JPH0727149U - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電極部からウェハに向かって供給される原料ガ
スの流れを均一化してウェハの表面上における均一な膜
形成を行うことが可能なプラズマＣＶＤ装置を提供す
る。 【構成】ウェハＷの表面と平行する電極板３，４が設け
られた電極部２と、ガス導入管５とを具備しており、ガ
ス導入管５を通じて導入された原料ガスＧは電極板３，
４を通過したうえで前面側に位置するウェハＷに向かっ
て供給されるプラズマＣＶＤ装置であり、電極部２内に
おける電極板３，４の後面側にはガス導入管５の接続端
部５ａを中心とする放射状の位置ごとに配置されて電極
板３，４と平行するガス分散管１０が設けられており、
各ガス分散管１０は基端部１０ａがガス導入管５の接続
端部５ａに接続され、先端部１０ｂが閉塞されると共
に、その軸心方向に沿って複数個のガス噴出孔１１が形
成されたものとなっている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はプラズマＣＶＤ装置に係り、詳しくは、処理すべきウェハと対向する 位置に設けられた電極部からウェハに向かって原料ガスを供給する構成とされた プラズマＣＶＤ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、半導体集積回路製造プロセスにおけるウェハの成膜処理工程では、 容量結合形といわれるプラズマＣＶＤ装置、すなわち、減圧された反応室（チャ ンバー）内で高周波放電によるプラズマを発生させ、かつ、発生したプラズマに よって原料ガスのガス分子を活性状態に励起したうえでの成膜処理を行う構成と されたプラズマＣＶＤ装置を用いるのが一般的となっている。そして、このプラ ズマＣＶＤ装置は、図３で示すように、チャンバー１内を搬送されてきたウェハ Ｗと所定間隔だけ離間したうえで対向する位置に設けられた箱形の電極部２を備 えており、この電極部２にはウェハＷの表面と平行するよう位置決めして配置さ れた内外一対の電極板３，４が互いに離間したうえで取り付けられている。

【０００３】 また、この電極部２はチャンバー１を貫通して設けられたガス導入管５によっ て吊り下げ支持されており、その接続端部５ａは電極部２を構成する電極支持板 ６の平面視ほぼ中央位置を貫通したうえで電極部２内にまで引き込まれている。 さらに、電極部２の内側に配置された電極板３には孔径の小さな多数個の貫通孔 が、また、その外側に位置する電極板４には孔径の大きな多数個の貫通孔（いず れも図示していない）がそれぞれ形成されており、ガス導入管５を通じて外部か ら電極部２の内部に導入された原料ガスＧは電極板３，４を通過したうえ、これ ら電極板３，４の前面側に位置するウェハＷに向かって供給されるようになって いる。なお、図中の符号７は電極部２の電極支持板６を囲んで配置された絶縁素 材製の保護カバー、８はガス導入管５を囲んで配置された絶縁素材製の保護管で あり、この保護管８は支持金具９を介したうえでチャンバー１によって固定され ている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、前記従来構成のプラズマＣＶＤ装置においては、電極部２の平面視 ほぼ中央位置にガス導入管５の接続端部５ａが接続されているため、このガス導 入管５を通じて電極部２内に導入された原料ガスＧは電極部２内で充分拡がらな いままの一点集中状態で電極板３，４に対して吹き付けられることになり、これ らの電極板３，４を通過したうえでウェハＷに向かって供給されることになる。 そこで、電極部２の電極板４を通過した原料ガスＧの流れは、図３中の仮想線で 示すように、中央部が側部よりも先行して盛り上がった包絡線状となり、ウェハ Ｗに向かっては原料ガスＧが均一な流れ状態で供給されていないことになる。そ して、このように原料ガスＧの供給状態が不均一であると、ウェハＷの表面上に おける均一な膜形成を行うことができなくなってしまう。

【０００５】 本考案は、このような不都合に鑑みて創案されたものであって、電極部からウ ェハに向かって供給される原料ガスの流れを均一化することができ、ウェハの表 面上における均一な膜形成を行うことが可能な構成とされたプラズマＣＶＤ装置 の提供を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るプラズマＣＶＤ装置は、このような目的を達成するため、ウェハ の表面と平行する電極板が設けられた箱形の電極部と、この電極部を支持するガ ス導入管とを具備しており、かつ、このガス導入管を通じて電極部内に導入され た原料ガスは電極板を通過したうえ、これら電極板の前面側に位置するウェハに 向かって供給される構成とされたものであって、電極部内における電極板の後面 側には、ガス導入管の接続端部を中心とする放射状の位置ごとに配置されて電極 板と平行する複数本のガス分散管が設けられており、ガス分散管のそれぞれは、 その基端部がガス導入管の接続端部に対して連通接続され、かつ、その先端部が 閉塞されたものであると共に、その軸心方向に沿っては、複数個のガス噴出孔が 形成されたものとなっている。

