JP2783796B2 - 堆積膜形成装置及びプラズマ処理装置 - Google Patents
堆積膜形成装置及びプラズマ処理装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は堆積膜形成装置及びプラズマ処理装置に係
り、特に反応ガスを化学反応させることによって、基体
上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置及びプラズマ処理
装置に関する。 〔従来技術およびその問題点〕 CVD（Chemical Vapour Deposition）装置は、形成さ
せようとする薄膜材料を構成する元素からなる一種また
はそれ以上の化合物、単体のガスを基板上に供給し、主
として気相での化学反応（熱分解を含む）により所望の
薄膜を形成させる装置をいい、CVDの反応に必要なエネ
ルギーは、光，熱，プラズマ等によって与えるものであ
る。以下、CVD装置の一例として、プラズマCVD装置につ
いて説明する。 第２図（Ａ）は従来のバレル型プラズマCVD装置の一
例を示す模式的縦断面図である。第２図（Ｂ）は第２図
（Ａ）のＸ−Ｘ及びＹ−Ｙ横断面の組合せ図である。 同図において、１は反応管であり、円筒形の堆積膜形
成管1bと、同じく円筒形のプラズマ生成管1aと、このプ
ラズマ生成管1aに反応ガスを供給する導入管７とから構
成される。プラズマ生成管1aに導入された反応ガスはプ
ラズマ生成管外部に設置される高周波コイル２によって
印加される高周波により活性化されてプラズマが発生
し、プラズマ反応によって堆積物が生成され、堆積膜形
成管1b内で基体支持部材４上の基体３に堆積膜を形成す
る。 上記バレル型プラズマCVD装置においては、一般的に
堆積膜を堆積させる基体３は、断面が円形のプラズマ生
成管1aの中心軸と同軸の堆積膜形成管1bの中心に配置さ
れているが、基体３の中心付近では反応ガスの乱流が発
生しやすく、膜厚，膜質ともにむらが生じやすいという
問題点を生じていた。このような膜厚，膜質のむら等の
膜むらは軸対称に近い形となっており、基体を回転させ
ることによってもあまり改善されず、堆積膜から形成さ
れる素子の歩留りを低下させる要因となっていた。 本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、膜む
らの少ない堆積膜形成装置及びプラズマ処理装置を提供
することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の堆積膜形成装置は、反応ガスを化学反応させ
ることによって、基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成
装置において、角型形状の反応ガス噴出口と、該反応ガ
ス噴出口の直下ではない下部で、且つ該角型形状の反応
ガス噴出口の対角線の延長線をまたがない位置に前記基
体を保持し、且つ該基体を回転させる基体保持手段を有
することを特徴とする。 本発明のプラズマ処理装置は、プラズマを用いて基体
を処理するプラズマ処理装置において、角型形状の反応
ガス噴出口と、該反応ガス噴出口の直下ではない下部
で、且つ該角型形状の反応ガス噴出口の対角線の延長線
をまたがない位置に前記基体を保持し、且つ該基体を回
転させる基体保持手段を有することを特徴とする。 なお、本発明において、角型形状とは三角形，四角
形，五角形等の複数の辺を有するものをいう。 〔作用〕 本発明は、反応ガス噴出口を角形形状に形成し、この
反応ガス噴出口の辺に対向するように基体を配置したこ
とにより、基体に対して略直線状に反応ガスを噴出さ
せ、形成される堆積膜の等厚線が基体上を直線状に横切
るような構成とし、さらに基体を回転させることによ
り、基体上での堆積膜形成を均一化させよとするもので
ある。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説
明する。 なお、本発明の堆積膜形成装置の一例としてパレル型
プラズマCVD装置を取り上げる。 第１図（Ａ）は本発明によるバレル型プラズマCVD装
置の一例を示す模式的縦断面図である。第１図（Ｂ）は
第１図（Ａ）のＸ−Ｘ及びＹ−Ｙ横断面の組合せ図であ
る。なお第２図に示したバレル型プラズマCVD装置と同
一構成部材については同一符号を付する。 同図において、１は反応管であり、円筒形の堆積膜形
成管1bと、同じく円筒形のプラズマ生成管1aと、このプ
ラズマ生成管1aに反応ガスを供給する導入管７とから構
成される。プラズマ生成管1aに導入された反応ガスはプ
ラズマ生成管外部に設置される高周波コイル２によって
印加される高周波により活性化されてプラズマが発生
し、プラズマ反応によって堆積物が生成され、堆積膜形
成管1b内で基体３上に堆積膜を形成する。本実施例では
第１図（Ａ），（Ｂ）に示すように、プラズマ生成管1a
と堆積膜形成管1bとの間には反応ガス噴出口となる方形
