JPH0594950A - 反応室の設計及び化学蒸着反応器における粒子発生を最小限にする方法 - Google Patents
反応室の設計及び化学蒸着反応器における粒子発生を最小限にする方法Info
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- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラズマエンハンスド化学蒸着装置のライン
オブサイト表面とターゲット表面の蒸着特性を調整する
方法。表面上の蒸着膜の接着と一体性を、(1)膜と下側
表面の熱膨張の差を避け、(2) 表面の幾何学的図形配列
を調整して蒸着膜に応力を発生する縁部を除去し、(3)
蒸着膜を強力に接着する表面用材料を使用することの１
又はそれ以上によって改良する。 【構成】 ラインオブサイト表面3aを有するプラズマシ
ールド６とターゲット表面を有するプラズマターゲット
７を含む。ラインオブサイト表面3aはプラズマシールド
６を通る穴を定め、プラズマ室２から穴を通って反応室
３に入る酸素などのプラズマ流と直接接触しないよう置
かれる。半導体試料を反応室３の支持体上に載置する。
ターゲット表面が試料を包囲する。ラインオブサイト表
面とターゲット表面を、プラズマシールドとプラズマタ
ーゲットの流体通路を通って流体媒体を循環させて実質
的に一定温度に保つ。
オブサイト表面とターゲット表面の蒸着特性を調整する
方法。表面上の蒸着膜の接着と一体性を、(1)膜と下側
表面の熱膨張の差を避け、(2) 表面の幾何学的図形配列
を調整して蒸着膜に応力を発生する縁部を除去し、(3)
蒸着膜を強力に接着する表面用材料を使用することの１
又はそれ以上によって改良する。 【構成】 ラインオブサイト表面3aを有するプラズマシ
ールド６とターゲット表面を有するプラズマターゲット
７を含む。ラインオブサイト表面3aはプラズマシールド
６を通る穴を定め、プラズマ室２から穴を通って反応室
３に入る酸素などのプラズマ流と直接接触しないよう置
かれる。半導体試料を反応室３の支持体上に載置する。
ターゲット表面が試料を包囲する。ラインオブサイト表
面とターゲット表面を、プラズマシールドとプラズマタ
ーゲットの流体通路を通って流体媒体を循環させて実質
的に一定温度に保つ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、反応室の設計並びにプ
ラズマエンハンスド化学蒸着(CVD) 反応器における粒子
の発生を最小限にする方法に関する。
ラズマエンハンスド化学蒸着(CVD) 反応器における粒子
の発生を最小限にする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から半導体集積回路で各種の薄層を
形成するためCVD 装置が使用されている。このCVD 装置
は、SiＯ2 ，Si3 Ｎ4 ，Si又はそれらの類似物など高純
度，高品質の薄層を形成できる。薄層を形成する反応工
程で、半導体基板を配置した反応容器を 500〜1000℃の
高温状態に加熱できる。蒸着すべき原料を気体状成分の
形で容器に供給し、気体分子を熱で解離し、薄層を形成
するように気体中及び試料の表面で結合する。
形成するためCVD 装置が使用されている。このCVD 装置
は、SiＯ2 ，Si3 Ｎ4 ，Si又はそれらの類似物など高純
度，高品質の薄層を形成できる。薄層を形成する反応工
程で、半導体基板を配置した反応容器を 500〜1000℃の
高温状態に加熱できる。蒸着すべき原料を気体状成分の
形で容器に供給し、気体分子を熱で解離し、薄層を形成
するように気体中及び試料の表面で結合する。
【０００３】例えば、米国特許第4,962,727 号 (以下'7
27号特許という) に、酸化シリコン膜を形成するCVD 装
置が開示されている。しかし、'727号特許で、酸化シリ
コン分子が容器の内壁表面に付着し、又蒸着膜が剥離
し、ウエーハ表面にさえ付着することもあり、斯く形成
するSiＯ2 膜に欠陥が生じることを指摘している。
27号特許という) に、酸化シリコン膜を形成するCVD 装
置が開示されている。しかし、'727号特許で、酸化シリ
コン分子が容器の内壁表面に付着し、又蒸着膜が剥離
し、ウエーハ表面にさえ付着することもあり、斯く形成
するSiＯ2 膜に欠陥が生じることを指摘している。
【０００４】プラズマエンハンスドCVD 装置は、薄膜を
形成するためプラズマ反応を利用して上記のCVD 装置の
反応と似ているが比較的低温で反応を起こす。このプラ
ズマCVD 装置は、試料室, ガス導入システム及び排気シ
ステムを備える。例えば、米国特許第4,401,054 号に斯
くの如きプラズマエンハンスドCVD 装置が開示され、そ
の開示を参考のためここに加える。このような装置で
は、電子サイクロトロン共鳴(ECR) によるマイクロ波放
電によりプラズマを発生する。試料室に試料テーブルを
設け、プラズマ形成室で発生したプラズマは、試料室で
プラズマ流を形成するようプラズマ引出しオリフィスを
通過する。試料テーブルに、プラズマ作用による試料温
度の上昇を防ぐため、冷却機構を備えることがある。
形成するためプラズマ反応を利用して上記のCVD 装置の
反応と似ているが比較的低温で反応を起こす。このプラ
ズマCVD 装置は、試料室, ガス導入システム及び排気シ
ステムを備える。例えば、米国特許第4,401,054 号に斯
くの如きプラズマエンハンスドCVD 装置が開示され、そ
の開示を参考のためここに加える。このような装置で
は、電子サイクロトロン共鳴(ECR) によるマイクロ波放
電によりプラズマを発生する。試料室に試料テーブルを
設け、プラズマ形成室で発生したプラズマは、試料室で
プラズマ流を形成するようプラズマ引出しオリフィスを
通過する。試料テーブルに、プラズマ作用による試料温
度の上昇を防ぐため、冷却機構を備えることがある。
【０００５】米国特許第4,902,934 号に、半導体構成要
素を製造するための、CVD 装置用ECR を使用するプラズ
マ装置,エッチング装置, スパッタリング装置又はその
類似物が開示され、その開示を参考のためここに加え
る。斯くの如きプラズマ装置では反応室に、試料(シリ
コンウエーハなど) の熱との接触を良好に、又垂直に配
向して保持するための静電チャック装置と共に試料台を
備える。又、試料台に冷却及び加熱装置を設けてよい。
一般に、斯くの如き反応室を真空状態で操作でき、プラ
ズマ発生室を水冷する壁により形成できる。
素を製造するための、CVD 装置用ECR を使用するプラズ
マ装置,エッチング装置, スパッタリング装置又はその
類似物が開示され、その開示を参考のためここに加え
る。斯くの如きプラズマ装置では反応室に、試料(シリ
コンウエーハなど) の熱との接触を良好に、又垂直に配
向して保持するための静電チャック装置と共に試料台を
備える。又、試料台に冷却及び加熱装置を設けてよい。
一般に、斯くの如き反応室を真空状態で操作でき、プラ
ズマ発生室を水冷する壁により形成できる。
【０００６】静電チャック装置は、米国特許第3,993,50
9 号、第4,184,188 号、第4,384,918 号に開示され、そ
の開示を参考のためここに加える。斯くの如きシステム
の場合、試料又はウエーハを典型的に誘電体層に置き、
斯くの如き静電チャック装置のウエーハ支持面は、支持
される試料又はウエーハより大小どちらでも可能であ
る。
9 号、第4,184,188 号、第4,384,918 号に開示され、そ
の開示を参考のためここに加える。斯くの如きシステム
の場合、試料又はウエーハを典型的に誘電体層に置き、
斯くの如き静電チャック装置のウエーハ支持面は、支持
される試料又はウエーハより大小どちらでも可能であ
る。
【０００７】米国特許第4,709,655 号 (以下'655号特許
という) の背景に、化学蒸着に用いる反応室は一般にコ
ールドウォール又はホットウォールシステムとして分類
されると開示されている。'655号特許には更に、コール
ドウォールシステムの場合、基板 (ウエーハ) を、誘電
結合、放射加熱、又は内部支持要素の直接的な電気抵抗
加熱により加熱できると開示されている。'655号特許に
