４に対して供給されるソースガスの量が基板
４の周辺部よりも中央付近で多くなる。その結果、基板
４の中央部分での反応が周辺部に比べて促進されことに
より、中間成生物の生成が低減されて均一な膜質の薄膜
を得ることができる。また噴き出し孔７の分布状態はこ
の例に限らず、所望の成膜条件によって適宜変えること
ができる。
明の成膜装置の第１の例におけるシャワー噴き出し面を
示したものである。この第１の例の成膜装置は、従来の
成膜装置においてシャワー６の噴き出し孔７の分布密度
が不均一になるようにしたものである。この例のシャワ
ー６はその噴き出し面６ａ内において、噴き出し孔７の
面内分布密度が周辺部よりも中央部のほうが高くなるよ
うに形成されたものである。このように噴き出し孔７の
分布密度を不均一にすることによって、成膜を行なう際
には、基板４に対して供給されるソースガスの量が基板
４の周辺部よりも中央付近で多くなる。その結果、基板
４の中央部分での反応が周辺部に比べて促進されことに
より、中間成生物の生成が低減されて均一な膜質の薄膜
を得ることができる。また噴き出し孔７の分布状態はこ
の例に限らず、所望の成膜条件によって適宜変えること
ができる。
【０００９】図２は本発明の成膜装置の第２の例におけ
るシャワー噴き出し面を示したものである。この第２の
例の成膜装置は、従来の成膜装置においてシャワー６の
噴き出し孔７の大きさが不均一になるようにしたもので
ある。この例のシャワー６はその噴き出し面６ａ内にお
いて、噴き出し孔７の大きさが周辺部よりも中央部のほ
うが大きくなるように形成されたものである。このよう
に噴き出し孔７の大きさを不均一にすることによって、
成膜を行なう際には、基板４に対して供給されるソース
ガスの量が基板４の周辺部よりも中央付近で多くなる。
その結果、基板４の中央部分での反応が周辺部に比べて
促進されることにより、中間成生物の生成が低減されて
均一な膜質の薄膜を得ることができる。また噴き出し孔
７の大きさはこの例に限らず、所望の成膜条件によって
適宜変えることができる。
るシャワー噴き出し面を示したものである。この第２の
例の成膜装置は、従来の成膜装置においてシャワー６の
噴き出し孔７の大きさが不均一になるようにしたもので
ある。この例のシャワー６はその噴き出し面６ａ内にお
いて、噴き出し孔７の大きさが周辺部よりも中央部のほ
うが大きくなるように形成されたものである。このよう
に噴き出し孔７の大きさを不均一にすることによって、
成膜を行なう際には、基板４に対して供給されるソース
ガスの量が基板４の周辺部よりも中央付近で多くなる。
その結果、基板４の中央部分での反応が周辺部に比べて
促進されることにより、中間成生物の生成が低減されて
均一な膜質の薄膜を得ることができる。また噴き出し孔
７の大きさはこの例に限らず、所望の成膜条件によって
適宜変えることができる。
【００１０】図３は本発明の成膜装置の第３の例を示し
たもので、（ａ）は装置の概略断面図、（ｂ）はシャワ
ー機構の要部断面図である。図３の構成要素において、
図６と同一の構成要素については同一符号を付してその
説明を省略する。この第３の例の装置は、シャワー室１
７内に隔壁で仕切られた隔室１０が設けられており、こ
れらシャワー室１７および隔室１０には、それぞれシャ
ワー室ガス供給管１３および隔室ガス供給管１２からソ
ースガスが供給されるようになっている。そして、シャ
ワー噴き出し面６ａにおいては、シャワー室１７に連通
するシャワー室噴き出し孔２７および隔室１０に連通す
る隔室噴き出し孔１１が設けられている。また、シャワ
ー室ガス供給管１３および隔室ガス供給管１２は反応炉
壁１に設けられた貫通孔１ａ，１ａに挿通されて設けら
れ、この貫通孔１ａとシャワー室ガス供給管１３外壁お
よび隔室ガス供給管１２外壁との隙間は真空絶縁シール
１６によってそれぞれ気密状態に封止されている。ここ
で隔室１０は管状に形成することもできる。また隔室１
０内と隔室ガス噴き出し口１１とが管路１４で連絡して
いる構成とすることができる。
たもので、（ａ）は装置の概略断面図、（ｂ）はシャワ
ー機構の要部断面図である。図３の構成要素において、
図６と同一の構成要素については同一符号を付してその
説明を省略する。この第３の例の装置は、シャワー室１
７内に隔壁で仕切られた隔室１０が設けられており、こ
れらシャワー室１７および隔室１０には、それぞれシャ
ワー室ガス供給管１３および隔室ガス供給管１２からソ
ースガスが供給されるようになっている。そして、シャ
