JP3365742B2 - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスな
どを製造するために、高エネルギーのガスプラズマ状態
でＣＶＤ（Chemical Vaper Deposition）法による薄膜
形成を行うプラズマＣＶＤ装置に関する。
どを製造するために、高エネルギーのガスプラズマ状態
でＣＶＤ（Chemical Vaper Deposition）法による薄膜
形成を行うプラズマＣＶＤ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のプラズマＣＶＤ装置は、図１に示
すプラズマＣＶＤ装置１０と同様に、反応室、電源、シ
ャワープレート電極およびステージ電極などを備えてお
り、ステージ電極上に基板を乗載して、ステージ電極と
シャワープレート電極との間に高周波電圧を印加しなが
らＳｉＨ4などの原料ガスを導入することによって、基
板の表面にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）などの薄
膜を形成する。
すプラズマＣＶＤ装置１０と同様に、反応室、電源、シ
ャワープレート電極およびステージ電極などを備えてお
り、ステージ電極上に基板を乗載して、ステージ電極と
シャワープレート電極との間に高周波電圧を印加しなが
らＳｉＨ4などの原料ガスを導入することによって、基
板の表面にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）などの薄
膜を形成する。
【０００３】また、従来のプラズマＣＶＤ装置は、プラ
ズマクリーニングによって反応室内の電極などに付着し
た不要な膜を除去している。プラズマクリーニングと
は、原料ガスの代わりに、ＮＦ3などのフッ素化合物か
ら成るクリーニングガスを反応室内に導入し、エッチン
グによって不要な膜を除去する方法である。
ズマクリーニングによって反応室内の電極などに付着し
た不要な膜を除去している。プラズマクリーニングと
は、原料ガスの代わりに、ＮＦ3などのフッ素化合物か
ら成るクリーニングガスを反応室内に導入し、エッチン
グによって不要な膜を除去する方法である。
【０００４】図３は、従来のプラズマＣＶＤ装置のシャ
ワープレート電極１の構造を示す断面図である。シャワ
ープレート電極１は、中空構造を有し、原料ガスを噴出
するための噴出孔２を有する。また、噴出孔２の内面２
ａおよび開口部２ｂを含むシャワープレート電極１の全
面が、表面処理によって形成されたアルミナ膜３によっ
て覆われる。
ワープレート電極１の構造を示す断面図である。シャワ
ープレート電極１は、中空構造を有し、原料ガスを噴出
するための噴出孔２を有する。また、噴出孔２の内面２
ａおよび開口部２ｂを含むシャワープレート電極１の全
面が、表面処理によって形成されたアルミナ膜３によっ
て覆われる。
【０００５】特開平８−１４４０６０に記載されるよう
に、シャワープレート電極１の材料としては、アルミニ
ウム、ステンレスまたはニッケルが使用される。アルミ
ナ膜３の代わりにアルミニウム膜が使用されることもあ
る。
に、シャワープレート電極１の材料としては、アルミニ
ウム、ステンレスまたはニッケルが使用される。アルミ
ナ膜３の代わりにアルミニウム膜が使用されることもあ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図３に示したように、
シャワープレート電極１の表面にアルミナ膜３を形成し
た場合、プラズマクリーニングによって、噴出孔２の内
面２ａを覆うアルミナ膜３に比較的多量のフッ素が付着
する。すなわち、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）は微視的には多
孔質であって表面積が大きいので、フッ素を吸着し易
く、特に、クリーニングガスが通過する噴出孔２の内面
２ａを覆うアルミナ膜３には、多量のフッ素が付着す
る。
シャワープレート電極１の表面にアルミナ膜３を形成し
た場合、プラズマクリーニングによって、噴出孔２の内
面２ａを覆うアルミナ膜３に比較的多量のフッ素が付着
する。すなわち、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）は微視的には多
孔質であって表面積が大きいので、フッ素を吸着し易
く、特に、クリーニングガスが通過する噴出孔２の内面
２ａを覆うアルミナ膜３には、多量のフッ素が付着す
る。
【０００７】プラズマクリーニングを行った後、反応室
において成膜を行うと、噴出孔２の内面２ａを覆うアル
ミナ膜３に付着していたフッ素が、原料ガスとともに反
応室に導入され、基板上に成膜される薄膜中に不純物と
して取り込まれてしまう。このような成膜によってダイ
オードおよびトランジスタなどの半導体デバイスを製造