はウエーハを、RFエネルギーで加熱するため適用する感
受性物質上に取付ける場合、熱を直接半導体ウエーハ区
域に集中し、(1) 化学蒸着を加熱区域に限定し、(2) 未
加熱壁はCVD 温度以下にして壁上の蒸着を減少する。し
かし、プラズマエンハンスドCVD 反応器では、プラズマ
の熱により、反応表面の温度がどうであれ、反応が生じ
るのでコールドウォール上でさえ膜の蒸着が起きる。
という) の背景に、化学蒸着に用いる反応室は一般にコ
ールドウォール又はホットウォールシステムとして分類
されると開示されている。'655号特許には更に、コール
ドウォールシステムの場合、基板 (ウエーハ) を、誘電
結合、放射加熱、又は内部支持要素の直接的な電気抵抗
加熱により加熱できると開示されている。'655号特許に
はウエーハを、RFエネルギーで加熱するため適用する感
受性物質上に取付ける場合、熱を直接半導体ウエーハ区
域に集中し、(1) 化学蒸着を加熱区域に限定し、(2) 未
加熱壁はCVD 温度以下にして壁上の蒸着を減少する。し
かし、プラズマエンハンスドCVD 反応器では、プラズマ
の熱により、反応表面の温度がどうであれ、反応が生じ
るのでコールドウォール上でさえ膜の蒸着が起きる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】プラズマエンハンスド
CVD 装置の問題は、蒸着膜がウエーハと反応室内部の他
の全ての表面に形成されることである。蒸着膜が亀裂
し、はがれ落ち、その結果ウエーハ上で粒子となる。酸
化物膜は、蒸着した時固有の応力をもつ。膜のエネルギ
ーは、膜厚が増加するに従い増大する。蒸着膜と基体物
質間の熱膨張の差で更に応力が増す。米国特許第4,910,
042 号に開示されている如く、反応室で蒸着表面をドラ
イエッチングすることは当業界に既知であるが、蒸着膜
と反応室における表面、特にラインオブサイト表面及び
ターゲット表面との一体性及び接着を改良する技術にお
ける必要性が当業界に存在する。ここで使用する“ライ
ンオブサイト表面”なる語は、その表面から反応室に設
置した試料まで直接に直線を引くことができる表面を意
味する。ここで使用する“ターゲット表面”なる語は、
反応室に設置した試料を囲み、プラズマ流に直接接触す
る表面を意味する。ここで使用する“試料”なる語は、
シリコンウエーハ又は他の物質等で、平坦又は不均一な
表面を有し、その上にプラズマ反応で膜を形成する、あ
らゆる半導体基板を意味する。
CVD 装置の問題は、蒸着膜がウエーハと反応室内部の他
の全ての表面に形成されることである。蒸着膜が亀裂
し、はがれ落ち、その結果ウエーハ上で粒子となる。酸
化物膜は、蒸着した時固有の応力をもつ。膜のエネルギ
ーは、膜厚が増加するに従い増大する。蒸着膜と基体物
質間の熱膨張の差で更に応力が増す。米国特許第4,910,
042 号に開示されている如く、反応室で蒸着表面をドラ
イエッチングすることは当業界に既知であるが、蒸着膜
と反応室における表面、特にラインオブサイト表面及び
ターゲット表面との一体性及び接着を改良する技術にお
ける必要性が当業界に存在する。ここで使用する“ライ
ンオブサイト表面”なる語は、その表面から反応室に設
置した試料まで直接に直線を引くことができる表面を意
味する。ここで使用する“ターゲット表面”なる語は、
反応室に設置した試料を囲み、プラズマ流に直接接触す
る表面を意味する。ここで使用する“試料”なる語は、
シリコンウエーハ又は他の物質等で、平坦又は不均一な
表面を有し、その上にプラズマ反応で膜を形成する、あ
らゆる半導体基板を意味する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、CVD 反応器で
粒子の発生を最小限にして試料に蒸着する膜の品質を改
良する方法と装置を提供するものである。特に本発明に
より、ラインオブサイト表面とターゲット表面の蒸着特
性を調整できる。ラインオブサイト表面とターゲット表
面の蒸着特性を調整することにより、蒸着ステップで形
成される膜の接着と膜の一体性を改良できる。
粒子の発生を最小限にして試料に蒸着する膜の品質を改
良する方法と装置を提供するものである。特に本発明に
より、ラインオブサイト表面とターゲット表面の蒸着特
性を調整できる。ラインオブサイト表面とターゲット表
面の蒸着特性を調整することにより、蒸着ステップで形
成される膜の接着と膜の一体性を改良できる。
【００１０】本発明の一態様に従って、ラインオブサイ
ト表面とターゲット表面を蒸着ステップ中、実質的に一
定温度に保持して熱膨張の差で生じる、蒸着膜の応力を
最小限にする。例えば、ラインオブサイト表面とターゲ
ット表面を実質的に雰囲気温度に保持し、それによって
装置を使用しない時又は修理中でも蒸着膜の熱膨張が避
けられる。本発明の別の態様に従って、ラインオブサイ
ト表面とターゲット表面の幾何図形的配列を実質的に滑
らかになるよう調整し、その連続面は蒸着膜に応力を発
生させる端部を有しない。本発明の更なる特徴は、蒸着
膜の接着を向上する、ラインオブサイト表面及びターゲ
ット表面用の材料を使用することである。
ト表面とターゲット表面を蒸着ステップ中、実質的に一
定温度に保持して熱膨張の差で生じる、蒸着膜の応力を
最小限にする。例えば、ラインオブサイト表面とターゲ
ット表面を実質的に雰囲気温度に保持し、それによって
装置を使用しない時又は修理中でも蒸着膜の熱膨張が避
けられる。本発明の別の態様に従って、ラインオブサイ
ト表面とターゲット表面の幾何図形的配列を実質的に滑
らかになるよう調整し、その連続面は蒸着膜に応力を発
生させる端部を有しない。本発明の更なる特徴は、蒸着
膜の接着を向上する、ラインオブサイト表面及びターゲ
ット表面用の材料を使用することである。
【００１１】本発明の装置は、プラズマシールドとプラ
ズマターゲットを含む。プラズマシールドは、ラインオ
ブサイト表面を有する部材を含む。前記部材は、ライン
オブサイト表面の蒸着特性を調整して、プラズマシール
ドを、プラズマエンハンスドCVD 装置の反応室に設置
し、プラズマガスとの反応の結果反応室の試料上に膜を
蒸着する時、形成される膜の接着を改良する手段を含
む。更に前記部材は、プラズマエンハンスドCVD 装置に
おいて、反応室のラインオブサイト表面と、処理のため
載置した試料との間にプラズマ反応領域が置かれるよ
う、前記部材を取付ける手段を含む。
ズマターゲットを含む。プラズマシールドは、ラインオ
ブサイト表面を有する部材を含む。前記部材は、ライン
オブサイト表面の蒸着特性を調整して、プラズマシール
ドを、プラズマエンハンスドCVD 装置の反応室に設置
し、プラズマガスとの反応の結果反応室の試料上に膜を
蒸着する時、形成される膜の接着を改良する手段を含
む。更に前記部材は、プラズマエンハンスドCVD 装置に
おいて、反応室のラインオブサイト表面と、処理のため
載置した試料との間にプラズマ反応領域が置かれるよ
う、前記部材を取付ける手段を含む。
【００１２】好ましい実施態様では、プラズマシールド
は、シールド中を伸びるプラズマ引出し穴を有する部材
を含み、前記穴は前記部材のラインオブサイト表面で定
められる。ラインオブサイト表面を実質的に一定の温度
に保持する調節手段を設ける。また前記部材は、化学蒸
着装置において、プラズマがプラズマ室から該穴を通過
し、装置の反応室に入るよう前記部材を取付ける手段を
含む。前記部材は、穴の出口端から伸びるホーンを含ん
でよい。また前記部材は、ガスを穴に排出するガス排出
手段を含んでよく、このガス排出手段は、前記部材周囲
方向に、複数の、間隔を置いたオリフィスを含む。穴を
通るプラズマの移動方向に関して下流方向にガスを排出
するようオリフィスを配向してよい。またホーンは、ホ
ーン外周面を通って半径方向に伸び、試料がそれを通っ
て移動できるためのカットアウト手段を含む。
は、シールド中を伸びるプラズマ引出し穴を有する部材
を含み、前記穴は前記部材のラインオブサイト表面で定
められる。ラインオブサイト表面を実質的に一定の温度
に保持する調節手段を設ける。また前記部材は、化学蒸
着装置において、プラズマがプラズマ室から該穴を通過
し、装置の反応室に入るよう前記部材を取付ける手段を
含む。前記部材は、穴の出口端から伸びるホーンを含ん
