JPH0394422A - プラズマｃｖｄ装置及びその方法 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置及びその方法Info
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- JPH0394422A JPH0394422A JP2126689A JP12668990A JPH0394422A JP H0394422 A JPH0394422 A JP H0394422A JP 2126689 A JP2126689 A JP 2126689A JP 12668990 A JP12668990 A JP 12668990A JP H0394422 A JPH0394422 A JP H0394422A
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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〕
本発明は半導体素子を製造する低温プラズマ装置に係り
、とくに基板表面に均一な絶縁膜を形成するのに好適な
プラズマＣＶＤ装置及びその方法に関する． 〔従来の技術〕 従来の低温プラズマを用いたＣＶＤ装置を大別すると、
真空中で平行平板の電極の一方にｌＯＫＨｚ〜３０ＭＨ
ｚの高周波電圧を印加して、プラズマを発生させる技術
を用いたもの（半導体研究１８；ｐｌ２１〜１７０、半
導体研究１９；ｐ２２５ 〜２６７）と、２． ４５Ｇ
Ｈｚのマイクロ波を真空室へ導入してプラズマを発生さ
せる技術を用いたものがあるが、これらの中で平行平板
電極による技術が主として用いられてきた．一方、半導
体素子の微細化に伴い、薄膜形成時にプラズマ中のイオ
ンの衝撃により素子特性が影響を受けることが問題にな
ってきた。
、とくに基板表面に均一な絶縁膜を形成するのに好適な
プラズマＣＶＤ装置及びその方法に関する． 〔従来の技術〕 従来の低温プラズマを用いたＣＶＤ装置を大別すると、
真空中で平行平板の電極の一方にｌＯＫＨｚ〜３０ＭＨ
ｚの高周波電圧を印加して、プラズマを発生させる技術
を用いたもの（半導体研究１８；ｐｌ２１〜１７０、半
導体研究１９；ｐ２２５ 〜２６７）と、２． ４５Ｇ
Ｈｚのマイクロ波を真空室へ導入してプラズマを発生さ
せる技術を用いたものがあるが、これらの中で平行平板
電極による技術が主として用いられてきた．一方、半導
体素子の微細化に伴い、薄膜形成時にプラズマ中のイオ
ンの衝撃により素子特性が影響を受けることが問題にな
ってきた。
また処理能力の向上のために、戒膜速度を高めることが
要請されている． 戒膜速度を増大するには、プラズマ密度やラジカル（イ
オン化直前の活性粒子）の濃度を高めることが必要であ
り、それには、投入するエネルギーを増大する手段と反
応ガスの流量を増大する手段を実施する必要がある． その理由は、エネルギーが不十分な状態で反応ガスの流
量を増大した場合には、ガスの分解される量に制限があ
るので、戒膜速度は飽和する傾向を示すからであり、そ
のためには、反応ガスの分解に十分なエネルギーを供給
する必要がある。
要請されている． 戒膜速度を増大するには、プラズマ密度やラジカル（イ
オン化直前の活性粒子）の濃度を高めることが必要であ
り、それには、投入するエネルギーを増大する手段と反
応ガスの流量を増大する手段を実施する必要がある． その理由は、エネルギーが不十分な状態で反応ガスの流
量を増大した場合には、ガスの分解される量に制限があ
るので、戒膜速度は飽和する傾向を示すからであり、そ
のためには、反応ガスの分解に十分なエネルギーを供給
する必要がある。
しかるに、平行平板型の電極では、投入エネルギーつま
り高周波電力を増大させると、戒膜速度は増大するが、
その反面基板に衝突するイオンのエネルギーが増大し、
半導体素子の電気特性が劣化するという問題があった。
り高周波電力を増大させると、戒膜速度は増大するが、
その反面基板に衝突するイオンのエネルギーが増大し、
半導体素子の電気特性が劣化するという問題があった。
また異状放電の発生により、ガスの分解効率が低下した
り、反応室壁の付着物が不純物として基板表面にとり込
まれるという問題があった．一方マイクロ波によりプラ
ズマを発生させる場合、マグネトロンで発生したマイク
ロ波をそのまま低圧力のプラズマ発生室に放射しても、
マイクロ波の電界強度が十分でないため、電子にイオン
化エネルギーレベルまでエネルギーを供給することがで
きず、プラズマを発生させることが困難になる問題があ
った． そこで、従来は電子が磁場と垂直な平面を回転するサイ
クロトロン周波数とマイクロ波の周波数を合致させ、共
鳴状態にして電子にエネルギーを供給する方法や、マイ
クロ波を空洞共振器に放射してマイクロ波の振幅を大き
くし、電界強度を強めて電子にエネルギーを供給する方
法が実施されている。
り、反応室壁の付着物が不純物として基板表面にとり込
まれるという問題があった．一方マイクロ波によりプラ
ズマを発生させる場合、マグネトロンで発生したマイク
ロ波をそのまま低圧力のプラズマ発生室に放射しても、
マイクロ波の電界強度が十分でないため、電子にイオン
化エネルギーレベルまでエネルギーを供給することがで
きず、プラズマを発生させることが困難になる問題があ
った． そこで、従来は電子が磁場と垂直な平面を回転するサイ
クロトロン周波数とマイクロ波の周波数を合致させ、共
鳴状態にして電子にエネルギーを供給する方法や、マイ
クロ波を空洞共振器に放射してマイクロ波の振幅を大き
くし、電界強度を強めて電子にエネルギーを供給する方
法が実施されている。
前者は有磁場マイクロ波あるいはＥＣＲ（電子イオン共
鳴）（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓ
ｏｎａｎｃｅ）法とよばれており、たとえば特開昭５６
−１３４８０号公報に提案されている。
鳴）（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓ
ｏｎａｎｃｅ）法とよばれており、たとえば特開昭５６
−１３４８０号公報に提案されている。
後者は、たとえば特開昭５６ − ９６８４１号公報や
本願発明者らにより提案した特開昭６３−１０３０８８
号公報に記載されているものである。
本願発明者らにより提案した特開昭６３−１０３０８８
号公報に記載されているものである。
上記前者のマイクロ波プラズマでは、マイクロ波から電
子へ直接エネルギーが供給されるために、プラズマと基
板との間に形成されるシース間電圧はほとんど変化しな
い．したがって基板を載置する電極に高周波電圧を印加
し、シース間電圧を任意にコントロールすることにより
、高速化に必要な高いプラズマ密度と適正なイオンエネ
ルギーに制御できる． しかるに、ＥＣＲ方式では、上記特開昭５６−１３４８
０号公報に記載されているように、基板を載置した電極
に高周波電圧を印加すると、この電極の対向する側には
、アース電極がないため、高周波電流は基板の周囲の処
理室との間に流れ、基板上のイオンエネルギー効果が該
基板の周囲で強く、中心部で弱くなって基板全体を均一
な条件で処理することができないという問題があり、か
つＥＣＲ磁場を発生させるためのコイルが必要となって
装置全体が大型化するという問題があった．このような
問題を解決し、適正なイオンエネルギーで高速に或膜す