すると、半導体デバイスの電気的特性に悪影響を与える
ことがある。
において成膜を行うと、噴出孔２の内面２ａを覆うアル
ミナ膜３に付着していたフッ素が、原料ガスとともに反
応室に導入され、基板上に成膜される薄膜中に不純物と
して取り込まれてしまう。このような成膜によってダイ
オードおよびトランジスタなどの半導体デバイスを製造
すると、半導体デバイスの電気的特性に悪影響を与える
ことがある。
【０００８】一方、アルミナ膜３の代わりにアルミニウ
ム膜を形成した場合、プラズマクリーニングによって、
アルミニウム膜が腐食して、パーティクルを発生させ
る。パーティクルは、成膜された薄膜に落下して、薄膜
を変形させ、半導体デバイス回路に欠陥を発生させるこ
とがある。また、シャワープレート電極１に表面処理を
加えない場合も、プラズマクリーニングによって、電極
表面が腐食し、パーティクルを発生させ、半導体デバイ
ス回路に欠陥を発生させることがある。
ム膜を形成した場合、プラズマクリーニングによって、
アルミニウム膜が腐食して、パーティクルを発生させ
る。パーティクルは、成膜された薄膜に落下して、薄膜
を変形させ、半導体デバイス回路に欠陥を発生させるこ
とがある。また、シャワープレート電極１に表面処理を
加えない場合も、プラズマクリーニングによって、電極
表面が腐食し、パーティクルを発生させ、半導体デバイ
ス回路に欠陥を発生させることがある。
【０００９】本発明の目的は、パーティクルの発生を防
止し、かつフッ素を含有しない薄膜を形成して、電気的
特性の良好な半導体デバイスを製造できるプラズマＣＶ
Ｄ装置を提供することである。
止し、かつフッ素を含有しない薄膜を形成して、電気的
特性の良好な半導体デバイスを製造できるプラズマＣＶ
Ｄ装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、反応室内部に
対向配置された複数の電極を備え、その電極間に高周波
電圧を印加しながら原料ガスを導入して、基板上に成膜
を行うプラズマＣＶＤ装置において、電極は原料ガスを
反応室内に噴出する噴出孔を有し、電極の全面にアルミ
ナ膜が形成され、噴出孔の内面のアルミナ膜上にニッケ
ル膜が形成されていることを特徴とするプラズマＣＶＤ
装置である。
対向配置された複数の電極を備え、その電極間に高周波
電圧を印加しながら原料ガスを導入して、基板上に成膜
を行うプラズマＣＶＤ装置において、電極は原料ガスを
反応室内に噴出する噴出孔を有し、電極の全面にアルミ
ナ膜が形成され、噴出孔の内面のアルミナ膜上にニッケ
ル膜が形成されていることを特徴とするプラズマＣＶＤ
装置である。
【００１１】本発明に従えば、フッ素が付着し易い噴出
孔の内面アルミナ膜を、フッ素による腐食が少なく多孔
質ではないニッケル膜で覆うので、フッ素の付着を防止
でき、フッ素を含有しない薄膜を形成することができ
る。また、電極はアルミナ膜およびニッケル膜によって
覆われるので、フッ素による腐食が発生しにくく、パー
ティクルの発生を防止することができる。よって、電気
的特性の良好な半導体デバイスを製造することができ
る。
孔の内面アルミナ膜を、フッ素による腐食が少なく多孔
質ではないニッケル膜で覆うので、フッ素の付着を防止
でき、フッ素を含有しない薄膜を形成することができ
る。また、電極はアルミナ膜およびニッケル膜によって
覆われるので、フッ素による腐食が発生しにくく、パー
ティクルの発生を防止することができる。よって、電気
的特性の良好な半導体デバイスを製造することができ
る。
【００１２】また本発明は、前記ニッケル膜は、噴出孔
の開口部およびその周辺のアルミナ膜を覆うことを特徴
とする。
の開口部およびその周辺のアルミナ膜を覆うことを特徴
とする。
【００１３】本発明に従えば、電極の全面を覆うアルミ
ナ膜のうち、曲がった形状によって亀裂が発生し易い噴
出孔の開口部およびその周辺までをもニッケル膜で覆う
ので、フッ素による腐食を確実に防止することができ
る。よって、パーティクルの発生を防止して、さらに電
気的特性の良好な半導体デバイスを製造することができ
る。
ナ膜のうち、曲がった形状によって亀裂が発生し易い噴
出孔の開口部およびその周辺までをもニッケル膜で覆う
ので、フッ素による腐食を確実に防止することができ
る。よって、パーティクルの発生を防止して、さらに電
気的特性の良好な半導体デバイスを製造することができ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態であ
るプラズマＣＶＤ装置１０を示す図である。プラズマＣ
ＶＤ装置１０は、平行平板電極型のＣＶＤ装置であり、
反応室１１、電源１２、シャワープレート電極１３およ
びステージ電極１４などを備える。
るプラズマＣＶＤ装置１０を示す図である。プラズマＣ
ＶＤ装置１０は、平行平板電極型のＣＶＤ装置であり、
反応室１１、電源１２、シャワープレート電極１３およ