ワー噴き出し面６ａにおいては、シャワー室１７に連通
するシャワー室噴き出し孔２７および隔室１０に連通す
る隔室噴き出し孔１１が設けられている。また、シャワ
ー室ガス供給管１３および隔室ガス供給管１２は反応炉
壁１に設けられた貫通孔１ａ，１ａに挿通されて設けら
れ、この貫通孔１ａとシャワー室ガス供給管１３外壁お
よび隔室ガス供給管１２外壁との隙間は真空絶縁シール
１６によってそれぞれ気密状態に封止されている。ここ
で隔室１０は管状に形成することもできる。また隔室１
０内と隔室ガス噴き出し口１１とが管路１４で連絡して
いる構成とすることができる。
【００１１】図４は上記第３の例のシャワー噴き出し面
６ａを示したものである。この例において、シャワー室
ガス噴き出し孔２７は噴き出し面６ａ全体にわたって均
一な分布密度で設けられており、一方隔室噴き出し孔１
１は噴き出し面６ａの中央部分での分布密度が周辺部分
よりも高くなるように設けられている。また、これら隔
室噴き出し孔１１の分布とシャワー室噴き出し孔２７の
分布とが反対になるように構成することも可能である。
またこれら噴き出し孔の分布状態はこの例に限らず、所
望の成膜条件によって適宜変えることができる。
６ａを示したものである。この例において、シャワー室
ガス噴き出し孔２７は噴き出し面６ａ全体にわたって均
一な分布密度で設けられており、一方隔室噴き出し孔１
１は噴き出し面６ａの中央部分での分布密度が周辺部分
よりも高くなるように設けられている。また、これら隔
室噴き出し孔１１の分布とシャワー室噴き出し孔２７の
分布とが反対になるように構成することも可能である。
またこれら噴き出し孔の分布状態はこの例に限らず、所
望の成膜条件によって適宜変えることができる。
【００１２】このような装置を用いて成膜を行なう際に
は、シャワー室１７と隔室１０には、成膜のための２つ
のソースガスがそれぞれ供給され、それらが混合される
ことなく基板４へ噴き出される。すなわち、第１のソー
スガスはシャワー室ガス供給管１３からシャワー室１７
へ供給され、シャワー室噴き出し孔２７から噴き出され
る。一方第２のソースガスは隔室ガス供給管１２から隔
室１０へ供給され、隔室噴き出し孔１１から噴き出され
る。例えば、ＴＥＯＳ（正ケイ酸エチル）ガスと酸素ガ
スを用いてＳｉＯ2膜を成膜する場合、基板中央部にお
ける酸素ガスの流量がＴＥＯＳガスの流量よりも多くな
るように、ガスを供給することによって、基板中央部で
の中間生成物の生成を低減することができる。このこと
は、図３および図４に示した装置においては、シャワー
室１７にＴＥＯＳガスを供給し、隔室１０に酸素ガスを
供給することによって達成できる。特に２つのソースガ
スのうちの一方のガスに有機シランガス等を用いる場合
は、反応する有機シランガスの基板上へのガス供給量を
変化させずに、中央部での反応をより促進するためにも
う一方のガスの基板上への供給量を変化させて膜質の面
内不均一を小さくすることができる。
は、シャワー室１７と隔室１０には、成膜のための２つ
のソースガスがそれぞれ供給され、それらが混合される
ことなく基板４へ噴き出される。すなわち、第１のソー
スガスはシャワー室ガス供給管１３からシャワー室１７
へ供給され、シャワー室噴き出し孔２７から噴き出され
る。一方第２のソースガスは隔室ガス供給管１２から隔
室１０へ供給され、隔室噴き出し孔１１から噴き出され
る。例えば、ＴＥＯＳ（正ケイ酸エチル）ガスと酸素ガ
スを用いてＳｉＯ2膜を成膜する場合、基板中央部にお
ける酸素ガスの流量がＴＥＯＳガスの流量よりも多くな
るように、ガスを供給することによって、基板中央部で
の中間生成物の生成を低減することができる。このこと
は、図３および図４に示した装置においては、シャワー
室１７にＴＥＯＳガスを供給し、隔室１０に酸素ガスを
供給することによって達成できる。特に２つのソースガ
スのうちの一方のガスに有機シランガス等を用いる場合
は、反応する有機シランガスの基板上へのガス供給量を
変化させずに、中央部での反応をより促進するためにも
う一方のガスの基板上への供給量を変化させて膜質の面
内不均一を小さくすることができる。
【００１３】図５は本発明の装置の第４の例を示したも
のである。この例の装置は上記第３の例の装置におい
て、シャワー噴き出し面６ａにおける隔室噴き出し孔１
１の分布密度を均一にし、その大きさを不均一に形成し
たものである。この例のシャワー６は、シャワー室噴き
出し孔２７は均一な大きさで形成され、一方、隔室噴き
