JPH06338458A - プラズマcvd装置 - Google Patents

プラズマcvd装置

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Publication number
JPH06338458A
JPH06338458A JP15124593A JP15124593A JPH06338458A JP H06338458 A JPH06338458 A JP H06338458A JP 15124593 A JP15124593 A JP 15124593A JP 15124593 A JP15124593 A JP 15124593A JP H06338458 A JPH06338458 A JP H06338458A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cathode
gas
reaction gas
dispersion plate
plasma
Prior art date
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Pending
Application number
JP15124593A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomohiko Takeda
智彦 竹田
Yoshikazu Konno
義和 金野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
Application filed by Kokusai Electric Corp filed Critical Kokusai Electric Corp
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Publication of JPH06338458A publication Critical patent/JPH06338458A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】プラズマCVD装置に於いて、カソードの温度
分布の均一化、反応ガスの導入の均一化を同時に達成す
る。 【構成】カソード9とアノード6を相対向させ設け、前
記カソードに穿設した反応ガス供給孔11より反応ガス
を導入し、両電極を加熱可能と共に両電極に高周波電力
を印加してプラズマを発生させる様にしたプラズマCV
D装置に於いて、前記カソードをカソード保持体8に設
け、該カソード保持体を介してカソードを加熱可能と
し、又該カソードとカソード保持体との間にガス分散板
28を嵌装し、前記反応ガスは該ガス分散板を流通して
プラズマ発生空間に導入され、該ガス分散板を通過する
過程で、圧力降下が多段に進行し、断熱膨脹が抑制され
ると共に均圧化が促進され、更に該ガス分散板により加
熱され、加熱された反応ガスが均一にプラズマ発生空間
に導入され、又カソードはガス分散板を介して効果的に
カソード保持体から給熱され温度分布の均一化が促進さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子等の製造工程
に於いて、各種の薄膜を基板に形成する為使用されるプ
ラズマCVD装置に係り、特にカソードが加熱されるプ
ラズマCVD装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】プラズマCVD装置は相対向するカソー
ド、アノードを有し、反応ガスを供給した状態で両電極
に高周波電力を印加してプラズマを発生させ、基板に薄
膜を生成するものである。
【0003】従来カソードを経て反応ガスを供給してい
るが、均一な膜形成を行う為カソード内にガス溜めを設
け、該ガス溜めでガスの均一化を行い更に前記カソード
に設けたガス供給孔よりプラズマ発生空間に反応ガスの
供給を行っていた。
【0004】又、プラズマ処理を行う場合、前記カソー
ドが冷えているとカソード表面に反応生成物である微粉
が付着し、成膜中にこの微粉が基板表面に落下して成膜
不良を起こす。又、前記カソードを加熱した状態では、
表面に反応生成物の膜が成膜する。従って、微粉落下に
よる成膜不良を防止する為、カソードを加熱していた。
【0005】図3により、カソードの加熱機能を有する
従来のプラズマCVD装置について説明する。
【0006】外側チャンバ1と外側チャンバ蓋2により
真空容器3が構成され、前記外側チャンバ蓋2の下面に
は、絶縁ブロック7を介してカソード保持体8が設けら
