JP2913671B2 - ECR plasma CVD apparatus and method for manufacturing semiconductor device using the same - Google Patents

ECR plasma CVD apparatus and method for manufacturing semiconductor device using the same

Info

Publication number
JP2913671B2
JP2913671B2 JP16728889A JP16728889A JP2913671B2 JP 2913671 B2 JP2913671 B2 JP 2913671B2 JP 16728889 A JP16728889 A JP 16728889A JP 16728889 A JP16728889 A JP 16728889A JP 2913671 B2 JP2913671 B2 JP 2913671B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
introduction window
plasma
microwave introduction
microwave
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP16728889A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0331481A (en
Inventor
淳一 佐藤
哲雄 牛膓
雅和 室山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP16728889A priority Critical patent/JP2913671B2/en
Publication of JPH0331481A publication Critical patent/JPH0331481A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2913671B2 publication Critical patent/JP2913671B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プラズマ励起及び表面反応により薄膜を気
相成長させるプラズマCVD装置に関し、特にプラズマ発
生源にECR(電子サイクロトロン共鳴)現象を利用したE
CRプラズマCVD装置に関する。また、本発明はECRプラズ
マCVD装置を用いた半導体装置の製造方法に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a plasma CVD apparatus for growing a thin film in a vapor phase by plasma excitation and surface reaction, and in particular, utilizes an ECR (Electron Cyclotron Resonance) phenomenon as a plasma source. E
It relates to CR plasma CVD equipment. Further, the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device using an ECR plasma CVD apparatus.

〔発明の概要〕[Summary of the Invention]

本発明は、プラズマ生成室内にガス導入手段を介して
ガスを導入すると共に、マイクロ波導入窓を介してマイ
クロ波を導波してプラズマを発生させ、該プラズマ中の
分子を活性化し、膜形成すべき基板上で反応させて薄膜
を堆積させるECRプラズマCVD装置において、上記マイク
ロ波導入窓を有する上記プラズマ生成室の外側に配した
磁界発生手段を可動にして上記マイクロ波導入窓上に堆
積した不要堆積物をエッチング除去するように構成する
ことにより、マイクロ波導入窓への不要堆積物の堆積を
防止して成膜処理及び装置自体の信頼性並びに成膜処理
工程の効率化を図るようにしたものである。
The present invention introduces a gas into a plasma generation chamber through a gas introduction unit, guides a microwave through a microwave introduction window to generate plasma, activates molecules in the plasma, and forms a film. In an ECR plasma CVD apparatus for reacting and depositing a thin film on a substrate to be deposited, the magnetic field generating means arranged outside the plasma generation chamber having the microwave introduction window was moved to deposit on the microwave introduction window. By configuring the unnecessary deposits to be removed by etching, the deposition of the unnecessary deposits on the microwave introduction window is prevented, and the reliability of the film forming process and the apparatus itself and the efficiency of the film forming process are improved. It was done.

また、本発明は、上記ECRプラズマCVD装置において、
上記マイクロ波導入窓を有する上記プラズマ生成室及び
反応室の外側に夫々磁界発生手段を設け、一方の磁界発
生手段による磁界をマイクロ波導入窓側に発散させて上
記マイクロ波導入窓上に堆積した不要堆積物をエッチン
グ除去するように構成することにより、マイクロ波導入
窓への不要堆積物の堆積を防止して成膜処理及び装置自
体の信頼性並びに成膜処理工程の効率化を図るようにし
たものである。
Further, the present invention provides the above ECR plasma CVD apparatus,
Magnetic field generating means is provided outside each of the plasma generation chamber and the reaction chamber having the microwave introduction window, and the magnetic field generated by one of the magnetic field generation means is diverged to the microwave introduction window side, and unnecessary magnetic fields are deposited on the microwave introduction window. By configuring so that the deposits are removed by etching, the deposition of unnecessary deposits on the microwave introduction window is prevented, and the reliability of the film forming process and the apparatus itself and the efficiency of the film forming process are improved. Things.

また、本発明は、上記ECRプラズマCVD装置を用いて、
基板上に薄膜を形成することにより、マイクロ波導入窓
への膜堆積を防止し、この膜堆積による曇りを防止して
基板上における薄膜の成長を信頼性よく行って特性の良
好な半導体装置を製造することができる。
Further, the present invention, using the above ECR plasma CVD apparatus,
By forming a thin film on the substrate, it is possible to prevent film deposition on the microwave introduction window, prevent clouding due to this film deposition, and reliably grow a thin film on the substrate, thereby providing a semiconductor device having good characteristics. Can be manufactured.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、静磁界中の荷電粒子は、ローレンツ力による
円運動(サイクロトロン運動)を行なう。この運動の角
周波数と高周波電界の周波数2.45GHzを一致させたと
き、共鳴吸収が起こり、電界エネルギが効率よく荷電粒
子に吸収される。この現象を用い反応ガスを効率よく分
解,活性化し、例えば10-5Torr程度の高真空で膜形成を
行なう方法がECRプラズマCVD法である。
Generally, charged particles in a static magnetic field perform circular motion (cyclotron motion) due to Lorentz force. When the angular frequency of this motion is matched with the frequency of the high frequency electric field of 2.45 GHz, resonance absorption occurs, and the electric field energy is efficiently absorbed by the charged particles. ECR plasma CVD is a method of efficiently decomposing and activating a reaction gas using this phenomenon and forming a film under a high vacuum of, for example, about 10 -5 Torr.

このECRプラズマCVD法は、今後の超高集積回路の膜形
成技術として注目されている。その理由は、低圧で放電
(電離)が可能で低圧でも高密度プラズマの形成が可能
であるばかりでなく、プラズマ発生領域と膜成長領域の
分離が可能であること。また、ウェハを支持する試料台
に高周波電圧(RFbias)を印加すれば凹凸面のあるウェ
ハ表面上に平坦化した膜を形成することが可能であるこ
とが挙げられ、その他高周波による基板へのダメージ、
異物発生が低減でき、低温で良質の薄膜を形成すること
が可能である。
This ECR plasma CVD method is attracting attention as a film forming technology for ultra-high integrated circuits in the future. The reason is that discharge (ionization) can be performed at a low pressure, high-density plasma can be formed even at a low pressure, and a plasma generation region and a film growth region can be separated. In addition, if a high-frequency voltage (RFbias) is applied to the sample stage supporting the wafer, it is possible to form a flattened film on the surface of the wafer having an uneven surface. ,
The generation of foreign matter can be reduced, and a high-quality thin film can be formed at a low temperature.

そして現在、上記特徴を充分生かしてECRプラズマCVD
法で膜質の良好な金属膜(例えばタングステン膜)を形
成しようという試みがある。
At present, the above features are fully utilized to make ECR plasma CVD
There has been an attempt to form a metal film having a good film quality (for example, a tungsten film) by the method.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、ECRプラズマCVD法で金属膜を形成する
場合、石英製のマイクロ波導入窓がマイクロ波導入時の
発熱のために温度上昇し、マイクロ波が導入されて原料
ガスが拡散している状況下においては、マイクロ波導入
窓の熱エネルギによって原料ガス中の分子のマイクロ波
導入窓への付着速度が増加して該マイクロ波導入窓にも
膜堆積(不要堆積物の堆積)が起こる。従って、マイク
ロ波導入窓への膜堆積が進むにつれてマイクロ波がプラ
ズマ発生源(プラズマ生成室)に入らなくなり、ウェハ
への膜成長ができなくなるという不都合があった。これ
を解消するため、マイクロ波導入窓に電流電圧(bias)
を印加し、該マイクロ波導入窓に堆積した膜をエッチン
グしながらウェハへの膜成長を行なうという方法が報告
されているが、マイクロ波導入窓自体もエッチングされ
てしまうため、マイクロ波導入窓に曇りを生ぜしめ、そ
の曇りがウェハの膜成長を阻害するという不都合があっ
た(第36回応用物理学関係連合講演会予稿集「プロセス
技術」'88春〜'89春P7213P−ZF−1参照)。
However, when a metal film is formed by the ECR plasma CVD method, the temperature of the quartz microwave introduction window rises due to heat generation at the time of microwave introduction, and the microwave is introduced and the source gas is diffused. In the method, the heat energy of the microwave introduction window increases the rate of attachment of molecules in the raw material gas to the microwave introduction window, and film deposition (deposition of unnecessary deposits) occurs on the microwave introduction window. Accordingly, as the film deposition on the microwave introduction window progresses, the microwave does not enter the plasma generation source (plasma generation chamber), and there is a disadvantage that the film cannot be grown on the wafer. In order to solve this, current voltage (bias)
Is applied, and a film is grown on a wafer while etching the film deposited on the microwave introduction window. However, since the microwave introduction window itself is also etched, the microwave introduction window itself is etched. There was an inconvenience that clouding was generated, and the clouding hindered the film growth on the wafer. (Refer to the 36th Applied Physics Related Lectures "Process Technology" Spring '88 -'89 Spring P7213P-ZF-1 ).