でよい。また前記部材は、ガスを穴に排出するガス排出
手段を含んでよく、このガス排出手段は、前記部材周囲
方向に、複数の、間隔を置いたオリフィスを含む。穴を
通るプラズマの移動方向に関して下流方向にガスを排出
するようオリフィスを配向してよい。またホーンは、ホ
ーン外周面を通って半径方向に伸び、試料がそれを通っ
て移動できるためのカットアウト手段を含む。
【００１３】プラズマターゲットは、プラズマターゲッ
トをプラズマエンハンスドCVD 装置の反応室に設置した
場合、プラズマガスに接触するターゲット表面を有する
部材を含む。前記部材は、ターゲット表面の蒸着特性を
調整して、プラズマターゲットを反応室に設置し、反応
室の試料支持表面に載置した試料に、プラズマガスとの
反応の結果膜を蒸着する時、ターゲット表面に形成する
膜の接着を改良する手段を含む。更に前記部材は、ター
ゲット表面が試料支持表面を包囲するよう、及びプラズ
マガスがターゲット表面と試料支持表面に接触する時試
料支持表面の温度に熱的に影響しないよう、前記部材を
反応室に取付ける手段を含む。
トをプラズマエンハンスドCVD 装置の反応室に設置した
場合、プラズマガスに接触するターゲット表面を有する
部材を含む。前記部材は、ターゲット表面の蒸着特性を
調整して、プラズマターゲットを反応室に設置し、反応
室の試料支持表面に載置した試料に、プラズマガスとの
反応の結果膜を蒸着する時、ターゲット表面に形成する
膜の接着を改良する手段を含む。更に前記部材は、ター
ゲット表面が試料支持表面を包囲するよう、及びプラズ
マガスがターゲット表面と試料支持表面に接触する時試
料支持表面の温度に熱的に影響しないよう、前記部材を
反応室に取付ける手段を含む。
【００１４】好ましい一実施態様では、プラズマターゲ
ットはプラズマ流に直接接触するターゲット表面を有す
る部材を含む。ターゲット表面を実質的に一定の温度に
保持する調節手段を設ける。前記部材は、ターゲット表
面が反応室の試料支持表面を包囲するよう、またプラズ
マ流がターゲット表面と試料支持表面に同時に接触する
時試料支持表面の温度に前記部材が熱的に影響しないよ
う、前記部材をCVD 装置の反応室に取付ける手段を含
む。
ットはプラズマ流に直接接触するターゲット表面を有す
る部材を含む。ターゲット表面を実質的に一定の温度に
保持する調節手段を設ける。前記部材は、ターゲット表
面が反応室の試料支持表面を包囲するよう、またプラズ
マ流がターゲット表面と試料支持表面に同時に接触する
時試料支持表面の温度に前記部材が熱的に影響しないよ
う、前記部材をCVD 装置の反応室に取付ける手段を含
む。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を添付図面を参照しながら説明
する。図１は、本発明によるプラズマエンハンスドCVD
装置の一実施態様を示し、図２は、本発明によるプラズ
マエンハンスドCVD 装置の別の実施態様を示し、図３
は、本発明によるプラズマシールドを示し、図４は、図
３に示すプラズマシールドの変更態様を示し、図５は、
本発明によるガス排出リングの正面図、図６は、図５の
線Ｖ−Ｖについての断面図、図７は、図５の線VI−VIに
ついての断面図、図８は、本発明によるプラズマターゲ
ットの正面図、図９は、図８に示すプラズマターゲット
の側面図、図10は、図８に示すプラズマターゲットの底
面図、図11は、図９に示すプラズマターゲットの部分の
断面図、図12は、本発明の別の実施態様によるプラズマ
ターゲットの部分の正面図、図13は、図12に示す該部分
の側面図、図14は、図12に示すプラズマターゲットの第
２部分の正面図、図15は、図14に示す部分の側面図であ
る。
する。図１は、本発明によるプラズマエンハンスドCVD
装置の一実施態様を示し、図２は、本発明によるプラズ
マエンハンスドCVD 装置の別の実施態様を示し、図３
は、本発明によるプラズマシールドを示し、図４は、図
３に示すプラズマシールドの変更態様を示し、図５は、
本発明によるガス排出リングの正面図、図６は、図５の
線Ｖ−Ｖについての断面図、図７は、図５の線VI−VIに
ついての断面図、図８は、本発明によるプラズマターゲ
ットの正面図、図９は、図８に示すプラズマターゲット
の側面図、図10は、図８に示すプラズマターゲットの底
面図、図11は、図９に示すプラズマターゲットの部分の
断面図、図12は、本発明の別の実施態様によるプラズマ
ターゲットの部分の正面図、図13は、図12に示す該部分
の側面図、図14は、図12に示すプラズマターゲットの第
２部分の正面図、図15は、図14に示す部分の側面図であ
る。
【００１６】本発明は、向上プラズマエンハンスド装置
のラインオブサイト表面とターゲット表面の蒸着膜の接
着と一定性を改良する方法並びに装置を提供する。特
に、本発明に従って、ラインオブサイト表面とターゲッ
ト表面の蒸着特性を調整できる。
のラインオブサイト表面とターゲット表面の蒸着膜の接
着と一定性を改良する方法並びに装置を提供する。特
に、本発明に従って、ラインオブサイト表面とターゲッ
ト表面の蒸着特性を調整できる。
【００１７】本発明の一態様に従って、ラインオブサイ
ト表面とターゲット表面を、シリコン試料などの試料に
膜を蒸着するステップの間、実質的に一定温度に保持す
る。その結果、蒸着膜と基体物質間での熱膨張の差を避
け、それによって蒸着膜の応力を最小限にする。膜の接
着を改良することにより、蒸着膜は亀裂やはがれ落ちが
容易に起きず、それによって粒子の発生を最小限にし、
また試料上の粒子の量を減少する。
ト表面とターゲット表面を、シリコン試料などの試料に
膜を蒸着するステップの間、実質的に一定温度に保持す
る。その結果、蒸着膜と基体物質間での熱膨張の差を避
け、それによって蒸着膜の応力を最小限にする。膜の接
着を改良することにより、蒸着膜は亀裂やはがれ落ちが
容易に起きず、それによって粒子の発生を最小限にし、
また試料上の粒子の量を減少する。
【００１８】本発明の別の態様に従って、ラインオブサ
イト表面とターゲット表面の幾何図形的配列を調整して
蒸着膜に応力を発生する縁部を除去する。本発明の更な
る態様に従って、ラインオブサイト表面とターゲット表
面を、蒸着膜に対し強力に接着する材料で形成する。
イト表面とターゲット表面の幾何図形的配列を調整して
蒸着膜に応力を発生する縁部を除去する。本発明の更な
る態様に従って、ラインオブサイト表面とターゲット表
面を、蒸着膜に対し強力に接着する材料で形成する。
【００１９】ラインオブサイト表面とターゲット表面
は、あらゆる実質的に一定の温度に保持できる。しか
し、好ましい実施態様に従って、これらの表面を雰囲気
温度に保持する。その結果、装置を使用しないか、又は
修理する時、反応室の該表面が雰囲気温度にあるので、
膜と、ラインオブサイト表面及びターゲット表面との熱
膨張の差が最小限になる。択一的に、ラインオブサイト
表面とターゲット表面を、少なくとも 300℃などの高温
に保持してよい。しかし、これらの表面を雰囲気温度以
下の温度に保持してもよい。
は、あらゆる実質的に一定の温度に保持できる。しか
し、好ましい実施態様に従って、これらの表面を雰囲気
温度に保持する。その結果、装置を使用しないか、又は
修理する時、反応室の該表面が雰囲気温度にあるので、
膜と、ラインオブサイト表面及びターゲット表面との熱
膨張の差が最小限になる。択一的に、ラインオブサイト
表面とターゲット表面を、少なくとも 300℃などの高温
に保持してよい。しかし、これらの表面を雰囲気温度以
下の温度に保持してもよい。
【００２０】本発明の更なる態様に従って、蒸着ステッ
プより前にラインオブサイト表面とターゲット表面を準
備調整できる。準備調整ステップは、膜の接着を減少す
る傾向にある。ラインオブサイト表面とターゲット表面
に吸着した層を除去することを含む。例えば、準備調整
ステップは、これらの表面に、酸素プラズマ, アルゴン
プラズマ、又は酸素とアルゴンプラズマを組み合わせた
ものを接触することを含んでよい。
プより前にラインオブサイト表面とターゲット表面を準
備調整できる。準備調整ステップは、膜の接着を減少す
る傾向にある。ラインオブサイト表面とターゲット表面
に吸着した層を除去することを含む。例えば、準備調整