出し孔１１の大きさが噴き出し面の周辺部よりも中央部
のほうが大きくなるように形成されている。またこれら
隔室噴き出し孔１１の大きさとシャワー室噴き出し孔２
７の大きさとが反対になるように構成することも可能で
ある。またこれら噴き出し孔の大きさはこの例に限ら
ず、所望の成膜条件によって適宜変えることができる。
のである。この例の装置は上記第３の例の装置におい
て、シャワー噴き出し面６ａにおける隔室噴き出し孔１
１の分布密度を均一にし、その大きさを不均一に形成し
たものである。この例のシャワー６は、シャワー室噴き
出し孔２７は均一な大きさで形成され、一方、隔室噴き
出し孔１１の大きさが噴き出し面の周辺部よりも中央部
のほうが大きくなるように形成されている。またこれら
隔室噴き出し孔１１の大きさとシャワー室噴き出し孔２
７の大きさとが反対になるように構成することも可能で
ある。またこれら噴き出し孔の大きさはこの例に限ら
ず、所望の成膜条件によって適宜変えることができる。
【００１４】例えば、ＴＥＯＳガスと酸素ガスを用いて
ＳｉＯ2膜を成膜する場合、基板中央部における酸素ガ
スの流量がＴＥＯＳガスの流量よりも多くなるように、
ガスを供給することによって、基板中央部での中間生成
物の生成を低減することができる。このことは、図３お
よび図５に示した装置においては、シャワー室１７にＴ
ＥＯＳガスを供給し、隔室１０に酸素ガスを供給ことに
よって達成できる。さらに、特に２つのソースガスのう
ちの一方のガスに有機シランガス等を用いる場合は、反
応する有機シランガスの基板上へのガス供給量を変化さ
せずに、中央部での反応をより促進するためにもう一方
のガスの基板上への供給量を変化させて膜質の面内不均
一を小さくすることができる。
ＳｉＯ2膜を成膜する場合、基板中央部における酸素ガ
スの流量がＴＥＯＳガスの流量よりも多くなるように、
ガスを供給することによって、基板中央部での中間生成
物の生成を低減することができる。このことは、図３お
よび図５に示した装置においては、シャワー室１７にＴ
ＥＯＳガスを供給し、隔室１０に酸素ガスを供給ことに
よって達成できる。さらに、特に２つのソースガスのう
ちの一方のガスに有機シランガス等を用いる場合は、反
応する有機シランガスの基板上へのガス供給量を変化さ
せずに、中央部での反応をより促進するためにもう一方
のガスの基板上への供給量を変化させて膜質の面内不均
一を小さくすることができる。
【００１５】（実施例１）上記第３の例の装置を用いて
成膜を行った。５”角基板をサセプター３にセットし、
シャワー室ガス供給管１３からＴＥＯＳガスを供給し、
隔室ガス供給管１２からＯ2ガスを供給した。１３．５
６ＭＨｚ、３００Ｗ以下のＲＦを印加し、プラズマＣＶ
Ｄにより基板上にＳｉＯ2膜を成膜した。得られたＳｉ
Ｏ2膜についてその基板内の２５点での屈折率の分布を
測定したところ、１．４６±０．０１であった。また成
膜したＳｉＯ2を用いてＭＯＳキャパシタを作製し、こ
のキャパシタ５０個の絶縁耐圧の度数分布を調べた。そ
の結果を図８に示す。得られたキャパシタの絶縁耐圧の
平均値は７．９５（ＭＶ／ｃｍ）、分散値は１．７６
（ＭＶ／ｃｍ）であった。
成膜を行った。５”角基板をサセプター３にセットし、
シャワー室ガス供給管１３からＴＥＯＳガスを供給し、
隔室ガス供給管１２からＯ2ガスを供給した。１３．５
６ＭＨｚ、３００Ｗ以下のＲＦを印加し、プラズマＣＶ
Ｄにより基板上にＳｉＯ2膜を成膜した。得られたＳｉ
Ｏ2膜についてその基板内の２５点での屈折率の分布を
測定したところ、１．４６±０．０１であった。また成
膜したＳｉＯ2を用いてＭＯＳキャパシタを作製し、こ
のキャパシタ５０個の絶縁耐圧の度数分布を調べた。そ
の結果を図８に示す。得られたキャパシタの絶縁耐圧の
平均値は７．９５（ＭＶ／ｃｍ）、分散値は１．７６
（ＭＶ／ｃｍ）であった。
【００１６】（比較例１）図６に示した従来の装置を用
いて成膜を行った。ＴＥＯＳガスおよびＯ2ガスを混合
した状態でガス供給管８からシャワー室１７に供給した
他は、上記実施例１と同様にしてＳｉＯ2膜を成膜し
た。得られたＳｉＯ2膜についてその基板内の２５点で
の屈折率の分布を測定したところ、１．４５±０．０４
であった。また成膜したＳｉＯ2を用いてＭＯＳキャパ
シタを作製し、このキャパシタ５０個の絶縁耐圧の度数
分布を調べた。その結果を図９に示す。得られたキャパ
シタの絶縁耐圧の平均値は６．９９（ＭＶ／ｃｍ）、分
散値は１．９３（ＭＶ／ｃｍ）であった。これら実施例