本発明は、このような点に鑑み成されたもので、その
目的とするところは、マイクロ波導入窓自体へのエッチ
ングを生じさせないでマイクロ波導入窓への膜堆積を防
止でき、ウェハへの膜成長及び装置自体の信頼性並びに
成膜処理工程の効率化を図ることができるECRプラズマC
VD装置及びこれを用いた半導体装置の製造方法を提供す
ることにある。
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to prevent film deposition on a microwave introduction window without causing etching on the microwave introduction window itself, and to prevent the film from being deposited on a wafer. ECR plasma C that can improve the reliability of the film growth and the equipment itself and the efficiency of the film forming process
An object of the present invention is to provide a VD device and a method for manufacturing a semiconductor device using the same.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明のECRプラズマCVD装置は、プラズマ生成室
(2)内にガス導入手段(9)を介してガスを導入する
と共に、マイクロ波導入窓(7)を介してマイクロ波を
導波してプラズマを発生させ、該プラズマ中の分子を活
性化し、膜形成すべき基板(ウェハ)(3)上で反応さ
せて薄膜を堆積させるECRプラズマCVD装置において、マ
イクロ波導入窓(7)を有するプラズマ生成室(2)の
外側に配した磁界発生手段(10)を可動にしてマイクロ
波導入窓(7)上に堆積した不要堆積物をエッチング除
去するように構成する。
The ECR plasma CVD apparatus of the present invention introduces a gas into a plasma generation chamber (2) through a gas introduction means (9) and guides a microwave through a microwave introduction window (7) to generate plasma. In a ECR plasma CVD apparatus for generating molecules, activating molecules in the plasma, and reacting on a substrate (wafer) (3) on which a film is to be formed to deposit a thin film, plasma generation having a microwave introduction window (7) The magnetic field generating means (10) disposed outside the chamber (2) is made movable so that unnecessary deposits deposited on the microwave introduction window (7) are removed by etching.

また本発明は、上記ECRプラズマCVD装置において、マ
イクロ波導入窓(7)を有するプラズマ生成室(2)及
び反応室(1)の外側に夫々磁界発生手段(21)及び
(22)を設け、一方の磁界発生手段(22)による磁界を
マイクロ波導入窓(7)側に発散させてマイクロ波導入
窓(7)上に堆積した不要堆積物をエッチング除去する
ように構成する。
Further, according to the present invention, in the above-mentioned ECR plasma CVD apparatus, magnetic field generating means (21) and (22) are provided outside a plasma generation chamber (2) having a microwave introduction window (7) and a reaction chamber (1), respectively. The magnetic field generated by one of the magnetic field generating means (22) is diverged toward the microwave introduction window (7) to remove unnecessary deposits deposited on the microwave introduction window (7) by etching.

また、本発明は、マイクロ波導入窓(7)を有するプ
ラズマ生成室(2)の外側にマイクロ波導入窓(7)に
堆積した不要堆積物のエッチング除去に兼用される磁界
発生手段(10)が可動しうるように配置されたECRプラ
ズマCVD装置の反応室(1)内に、半導体ウエア(3)
を配置し、プラズマ生成室(2)内に反応ガスを導入
し、プラズマ生成室にマイクロ波を導波してプラズマを
発生させ、半導体ウエハ(3)上にCVD薄膜の成長を行
って半導体装置を製造する。
Further, the present invention provides a magnetic field generating means (10) which is also used for etching and removing unnecessary deposits deposited on the microwave introduction window (7) outside the plasma generation chamber (2) having the microwave introduction window (7). In the reaction chamber (1) of the ECR plasma CVD apparatus, which is arranged so that it can move, semiconductor wear (3)
Is placed, a reaction gas is introduced into the plasma generation chamber (2), microwaves are guided to the plasma generation chamber to generate plasma, and a CVD thin film is grown on the semiconductor wafer (3). To manufacture.

また、本発明は、マイクロ波導入窓(7)を有するプ
ラズマ生成室(2)と反応室(1)の夫々の外側に磁界
発生手段(21)及び(22)が配置され、一方の磁界発生
手段(22)がマイクロ波導入窓(7)に堆積した不要堆
積物のエッチング除去に用いられてなるECRプラズマCVD
装置の反応室(1)内に、半導体ウエハ(3)を配置
し、プラズマ生成室(2)内に反応ガスを導入し、半導
体ウエハ(3)上にCVD薄膜の成長を行って半導体装置
を製造する。
Further, according to the present invention, magnetic field generating means (21) and (22) are arranged outside the plasma generating chamber (2) having the microwave introduction window (7) and the reaction chamber (1), respectively. ECR plasma CVD wherein the means (22) is used for etching and removing unnecessary deposits deposited on the microwave introduction window (7)
A semiconductor wafer (3) is placed in a reaction chamber (1) of the apparatus, a reaction gas is introduced into a plasma generation chamber (2), and a CVD thin film is grown on the semiconductor wafer (3) to form a semiconductor device. To manufacture.

〔作用〕[Action]

上述の第1の本発明の構成によれば、プラズマ生成室
(2)の外側に配した磁界発生手段(10)を可動になす
ようにしたので、ウェハ(3)に対する成膜処理時、磁
界発生手段(10)を膜成長領域側即ち反応室(1)側に
位置させることにより、ECRの共鳴点rをマイクロ波導
入窓(7)から遠ざけることが可能となり、マイクロ波
導入窓(7)への膜堆積(不要堆積物の堆積)がほとん
ど行なわれることなく、ウェハ(3)に対し膜形成を行
なうことができる。一方、マイクロ波導入窓(7)に堆
積した膜を除去するときは、磁界発生手段(10)をマイ
クロ波導入窓(7)側に位置させてECRの共鳴点rをマ
イクロ波導入窓(7)側に近づけ、更にプラズマ反応ガ
ス(原料ガス)の代わりにエッチングガスを流すことに
より、マイクロ波導入窓(7)自体をエッチングするこ
となく(低イオンエネルギであるため)、マイクロ波導
入窓(7)に堆積した膜を除去することが可能となる。
このとき、ECRの共鳴点rがマイクロ波導入窓(7)に
近いので、上記マイクロ波導入窓(7)のクリーニング
を効率よく行なうことができる。また、エッチング除去
された膜はガスとなるため、マイクロ波導入窓(7)に
堆積した膜のエッチングに伴なうゴミの発生を抑制する
ことができる。
According to the configuration of the first aspect of the present invention, the magnetic field generating means (10) disposed outside the plasma generation chamber (2) is made movable. By locating the generating means (10) on the film growth region side, that is, on the reaction chamber (1) side, the resonance point r of the ECR can be moved away from the microwave introduction window (7), and the microwave introduction window (7) A film can be formed on the wafer (3) with little film deposition (deposition of unnecessary deposits) on the wafer (3). On the other hand, when removing the film deposited on the microwave introduction window (7), the magnetic field generating means (10) is positioned on the microwave introduction window (7) side, and the resonance point r of the ECR is set to the microwave introduction window (7). ) Side and by flowing an etching gas instead of a plasma reaction gas (raw material gas), without etching the microwave introduction window (7) itself (because of low ion energy), the microwave introduction window ( The film deposited in 7) can be removed.
At this time, since the resonance point r of the ECR is close to the microwave introduction window (7), the microwave introduction window (7) can be efficiently cleaned. Further, since the film removed by etching becomes a gas, generation of dust accompanying etching of the film deposited on the microwave introduction window (7) can be suppressed.