びステージ電極１４などを備える。
【００１５】反応室１１には上壁１１ａを貫通するよう
に吸気管１５が設けられ、下壁１１ｂに開口する排気管
１６が接続される。反応室１１には、吸気管１５を介し
てガスが導入され、図示されないポンプによって排気管
１６を介して、反応室１１内のガスが排出される。
に吸気管１５が設けられ、下壁１１ｂに開口する排気管
１６が接続される。反応室１１には、吸気管１５を介し
てガスが導入され、図示されないポンプによって排気管
１６を介して、反応室１１内のガスが排出される。
【００１６】シャワープレート電極１３およびステージ
電極１４は、アルミニウムなどの金属から成る平板状の
電極であり、互いに平行に上下に対向して反応室１１内
に配置される。上側のシャワープレート電極１３は、吸
気管１５に接続される内部空間１３ａを有し、シャワー
プレート電極１３の下壁１３ｂには、内部空間１３ａか
らガスを噴出するための複数の噴出孔１７が形成されて
いる。噴出孔１７は、面状に分散配置されており、基板
Ｍの表面に対して均一に原料ガスを噴出することができ
る。下側のステージ電極１４は、その上面１４ａに基板
Ｍを乗載し、ステージ電極１４には乗載された基板Ｍを
一定温度に保持するためのヒータ１８が埋め込まれてい
る。
電極１４は、アルミニウムなどの金属から成る平板状の
電極であり、互いに平行に上下に対向して反応室１１内
に配置される。上側のシャワープレート電極１３は、吸
気管１５に接続される内部空間１３ａを有し、シャワー
プレート電極１３の下壁１３ｂには、内部空間１３ａか
らガスを噴出するための複数の噴出孔１７が形成されて
いる。噴出孔１７は、面状に分散配置されており、基板
Ｍの表面に対して均一に原料ガスを噴出することができ
る。下側のステージ電極１４は、その上面１４ａに基板
Ｍを乗載し、ステージ電極１４には乗載された基板Ｍを
一定温度に保持するためのヒータ１８が埋め込まれてい
る。
【００１７】電源１２は、１３．５６ＭＨｚの高周波の
電力を供給する電源であり、一端はシャワープレート電
極１３に接続され、他端は接地される。ステージ電極１
４も接地されており、電源１２は、シャワープレート電
極１３とステージ電極１４との間に所定の電圧レベルの
高周波電圧を印加することができる。シャワープレート
電極１３とステージ電極１４との間に電圧が印加される
ことによって、原料ガスは、高エネルギーのプラズマ状
態となる。
電力を供給する電源であり、一端はシャワープレート電
極１３に接続され、他端は接地される。ステージ電極１
４も接地されており、電源１２は、シャワープレート電
極１３とステージ電極１４との間に所定の電圧レベルの
高周波電圧を印加することができる。シャワープレート
電極１３とステージ電極１４との間に電圧が印加される
ことによって、原料ガスは、高エネルギーのプラズマ状
態となる。
【００１８】基板Ｍ上に薄膜を形成するときには、反応
室１１には、薄膜の原料となる原料ガスが導入される。
原料ガスは、ＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｈ2、Ｎ2、Ｎ2Ｏ、Ｏ2、
Ａｒ、ＴＥＯＳ（テトラメチルオルソシリケート）など
である。このうち少なくとも１種類のガスが反応室１１
に導入され、これらが化学反応を起こすことによって、
基板Ｍ上にａ−Ｓｉ、ｎ+−ａ−Ｓｉ、ＳｉＮｘ、Ｓｉ
Ｏ2などの薄膜が形成される。
室１１には、薄膜の原料となる原料ガスが導入される。
原料ガスは、ＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｈ2、Ｎ2、Ｎ2Ｏ、Ｏ2、
Ａｒ、ＴＥＯＳ（テトラメチルオルソシリケート）など
である。このうち少なくとも１種類のガスが反応室１１
に導入され、これらが化学反応を起こすことによって、
基板Ｍ上にａ−Ｓｉ、ｎ+−ａ−Ｓｉ、ＳｉＮｘ、Ｓｉ
Ｏ2などの薄膜が形成される。
【００１９】たとえば、ａ−Ｓｉ薄膜を形成するために
は、原料ガスとしてＳｉＨ4、Ｈ2およびＡｒのうちいく
つかを反応室１１に導入し、ＳｉＮｘ薄膜を形成するた
めには、ＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｈ2およびＮ2のうちいくつか
を導入し、ＳｉＯ2薄膜を形成するためには、ＳｉＨ4、
Ｎ2Ｏ、Ｏ2、ＡｒおよびＴＥＯＳのうちいくつかを導入
する。なお、ｎ+−ａ−Ｓｉは、ｎ型の不純物を多量に
含有するａ−Ｓｉである。
は、原料ガスとしてＳｉＨ4、Ｈ2およびＡｒのうちいく
つかを反応室１１に導入し、ＳｉＮｘ薄膜を形成するた
めには、ＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｈ2およびＮ2のうちいくつか
を導入し、ＳｉＯ2薄膜を形成するためには、ＳｉＨ4、
Ｎ2Ｏ、Ｏ2、ＡｒおよびＴＥＯＳのうちいくつかを導入
