JPH03259512A - 高周波プラズマ化学気相成長装置 - Google Patents
高周波プラズマ化学気相成長装置Info
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- JPH03259512A JPH03259512A JP5892190A JP5892190A JPH03259512A JP H03259512 A JPH03259512 A JP H03259512A JP 5892190 A JP5892190 A JP 5892190A JP 5892190 A JP5892190 A JP 5892190A JP H03259512 A JPH03259512 A JP H03259512A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims abstract description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
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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。
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、高周波プラズマ化学気相成長装置に関し、詳
しくは、ウェハー上に短時間で膜を成長させるようにし
てスループットを向上させることができる高周波プラズ
マ化学気相成長装置に関する。
しくは、ウェハー上に短時間で膜を成長させるようにし
てスループットを向上させることができる高周波プラズ
マ化学気相成長装置に関する。
一般に、高周波プラズマ化学気相成長法は、低温状態で
ウェハー上に絶縁膜等を成長さ廿ることができるため、
多層配線における眉間膜およびパッシベーション膜のよ
うに／ｌ配線形形成に絶縁膜の成長を行う工程等に用い
られる非常に有用な技術である。一方、近時ウェハーが
８インチ等に大口径化する傾向にあるため、１枚、１枚
のウェハーを処理する枚葉式の化学気相成長装置が主流
になりつつあり、装置のスループットを向上させること
が要求されてきている。
ウェハー上に絶縁膜等を成長さ廿ることができるため、
多層配線における眉間膜およびパッシベーション膜のよ
うに／ｌ配線形形成に絶縁膜の成長を行う工程等に用い
られる非常に有用な技術である。一方、近時ウェハーが
８インチ等に大口径化する傾向にあるため、１枚、１枚
のウェハーを処理する枚葉式の化学気相成長装置が主流
になりつつあり、装置のスループットを向上させること
が要求されてきている。
従来の高周波プラズマ化学気相成長装置としては、例え
ば、所定の反応ガスが導入される容器と、容器内に設け
られた電極と、電極に高周波電圧を印加する高周波電源
と、電極と対向して設けられ、ウェハーを低温に加熱、
支持する加熱体と、容器に形成され反応ガスを外部に排
出する排気口と、を備えたようなものがある。この高周
波プラズマ化学気相成長装置では所定Ｔｏｒｒのガス圧
下で５０ ｋ Ｈｚ〜１３．５６ ＭＨｚの高周波放電
を行うことにより電極とウェハーの間で所定の反応ガス
を活性化して容器内にプラズマを発生させ、ウェハーを
低温に保ったままウェハー上に絶縁膜等を成長させるよ
うにしている。具体的には、高周波電源から電極に高周
波電圧を連続的に印加すると、容器内にプラズマが発生
し、該プラズマは短時間で定常状態になる。そして、プ
ラズマが定常状態になると、容器内は第３図に示すよう
な電位分布になり、ウェハー近傍に所定幅のシースａが
発生し、このシースａでプラズマ中に存在する中性分子
（以下、これをラジカルと言う）が拡散することにより
、このラジカルがウェハー上に移動して膜が成長される
のである。
ば、所定の反応ガスが導入される容器と、容器内に設け
られた電極と、電極に高周波電圧を印加する高周波電源
と、電極と対向して設けられ、ウェハーを低温に加熱、
支持する加熱体と、容器に形成され反応ガスを外部に排
出する排気口と、を備えたようなものがある。この高周
波プラズマ化学気相成長装置では所定Ｔｏｒｒのガス圧
下で５０ ｋ Ｈｚ〜１３．５６ ＭＨｚの高周波放電
を行うことにより電極とウェハーの間で所定の反応ガス
を活性化して容器内にプラズマを発生させ、ウェハーを
低温に保ったままウェハー上に絶縁膜等を成長させるよ
うにしている。具体的には、高周波電源から電極に高周
波電圧を連続的に印加すると、容器内にプラズマが発生
し、該プラズマは短時間で定常状態になる。そして、プ
ラズマが定常状態になると、容器内は第３図に示すよう
な電位分布になり、ウェハー近傍に所定幅のシースａが
発生し、このシースａでプラズマ中に存在する中性分子
（以下、これをラジカルと言う）が拡散することにより
、このラジカルがウェハー上に移動して膜が成長される
のである。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このような従来の高周波プラズマ化学気
相成長装置にあっては、シースでラジカルが拡散される
ことによりラジカルがウェハー上に移動していたため、