れ、該カソード保持体8の下面にカソード9が設けられ
る。該カソード9と前記カソード保持体8との間にはガ
ス溜め10が形成され、前記カソード9には所要数の反
応ガス供給孔11が穿設されている。又、前記絶縁ブロ
ック7を囲繞するアースシールド23が前記外側チャン
バ蓋2に固着されている。
【0007】前記カソード保持体8には上方に突出する
ガス導入管12が結合され、該ガス導入管12の前記外
側チャンバ蓋2貫通箇所には絶縁リング13が設けられ
ている。該ガス導入管12は前記カソード9の電力供給
部を兼ねると共に前記ガス溜め10に連通する中空とな
っており、更に前記ガス導入管12にはガス導入孔14
が接続されている。前記カソード保持体8にはカソード
ヒータ15が埋設され、又カソード熱電対16が埋設さ
れている。
【0008】前記カソード9に対向してアノード6が設
けられる。該アノード6の下面には加熱板17が固着さ
れ、該加熱板17にはアノードヒータ18が埋設されて
いる。該加熱板17は支柱19を介して昇降基板20に
支持され、該昇降基板20と前記支柱19との間には反
射板21が設けられている。前記昇降基板20には前記
外側チャンバ1の底部を気密に貫通する昇降ロッド22
が連結され、前記昇降基板20は該昇降ロッド22によ
って昇降可能に支持される。
【0009】基板支持ピン24が前記外側チャンバ1の
底部を気密且昇降自在に貫通すると共に前記昇降基板2
0、反射板21、加熱板17、アノード6を貫通し、上
方に突出する様に設けられ、該基板支持ピン24は前記
アノード6の上面に載置された被処理基板25を持上げ
る様になっている。
【0010】又、図中、26は排気口、27は基板搬送
口、32はアノード熱電対である。前記基板搬送口27
は図示しないゲート弁を閉じることにより密閉される。
【0011】前記真空容器3内が真空とされた状態で、
図示しないゲート弁を開き、前記昇降ロッド22を介し
てアノード6を降下させ、図示しない搬送ロボットより
前記被処理基板25を真空容器3内に搬入し、上昇した
前記基板支持ピン24により被処理基板25を受け、図
示しない搬送ロボットが後退した後、図示しないゲート
弁を閉じ、前記基板支持ピン24が降下して前記被処理
基板25を前記アノード6に載置する。
【0012】前記カソードヒータ15に通電され、カソ
ード保持体8が加熱され、該カソード保持体8からの熱
輻射、熱伝導により前記カソード9が加熱される。前記
ガス導入孔14、ガス導入管12を介して前記ガス溜め
10に反応ガスが供給され、該反応ガスは前記ガス溜め
10で均圧化された後、前記反応ガス供給孔11より分
散して前記カソード9と前記アノード6間のプラズマ発
生空間に導入される。
【0013】前記カソード9と前記アノード6とに高周
波電力が印加され、両電極間にプラズマが発生し、前記
被処理基板25の表面に反応生成物が堆積成膜される。
【0014】成膜が完了すると図示しないゲート弁が開
き、前記昇降ロッド22を介して前記アノード6が降下
し、前記基板支持ピン24により前記被処理基板25が
持上げられ、図示しない搬送ロボットにより前記基板搬
送口27より搬出される。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】反応ガスの流れ分布は
成膜状態に影響するので、前記カソード9から真空容器
3内には均一に導入されなければならない。反応ガスを
均一に導入させる為には、前記ガス溜め10の容積を大
きくし、高さを大きく取り、コンダクタンスを大きくし
て反応ガスが前記ガス溜め10を通過することで圧力が
均等になる様にしなければならない。ところが、カソー
ド9への熱供給は前記した様に、前記カソード保持体8
からの熱輻射、カソード保持体8とカソード9接触によ
る熱伝導、反応ガスの対流伝熱である為、前記ガス溜め
10の高さを大きくすると、前記カソード9への熱供給
が減少し、カソード9の熱分布が悪くなるという問題が
ある。更に、反応ガス供給孔11から前記真空容器3内
に流入する際に、通常数百Torrから数Torr迄、急激な圧
力降下がある為、断熱膨脹によりガス温度が低下し、や
はり成膜に影響する。
【0016】本発明は斯かる実情に鑑み、カソードの温
度分布の均一化、反応ガスの導入の均一化を同時に達成
しようとするものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は、カソードとア
ノードを相対向させ設け、前記カソードに穿設した反応
ガス供給孔より反応ガスを導入し、両電極を加熱可能と
共に両電極に高周波電力を印加してプラズマを発生させ
