JPH0372080A - プラズマ気相成長装置 - Google Patents
プラズマ気相成長装置Info
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- JPH0372080A JPH0372080A JP20727389A JP20727389A JPH0372080A JP H0372080 A JPH0372080 A JP H0372080A JP 20727389 A JP20727389 A JP 20727389A JP 20727389 A JP20727389 A JP 20727389A JP H0372080 A JPH0372080 A JP H0372080A
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Landscapes
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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】
〔概要〕
プラズマ気相成長装置に関し、
被処理基板上に均等な厚さに薄膜を成長させることを目
的とし、 被処理基板（６）を！！置した下部電極（３）に対向し
てガス吹き出し口（４）をもつ上部電極（２）があり、
該上部電極（２）のガス吹き出し口（４）より、反応ガ
ス（５）を反応室（１）に供給しながら排気系により所
定の真空度にまで減圧し、前記上部電極（２）と下部電
極（３）との間に高周波電界を加えてプラズマを発生さ
せ、前記反応ガス（５）を分解させ、被処理基板（６）
上に反応生成物の薄膜を形成する気相成長装置において
、ガス吹き出し口（４）を備え、下部電極（３）と対向
する上部電極（２）の周辺部が同心円状あるいは放射状
にパターン形成された絶縁膜で被覆されてなることを特
徴としてプラズマ気相成長装置を構成する。
的とし、 被処理基板（６）を！！置した下部電極（３）に対向し
てガス吹き出し口（４）をもつ上部電極（２）があり、
該上部電極（２）のガス吹き出し口（４）より、反応ガ
ス（５）を反応室（１）に供給しながら排気系により所
定の真空度にまで減圧し、前記上部電極（２）と下部電
極（３）との間に高周波電界を加えてプラズマを発生さ
せ、前記反応ガス（５）を分解させ、被処理基板（６）
上に反応生成物の薄膜を形成する気相成長装置において
、ガス吹き出し口（４）を備え、下部電極（３）と対向
する上部電極（２）の周辺部が同心円状あるいは放射状
にパターン形成された絶縁膜で被覆されてなることを特
徴としてプラズマ気相成長装置を構成する。
本発明はプラズマ気相成長装置の改良に関する。
ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体集積回路はシリコン（Ｓｉ）
のような単体半導体あるいはガリウム砒素（ＧａＡｓ）
のような化合物半導体を被処理基板とし、これに薄膜形
成技術、他種原子の拡散技術、写真蝕刻技術（フォトリ
ソグラフィ或いは電子線リソグラフィ）を駆使して製造
されている。
のような単体半導体あるいはガリウム砒素（ＧａＡｓ）
のような化合物半導体を被処理基板とし、これに薄膜形
成技術、他種原子の拡散技術、写真蝕刻技術（フォトリ
ソグラフィ或いは電子線リソグラフィ）を駆使して製造
されている。
こ＼で、薄膜形成技術としては真空蒸着法やスパッタ法
のような物理的な薄膜形成法もあるが、化学的な薄膜形
成技術としては気相生長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐ
ｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ 略してＣＶＤ法）があ
る。
のような物理的な薄膜形成法もあるが、化学的な薄膜形
成技術としては気相生長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐ
ｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ 略してＣＶＤ法）があ
る。
この方法は一種或いは多種の蒸気圧の高い有機或いは無
機化合物をキャリアガスを用いて反応炉内に導入し、加
熱しである被処理基板上で分解させることにより半導体
層、絶縁層、金属層などの薄膜を形成するもので、薄膜
組成の調整が可能であり、また複雑な形状をもつ被処理
基板に対しても被覆性が優れると云う特徴がある。
機化合物をキャリアガスを用いて反応炉内に導入し、加
熱しである被処理基板上で分解させることにより半導体
層、絶縁層、金属層などの薄膜を形成するもので、薄膜
組成の調整が可能であり、また複雑な形状をもつ被処理
基板に対しても被覆性が優れると云う特徴がある。
特に、プラズマＣＶＤ法は平行平板形の電極の間に被処
理基板を置き、反応ガスを流しながら、両極間に高周波
電界を加えてプラズマを発生させ、このエネルギーによ
り反応ガスを分解させ、被処理基板上に薄膜を形成する
