JPH0563553B2 - - Google Patents
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- JPH0563553B2 JPH0563553B2 JP59017314A JP1731484A JPH0563553B2 JP H0563553 B2 JPH0563553 B2 JP H0563553B2 JP 59017314 A JP59017314 A JP 59017314A JP 1731484 A JP1731484 A JP 1731484A JP H0563553 B2 JPH0563553 B2 JP H0563553B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/517—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using a combination of discharges covered by two or more of groups C23C16/503 - C23C16/515
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
- C23C16/481—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation by radiant heating of the substrate
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、プラズマCVD（Chcmical Vapour
Deposition）法によつて、薄膜形成するためのプ
ラズマ処理装置に関するものである。
Deposition）法によつて、薄膜形成するためのプ
ラズマ処理装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
プラズマCVD法は、真空容器内に試料を保持
し形成すべき薄膜の組成元素を含む化合物ガスを
供給した後、高周波エネルギ等によつて、前記化
合物を励起し、試料表面をそのプラズマ雰囲気に
配置することによつて、試料表面に薄膜を形成す
る方法である。
し形成すべき薄膜の組成元素を含む化合物ガスを
供給した後、高周波エネルギ等によつて、前記化
合物を励起し、試料表面をそのプラズマ雰囲気に
配置することによつて、試料表面に薄膜を形成す
る方法である。
プラズマCVD法による薄膜形成上の課題は、
形成薄膜の膜質および膜厚分布の制御である。
形成薄膜の膜質および膜厚分布の制御である。
従がつて、良質のプラズマCVD膜を試料表面
に形成するためには、薄膜形成時のプラズマ分
布、試料加熱分布および試料保持温度等のプロセ
ス条件に工夫が必要である。
に形成するためには、薄膜形成時のプラズマ分
布、試料加熱分布および試料保持温度等のプロセ
ス条件に工夫が必要である。
以下、図面を参照しながら、従来のプラズマ
CVD法およびプラズマCVD装置について説明す
る。
CVD法およびプラズマCVD装置について説明す
る。
第１図に、従来のプラズマCVD装置を示す。
１は、真空状態の維持が可能な真空容器、２は、
真空容器１内に、ガスプラズマを発生させること
が可能であり、高周波電力が供給される電極、３
はプラズマCVD膜が形成される試料、４は、試
料３を保持し、かつ、内部に加熱用のヒータを有
し、試料３表面を加熱することが可能な試料台、
４ａは試料台４の内部に塔載されたヒータであ
る。５は交流電源、６は高周波電源である。
１は、真空状態の維持が可能な真空容器、２は、
真空容器１内に、ガスプラズマを発生させること
が可能であり、高周波電力が供給される電極、３
はプラズマCVD膜が形成される試料、４は、試
料３を保持し、かつ、内部に加熱用のヒータを有
し、試料３表面を加熱することが可能な試料台、
４ａは試料台４の内部に塔載されたヒータであ
る。５は交流電源、６は高周波電源である。
まず、真空容器１内を真空ポンプにより
5mTorr以下に真空排気した後、試料３表面に形
成される薄膜の組成元素を含む化合物ガスを導入
し、圧力を400mTorrに保持する。次に電極２に
周波数13.56MHzの高周波電力を供給し、前記化
合物ガスを励起し、試料３表面をそのプラズマ雰
囲気にさらすことによつて、試料３表面にプラズ
マCVD薄膜を形成する。ここで、薄膜形成時、
試料３はヒータ４ａにより試料台４が加熱されて
おり、熱伝導によつて、熱が供給され、250℃程
度に保持される。
5mTorr以下に真空排気した後、試料３表面に形
成される薄膜の組成元素を含む化合物ガスを導入
し、圧力を400mTorrに保持する。次に電極２に
周波数13.56MHzの高周波電力を供給し、前記化
合物ガスを励起し、試料３表面をそのプラズマ雰
囲気にさらすことによつて、試料３表面にプラズ
マCVD薄膜を形成する。ここで、薄膜形成時、
試料３はヒータ４ａにより試料台４が加熱されて
