JPH0282528A - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ＣＶ　Ｄ装置に関する。

半導体装置の微細化に伴い、素子形成に用いる膜のウェ
ハ内での膜厚の均一性に対する要求が高まっている。

このため、ウェハ上に膜を形成するプラズマＣＶＤ装置
については、ウェハ内での膜厚を均一に形成し１ηる構
成のものであることが要求される。

ａ光Ｉｌｌ　（７）　ｉ！′ＴＩＩＩ　＜’ｘ　ｍ　ｒ
ｉｌｌ〔概要〕 プラズマＣＶＤ装置に関し、 ウェハ内膜厚分布の均一性の改善を可能とすることを目
的とし、 ウェハ載買領域を囲む部分を、金属材料部材と（従来の
技術〕 従来のプラズマＣＶ　Ｄ　ｉ　１（は、アルミニウム製
のり°セ゛ブタ又はカーボン製のサセプタを備えたＭ４
成である。

〔発明が解決しようとする課題〕

アルミニウム製サセプタを備えたプラズマＣｖＤ装置に
より径１５０ｍ＋のウェハ上に形成した膜のウェハ内膜
厚分布は、第８図中、■で示ずように、ウェハの外周部
分で戸７くなる傾向があった。

ここで膜厚分布（％）は、（（測定個所の膜厚−ウエバ
中心（０）の膜厚）÷ウェハ中心の膜厚×１００）で表
わされる値である。

またカーボン製すセブタを備えたプラズマＣｖ１〕装置
によりウェハ上に形成した膜のウェハ内膜厚分布は、第
９図中、■で示すように、ウェハの外周部分で、上記と
は逆に薄くなる傾向があった。

いずれにしても、ウェハ内での膜厚の均一性について、
つエバの外周部分において問題があった。

本発明はウェハ内ＩＱ厚分布の均一性の改善を可能とす
るプラズマＣｖＤ装買を掟供することを目的とする。

（課題を解決する手段） 本発明は、ウェハ載置領域を凹む部分を、金属材料部分
とカーボン部分とが周方向上交互に並んだ構成、又は金
属材料部材と絶縁材料部分とが周方向上交互に並んだ構
成とした→ノセブタを備えてなる構成としたものである
。

〔作用〕

金属Ｉｆ料部分の表面近傍のプラズマ密度は高く、カー
ボン部分及び絶縁材料部分の表面のプラズマ密度は低く
、これらが相！ｌに影響し合って、膜厚の均一化が図ら
れる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例のプラズマＣＶＤ装置１を示
す。

２はチャンバ、３は電（ル、４はＲＦ電源である。

５はサセプタであり、本発明の要部をなし、二点鎖線で
示ずようにウェハ６が載ｄされる。

５ｔＨ４及びＮ１（３のガスが矢印７で示ずようにチｔ
・レバ２内に供給されると共に、矢印８で承りようにチ
ャンバ２内の気体が真空ポンプ９にＪ：り拮気される。

また電極３とサセプタ５との間の空間にプラズマが発生
する。これににす、ウェハ６の上面にＳｉＮ膜が気相成
長される。

４Ｊヒブタ５は、アルミニウム製の円板状のリーセブタ
木体１０にカーボン製板片１１が複数組み１４番〕られ
た構成である。

ザセブタ本体１０の」−面の外周部分にｔユ周方向上略
等角度間隔で浅い四部１２が！２数形成してあり、カー
ボン製板片１１はこの凹部１２に嵌合し四部１２を埋め
て固定しである。

これにより、→ノセブタ５の上面の外周部分は、リゼブ
タ本体１０の一部であるアルミニウム部分１３と、カー
ボン製板片１１が形成するカーボン部分１４とが平面状
に交互に周方向に並Ｉυだ構成である。この部分をアル
ミニウム・カーボン交Ｈ配δ領域１５という。

す°ヒブタ５の上面の中央部分８は、シセブタ本体１０
の」−面であり、アルミニウム製である。

アルミニウム・カーボン交互配置領域１５は、リヤブタ
５上１こ尋又買されるウェハ６の径（１５０履）との関
係で定めてあり、内周は戟ｉ１されたウェハ６の周縁と
−Ｍｌるかこれより多少内周側の位首としである。従っ
゛Ｃ１アルミニウム・カーボン交互配を領域１５は、リ
ヤブタ５上のウェハ６が叔首される領域１６を囲む部分
に形成してあり、載置されたウェハ６の周囲に臨んでい
る。

またアルミニウム部分１３の周方向の寸法ａ。

カーボン部分１４の周方向の寸法すは、夫々１０１Ｍと
しである。

第２図、第３図は上記構成のサセプタ５にウェハ６を載
置し、装置１を動作させてウェハ６の上面に形成された
ＳｉＮ膜１７（第４図参照）の膜厚分布を示寸。

第２図は、第４図中ウェハ６のうち中心Ｏよりアルミニ
ウム部分１３に対向していたアルミニウム対向Ｎ’ｒ分
６ａに向＜１Ｑｔｒ上の各１ユでの測定結果を示ず。

同図の線■より分かるように、つエバ６の中心０より外
周に亘るまで、ＳＩＮ膜１６の膜厚に殆ど変化はなく一
定である。

第３図は、第４図中ウェハ６のうち中心Ｏよりカーボン
部分１４に対向していたカーボン対向ＰＪＩ分６ｂに向
く線Ｌ２上の各点での測定結宋を示す。

同図の線■より分かるように、ウェハ６の中心０より外
周に回るまで、ＳＩＮ膜１６の膜ｐンに殆ど変化はなく
一定である。

従って、ＳｉＮ膜１６は、ウェハ６の全面に頁って膜厚
が等しいものとなる。

ここで、膜厚が均一となったＩ！１！山は次のように名
えられる。

アルミニウム・カーボン交’Ｉｊ　Ｆｌｉ！　ｇｆ領域
１５のうら、アルミニウム部分１３に対向するプラズマ
部１８のイオン化の程瓜であるプラズマ密度と、カーボ
ン部分１４．に対向するプラズマ部１９のプラズマ密１
ａとは相辺し、前者が高く、侵者が低い。