１および比較例１の結果より、本発明によれば、従来の
ものに比べて、屈折率の面内均一性が大幅に改善された
ＳｉＯ2膜が得られ、そのＳｉＯ2膜を用いたＭＯＳキャ
パシタは、絶縁耐圧の平均値が向上され、分散値も大幅
に改善されることが認められた。
いて成膜を行った。ＴＥＯＳガスおよびＯ2ガスを混合
した状態でガス供給管８からシャワー室１７に供給した
他は、上記実施例１と同様にしてＳｉＯ2膜を成膜し
た。得られたＳｉＯ2膜についてその基板内の２５点で
の屈折率の分布を測定したところ、１．４５±０．０４
であった。また成膜したＳｉＯ2を用いてＭＯＳキャパ
シタを作製し、このキャパシタ５０個の絶縁耐圧の度数
分布を調べた。その結果を図９に示す。得られたキャパ
シタの絶縁耐圧の平均値は６．９９（ＭＶ／ｃｍ）、分
散値は１．９３（ＭＶ／ｃｍ）であった。これら実施例
１および比較例１の結果より、本発明によれば、従来の
ものに比べて、屈折率の面内均一性が大幅に改善された
ＳｉＯ2膜が得られ、そのＳｉＯ2膜を用いたＭＯＳキャ
パシタは、絶縁耐圧の平均値が向上され、分散値も大幅
に改善されることが認められた。
【００１７】上記実施例においてはプラズマＣＶＤ法を
用いた成膜方法について説明したが、本発明はこれに限
らず、他のＣＶＤ法にも適用が可能である。また、上記
の実施例においてソースガスの例としてＴＥＯＳガスお
よびＯ2を例に挙げて説明したが、本発明はこれらに限
られるものではなく、２種類の異なるガスを反応させて
成膜を行なうものであれば、広く適用可能である。
用いた成膜方法について説明したが、本発明はこれに限
らず、他のＣＶＤ法にも適用が可能である。また、上記
の実施例においてソースガスの例としてＴＥＯＳガスお
よびＯ2を例に挙げて説明したが、本発明はこれらに限
られるものではなく、２種類の異なるガスを反応させて
成膜を行なうものであれば、広く適用可能である。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、成
膜装置のシャワー噴き出し面内における、噴き出し孔の
分布密度を不均一にする、あるいは噴き出し孔の大きさ
を不均一にして、基板に供給されるガスの量を、その成
膜面内において不均一に制御することによって、成膜時
の中間生成物の生成を制御することができる。その結
果、成膜を効率的に行なうことができる。特に、成膜装
置のシャワー噴き出し孔の分布密度が噴き出し面の周辺
部より中央部のほうが高くなるようにする、あるいは噴
き出し孔の大きさが噴き出し面の周辺部より中央部のほ
うが大きくなるようにして、基板中央部へのガスの供給
量が周辺部への供給量よりも多くなるようにすることに
よって、基板中央部での反応を促進させて中間生成物の
生成を低減させることができる。その結果、膜質が均一
で高品質の膜を得ることができ、良好な半導体集積回
路、特に液晶ディスプレイのような大面積のものの作製
も可能となる。
膜装置のシャワー噴き出し面内における、噴き出し孔の
分布密度を不均一にする、あるいは噴き出し孔の大きさ
を不均一にして、基板に供給されるガスの量を、その成
膜面内において不均一に制御することによって、成膜時
の中間生成物の生成を制御することができる。その結
果、成膜を効率的に行なうことができる。特に、成膜装
置のシャワー噴き出し孔の分布密度が噴き出し面の周辺
部より中央部のほうが高くなるようにする、あるいは噴
き出し孔の大きさが噴き出し面の周辺部より中央部のほ
うが大きくなるようにして、基板中央部へのガスの供給
量が周辺部への供給量よりも多くなるようにすることに
よって、基板中央部での反応を促進させて中間生成物の
生成を低減させることができる。その結果、膜質が均一
で高品質の膜を得ることができ、良好な半導体集積回
路、特に液晶ディスプレイのような大面積のものの作製
も可能となる。
【００１９】また２種類のガスを反応させて薄膜を成膜
する際に、シャワー室内に、隔壁で仕切られた隔室を設
け、それぞれにガスを供給する管を設けるとともに、シ
ャワーの噴き出し面には、シャワー室内のガスが噴き出
されるシャワー室噴き出し孔と隔室内のガスが噴き出さ
れる隔室噴き出し孔とをそれぞれ形成し、かつこれらシ
ャワー室噴き出し孔と隔室噴き出し孔の少なくとも一方
の分布密度あるいは大きさを不均一にして、２つのガス
がシャワー室内で分離した状態とされ、それぞれが基板
に供給されるようにすることによって、２つのガスの供
給条件をそれぞれ制御することが可能となり、成膜条件