ステップは、これらの表面に、酸素プラズマ, アルゴン
プラズマ、又は酸素とアルゴンプラズマを組み合わせた
ものを接触することを含んでよい。
【００２１】本発明に従って、SiＯ2 膜が、裸のアルミ
ニウムに良好な接着性をもつことが決定された。従っ
て、ラインオブサイト表面とターゲット表面は、第１番
目の蒸着膜を良好に接着するため露出したアルミニウム
表面を含んでよい。更に、各蒸着の前に、酸素プラズ
マ，アルゴンプラズマ、又は酸素及びアルゴンプラズマ
の組合せを用いてラインオブサイト表面とターゲット表
面を準備調整してよい。斯くの如き準備調整処理は、膜
の接着を減少する傾向にある吸着層を除去すると考え
る。
ニウムに良好な接着性をもつことが決定された。従っ
て、ラインオブサイト表面とターゲット表面は、第１番
目の蒸着膜を良好に接着するため露出したアルミニウム
表面を含んでよい。更に、各蒸着の前に、酸素プラズ
マ，アルゴンプラズマ、又は酸素及びアルゴンプラズマ
の組合せを用いてラインオブサイト表面とターゲット表
面を準備調整してよい。斯くの如き準備調整処理は、膜
の接着を減少する傾向にある吸着層を除去すると考え
る。
【００２２】本発明の別の態様に従って、試料に蒸着す
る膜の特性を改良するため、特に設計した構成要素を設
ける。本発明の第１の特徴に従って、該構成要素は、ラ
インオブサイト表面とターゲット表面を実質的に一定の
温度に保持する調節手段を含む。本発明の第２の特徴に
従って、ラインオブサイト表面とターゲット表面で鋭い
縁部と隅部を避ける。本発明の第３の特徴に従って、こ
れらの表面は露出したアルミニウムなど蒸着膜と強力に
接着する材料でなってよい。これらの特徴の２種又は３
種すべてを組み合わせて、ラインオブサイト表面とター
ゲット表面に対する膜の一体性と接着を最大にすること
が可能である。
る膜の特性を改良するため、特に設計した構成要素を設
ける。本発明の第１の特徴に従って、該構成要素は、ラ
インオブサイト表面とターゲット表面を実質的に一定の
温度に保持する調節手段を含む。本発明の第２の特徴に
従って、ラインオブサイト表面とターゲット表面で鋭い
縁部と隅部を避ける。本発明の第３の特徴に従って、こ
れらの表面は露出したアルミニウムなど蒸着膜と強力に
接着する材料でなってよい。これらの特徴の２種又は３
種すべてを組み合わせて、ラインオブサイト表面とター
ゲット表面に対する膜の一体性と接着を最大にすること
が可能である。
【００２３】調節手段を使用して、プラズマのオン／オ
フサイクルに起因するCVD 装置の熱サイクルの間、ライ
ンオブサイト表面とターゲット表面の熱サイクルを＋１
〜５°に限定してよい。例えば、調節手段は、ラインオ
ブサイト表面とターゲット表面をもつ構成要素において
流体通路を含み該表面を室温に保持して、部品を装置か
ら取出す時熱サイクルを雰囲気温度に限定してよい。択
一的に、これらの表面を 300〜400 ℃の高温に保持して
よい。更に、該表面は、アルミニウム又はアルミニウム
合金、ニッケル又はニッケル合金、ステンレススチール
又はモリブデンの露出表面を含んでよい。また、該表面
に各種の表面処理、例えばサンドブラスト表面仕上げ等
を行ってよい。
フサイクルに起因するCVD 装置の熱サイクルの間、ライ
ンオブサイト表面とターゲット表面の熱サイクルを＋１
〜５°に限定してよい。例えば、調節手段は、ラインオ
ブサイト表面とターゲット表面をもつ構成要素において
流体通路を含み該表面を室温に保持して、部品を装置か
ら取出す時熱サイクルを雰囲気温度に限定してよい。択
一的に、これらの表面を 300〜400 ℃の高温に保持して
よい。更に、該表面は、アルミニウム又はアルミニウム
合金、ニッケル又はニッケル合金、ステンレススチール
又はモリブデンの露出表面を含んでよい。また、該表面
に各種の表面処理、例えばサンドブラスト表面仕上げ等
を行ってよい。
【００２４】図１に、本発明の一実施態様に従ったプラ
ズマエンハンスドECRCVD装置を示す。図示の如く、半導
体試料の処理表面Ｓを、反応室３に置いた試料支持表面
５に垂直に配向させて保持する。試料支持表面５は、プ
ラズマ室２に向かって、又離れるように水平方向に移動
可能である。プラズマ室２で発生したプラズマは、プラ
ズマ開口リングの開口４を通過し、試料支持表面５に隣
接してプラズマ反応領域を形成する。
ズマエンハンスドECRCVD装置を示す。図示の如く、半導
体試料の処理表面Ｓを、反応室３に置いた試料支持表面
５に垂直に配向させて保持する。試料支持表面５は、プ
ラズマ室２に向かって、又離れるように水平方向に移動
可能である。プラズマ室２で発生したプラズマは、プラ
ズマ開口リングの開口４を通過し、試料支持表面５に隣
接してプラズマ反応領域を形成する。
【００２５】本発明の一態様に従って、反応室３の内壁
から内方に置かれた、少なくとも１個のラインオブサイ
ト表面を含むプラズマシールド６を、プラズマ反応領域
がプラズマシールド６のラインオブサイト表面と反応室
に処理のため載置した試料との間にくるように、設け
る。プラズマシールドを除けば、反応室３の内壁は、半
導体試料の処理表面に直接直線を引くことができるライ
ンオブサイト表面3aを含む。
から内方に置かれた、少なくとも１個のラインオブサイ
ト表面を含むプラズマシールド６を、プラズマ反応領域
がプラズマシールド６のラインオブサイト表面と反応室
に処理のため載置した試料との間にくるように、設け
る。プラズマシールドを除けば、反応室３の内壁は、半
導体試料の処理表面に直接直線を引くことができるライ
ンオブサイト表面3aを含む。
【００２６】図１に示すプラズマシールド６は、シール
ド中を通る穴を有する。しかし斯かくの如き穴を含まな
いプラズマシールドにラインオブサイト表面を設けてよ
い。また、プラズマ室２を除外して、別の方法でプラズ
マを発生できよう。例えば、試料支持具がプラズマ発生
手段を含んでよい。この場合、ラインオブサイト表面は
プラズマ反応領域に密接に隣接して置いてよい。しか
し、スパッタリング処理により容易に清浄にするためラ
インオブサイト表面の面積を最小にすることが有益であ
ろう。
ド中を通る穴を有する。しかし斯かくの如き穴を含まな
いプラズマシールドにラインオブサイト表面を設けてよ
い。また、プラズマ室２を除外して、別の方法でプラズ
マを発生できよう。例えば、試料支持具がプラズマ発生
手段を含んでよい。この場合、ラインオブサイト表面は
プラズマ反応領域に密接に隣接して置いてよい。しか
し、スパッタリング処理により容易に清浄にするためラ
インオブサイト表面の面積を最小にすることが有益であ
ろう。
【００２７】図２に、本発明に従ったプラズマエンハン
スドECRCVD装置1aの別の実施態様を示す。この場合、半
導体試料の処理表面Ｓは試料支持表面５に、水平に配向
させて保持する。試料支持表面は、プラズマ室２に向か
って、又離れるように垂直方向に移動可能である。図１
に示す実施態様の場合と同様に、プラズマ室２で発生し
たプラズマはプラズマ開口リングの開口４を通過し、試
料支持表面５に隣接してプラズマ反応領域を形成する。
また、反応室３の内壁はラインオブサイト表面3aを含
む。
スドECRCVD装置1aの別の実施態様を示す。この場合、半
導体試料の処理表面Ｓは試料支持表面５に、水平に配向
させて保持する。試料支持表面は、プラズマ室２に向か
って、又離れるように垂直方向に移動可能である。図１
に示す実施態様の場合と同様に、プラズマ室２で発生し
たプラズマはプラズマ開口リングの開口４を通過し、試
料支持表面５に隣接してプラズマ反応領域を形成する。
また、反応室３の内壁はラインオブサイト表面3aを含
む。
【００２８】図２に示すプラズマシールド6aと図１に示
すプラズマシールド６とは、シールド6aが反応室３の上
部に移動可能な内部ライナーを形成する点で異なる。し
かし、所望により、プラズマシールド6aの代わりに図１
のプラズマシールド６を使用してよい。どちらの場合
も、試料支持表面５をプラズマシールドの外側端部より
僅かに超える位置においてよく（図１参照）、又は試料
を処理する間試料がプラズマシールドの穴内に置かれる
よう試料支持表面５を移動してよい。
すプラズマシールド６とは、シールド6aが反応室３の上
部に移動可能な内部ライナーを形成する点で異なる。し