るために、上記特開昭６３−１０３０８８号公報に記載
されている空洞共振器内のマイクロ波をスリットから放
射する方式のプラズマ処理装置を提案したのである． つぎにこのプラズマ処理装置の概要について説明する。
子へ直接エネルギーが供給されるために、プラズマと基
板との間に形成されるシース間電圧はほとんど変化しな
い．したがって基板を載置する電極に高周波電圧を印加
し、シース間電圧を任意にコントロールすることにより
、高速化に必要な高いプラズマ密度と適正なイオンエネ
ルギーに制御できる． しかるに、ＥＣＲ方式では、上記特開昭５６−１３４８
０号公報に記載されているように、基板を載置した電極
に高周波電圧を印加すると、この電極の対向する側には
、アース電極がないため、高周波電流は基板の周囲の処
理室との間に流れ、基板上のイオンエネルギー効果が該
基板の周囲で強く、中心部で弱くなって基板全体を均一
な条件で処理することができないという問題があり、か
つＥＣＲ磁場を発生させるためのコイルが必要となって
装置全体が大型化するという問題があった．このような
問題を解決し、適正なイオンエネルギーで高速に或膜す
るために、上記特開昭６３−１０３０８８号公報に記載
されている空洞共振器内のマイクロ波をスリットから放
射する方式のプラズマ処理装置を提案したのである． つぎにこのプラズマ処理装置の概要について説明する。
一般に、導波管あるいは導波管の一種と考えられる空洞
共振器内をマイクロ波が進行する場合、導波管の表面に
は、電場、磁場に対応した電流が流れや。この電流を横
切るように導波管の一部にスリットを設けると、スリッ
トの両端に電荷がたまり、これがマイクロ波の進行に伴
って変化することからスリット両端間の電界が変化し導
波管の外部にマイクロ波が放射される。
共振器内をマイクロ波が進行する場合、導波管の表面に
は、電場、磁場に対応した電流が流れや。この電流を横
切るように導波管の一部にスリットを設けると、スリッ
トの両端に電荷がたまり、これがマイクロ波の進行に伴
って変化することからスリット両端間の電界が変化し導
波管の外部にマイクロ波が放射される。
このプラズマ処理装置は、上記を原理としたものであっ
て、たとえば第１２図に示すように、マグネトロン３で
発生したマイクロ波は、導波管２を通って空洞共振器ｌ
に導入され、該空洞共振器１の下面に設置されたスリッ
ト４ｃからマイクロ波がプラズマ発生室６に放射され、
ガス供給管１０よリガスが供給されてプラズマが発生す
る。基板８が載置されている電極７に高周波電圧を印加
し、対向するスリット板４をアース電位に接続すること
により、電極７と平行な対向電極とすることができ、イ
オンの効果を基板８全体に均一に発生させることができ
る。
て、たとえば第１２図に示すように、マグネトロン３で
発生したマイクロ波は、導波管２を通って空洞共振器ｌ
に導入され、該空洞共振器１の下面に設置されたスリッ
ト４ｃからマイクロ波がプラズマ発生室６に放射され、
ガス供給管１０よリガスが供給されてプラズマが発生す
る。基板８が載置されている電極７に高周波電圧を印加
し、対向するスリット板４をアース電位に接続すること
により、電極７と平行な対向電極とすることができ、イ
オンの効果を基板８全体に均一に発生させることができ
る。
上記従来技術は、戒膜の均一性に影響するガスの流れに
対する十分な配慮がされておらず、薄膜を均一に形成す
ることができないという問題があった。
対する十分な配慮がされておらず、薄膜を均一に形成す
ることができないという問題があった。
すなわち、プラズマＣＶＤでは、基板表面の化学反応に
よって薄膜が形成される。そのため、基板表面を流れる
ガス流が薄膜形成反応に大きな影響を与え、多くのガス
が流れる部分には厚い膜が形成され、少ないと薄い膜に
なって基板上に分布のある膜形成がなされる。流れは圧
力とガス流量により変わる．たとえば圧力１０ｍＴｏｒ
ｒ以下、ガス流ｆｉ１００ｓｃｍ’ ／ ｓｅｃ以下の
条件では、拡散の影響が主体的で基板表面のガス分子濃
度は均一になり、均一な薄膜が形成される． しかるに、この条件では、ガス流量が少ないため、戒膜
速度が遅くなるという問題があった。
よって薄膜が形成される。そのため、基板表面を流れる
ガス流が薄膜形成反応に大きな影響を与え、多くのガス
が流れる部分には厚い膜が形成され、少ないと薄い膜に
なって基板上に分布のある膜形成がなされる。流れは圧
力とガス流量により変わる．たとえば圧力１０ｍＴｏｒ
ｒ以下、ガス流ｆｉ１００ｓｃｍ’ ／ ｓｅｃ以下の
条件では、拡散の影響が主体的で基板表面のガス分子濃
度は均一になり、均一な薄膜が形成される． しかるに、この条件では、ガス流量が少ないため、戒膜
速度が遅くなるという問題があった。
またほとんどのプラズマＣＶＤ装置が、基板載置台にヒ
ータを内蔵させて基板を加熱しているが、載置台と基板
との間に存在するガス分子の数が少ないので、低圧では
基板への熱通過率が低下し、基板の加熱に時間を要する
という問題があり、そのため比較的高い圧力での成膜が
望まれている。
ータを内蔵させて基板を加熱しているが、載置台と基板
との間に存在するガス分子の数が少ないので、低圧では
基板への熱通過率が低下し、基板の加熱に時間を要する
という問題があり、そのため比較的高い圧力での成膜が
望まれている。
ところが、上記したように、高い圧力域で成膜する場合
には、ガス流の粘性の影響があらわれるため、従来のガ
ス供給方式では、基板に均一に薄膜を形成できないとい
う問題があった。
には、ガス流の粘性の影響があらわれるため、従来のガ
ス供給方式では、基板に均一に薄膜を形成できないとい
う問題があった。
本発明の目的は、高速かつ均一な薄膜形成を可能とする
プラズマＣＶＤ装置及びその方法を提供することにある
。
プラズマＣＶＤ装置及びその方法を提供することにある
。
上記目的を達戒するために、本発明のプラズマＣＶＤ装
置においては、空洞共振器を同軸型とし、該軸の内部お
よび上記空洞共振器の周壁内部にＣＶＤガス吹出口を設
け、基板の上方に向ってＣＶＤガスを供給し、均一なプ
ラズマを発生させ、基板の表面に均一な薄膜を形成する
ようにしたものである． また軸対称の均一なプラズマを発生させて均一な薄膜を
形成するため、空洞共振器の共振モードをＨモードにし
、基板の対向する面に設置され、マイクロ波をプラズマ
発生室に放射するスロットを軸対称に円弧状に構成した
ものである。
置においては、空洞共振器を同軸型とし、該軸の内部お
よび上記空洞共振器の周壁内部にＣＶＤガス吹出口を設
け、基板の上方に向ってＣＶＤガスを供給し、均一なプ
ラズマを発生させ、基板の表面に均一な薄膜を形成する
ようにしたものである． また軸対称の均一なプラズマを発生させて均一な薄膜を
形成するため、空洞共振器の共振モードをＨモードにし
、基板の対向する面に設置され、マイクロ波をプラズマ
発生室に放射するスロットを軸対称に円弧状に構成した
ものである。
また大面積の基板に均一に薄膜を形成するため、大きさ
の異なる複数個の空洞共振器を軸対称に構或したもので
ある。
の異なる複数個の空洞共振器を軸対称に構或したもので
ある。
更に、上記目的を達戒するため、軸内部を通ってプラズ
マ発生室に供給するガス流量と、周壁内部を通るガス流
量を制御する可変流量弁を備えたものである。
マ発生室に供給するガス流量と、周壁内部を通るガス流
量を制御する可変流量弁を備えたものである。
また、ガスの分解を促進し、ラジカル分子の基板上での