シース幅が大きいとラジカルがウェハー上に移動する前
に排気されたり、あるいはシース中で不活性な状態に戻
ってしまっていた。このため、ウェハー上へのラジカル
の到達率が悪化してウェハー上に膜を成長させるのに多
大の時間を要し、装置のスルーブツトが悪化してしまう
という問題があった。
相成長装置にあっては、シースでラジカルが拡散される
ことによりラジカルがウェハー上に移動していたため、
シース幅が大きいとラジカルがウェハー上に移動する前
に排気されたり、あるいはシース中で不活性な状態に戻
ってしまっていた。このため、ウェハー上へのラジカル
の到達率が悪化してウェハー上に膜を成長させるのに多
大の時間を要し、装置のスルーブツトが悪化してしまう
という問題があった。
そこで本発明は、ウェハー上に短時間で膜を成長させる
ようにしてスルーブツトを向上させることができる高周
波プラズマ化学気相成長装置を提供することを目的とし
ている。
ようにしてスルーブツトを向上させることができる高周
波プラズマ化学気相成長装置を提供することを目的とし
ている。
本発明による高周波プラズマ化学気相成長装置は、上記
目的を達成するため、容器内に設けられた基板近傍に高
周波電源によって高周波電圧を供給することにより、該
容器内に導入された反応ガスを活性化し、基板上に膜を
成長させる高周波プラズマ化学気相成長装置おいて、前
記高周波電源に断続信号発生手段を設け、基板上に膜を
成長させる際に基板近傍に高周波電圧を断続的に供給す
るようにしたものである。
目的を達成するため、容器内に設けられた基板近傍に高
周波電源によって高周波電圧を供給することにより、該
容器内に導入された反応ガスを活性化し、基板上に膜を
成長させる高周波プラズマ化学気相成長装置おいて、前
記高周波電源に断続信号発生手段を設け、基板上に膜を
成長させる際に基板近傍に高周波電圧を断続的に供給す
るようにしたものである。
本発明では、高周波電源からウェハー近傍に断続的に高
周波電圧が供給される。すなわち、加熱体近傍に連続的
に高周波電圧を供給するとプラズマが早期に定常状態に
なりシース幅の広い定常状態が続くため、最初にウェハ
ー近傍に高周波電圧を所定時間だけ供給して、プラズマ
が定常状態になる前に、すなわち、シーマ幅の狭い過渡
状態のときにウェハー近傍に高周波電圧を供給するのを
一定時間停止し、その後、再び高周波電圧を供給するよ
うにする。この状態を繰り返すことによりシース幅が狭
くなりシース内でラジカルが基板上に到達するのが容易
になる。したがって、基板上へのラジカルの到達率が向
上してラジカルの反応速度が向上される。このため、膜
の成長速度が向上され、短時間でウェハー上に膜が成長
される。
周波電圧が供給される。すなわち、加熱体近傍に連続的
に高周波電圧を供給するとプラズマが早期に定常状態に
なりシース幅の広い定常状態が続くため、最初にウェハ
ー近傍に高周波電圧を所定時間だけ供給して、プラズマ
が定常状態になる前に、すなわち、シーマ幅の狭い過渡
状態のときにウェハー近傍に高周波電圧を供給するのを
一定時間停止し、その後、再び高周波電圧を供給するよ
うにする。この状態を繰り返すことによりシース幅が狭
くなりシース内でラジカルが基板上に到達するのが容易
になる。したがって、基板上へのラジカルの到達率が向
上してラジカルの反応速度が向上される。このため、膜
の成長速度が向上され、短時間でウェハー上に膜が成長
される。
この結果、高周波プラズマ化学気相成長装置のスループ
ントが向上する。
ントが向上する。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
．２図は本発明に係る高周波プラズマ化学気相成長装置
の一実施例を示す図であり、第１図はその構成国、第２
図は高周波電源から断続的に発生する高周波電圧を示す
図である。
．２図は本発明に係る高周波プラズマ化学気相成長装置
の一実施例を示す図であり、第１図はその構成国、第２
図は高周波電源から断続的に発生する高周波電圧を示す
図である。
まず、構成を説明する。
第１図において、１は容器であり、容器１には所定の反
応ガスが導入される導入口２および反応ガスが排気され
る排気口３が形成されている。また、容器１内にはサセ
プタ４が設けられており、サセプタ４は基板としてのＳ
ｉウェハー５を支持するとともにヒータ６によってウェ
ハー５を低温（約４００″Ｃ）に加熱する。容器１内に
は電極７が設けられており、この電極７は５０ ｋ Ｈ
ｚ−１３，５６ＭＨｚの高周波の電圧を発生する高周波
電源８に接続されている。すなわち、高周波電源８は電
極７を介してサセプタ４近傍に高周波電圧を供給する。
応ガスが導入される導入口２および反応ガスが排気され
る排気口３が形成されている。また、容器１内にはサセ
プタ４が設けられており、サセプタ４は基板としてのＳ
ｉウェハー５を支持するとともにヒータ６によってウェ
ハー５を低温（約４００″Ｃ）に加熱する。容器１内に
は電極７が設けられており、この電極７は５０ ｋ Ｈ
ｚ−１３，５６ＭＨｚの高周波の電圧を発生する高周波
電源８に接続されている。すなわち、高周波電源８は電
極７を介してサセプタ４近傍に高周波電圧を供給する。
また、高周波を源９は所定のパルス信号を発生する断続