かし、所望により、プラズマシールド6aの代わりに図１
のプラズマシールド６を使用してよい。どちらの場合
も、試料支持表面５をプラズマシールドの外側端部より
僅かに超える位置においてよく（図１参照）、又は試料
を処理する間試料がプラズマシールドの穴内に置かれる
よう試料支持表面５を移動してよい。
【００２９】図１，図２に示す実施態様はまたプラズマ
ターゲット７を含む。プラズマターゲット７は、試料を
処理中プラズマ流に直接接触するターゲット表面を含
む。図３〜７にプラズマシールド６の特徴、また図８〜
15にプラズマターゲット７の特徴を示す。
ターゲット７を含む。プラズマターゲット７は、試料を
処理中プラズマ流に直接接触するターゲット表面を含
む。図３〜７にプラズマシールド６の特徴、また図８〜
15にプラズマターゲット７の特徴を示す。
【００３０】プラズマシールド６は、好ましくはアルミ
ニウム又はアルミニウム合金等の金属を含む部材８から
なる。前記部材８は軸方向Ａで部材中を伸びる穴９を含
み、穴９は部材８のラインオブサイト表面10により定ま
る。ラインオブサイト表面をラインオブサイト表面の面
積を最小にするため穴９を通過するプラズマ流に密接に
隣接して置いてよい。しかし、ラインオブサイト表面は
プラズマ流を遮断すべきでない。
ニウム又はアルミニウム合金等の金属を含む部材８から
なる。前記部材８は軸方向Ａで部材中を伸びる穴９を含
み、穴９は部材８のラインオブサイト表面10により定ま
る。ラインオブサイト表面をラインオブサイト表面の面
積を最小にするため穴９を通過するプラズマ流に密接に
隣接して置いてよい。しかし、ラインオブサイト表面は
プラズマ流を遮断すべきでない。
【００３１】プラズマシールド６はまたラインオブサイ
ト表面10を実質的に一定の温度に保持するための調節手
段を含む。プラズマシールド６はまた、図１に示す如く
プラズマがプラズマ室２から穴９を通り、CVD 装置の反
応室３に入るようにCVD 装置に部材８を取付ける手段12
を含む。プラズマシールド６は、ガスを穴９の出口端
に、又は出口端から排出するためのガス排出手段13を含
む。
ト表面10を実質的に一定の温度に保持するための調節手
段を含む。プラズマシールド６はまた、図１に示す如く
プラズマがプラズマ室２から穴９を通り、CVD 装置の反
応室３に入るようにCVD 装置に部材８を取付ける手段12
を含む。プラズマシールド６は、ガスを穴９の出口端
に、又は出口端から排出するためのガス排出手段13を含
む。
【００３２】プラズマシールド６は図４に示す如くホー
ン14を含む。穴９は、穴９の出口端16より小さい入口端
15をもつ円錐状でよい。ホーン14は穴の出口端16から伸
びる。ホーン14はホーンを通る円錐状開口17を含み、開
口17はその入口端18が出口端19より小さくなるようテー
パを付ける。開口17はホーン14のラインオブサイト表面
で定まる。つまり、穴９と開口17を形成する表面は、プ
ラズマシールド６をCVD 装置１に設置した時、図１に示
す試料支持表面５に載置した試料に直接向く。開口17は
穴９よりもテーパ角を大きくしてよく、また開口17と穴
９を一個の平滑な連続した直線をなす面で形成してよ
い。択一的に、ラインオブサイト表面をアーチ形にして
よい。
ン14を含む。穴９は、穴９の出口端16より小さい入口端
15をもつ円錐状でよい。ホーン14は穴の出口端16から伸
びる。ホーン14はホーンを通る円錐状開口17を含み、開
口17はその入口端18が出口端19より小さくなるようテー
パを付ける。開口17はホーン14のラインオブサイト表面
で定まる。つまり、穴９と開口17を形成する表面は、プ
ラズマシールド６をCVD 装置１に設置した時、図１に示
す試料支持表面５に載置した試料に直接向く。開口17は
穴９よりもテーパ角を大きくしてよく、また開口17と穴
９を一個の平滑な連続した直線をなす面で形成してよ
い。択一的に、ラインオブサイト表面をアーチ形にして
よい。
【００３３】図４に示す如く開口17とホーン１４の外周
面との間で半径方向に伸び、試料を試料支持表面に載置
した時試料が中を移動できるようにするカットアウト20
を含む。しかし、図３に示す如くカットアウト20を除外
してもよい。図４に示す如く部材８とホーン14との間に
リセス21を設けてよい。ガス排出手段13は、リセス21に
取外し自由に取付けられるリング24 (図５参照) を含ん
でよい。ガス排出手段13はまた、リング24の周囲方向に
間隔を置いた複数のオリフィス22を含んでよい。オリフ
ィス22の１個の、図５の線VI−VIについての断面図を図
７に示す。リング24はまた、熱電対を支持する穴を含む
温度探針手段23 (図６参照) を含んでよい。温度探針手
段23の、図５の線Ｖ−Ｖについての断面図を図６に示
す。
面との間で半径方向に伸び、試料を試料支持表面に載置
した時試料が中を移動できるようにするカットアウト20
を含む。しかし、図３に示す如くカットアウト20を除外
してもよい。図４に示す如く部材８とホーン14との間に
リセス21を設けてよい。ガス排出手段13は、リセス21に
取外し自由に取付けられるリング24 (図５参照) を含ん
でよい。ガス排出手段13はまた、リング24の周囲方向に
間隔を置いた複数のオリフィス22を含んでよい。オリフ
ィス22の１個の、図５の線VI−VIについての断面図を図
７に示す。リング24はまた、熱電対を支持する穴を含む
温度探針手段23 (図６参照) を含んでよい。温度探針手
段23の、図５の線Ｖ−Ｖについての断面図を図６に示
す。
【００３４】図４に示す如くホーン14は円錐状穴９より
も大きいテーパを付けた円錐状開口17を含んでよい。ガ
スリング24は、穴９と同じ程度にテーパを付けた第１表
面27を含んでよく、またリング24は開口17と同じ程度に
テーパを付けた第２表面28を含んでよい。第１表面27は
穴９を定めるラインオブサイト表面と隣接でき、第２表
面28は開口17を定めるラインオブサイト表面に隣接でき
る。斯く蒸着膜に応力を生じる縁部のない平滑な表面が
プラズマシールド６に設けられる。
も大きいテーパを付けた円錐状開口17を含んでよい。ガ
スリング24は、穴９と同じ程度にテーパを付けた第１表
面27を含んでよく、またリング24は開口17と同じ程度に
テーパを付けた第２表面28を含んでよい。第１表面27は
穴９を定めるラインオブサイト表面と隣接でき、第２表
面28は開口17を定めるラインオブサイト表面に隣接でき
る。斯く蒸着膜に応力を生じる縁部のない平滑な表面が
プラズマシールド６に設けられる。
【００３５】調節手段は部材８の流体通路11を含み、水
等適切な流体媒体を、ラインオブサイト表面を実質的に
一定の温度に保つため流体通路11を循環してよい。図４
に示す如く流体通路11は、部材８の内周と外周の間の位
置で部材８の周囲方向に伸びる。調節部材はまた、流体
通路11で流体媒体を循環するための入口及び出口手段25
を含む。
等適切な流体媒体を、ラインオブサイト表面を実質的に
一定の温度に保つため流体通路11を循環してよい。図４
に示す如く流体通路11は、部材８の内周と外周の間の位
置で部材８の周囲方向に伸びる。調節部材はまた、流体
通路11で流体媒体を循環するための入口及び出口手段25
を含む。
【００３６】部材８は穴９の外方で半径方向に間隔を置
き、周囲方向に伸びる溝26を含んでよい。リング24を、
オリフィス22が溝26と流体で連絡するよう部材８に取外
し自由に取付けてよい。図３に示す如くガス排出手段13
はガス供給具を含んでよい。従って酸素プラズマを装置
に使用すれば、ガス排出手段13は、SiＯ2 膜を蒸着する
ためSiＨ4 を供給できる。
き、周囲方向に伸びる溝26を含んでよい。リング24を、
オリフィス22が溝26と流体で連絡するよう部材８に取外
し自由に取付けてよい。図３に示す如くガス排出手段13
はガス供給具を含んでよい。従って酸素プラズマを装置
に使用すれば、ガス排出手段13は、SiＯ2 膜を蒸着する
ためSiＨ4 を供給できる。
【００３７】図７に示す如く、ガスを排出するための各
オリフィス22はその出口端で中心軸Ｂを有してよく、中
心軸Ｂはガスがオリフィス22から穴９の中心軸に向かっ
て排出するよう配向する。中心軸Ｂは、穴９に面するオ