を精密に制御することができる。その結果、高品質で膜
質のばらつきが少ない膜を成膜することができる。
する際に、シャワー室内に、隔壁で仕切られた隔室を設
け、それぞれにガスを供給する管を設けるとともに、シ
ャワーの噴き出し面には、シャワー室内のガスが噴き出
されるシャワー室噴き出し孔と隔室内のガスが噴き出さ
れる隔室噴き出し孔とをそれぞれ形成し、かつこれらシ
ャワー室噴き出し孔と隔室噴き出し孔の少なくとも一方
の分布密度あるいは大きさを不均一にして、２つのガス
がシャワー室内で分離した状態とされ、それぞれが基板
に供給されるようにすることによって、２つのガスの供
給条件をそれぞれ制御することが可能となり、成膜条件
を精密に制御することができる。その結果、高品質で膜
質のばらつきが少ない膜を成膜することができる。
【図１】 本発明の成膜装置の第１の例におけるシャワ
ー噴き出し面の平面図である。
ー噴き出し面の平面図である。
【図２】 本発明の成膜装置の第２の例におけるシャワ
ー噴き出し面の平面図である。
ー噴き出し面の平面図である。
【図３】 本発明の成膜装置の第３の例を示したもの
で、（ａ）は装置の概略断面図、（ｂ）はシャワー機構
の要部断面図である。
で、（ａ）は装置の概略断面図、（ｂ）はシャワー機構
の要部断面図である。
【図４】 本発明の成膜装置の第３の例におけるシャワ
ー噴き出し面の平面図である。
ー噴き出し面の平面図である。
【図５】 本発明の成膜装置の第４の例におけるシャワ
ー噴き出し面の平面図である。
ー噴き出し面の平面図である。
【図６】 従来の成膜装置を示した概略断面図である。
【図７】 従来の成膜装置におけるシャワー噴き出し面
の平面図である。
の平面図である。
【図８】 本発明によるＭＯＳキャパシタの絶縁耐圧を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図９】 従来例によるＭＯＳキャパシタの絶縁耐圧を
示すグラフである。
示すグラフである。
４ 基板 ６ シャワー ６ａ 噴き出し面 ７ 噴き出し孔 ８ ガス供給管 １０ 隔室 １１ 隔室噴き出し孔 １２ 隔室ガス供給管 １３ シャワー室ガス供給管 １７ シャワー室 ２７ シャワー室噴き出し孔
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−60875（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−13573（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−144753（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−90169（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−312346（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−6961（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−654（ＪＰ，Ａ) 特公 平４−31023（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (9)
- 【請求項１】 化学気相析出法により基板上に薄膜を成
膜する装置であって、シャワー室と、該シャワー室にソ
ースガスを供給するガス供給管と、上記基板に対向し上
記シャワー室内のガスを該基板に向かって噴き出す多数
の噴き出し孔が形成された噴き出し面とからなるシャワ
ーを備えてなり、上記噴き出し面内における上記噴き出
し孔の分布密度が、上記噴き出し面の周辺部よりも中央
部のほうが高くなっていることを特徴とする成膜装置。 - 【請求項２】 化学気相析出法により基板上に薄膜を成
膜する装置であって、シャワー室と、該シャワー室にソ
ースガスを供給するガス供給管と、上記基板に対向し上
記シャワー室内のガスを該基板に向かって噴き出す多数
の噴き出し孔が形成された噴き出し面とからなるシャワ
ーを備えてなり、上記噴き出し孔の大きさが上記噴き出
し面の周辺部よりも中央部のほうが大きくなっているこ
とを特徴とする成膜装置。 - 【請求項３】 上記シャワーが高周波電源に接続され、
該シャワーと上記基板間の放電によって、該基板上にプ
ラズマ化学気相析出法による薄膜が形成されることを特
