JPH0394069A - 薄膜形成装置 - Google Patents

薄膜形成装置

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JPH0394069A
JPH0394069A JP1229951A JP22995189A JPH0394069A JP H0394069 A JPH0394069 A JP H0394069A JP 1229951 A JP1229951 A JP 1229951A JP 22995189 A JP22995189 A JP 22995189A JP H0394069 A JPH0394069 A JP H0394069A
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reaction
thin film
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supply port
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Masao Oda
昌雄 織田
Tatsuya Iwasa
岩佐 辰弥
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C16/45517Confinement of gases to vicinity of substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • Y10S156/916Differential etching apparatus including chamber cleaning means or shield for preventing deposits

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〕 本発明は薄膜形成装置に関するものであり、特にC V
 D (Chemical Vapor Deposi
tion)法により菌膜を形戒ずる装置に関するもので
ある。
[従来の技術] 近年、LSI,液晶ディスプレイを含む電子デバイスの
製造プロセスの低温化,低損傷化に伴い、基板上に薄膜
を形戒する方法として、プラズマ分離型マイクロ波プラ
ズマCVD法が注目されている。プラズマ分離型マイク
ロ波プラズマCVD法は反応室とは分離したプラズマ放
電室でマイクロ波プラズマ放電により反応ガスを励起し
、生戒した活性種を反応室内の低温加熱された基板上に
輸送し薄膜を形戒する技術であり、基板が直接プラズマ
にさらされないため、プラズマ中の荷電粒子が基板及び
形戒中の薄膜に損傷を与えることなく、しかも3 0 
0 ’C以下の低い基板温度で薄膜を形戒することがで
きる。
第7図は例えば特開昭58−27656号公報に示され
た従来のプラズマ分離型マイクロ波プラズマCVD法に
用いられる簿膜形戒装置の構或を示す断面構戒図である
図において、1は反応室、2は第1の反応ガス供給口、
3は第1の反応ガス、4は第2の反応ガス、5はマイク
ロ波プラズマ放電管、6はマイクロ波エネルギー、7は
活性種供給口、8は活性種、9は基板、10は基板9が
載置されるヒータ、11はガス排気口、l2は反応後の
ガスである。このように構成された薄膜形威装置におい
て、例えばシリコン酸化膜を形威する場合、反応ガス供
給口2から第1の反応ガスとしてシランガス3が反応室
1内に供給され、また第2の反応ガスとして酸素原子を
含むガス4がマイクロ波プラズマ放電管5に供給される
ことにより生戒される活性化酸素原子8が活性種供給口
7から反応室1内に供給される。
この時、、活性化酸素原子8はシランガス3と基板近傍
の空間で化学気相反応を起こし、シリコン原子,水素原
子,酸素原子を含む前駆体を形威する。この前駆体が基
板9表面で変化し、シリコン酸化膜が形成される。
〔発明が解決しようとする課題〕
第8図に従来のプラズマ分離型マイクロ波プラズマCV
D法に用いられる薄膜形威装置の反応室1部分の拡大図
を示す。この種の薄膜形威装置においては、活性種供給
口7より反応室1内に供給された活性種8は、基板9表
面近傍に停滞することなく、基板9外周部、さらには反
応室1内壁近傍に拡散し、そこで同様に拡散した第lの
反応ガス分子3と反応し、前駆体13を形威する。
また、基板9表面近傍で形威された前駆体13の一部も
反応室内壁近傍に拡散する。これらの前駆体13は薄膜
形戒反応に関与することなく、例えば反応室内壁のよう