リフィス22の端部が、穴９を通過するプラズマの移動方
向に関してオリフィスの他の部分より更に下流に置かれ
るよう、軸方向Ａに関し傾斜をつけてよい。中心軸Ｂ
は、軸方向Ａに対する垂直面と、約15°などの角度をな
してよい。中心軸Ｂはまた、穴９の中心軸について螺旋
状にガスがオリフィス22から排出するよう配向してよ
い。
オリフィス22はその出口端で中心軸Ｂを有してよく、中
心軸Ｂはガスがオリフィス22から穴９の中心軸に向かっ
て排出するよう配向する。中心軸Ｂは、穴９に面するオ
リフィス22の端部が、穴９を通過するプラズマの移動方
向に関してオリフィスの他の部分より更に下流に置かれ
るよう、軸方向Ａに関し傾斜をつけてよい。中心軸Ｂ
は、軸方向Ａに対する垂直面と、約15°などの角度をな
してよい。中心軸Ｂはまた、穴９の中心軸について螺旋
状にガスがオリフィス22から排出するよう配向してよ
い。
【００３８】プラズマターゲット７は、図８〜13に示す
如くターゲット表面30を有する部材29を含む。プラズマ
ターゲット７は、ターゲット表面30を実質的に一定の温
度に保持するための調節手段を含む。更に、プラズマタ
ーゲット７は、ターゲット表面30がCVD 装置の反応室で
試料支持表面を包囲するよう、またプラズマ流がターゲ
ット表面30と試料表面及び／又は試料支持表面に同時に
接触する時部材29が試料支持表面の温度に熱的に影響し
ないように、CVD 装置の反応室で部材29を取付けるため
の手段32を含む。
如くターゲット表面30を有する部材29を含む。プラズマ
ターゲット７は、ターゲット表面30を実質的に一定の温
度に保持するための調節手段を含む。更に、プラズマタ
ーゲット７は、ターゲット表面30がCVD 装置の反応室で
試料支持表面を包囲するよう、またプラズマ流がターゲ
ット表面30と試料表面及び／又は試料支持表面に同時に
接触する時部材29が試料支持表面の温度に熱的に影響し
ないように、CVD 装置の反応室で部材29を取付けるため
の手段32を含む。
【００３９】従って、プラズマターゲット７を、ターゲ
ット表面が試料支持表面５を包囲するように図１，図２
に示す装置に取付けられる。図１に示す装置において、
試料支持表面５を垂直に配向する。斯く本発明のプラズ
マターゲット７は、プラズマターゲット７の上部から試
料支持表面に落下する蒸着膜粒子の量を減少するのに効
果的である。
ット表面が試料支持表面５を包囲するように図１，図２
に示す装置に取付けられる。図１に示す装置において、
試料支持表面５を垂直に配向する。斯く本発明のプラズ
マターゲット７は、プラズマターゲット７の上部から試
料支持表面に落下する蒸着膜粒子の量を減少するのに効
果的である。
【００４０】図８〜11にプラズマターゲット７の一実施
態様を示し、図12〜15にプラズマターゲット７の別の実
施態様を示す。図８〜11に示す装置はワンピース装置で
あり、他方、図12〜15に示す装置はツーピース装置であ
る。
態様を示し、図12〜15にプラズマターゲット７の別の実
施態様を示す。図８〜11に示す装置はワンピース装置で
あり、他方、図12〜15に示す装置はツーピース装置であ
る。
【００４１】図12〜15に示す如く、部材29は第１及び第
２部分からなってよく、第１部分はプレート33とプレー
ト33の第１側部を含むターゲット表面30を含んでよい。
第２部分は、プレート33の第２側部に取付けた環状部材
34を含む。好ましくは、プラズマターゲットは、プレー
ト33と環状部材34の間で熱伝導を高める材料を含む適切
なガスケット手段を含む。例えば、インジウム又は鉛な
どの柔軟で適合性のある材料をガスケット手段として使
用できよう。
２部分からなってよく、第１部分はプレート33とプレー
ト33の第１側部を含むターゲット表面30を含んでよい。
第２部分は、プレート33の第２側部に取付けた環状部材
34を含む。好ましくは、プラズマターゲットは、プレー
ト33と環状部材34の間で熱伝導を高める材料を含む適切
なガスケット手段を含む。例えば、インジウム又は鉛な
どの柔軟で適合性のある材料をガスケット手段として使
用できよう。
【００４２】調節手段は、環状部材34における流体通路
31を含む。流体通路31は、環状部材34の内側及び外側周
囲間の位置で環状部材34の周辺で伸びる。調節手段はま
た、流体通路31と流体で連絡する流体入口36と流体出口
37を含む。図12,13 に示すプレート33は、図14,15 に示
す環状部材34に取外し自由に取付けられる。好ましく
は、プレート33の半径方向に外側の部分と環状部材34の
間での熱伝導によりプレート33を実質的に一定の温度に
保つよう取付ける。
31を含む。流体通路31は、環状部材34の内側及び外側周
囲間の位置で環状部材34の周辺で伸びる。調節手段はま
た、流体通路31と流体で連絡する流体入口36と流体出口
37を含む。図12,13 に示すプレート33は、図14,15 に示
す環状部材34に取外し自由に取付けられる。好ましく
は、プレート33の半径方向に外側の部分と環状部材34の
間での熱伝導によりプレート33を実質的に一定の温度に
保つよう取付ける。
【００４３】図８〜11に示す装置の場合、部材29はター
ゲット表面30から離れるように伸びるハブ38を含む。調
節部材は、ハブ38と部材29の外周の間の位置で部材29の
周囲方向に伸びる同心状の流体通路39を含んでもよい。
また調節手段は夫々流体通路39に流体で連絡する流体入
口及び流体出口手段36,37 を含んでよい。鋭い隅や縁部
を除くため、ハブ39はターゲット表面から直角に伸びる
円筒状表面40を含み、テーパをつけた表面41が円筒状表
面40の内側で半径方向に伸びる。テーパ付表面41はハブ
38の中心軸から離れた位置で、ターゲット表面30を含む
面により近く接近する。円筒状表面40は、第１アーチ状
表面42によりターゲット表面30に接続し、またターゲッ
ト表面の最外縁部は第２アーチ状表面43を含む。
ゲット表面30から離れるように伸びるハブ38を含む。調
節部材は、ハブ38と部材29の外周の間の位置で部材29の
周囲方向に伸びる同心状の流体通路39を含んでもよい。
また調節手段は夫々流体通路39に流体で連絡する流体入
口及び流体出口手段36,37 を含んでよい。鋭い隅や縁部
を除くため、ハブ39はターゲット表面から直角に伸びる
円筒状表面40を含み、テーパをつけた表面41が円筒状表
面40の内側で半径方向に伸びる。テーパ付表面41はハブ
38の中心軸から離れた位置で、ターゲット表面30を含む
面により近く接近する。円筒状表面40は、第１アーチ状
表面42によりターゲット表面30に接続し、またターゲッ
ト表面の最外縁部は第２アーチ状表面43を含む。
【００４４】プラズマターゲット７の両方の実施態様に
おいて部材29はその中を通る開口44を含んでよく、該開
口は試料保持チャックの試料支持表面が中を通過できる
程十分大きい。従って、図１，図２に示す装置で、試料
をターゲット表面30と共面の試料支持表面上に保持する
よう開口44を通して静電チャックの表面が通過できよ
う。択一的に、チャックの試料支持表面が開口44に最も
近いテーパ付表面41の縁部と共面になるよう試料を保持
できよう。試料の外周がプレート33のターゲット表面30
に重なるか又は図８〜11に示すワンピースプラズマター
ゲットのターゲット表面30から間隔を置くよう試料の直
径を開口44より大きくしてよい。
おいて部材29はその中を通る開口44を含んでよく、該開
口は試料保持チャックの試料支持表面が中を通過できる
程十分大きい。従って、図１，図２に示す装置で、試料
をターゲット表面30と共面の試料支持表面上に保持する
よう開口44を通して静電チャックの表面が通過できよ
う。択一的に、チャックの試料支持表面が開口44に最も
近いテーパ付表面41の縁部と共面になるよう試料を保持
できよう。試料の外周がプレート33のターゲット表面30
に重なるか又は図８〜11に示すワンピースプラズマター
ゲットのターゲット表面30から間隔を置くよう試料の直
径を開口44より大きくしてよい。
【００４５】本発明を上述の実施態様を参照して説明し
たが、添付特許請求の範囲内で各種の変更及び修正をな
すことができる。
たが、添付特許請求の範囲内で各種の変更及び修正をな
すことができる。
【図１】本発明によるプラズマエンハンスドCVD 装置の
一実施態様を示す図である。
一実施態様を示す図である。
【図２】本発明によるプラズマエンハンスドCVD 装置の
別の実施態様を示す図である。
別の実施態様を示す図である。
【図３】本発明によるプラズマシールドを示す図であ
る。
る。
【図４】図３に示すプラズマシールドの変更態様を示す
図である。
図である。
【図５】本発明によるガス排出リングの正面図である。
【図６】図５の線Ｖ−Ｖについての断面図である。
【図７】図５の線VI−VIについての断面図である。
【図８】本発明によるプラズマターゲットの正面図であ
る。
る。
【図９】図８に示すプラズマターゲットの側面図であ
る。
る。
【図１０】図８に示すプラズマターゲットの底面図であ
る。
る。
【図１１】図９に示すプラズマターゲットの部分の断面
図である。
図である。
【図１２】本発明の別の実施態様によるプラズマターゲ
ットの部分の正面図である。
ットの部分の正面図である。
【図１３】図12に示す該部分の側面図である。
【図１４】図12に示すプラズマターゲットの第２部分の
正面図である。
正面図である。
【図１５】図14に示す部分の側面図である。
２ プラズマ室 ３ 反応室 ６ プラズマシールド ８ 部材 ９ 穴
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１月１５日
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】図１に、本発明の一実施態様に従ってプラ
ズマエンハンスドECRCVD装置１を示す。図示の如く、半
導体試料の処理表面Ｓを、反応室３に置いた試料支持表
面５に垂直に配向させて保持する。試料支持表面５は、
プラズマ室２に向かって、又離れるように水平方向に移
動可能である。プラズマ室２で発生したプラズマは、プ
ラズマ開口リングの開口４を通過し、試料支持表面５に
隣接してプラズマ反応領域を形成する。
ズマエンハンスドECRCVD装置１を示す。図示の如く、半
導体試料の処理表面Ｓを、反応室３に置いた試料支持表
面５に垂直に配向させて保持する。試料支持表面５は、
プラズマ室２に向かって、又離れるように水平方向に移
動可能である。プラズマ室２で発生したプラズマは、プ
ラズマ開口リングの開口４を通過し、試料支持表面５に
隣接してプラズマ反応領域を形成する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アーサー ケイ ヤスダ アメリカ合衆国，カリフオルニア 94107， サンフランシスコ，ミズーリ ストリート 275 (72)発明者 デイーン アール デニスン アメリカ合衆国，カリフオルニア 95125， サンノセ，フエアウツド アベニユー 1671 (72)発明者 ランドール エス ムント アメリカ合衆国，カリフオルニア 94566， プレザントン，ウインゲート ドライブ 4820 (72)発明者 ジエームズ イー タツパン アメリカ合衆国，カリフオルニア 95035， ミルピタ，ワシントン スクエア 94
Claims (42)
- 【請求項１】 ラインオブサイト表面を有する部材、プ
ラズマシールドをプラズマエンハンスド化学蒸着装置の
反応室に設置し、プラズマとの反応の結果反応室の試料
に膜を蒸着する時、ラインオブサイト表面に形成される
膜の接着と一体性を改良するためラインオブサイト表面
の蒸着特性を調整する調整手段、及びラインオブサイト
表面と反応室で処理するため載置した試料との間にプラ
ズマ反応領域が置かれるよう反応室に前記部材を取付け
る手段を含むプラズマシールド。 - 【請求項２】 前記部材がその中を軸方向に伸びるプラ
ズマ引出し穴を含み、該穴は前記部材のラインオブサイ
ト表面で定まる請求項１のプラズマシールド。 - 【請求項３】 前記調整手段がラインオブサイト表面を
実質的に一定の温度に保つ調節手段を含む請求項１のプ
ラズマシールド。 - 【請求項４】 前記調節手段が前記部材での流体通路を
含み、流体通路が前記部材の内周と外周との間の位置で
前記部材の周囲方向に伸びる請求項３のプラズマシール
ド。 - 【請求項５】 前記穴が円錐状であり、前記部材が穴の
出口端から伸びるホーンを含み、ホーンがその中を通る
円錐状開口を含み、開口の出口端が開口の入口端より大
きくなるよう開口にテーパをつけ、開口がホーンのライ
ンオブサイト表面で定まる請求項２のプラズマシール
ド。 - 【請求項６】 ガスを前記穴に排出するガス排出手段を
更に含む請求項２のプラズマシールド。 - 【請求項７】 ガス排出手段が前記部材の周囲方向に間
隔を置いた複数のオリフィスを含む請求項６のプラズマ
シールド。 - 【請求項８】 前記部材が第１部分及び第２部分を含
み、第２部分が穴の出口端で第１部分に取付けたリング
を含み、該リングがその中に複数のオリフィスを含む請
求項７のプラズマシールド。 - 【請求項９】 オリフィス夫々がその出口端で中心軸を
有し、穴に面するオリフィスの端部がオリフィスの他の
部分より、穴を通るプラズマの移動方向に関し更に下流
に位置するよう該中心軸を軸方向に傾斜する請求項８の
プラズマシールド。 - 【請求項１０】 ホーンが、ホーンの開口と外周との間
で半径方向に伸び、試料が通って移動できるためのカッ
トアウト手段を含む請求項５のプラズマシールド。 - 【請求項１１】 プラズマシールドを化学蒸着装置に設
置し、プラズマを穴から引出す時、穴と開口を通過する
プラズマ流に直接接触しないような大きさに穴と開口を
作ってある請求項５のプラズマシールド。 - 【請求項１２】 前記部材がアルミニウムを含み、ライ
ンオブサイト表面が露出アルミニウム表面を含み、プラ
ズマガスとの反応によりラインオブサイト表面に蒸着し
た膜に応力を生じる縁部がラインオブサイト表面にない
請求項１のプラズマシールド。 - 【請求項１３】 プラズマターゲットをプラズマエンハ
ンスド化学蒸着装置の反応室に設置する場合プラズマガ
スと接触するターゲット表面を有する部材、プラズマタ
ーゲットを反応室に設置し、プラズマガスとの反応の結
果反応室の試料支持表面に載置した試料に膜を蒸着する
時、ターゲット表面に形成される膜の接着と一体性を改
良するためにターゲット表面の蒸着特性を調整する調整
手段、及びターゲット表面が試料支持表面を包囲し、プ
ラズマガスがターゲット表面と試料支持表面に接触する
時、前記部材が試料支持表面の温度に熱的に影響しない
ように反応室に前記部材を取付ける手段を含むプラズマ
ターゲット。 - 【請求項１４】 調整手段がターゲット表面を実質的に
一定の温度に保つ調節手段を含む請求項13のプラズマタ
ーゲット。 - 【請求項１５】 前記部材が第１部分及び第２部分を含
み、第１部分がプレートと、該プレートの第１側部を含
むターゲット表面とを含み、第２部分がプレートの第２
側部に取付けた環状部材を含み、前記調節手段が環状部
材で流体通路を含み、流体通路が環状部材の内周と外周
の間の位置で環状部材の周囲方向に伸び、調節手段は流
体通路に流体で連絡する流体入口と出口手段を更に含む
請求項14のプラズマターゲット。 - 【請求項１６】 プレートの半径方向の外側部分と環状
部材間での熱伝導によりプレートを実質的に一定の温度
に保つよう、プレートを環状部材に間に置いたガスケッ
ト手段で取外し自由に取付け、ガスケット手段がプレー
トと環状部材間の熱伝導を向上する物質を含む請求項15
のプラズマターゲット。 - 【請求項１７】 前記部材がターゲット表面から離れる
ように伸びるハブを含み、調節手段がハブと前記部材の
外周との間の位置で前記部材周囲方向に延びる流体通路
を含み、調節手段は流体通路に流体で連絡する流体入口
及び出口手段を更に含む請求項14のプラズマターゲッ
ト。 - 【請求項１８】 前記部材がアルミニウムを含み、調整
手段がターゲット表面を含み、ターゲット表面が露出し
たアルミニウム表面である請求項13のプラズマターゲッ
ト。 - 【請求項１９】 調整手段がターゲット表面を形成する
平滑な、連続平面を含み、プラズマガスとの反応の結果
ターゲット表面に形成される膜に応力を発生する縁部が
ターゲット表面にない請求項13のプラズマターゲット。 - 【請求項２０】 ハブがターゲット表面から直角に伸び
る円筒形表面と、円筒形表面の内側で半径方向に伸びる
テーパつき表面とを含み、テーパつき表面がハブの中心
軸から離れた位置でターゲット表面を含む面に、より近
く接近する請求項17のプラズマターゲット。 - 【請求項２１】 ターゲット表面がハブの中心軸に直角
の面内に存在し、ハブの外側表面が第１アーチ状表面に
よりターゲット表面に接続し、ターゲット表面の最も外
側の縁部が第２アーチ状表面を含む請求項20のプラズマ
ターゲット。 - 【請求項２２】 前記部材がその中を通る開口を含み、
開口が試料保持チャックの試料支持表面が通過するのに
十分大きい請求項13のプラズマターゲット。 - 【請求項２３】 ラインオブサイト表面を有する第１部
材、プラズマエンハンスド化学蒸着装置の反応室でプラ
ズマガスとの反応の結果試料に膜が蒸着する時ラインオ
ブサイト表面に形成される膜の接着と一体性を改良する
ため、ラインオブサイト表面の蒸着特性を調整する第１
調整装置、及びラインオブサイト表面と反応室に処理す
るため載置した試料との間にプラズマ反応領域が置かれ
るよう第１部材を反応室に取付ける第１取付け手段を含
むプラズマシールド、 並びに反応室でプラズマガスと接触するターゲット表面
を有する第２部材、プラズマガスとの反応の結果反応室
で試料支持表面に載置した試料に膜が蒸着する時ターゲ
ット表面に形成される膜の接着と一体性を改良するた
め、ターゲット表面の蒸着特性を調整する第２調整手
段、及び、ターゲット表面が試料支持表面を包囲し、プ
ラズマガスがターゲット表面と試料支持表面とに接触す
る時、第２部材が試料支持表面の温度に熱的に影響しな
いよう第２部材を反応室に取付ける第２取付け手段を含
むプラズマターゲットを含むプラズマエンハンスド化学
蒸着装置。 - 【請求項２４】 第１部材がその中を軸方向に伸びる穴
を含み、第１調整手段が穴を定める第１部材の表面を実
質的に一定の温度に保つ第１調節手段を含み、プラズマ
流が穴を通過してプラズマ室から反応室に到達するよう
装置のプラズマ室と反応室との間に第１部材を第１取付
装置が取付け、第２調整手段がターゲット表面を実質的
に一定の温度に保つ第２調節手段を含む請求項23の化学
蒸着。 - 【請求項２５】 第１部材の穴に、穴の出口端を穴の入
口端より大きくしてテーパをつけ、第１部材が穴の出口
端から伸びるホーンを含み、ホーンがその中を通る円錐
状の開口を含み、円錐状開口に、その出口端が入口端よ
り大きくなるようテーパをつけた請求項24の装置。 - 【請求項２６】 ホーンがカットアウト手段を含み、該
カットアウト手段が、ホーンの円錐状開口と外周面間を
半径方向に伸び、試料を試料支持表面に載置及び取外す
ため試料が通過して移動できるための開き区域を含む請
求項25の装置。 - 【請求項２７】 第１部材がガスを穴に排出するガス排
出手段を含む請求項26の装置。 - 【請求項２８】 第１部材が第１部分及び第２部分を含
み、第２部分が穴の出口端で第１部分に取付けたリング
を含み、ガス排出手段がリングの周囲方向で間隔を置い
た複数のオリフィスを含む請求項27の装置。 - 【請求項２９】 化学蒸着装置で試料に蒸着する膜の特
性を、装置の反応室での粒子発生を減少して改良する方
法であって、化学蒸着装置のプラズマ室でプラズマを発
生し、装置の反応室で試料の表面にプラズマ流を、試料
表面に膜を蒸着するよう接触するステップ及び蒸着ステ
ップで各表面に形成される膜の接着と一体性を改良する
ためにラインオブサイト表面とターゲット表面の少なく
とも一方の蒸着特性を調整するステップを含む方法。 - 【請求項３０】 調整ステップがラインオブサイト表面
とターゲット表面の少なくとも一方を実質的に一定の温
度に保つことを含む請求項29の方法。 - 【請求項３１】 調整ステップがラインオブサイト表面
とターゲット表面の少なくとも一方を雰囲気温度に保つ
ことを含む請求項29の方法。 - 【請求項３２】 調整ステップがラインオブサイト表面
とターゲット表面の少なくとも一方を雰囲気温度以上
の、実質的に一定の温度に保つことを含む請求項29の方
法。 - 【請求項３３】 調整ステップがラインオブサイト表面
とターゲット表面の少なくとも一方を、少なくとも 300
℃の実質的に一定の温度に保つことを含む請求項29の方
法。 - 【請求項３４】 調整ステップがラインオブサイト表面
とターゲット表面の少なくとも一方を雰囲気温度以下の
実質的に一定の温度に保つことを含む請求項29の方法。 - 【請求項３５】 更に、蒸着ステップ前にラインオブサ
イト表面及びターゲット表面を準備調整するステップを
含み、準備調整ステップが膜の接着を減少する傾向にあ
る、ラインオブサイト表面及びターゲット表面上の吸着
層を除去することを含む請求項29の方法。 - 【請求項３６】 準備調整ステップがラインオブサイト
表面及びターゲット表面に酸素プラズマを接触すること
を含む請求項35の方法。 - 【請求項３７】 準備調整ステップがラインオブサイト
表面及びターゲット表面にアルゴンプラズマを接触する
ことを含む請求項35の方法。 - 【請求項３８】 準備調整ステップがラインオブサイト
表面及びターゲット表面に酸素及びアルゴンプラズマを
接触することを含む請求項35の方法。 - 【請求項３９】 準備調整ステップがラインオブサイト
表面及びターゲット表面の幾何学的図形配列を、ライン
オブサイト表面及びターゲット表面上の蒸着膜に応力を
発生する縁部を除去するように調整することを含む請求
項29の方法。 - 【請求項４０】 準備調整ステップが蒸着膜が強力に接
着する、ラインオブサイト表面及びターゲット表面用材
料を使用することを含む請求項29の方法。 - 【請求項４１】 準備調整ステップがラインオブサイト
表面及びターゲット表面を実質的に一定の温度に保つこ
とを含む請求項29の方法。 - 【請求項４２】 準備調整ステップがラインオブサイト
表面及びターゲット表面を実質的に一定の温度に保ち、
蒸着膜を強力に接着する、ラインオブサイト表面及びタ
ーゲット表面用材料を使用し、ラインオブサイト表面及
びターゲット表面の幾何学的図形配列を、ラインオブサ
イト表面とターゲット表面上の蒸着膜に応力を生じる縁
部を除去するように調整することを含む請求項29の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/623,090 US5200232A (en) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | Reaction chamber design and method to minimize particle generation in chemical vapor deposition reactors |
| US07/623.090 | 1990-12-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0594950A true JPH0594950A (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=24496727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3351610A Pending JPH0594950A (ja) | 1990-12-11 | 1991-12-11 | 反応室の設計及び化学蒸着反応器における粒子発生を最小限にする方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5200232A (ja) |
| EP (1) | EP0562035B2 (ja) |
| JP (1) | JPH0594950A (ja) |
| KR (1) | KR100190951B1 (ja) |
| DE (1) | DE69130293T3 (ja) |
| WO (1) | WO1992010308A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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