おり、熱伝導によつて、熱が供給され、250℃程
度に保持される。
しかしながら、従来のプラズマCVD装置の構
成では、ヒータ４ａの試料台への組み込み方法、
試料台４の形状および試料３の表面と試料台４表
面との接触状態に起因し、試料３の表面温度を均
一に昇温することが困難である。また、試料３の
表面温度の分布を向上させるためには、装置内構
成部品を改良する必要がある。また、試料台４
は、概して熱容量が大きいため、装置立上げに時
間を要す。我々の試みにおいては、約３時間程度
を要した。
成では、ヒータ４ａの試料台への組み込み方法、
試料台４の形状および試料３の表面と試料台４表
面との接触状態に起因し、試料３の表面温度を均
一に昇温することが困難である。また、試料３の
表面温度の分布を向上させるためには、装置内構
成部品を改良する必要がある。また、試料台４
は、概して熱容量が大きいため、装置立上げに時
間を要す。我々の試みにおいては、約３時間程度
を要した。
このように、従来のプラズマCVD装置では、
試料３表面上の任意の位置を独立に加熱制御する
ことが困難であり、試料３表面温度の分布を制御
することが困難である。また、装置立上げに長時
間を要するという欠点を有していた。
試料３表面上の任意の位置を独立に加熱制御する
ことが困難であり、試料３表面温度の分布を制御
することが困難である。また、装置立上げに長時
間を要するという欠点を有していた。
発明の目的
本発明は、上記欠点に鑑み、試料表面上の任意
の位置に独立に加熱制御することが可能であり、
試料表面の温度分布の向上を図ることができ、し
かも、装置立上げ時間を短縮することが可能なプ
リズマ処理装置を提供するものである。
の位置に独立に加熱制御することが可能であり、
試料表面の温度分布の向上を図ることができ、し
かも、装置立上げ時間を短縮することが可能なプ
リズマ処理装置を提供するものである。
発明の構成
本発明のプラズマ処理装置は、真空状態の維持
が可能な真空容器と、高周波電力が供給され、真
空容器内にガスプラズマを発生させることが可能
な少なくとも１つの電極と、ガスプラズマ中に配
置され、プラズマCVD膜が少なくとも一方の表
面に形成される試料を保持し、かつ、試料保持面
に少なくとも１つ以上のレーザー光を透過する窓
を有し、前記窓よりレーザー光を試料に照射し、
試料を加熱する試料台と、レーザー光を発生する
ためのレーザー発振器と、試料上の任意位置への
時間当りのレーザー光照射量を任意に制御するこ
とが可能なオプテイカルスキヤナとから構成され
ており、試料の任意の位置の温度を、レーザー光
の照射時間をオプテイカルスキヤナによつて加熱
制御することが可能であり、試料表面の温度分布
の向上を図ることができ、しかも装置立上げに要
する時間を従来装置に比べ、大巾に短縮すること
が可能であるという特有の効果を有するものであ
る。
が可能な真空容器と、高周波電力が供給され、真
空容器内にガスプラズマを発生させることが可能
な少なくとも１つの電極と、ガスプラズマ中に配
置され、プラズマCVD膜が少なくとも一方の表
面に形成される試料を保持し、かつ、試料保持面
に少なくとも１つ以上のレーザー光を透過する窓
を有し、前記窓よりレーザー光を試料に照射し、
試料を加熱する試料台と、レーザー光を発生する
ためのレーザー発振器と、試料上の任意位置への
時間当りのレーザー光照射量を任意に制御するこ
とが可能なオプテイカルスキヤナとから構成され
ており、試料の任意の位置の温度を、レーザー光
の照射時間をオプテイカルスキヤナによつて加熱
制御することが可能であり、試料表面の温度分布
の向上を図ることができ、しかも装置立上げに要
する時間を従来装置に比べ、大巾に短縮すること
が可能であるという特有の効果を有するものであ
る。
実施例の説明
以下本発明の一実施例について、図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
第２図は、本発明の第１の実施例におけるプラ
ズマ処理装置を示すものである。
ズマ処理装置を示すものである。
第２図において、１１は、真空状態の維持が可
能な真空容器、１２は高周波電力が供給され、真
空容器１１内にガスプラズマを発生させることが
可能な電極、１３はガスプラズマ中に配置され、
プラズマCVD膜が表面に形成される試料、１４
は高周波電源、１５は材質がアルミナのブツシ
ユ、１６は試料台、１６ａは材質が石英のプレー
ト、１７はレーザー発振器、１８はポリゴンミラ
ーを利用したオプテイカルスキヤナである。
能な真空容器、１２は高周波電力が供給され、真
空容器１１内にガスプラズマを発生させることが
可能な電極、１３はガスプラズマ中に配置され、
プラズマCVD膜が表面に形成される試料、１４
は高周波電源、１５は材質がアルミナのブツシ
ユ、１６は試料台、１６ａは材質が石英のプレー
ト、１７はレーザー発振器、１８はポリゴンミラ
ーを利用したオプテイカルスキヤナである。
以上のように構成されたプラズマ処理装置につ