濃度を均一にするため、プラズマ発生室内へのガス導入
口を、高密度プラズマ発生空間に向けて設置したもので
ある。
濃度を均一にするため、プラズマ発生室内へのガス導入
口を、高密度プラズマ発生空間に向けて設置したもので
ある。
更に、本発明のプラズマＣＶＤ装置における高密度プラ
ズマ発生空間にガスを供給するため、プラズマ発生室内
へのガス導入口を、基板と１５゜以下の角度で、吹出す
ように設けたものである。
ズマ発生空間にガスを供給するため、プラズマ発生室内
へのガス導入口を、基板と１５゜以下の角度で、吹出す
ように設けたものである。
本発明は、同軸型空洞共振器の同軸内および周辺壁内に
形成されたガス吹出穴より基板の中央部および周辺部に
向ってそれぞれガスを流すので、基板表面に均一にガス
を流すことができ、これによって基板上に均一な薄膜を
形成することができる。
形成されたガス吹出穴より基板の中央部および周辺部に
向ってそれぞれガスを流すので、基板表面に均一にガス
を流すことができ、これによって基板上に均一な薄膜を
形成することができる。
また上記空洞共振器の共振モードをＨモードにし、該空
洞共振器の基板対向面に設置されたモードを軸対称に円
弧状に構戒したので、マイクロ波を軸対称に均一に放射
することができ、これによって軸対称に均一にプラズマ
を発生し基板上に均一な薄膜を形成することができる。
洞共振器の基板対向面に設置されたモードを軸対称に円
弧状に構戒したので、マイクロ波を軸対称に均一に放射
することができ、これによって軸対称に均一にプラズマ
を発生し基板上に均一な薄膜を形成することができる。
また大きさの異なる複数個の空洞共振器を軸対称に構戒
したので、大面積の基板上に均一な薄膜を形成すること
ができる。
したので、大面積の基板上に均一な薄膜を形成すること
ができる。
また同軸内から供給するガス流量と、周壁内部から供給
するガス流量を制御する可変流量弁を備えており、同軸
内のガス流量と周壁内部のガス流量を制御できるため、
基板表面に均一にガスを流すことができ、これによって
基板上に均一な薄膜を形成することができる。
するガス流量を制御する可変流量弁を備えており、同軸
内のガス流量と周壁内部のガス流量を制御できるため、
基板表面に均一にガスを流すことができ、これによって
基板上に均一な薄膜を形成することができる。
即ち本発明において、プラズマ発生室内のプラズマは、
マイクロ波の導入口に近い程、つまりスロットに近い程
、高密度であり、それから離れるにつれてプラズマ密度
が低下する。一方プラズマ発生室に導入されたガスはプ
ラズマ中を通り、基板表面に到達して、付着する。プラ
ズマ中では、ガスの解離あるいはイオン化反応が進むが
、プラズマＣＶＤ反応は、解離反応で生じたラジカル種
による。ラジカル種が基板に多く到達すれば、形成され
る膜厚が厚くなり、少なければ薄くなる。
マイクロ波の導入口に近い程、つまりスロットに近い程
、高密度であり、それから離れるにつれてプラズマ密度
が低下する。一方プラズマ発生室に導入されたガスはプ
ラズマ中を通り、基板表面に到達して、付着する。プラ
ズマ中では、ガスの解離あるいはイオン化反応が進むが
、プラズマＣＶＤ反応は、解離反応で生じたラジカル種
による。ラジカル種が基板に多く到達すれば、形成され
る膜厚が厚くなり、少なければ薄くなる。
たとえば、ガスの導入方法として、低密度のプラズマ中
をガスが通過して基板上に到達するような導入方法をと
った場合、解離反応が進まないため、或膜速度が遅くな
る。また、高密度領域を通過させるようにすれば、解離
が促進されてラジカル種が多くなり、高速戒膜が可能に
なる。従って、基板表面に到達するガスの中で高密度の
プラズマ中を通ってきたものと、低密度のプラズマ中を
通ってきたものとが混在していれば膜厚分布が不均一に
なってしまう。
をガスが通過して基板上に到達するような導入方法をと
った場合、解離反応が進まないため、或膜速度が遅くな
る。また、高密度領域を通過させるようにすれば、解離
が促進されてラジカル種が多くなり、高速戒膜が可能に
なる。従って、基板表面に到達するガスの中で高密度の
プラズマ中を通ってきたものと、低密度のプラズマ中を
通ってきたものとが混在していれば膜厚分布が不均一に
なってしまう。
本発明では、プラズマ発生室へのガス導入口を高密度プ
ラズマ発生空間に向けて設置してあるため、導入された
ガスは、解離が促進されて基板上に到達するため、高速
にかつ均一な成膜が行なわれる。
ラズマ発生空間に向けて設置してあるため、導入された
ガスは、解離が促進されて基板上に到達するため、高速
にかつ均一な成膜が行なわれる。
更に、本発明のプラズマＣＶＤ装置においては、高密度
プラズマが、スロットの近くに形成されるため、プラズ
マ発生室内へのガス導入口を基板と１５゜以下の角度で
吹出すようにし、解離を促進したものである。
プラズマが、スロットの近くに形成されるため、プラズ
マ発生室内へのガス導入口を基板と１５゜以下の角度で
吹出すようにし、解離を促進したものである。
以下、本発明の一実施例であるプラズマＣＶＤ装置を示
す第１図（ａ）（ｂ）について説明する。
す第１図（ａ）（ｂ）について説明する。
第１図（ａ）に示すように、空洞共振器１は円形状の中
心部に一体の軸部１ａを有するいわゆる同軸型の円形共
振器であり、その上面には結合をよくするため偏心して
取付けられた導波管２を介してマグネトロン３が設けら
れている。上記導波管２には、マイクロ波パワーモニタ
、整合器およびアイソレークなどを取付けても良い。
心部に一体の軸部１ａを有するいわゆる同軸型の円形共
振器であり、その上面には結合をよくするため偏心して
取付けられた導波管２を介してマグネトロン３が設けら
れている。上記導波管２には、マイクロ波パワーモニタ
、整合器およびアイソレークなどを取付けても良い。
また上記空洞共振器１の下面にはスロット板４が設けら
れ、第１図（ｂ）に示すように円周方向に細長いスロッ
ト４ａが円周方向に複数個（図では４個）形成されてい
る。該スロット４の形状は、スロットアンテナの原理か
ら共振モードに対応した形状すなわち、本実施例では、
同軸型共振器１のモードがＨ１。モードになるように上
記同軸型共振器１の寸法が形成されているため、該スロ
ット４は円周方向に細長い円弧状に形成されている。
れ、第１図（ｂ）に示すように円周方向に細長いスロッ
ト４ａが円周方向に複数個（図では４個）形成されてい
る。該スロット４の形状は、スロットアンテナの原理か
ら共振モードに対応した形状すなわち、本実施例では、
同軸型共振器１のモードがＨ１。モードになるように上
記同軸型共振器１の寸法が形成されているため、該スロ
ット４は円周方向に細長い円弧状に形成されている。
該スロット４の下方には真空封止のための石英板５が固
定され、空洞共振器１からのマイクロ波はスロット４か
ら石英板５を通って下方のプラズマ発生室６に放射され
る。該プラズマ発生室６内には、その底部に基板８を載
置する基板載置台７が設置され、該基板載置台７内には
基板加熱用ヒータ（図示せず）が設置されている。また
上記プラズマ発生室６には、真空ボンブ（図示せず）に
接続し、該プラズマ発生室６内を常に１〜１０−’ Ｔ
ｏｒｒの圧力に制御するガス排気管９が設置されている
．上記軸部ｌａ内にはガス源（図示せず）にガス供給管
１０’にて接続するガス流通路１３′ と、該ガス流通
路１３′に接続するバツファ−１１′と、該バツファ−