オリフィス６が設けられており、この方形オリフィス６
の各辺に対向して４つの基体３が基板支持部材４上に配
置されている。基板支持部材４は回転可能となってお
り、基体３とともに回転する。５はカバーであり、基板
支持部材４の軸、特にシール部分に膜が付着し、回転，
真空特性が劣化するのを防ぐ。 このような構成の堆積膜形成装置において、導入管７
か反応ガスを導入する。反応ガスとしては、窒化シリコ
ン膜を堆積させる場合はSiH4＋N2又はNH3、酸化シリコ
ン膜を堆積させる場合はSiH4＋N2O又はO2、多結晶シリ
コン膜を堆積させる場合はSiH4＋H2又はArが用いられ
る。導入された反応ガスは高周波コイル内部で活性化さ
れてプラズマが発生し、このプラズマによって生成した
堆積物は方形オリフィス６を通過することによって、膜
厚分布が方形状になるように堆積する。 この時、基体３は方形オリフィス６の各辺に対向して
設けられているので、堆積膜の等厚線は基体３上を直線
状に横切る。堆積膜形成速度に合わせて、基体３をそれ
ぞれ回転すれば、基体全体にわたって、均一な膜厚分布
が得られる。 又、基体上のガスの流れは層流になるので膜質のむら
も減少する。 上記実施例において、プラズマを発生させる方式とお
しては高周波コイル型の他に、容量結合型でも導波管を
用いた型でも、又直流放電型でもよい。 また、導入管７は一つしか設けていないが、導入する
反応ガスの種類の数だけ設けてもよい。導入管７の導入
口を方形形状等の角型形状として基板近傍に設ければ、
前記導入口が反応ガス噴出口となり、方形オリフィス６
を設けなくともよい。なお、方形オリフィス６を設けず
にプラズマ発生管1aの管断面形状を方形形状としてもよ
い。 反応ガス噴出口の形状は方形形状に限定されず三角
形，五角形等でもよく、また基体が一枚の場合はスリッ
ト状であってもよい。 本実施例の、用途としてはCVDのみならず、プラズマ
を用いる諸プロセス（エッチング，酸化・窒化，アッシ
ング）にも有効である。 なお、本発明の堆積膜形成装置において、CVD反応は
プラズマ反応に限定されず熱分解，光反応等を用いたも
のであってもよい。 〔発明の効果〕 以上、詳細に説明したように、本発明によれば、基体
面上に堆積膜を均一な膜厚，膜質で形成することがで
き、製造工程上の歩留りを向上させ、堆積膜の品質を向
上させることができる。
り、特に反応ガスを化学反応させることによって、基体
上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置及びプラズマ処理
装置に関する。 〔従来技術およびその問題点〕 CVD（Chemical Vapour Deposition）装置は、形成さ
せようとする薄膜材料を構成する元素からなる一種また
はそれ以上の化合物、単体のガスを基板上に供給し、主
として気相での化学反応（熱分解を含む）により所望の
薄膜を形成させる装置をいい、CVDの反応に必要なエネ
ルギーは、光，熱，プラズマ等によって与えるものであ
る。以下、CVD装置の一例として、プラズマCVD装置につ
いて説明する。 第２図（Ａ）は従来のバレル型プラズマCVD装置の一
例を示す模式的縦断面図である。第２図（Ｂ）は第２図
（Ａ）のＸ−Ｘ及びＹ−Ｙ横断面の組合せ図である。 同図において、１は反応管であり、円筒形の堆積膜形
成管1bと、同じく円筒形のプラズマ生成管1aと、このプ
ラズマ生成管1aに反応ガスを供給する導入管７とから構
成される。プラズマ生成管1aに導入された反応ガスはプ
ラズマ生成管外部に設置される高周波コイル２によって
印加される高周波により活性化されてプラズマが発生
し、プラズマ反応によって堆積物が生成され、堆積膜形
成管1b内で基体支持部材４上の基体３に堆積膜を形成す
る。 上記バレル型プラズマCVD装置においては、一般的に
堆積膜を堆積させる基体３は、断面が円形のプラズマ生
成管1aの中心軸と同軸の堆積膜形成管1bの中心に配置さ
れているが、基体３の中心付近では反応ガスの乱流が発
生しやすく、膜厚，膜質ともにむらが生じやすいという
問題点を生じていた。このような膜厚，膜質のむら等の
膜むらは軸対称に近い形となっており、基体を回転させ
ることによってもあまり改善されず、堆積膜から形成さ
れる素子の歩留りを低下させる要因となっていた。 本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、膜む
らの少ない堆積膜形成装置及びプラズマ処理装置を提供
することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の堆積膜形成装置は、反応ガスを化学反応させ
ることによって、基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成
装置において、角型形状の反応ガス噴出口と、該反応ガ
ス噴出口の直下ではない下部で、且つ該角型形状の反応
ガス噴出口の対角線の延長線をまたがない位置に前記基
体を保持し、且つ該基体を回転させる基体保持手段を有