いて、以下その動作を説明する。
いて、以下その動作を説明する。
まず、真空容器１１内を真空ポンプによつて、
5mTorr以下の圧力に真空排気した後、試料１３
表面に形成すべき薄膜の組成元素を含む化合物ガ
スすなわち、モノシラン（SiH4）、アンモニア
（NH3）、窒素（N2）の混合ガスを各々、
18SCCM、21SCCM、136SCCMのガス流量で導
入し、真空容器１１内の圧力を0.35Torrに保持
する。次にレーザー発振器１７より発生するレー
ザー光をオプテイカルスキヤナ１８を利用して、
試料１３に照射する。すなわち、適切なプログラ
ムによつて、オプテイカルスキヤナ１８を操作
し、レーザー光を試料１３裏面上にスキヤニング
して照射し、試料１３の任意位置の表面温度を所
定の値になるように加熱制御する。次に、電極１
２に、周波数13.56MHzで実効電力が100Wの高周
波電力を高周波電源１４より供給し、前記混合ガ
スを励起し、試料１３表面をプラズマ雰囲気にさ
らす。以上の動作によつて、試料１３表面上に所
定の膜質および膜厚分布でシリコンナイトライド
膜を形成することができる。また試料１３の加熱
に要する時間は、２分以内であつた。
5mTorr以下の圧力に真空排気した後、試料１３
表面に形成すべき薄膜の組成元素を含む化合物ガ
スすなわち、モノシラン（SiH4）、アンモニア
（NH3）、窒素（N2）の混合ガスを各々、
18SCCM、21SCCM、136SCCMのガス流量で導
入し、真空容器１１内の圧力を0.35Torrに保持
する。次にレーザー発振器１７より発生するレー
ザー光をオプテイカルスキヤナ１８を利用して、
試料１３に照射する。すなわち、適切なプログラ
ムによつて、オプテイカルスキヤナ１８を操作
し、レーザー光を試料１３裏面上にスキヤニング
して照射し、試料１３の任意位置の表面温度を所
定の値になるように加熱制御する。次に、電極１
２に、周波数13.56MHzで実効電力が100Wの高周
波電力を高周波電源１４より供給し、前記混合ガ
スを励起し、試料１３表面をプラズマ雰囲気にさ
らす。以上の動作によつて、試料１３表面上に所
定の膜質および膜厚分布でシリコンナイトライド
膜を形成することができる。また試料１３の加熱
に要する時間は、２分以内であつた。
以上のように、本実施例によれば、真空容器１
１と、ガスプラズマを発生させるための電極１２
と、試料１３と、試料１３を保持し、かつ、試料
保持面に少なくとも１つのレーザー光を透過する
窓を有しレーザー光を試料１３に照射して、試料
１３を加熱する試料台１６と、レーザー発振器１
７と、オプテイカルスキヤナ１８とを設け、試料
１３裏面上の任意位置への単位時間当りのレーザ
ー光の照射量をオプテイカルスキヤナ１８によつ
て制御して照射することによつて、試料１３の温
度分布を任意に制御することができる。本実施例
では、試料１３の温度分布の均一化を図り、試料
１３表面温度分布を250±0.5℃に制御できた。そ
の結果、4inchSiウエハ上に、屈折率2.0±0.02、
膜厚バラツキ±２％以内のシリコンナイトライド
膜を形成することができた。
１と、ガスプラズマを発生させるための電極１２
と、試料１３と、試料１３を保持し、かつ、試料
保持面に少なくとも１つのレーザー光を透過する
窓を有しレーザー光を試料１３に照射して、試料
１３を加熱する試料台１６と、レーザー発振器１
７と、オプテイカルスキヤナ１８とを設け、試料
１３裏面上の任意位置への単位時間当りのレーザ
ー光の照射量をオプテイカルスキヤナ１８によつ
て制御して照射することによつて、試料１３の温
度分布を任意に制御することができる。本実施例
では、試料１３の温度分布の均一化を図り、試料
１３表面温度分布を250±0.5℃に制御できた。そ
の結果、4inchSiウエハ上に、屈折率2.0±0.02、
膜厚バラツキ±２％以内のシリコンナイトライド
膜を形成することができた。
また、レーザー光によつて、試料１３を直接加
熱するため、装置の立上げに要する時間を従来装
置に比べ、大巾に短縮することができた。
熱するため、装置の立上げに要する時間を従来装
置に比べ、大巾に短縮することができた。
発明の効果
以上のように、本発明は、真空状態の維持が可
能な真空容器と、高周波電力が供給され、真空容
器内にガスプラズマを発生させることが可能な少
なくとも１つの電極と、ガスプラズマ中に配置さ
れ、プラズマCVD膜が少なくとも一方の表面に
形成される試料を保持し、かつ、試料保持面に少
なくとも１つ以上のレーザー光を透過する窓を有
し、前記窓よりレーザー光を試料に照射し、試料
を加熱する試料台と、レーザー光を発生するため
のレーザー発振器と、試料上の任意位置への時間
当りのレーザー光照射量を任意に制御することが
可能なオプテイカルスキヤナとを設け、試料上の
任意位置への単位時間当りのレーザー光の照射量
をオプテイカルスキヤナによつて制御して照射す
ることによつて、試料の温度分布を任意に制御す
ることが可能であるため、試料表面上に形成する
薄膜の膜厚および膜厚分布を容易に制御すること