【０００７】

【作用】

上記構成によれば、ガス導入管を通じて導入された原料ガスはガス導入管の接 続端部からガス分散管のそれぞれに対して流れ込むことになり、各ガス分散管内 に流れ込んだ原料ガスはガス分散管を通じて流れながらガス噴出孔の各々から噴 出されることによって電極部内へと導入された後、電極板を通過したうえでウェ ハに向かって供給される。そして、この際、原料ガスはガス分散管のそれぞれを 通って電極部内の側部付近にまで流れ込んでいるから、原料ガスは電極部内にお いて充分に拡がった状態で電極板に対して吹き付けられることになる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

【０００９】 図１は本実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を簡略化して示す縦断面図で あり、図２は図１中のＡ−Ａ線に沿って切断した構成を簡略化して示す横断面図 である。なお、本実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の全体構成は従来例と基本的 に異ならないので、図１及び図２において図３と互いに同一もしくは相当する部 品、部分には同一符号を付し、ここでの詳しい説明は省略する。

【００１０】 本実施例に係るプラズマＣＶＤ装置は、チャンバー１内を搬送されてきたウェ ハＷの表面と平行する内外一対の電極板３，４が設けられた箱形の電極部２と、 チャンバー１を貫通したうえで電極部２の平面視ほぼ中央位置を吊り下げ支持す るガス導入管５とを具備している。そして、このガス導入管５を通じて電極部２ 内に導入された原料ガスＧ、例えば、窒化シリコン（Ｓｉ₃Ｎ₄）を堆積させる際 に必要なＳｉＨ₄＋ＮＨ₃系などの原料ガスＧは電極板３，４を通過したうえ、こ れら電極板３，４の前面側（図１では、下側）に位置するウェハＷに向かって供 給されるようになっている。なお、電極部２の内側に配置された電極板３には孔 径の小さな多数個の貫通孔が、また、その外側に位置する電極板４には孔径の大 きな多数個の貫通孔（いずれも図示していない）がそれぞれ形成されていること は、従来例と同様である。

【００１１】 また、この際、ガス導入管５の接続端部５ａは電極部２を構成する電極支持板 ６の平面視ほぼ中央位置を貫通したうえで電極部２内にまで引き込まれており、 この電極部２内の後面側、すなわち、内側に配置された電極板３と電極支持板６ との間には、ガス導入管５の接続端部５ａを中心とする平面視で放射状の位置ご とに配置され、かつ、電極板３，４と平行する複数本（図２では、８本）のガス 分散管１０が設けられている。そして、これらガス分散管１０のそれぞれは、各 々の基端部１０ａがガス導入管５の接続端部５ａに対して連通接続されている一 方、その先端部１０ｂが閉塞されたものとなっている。さらに、各ガス分散管１ ０の軸心方向に沿っては複数個のガス噴出孔１１が電極板３側を向くようにして 形成されており、同じ孔径として形成されたガス噴出孔１１のそれぞれは、ガス 分散管１０の基端部１０ａから先端部１０ｂへと向かう程、互いの離間間隔が密 となるようにして配置されている。

【００１２】 そこで、上記構成とされたプラズマＣＶＤ装置において、ガス導入管５を通じ て導入された原料ガスＧはガス導入管５の接続端部５ａからガス分散管１０のそ れぞれに対して流れ込むことになり、各ガス分散管１０内に流れ込んだ原料ガス Ｇは当該ガス分散管１０に形成されたガス噴出孔１１のそれぞれから電極部２内 へと向かって噴出されてくる。そして、この際、ガス噴出孔１１のそれぞれは各 ガス分散管１０の先端部１０ｂ、すなわち、電極部２の側部に位置する先端部１ ０ｂへと向かう程、互いの離間間隔が密となっているのであるから、より多くの 量の原料ガスＧが電極部２内の側部に位置するガス分散管１０の先端部１０ｂ側 まで流れ込むことになり、これらガス噴出孔１１から噴出されてきた原料ガスＧ は電極部２内において充分に拡がっていることになる。

【００１３】 さらに、このようにして各ガス分散管１０のガス噴出孔１１から噴出されてき た原料ガスＧは電極板３，４に対してほぼ均一な状態となったうえで吹き付けら れることになり、これら電極板３，４を通過したうえでウェハＷに向かって供給 されてくることになる。その結果、電極部２を構成する電極板３，４を通過して きた原料ガスＧの流れは、図１中の仮想線で示すように、両電極板３，４を通過 しながら整流されることによって中央部及び側部が共に揃った包絡線状となって おり、ウェハＷに向かっては原料ガスＧが均一な流れ状態で供給されることにな る。

【００１４】 ところで、本実施例においては、同じ孔径をもって形成されたガス噴出孔１１ のそれぞれを、各ガス分散管１０の基端部１０ａから先端部１０ｂに向かう程、 互いの離間間隔が密となるように配置しているが、これに限定されることはなく 、例えば、ガス噴出孔１１それぞれの離間間隔を同一としたうえ、ガス噴出孔１ １各々の孔径をガス分散管１０の基端部１０ａから先端部１０ｂへと向かう程、 大きくしておいてもよい。あるいはまた、以上説明した各ガス分散管１０におけ るガス噴出孔１１それぞれのガス吐出方向を互いに相違させる、例えば、図２中 における括弧付き符号で一例を示すように、交互に繰り返し配置される一対のガ ス噴出孔１１のうちの一方のガス噴出孔１１ａを一側部側に位置するガス分散管 １０ｃに向かう方向に沿って形成し、かつ、他方のガス噴出孔１１ｂを他側部側 に位置するガス分散管１０ｄに向かう方向に沿って形成する、というように相違 させておいてもよい。すなわち、このようにすれば、ガス噴出孔１１ａ，ｂから 噴出された原料ガスＧが電極板３に対しては直接的に吹き付けられておらず、原 料ガスＧが電極部２内において充分に拡がることになる。

【００１５】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案に係るプラズマＣＶＤ装置によれば、ガス導入管 を通じて導入された原料ガスは各ガス分散管内に流れ込んだうえでガス噴出孔の 各々から噴出されて電極部内へと導入されることになり、この際、原料ガスは各 ガス分散管を通って電極部内の側部付近にまで流れ込むことによって電極部内に おいて充分に拡がったうえ、電極板を通過して整流されながらウェハに向かって 供給されることになる。したがって、これら電極板を通過したうえで電極部から ウェハに向かって供給される原料ガスの流れは均一化されていることになり、ウ ェハの表面上における均一な膜形成を行うことが可能になるという効果が得られ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を簡
略化して示す縦断面図である。

【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿って切断した構成を簡略
化して示す横断面図である。

【図３】従来例に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を簡略
化して示す縦断面図である。

【符号の説明】

２ 電極部 ３ 電極板 ４ 電極板 ５ ガス導入管 ５ａ 接続端部 １０ ガス分散管 １０ａ 基端部 １０ｂ 先端部 １１ ガス噴出孔 Ｗ ウェハ Ｇ 原料ガス

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェハ（Ｗ）の表面と平行する電極板
   （３，４）が設けられた箱形の電極部（２）と、この電
   極部（２）を支持するガス導入管（５）とを具備してお
   り、かつ、このガス導入管（５）を通じて電極部（２）
   内に導入された原料ガス（Ｇ）は電極板（３，４）を通
   過したうえ、これら電極板（３，４）の前面側に位置す
   るウェハ（Ｗ）に向かって供給される構成のプラズマＣ
   ＶＤ装置であって、 電極部（２）内における電極板（３，４）の後面側に
   は、ガス導入管（５）の接続端部（５ａ）を中心とする
   放射状の位置ごとに配置されて電極板（３，４）と平行
   する複数本のガス分散管（１０）が設けられており、 ガス分散管（１０）のそれぞれは、その基端部（１０
   ａ）がガス導入管（５）の接続端部（５ａ）に対して連
   通接続され、かつ、その先端部（１０ｂ）が閉塞された
   ものであると共に、 その軸心方向に沿っては、複数個のガス噴出孔（１１）
   が形成されたものであることを特徴とするプラズマＣＶ
   Ｄ装置。
2. 【請求項２】 ガス噴出孔（１１）のそれぞれは、ガス
   分散管（１０）の基端部（１０ａ）から先端部（１０
   ｂ）へと向かう程、互いの離間間隔が密となるものであ
   ることを特徴とする請求項１記載のプラズマＣＶＤ装
   置。
3. 【請求項３】 ガス噴出孔（１１）のそれぞれは、ガス
   分散管（１０）の基端部（１０ａ）から先端部（１０
   ｂ）へと向かう程、孔径が大きくなるものであることを
   特徴とする請求項１記載のプラズマＣＶＤ装置。
4. 【請求項４】 ガス噴出孔（１１）のそれぞれは、各々
   のガス吐出方向が互いに相違するものであることを特徴
   とする請求項１記載のプラズマＣＶＤ装置。