JPH0452994Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、主として半導体製造分野において、
SiO₂，Si₃N₄等の層間絶縁膜や保護膜などの薄膜
形成に利用されるプラズマ付着装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 薄膜形成に使用されるプラズマ応用の付着装置
の一つに、近年、ECR（電子サイクロトロン共
鳴；Electron Cyclotron Resonance）−CVD装
置が開発され実用化されつつある。

このECR−CVDの具体的な技術内容について
は、先行技術として示される特開昭57−133636号
公報等に詳細が開示されている。このECR−
CVD装置は、第３図に図示されるように、基板
１を配置する試料室（成膜室）５に、そのプラズ
マ室７で電子サイクロトロン共鳴によるマイクロ
波放電によつてプラズマを生成するようにしたプ
ラズマ発生装置６を付設して構成されるものであ
る。すなわち、発生装置６のプラズマ室７に導入
経路８からプラズマ原料ガスを導入する一方、図
外のマグネトロンから所要のマイクロ波輸送経路
を通し、該プラズマ室７に導波管９から石英窓１
０を介しマイクロ波を適当なECR条件（例えば
2.45GHz，875Gauss）の下で導き入れ、ここにお
いてプラズマを生成するとともに、このプラズマ
室７で発生したプラズマを周囲のコイル１１がつ
くる発散磁界の作用でプラズマ引出窓１２から試
料室５に引き出し、導入経路１３から試料室５に
導入される反応ガスと反応させて、試料室５に配
置した基板１の表面にその反応生成物の薄膜を形
成するようになつている。

そして、この種の成膜装置では，そのプラズマ
室７に導入する原料ガスに種々の反応ガスを利用
できること、これを高い活性化効率でプラズマ化
して試料室５に引き出すことができること、基板
１を低温に保持したままでその上に純度の高い化
合物薄膜を効率よく成膜できること、等が利点と
して特記される。

［考案が解決しようとする問題点］ しかし、現状のプラズマ付着装置（ECR−
CVD装置）によると、その基板１に対する成膜
の生産能率に欠ける問題点がみられる。すなわ
ち、この種装置で試料室５にセツトされる基板１
は、第３図のように、これを前記プラズマ引出窓
１２に対向して一枚宛配置するか、あるいは発散
磁界の方向に沿う円筒基台の内周に複数枚配置す
るようにしているが、一枚づつ成膜して行く場合
は生産性が悪く、また複数枚同時に成膜する場合
には膜厚分布を均一にすることができないととも
に付着速度が小さいという不具合がある。

本考案は、かかる問題点に着目し、この種装置
の試料室における基板配置等を工夫することによ
り、複数枚の基板に均一な膜厚分布が得られなお
かつ付着速度が大きい条件の下で同時に成膜する
ことができる生産能率の改善されたものを提供し
ようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、このような目的を達成するために、
基板を配置する試料室に、電子サイクロトロン共
鳴によるマイクロ波放電によつてプラズマ室に生
成されるプラズマをそのプラズマ引出窓から発散
磁界の作用で該試料室に引出すようにしたプラズ
マ発生装置を付設してなる装置において、周方向
に複数枚の基板を載置する基板ホルダを前記プラ
ズマ引出窓と対向する偏心位置で軸心まわりに回
転可能に設けるととも、この基板ホルダと前記プ
ラズマ引出窓との間に該基板ホルダ上の前記基板
に相当する開口部を有する防着板を介設したこと
を特徴としている。

［作用］ このようにプラズマ引出窓と偏心する基板ホル
ダの上に複数枚の基板を載置する構造にすれば、
基板ホルダを軸心まわりに回転しながら成膜する
ことによつて、その上の各基板面に防着板の開口
部を通してプラズマ引出窓から引き出されるプラ
ズマ流を間欠的に均一に照射できるから、試料室
に対する１チヤージで均一な膜厚分布を有する複
数枚の基板を生産することができる。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例を第１図および第２面
を参照して説明する。

第１図は先に第３図で示した従来装置と対比し
た本考案に係る装置の要部の概要を示している。
ここにおいて、試料室５に付設されるプラズマ発
生装置６などの基本的な構成は互いに共通してお
り、また共通する部材、要素は同一符号をもつて
示される。