することを特徴とする。 本発明のプラズマ処理装置は、プラズマを用いて基体
を処理するプラズマ処理装置において、角型形状の反応
ガス噴出口と、該反応ガス噴出口の直下ではない下部
で、且つ該角型形状の反応ガス噴出口の対角線の延長線
をまたがない位置に前記基体を保持し、且つ該基体を回
転させる基体保持手段を有することを特徴とする。 なお、本発明において、角型形状とは三角形，四角
形，五角形等の複数の辺を有するものをいう。 〔作用〕 本発明は、反応ガス噴出口を角形形状に形成し、この
反応ガス噴出口の辺に対向するように基体を配置したこ
とにより、基体に対して略直線状に反応ガスを噴出さ
せ、形成される堆積膜の等厚線が基体上を直線状に横切
るような構成とし、さらに基体を回転させることによ
り、基体上での堆積膜形成を均一化させよとするもので
ある。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説
明する。 なお、本発明の堆積膜形成装置の一例としてパレル型
プラズマCVD装置を取り上げる。 第１図（Ａ）は本発明によるバレル型プラズマCVD装
置の一例を示す模式的縦断面図である。第１図（Ｂ）は
第１図（Ａ）のＸ−Ｘ及びＹ−Ｙ横断面の組合せ図であ
る。なお第２図に示したバレル型プラズマCVD装置と同
一構成部材については同一符号を付する。 同図において、１は反応管であり、円筒形の堆積膜形
成管1bと、同じく円筒形のプラズマ生成管1aと、このプ
ラズマ生成管1aに反応ガスを供給する導入管７とから構
成される。プラズマ生成管1aに導入された反応ガスはプ
ラズマ生成管外部に設置される高周波コイル２によって
印加される高周波により活性化されてプラズマが発生
し、プラズマ反応によって堆積物が生成され、堆積膜形
成管1b内で基体３上に堆積膜を形成する。本実施例では
第１図（Ａ），（Ｂ）に示すように、プラズマ生成管1a
と堆積膜形成管1bとの間には反応ガス噴出口となる方形
オリフィス６が設けられており、この方形オリフィス６
の各辺に対向して４つの基体３が基板支持部材４上に配
置されている。基板支持部材４は回転可能となってお
り、基体３とともに回転する。５はカバーであり、基板
支持部材４の軸、特にシール部分に膜が付着し、回転，
真空特性が劣化するのを防ぐ。 このような構成の堆積膜形成装置において、導入管７
か反応ガスを導入する。反応ガスとしては、窒化シリコ
ン膜を堆積させる場合はSiH4＋N2又はNH3、酸化シリコ
ン膜を堆積させる場合はSiH4＋N2O又はO2、多結晶シリ
コン膜を堆積させる場合はSiH4＋H2又はArが用いられ
る。導入された反応ガスは高周波コイル内部で活性化さ
れてプラズマが発生し、このプラズマによって生成した
堆積物は方形オリフィス６を通過することによって、膜
厚分布が方形状になるように堆積する。 この時、基体３は方形オリフィス６の各辺に対向して
設けられているので、堆積膜の等厚線は基体３上を直線
状に横切る。堆積膜形成速度に合わせて、基体３をそれ
ぞれ回転すれば、基体全体にわたって、均一な膜厚分布
が得られる。 又、基体上のガスの流れは層流になるので膜質のむら
も減少する。 上記実施例において、プラズマを発生させる方式とお
しては高周波コイル型の他に、容量結合型でも導波管を
用いた型でも、又直流放電型でもよい。 また、導入管７は一つしか設けていないが、導入する
反応ガスの種類の数だけ設けてもよい。導入管７の導入
口を方形形状等の角型形状として基板近傍に設ければ、
前記導入口が反応ガス噴出口となり、方形オリフィス６
を設けなくともよい。なお、方形オリフィス６を設けず
にプラズマ発生管1aの管断面形状を方形形状としてもよ
い。 反応ガス噴出口の形状は方形形状に限定されず三角
形，五角形等でもよく、また基体が一枚の場合はスリッ
ト状であってもよい。 本実施例の、用途としてはCVDのみならず、プラズマ
を用いる諸プロセス（エッチング，酸化・窒化，アッシ
ング）にも有効である。 なお、本発明の堆積膜形成装置において、CVD反応は
プラズマ反応に限定されず熱分解，光反応等を用いたも
のであってもよい。 〔発明の効果〕 以上、詳細に説明したように、本発明によれば、基体
面上に堆積膜を均一な膜厚，膜質で形成することがで
き、製造工程上の歩留りを向上させ、堆積膜の品質を向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図（Ａ）は本発明によるバレル型プラズマCVD装置
の一例を示す模式的縦断面図である。第１図（Ｂ）は第
１図（Ａ）のＸ−Ｘ及びＹ−Ｙ横断面の組合せ図であ
る。 第２図（Ａ）は従来のバレル型プラズマCVD装置の一例
を示す模式的縦断面図である。第２図（Ｂ）は第２図
（Ａ）のＸ−Ｘ及びＹ−Ｙ横断面の組合せ図である。 １……反応管、1a……プラズマ生成管、1b……堆積膜形
成管、２……高周波コイル、３……基体、４……基体支
持部材、５……カバー、６……方形オリフィス、７……
導入管