する。なお、ｎ+−ａ−Ｓｉは、ｎ型の不純物を多量に
含有するａ−Ｓｉである。
【００２０】また、図１のプラズマＣＶＤ装置１０は、
吸気管１５の途中に設けられた励起室２１およびマイク
ロ波発生機２２から成るクリーニング機構を備えてい
る。クリーニング機構は、反応室１１内に付着した不要
な膜を除去する。以下、不要な膜の除去の手順を説明す
る。
吸気管１５の途中に設けられた励起室２１およびマイク
ロ波発生機２２から成るクリーニング機構を備えてい
る。クリーニング機構は、反応室１１内に付着した不要
な膜を除去する。以下、不要な膜の除去の手順を説明す
る。
【００２１】まず、反応室１１への原料ガスの導入を中
止して、吸気管１５を介して励起室２１にクリーニング
ガスを導入する。クリーニングガスは、ＮＦ3、ＣＦ4ま
たはＳＦ6などのフッ素化合物である。次に、励起室２
１において、マイクロ波発生機２２からのマイクロ波を
クリーニングガスに照射することによって、これを励起
する。励起されたクリーニングガスは、フッ素ラジカル
を含み、反応室１１に導入されて、反応室１１内に付着
したａ−Ｓｉ、ｎ+−ａ−Ｓｉ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ2など
の膜と反応して、その膜を除去する。
止して、吸気管１５を介して励起室２１にクリーニング
ガスを導入する。クリーニングガスは、ＮＦ3、ＣＦ4ま
たはＳＦ6などのフッ素化合物である。次に、励起室２
１において、マイクロ波発生機２２からのマイクロ波を
クリーニングガスに照射することによって、これを励起
する。励起されたクリーニングガスは、フッ素ラジカル
を含み、反応室１１に導入されて、反応室１１内に付着
したａ−Ｓｉ、ｎ+−ａ−Ｓｉ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ2など
の膜と反応して、その膜を除去する。
【００２２】図２は、図１のシャワープレート電極１３
の構造を示す断面図である。シャワープレート電極１３
の全面にアルミナ膜３１が形成され、噴出孔１７の内面
１７ａのアルミナ膜３１上にニッケル膜３２が形成され
ている。噴出孔１７は、多量のクリーニングガスが通過
する部分であり、内面１７ａ上にアルミナ膜３１が露出
していると、フッ素が付着し易いが、これをニッケル膜
３２で覆うことによって、フッ素の付着を防止すること
ができる。
の構造を示す断面図である。シャワープレート電極１３
の全面にアルミナ膜３１が形成され、噴出孔１７の内面
１７ａのアルミナ膜３１上にニッケル膜３２が形成され
ている。噴出孔１７は、多量のクリーニングガスが通過
する部分であり、内面１７ａ上にアルミナ膜３１が露出
していると、フッ素が付着し易いが、これをニッケル膜
３２で覆うことによって、フッ素の付着を防止すること
ができる。
【００２３】また、ニッケル膜３２は、噴出孔１７の開
口部１７ｂおよびその周辺のアルミナ膜３１をも覆うよ
うに形成されている。シャワープレート電極１３の全面
を覆うアルミナ膜３１のうち、特に、噴出孔１７の開口
部１７ｂを覆う部分は、曲がった形状によって亀裂が発
生し易いが、これをニッケル膜３２で覆い、さらに開口
部１７ｂの周辺までをもニッケル膜３２で覆うので、フ
ッ素による腐食を確実に防止することができる。
口部１７ｂおよびその周辺のアルミナ膜３１をも覆うよ
うに形成されている。シャワープレート電極１３の全面
を覆うアルミナ膜３１のうち、特に、噴出孔１７の開口
部１７ｂを覆う部分は、曲がった形状によって亀裂が発
生し易いが、これをニッケル膜３２で覆い、さらに開口
部１７ｂの周辺までをもニッケル膜３２で覆うので、フ
ッ素による腐食を確実に防止することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、噴出孔の
内面をニッケル膜で覆うことによって、フッ素を含有し
ない薄膜を形成し、かつパーティクルの発生を防止し
て、電気的特性の良好な半導体デバイスを製造すること
ができる。
内面をニッケル膜で覆うことによって、フッ素を含有し
ない薄膜を形成し、かつパーティクルの発生を防止し
て、電気的特性の良好な半導体デバイスを製造すること
ができる。
【００２５】また本発明によれば、噴出孔の開口部およ
びその周辺のアルミナ膜をニッケル膜で覆うことによっ
て、フッ素による腐食を確実に防止して、さらに電気的
特性の良好な半導体デバイスを製造することができる。
びその周辺のアルミナ膜をニッケル膜で覆うことによっ
て、フッ素による腐食を確実に防止して、さらに電気的
特性の良好な半導体デバイスを製造することができる。
【図１】本発明の一実施形態であるプラズマＣＶＤ装置
１０の構成を示す図である。
１０の構成を示す図である。
【図２】図１のシャワープレート電極１３の構造を示す
断面図である。
断面図である。