１１’に接続し、上記プラズマ発生室６の上記基板８上
の中央部に向って開口するガス吹出口１２’ とを設置
している。
定され、空洞共振器１からのマイクロ波はスロット４か
ら石英板５を通って下方のプラズマ発生室６に放射され
る。該プラズマ発生室６内には、その底部に基板８を載
置する基板載置台７が設置され、該基板載置台７内には
基板加熱用ヒータ（図示せず）が設置されている。また
上記プラズマ発生室６には、真空ボンブ（図示せず）に
接続し、該プラズマ発生室６内を常に１〜１０−’ Ｔ
ｏｒｒの圧力に制御するガス排気管９が設置されている
．上記軸部ｌａ内にはガス源（図示せず）にガス供給管
１０’にて接続するガス流通路１３′ と、該ガス流通
路１３′に接続するバツファ−１１′と、該バツファ−
１１’に接続し、上記プラズマ発生室６の上記基板８上
の中央部に向って開口するガス吹出口１２’ とを設置
している。
また上記空洞共振器１の周壁には、リング状をしたバッ
ファ−１１’を設置している。該バツファ一１１′はガ
ス流通路１３′およびガス供給管１０′を介してガス源
に接続するとともに上記プラズマ発生室６内の上記基板
８上の周辺部に向って開口するガス吹出口１２′ と接
続している。なお上記軸部Ｌａはたとえばアルミニウム
などにて形成されているため、上記空洞共振器１内のマ
イクロ波がガス流通路１３に入り込むのを防止している
。
ファ−１１’を設置している。該バツファ一１１′はガ
ス流通路１３′およびガス供給管１０′を介してガス源
に接続するとともに上記プラズマ発生室６内の上記基板
８上の周辺部に向って開口するガス吹出口１２′ と接
続している。なお上記軸部Ｌａはたとえばアルミニウム
などにて形成されているため、上記空洞共振器１内のマ
イクロ波がガス流通路１３に入り込むのを防止している
。
つぎに動作について説明する。
マグネトロンが駆動し、マイクロ波が発振すると、該マ
イクロ波は、導波管２を通って空洞共振器１内に供給さ
れる．空洞共振器１内で振幅を大きくしたマイグロ波の
エネルギーは、複数のスロット４から石英板５を通って
下方のプラズマ発生室６に放射される。
イクロ波は、導波管２を通って空洞共振器１内に供給さ
れる．空洞共振器１内で振幅を大きくしたマイグロ波の
エネルギーは、複数のスロット４から石英板５を通って
下方のプラズマ発生室６に放射される。
一方軸部ｌａ内に設けたガス吹出口１２′から基板８上
に中央部に向ってガスが供給され、同時に空洞共振器１
の周壁内に設けたガス吹出口１２′から基板８上の中央
部および周辺部に向ってガスが供給され、かつこれら両
ガス吹出口１２’ ，１２’からあらかじめ設定された
ガス流量を供給されるので、基板８上のガス流を均一に
することができる。
に中央部に向ってガスが供給され、同時に空洞共振器１
の周壁内に設けたガス吹出口１２′から基板８上の中央
部および周辺部に向ってガスが供給され、かつこれら両
ガス吹出口１２’ ，１２’からあらかじめ設定された
ガス流量を供給されるので、基板８上のガス流を均一に
することができる。
つぎにガス流のシミュレーション結果を第２図および第
３図に示す。第２図および第３図は、ナビエ・ストーグ
（Ｎａｖｉｅｒ−Ｓｔｏｋｅｓ’ ）の方程式と連続の
式を連立で解いて流線を示したものである。
３図に示す。第２図および第３図は、ナビエ・ストーグ
（Ｎａｖｉｅｒ−Ｓｔｏｋｅｓ’ ）の方程式と連続の
式を連立で解いて流線を示したものである。
また第２図は空洞共振器１の周壁のガス吹出口１２′か
らのみガスを吹き出させた場合の例であり、石英板５と
基板８との間隔を５０ｍｍ，ガス吹出口１２′の直径を
１３６ｍｍに形成している。第３図は上記第１図に示す
実施例の同軸型共振器の流線であり、中央のガス吹出口
１２′ を直径２０ｍｍとし、周辺のガス吹出口１２′
の直径を１９２ｍｍににして計算したものである．第２
図では、ガスのほとんどが基板８の周囲を流れているの
に対して、第３図ではガス流が均一化されていることを
示している．これによって基板８は均一な薄膜形成がで
きることは明らかである。なお、ガス流のシミュレーシ
ョン結果は第７図に示す実施例の場合も、同様である。
らのみガスを吹き出させた場合の例であり、石英板５と
基板８との間隔を５０ｍｍ，ガス吹出口１２′の直径を
１３６ｍｍに形成している。第３図は上記第１図に示す
実施例の同軸型共振器の流線であり、中央のガス吹出口
１２′ を直径２０ｍｍとし、周辺のガス吹出口１２′
の直径を１９２ｍｍににして計算したものである．第２
図では、ガスのほとんどが基板８の周囲を流れているの
に対して、第３図ではガス流が均一化されていることを
示している．これによって基板８は均一な薄膜形成がで
きることは明らかである。なお、ガス流のシミュレーシ
ョン結果は第７図に示す実施例の場合も、同様である。
つぎに本発明の他の一実施例であるプラズマＣＶＤ装置
を示す第４図について説明する。
を示す第４図について説明する。
第４図においては、大きさ（直径）の異なる３個の同軸
型共振器１’ １’ １’を一体に形成した場合
で、各同軸型共振器１’ １’ １’の境界の
導体部１ａ’，ｌａ ，ｌａ’内にはそれぞれガス流
通路１３″，１３″，１３″とバツファ１１＃１１”
， １１”とガス吹出口ｌ２″，１２″，■２＃とを設
けている。
型共振器１’ １’ １’を一体に形成した場合
で、各同軸型共振器１’ １’ １’の境界の
導体部１ａ’，ｌａ ，ｌａ’内にはそれぞれガス流
通路１３″，１３″，１３″とバツファ１１＃１１”
， １１”とガス吹出口ｌ２″，１２″，■２＃とを設
けている。
また周辺部には、ガス流通路１３″とバツファ１１″と
ガス吹出口１２″とを設けている。
ガス吹出口１２″とを設けている。
したがって中央部とその周囲の複数のピッチ円上に位置
するように設けられたガス吹出口１２″１２″，１２″
からのガスの吹出しにより基板８上に均一な薄膜を形成
することができる。
するように設けられたガス吹出口１２″１２″，１２″
からのガスの吹出しにより基板８上に均一な薄膜を形成
することができる。
つぎに本発明のさらに他の一実施例であるプラズマＣＶ
Ｄ装置を示す第５図について説明する。
Ｄ装置を示す第５図について説明する。
第５図は第１図に示すプラズマＣＶＤ装置に磁界発生用
コイル１５を設置した場合である。
コイル１５を設置した場合である。
上記第１図に示す実施例の場合にはプラズマ発生室６内
の圧力が高い場合には、ガス分子の平均自由行程が短く
、衝突が頻繁であるため、プラズマ密度を高めることが
できる。
の圧力が高い場合には、ガス分子の平均自由行程が短く
、衝突が頻繁であるため、プラズマ密度を高めることが
できる。
しかるにプラズマ発生室６内の圧力が低い場合には、第
ｌ図に示す実施例のように該プラズマ発生室６にマイク
ロ波を放射するだけでは、ガス分子の平均自由行程が長
いため、ガス分子と衝突しないうちに壁面に到達して消
去する電子が増加する．その結果ガス分子との衝突頻度
が減少してプラズマが発生しにくくなる． そこで本実施例のように空洞共振器１の周囲に磁界発生
コイル１５を設置すると、該磁界発生コイル１５により
マイクロ波の放射方向と平行な磁界を発生しこれによっ
て電子が磁力線に巻きつくように運動するため、壁面で
の消滅を減少させることができる。
ｌ図に示す実施例のように該プラズマ発生室６にマイク
ロ波を放射するだけでは、ガス分子の平均自由行程が長
いため、ガス分子と衝突しないうちに壁面に到達して消