の一例を示す模式的縦断面図である。第１図（Ｂ）は第
１図（Ａ）のＸ−Ｘ及びＹ−Ｙ横断面の組合せ図であ
る。 第２図（Ａ）は従来のバレル型プラズマCVD装置の一例
を示す模式的縦断面図である。第２図（Ｂ）は第２図
（Ａ）のＸ−Ｘ及びＹ−Ｙ横断面の組合せ図である。 １……反応管、1a……プラズマ生成管、1b……堆積膜形
成管、２……高周波コイル、３……基体、４……基体支
持部材、５……カバー、６……方形オリフィス、７……
導入管
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名)
H01L 21/205
H01L 21/31
C23C 16/44
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．反応ガスを化学反応させることによって、基体上に
堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、 角型形状の反応ガス噴出口と、該反応ガス噴出口の直下
ではない下部で、且つ該角型形状の反応ガス噴出口の対
角線の延長線をまたがない位置に前記基体を保持し、且
つ該基体を回転させる基体保持手段を有することを特徴
とする堆積膜形成装置。 ２．前記反応ガスを導入する反応ガス導入管を有し、該
反応ガス導入管の導入口を前記角型形状の反応ガス噴出
口としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
堆積膜形成装置。 ３．前記反応ガスを導入する反応ガス導入管と前記基体
との間に角型形状の開口部を有する部材を配置し、該開
口部を前記角型形状の反応ガス噴出口としたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の堆積膜形成装置。 ４．前記反応ガスを導入する反応ガス導入管が取付けら
れた筒状の第１の管と、前記基体を収容する第２の管と
が接続されて構成される堆積膜形成装置であって、前記
第１の管の断面形状は角型形状であり、該第１の管の前
記第２の管との接続端を、前記角型形状の反応ガス噴出
口としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
堆積膜形成装置。 ５．前記角型形状はスリット状であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の堆積膜形成装置。 ６．前記反応ガス導入管は複数であることを特徴とする
特許請求の範囲第２項〜第４項のいずれかの項に記載の
堆積膜形成装置。 ７．プラズマを用いて基体を処理するプラズマ処理装置
において、 角型形状の反応ガス噴出口と、該反応ガス噴出口の直下
ではない下部で、且つ該角型形状の反応ガス噴出口の対
角線の延長線をまたがない位置に前記基体を保持し、且
つ該基体を回転させる基体保持手段を有することを特徴
とするプラズマ処理装置。 ８．前記反応ガスを導入する反応ガス導入管を有し、該
反応ガス導入管の導入口を前記角型形状の反応ガス噴出
口としたことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の
プラズマ処理装置。 ９．前記反応ガスを導入する反応ガス導入管と前記基体
との間に角型形状の開口部を有する部材を配置し、該開
口部を前記角型形状の反応ガス噴出口としたことを特徴
とする特許請求の範囲第７項記載のプラズマ処理装置。 １０．前記反応ガスを導入する反応ガス導入管が取付け
られた筒状の第１の管と、前記基体を収容する第２の管
とが接続されて構成されるプラズマ処理装置であって、
前記第１の管の断面形状は角型形状であり、該第１の管
の前記第２の管との接続端を、前記角型形状の反応ガス
噴出口としたことを特徴とする特許請求の範囲第７項記
載のプラズマ処理装置。 １１．前記角型形状はスリット状であることを特徴とす
る特許請求の範囲第７項記載のプラズマ処理装置。 １２．前記反応ガス導入管は複数であることを特徴とす
る特許請求の範囲第８項〜第10項のいずれかの項に記載
のプラズマ処理装置。 １３．前記プラズマ処理はエッチング処理、酸化処理、
窒化処理、又はアッシング処理であることを特徴とする
特許請求の範囲第７項記載のプラズマ処理装置。 １４．前記反応ガスにエネルギーを印加してプラズマを
発生させる手段を有することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の堆積膜形成装置。 １５．前記反応ガスにエネルギーを印加してプラズマを
発生させる手段を有することを特徴とする特許請求の範