また、第2の本発明の構成によれば、プラズマ生成室
(2)及び反応室(2)の外側に夫々設けた磁界発生手
段(21)及び(22)のうち、一方の磁界発生手段(22)
による磁界をマイクロ波導入窓(7)側に発散させるよ
うにしたので、エッチングガスを導入することにより、
エッチングガスのプラズマを上記磁界によりマイクロ波
導入窓(7)側に送ることが可能となり、マイクロ波導
入窓(7)に堆積した膜(不要堆積物)をエッチング除
去することができる。このエッチングは、低イオンエネ
ルギなのでマイクロ波導入窓(7)はほとんどエッチン
グされない。また、エッチング除去された膜はガスとな
るため、マイクロ波導入窓(7)に堆積した膜のエッチ
ングに伴なうゴミの発生を抑制することができる。
According to the second aspect of the present invention, one of the magnetic field generating means (21) and (22) provided outside the plasma generating chamber (2) and the reaction chamber (2), respectively. twenty two)
The magnetic field caused by the above is diverged to the microwave introduction window (7) side.
The plasma of the etching gas can be sent to the microwave introduction window (7) side by the magnetic field, and the film (unnecessary deposit) deposited on the microwave introduction window (7) can be removed by etching. Since this etching has a low ion energy, the microwave introduction window (7) is hardly etched. Further, since the film removed by etching becomes a gas, generation of dust accompanying etching of the film deposited on the microwave introduction window (7) can be suppressed.

また、上述の第3及び第4の本発明によれば、上記の
構成のECRプラズマCVD装置を用いて半導体上にCVD薄膜
を形成することにより、マイクロ波導入窓への膜堆積が
防止され、この膜堆積による曇りが防止されるため、CV
D薄膜の形成が阻害されることがなく、基板上における
薄膜の成長を信頼性よく行うことができる。従って、特
性の良好な半導体装置を製造することができる。
Further, according to the third and fourth aspects of the present invention, the film deposition on the microwave introduction window is prevented by forming a CVD thin film on a semiconductor using the ECR plasma CVD apparatus having the above configuration, The fogging due to this film deposition is prevented, so the CV
D The thin film can be reliably grown on the substrate without hindering the formation of the thin film. Therefore, a semiconductor device having good characteristics can be manufactured.

〔実施例〕〔Example〕

以下、第1図〜第8図を参照しながら本発明の実施例
を説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

第1図A及びBは、第1実施例に係るECRプラズマCVD
装置を示す構成図である。この図において、(1)はウ
ェハ(3)に対し成膜を行なう反応室、(2)はプラズ
マ生成室を示す。
1A and 1B show an ECR plasma CVD according to a first embodiment.
It is a block diagram showing an apparatus. In this figure, (1) shows a reaction chamber for forming a film on a wafer (3), and (2) shows a plasma generation chamber.

反応室(1)は内部に、ウェハ(3)が載置されるサ
セプタ(4)を有すると共に、側壁にガス導入管(5)
が設けられて成る。また、反応室(1)は、バルブ,ポ
ンプ等よりなる排気系に接続されている。そして、この
反応室(1)の上部にプラズマ引出し窓(6)を介して
プラズマ生成室(2)が設けられ、更にこのプラズマ生
成室(2)に石英製のマイクロ波導入窓(7)を介して
マイクロ波導波管(8)が設けられる。また、プラズマ
生成室にはその上部にガス導入管(9)が設けられる。
The reaction chamber (1) has a susceptor (4) on which a wafer (3) is placed, and a gas introduction pipe (5) on a side wall.
Is provided. The reaction chamber (1) is connected to an exhaust system including a valve, a pump, and the like. A plasma generation chamber (2) is provided above the reaction chamber (1) via a plasma extraction window (6), and a quartz microwave introduction window (7) is further provided in the plasma generation chamber (2). A microwave waveguide (8) is provided therethrough. Further, a gas introduction pipe (9) is provided in the upper part of the plasma generation chamber.

しかして本例においては、プラズマ生成室(2)の外
側において、励磁コイル(10)が図示しない上下摺動機
構に接続されて、プラズマ生成室(2)に対しその外側
を上下に摺動自在に設けられて成る。尚、プラズマ生成
室(2)内及び反応室(1)内は排気系により、圧力5
×10-3Torrの高真空に保たれている。
In the present embodiment, the exciting coil (10) is connected to a vertical sliding mechanism (not shown) outside the plasma generation chamber (2), so that the outside of the plasma generation chamber (2) can slide up and down. It is provided in. The inside of the plasma generation chamber (2) and the inside of the reaction chamber (1) are evacuated to a pressure of 5 by an exhaust system.
It is kept at a high vacuum of × 10 -3 Torr.

そして、上記ECRプラズマCVD装置は次のようにしてウ
ェハ(3)に対し成膜を行なう。
The ECR plasma CVD apparatus forms a film on the wafer (3) as follows.

即ち、第1図Aに示すように、ガス導入管(9)から
プラズマ生成室(2)内に、例えばアルゴンArガス(他
に水素H2ガスも用いられる)を導入すると共に、マイク
ロ波導波管(8)及びマイクロ波導入窓(7)を通じて
同じくプラズマ生成室(2)内にマイクロ波(2.45GHz,
800W)を導波し、更に励磁コイル(10)に電流を流して
プラズマ生成室(2)に下方に向かう磁界を発生させる
と、プラズマ生成室(2)内においてアルゴンArガスプ
ラズマが生成され、自己拡散あるいは磁界により下方、
即ち反応室(1)の方向に流れて所謂プラズマ流(11)
をかたちづくる。このとき、励磁コイル(10)は、図示
しない上下摺動機構によりプラズマ生成室(2)の下
部、即ち反応室(1)に最も近接するところに位置され
(第1図において記号aで示す位置)、それに伴なっ
て、磁界の作用によりサイクロトロン運動を行なってい
る荷電粒子の角周波数とマイクロ波の周波数とが一致す
る点(磁界の強さで言えば875GSのポイント)、即ちECR
の共鳴点rはマイクロ波導入窓(7)から遠ざかったプ
ラズマ生成室(2)内の下部に位置する。
That is, as shown in FIG. 1A, for example, argon Ar gas (otherwise hydrogen H 2 gas is also used) is introduced into the plasma generation chamber (2) from the gas introduction pipe (9), and the microwave waveguide is introduced. The microwave (2.45 GHz, microwave) is introduced into the plasma generation chamber (2) through the tube (8) and the microwave introduction window (7).
800 W), and furthermore, a current flows through the exciting coil (10) to generate a downward magnetic field in the plasma generation chamber (2), thereby generating an argon-Ar gas plasma in the plasma generation chamber (2), By self-diffusion or magnetic field,
That is, a so-called plasma flow (11) flows in the direction of the reaction chamber (1).
Is formed. At this time, the exciting coil (10) is positioned below the plasma generation chamber (2), that is, closest to the reaction chamber (1) by a vertical sliding mechanism (not shown) (the position indicated by the symbol a in FIG. 1). The point where the angular frequency of the charged particles performing cyclotron motion due to the action of the magnetic field coincides with the frequency of the microwave (the point of 875 GS in terms of the strength of the magnetic field), that is, ECR
Is located at the lower part in the plasma generation chamber (2) away from the microwave introduction window (7).

ガス導入管(5)より反応室(1)内に導入された反
応ガスWF6/SiH4/H2は、プラズマ流(11)と共にプラズ
マ引出し窓(6)を介して拡散するプラズマ状態にされ
たアルゴンArのうちの励起準安定状態にあるArによっ
て直接解離される。反応ガスWF6/SiH4/H2は、本例にお
いては、WF6=20SCCM,SiH4=3SCCM,H2=100SCCMとし
た。尚、H2はキャリアガス兼還元ガスである。
The reaction gas WF 6 / SiH 4 / H 2 introduced into the reaction chamber (1) from the gas introduction pipe (5) is brought into a plasma state in which the reaction gas diffuses with the plasma flow (11) through the plasma extraction window (6). Is directly dissociated by Ar * in the excited metastable state of the argon Ar. In this example, the reaction gas WF 6 / SiH 4 / H 2 was WF 6 = 20 SCCM, SiH 4 = 3 SCCM, and H 2 = 100 SCCM. Incidentally, H 2 is a carrier gas and a reducing gas.