徴とする請求項１または請求項２に記載の成膜装置。 - 【請求項４】 化学気相析出法により基板上に薄膜を成
膜する装置であって、シャワー室と、 該シャワー室内を隔壁で仕切って設けられた隔室と、 上記シャワー室にソースガスを供給するシャワー室ガス
供給管と、 上記隔室にこれとは別のソースガスを供給する隔室ガス
供給管と、 上記基板に対向し、上記シャワー室内のソースガスを該
基板に向かって噴き出す多数のシャワー室噴き出し孔お
よび上記隔室内のソースのガスを該基板に向かって噴き
出す多数の隔室噴き出し孔が形成された噴き出し面とか
らなるシャワーを備えてなり、 上記噴き出し面内において、上記シャワー室噴き出し孔
および隔室噴き出し孔の少なくとも一方の分布密度が、
上記噴き出し面の周辺部よりも中央部のほうが高くなっ
ていることを特徴とする成膜装置。 - 【請求項５】 化学気相析出法により基板上に薄膜を成
膜する装置であって、シャワー室と、 該シャワー室内を隔壁で仕切って設けられた隔室と、 上記シャワー室にソースガスを供給するシャワー室ガス
供給管と、 上記隔室にこれとは別のソースガスを供給する隔室ガス
供給管と、 上記基板に対向し、上記シャワー室内のソースガスを該
基板に向かって噴き出す多数のシャワー室噴き出し孔お
よび上記隔室内のソースガスを該基板に向かって噴き出
す多数の隔室噴き出し孔が形成された噴き出し面とから
なるシャワーを備えてなり、 上記シャワー室噴き出し孔および隔室噴き出し孔の少な
くとも一方の大きさが上記噴き出し面の周辺部よりも中
央部のほうが大きくなっていることを特徴とする成膜装
置。 - 【請求項６】 上記シャワーが高周波電源に接続され、
該シャワーと上記基板間の放電によって、該基板上にプ
ラズマ化学気相析出法による薄膜が形成されることを特
徴とする請求項４または請求項５に記載の成膜装置。 - 【請求項７】 基板に対してソースガスを供給し、化学
気相析出法により該基板上に薄膜を成膜する方法であっ
て、 上記ソースガスを、上記基板の成膜面内において、周辺
部よりも中央付近に多量に供給することを特徴とするこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の成膜装
置を用いた成膜方法。 - 【請求項８】 基板に対して第１のソースガスおよびこ
れとは別の第２のソースガスをそれぞれ供給して該基板
上でこれらを反応せしめ、化学気相析出法により該基板
上に薄膜を成膜する方法であって、上記第１のソースガ
スおよび第２のソースガスの少なくとも一方のガスを、
上記基板の成膜面内において、周辺部よりも中央付近に
多量に供給することを特徴とする請求項４〜６のいずれ
かに記載の成膜装置を用いた成膜方法。 - 【請求項９】 上記第１のガスとして有機シランガスを
用い、上記第２のガスとして酸素ガスを用い、 有機シランガスを上記基板の成膜面内において、周辺部
よりも中央付近に多量に供給し、 かつ酸素ガスを上記基板の成膜面内において、周辺部よ
りも中央付近に多量ことを特徴とする請求項８記載の成
膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6168437A JP2726005B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 成膜装置および成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6168437A JP2726005B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 成膜装置および成膜方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0835067A JPH0835067A (ja) | 1996-02-06 |
| JP2726005B2 true JP2726005B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=15868108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6168437A Expired - Fee Related JP2726005B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 成膜装置および成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2726005B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR100466867B1 (ko) * | 1997-07-03 | 2005-04-19 | 삼성전자주식회사 | 증착속도가일정한플라즈마인헨스드화학기상증착장치 |