去する電子が増加する．その結果ガス分子との衝突頻度
が減少してプラズマが発生しにくくなる． そこで本実施例のように空洞共振器１の周囲に磁界発生
コイル１５を設置すると、該磁界発生コイル１５により
マイクロ波の放射方向と平行な磁界を発生しこれによっ
て電子が磁力線に巻きつくように運動するため、壁面で
の消滅を減少させることができる。
したがって、ガス分子と衝突する確率が増加し、プラズ
マが点火しやすくなるという効果がある。
マが点火しやすくなるという効果がある。
つぎに本発明のさらに他の一実施例であるプラズマＣＶ
Ｄ装置を示す第６図（ａ） （ｂ）について説明する。
Ｄ装置を示す第６図（ａ） （ｂ）について説明する。
第６図（ａ）に示すように、中央の同軸型共振器１″の
周囲にＨ０，モードで導波管２内の振動モードと一致す
る共振器１′を設置している。また上記中央の同軸型共
振器１″の中央軸部１ａ″およびその周囲の複数のピッ
チ円上に位置するようにガス源（図示せず）にガス供給
管１０”にて接続するガス流通路１３”と該ガス流通路
１３′に接続するバッファ１１”と該バッファ１１′に
接続し、プラズマ発生室６″内に開口するガス吹出口１
２′とを設置している。
周囲にＨ０，モードで導波管２内の振動モードと一致す
る共振器１′を設置している。また上記中央の同軸型共
振器１″の中央軸部１ａ″およびその周囲の複数のピッ
チ円上に位置するようにガス源（図示せず）にガス供給
管１０”にて接続するガス流通路１３”と該ガス流通路
１３′に接続するバッファ１１”と該バッファ１１′に
接続し、プラズマ発生室６″内に開口するガス吹出口１
２′とを設置している。
したがって本実施例においても基板８上に均一な薄膜を
形成することができる。
形成することができる。
次に本発明に係る他の一実施例を第７図に示す．空洞共
振器１は円形状の中心部に一体の軸部１ａを有するいわ
ゆる同軸型の円形共振器であり、その上面には導波管２
と空洞共振器１とのマイクロ波供給の結合をよくするた
めに、導波管２を偏心させて取付けられている．更に上
記空洞共振器ｌの中間に、スロット４ａ’が形成された
スロット板４′が設けられている。これにより両スロッ
ト板４、４′は平行となるようになっている。このよう
に中間スロット板４′によって分けられた空洞共振器１
の長さしは、管内波長の１／２の整数倍あるいはそれに
近い値にしてある．ところで、複数個設けたスロット４
ａ’から放射されるマイクロ波のエネルギーは、空洞共
振器内の定在波により形成される電界の強度分布によっ
て変化するので、定在波が空洞共振器内で均一になって
いなければならない。しかし、上側の空洞共振室１内で
形成される定在波は、導波管２との結合口があるために
、均一な分布になりにくい。
振器１は円形状の中心部に一体の軸部１ａを有するいわ
ゆる同軸型の円形共振器であり、その上面には導波管２
と空洞共振器１とのマイクロ波供給の結合をよくするた
めに、導波管２を偏心させて取付けられている．更に上
記空洞共振器ｌの中間に、スロット４ａ’が形成された
スロット板４′が設けられている。これにより両スロッ
ト板４、４′は平行となるようになっている。このよう
に中間スロット板４′によって分けられた空洞共振器１
の長さしは、管内波長の１／２の整数倍あるいはそれに
近い値にしてある．ところで、複数個設けたスロット４
ａ’から放射されるマイクロ波のエネルギーは、空洞共
振器内の定在波により形成される電界の強度分布によっ
て変化するので、定在波が空洞共振器内で均一になって
いなければならない。しかし、上側の空洞共振室１内で
形成される定在波は、導波管２との結合口があるために
、均一な分布になりにくい。
そこで、下側に更に、空洞共振室１及びスロット板４を
設けることにより、空洞共振室１内の定在波の分布は上
側の空洞共振室１内のそれに比較して大幅に均一化され
る。その結果、スロット４ａからプラズマ発生室へ放射
されるマイクロ波のエネルギー分布の均一性が向上する
。
設けることにより、空洞共振室１内の定在波の分布は上
側の空洞共振室１内のそれに比較して大幅に均一化され
る。その結果、スロット４ａからプラズマ発生室へ放射
されるマイクロ波のエネルギー分布の均一性が向上する
。
マグネトロン３で発生されたマイクロ波の振幅は、２つ
の空洞共振室で形成される空洞共振器１を通して増大さ
れているため、プラズマ室６が空洞共振器構造でなくて
も、マイクロ波の供給により、プラズマ室６内のガスは
励起されてイオンやラジカルとなってプラズマが点灯し
維持される。
の空洞共振室で形成される空洞共振器１を通して増大さ
れているため、プラズマ室６が空洞共振器構造でなくて
も、マイクロ波の供給により、プラズマ室６内のガスは
励起されてイオンやラジカルとなってプラズマが点灯し
維持される。
次に本発明に係る他の実施例を第８図に示す。
第８図は第７図（実質的には第１図も同様である。
）の実施例に、可変流量弁１５．１５’を備えたもので
ある。同軸型共振器１の軸内を通るガス供給系に、可変
流量弁１５が設けられており、周壁のガス吹出口１２″
からプラズマ発生室６に導入するガス供給系に可変流量
弁１５′が設けられている。可変流量弁１５．１５’と
してはマスフローコントローラを使っており、ガス流量
を制御できる構戒になっている。この構成でガス流量を
制御し、プラズマシリコン酸化膜を形成した一例を第９
図に示す．第９図は、軸内を通るガス流量（中央のガス
流量）と周璧から供給するガス流量（周囲のガス流量）
の比をパラメータにとって戒膜速度のウェハ内分布を示
したものである。流量比が１：３．５では凸形の分布で
あり、１：５では凹形の分布である。流量比を１：４に
とって成膜すると±３％の均一性が得られる。このよう
に、ガス流量を制御することにより、凹形から凸形まで
、膜厚分布を制御でき、均一な膜厚に或膜できる効果が
ある． 本実施例の周囲からのガス導入部を第１０図に拡大して
示す．ガス導入孔１２ａは水平と１５゜の角度で吹出す
ように設けてある．また、ガス導入孔１２ｂは水平に設
けられてある．ガス導入孔１２ａからは、成膜用ガスた
とえば、Ｓ ｉ Ｈ．やＴＥＯＳを含むガスが導入され
る．ガス導入孔１２ｂからは、不活性ガスやＮ２または
Ｎ２０のガスが導入される．これにより、石英窓５の表
面付近での戒膜ガスの濃度を減少させ、石英窓５に付着
する量を少なくしている。一方、プラズマ発生室６で発
生するブラズマは、マイクロ波の導入口に近い程、つま
り、スロット板４に近い程、プラズマ密度が高い。第１
ｌ図に、プラズマ密度分布の測定結果を示す．石英窓に
近い程、プラズマ密度が高いことがわかる．本実施例で
は、ガス導入孔１２ａの角度を１５′″に設け、高密度
プラズマ発生空間に向けて或膜用ガスを吹出す構戒にな
っている。そのため、プラズマ中で生戒されるラジカル
種の数が多くなり、戒膜速度が速くなるという効果があ
るとともに、低密度プラズマ領域を通って基板に到達す
るガスとの混在がないため、基板上での戒膜が均一に行
なわれる効果がある． 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、空洞共振器を同
軸型とし、該軸の内部および空洞共振器の周壁内部にほ
ぼ上記基板の中央部および周辺部にＣＶＤガス導入口を
設けたので、基板表面を流れるガス流を均一化すること
ができ、これによって均一な薄膜を形成することができ
る。