る様にしたプラズマCVD装置に於いて、前記カソード
をカソード保持体に設け、該カソード保持体を介してカ
ソードを加熱可能とし、又該カソードとカソード保持体
との間にガス分散板を嵌装し、前記反応ガスを該ガス分
散板を流通させプラズマ発生空間に導入する様にしたこ
とを特徴とするものである。
【0018】
【作用】反応ガスはガス分散板を通過する過程で、圧力
降下が多段に進行し、断熱膨脹が抑制されると共に均圧
化が促進され、更に前記ガス分散板により加熱され、加
熱された反応ガスが均一にプラズマ発生空間に導入さ
れ、又カソードはガス分散板を介して効果的にカソード
保持体から給熱され温度分布の均一化が促進される。
【0019】
【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。
【0020】図1に示す実施例中、図3中で示したもの
と同一のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【0021】前記アースシールド23の下端にプラズマ
発生空間33を囲繞する枠体5を固着し、該枠体5には
前記アノード6が密着可能とする。而して、アノード6
が枠体5に密着した状態では真空容器3の内部に内側チ
ャンバ4が形成される。
【0022】カソード保持体8とカソード9が成す空
間、即ち前記ガス溜め10にガス分散板28を嵌装す
る。
【0023】該ガス分散板28は前記カソード保持体8
と前記カソード9とに密着し、上面には入側溝29が同
心状に刻設され、又下面には出側溝30が同心状に刻設
され、前記入側溝29と前記出側溝30は連絡孔31に
より連通されている。カソード9に穿設されている反応
ガス供給孔11の全ては前記出側溝30に連通してい
る。
【0024】本実施例に於いても被処理基板25の搬入
搬出、被処理基板25のプラズマ処理については前記し
た従来例と同様であるので説明を省略する。
【0025】而して、ガス導入孔14より導入された反
応ガスはガス導入管12を経て、前記入側溝29、前記
連絡孔31、出側溝30を通過して前記反応ガス供給孔
11に至り、該反応ガス供給孔11を通って前記内側チ
ャンバ4内のプラズマ発生空間33に供給される。
【0026】反応ガスは前記ガス分散板28を通過する
過程で漸次膨脹していき、均圧が進む。又断熱膨脹が抑
制されるので、温度の低下が避けられる。前記ガス分散
板28は前記カソード保持体8、前記カソード9に密着
しているので、前記ガス分散板28を介して熱伝導が促
進され、前記カソード保持体8からの前記カソード9へ
の給熱が促進され、前記カソード9の熱分布が改善され
る。
【0027】更に、反応ガスは前記ガス分散板28を通
過する過程で、該ガス分散板28に、更に前記カソード
9に加熱される。
【0028】尚、上記実施例では2重室構造のプラズマ
CVD装置を例示したが、単室構造のプラズマCVD装
置でも実施可能であることは勿論である。
【0029】次に、図2により本発明の具体的例につい
て説明する。
【0030】図2に示す具体例中、図1中で示したもの
と同一のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【0031】本具体例に於いては、絶縁ブロック7は断
熱ケース34を介して設けられ、出側溝30はカソード
9の上面に形成されている。該カソード9の下方には上
電極カバー39が設けられ、該上電極カバー39には全
面に亘って多数の反応ガス分散孔38が穿設されてい
る。
【0032】前記カソード9はカソード保持体8の下方
から固定螺子35により該カソード保持体8に固定さ
れ、前記固定螺子35の頭面は前記カソード9下面より
埋没している。前記固定螺子35の螺子頭にはカバー螺
子36が螺着され、該カバー螺子36の頭面は前記カソ
ード9下面と同一平面となっている。
【0033】前記枠体5の内側に石英製の側壁カバー3
7が設けられ、前記被処理基板25が載置される面の周
囲には排気孔43が穿設された石英製の下電極カバー4
0が設けられ、前記上電極カバー39、側壁カバー37
と共に前記プラズマ発生空間33を絶縁板で囲繞してい
る。前記下電極カバー40の下方には排気溝41が設け
られ、該排気溝41は排気連通路42により前記プラズ
マ発生空間33の外部に連通している。
【0034】前記ガス導入孔14より導入された反応ガ
スは、前記ガス分散板28、カソード9、更に上電極カ
バー39を通り、プラズマ発生空間33に供給される。
【0035】前記上電極カバー39を更に通過すること
で、均圧が進むと共に該上電極カバー39全面から均等