プラズマ部１８と１９とは周方向交互に並んでいる。

ウェハ６のうちアルミニウム対向Ｎ１分６ａは、プラズ
マ部１８の他に、周方向」−両隣りのプラズマ部１９の
影響を受け、両隣り・ｂプラズマ部１８であった場合に
比べて、膜の厚さは減じられる。

また、ウェハ６のうらカーボン対向部分６ｂはプラズマ
Ｎ；１９の他に、周方向両隣りのプラズマｎ１１８の影
響を受け、両隣りもプラズマ部１９であった場合に比べ
て、膜の厚さは増ず。

これにより、ウェハ６のうちアルミニウム対向部分（５
ＥｌのｉｕＩ［７と、カーボン対向部分６ｂの膜厚とは
等しくなり、ウェハ６の外周部分のＳｉＮ膜の膜厚は周
方向上略均一となる。またこの外周部分の膜厚は中心部
分の膜厚とも等しくなる。これにより、ＳｉＮ膜１７の
ＮＱ７Ｉ７はウェハ６の仝而に亘って略等しいものとな
る。

またＳＩＮ膜１６の膜’１１　ｂ仝而に倉って等しくな
る。

次に上記のサセプタ５に代えて第１図のプシズマＣｖＤ
装Ｆ２１に備えることのできる゛サセプタの変形例につ
いて説明する。

上記の領域１５の寸法ａ、ｂは、共に１０ａｍに限定さ
れるものではなく、１〜２０ａｇ＋の範囲内の所望の寸
法であればよく、且つ等しくなくともよい。

またアルミニウムに限らず、モネル、インコネル等の金
［４１料を使用してもよい。

この場合には、周方向にモネルとカーボンとが交Ｈに配
置された領１ｊｌ及びインコネルとカーボンとが交互に
配置された領域となる。

またカーボンの代わりに、アルミナ、石英簀の絶縁材料
を使用することもできる。

第５ｖＡはこの例の°リレブタ２０である。図中、２１
はアルミニウム部分２２とアルミナ部分２３どが周方向
上受ｎ、に配ｒ）されたアルミニウム・アルミナ交互配
置領域である。

第６図の１ノセプタ３０は、上記のアルミニウム・カー
ボン交互配置領域３１をリング状としたものである。

第７図のサセプタ４０は三つのつＩハを４！置する構成
であり、三つのリング状のアルミニウム・カーボン交互
配置ｖ＃ｆｆｌ域４１　、４２．４３が形成しである。

上記の各サセプタ２０．３０．／１０を使用した場合に
も、第１図のサセプタ５を使用した場合と同様に、つ：
［ハ全面に頁って均一厚さのＳｉＮ膜が形成される。

更には、上記の各サセプタ５．２０．３０゜４０におい
て、アルミニウムとカーボンとアルミナとの三種類を交
互に周方向上記した構成とすることもできる。

また本発明の要Ｎ；をなすり・セプタ番よ、前記実施例
の高１ｒＪ波放電プラズマＣｖＤ装置に限らず、直流ｋ
ｌ電プラズマＣＶＤ装置１に適用して：ｂ同様の効果を
有する。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、ウェハ全面に亘っ
て膜厚が一定の股を形成することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプラズマＣＶＤ装置の一実施例を示ず
図、 第２図は第１図のｖｔ置により形成された股の１１上の
膜厚分布を示ず図、 第３図は第１図の装置により形成された膜のＬ２上の膜
厚分布を示ず図、 第４図はウェハ、Ｆの膜ＩＩ７測定明所を説明する図、
第５図は第１図の装置に適用しつるサセプタの−の変形
例を示す図、 第６図はサセプタの別の変形例を示す図、第７図はサセ
プタの他の変形例を示す図、第８図は従来のプラズマＣ
ＶＤ！Ａ’ｌｌにより形成されたｎ９の膜厚分布の一例
を示す図、第９図は従来のプラズマＣＶ　Ｄ装置により
形成された膜の膜１７分布の別の例を丞す図である。 図において、 １はプラズマＣＶＤ装だセ、 ２はヂャンバ、 ３は電極、 ４はＲＦ主電源 ５．２０．３０．４０はサセプタ、 ６はウェハ、 １０はサセプタ本体、 １１はカーボン製板片、 １２は四部、 １３はアルミニウム部分、 １４はカーボン部分、 １５．３１，４１．４２．４３はアルミニウム・カーボ
ン交Ｕ配ｋＹ／領域、 １６はウェハ載置領域、 １７１．１ＳｉＮ摸、 ２１はアルミニウム・アルミナ交互配置領域を示ｉｌ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ウェハ載置領域（１０）を囲む部分を、金属材料部分（
   １３）とカーボン部分とが周方向上交互に並んだ構成、
   又は金属材料部材（２２）と絶縁材料部分（２３）とが
   周方向上交互に並んだ構成としたサセプタ（５、２０、
   ３０、４０）を備えてなる構成のプラズマＣＶＤ装置。