ある。同軸型共振器１の軸内を通るガス供給系に、可変
流量弁１５が設けられており、周壁のガス吹出口１２″
からプラズマ発生室６に導入するガス供給系に可変流量
弁１５′が設けられている。可変流量弁１５．１５’と
してはマスフローコントローラを使っており、ガス流量
を制御できる構戒になっている。この構成でガス流量を
制御し、プラズマシリコン酸化膜を形成した一例を第９
図に示す．第９図は、軸内を通るガス流量（中央のガス
流量）と周璧から供給するガス流量（周囲のガス流量）
の比をパラメータにとって戒膜速度のウェハ内分布を示
したものである。流量比が１：３．５では凸形の分布で
あり、１：５では凹形の分布である。流量比を１：４に
とって成膜すると±３％の均一性が得られる。このよう
に、ガス流量を制御することにより、凹形から凸形まで
、膜厚分布を制御でき、均一な膜厚に或膜できる効果が
ある． 本実施例の周囲からのガス導入部を第１０図に拡大して
示す．ガス導入孔１２ａは水平と１５゜の角度で吹出す
ように設けてある．また、ガス導入孔１２ｂは水平に設
けられてある．ガス導入孔１２ａからは、成膜用ガスた
とえば、Ｓ ｉ Ｈ．やＴＥＯＳを含むガスが導入され
る．ガス導入孔１２ｂからは、不活性ガスやＮ２または
Ｎ２０のガスが導入される．これにより、石英窓５の表
面付近での戒膜ガスの濃度を減少させ、石英窓５に付着
する量を少なくしている。一方、プラズマ発生室６で発
生するブラズマは、マイクロ波の導入口に近い程、つま
り、スロット板４に近い程、プラズマ密度が高い。第１
ｌ図に、プラズマ密度分布の測定結果を示す．石英窓に
近い程、プラズマ密度が高いことがわかる．本実施例で
は、ガス導入孔１２ａの角度を１５′″に設け、高密度
プラズマ発生空間に向けて或膜用ガスを吹出す構戒にな
っている。そのため、プラズマ中で生戒されるラジカル
種の数が多くなり、戒膜速度が速くなるという効果があ
るとともに、低密度プラズマ領域を通って基板に到達す
るガスとの混在がないため、基板上での戒膜が均一に行
なわれる効果がある． 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、空洞共振器を同
軸型とし、該軸の内部および空洞共振器の周壁内部にほ
ぼ上記基板の中央部および周辺部にＣＶＤガス導入口を
設けたので、基板表面を流れるガス流を均一化すること
ができ、これによって均一な薄膜を形成することができ
る。
また空洞共振器はその基板に対向する面にマイクロ波を
プラズマ発生室に放射するためのスロットを備え、かつ
空洞共振器の共振モードをＨモードにし、上記スロット
を軸対称に円弧状に形成したので、軸対称の均一なプラ
ズマを発生させて均一な薄膜を形成することができる。
プラズマ発生室に放射するためのスロットを備え、かつ
空洞共振器の共振モードをＨモードにし、上記スロット
を軸対称に円弧状に形成したので、軸対称の均一なプラ
ズマを発生させて均一な薄膜を形成することができる。
また空洞共振器は大きさの異なる複数個を軸対称に配置
されているので、大面積の基板にも均一に薄膜を形成す
ることができる。
されているので、大面積の基板にも均一に薄膜を形成す
ることができる。
更に、同軸型共振器の軸の内部に形成したガス流通路か
らプラズマ発生室に供給されるガス流量と、共振器の周
壁内部から供給されるガス流量を制御する可変流量弁を
備えているため、膜厚分布を凹形から凸形まで制御でき
、均一な膜厚に戒膜できる。
らプラズマ発生室に供給されるガス流量と、共振器の周
壁内部から供給されるガス流量を制御する可変流量弁を
備えているため、膜厚分布を凹形から凸形まで制御でき
、均一な膜厚に戒膜できる。
また、プラズマ発生室へのガス導入口を、高密度プラズ
マが発生する空間に向けて設置してあるため、プラズマ
中で生戒されるラジカル種の数が多くなり、成膜速度が
速くなると共に、ウエハ上のラジカル種の数を均一にす
ることができるため、均一な薄膜を形成することができ
る。
マが発生する空間に向けて設置してあるため、プラズマ
中で生戒されるラジカル種の数が多くなり、成膜速度が
速くなると共に、ウエハ上のラジカル種の数を均一にす
ることができるため、均一な薄膜を形成することができ
る。
第１図は本発明の一実施例であるプラズマＣｖＤ装置を
示し、その（ａ）は断面正面図、その（ｂ）はその（ａ
）のＩ−Ｉ断面平面図、第２図は第１図及び第７図に示
す空洞共振器周辺部のガス吹出口のみ部のガス吹出口か
ら吹出したガス流のシミュレーション図、第４図は本発
明の他の一実施例であるプラズマＣＶＤ装置を示す断面
図、第５図は本発明のさらに他の一実施例であるプラズ
マＣＶＤ装置を示す断面図、第６図は本発明のさらに他
の一実施例であるプラズマＣＶＤ装置を示し、その（ａ
）は断面正面図、その（ｂ）はその（ａ）の■−■断面
正面図、第７図は本発明の他の一実施例を示すプラズマ
ＣＶＤ装置の断面斜視図、第８図は更に本発明の他の一
実施例を示す断面斜視図、第９図は第８図に示す実施例
におけるウエハ中心からの距離と戒膜速度との関係を示
した図、第１０図は第７図の周壁部に設けられた吹出口
部分を拡大して示した図，第１１図は石英板からの距離
とプラズマ密度との関係を示した図、第１２図は従来の
プラズマＣＶＤ装置を示す断面斜視図である． １・・・空洞共振器、 ２・・・導波管， ３・・・マ
グネットロン、 ４・・・スロット、 ５・・・石英板
，６・・・プラズマ発生室， ７・・・基板載置台，
８・・・基板，９・・・ガス排気管，１０・・・カズ
供給管、 １１′・・・バッファ、 １２′・・・ガ
ス吹出口、 １３′・・・ガス流通路． 為 ！ 切 嵩 ４− 図 １′一 空胴丼恨象 ２′−−一埠友管 ３′一−−マゲネトロン ４左−−−スロット ５′−−一石英版 ６′−一一プラズマ発生室 ７′一 基板戦ｔ台 ｅ′一 基扱 ９−一一がス羽ト気管 １ｏ”，ｔｏｊ二一一力゛ズｉ内確）う【＋ｔ”， ｔ
ｔ’−’−−バ．７７ア １２’， １２’一一ガス六山ロ ｌ３？−−ガス２し選りＲト 為 ２ 因 纂 ３ 図 ８−一一基技 １２’−−−ガス女出５ロ Ｉ４−一一中心軸 高 ５ ７−一一基板載量会 １５−一一コイ１レ 纂 ６ 図 １ぎ，／３ご−４Ｆ弐通琢 纂 ８ 図 隼 ７ 図 為 ９ 図 ８０ ω４０ 四 〇 ２０ 句６０ 勿ウエハ申心
からの田喰 （ｗ＋ｎ＋） 稟 ＩＯ 図 第 １１ 面 Ｏ ５０ １００ １５０ 石淡Ｉ又からのｙ区翔ｋ（ｍｒｎ）
示し、その（ａ）は断面正面図、その（ｂ）はその（ａ
）のＩ−Ｉ断面平面図、第２図は第１図及び第７図に示
す空洞共振器周辺部のガス吹出口のみ部のガス吹出口か
ら吹出したガス流のシミュレーション図、第４図は本発
明の他の一実施例であるプラズマＣＶＤ装置を示す断面
図、第５図は本発明のさらに他の一実施例であるプラズ
マＣＶＤ装置を示す断面図、第６図は本発明のさらに他
の一実施例であるプラズマＣＶＤ装置を示し、その（ａ
）は断面正面図、その（ｂ）はその（ａ）の■−■断面
正面図、第７図は本発明の他の一実施例を示すプラズマ
ＣＶＤ装置の断面斜視図、第８図は更に本発明の他の一
実施例を示す断面斜視図、第９図は第８図に示す実施例
におけるウエハ中心からの距離と戒膜速度との関係を示
した図、第１０図は第７図の周壁部に設けられた吹出口
部分を拡大して示した図，第１１図は石英板からの距離
とプラズマ密度との関係を示した図、第１２図は従来の
プラズマＣＶＤ装置を示す断面斜視図である． １・・・空洞共振器、 ２・・・導波管， ３・・・マ