に反応ガスがプラズマ発生空間33に導入される。処理
後のの反応ガスは前記排気孔43、排気溝41、排気連
通路42を通って排気される。
【0036】前記した様に、プラズマ処理を行うと反応
生成物が付着するので、定期的或は稼働時間に応じて清
掃を行わなければならない。本具体例では、以下の如く
容易に行える。
【0037】前記昇降基板20と共に前記外側チャンバ
1を降下させ、上電極側を露出させる。枠体5を取外す
と上電極カバー39も除去でき、カソード9が露出す
る。前記カバー螺子36を外し、更に固定螺子35を外
すと前記ガス分散板28と共にカソード9が取外せる。
而して、清掃は簡単に行える。同様に、清掃後の組込み
も簡単に行える。
【0038】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、カソー
ドの温度分布が良好となり、カソードの表面に付着生成
した反応生成物の剥離が防止でき、又プラズマ発生空間
への反応ガスの供給が均一に行われるので、被処理基板
に生成される膜厚の均一性が向上し、更に反応ガス導入
時の圧力降下が多段で行われ、且圧力降下の時点で反応
ガスが効果的に加熱されるので、高速且良質な膜生成が
可能となる、更に又、チャンバの分解が容易に行えるの
で保守作業性が向上する等の種々優れた効果を発揮す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略断面図である。
【図2】本発明の具体的実施例を示す断面図である。
【図3】従来例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 外側チャンバ 4 内側チャンバ 5 枠体 6 アノード 8 カソード保持体 9 カソード 10 ガス溜め 11 反応ガス供給孔 15 カソードヒータ 25 被処理基板 28 ガス分散板 35 固定螺子 36 カバー螺子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カソードとアノードを相対向させ設け、
    前記カソードに穿設した反応ガス供給孔より反応ガスを
    導入し、両電極を加熱可能と共に両電極に高周波電力を
    印加してプラズマを発生させる様にしたプラズマCVD
    装置に於いて、前記カソードをカソード保持体に設け、
    該カソード保持体を介してカソードを加熱可能とし、又
    該カソードとカソード保持体との間にガス分散板を嵌装
    し、前記反応ガスを該ガス分散板を流通させプラズマ発
    生空間に導入する様にしたことを特徴とするプラズマC
    VD装置。
  2. 【請求項2】 カソードとアノードとの間に枠体を設け
    てプラズマ発生空間を囲繞した請求項1のプラズマCV
    D装置。
  3. 【請求項3】 ガス分散板をカソードと共に取外し可能
    とすると共に該カソードを下方より固定螺子によりカソ
    ード保持体に螺子止めした請求項1のプラズマCVD装
    置。
  4. 【請求項4】 固定螺子の頭部に石英製のカバー螺子を
    螺着した請求項3のプラズマCVD装置。
JP15124593A 1993-05-28 1993-05-28 プラズマcvd装置 Pending JPH06338458A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001099171A1 (fr) * 2000-06-21 2001-12-27 Tokyo Electron Limited Dispositif de fourniture de gaz et dispositif de traitement
JP2003273094A (ja) * 2002-03-12 2003-09-26 Anelva Corp Cvd装置及びcvd装置における成膜後の後処理工程を行う方法
JP2009238951A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Sanyo Electric Co Ltd 載置台、cvd装置並びにレーザ加工装置
JP4536662B2 (ja) * 2003-09-03 2010-09-01 東京エレクトロン株式会社 ガス処理装置および放熱方法
WO2011018912A1 (ja) * 2009-08-10 2011-02-17 三菱電機株式会社 プラズマcvd装置、プラズマ電極および半導体膜の製造方法

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