ができる。また、レーザー光によつて、試料を直
接加熱するため、装置の立上げに要する時間を短
縮することができ、その実用効果は、大なるもの
がある。
能な真空容器と、高周波電力が供給され、真空容
器内にガスプラズマを発生させることが可能な少
なくとも１つの電極と、ガスプラズマ中に配置さ
れ、プラズマCVD膜が少なくとも一方の表面に
形成される試料を保持し、かつ、試料保持面に少
なくとも１つ以上のレーザー光を透過する窓を有
し、前記窓よりレーザー光を試料に照射し、試料
を加熱する試料台と、レーザー光を発生するため
のレーザー発振器と、試料上の任意位置への時間
当りのレーザー光照射量を任意に制御することが
可能なオプテイカルスキヤナとを設け、試料上の
任意位置への単位時間当りのレーザー光の照射量
をオプテイカルスキヤナによつて制御して照射す
ることによつて、試料の温度分布を任意に制御す
ることが可能であるため、試料表面上に形成する
薄膜の膜厚および膜厚分布を容易に制御すること
ができる。また、レーザー光によつて、試料を直
接加熱するため、装置の立上げに要する時間を短
縮することができ、その実用効果は、大なるもの
がある。
第１図は、従来のプラズマ処理装置の説明図、
第２図は、本発明の第１の実施例におけるプラズ
マ処理装置の側面断面図である。 １１……真空容器、１２……電極、１３……試
料、１６……試料台、１７……レーザー発振器、
１８……オプテイカルスキヤナ。
第２図は、本発明の第１の実施例におけるプラズ
マ処理装置の側面断面図である。 １１……真空容器、１２……電極、１３……試
料、１６……試料台、１７……レーザー発振器、
１８……オプテイカルスキヤナ。
Claims (1)
- １ 真空状態の維持が可能な真空容器と、高周波
電力が供給され、真空容器内にガスプラズマを発
生させることが可能な少なくとも１つの電極と、
ガスプラズマ中に配置され、プラズマCVD膜が、
少なくとも一方の表面に形成される試料を保持し
かつ、試料保持面に少なくとも１つ以上のレーザ
ー光を透過する窓を有し、前記窓よりレーザー光
を試料の裏面側に照射し、試料を加熱する試料台
と、レーザー光を発生するためのレーザー発振器
と、試料上の任意位置への時間当りのレーザー光
照射量を任意に制御することが可能なオプテイカ
ルスキヤナとからなるプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59017314A JPS60162776A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59017314A JPS60162776A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60162776A JPS60162776A (ja) | 1985-08-24 |
| JPH0563553B2 true JPH0563553B2 (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=11940548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59017314A Granted JPS60162776A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60162776A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4796562A (en) * | 1985-12-03 | 1989-01-10 | Varian Associates, Inc. | Rapid thermal cvd apparatus |
| JPH05243160A (ja) * | 1992-02-28 | 1993-09-21 | Nec Yamagata Ltd | 半導体デバイス製造用プラズマｃｖｄ装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5665973A (en) * | 1979-11-02 | 1981-06-04 | Komatsu Ltd | Vapor depositing method |
-
1984
- 1984-02-01 JP JP59017314A patent/JPS60162776A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5665973A (en) * | 1979-11-02 | 1981-06-04 | Komatsu Ltd | Vapor depositing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60162776A (ja) | 1985-08-24 |
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