もので、比較的低温で且つ効率的に薄膜の成長が行われ
ることから、薄膜形成法として一般に行われている。
理基板を置き、反応ガスを流しながら、両極間に高周波
電界を加えてプラズマを発生させ、このエネルギーによ
り反応ガスを分解させ、被処理基板上に薄膜を形成する
もので、比較的低温で且つ効率的に薄膜の成長が行われ
ることから、薄膜形成法として一般に行われている。
〔従来の技術］
第３図はプラズマＣＶＤ装置の構成を示すもので、気相
成長が行われる反応室１の中には平行平板形の上部電極
２と下部電極３とがあり、上部電極２の中は中空になっ
ており、下部電極３に対向する面には多数のガス吹き出
し口４があり、外部に設けである反応ガス供給源より供
給される反応ガス５は上部電極２のガス吹き出し口４か
ら下部電極３に向けて吹き出すようになっている。
成長が行われる反応室１の中には平行平板形の上部電極
２と下部電極３とがあり、上部電極２の中は中空になっ
ており、下部電極３に対向する面には多数のガス吹き出
し口４があり、外部に設けである反応ガス供給源より供
給される反応ガス５は上部電極２のガス吹き出し口４か
ら下部電極３に向けて吹き出すようになっている。
次に、被処理基板６は下部電極３の上に載置されており
、上部電極２は高周波電源７に回路接続され、また、下
部電極３は接地されている。
、上部電極２は高周波電源７に回路接続され、また、下
部電極３は接地されている。
この、プラズマＣＶＤ装置を用いて被処理基板６の上に
薄膜を形成するには、ガス給気口８よりキャリアガスを
含む反応ガス５を供給しながら、排気系を動作して排気
口９より反応ガス５を排気して、反応室１の中を所定の
真空度に保持した状態で、高周波電源７を動作させ、上
部電極２と下部電極３との間にプラズマを発生させると
、両電極間にある反応ガス５はプラズマにより励起され
て分解すると共にラジカル化して反応し、反応生成物は
被処理基板６の上に堆積することにより膜形成が行われ
ている。
薄膜を形成するには、ガス給気口８よりキャリアガスを
含む反応ガス５を供給しながら、排気系を動作して排気
口９より反応ガス５を排気して、反応室１の中を所定の
真空度に保持した状態で、高周波電源７を動作させ、上
部電極２と下部電極３との間にプラズマを発生させると
、両電極間にある反応ガス５はプラズマにより励起され
て分解すると共にラジカル化して反応し、反応生成物は
被処理基板６の上に堆積することにより膜形成が行われ
ている。
こ！で、上部電極２と下部電極３は平行平板形であり、
被処理基板６の大きさに応じて随時に置き換えが可能で
、被処理基板（以下略してウェハ）６の上Ｆ膜形成を行
う場合には、円形のウェハ６の大きさに適合した円形の
上部電極２と下部電極３を用い、下部電極３の中央にウ
ェハ６を載置してプラズマＣＶＤを行っている。
被処理基板６の大きさに応じて随時に置き換えが可能で
、被処理基板（以下略してウェハ）６の上Ｆ膜形成を行
う場合には、円形のウェハ６の大きさに適合した円形の
上部電極２と下部電極３を用い、下部電極３の中央にウ
ェハ６を載置してプラズマＣＶＤを行っている。
然し、高周波電界は画電極２，３を含む空間に広く分布
し、電極の円周部には円弧状の電気力線が多数存在する
こと＼、ウェハ６の大きさは下部電極３の大きさよりも
小さいことからウェハ６の周辺部の膜厚が中央部に較べ
て増加する。
し、電極の円周部には円弧状の電気力線が多数存在する
こと＼、ウェハ６の大きさは下部電極３の大きさよりも
小さいことからウェハ６の周辺部の膜厚が中央部に較べ
て増加する。
そこで、集積回路の製造歩留まりと品質を向上する見地
から膜厚分布を均一化することが必要で、この対策が求
められている。
から膜厚分布を均一化することが必要で、この対策が求
められている。
プラズマＣＶＤ装置を用いてウェハ上に膜形成を行う場
合、ウェハの周辺部の膜厚が中央部に較べて厚くなるの
が避けられない。
合、ウェハの周辺部の膜厚が中央部に較べて厚くなるの
が避けられない。
そこで、プラズマＣＶＤ戒長に当たって、ウェハ上の膜
厚分布を均一化することが課題である。
厚分布を均一化することが課題である。
上記の課題は被処理基板を載置した下部電極に対向して
ガス吹き出し口をもつ上部電極があり、この上部電極の
ガス吹き出し口より、反応ガスを反応室に供給しながら
排気系により所定の真空度にまで減圧し、上部電極と下
部電極との間に高周波電圧を加えてプラズマを発生させ
て反応ガスを分解させ、被処理基板上に反応生成物の薄
膜を形成する気相成長装置において、ガス吹き出し口を
備え、下部電極と対向する上部電極の周辺部が同心円状
あるいは放射状にパターン形成された絶縁膜で被覆され
たプラズマ気相成長装置の使用により解決することがで
きる。
ガス吹き出し口をもつ上部電極があり、この上部電極の
ガス吹き出し口より、反応ガスを反応室に供給しながら
排気系により所定の真空度にまで減圧し、上部電極と下
部電極との間に高周波電圧を加えてプラズマを発生させ
て反応ガスを分解させ、被処理基板上に反応生成物の薄
膜を形成する気相成長装置において、ガス吹き出し口を
備え、下部電極と対向する上部電極の周辺部が同心円状
あるいは放射状にパターン形成された絶縁膜で被覆され
たプラズマ気相成長装置の使用により解決することがで
きる。
本発明はプラズマＣＶＤ装置を用いて膜成長を行う場合
にウェハ６の周辺部の膜厚が中央部に較べて厚くなると
云う問題を解決する方法として、上部電極２の周辺部の
実効面積を減少させ、これにより下部電極３との周辺部
での電気力線の数を減らすものである。
にウェハ６の周辺部の膜厚が中央部に較べて厚くなると
云う問題を解決する方法として、上部電極２の周辺部の
実効面積を減少させ、これにより下部電極３との周辺部
での電気力線の数を減らすものである。
第１図はこれを行うための上部電極の平面図であって、
同図（Ａ）は多数のガス吹き出し口４をもつ上部電極２
の周辺部とその内側に複数の同心円状絶縁膜１０を被覆
した例、また同図（Ｂ）は周辺部に放射状絶縁膜１１を
被覆した例を示すもので、このような上部電極構造をと
ることによりウェハ６の径が大きな場合でも膜厚分布の
よい皮膜形成が可能となる。
同図（Ａ）は多数のガス吹き出し口４をもつ上部電極２
の周辺部とその内側に複数の同心円状絶縁膜１０を被覆
した例、また同図（Ｂ）は周辺部に放射状絶縁膜１１を
被覆した例を示すもので、このような上部電極構造をと
ることによりウェハ６の径が大きな場合でも膜厚分布の
よい皮膜形成が可能となる。
実施例１：（第１図Ａの上部電極の形成例）本発明に係
る上部電極の製法としては、上部電極を構成する直径が
２０ｃｍのＡｆ板について、テトラエトキシアルミニウ
ム（Ａｌ（ＯＣＪｓ）＋）を反応ガスとしてプラズマＣ
ＶＤを行い、酸化アルミニウム（Ａ ｆ 、０．）を１
ｕｎ＋の厚さに被覆したのち、レジストを被覆し、写真
蝕刻技術（フォトリソグラフィ）により幅５鴫で相互間
隔５ｍｍのリング状のパターンを形成した。
る上部電極の製法としては、上部電極を構成する直径が
２０ｃｍのＡｆ板について、テトラエトキシアルミニウ
ム（Ａｌ（ＯＣＪｓ）＋）を反応ガスとしてプラズマＣ
ＶＤを行い、酸化アルミニウム（Ａ ｆ 、０．）を１
ｕｎ＋の厚さに被覆したのち、レジストを被覆し、写真
蝕刻技術（フォトリソグラフィ）により幅５鴫で相互間
隔５ｍｍのリング状のパターンを形成した。
この場合、中央部の内径１５ｃｎ＋の領域はＡｌが露出
している。
している。
次に、この電極面にガス吹き出し口の孔開けを行い、こ
れを装着することにより上部電極が完成した。
れを装着することにより上部電極が完成した。
実施例２： （第１図Ｂの上部電極の形成例）実施例１
と全く同様にして上部電極と構成する直径が２０ｃｎ＋
のＡｆ板についてプラズマＣＶＤによるＡｚｚｏｓの被
覆を行った後、写真蝕刻技術を用いて外周２．５ ｃｍ
の領域のみに放射状の絶縁膜を形成した。
と全く同様にして上部電極と構成する直径が２０ｃｎ＋
のＡｆ板についてプラズマＣＶＤによるＡｚｚｏｓの被
覆を行った後、写真蝕刻技術を用いて外周２．５ ｃｍ
の領域のみに放射状の絶縁膜を形成した。
次に、この電極面にガス吹き出し口の孔開けを行い、こ
れを装着することにより上部電極が完成した。
れを装着することにより上部電極が完成した。
実施例３： （第１図Ａの上部電極使用例）第３図に示
す平行平板形の上部電極２と下部電極３を備えたプラズ
マＣＶＤ装置を用い、シランとアンモニアを反応ガスと
し、Ｎ２をキャリアガスとして、 ５ｉＨ４（流速２０ｃｃ／分）、ＮＨ３（流速１００ｃ
ｃ／分）とＮＺ （流速２００ｃｃ／分）の混合ガスを
反応室１に導き、排気系を動作させて反応室の真空度を
１ ｔｏｒｒに保持した状態で１３．５６ ＭＨｚの高
周波電源を動作させて両電極間にプラズマを発生させて
１２分間に亙ってプラズマＣＶＤを行い、厚さ約１μｍ
の窒化硅素（５ｉＪ４）膜を形成した。
す平行平板形の上部電極２と下部電極３を備えたプラズ
マＣＶＤ装置を用い、シランとアンモニアを反応ガスと
し、Ｎ２をキャリアガスとして、 ５ｉＨ４（流速２０ｃｃ／分）、ＮＨ３（流速１００ｃ
ｃ／分）とＮＺ （流速２００ｃｃ／分）の混合ガスを
反応室１に導き、排気系を動作させて反応室の真空度を
１ ｔｏｒｒに保持した状態で１３．５６ ＭＨｚの高
周波電源を動作させて両電極間にプラズマを発生させて
１２分間に亙ってプラズマＣＶＤを行い、厚さ約１μｍ
の窒化硅素（５ｉＪ４）膜を形成した。
第２図の破線１３はウェハ上に形成したＳｉＪ、膜の膜
厚分布を示すもので、実線１５で示す従来の上部電極２
を用いたものに較べ、膜厚分布が非常に均一化している
ことが判る。
厚分布を示すもので、実線１５で示す従来の上部電極２
を用いたものに較べ、膜厚分布が非常に均一化している
ことが判る。
実施例４： （第１図Ｂの上部電極使用例）実施例３と
同様にして６インチＳｔ基板上に厚さが１ｕｌＩのＳｉ
、Ｎ、を形成した。
同様にして６インチＳｔ基板上に厚さが１ｕｌＩのＳｉ
、Ｎ、を形成した。
第２図の一点破線１４はＳｉ３Ｎ４膜の膜厚分布を示す
もので、実線１５で示す従来の上部電極２を用いたもの
に較べ、膜厚分布が均一化していることが判る。
もので、実線１５で示す従来の上部電極２を用いたもの
に較べ、膜厚分布が均一化していることが判る。
〔発明の効果］
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の使用により、被処理
基板上に形成する膜厚分布を均一化することが可能とな
り、これにより集積回路の品質と製造歩留まりの向上が
可能となる。
基板上に形成する膜厚分布を均一化することが可能とな
り、これにより集積回路の品質と製造歩留まりの向上が
可能となる。
第１図は本発明を適用した上部電極の平面図、第２図は
ウェハ上に形成したＳｉ、Ｎ、膜の膜厚分布図、 第３図はプラズマＣＶＤ装置の構成図、である。 図において、 １は反応室、 ２は上部電極、３は下部電極
、 ４はガス吹き出し口、５は反応ガス、 ６は被処理基板（Ｓｉウェハ） ７は高周波電源、 ■４−は同心円状絶縁膜、１引
よ放射状絶縁膜、 である。
ウェハ上に形成したＳｉ、Ｎ、膜の膜厚分布図、 第３図はプラズマＣＶＤ装置の構成図、である。 図において、 １は反応室、 ２は上部電極、３は下部電極
、 ４はガス吹き出し口、５は反応ガス、 ６は被処理基板（Ｓｉウェハ） ７は高周波電源、 ■４−は同心円状絶縁膜、１引
よ放射状絶縁膜、 である。
Claims (1)
- 被処理基板（６）を載置した下部電極（３）に対向して
ガス吹き出し口（４）をもつ上部電極（２）があり、該
上部電極（２）のガス吹き出し口（４）より、反応ガス
（５）を反応室（１）に供給しながら排気系により所定
の真空度にまで減圧し、前記上部電極（２）と下部電極
（３）との間に高周波電界を加えてプラズマを発生させ
て前記反応ガス（５）を分解させ、被処理基板（６）上
に反応生成物の薄膜を形成する気相成長装置において、
ガス吹き出し口（４）を備え、下部電極（３）と対向す
る上部電極（２）の周辺部が同心円状あるいは放射状に
パターン形成された絶縁膜で被覆されてなることを特徴
とするプラズマ気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20727389A JPH0372080A (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | プラズマ気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20727389A JPH0372080A (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | プラズマ気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0372080A true JPH0372080A (ja) | 1991-03-27 |
Family
ID=16537067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20727389A Pending JPH0372080A (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | プラズマ気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0372080A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100296392B1 (ko) * | 1999-06-09 | 2001-07-12 | 박호군 | 직류전원플라즈마화학증착법에 의한 다이아몬드막 합성장치 |
| JP2007335510A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Hokuriku Seikei Kogyo Kk | シャワープレート、並びにそれを用いたプラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び電子装置の製造方法 |
-
1989
- 1989-08-10 JP JP20727389A patent/JPH0372080A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100296392B1 (ko) * | 1999-06-09 | 2001-07-12 | 박호군 | 직류전원플라즈마화학증착법에 의한 다이아몬드막 합성장치 |
| JP2007335510A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Hokuriku Seikei Kogyo Kk | シャワープレート、並びにそれを用いたプラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び電子装置の製造方法 |
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