信号発生手段としてのパルス発生器９に接続されており
、高周波電源８はパルス発生器９により第２図に示すよ
うな断続的な高周波電圧を電極７に供給する。なお、こ
のパルス信号のオンタイムは１０ｍ秒以下に設定されて
いる。
信号発生手段としてのパルス発生器９に接続されており
、高周波電源８はパルス発生器９により第２図に示すよ
うな断続的な高周波電圧を電極７に供給する。なお、こ
のパルス信号のオンタイムは１０ｍ秒以下に設定されて
いる。
次に、作用を説明する。
本実施例では、以下の条件に基づいてウェハー５に膜を
成長させた。
成長させた。
反応ガス： Ｓ ｉ Ｈａ （１０ｃｃ／分）十Ｎ２
０（５００ｃｃ／分）、パルス発生器８からのパルス信
号：デユーティ比 ５０％ オンタイム １０ｍ秒、ウ
ェハー５の加熱温度：４００°Ｃ、ガス圧カニ１Ｔｏｒ
ｒ、供給電圧の周波数： １３．５６ ＭＨｚ、高周波
電力の供給時間＝１０分、供給電カニ１００Ｗ。
０（５００ｃｃ／分）、パルス発生器８からのパルス信
号：デユーティ比 ５０％ オンタイム １０ｍ秒、ウ
ェハー５の加熱温度：４００°Ｃ、ガス圧カニ１Ｔｏｒ
ｒ、供給電圧の周波数： １３．５６ ＭＨｚ、高周波
電力の供給時間＝１０分、供給電カニ１００Ｗ。
そして、高周波電源８から電極７にパルス発生器９の作
動により断続的に高周波電圧を１０分間供給した。この
結果、容器ｌ内の反応ガスが活性化され幅の狭いシース
内でラジカルがウェハー５上に効率良く到達してウェハ
ー５上にＳｉＯ□膜が成長した。そして、該膜の成長速
度は従来の高周波プラズマ化学気相成長装置による膜の
成長時間が０．１μｍ／分であったのに対して０．１５
μｍ／分となり、従来に比べて１．５倍の成長速度とす
ることができた。このとき、パルス発生器９から高周波
電源７に供給されるパルス信号のオンタイムを短くかつ
、オフタイムを長くすると、容器１内にプラズマが発生
しないおそれがあるため、プラズマが定常状態になるの
を抑制し、かつプラズマが確実に発生するようなデユー
ティ比にして高周波電圧を電極に供給するようにしてい
る。具体的には、オフタイムをオンタイムに比べて短い
ようなデユーティ比にするのが好ましい。
動により断続的に高周波電圧を１０分間供給した。この
結果、容器ｌ内の反応ガスが活性化され幅の狭いシース
内でラジカルがウェハー５上に効率良く到達してウェハ
ー５上にＳｉＯ□膜が成長した。そして、該膜の成長速
度は従来の高周波プラズマ化学気相成長装置による膜の
成長時間が０．１μｍ／分であったのに対して０．１５
μｍ／分となり、従来に比べて１．５倍の成長速度とす
ることができた。このとき、パルス発生器９から高周波
電源７に供給されるパルス信号のオンタイムを短くかつ
、オフタイムを長くすると、容器１内にプラズマが発生
しないおそれがあるため、プラズマが定常状態になるの
を抑制し、かつプラズマが確実に発生するようなデユー
ティ比にして高周波電圧を電極に供給するようにしてい
る。具体的には、オフタイムをオンタイムに比べて短い
ようなデユーティ比にするのが好ましい。
このように本実施例では、高周波電源８からサセプタ４
近傍に高周波電圧を断続的に供給してウェハー５上に膜
を成長させているため、容器１内をプラズマが定常状態
となる前のシース幅の小さい電位分布とすることができ
、シース内でラジカルをウェハー５上に到達させるのを
容易にすることができる。したがって、ウェハー５上へ
のラジカルの到達率を向上させてラジカルの反応速度を
向上させることができる。このため、膜の成長速度を向
上させ、短時間でウェハー５上に膜を成長させることが
でき、高周波プラズマ化学気相成長装置のスループント
を向上することかできる。
近傍に高周波電圧を断続的に供給してウェハー５上に膜
を成長させているため、容器１内をプラズマが定常状態
となる前のシース幅の小さい電位分布とすることができ
、シース内でラジカルをウェハー５上に到達させるのを
容易にすることができる。したがって、ウェハー５上へ
のラジカルの到達率を向上させてラジカルの反応速度を
向上させることができる。このため、膜の成長速度を向
上させ、短時間でウェハー５上に膜を成長させることが
でき、高周波プラズマ化学気相成長装置のスループント
を向上することかできる。
また、本実施例ではウェハー上に酸化膜を成長させる例
を示しているが、これに限らず、ＳｉＮ等の窒化膜、Ｗ
等のメタル膜あるいはアモルファスＳｉおよびポリＳｉ
等の半導体膜を成長させるようにしてもよい。
を示しているが、これに限らず、ＳｉＮ等の窒化膜、Ｗ
等のメタル膜あるいはアモルファスＳｉおよびポリＳｉ
等の半導体膜を成長させるようにしてもよい。
本発明によれば、シース幅を狭くしてラジカルノウエバ
ーへの到達効率を向上させてラジカルの反応速度を向上
させることができる。このため、膜の成長速度を向上さ
せてウェハー上に短時間で膜を成長させることができ、
スループットを向上させることができる高周波プラズマ
化学気相成長装置を提供することができる。
ーへの到達効率を向上させてラジカルの反応速度を向上
させることができる。このため、膜の成長速度を向上さ
せてウェハー上に短時間で膜を成長させることができ、
スループットを向上させることができる高周波プラズマ
化学気相成長装置を提供することができる。