な低温の表面と接触し、微細粒子状の反応生威物14に
変化する。従来、この反応生或物14が塵埃となって反
応室内に浮遊し、薄膜中に取り込まれたり、薄膜表面に
付着するために高品質の薄膜を形威することができない
という問題点があった。
また、プラズマ分離型マイクロ波プラズマCVD法は、
活性種8と第1の反応ガス分子3との化学反応により前
駆体13が形威される際に、ケミカルルミネッセンスを
伴うという特徴を有する。
このケミカルルミネッセンス強度は薄膜形戒速度と相関
関係にあるため、ルごネッセンス強度を光ファイバーl
5を介し、分光光度計16を用いて計測することにより
薄膜形成速度のインシチュモニタリングが可能である。
しかしながら従来の薄膜形戒装置においては、ケミカル
ルミネッセンス強度の計測に際して、第8図に示すよう
に前駆体13の形威反応が基板9面上に限定されないた
めに、本来必要な基板径Lw内のケごカルルミネッセン
スの積分強度に加えて、薄膜形戒反応に関わらない基板
外のルξネッセンス強度を合わせて測定するために、高
精度に薄膜形戒速度のインシチュモニタリングを行なう
ことが困難であるという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、プラズマ分離型マイクロ波プラズマCVD法
により低発塵プロセスとプロセスの高精度インシチュモ
ニタリングを可能とする薄膜形威装置を得ることを目的
とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る薄膜形威装置は、基板を収容し上記基板
を保持し加熱するヒータ.第lの反応ガスを供給する反
応ガス供給口,及び第2の反応ガスを励起することによ
り生成される活性種を供給する活性種供給口を有する反
応室を備え、上記基板上に第1の反応ガスと活性種の反
応により薄膜を形戒するものにおいて、活性種供給口と
ヒータとの間に少なくとも基板と活性種供給口を囲むよ
うに、小孔を多数有する金属多孔板を基板に近接して設
けたものである。
〔作用〕
この発明の薄膜形戒装置においては、前駆体形戒反応が
基板面上に限定され、なおかつ前駆体の基板外周部,反
応室内壁への拡散が防止されるために、発塵の原因とな
る微細粒子状反応生威物が発生することなく薄膜形戒反
応が進行する。また基板面上でのみケごカルルξネッセ
ンスが生じるために高精度インシチュモニタリングが可
能となる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図はこの発明の第1の実施例による薄膜形戒装置の
内部を示す断面構或図、また、第2図は第1図における
反応室内部を示す断面構或図である。
第1図において、第7図と同一符号は同一部分を示し、
■7は小孔を多数有する金属メッシュ板で、活性種供給
口7とヒータ10間に基板9と活性種供給口7及び反応
ガス供給口2を囲むように基板9に近接して設けられて
いる。この金属メッシュ板17の孔の大きさは主として
反応室1内の圧力に依存して決められいる。このプラズ
マ分離型マイクロ波プラズマCVD法による薄膜形戒装
置は、反応室1内が電気的に中性であるために反応室内
にいかなる形状の金属板を設けたとしても異常放電を生
しることはない。
本実施例の薄膜形成装置においては、基板9に対して膜
を形成するには従来装置と同様に反応ガス供給口2から
第1の反応ガスとしてシランガス3を基板9上に供給し
、また第2の反応ガスとして酸素原子を含むガス4をマ
イクロ波プラズマ放電管5に供給することにより生威さ
れる活性種、即ち活性化酸素8が活性種供給口7から基
板9上に導入され、活性化酸素8とシランガス3が基板
近傍の空間で化学気相反応を起こし、前駆体I3を形威
し、この前駆体13が基板9表面で反応を起こしてシリ
コン酸化膜の形成を行なうのであるが、第2図に示すよ
うに、反応室内に供給された活性化酸素8のうち基板9
外周部に拡散するものは多孔金属板17の金属面との衝
突によりエネルギーを失い、基底状態の失活酸素18と
なって多孔を通過する。また基板9上で形威された前駆
体13のうち基板9外周部に拡散するものは多孔金属板
17と接触し、多孔金属板17がヒータ近傍にあり、比
較的基板温度に近いために薄膜となって多孔金属板17
に蒸着する。即ち、基板9での薄膜形戒反応に関与しな
い基板外周部に拡散する前駆体13は膜となって多孔金
属板17にトラッブされる。
このような構威においては、上述のように活性化酸素8
のうち基板9外周部に拡散しようとするものは多孔金属