このように解離されて活性種となったWあるいはWS
ixはプラズマ流(11)と一体となってサセプタ(4)
上に輸送されてウェハ(3)上にタングステン(W)膜
(以後、単にW膜と記す)あるいはタングステンシリサ
イド(WSix)膜(以後、単にWSix膜と記す)を形成す
る。このとき、通常はマイクロ波導入窓(7)にもW膜
あるいはWSix膜が堆積するが、本例においては、共鳴点
rがマイクロ波導入窓(7)から遠い位置に形成される
ため、上記W膜あるいはWSix膜はマイクロ波導入窓
(7)にはほとんど堆積しない。しかし、ウェハ(3)
への膜形成を何サイクルがくり返すうちにやはりマイク
ロ波導入窓(7)にW膜あるいはWSix膜が堆積する。従
って、本例では、第1図Bに示すように、ウェハ(3)
への膜形成を何サイクルがくり返した後、サセプタ
(4)上にウェハ(3)を載置しない状態でガス導入管
(9)からエッチングガス例えばSF6等を導入すると共
に、励磁コイル(10)をプラズマ生成室(2)の上部、
即ちマイクロ波導波管(8)に最も近接するところに位
置させる(第1図において記号bで示す位置)ことによ
り、マイクロ波導入窓(7)に堆積したW膜あるいはWS
ix膜をエッチング除去する。
W * or WS that has been dissociated into active species in this way
ix * is the susceptor (4) integrated with the plasma flow (11)
The wafer is transported upward to form a tungsten (W) film (hereinafter simply referred to as W film) or a tungsten silicide (WSix) film (hereinafter simply referred to as WSix film) on the wafer (3). At this time, a W film or a WSix film is usually deposited also on the microwave introduction window (7), but in this example, the resonance point r is formed at a position far from the microwave introduction window (7). The W film or WSix film hardly deposits on the microwave introduction window (7). However, the wafer (3)
The W film or the WSix film is deposited on the microwave introduction window (7) as many cycles of film formation are repeated. Therefore, in this example, as shown in FIG.
After a number of cycles of film formation on the susceptor (4), an etching gas such as SF 6 is introduced from the gas introduction pipe (9) while the wafer (3) is not placed on the susceptor (4), and the exciting coil (10) is introduced. ) At the upper part of the plasma generation chamber (2),
That is, the W film or WS deposited on the microwave introduction window (7) is located at the position closest to the microwave waveguide (8) (the position indicated by the symbol b in FIG. 1).
The ix film is removed by etching.

即ち、SF6ガスは共鳴点rにおいてFにプラズマ励
起されると共に、磁界により下方に拡散するが、励磁コ
イル(10)の位置関係により共鳴点rがマイクロ波導入
窓(7)に近接した位置に形成されるため、Fの拡散
の余波がマイクロ波導入窓(7)にも達し、該窓(7)
に堆積したW膜あるいはWSix膜をエッチング除去すると
共に、上述の如く共鳴点rがマイクロ波導入窓(7)に
近接していることに伴ない効率よくマイクロ波導入窓
(7)のクリーニング(W膜あるいはWSix膜のエッチン
グ除去)が行なわれる。更に効率よくマイクロ波導入窓
(7)のクリーニングを行なう場合は、励磁コイル(1
0)の磁界の方向を上方、即ち反応室(1)からマイク
ロ波導入窓(7)に向かうように設定すればよい(第1
図Bにおいて破線で示す)。
That is, the SF 6 gas is plasma-excited to F * at the resonance point r and diffuses downward due to the magnetic field. However, the resonance point r approaches the microwave introduction window (7) due to the positional relationship of the exciting coil (10). Since it is formed at the position, the aftermath of the diffusion of F * reaches the microwave introduction window (7), and the window (7)
The W film or WSix film deposited on the substrate is etched away and the microwave introduction window (7) is efficiently cleaned (W) as the resonance point r approaches the microwave introduction window (7) as described above. Film or WSix film). When cleaning the microwave introduction window (7) more efficiently, the excitation coil (1
The direction of the magnetic field 0) may be set upward, that is, from the reaction chamber (1) to the microwave introduction window (7) (first).
(Indicated by broken lines in FIG. B).

上記エッチングは低イオンエネルギなので石英とタン
グステン(W)のエッチングレート比は1:50となり、石
英はほとんどエッチングされない。従って、石英製であ
るマイクロ波導入窓(7)はほとんどエッチングされ
ず、エッチングによってマイクロ波導入窓(7)に曇り
が発生するという不都合は生じない。また、エッチング
された例えばW膜は、 W+xF→WFx↑ という反応でガスとなり、最終的に排気系によって排気
されるため、エッチングによるゴミの発生を抑制するこ
とができる。
Since the above etching has a low ion energy, the etching rate ratio between quartz and tungsten (W) is 1:50, and quartz is hardly etched. Therefore, the microwave introduction window (7) made of quartz is hardly etched, and there is no inconvenience that the microwave introduction window (7) is fogged by the etching. Further, the etched W film, for example, becomes a gas by the reaction of W + xF * → WFx ↑ and is finally exhausted by the exhaust system, so that generation of dust due to etching can be suppressed.

次に、上記第1実施例と同様に励磁コイルによる、磁
界の作用を用いて不要堆積物(例えばW膜あるいはWSix
膜)のマイクロ波導入窓(7)への堆積を防止するよう
にした第2実施例を第2図に基いて説明する。
Next, as in the first embodiment, unnecessary deposits (for example, W film or WSix
A second embodiment in which the film is prevented from being deposited on the microwave introduction window (7) will be described with reference to FIG.

この第2実施例の構成は、基本的には上記第1実施例
と同じであるが、励磁コイルを2つ用いる点で異なる。
尚、第1実施例と対応するものについては、同符号を記
すと共に、ECRプラズマCVDの詳細説明は省略する。
The configuration of the second embodiment is basically the same as that of the first embodiment, except that two exciting coils are used.
The components corresponding to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description of ECR plasma CVD is omitted.

即ち、この第2実施例は、第2図に示すように、プラ
ズマ生成室(2)の外側には下方に向かう磁界を発生す
る励磁コイル(21)を設けると共に、反応室(1)の外
側には上方に向かう磁界を発生する励磁コイル(22)を
設けて成る。
That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 2, an excitation coil (21) for generating a downward magnetic field is provided outside the plasma generation chamber (2), and the outside of the reaction chamber (1). Is provided with an exciting coil (22) for generating an upward magnetic field.

そして、サセプタ(4)のウェハ(3)に第1実施例
と同様にW膜あるいはWSix膜を形成する場合は、第2図
Aに示すように、励磁コイル(21)をONにする(このと
き励磁コイル(22)はOFF状態になされる)と共に、ガ
ズ導入管(9)からアルゴンArガスをプラズマ生成室
(2)内に導入し、更にマイクロ波導波管(8)及びマ
イクロ波導入窓(7)を通じてマイクロ波をプラズマ生
成室(2)内に導波して、プラズマ生成室(2)内に下
方に向かうArのプラズマ流(11)を形成し、更にガス
導入管(5)から反応ガスWF6/SiH4/H2を反応室(1)
内に導入してウェハ(3)上にW膜あるいはWSix膜を形
成する。
When a W film or a WSix film is formed on the wafer (3) of the susceptor (4) in the same manner as in the first embodiment, the exciting coil (21) is turned ON as shown in FIG. When the exciting coil (22) is turned off), an Ar gas is introduced into the plasma generation chamber (2) from the gas introducing pipe (9), and the microwave waveguide (8) and the microwave introducing window are further introduced. The microwave is guided into the plasma generation chamber (2) through (7) to form a downwardly flowing Ar * plasma flow (11) in the plasma generation chamber (2), and the gas introduction pipe (5) Reaction gas WF 6 / SiH 4 / H 2 from the reaction chamber (1)
To form a W film or a WSix film on the wafer (3).