| JP4147608B2 (ja) * | 1998-03-06 | 2008-09-10 | 東京エレクトロン株式会社 | 熱処理装置 |
| US6942753B2 (en) * | 2003-04-16 | 2005-09-13 | Applied Materials, Inc. | Gas distribution plate assembly for large area plasma enhanced chemical vapor deposition |
| JP4317120B2 (ja) * | 2004-12-02 | 2009-08-19 | キヤノンアネルバ株式会社 | 金属膜作製装置及び金属膜作製方法 |
| JP5101029B2 (ja) * | 2006-03-27 | 2012-12-19 | 三菱重工業株式会社 | 光電変換素子製造装置および光電変換素子製造方法 |
| KR20090078538A (ko) * | 2008-01-15 | 2009-07-20 | 삼성전기주식회사 | 샤워 헤드와 이를 구비하는 화학 기상 증착 장치 |
| JP5026373B2 (ja) * | 2008-09-04 | 2012-09-12 | シャープ株式会社 | 気相成長装置及び気相成長方法 |
| JP2009191365A (ja) * | 2009-03-19 | 2009-08-27 | Canon Anelva Corp | 金属膜作製装置及び金属膜作製方法 |
| US20120312234A1 (en) * | 2011-06-11 | 2012-12-13 | Tokyo Electron Limited | Process gas diffuser assembly for vapor deposition system |
| JP6485270B2 (ja) * | 2015-07-28 | 2019-03-20 | 三菱マテリアル株式会社 | プラズマ処理装置用電極板 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6213573A (ja) * | 1985-07-10 | 1987-01-22 | Fujitsu Ltd | Ｃｖｄ装置 |
| JPS6260875A (ja) * | 1985-09-10 | 1987-03-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマｃｖｄ装置 |
| JPH04654A (ja) * | 1990-04-18 | 1992-01-06 | Nec Corp | バス制御方式 |
| JP2926353B2 (ja) * | 1990-05-29 | 1999-07-28 | 東芝機械株式会社 | 射出成形機のノズル後退量制御方法 |
| JPH0590169A (ja) * | 1991-09-25 | 1993-04-09 | Hitachi Ltd | ガス供給装置およびそれを備えたマイクロ波プラズマ成膜装置 |
| JPH05144753A (ja) * | 1991-11-21 | 1993-06-11 | Nissin Electric Co Ltd | 薄膜気相成長装置 |
| JPH076961A (ja) * | 1993-06-16 | 1995-01-10 | Nec Yamaguchi Ltd | プラズマ気相成長装置 |
| JPH07312346A (ja) * | 1994-05-18 | 1995-11-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理装置 |
-
1994
- 1994-07-20 JP JP6168437A patent/JP2726005B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0835067A (ja) | 1996-02-06 |
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