グネットロン、 ４・・・スロット、 ５・・・石英板
，６・・・プラズマ発生室， ７・・・基板載置台，
８・・・基板，９・・・ガス排気管，１０・・・カズ
供給管、 １１′・・・バッファ、 １２′・・・ガ
ス吹出口、 １３′・・・ガス流通路． 為 ！ 切 嵩 ４− 図 １′一 空胴丼恨象 ２′−−一埠友管 ３′一−−マゲネトロン ４左−−−スロット ５′−−一石英版 ６′−一一プラズマ発生室 ７′一 基板戦ｔ台 ｅ′一 基扱 ９−一一がス羽ト気管 １ｏ”，ｔｏｊ二一一力゛ズｉ内確）う【＋ｔ”， ｔ
ｔ’−’−−バ．７７ア １２’， １２’一一ガス六山ロ ｌ３？−−ガス２し選りＲト 為 ２ 因 纂 ３ 図 ８−一一基技 １２’−−−ガス女出５ロ Ｉ４−一一中心軸 高 ５ ７−一一基板載量会 １５−一一コイ１レ 纂 ６ 図 １ぎ，／３ご−４Ｆ弐通琢 纂 ８ 図 隼 ７ 図 為 ９ 図 ８０ ω４０ 四 〇 ２０ 句６０ 勿ウエハ申心
からの田喰 （ｗ＋ｎ＋） 稟 ＩＯ 図 第 １１ 面 Ｏ ５０ １００ １５０ 石淡Ｉ又からのｙ区翔ｋ（ｍｒｎ）
Claims (20)
- １． マイクロ波発生部と、該マイクロ波発生部から供
給されたマイクロ波を共振させる同軸型の空洞共振器と
、該空洞共振器の軸の下部および周壁部に設置されて供
給されたＣＶＤガスを導入する複数のガス導入口と、該
各ガス導入口から基板表面に流れるガス流を均一化して
導入されるＣＶＤガスに対して上記空洞共振器で共振さ
れて強められて結合板を介して放射されたマイクロ波に
より均一なプラズマを発生させ、上記基板の表面に均一
な薄膜を形成するプラズマ発生室とを備えたことを特徴
とするプラズマＣＶＤ装置。 - ２． 上記空洞共振器の基板に対向する面に、共振され
たマイクロ波をプラズマ発生室に放射するためのスロッ
トを備え付けたことを特徴とする請求項１記載のプラズ
マＣＶＤ装置。 - ３． 上記スロットを軸対称に円弧状に形成したことを
特徴とする請求項２記載のプラズマＣＶＤ装置。 - ４． 上記空洞共振器の共振モードをＨモードにしたこ
とを特徴とする請求項２記載のプラズマＣＶＤ装置。 - ５． 上記空洞共振器を軸対称に複数個形成したことを
特徴とする請求項１記載のプラズマＣＶＤ装置。 - ６． 上記空洞共振器の軸部に形成されたガス導入口か
らプラズマ発生室に導入されるガス流量と、上記空洞共
振器の周壁部に形成されたガス吹出口からプラズマ発生
室に導入されるガス流量とを相対的に制御する制御手段
を備えたことを特徴とする請求項１記載のプラズマＣＶ
Ｄ装置。 - ７． 上記空洞共振器の軸部に形成されたガス導入口か
らプラズマ発生室に導入されるガス流量と、上記空洞共
振器の周壁部に形成されたガス導入口からプラズマ発生
室に導入されるガス流量とを個別に制御する制御手段を
備えたことを特徴とする請求項１記載のプラズマＣＶＤ
装置。 - ８． 上記各ガス導入口を基板上のプラズマ発生空間に
向けて設置したことを特徴とする請求項１記載のプラズ
マＣＶＤ装置。 - ９． マイクロ波発生部と、該マイクロ波発生部から供
給されたマイクロ波を共振させる同軸型の空洞共振器と
、該空洞共振器の軸の内部および周壁内部に形成され、
且つＣＶＤガスを流す複数のガス流通路と、該各ガス流
通路から供給されたＣＶＤガスを導入する複数のガス導
入口と、該各ガス導入口から基板表面に流れるガス流を
均一化して導入されるＣＶＤガスに対して上記空洞共振
器で共振されて強められて結合板を介して放射されたマ
イクロ波により均一なプラズマを発生させ、上記基板の
表面に均一な薄膜を形成するプラズマ発生室とを備えた
ことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。 - １０． 上記空洞共振器の基板に対向する面に、共振さ
れたマイクロ波をプラズマ発生室に放射するためのスロ
ットを備え付けたことを特徴とする請求項９記載のプラ
ズマＣＶＤ装置。 - １１． 上記スロットを軸対称に円弧状に形成したこと
を特徴とする請求項１０記載のプラズマＣＶＤ装置。 - １２． 上記空洞共振器の共振モードをＨモードにした
ことを特徴とする請求項１０記載のプラズマＣＶＤ装置
。 - １３． 上記空洞共振器を軸対称に複数個形成したこと
を特徴とする請求項９記載のプラズマＣＶＤ装置。 - １４． 上記空洞共振器の軸部に形成されたガス導入口
からプラズマ発生室に導入されるガス流量と、上記空洞
共振器の周壁部に形成されたガス吹出口からプラズマ発
生室に導入されるガス流量とを相対的に制御する制御手
段を備えたことを特徴とする請求項９記載のプラズマＣ
ＶＤ装置。 - １５． 上記空洞共振器の軸部に形成されたガス導入口
からプラズマ発生室に導入されるガス流量と、上記空洞
共振器の周壁部に形成されたガス導入口からプラズマ発
生室に導入されるガス流量とを個別に制御する制御手段
を備えたことを特徴とする請求項９記載のプラズマＣＶ
Ｄ装置。 - １６． 上記各ガス導入口を基板上のプラズマ発生空間
に向けて設置したことを特徴とする請求項９記載のプラ
ズマＣＶＤ装置。 - １７． 上記空洞共振器の周壁部に形成されたガス導入
口の吹出角度を基板面に対して１５°以下に形成したこ
とを特徴とする請求項９記載のプラズマＣＶＤ装置。 - １８． 上記空洞共振器のマイクロ波導入口と、スロッ
トとの間に更にスロットを設けてマイクロ波の偏りを減
少させるように構成したことを特徴とする請求項９記載
のプラズマＣＶＤ装置。 - １９． マイクロ波発生部から供給されたマイクロ波を
同軸型の空洞共振器により共振させ、該空洞共振器の軸
の下部および周壁部に設置された複数のガス導入口から
供給されたＣＶＤガスをプラズマ発生室に導入し、プラ
ズマ発生室において上記各ガス導入口から基板表面に流
れるガス流を均一化して導入されるＣＶＤガスに対して
上記空洞共振器で共振されて強められて結合板を介して
放射されたマイクロ波により均一なプラズマを発生させ
、基板の表面に均一な薄膜を形成することを特徴とする
プラズマＣＶＤ方法。 - ２０． マイクロ波発生部から供給されたマイクロ波を
同軸型の空洞共振器により共振させ、該空洞共振器の軸
の内部および周壁内部に形成された複数のガス流通路に
ＣＶＤガスを流して供給して複数のガス導入口からＣＶ
Ｄガスをプラズマ発生室に導入し、プラズマ発生室にお
いて上記各ガス導入口から基板表面に流れるガス流を均
一化して導入されるＣＶＤガスに対して上記空洞共振器
で共振されて強められて結合板を介して放射されたマイ
クロ波により均一なプラズマを発生させ、基板の表面に
均一な薄膜を形成することを特徴とするプラズマＣＶＤ
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16708989 | 1989-06-30 | ||
| JP1-167089 | 1989-06-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0394422A true JPH0394422A (ja) | 1991-04-19 |