一方、マイクロ波導入窓(7)に堆積したW膜あるい
はWSix膜をエッチング除去するときは、第2図Bに示す
ように、励磁コイル(21)をOFFにすると共に、励磁コ
イル(22)をONにし、更にエッチングガス、例えばSF6
をガス導入管(5)から反応室(1)内に導入して上
方、即ち反応室(1)からプラズマ生成室(2)に向か
う、Fのプラズマ流(23)を形成することにより、F
をマイクロ波導入窓(7)に輸送して該窓(7)をク
リーニング(W膜あるいはWSix膜のエッチング除去)す
る。
On the other hand, when the W film or WSix film deposited on the microwave introduction window (7) is removed by etching, as shown in FIG. 2B, the exciting coil (21) is turned off and the exciting coil (22) is turned off. Turn on, and further etch gas, for example SF 6
Is introduced into the reaction chamber (1) from the gas introduction pipe (5) to form a plasma flow (23) of F * upward, that is, from the reaction chamber (1) to the plasma generation chamber (2). F
* The cleaning said window (7) and transported to the microwave introducing window (7) (W film or etching removal WSix film).

更に効率よくマイクロ波導入窓(7)をクリーニング
するには、第3図に示すように、マイクロ波導波管を反
応室(1)側にも設けるようにすればよい。即ち、サセ
プタ(4)を中空に形成すると共に、その上端に透明の
石英板(24)を嵌合してサセプタ(4)を一種の光導波
管としても機能させるようにし、このサセプタ(4)の
下部にマイクロ波導波管(25)を接続して構成する。そ
して、マイクロ波導入窓(7)のクリーニング時、マイ
クロ波導波管(8)からのマイクロ波導波を停止し、今
度はサセプタ(4)の下部に設けたマイクロ波導波管
(25)からマイクロ波を導波させ、後は上述と同様に行
なう。このようにすれば、マイクロ波の進む方向と励磁
コイル(22)による磁界の方向が一致するため、F
プラズマ流(23)は効率よくマイクロ波導入窓(7)方
向に流れる。この第2実施例によるマイクロ波導入窓
(7)に堆積したW膜あるいはWSix膜のエッチングは、
第1実施例と同様に低イオンエネルギによるエッチング
であるため、石英製のマイクロ波導入窓(7)はほとん
どエッチングされず、該窓(7)に曇りは生じない。ま
た、エッチングされたW膜あるいはWSix膜はガスとなる
ため、エッチングによるゴミの発生を抑制することがで
きる。
In order to more efficiently clean the microwave introduction window (7), a microwave waveguide may be provided on the reaction chamber (1) side as shown in FIG. That is, the susceptor (4) is formed hollow, and a transparent quartz plate (24) is fitted to the upper end of the susceptor (4) so that the susceptor (4) also functions as a kind of optical waveguide. A microwave waveguide (25) is connected to the lower part of the device. When cleaning the microwave introduction window (7), the microwave waveguide from the microwave waveguide (8) is stopped, and then the microwave is introduced from the microwave waveguide (25) provided below the susceptor (4). , And then the same as above. With this configuration, the direction of the microwave propagation coincides with the direction of the magnetic field generated by the exciting coil (22), so that the F * plasma flow (23) efficiently flows toward the microwave introduction window (7). The etching of the W film or WSix film deposited on the microwave introduction window (7) according to the second embodiment is performed as follows.
Since the etching is performed with low ion energy as in the first embodiment, the quartz microwave introduction window (7) is hardly etched, and the window (7) does not become clouded. Further, since the etched W film or WSix film becomes gas, generation of dust due to etching can be suppressed.

上述の如く第1及び第2実施例によれば、励磁コイル
(10)並びに(21)及び(22)の磁界の作用を用いると
共にエッチングガス(例えばSF6)を導入するようにし
たので、成膜処理サイクルのくり返しによりマイクロ波
導入窓(7)に堆積した不要堆積物を該窓(7)をエッ
チングすることなく除去するとこができ、ウェハ(3)
への成膜に対する信頼性並びに装置自体の信頼性を図る
ことができる。特に、第1実施例によれば、ウェハ
(3)への成膜時、共鳴点rの位置がマイクロ波導入窓
(7)から遠ざがっているため、マイクロ波導入窓
(7)への不要堆積物の堆積がほとんど発生せず、マイ
クロ波導入窓(7)へのクリーニング(堆積した不要堆
積物のエッチング除去)の回数を大幅に減らすことがで
き、成膜処理工程の効率化を図ることができる。一方、
特に第2実施例によれば、2つの励磁コイル(21)及び
(22)が成膜或いは不要堆積物のエッチング除去の一方
の用途専用とされているため、夫々の励磁コイル(21)
及び(22)において磁界の強さや磁束の分布等の条件を
用途に応じて最適化することができる。
As described above, according to the first and second embodiments, since the action of the magnetic field of the exciting coil (10) and (21) and (22) is used and an etching gas (for example, SF 6 ) is introduced, Unnecessary deposits deposited on the microwave introduction window (7) by repeating the film processing cycle can be removed without etching the window (7), and the wafer (3) can be removed.
The reliability of film formation on the substrate and the reliability of the apparatus itself can be improved. In particular, according to the first embodiment, when the film is formed on the wafer (3), the position of the resonance point r is farther from the microwave introduction window (7), so that the film is moved to the microwave introduction window (7). Almost no unnecessary deposits are generated, and the number of times of cleaning (etching and removing the deposited unnecessary deposits) on the microwave introduction window (7) can be greatly reduced, thereby improving the efficiency of the film forming process. Can be planned. on the other hand,
In particular, according to the second embodiment, since the two excitation coils (21) and (22) are dedicated to one of the purposes of forming a film or removing unnecessary deposits by etching, each of the excitation coils (21) and (22) is used.
In (22), conditions such as the strength of the magnetic field and the distribution of the magnetic flux can be optimized according to the application.

次に、励磁コイルによる磁界の作用を用いないでマイ
クロ波導入窓(7)への不要堆積物(例えばW膜あるい
はWSix膜)の堆積を防止するようにしたいくつかの例を
第4図〜第7図に基いて説明する。この第4図〜第7図
に示す例は基本的には第1実施例と同様の構成を有する
ため、夫々第1実施例と対応するものについては同符号
を記すと共に、特に第4図,第6図及び第7図について
は夫々一部を省略し、要部のみを示す。尚、これら第4
図〜第7図に示す励磁コイル(10)は可動型ではなく固
定型である。
Next, some examples of preventing the deposition of unnecessary deposits (for example, a W film or a WSix film) on the microwave introduction window (7) without using the action of the magnetic field by the excitation coil are shown in FIGS. This will be described with reference to FIG. Since the examples shown in FIGS. 4 to 7 have basically the same configuration as that of the first embodiment, the same reference numerals are given to those corresponding to the first embodiment, and in particular, FIGS. 6 and 7 are partially omitted, and only main parts are shown. In addition, these 4th
The excitation coil (10) shown in FIGS. 7 to 9 is not a movable type but a fixed type.

まず、第4図に示す第3実施例は、プラズマ生成室内
(2)にエッチングガスを導入し、光エッチングにより
マイクロ波導入窓(7)に堆積した不要堆積物を除去す
るものである。
First, in the third embodiment shown in FIG. 4, an etching gas is introduced into the plasma generation chamber (2) to remove unnecessary deposits deposited on the microwave introduction window (7) by optical etching.

即ち、プラズマ生成室(2)からマイクロ波導入窓
(7)を介して上方に延びるマイクロ波導波管(8)を
途中で屈折させほぼL字状に形成すると共に、マイクロ
波導入窓(7)に対向する位置に石英製の光透過窓(3
1)を設けて成る。
That is, the microwave waveguide (8) extending upward from the plasma generation chamber (2) via the microwave introduction window (7) is refracted in the middle to form a substantially L-shape, and the microwave introduction window (7) The quartz light transmission window (3
1).