囲第７項記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62123871A JP2783796B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 堆積膜形成装置及びプラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62123871A JP2783796B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 堆積膜形成装置及びプラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63289926A JPS63289926A (ja) | 1988-11-28 |
| JP2783796B2 true JP2783796B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=14871440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62123871A Expired - Fee Related JP2783796B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 堆積膜形成装置及びプラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2783796B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
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|---|---|---|---|---|
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| JP3350929B2 (ja) * | 1991-05-10 | 2002-11-25 | セレステック，インコーポレーテッド | プラズマ堆積方法及び装置 |
| US5204144A (en) * | 1991-05-10 | 1993-04-20 | Celestech, Inc. | Method for plasma deposition on apertured substrates |
| US5342660A (en) * | 1991-05-10 | 1994-08-30 | Celestech, Inc. | Method for plasma jet deposition |
| US5551983A (en) * | 1994-11-01 | 1996-09-03 | Celestech, Inc. | Method and apparatus for depositing a substance with temperature control |
| US5679404A (en) * | 1995-06-07 | 1997-10-21 | Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation | Method for depositing a substance with temperature control |
| US6406760B1 (en) | 1996-06-10 | 2002-06-18 | Celestech, Inc. | Diamond film deposition on substrate arrays |
| US6173672B1 (en) | 1997-06-06 | 2001-01-16 | Celestech, Inc. | Diamond film deposition on substrate arrays |
Family Cites Families (5)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS60169134A (ja) * | 1984-02-13 | 1985-09-02 | Seiko Epson Corp | 化合物半導体薄膜の製造方法 |
| JPS6273707A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-04 | Hitachi Ltd | 半導体製造装置 |
| JPS62193129A (ja) * | 1986-02-19 | 1987-08-25 | Hitachi Ltd | 処理装置 |
| JPH0717478B2 (ja) * | 1986-12-26 | 1995-03-01 | 日本電信電話株式会社 | 有機金属気相成長装置 |
-
1987
- 1987-05-22 JP JP62123871A patent/JP2783796B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPS63289926A (ja) | 1988-11-28 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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