| JP3053105B2 JP3053105B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=15843215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02126689A Expired - Fee Related JP3053105B2 (ja) | 1989-06-30 | 1990-05-18 | プラズマｃｖｄ装置及びその方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3053105B2 (ja) |
| KR (1) | KR930008497B1 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5645644A (en) * | 1995-10-20 | 1997-07-08 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Plasma processing apparatus |
| JPH11340146A (ja) * | 1998-05-25 | 1999-12-10 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置 |
| US6620290B2 (en) * | 2000-01-14 | 2003-09-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Plasma process apparatus |
| JP2007088509A (ja) * | 1996-02-22 | 2007-04-05 | Freescale Semiconductor Inc | 誘導結合プラズマ・リアクタとその方法 |
| JP2007194355A (ja) * | 2006-01-18 | 2007-08-02 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| WO2007091672A1 (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-16 | Tokyo Electron Limited | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| JP2009054991A (ja) * | 2007-06-05 | 2009-03-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
| CN113170568A (zh) * | 2018-12-06 | 2021-07-23 | 东京毅力科创株式会社 | 等离子体处理装置和等离子体处理方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4222707B2 (ja) * | 2000-03-24 | 2009-02-12 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及び方法、ガス供給リング及び誘電体 |
| US9277637B2 (en) * | 2010-11-17 | 2016-03-01 | Tokyo Electron Limited | Apparatus for plasma treatment and method for plasma treatment |
-
1990
- 1990-05-18 JP JP02126689A patent/JP3053105B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-06-15 KR KR1019900008816A patent/KR930008497B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5645644A (en) * | 1995-10-20 | 1997-07-08 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Plasma processing apparatus |
| JP2011054993A (ja) * | 1996-02-22 | 2011-03-17 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | 誘導結合プラズマ・リアクタ |
| JP2007088509A (ja) * | 1996-02-22 | 2007-04-05 | Freescale Semiconductor Inc | 誘導結合プラズマ・リアクタとその方法 |
| JP4654176B2 (ja) * | 1996-02-22 | 2011-03-16 | 住友精密工業株式会社 | 誘導結合プラズマ・リアクタ |
| JPH11340146A (ja) * | 1998-05-25 | 1999-12-10 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置 |
| US6620290B2 (en) * | 2000-01-14 | 2003-09-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Plasma process apparatus |
| JP2007194355A (ja) * | 2006-01-18 | 2007-08-02 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| WO2007091672A1 (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-16 | Tokyo Electron Limited | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| JP2007213994A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| JP4677918B2 (ja) * | 2006-02-09 | 2011-04-27 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| JP2009054991A (ja) * | 2007-06-05 | 2009-03-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
| US8809203B2 (en) | 2007-06-05 | 2014-08-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device using a microwave plasma CVD apparatus |
| CN113170568A (zh) * | 2018-12-06 | 2021-07-23 | 东京毅力科创株式会社 | 等离子体处理装置和等离子体处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3053105B2 (ja) | 2000-06-19 |
| KR910001906A (ko) | 1991-01-31 |
| KR930008497B1 (ko) | 1993-09-07 |
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