そして、ウェハへの成膜処理によりマイクロ波導入窓
(7)に不要堆積物(例えばW膜あるいはWSix膜)が堆
積したときは、ガス導入管(9)より例えば塩素Cl2
スをプラズマ生成室(2)内に導入すると共に、光源
(例えばXe−Hgランプ等)(32)から光透過窓(31)に
向かって光(33)を照射する。尚、光透過窓(31)及び
マイクロ波導入窓(7)は共に石英製であり、光源(3
2)の発光のうち、Cl2を解離する波長313nmの光を透過
することは言うまでもない。
When unnecessary deposits (for example, W film or WSix film) are deposited on the microwave introduction window (7) by the film formation process on the wafer, for example, chlorine Cl 2 gas is supplied from the gas introduction pipe (9) to the plasma generation chamber. Light (33) is irradiated from a light source (for example, a Xe-Hg lamp) (32) toward the light transmission window (31) while being introduced into (2). The light transmission window (31) and the microwave introduction window (7) are both made of quartz and have a light source (3).
Needless to say, of the light emitted in 2), light having a wavelength of 313 nm that dissociates Cl 2 is transmitted.

さて、マイクロ波導入窓(7)に堆積した不要堆積物
は、上記エッチングガス(Cl2)と光源(32)からの光
透過により、 Cl2→Cl(光による解離) W(WSix)+xCl→WClx↑(又はWOClx↑) というかたちでエッチング除去される。マイクロ波導入
窓(石英製)(7)はClではエッチングされない。
By the way, the unnecessary deposits deposited on the microwave introduction window (7) are separated by Cl 2 → Cl * (dissociation by light) W (WSix) + xCl by the etching gas (Cl 2 ) and light transmission from the light source (32). * Etched and removed in the form of WClx ↑ (or WOClx ↑). The microwave introduction window (made of quartz) (7) is not etched by Cl * .

上述の如くこの第3実施例によれば、上記第1実施例
及び第2実施例と同様に、成膜処理サイクルのくり返し
によりマイクロ波導入窓(7)に堆積した不要堆積物を
該窓(7)をエッチングすることなく除去することがで
き、ウェハへの成膜に対する信頼性並びに装置自体の信
頼性を図ることができる。
As described above, according to the third embodiment, similarly to the first and second embodiments, unnecessary deposits deposited on the microwave introduction window (7) by repeating the film forming process cycle are removed from the window (7). 7) can be removed without etching, and the reliability of film formation on a wafer and the reliability of the apparatus itself can be improved.

次に、第5図に示す第4実施例は、マイクロ波導入窓
(7)をプラズマ生成室(2)から離間させた構造と
し、マイクロ波をリフレクタ(反射鏡)(41)に反射さ
せてプラズマ生成室(2)内に導入することにより、マ
イクロ波導入窓(7)への不要堆積物の堆積を防止する
ものである。
Next, the fourth embodiment shown in FIG. 5 has a structure in which the microwave introduction window (7) is separated from the plasma generation chamber (2), and the microwave is reflected by a reflector (reflecting mirror) (41). The introduction into the plasma generation chamber (2) prevents unnecessary deposits from being deposited on the microwave introduction window (7).

即ち、プラズマ生成室(2)から上方に延びるマイク
ロ波導波管(8)を途中で屈曲させて、ほぼ逆V字状に
形成すると共に、マイクロ波導入窓(7)をプラズマ生
成室(2)内を直接臨まない箇所、即ち本例では逆V字
状を有するマイクロ波導波管(8)の一方の翼部(8a)
内に設けるようにし、更にリフレクタ(41)をマイクロ
波導波管(8)の頂角部分にマイクロ波導入窓(7)と
平行となるように設けて成る。
That is, the microwave waveguide (8) extending upward from the plasma generation chamber (2) is bent in the middle to form a substantially inverted V shape, and the microwave introduction window (7) is formed in the plasma generation chamber (2). A portion that does not directly face the inside, that is, one wing portion (8a) of the microwave waveguide (8) having an inverted V shape in this example.
And a reflector (41) is provided at the apex of the microwave waveguide (8) so as to be parallel to the microwave introduction window (7).

そして、サセプタ(4)上のウェハ(3)に対し成膜
を行なう場合は、ガス導入管(9)から例えばアルゴン
Arガスをプラズマ生成室(2)内に導入すると共に、マ
イクロ波をマイクロ波導波管(8)及びマイクロ波導入
窓(7)を通じて入射させたのちリフレクタ(41)によ
って反射させてプラズマ生成室(2)内に導波させるこ
とによってプラズマ生成室(2)から反応室(1)へ流
れるArのプラズマ流(11)を形成し、更にガス導入管
(5)から例えばWF6/SiH4/H2を反応室(1)内に導入
してウェハ(3)上にW膜あるいはWSix膜を形成する。
このとき、反応ガスとプラズマ流(11)との反応で生成
されたWあるいはWSixは、プラズマ生成室(2)内
の上部にまで拡散するが、マイクロ波導入窓(7)は、
プラズマ生成室(2)上部から離間し、更に直接プラズ
マ生成室(2)内を臨まない位置にあるため、マイクロ
波導入窓(7)に上記WあるいはWSixは達せず、W
膜あるいはWSix膜の堆積は発生しない。
When a film is formed on the wafer (3) on the susceptor (4), for example, argon is supplied from the gas introduction pipe (9).
Ar gas is introduced into the plasma generation chamber (2), and microwaves are made to enter through the microwave waveguide (8) and the microwave introduction window (7), and then reflected by the reflector (41) to be reflected by the plasma generation chamber (2). An Ar * plasma flow (11) flowing from the plasma generation chamber (2) to the reaction chamber (1) is formed by guiding the light into the plasma generation chamber (2), and further, for example, WF 6 / SiH 4 / and H 2 introduced into the reaction chamber (1) in forming a W film or WSix film on the wafer (3).
At this time, W * or WSix * generated by the reaction between the reaction gas and the plasma flow (11) diffuses to the upper portion in the plasma generation chamber (2), but the microwave introduction window (7)
The W * or WSix * does not reach the microwave introduction window (7) because it is separated from the upper part of the plasma generation chamber (2) and does not directly reach the inside of the plasma generation chamber (2).
No film or WSix film deposition occurs.

次に、第6図に示す第5実施例は、マイクロ波導入窓
(7)の外側、即ちプラズマ生成室(2)側にマイクロ
波を透過する材料にて形成されたファン(51)を設け、
そのファン(51)の回転によりマイクロ波導入窓(7)
への不要堆積物の堆積を強制的に抑制するようにしたも
のである。図示の例は、石英製のファン(51)をマイク
ロ波導入窓(7)の外側近傍に設け、モータ(52)によ
り毎分例えば60回転のスピードでファン(51)を回転さ
せて強制的に、即ちファン(51)の回転により発生する
下向きの気流によりガスの流れを下方に向けさせること
によって、不要堆積物のマイクロ波導入窓(7)への堆
積を防止するようにしたものである。
Next, in the fifth embodiment shown in FIG. 6, a fan (51) made of a material that transmits microwaves is provided outside the microwave introduction window (7), that is, on the side of the plasma generation chamber (2). ,
The microwave introduction window (7) by the rotation of the fan (51)
This is to forcibly suppress the accumulation of unnecessary deposits on the soil. In the illustrated example, a quartz fan (51) is provided near the outside of the microwave introduction window (7), and the motor (52) rotates the fan (51) at a speed of, for example, 60 rotations per minute to forcibly. That is, the gas flow is directed downward by the downward airflow generated by the rotation of the fan (51), thereby preventing unnecessary deposits from being deposited on the microwave introduction window (7).