第１．２図は本発明に係る高周波プラズマ化学気相成長
装置の一実施例を示す図であり、第１図はその構成図、 第２図は高周波電源から断続的に発生する高周波電圧を
示す図、 第３図はプラズマが定常状態になったときの容器内の電
位分布を示す図である。 １・・・・・・容器、 ５・・・−・ウェハー（基板）、 ８・・・・・・高周波電源、 ９・・・・・・パルス発生器（断続信号発生手段）高周
波プラズマ化学気相成長装置の一実施例を示す図第１図
装置の一実施例を示す図であり、第１図はその構成図、 第２図は高周波電源から断続的に発生する高周波電圧を
示す図、 第３図はプラズマが定常状態になったときの容器内の電
位分布を示す図である。 １・・・・・・容器、 ５・・・−・ウェハー（基板）、 ８・・・・・・高周波電源、 ９・・・・・・パルス発生器（断続信号発生手段）高周
波プラズマ化学気相成長装置の一実施例を示す図第１図
Claims (2)
- （１）容器内に設けられた基板近傍に高周波電源によっ
て高周波電圧を供給することにより、該容器内に導入さ
れた反応ガスを活性化し、基板上に膜を成長させる高周
波プラズマ化学気相成長装置おいて、 前記高周波電源に断続信号発生手段を設け、基板上に膜
を成長させる際に基板近傍に高周波電圧を断続的に供給
するようにしたことを特徴とする高周波プラズマ化学気
相成長装置。 - （２）前記断続的な高周波電圧は、周波数が１３．５６
ＭＨｚ以下で、かつオンタイムが１０ｍ秒以下であるこ
とを特徴とする請求項第１記載の高周波プラズマ化学気
相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5892190A JPH03259512A (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | 高周波プラズマ化学気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5892190A JPH03259512A (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | 高周波プラズマ化学気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03259512A true JPH03259512A (ja) | 1991-11-19 |
Family
ID=13098289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5892190A Pending JPH03259512A (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | 高周波プラズマ化学気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03259512A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0794130A (ja) * | 1993-09-28 | 1995-04-07 | Univ Nagoya | ラジカルの制御方法および装置 |
| US5562952A (en) * | 1993-11-11 | 1996-10-08 | Nissin Electric Co., Ltd. | Plasma-CVD method and apparatus |
| US5811079A (en) * | 1996-02-08 | 1998-09-22 | Warner-Lambert Company | Anticalculus dentifrice composition containing highly soluble pyrophosphate |
| JP2002198364A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
-
1990
- 1990-03-09 JP JP5892190A patent/JPH03259512A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0794130A (ja) * | 1993-09-28 | 1995-04-07 | Univ Nagoya | ラジカルの制御方法および装置 |
| US5562952A (en) * | 1993-11-11 | 1996-10-08 | Nissin Electric Co., Ltd. | Plasma-CVD method and apparatus |
| US5811079A (en) * | 1996-02-08 | 1998-09-22 | Warner-Lambert Company | Anticalculus dentifrice composition containing highly soluble pyrophosphate |
| JP2002198364A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
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