板17の金属面との衝突によりエネルギーを失い、失活
酸素18となって多孔を通過するので、基板9を囲む多
孔金属板l7より外側の部分では前駆体形戒反応に必要
な活性化酸素8の存在確率が極めて低くなり、このため
、生戒される前駆体13も微量となり、従来、比較的室
温に近い低温の反応室壁に前駆体13が付着することに
よって生じていた微細粒子状反応生戒物14の発生量を
低減できる。また上記構戒においては前駆体形戒反応に
伴うケξカルルミネッセンスの発生は基板面上に限られ
るために、膜形戒速度と強い相関関係にあるルミネッセ
ンス強度を多孔基板板13の多孔を通して反応室壁に設
けた計測用窓19から精度よく計測することができる。
なお、上記実施例では多孔金属板17は1重に基板9と
活性種供給口7及び反応ガス供給口2を囲むように設け
たが、これは本発明の第2の実施例として第3図に示す
ように、多孔金属板17を2つ設り、2重に基板9と活
性種供給口7及び反応ガス供給口2を囲むように設けて
も良い。この場合、第4図に示すように多孔金属板17
aと17bの多孔位置を交互に段違いとなるようにすれ
ば、活性種8及び前駆体13の多孔金属板17との接触
確率が高くなるため、微細粒子状反応生戒物の発生はさ
らに低減され、低発塵化の効果は高まる。
また、これまでに説明した実施例では多孔金属板l7は
基板9と活性種供給口7及び反応ガス供給口2を囲むよ
うに設けたが、これはさらに本発明の第3の実施例とし
て第5図に示すように多孔金属板13は基板9と活性種
供給口7だけを取り囲むように設けてもよい。この場合
、第6図に示すように第1の反応ガス分子3は多孔金属
板l3の外側より多孔を通って基板面上に供給される。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、基板を収容し上記基板
を保持し加熱するヒータ,第1の反応ガ9 10 スを供給する反応ガス供給口,及び第2の反応ガスを励
起することにより生成される活性種を供給する活性種供
給口を有する反応室とを備え、上記基板上に第1の反応
ガスと活性種の反応により薄膜を形成するものにおいて
、活性種供給口とヒータ間に基板と活性種供給口を囲む
ように、小孔を多数有する金属多孔板を基板に近接して
設けるようにしたので、前駆体形成反応が基板面上に限
定され、なおかつ前駆体の基板外周部.反応室内壁への
拡散が防止されるために、発塵の原因となる微細粒子状
反応生戊物が発生することなく、薄膜形戒反応が進行す
る低発塵プロセスが得られる効果がある。また、基板面
上でのみケごカルルミネッセンスが生じるために、高精
度インシチュモニタリングが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第l図はこの発明の第1の実施例による薄膜形威装置の
内部を示す断面構威図、第2図は第1図における反応室
内部を示す断面構戒図、第3図はこの発明の第2の実施
例による薄膜形戒装置の内部を示す断面構或図、第4図
は第3図における反応室内部を示す断面構威図、第5図
はさらにこの発明の第3の実施例による薄膜形成装置の
内部を示す断面構或図、第6図は第5図における反応室
内部を示す断面構或図、第7図は従来の薄膜形戒装置を
示す図、第8図は第7図における反応室内部を示す断面
構或図である。 図において、1は反応室、2は反応ガス供給口、3は第
lの反応ガス、4は第2の反応ガス、5吐マイクロ波プ
ラズマ放電管、6はマイクロ波エネルギー、7は活性種
供給口、8は活性種、9は基板、lOはヒータ、11は
ガス排気孔、12は反応後のガス、l3は前駆体、15
は光ファイバー16は分光光度計、17は多孔金属板、
18は失活酸素、19は計測用窓である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 基板を収容し、上記基板を保持し加熱するヒー
    タと、 第1の反応ガスを供給する反応ガス供給口と、第2の反
    応ガスを励起することにより生成される活性種を供給す
    る活性種供給口とを有する反応室を備え、 上記第1の反応ガスと上記活性種の反応により上記基板
    上に薄膜を形成する薄膜形成装置において、 上記活性種供給口と上記ヒータとの間に、少なくとも上
    記基板と上記活性種供給口を取り囲むように、小孔を多
    数有する多孔金属板を設けたことを特徴とする薄膜形成
    装置。
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