次に、第7図に示す第6実施例は、プラズマ励起によ
りマイクロ波導入窓(7)が温められ、そのマイクロ波
導入窓(7)の熱エネルギによって反応ガス中の分子の
マイクロ波導入窓(7)への付着速度が増加してマイク
ロ波導入窓(7)に不要堆積物の堆積が発生するという
ことに着目して成されたもので、マイクロ波導入窓
(7)の周部に冷却手段を設けて該窓(7)を冷却する
ことにより、不要堆積物のマイクロ波導入窓(7)への
堆積を抑制するようにしたものである。即ち、不要堆積
物のマイクロ波導入窓(7)への付着量は第8図の特性
図に示すように、温度依存性をもっており、低温領域で
は吸着作用による付着が多くなり、高温領域においては
気相成長反応による付着が多くなり、両者ともマイクロ
波導入窓(7)への不要堆積物の付着量が急激に増加す
る。このため、冷却温度は原料ガスの種類によって異な
るが、中間温度領域に保持することにより不要堆積物の
付着を抑制することができる。図示の例では、マイクロ
波導入窓(7)の周部にコイル状の導管(61)を設け、
該導管(61)に冷媒を流してマイクロ波導入窓(7)を
冷却するように構成し、第8図に示す中間温度領域の保
持、即ち温度制御については、冷媒の流量を制御するこ
とによって実現できる。尚、この第6実施例ではマイク
ロ波導入窓(7)の冷却手段として冷媒を用いたものを
例に示したが、この方法に限定されるものではなく、他
の冷却手段を用いてもよい。
Next, in a sixth embodiment shown in FIG. 7, the microwave introduction window (7) is warmed by plasma excitation, and the microwave energy of the microwave introduction window (7) is used by the microwave energy of the microwave introduction window (7). Focusing on the fact that the deposition rate on the microwave introduction window (7) is increased due to an increase in the adhesion speed to the microwave introduction window (7), the periphery of the microwave introduction window (7) is formed. By providing a cooling means to cool the window (7), the accumulation of unnecessary deposits on the microwave introduction window (7) is suppressed. That is, as shown in the characteristic diagram of FIG. 8, the amount of undesired deposits adhering to the microwave introduction window (7) has a temperature dependence, and the adhesion due to the adsorption action increases in a low temperature region, and increases in a high temperature region. The deposition due to the vapor phase growth reaction increases, and in both cases, the deposition amount of the unnecessary deposits on the microwave introduction window (7) sharply increases. For this reason, although the cooling temperature varies depending on the type of the source gas, the adhesion of the unnecessary deposits can be suppressed by maintaining the cooling temperature in the intermediate temperature range. In the illustrated example, a coiled conduit (61) is provided around the microwave introduction window (7),
The microwave introduction window (7) is cooled by flowing a refrigerant through the conduit (61), and the intermediate temperature region shown in FIG. 8 is maintained, that is, the temperature is controlled by controlling the flow rate of the refrigerant. realizable. In the sixth embodiment, the cooling means for cooling the microwave introduction window (7) is shown by way of example using a refrigerant. However, the present invention is not limited to this method, and other cooling means may be used. .

上述の如く第4〜第6実施例によれば、上記第1〜第
3実施例の場合とは異なり、マイクロ波導入窓(7)に
堆積した不要堆積物をエッチング除去するのではなく、
不要堆積物のマイクロ波導入窓(7)への堆積を事前に
防止することができるため、成膜処理を停止することな
く、即ち成膜処理と共に行なうことができ、成膜処理工
程の効率化をより一層図ることができる。
According to the fourth to sixth embodiments as described above, unlike the first to third embodiments, unnecessary deposits deposited on the microwave introduction window (7) are not removed by etching.
Unnecessary deposits can be prevented from being deposited on the microwave introduction window (7) in advance, so that the film formation can be performed without stopping, that is, together with the film formation, and the efficiency of the film formation process can be improved. Can be further improved.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明に係るECRプラズマCVD装置は、マイクロ波導入
窓を有するプラズマ生成室の外側に配した磁界発生手段
を可動にして上記マイクロ波導入窓上に堆積した不要堆
積物をエッチング除去するように構成したので、マイク
ロ波導入窓への不要堆積物の堆積を防止することがで
き、成膜処理及び装置自体の信頼性を図ることができ
る。
The ECR plasma CVD apparatus according to the present invention is configured such that magnetic field generating means arranged outside a plasma generation chamber having a microwave introduction window is movable to etch away unnecessary deposits deposited on the microwave introduction window. Therefore, it is possible to prevent unnecessary deposits from being deposited on the microwave introduction window, and to improve the reliability of the film forming process and the apparatus itself.

また、本発明に係るECRプラズマCVD装置は、マイクロ
波導入窓を有するプラズマ生成室及び反応室の外側に夫
々磁界発生手段を設け、一方の磁界発生手段による磁界
をマイクロ波導入窓側に発散させて上記マイクロ波導入
窓上に堆積した不要堆積物をエッチング除去するように
構成したので、マイクロ波導入窓への不要堆積物の堆積
を防止することができ、成膜処理及び装置自体の信頼性
を図ることができると共に、成膜処理工程の効率化をも
図ることができる。さらに、夫々の磁界発生手段を夫々
の用途に応じて最適化することが可能となる。
Further, the ECR plasma CVD apparatus according to the present invention is provided with a magnetic field generation means outside the plasma generation chamber and the reaction chamber having a microwave introduction window, respectively, and diverges the magnetic field by one of the magnetic field generation means to the microwave introduction window side. Since the unnecessary deposits deposited on the microwave introduction window are configured to be removed by etching, the deposition of the unnecessary deposits on the microwave introduction window can be prevented, and the reliability of the film forming process and the apparatus itself can be reduced. In addition to the above, the efficiency of the film forming process can be improved. Furthermore, each magnetic field generating means can be optimized according to each application.

また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、上述の
本発明のECR装置を用いて半導体ウエハにCVD薄膜を形成
して半導体装置を製造することにより、マイクロ波導入
窓への不要堆積物の膜堆積及びこの膜堆積による曇りが
防止されるので、半導体ウエハ上におけるCVD薄膜の成
長を信頼性よく行うことができ、これにより特性の良好
な半導体装置を製造することができる。
In addition, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises forming a CVD device on a semiconductor wafer by using the above-described ECR device of the present invention to manufacture a semiconductor device, thereby removing unnecessary deposits on a microwave introduction window. Since film deposition and fogging due to this film deposition are prevented, a CVD thin film can be grown on a semiconductor wafer with high reliability, and a semiconductor device having good characteristics can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は第1実施例に係るECRプラズマCVD装置を示す構
成図、第2図は第2実施例に係るECRプラズマCVD装置を
示す構成図、第3図は第2実施例の変形例を示す構成
図、第4図は第3実施例に係るECRプラズマCVD装置を一
部省略して示す構成図、第5図は第4実施例に係るECR
プラズマCVD装置を示す構成図、第6図は第5実施例に
係るECRプラズマCVD装置を一部省略して示す構成図、第
7図は第6実施例に係るECRプラズマCVD装置を一部省略
して示す構成図、第8図はマイクロ波導入窓への付着速
度の温度依存性を示す特性図である。 (1)は反応室、(2)はプラズマ生成室、(3)はウ
ェハ、(4)はサセプタ、(5),(9)はガス導入
管、(6)はプラズマ引出し窓、(7)はマイクロ波導
入窓、(8)はマイクロ波導波管、(10),(21)及び
(22)は励磁コイル、(11)はプラズマ流、(25)はマ
イクロ波導波管、(31)は光透過窓、(32)は光源、
(41)はリフレクタ、(51)はファン、(52)はモータ
である。
FIG. 1 is a block diagram showing an ECR plasma CVD apparatus according to the first embodiment, FIG. 2 is a block diagram showing an ECR plasma CVD apparatus according to the second embodiment, and FIG. 3 is a modification of the second embodiment. FIG. 4 is a block diagram showing the ECR plasma CVD apparatus according to the third embodiment with a part omitted, and FIG. 5 is an ECR plasma CVD apparatus according to the fourth embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a plasma CVD apparatus, FIG. 6 is a configuration diagram partially illustrating an ECR plasma CVD apparatus according to a fifth embodiment, and FIG. 7 is a view partially illustrating an ECR plasma CVD apparatus according to the sixth embodiment. FIG. 8 is a characteristic diagram showing the temperature dependence of the deposition rate on the microwave introduction window. (1) is a reaction chamber, (2) is a plasma generation chamber, (3) is a wafer, (4) is a susceptor, (5) and (9) are gas introduction tubes, (6) is a plasma extraction window, and (7). Is a microwave introduction window, (8) is a microwave waveguide, (10), (21) and (22) are excitation coils, (11) is a plasma flow, (25) is a microwave waveguide, and (31) is Light transmission window, (32) is a light source,
(41) is a reflector, (51) is a fan, and (52) is a motor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C23C 16/00 - 16/56 H01L 21/205,21/31 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C23C 16/00-16/56 H01L 21/205, 21/31