しかして、この装置の試料室５には、その軸心
ｎを前記プラズマ室７およびその下端に開口する
プラズマ引出窓１２の軸心ｍと適当にずらし、そ
の引出窓１２と対向される偏心位置で、円盤状の
基板ホルダ２を設けるようにしている。この基板
ホルダ２はその取付面に予め複数枚の、この場合
６枚の基板１が周方向に等間隔で載置されるよう
になつているとともに、図示しない外部駆動源か
ら動力伝達されてその軸心ｎのまわりで適宜の速
度に回転できる機構となつている。そして、ホル
ダ２上の各基板１は、それがプラズマ室７側の位
相に来たときのある位置で、その中心がプラズマ
引出窓１２の前記軸心ｍと一致するように配置さ
れている。

基板１を載置した基板ホルダ２とプラズマ引出
窓１２との間には、ホルダ２の近傍で該ホルダ２
と同心に配置した防着板３を介設している。この
防着板３は基板ホルダ２の基板載置面側をプラズ
マ流から覆う役目を果たしているとともに、前記
軸心ｍの貫通する位置に１枚の基板１に相当する
窓穴状の開口部３ａを有したものである。なお、
この開口部３ａの大きさは基板１よりも若干大き
く形成されている。そして又、この防着板３とプ
ラズマ引出窓１２との間に、防着板３の開口部３
ａをプラズマ流から遮断し得る可動シヤツタ４を
介設するようにしている。

試料室５の内部に以上のような構成を備えたも
のであると、その基板ホルダ２の適宜速度による
回転下で、試料室５内での成膜反応を行わしめる
ことにより、ホルダ上の複数枚の基板１に対し、
同時にしかも均一な膜厚分布で成膜して行くこと
が可能となる。すなわち、基板ホルダ２の回転下
に可動シヤツタ４をオープンし、プラズマ室７で
マイクロ波放電によるECR条件で生成したプラ
ズマを、その引出窓１２から防着板３の開口部３
ａを通し引き入れるようにすると、この開口部３
ａに面する回転位相の基板１にのみプラズマ流と
導入反応ガスの反応生成物が蒸着されることにな
り、一方各基板１はホルダ２と共に回転し間欠的
に開口部３ａと会合されることになるから、基板
ホルダ２上に周方向にセツトした複数枚の基板１
は間欠的にしかも連続して成膜されることになる
のである。したがつて、ホルダ上の各基板１に対
する膜厚均一性が確保されることはもとより、一
枚の基板１に対する間欠的な成膜進行状況が実現
される故、基板加熱の問題も有効に回避すること
ができる。そして、均一な膜形成が実現されるか
ら、所定のタイミングで可動シヤツタ４を閉じる
ことで、各基板１に対する成膜工程が同時に終了
し、これにより１チヤージでホルダ２に載置した
枚数の処理が行なえ、生産能率が改善されるもの
となる。

本考案は、上記実施例に述べたような構成、作
用効果を有するものであるが、この考案を利用す
ればECR−CVDに係るインライン式の成膜装置
を実現することも容易に可能とされる。つまり試
料室５の両側に所要の入口室、出口室を付設する
とともに、その基板ホルダ２を搬送カート方式の
ものに改変すれば、基板ホルダが入口室から入り
予備処理され、次いで試料室で成膜され、さらに
出口室で冷却して外部に搬出される一連の成膜プ
ロセスが実現でき、一層の生産向上が可能とな
る。

［考案の効果］ 本考案は、以上に説明したように、その試料室
での基板に対する成膜機構を改良工夫したもので
あるから、プラズマ成膜装置を利用した基板の成
膜処理が均一で高い生産能率の下に実施できるも
のとされた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すECR−CVD
装置要部の概略断面図であり、第２図はその基板
ホルダ（基板）を示す平面図である。第３図はそ
の従来例を示す要部の概略断面図である。 １……基板、２……基板ホルダ、３……防着
板、３ａ……開口部、４……シヤツタ、５……試
料室、６……プラズマ発生装置、７……プラズマ
室、１２……プラズマ引出窓。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 基板を配置する試料室に、電子サイクロトロン
   共鳴によるマイクロ波放電によつてプラズマ室に
   生成されるプラズマをそのプラズマ引出窓から発
   散磁界の作用で該試料室に引出すようにしたプラ
   ズマ発生装置を付設してなる成膜装置において、
   前記試料室に、周方向に複数枚の基板を載置する
   基板ホルダを前記プラズマ引出窓と対向する偏心
   位置で軸心まわりに回転可能に設けるとともに、
   この基板ホルダと前記プラズマ引出窓との間に該
   基板ホルダ上の前記基板に相当する開口部を有す
   る防着板を介設したことを特徴とするプラズマ付
   着装置。