【図３】従来のプラズマＣＶＤ装置のシャワープレート
電極１を示す断面図である。
電極１を示す断面図である。
１０ プラズマＣＶＤ装置
１１ 反応室
１２ 電源
１３ シャワープレート電極
１４ ステージ電極
１５ 吸気管
１６ 排気管
１７ 噴出孔
１７ａ 内面
１７ｂ 開口部
１８ ヒータ
３１ アルミナ膜
３２ ニッケル膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/205
C23C 16/509
H01L 21/31
H05H 1/46
Claims (2)
- 【請求項１】 反応室内部に対向配置された複数の電極
を備え、その電極間に高周波電圧を印加しながら原料ガ
スを導入して、基板上に成膜を行うプラズマＣＶＤ装置
において、 電極は原料ガスを反応室内に噴出する噴出孔を有し、電
極の全面にアルミナ膜が形成され、噴出孔の内面のアル
ミナ膜上にニッケル膜が形成されていることを特徴とす
るプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項２】 前記ニッケル膜は、噴出孔の開口部およ
びその周辺のアルミナ膜を覆うことを特徴とする請求項
１記載のプラズマＣＶＤ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30899398A JP3365742B2 (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | プラズマｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30899398A JP3365742B2 (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | プラズマｃｖｄ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000138169A JP2000138169A (ja) | 2000-05-16 |
| JP3365742B2 true JP3365742B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=17987648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30899398A Expired - Fee Related JP3365742B2 (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | プラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3365742B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109427527A (zh) * | 2017-08-24 | 2019-03-05 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种等离子体刻蚀设备及用于该设备的喷头 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005167019A (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-23 | Sharp Corp | トランジスタおよびそのゲート絶縁膜の成膜に用いるｃｖｄ装置 |
| JP4865214B2 (ja) * | 2004-12-20 | 2012-02-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法および記憶媒体 |
-
1998
- 1998-10-29 JP JP30899398A patent/JP3365742B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109427527A (zh) * | 2017-08-24 | 2019-03-05 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种等离子体刻蚀设备及用于该设备的喷头 |
| CN109427527B (zh) * | 2017-08-24 | 2021-02-26 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 一种等离子体刻蚀设备及用于该设备的喷头 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000138169A (ja) | 2000-05-16 |
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