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】プラズマ生成室内にガス導入手段を介して
ガスを導入すると共に、マイクロ波導入窓を介してマイ
クロ波を導波してプラズマを発生させ、該プラズマ中の
分子を活性化し、膜形成すべき基板上で反応させて薄膜
を堆積させるECRプラズマCVD装置において、 上記マイクロ波導入窓を有する上記プラズマ生成室の外
側に配した磁界発生手段とを可動とし、上記マイクロ波
導入窓上に堆積した不要堆積物をエッチング除去するよ
うにしたことを特徴とするECRプラズマCVD装置。
A plasma is generated by introducing a gas into a plasma generation chamber through a gas introduction means, guiding a microwave through a microwave introduction window, activating molecules in the plasma, and forming a film. An ECR plasma CVD apparatus for reacting and depositing a thin film on a substrate to be formed, wherein the magnetic field generation means disposed outside the plasma generation chamber having the microwave introduction window is movable, and the microwave is introduced on the microwave introduction window. An ECR plasma CVD apparatus characterized in that deposited unnecessary deposits are removed by etching.
【請求項2】プラズマ生成室内にガス導入手段を介して
ガスを導入すると共に、マイクロ波導入窓を介してマイ
クロ波を導波してプラズマを発生させ、該プラズマ中の
分子を活性化し、膜形成すべき基板上で反応させて薄膜
を堆積させるECRプラズマCVD装置において、 上記マイクロ波導入窓を有する上記プラズマ生成室の外
側及び反応室の外側に夫々磁界発生手段を設け、一方の
磁界発生手段による磁界をマイクロ波導入窓側に発散さ
せ、上記マイクロ波導入窓上に堆積した不要堆積物をエ
ッチング除去するようにしたことを特徴とするECRプラ
ズマCVD装置。
2. A plasma is generated by introducing a gas into a plasma generation chamber through a gas introduction means, guiding a microwave through a microwave introduction window, and activating molecules in the plasma. An ECR plasma CVD apparatus for reacting and depositing a thin film on a substrate to be formed, wherein magnetic field generating means is provided outside the plasma generation chamber having the microwave introduction window and outside the reaction chamber, and one of the magnetic field generating means is provided. An ECR plasma CVD apparatus characterized in that a magnetic field generated by the above is diverged toward the microwave introduction window, and unnecessary deposits deposited on the microwave introduction window are removed by etching.
【請求項3】マイクロ波導入窓を有するプラズマ生成室
の外側に上記マイクロ波導入窓に堆積した不要堆積物の
エッチング除去に兼用される磁界発生手段が可動しうる
ように配置されたECRプラズマCVD装置の反応室内に、半
導体ウエハを配置し、 上記プラズマ生成室内に反応ガスを導入し、上記プラズ
マ生成室にマイクロ波を導波してプラズマを発生させ、 上記ウエハ上にCVD薄膜を堆積させることを特徴とする
半導体装置の製造方法。
3. An ECR plasma CVD apparatus wherein a magnetic field generating means used for etching and removing unnecessary deposits deposited on the microwave introduction window is movably disposed outside a plasma generation chamber having a microwave introduction window. Disposing a semiconductor wafer in a reaction chamber of the apparatus, introducing a reaction gas into the plasma generation chamber, guiding microwaves to the plasma generation chamber to generate plasma, and depositing a CVD thin film on the wafer A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項4】マイクロ波導入窓を有するプラズマ生成室
と反応室の夫々の外側に磁界発生手段が配置され、一方
の該磁界発生手段が上記マイクロ波導入窓に堆積した不
要堆積物のエッチング除去に用いられてなるECRプラズ
マCVD装置の反応室内に、半導体ウエハを配置し、 上記プラズマ生成室内に反応ガスを導入し、上記プラズ
マ生成室にマイクロ波を導波してプラズマを発生させ、 上記ウエハ上にCVD薄膜を堆積させることを特徴とする
半導体装置の製造方法。
4. A magnetic field generating means is disposed outside each of a plasma generating chamber having a microwave introducing window and a reaction chamber, and one of the magnetic field generating means is used for etching and removing unnecessary deposits deposited on the microwave introducing window. A semiconductor wafer is placed in a reaction chamber of an ECR plasma CVD apparatus used for the above, a reaction gas is introduced into the plasma generation chamber, microwaves are guided to the plasma generation chamber, and plasma is generated. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: depositing a CVD thin film on the semiconductor device.
JP16728889A 1989-06-29 1989-06-29 ECR plasma CVD apparatus and method for manufacturing semiconductor device using the same Expired - Fee Related JP2913671B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16728889A JP2913671B2 (en) 1989-06-29 1989-06-29 ECR plasma CVD apparatus and method for manufacturing semiconductor device using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16728889A JP2913671B2 (en) 1989-06-29 1989-06-29 ECR plasma CVD apparatus and method for manufacturing semiconductor device using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0331481A JPH0331481A (en) 1991-02-12
JP2913671B2 true JP2913671B2 (en) 1999-06-28

Family

ID=15846978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16728889A Expired - Fee Related JP2913671B2 (en) 1989-06-29 1989-06-29 ECR plasma CVD apparatus and method for manufacturing semiconductor device using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2913671B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2546405B2 (en) * 1990-03-12 1996-10-23 富士電機株式会社 Plasma processing apparatus and operating method thereof
JP2601573B2 (en) * 1991-07-01 1997-04-16 日本電信電話株式会社 Damage reduction method in plasma processing
US8222125B2 (en) * 2010-08-12 2012-07-17 Ovshinsky Innovation, Llc Plasma deposition of amorphous semiconductors at microwave frequencies
JP5896419B2 (en) * 2012-12-18 2016-03-30 株式会社日本製鋼所 Plasma processing apparatus and cleaning method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0331481A (en) 1991-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2635021B2 (en) Deposition film forming method and apparatus used for the same
EP0477890B1 (en) Processing method and apparatus
US4509451A (en) Electron beam induced chemical vapor deposition
US5803975A (en) Microwave plasma processing apparatus and method therefor
US7125588B2 (en) Pulsed plasma CVD method for forming a film
EP0930376B1 (en) Method of processing substrate
US5180435A (en) Remote plasma enhanced CVD method and apparatus for growing an epitaxial semiconductor layer
US4870030A (en) Remote plasma enhanced CVD method for growing an epitaxial semiconductor layer
KR100220132B1 (en) Microwave plasma treating device and method thereof
JP2005033055A (en) Surface wave plasma processor using multi-slot antenna for which circular arcuate slot is provided together with radial slot
US20010054605A1 (en) Microwave applicator, plasma processing apparatus having the same, and plasma processing method
US20080173402A1 (en) Microwave plasma processing apparatus
JP2913671B2 (en) ECR plasma CVD apparatus and method for manufacturing semiconductor device using the same
JP3907444B2 (en) Plasma processing apparatus and structure manufacturing method
JP3118121B2 (en) Microwave plasma CVD apparatus and deposited film forming method
JP3211480B2 (en) Dry cleaning method
JP4298049B2 (en) Microwave plasma processing equipment using dielectric window
JP3530788B2 (en) Microwave supplier, plasma processing apparatus and processing method
JP3093718B2 (en) Microwave introduction device and surface treatment method
EP0997927A2 (en) Microwave applicator with annular waveguide, plasma processing apparatus having the same, and plasma processing method
JPH07130494A (en) Microwave plasma processing device
JP2969651B2 (en) ECR plasma CVD equipment
JP2001115267A (en) Plasma treatment system and method
US20080149274A1 (en) Plasma processing apparatus
JPH10158846A (en) Batch type microwave plasma treating system and treatment

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees