JPH07292475A - プラズマエンハンスメント気相成長方法及びその装置 - Google Patents

プラズマエンハンスメント気相成長方法及びその装置

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JPH07292475A
JPH07292475A JP6107760A JP10776094A JPH07292475A JP H07292475 A JPH07292475 A JP H07292475A JP 6107760 A JP6107760 A JP 6107760A JP 10776094 A JP10776094 A JP 10776094A JP H07292475 A JPH07292475 A JP H07292475A
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JP
Japan
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upper electrode
reaction chamber
gas
electrode
reaction
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JP6107760A
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English (en)
Inventor
Yuji Matsusako
雄治 松迫
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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 characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45519Inert gas curtains

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 PE−CVD装置の上部電極の上面に不完全
な反応物が堆積されないようにする。 【構成】 反応室10内に反応ガスを導入しながら反応
室10内を所定の真空度に減圧し、この反応室10内に
相対向して配置した上部電極11と下部電極12間に高
周波電力を印加して低圧反応ガスのプラズマを発生さ
せ、このプラズマにより下部電極12上の半導体ウェハ
16に薄膜を形成するPE−CVD装置であって、上部
電極11の上面ほぼ中央部に、その上部電極11の周方
向に間隔を置いた複数の外縁箇所に向けてガスを吹き出
すガス吹出部13を設け、このガス吹出部13の吹出口
13bから不活性ガスを噴出することにより、上部電極
11の上面に気流を発生させ、上部電極11の上面に堆
積しようとする不完全な反応物を排除する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置などの成
膜工程に用いるプラズマエンハンスメント気相成長(以
下、PE−CVDと略称する)方法及びその装置に関
し、特にその反応室内の上部電極と下部電極間に高周波
電力を印加し、低圧反応ガスのプラズマを発生させて、
下部電極上に載置された被表面処理基板に薄膜を形成す
るときに、不完全な反応物が上部電極上面に形成されな
いようにしたPE−CVD方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】平行平板型のPE−CVD装置は、一般
に、反応室内に平板状の上部電極と下部電極を平行に対
向配置し、反応室内に反応ガスを供給しながら排気系で
吸引することにより反応室内を所定の真空度まで減圧
し、両電極間に高周波電力を印加して低圧反応ガスのプ
ラズマを発生させることにより、下部電極上の半導体ウ
ェハなどの被表面処理基板に反応生成物の薄膜を形成す
るものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のPE−CVD装置では、稼動時間の経過に伴い被表
面処理基板の処理数が多くなってくると、上部電極の上
面に不完全な低温反応物が堆積し、この反応物が処理中
の被表面処理基板上に落下し、被表面処理基板上に形成
される薄膜にパターン不良を発生させる割合が大きくな
り、例えば、半導体ウェハやガラス基板などの被表面処
理基板の歩留が低下するという問題があった。この発明
は、この不都合な点を解決することを課題とするもので
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】従って、この発明は、反
応室内に反応ガスを導入しながら該反応室内を所定の真
空度に減圧し、この反応室内に相対向して配置した上部
電極と下部電極間に高周波電力を印加して低圧反応ガス
のプラズマを発生させ、このプラズマにより下部電極上
の被処理基板に薄膜を形成するPE−CVD方法に適用
されるものであって、前記上部電極のほぼ中央からその
上部電極の周辺に向かう気流を生じさせ、この気流によ
りその上部電極の上面に堆積しようとする不完全な反応
物を排除するようにして、前記課題を解決した。
【0005】また、前記PE−CVD方法を実現させる
ことができるこの発明のPE−CVD装置は、反応室
と、前記反応室内に相対向して配置した上部電極及び下
部電極と、前記上部電極及び下部電極間に高周波電力を
印加する高周波電源と、前記反応室内に反応ガスを導入
する反応ガス導入手段と、前記反応室内を減圧する減圧
手段とを備え、前記上部電極の上面のほぼ中央部に、そ
の上部電極の周方向に間隔を置いた複数の外縁箇所に向
けて気流を噴出する気流噴出手段を設けて前記課題を解
決した。
【0006】さらに、前記PE−CVD方法を実現させ
ることができるこの発明のPE−CVD装置は、反応室
と、前記反応室内に相対向して配置した上部電極及び下
部電極と、前記上部電極及び下部電極間に高周波電力を
印加する高周波電源と、前記反応室内に反応ガスを導入
する反応ガス導入手段と、前記反応室内を減圧する減圧
手段とを備え、前記上部電極の周方向に間隔を置いた複
数外縁箇所に、その上部電極のほぼ中央から気体を吸引
する吸気手段を設けて前記課題を解決した。
【0007】
【作用】この発明の方法及び装置においては、上部電極
のほぼ中央からその上部電極の周辺に向かう気流によ
り、上部電極の上面に堆積しようとする不完全な反応物
を排除できる。
【0008】
【実施例】以下、この発明のPE−CVD方法をPE−
CVD装置と共に図面に基づいて説明する。図1は、こ
の発明の第1実施例であるPE−CVD装置の概略構成
図である。図1において、符号10は気相成長が行われ
る反応室であり、この反応室10内は、図示していない
反応ガス供給源からの反応ガスを反応室10の上部の給
気口10aから反応室10内に供給しながら、反応室1
0内の空気を反応室10下部の排気口10bから反応室
10外に図示していない排気装置で排出し、反応室10
内を所定の真空度に減圧する構成になっている。また、
反応室10内には、円板状の上部電極11と下部電極1
2が所定の間隔を開けて互いに平行に対向配置されてお
り、この上部電極11と下部電極12との間には、図示
していない高周波電源から高周波電力を印加し、これに
より、上部電極11と下部電極12間にプラズマを発生
させる構成になっている。
【0009】前記上部電極11の上面ほぼ中央には、図
1および図2に示すように、柱状の支持部11aが立設
され、この支持部11aにより上部電極11が反応室1
0内で支持されている。また、前記上部電極11の上面
ほぼ中央には、前記支持部11aを囲むように環状のガ
ス吹出部13が形成されている。更にまた、このガス吹
出部13にはガス供給管14が連結され、このガス供給
管14は反応室10の上部を貫通してアルゴン、ヘリウ
ム等の不活性ガス供給源15に接続されている。前記ガ
ス吹付部13は環状管13aで構成されており、この環
状管13aの外周表面には、その周方向の複数箇所に等
間隔で、上部電極11の上面に沿い、その上部電極11
の外縁部に向けて気流を噴出する複数のガス吹出口13
bが形成されている。なお、この実施例では、前記ガス
吹出部13、ガス供給管14、及び不活性ガス供給源1
5が気流噴出手段である。また、図1中、符号16は下
部電極12の上面に載置した被処理用の半導体ウェハで
ある。
【0010】次に、このPE−CVD装置の作用を説明
する。反応室10内に反応ガス供給源から反応ガスを供
給しながら排気装置で吸引して、反応室10内を所定の
真空度に減圧し、この状態で上部電極11と下部電極1
2との間に高周波電源から高周波電力を印加してプラズ
マを発生させ、このプラズマで反応ガスを分解して下部
電極12上の半導体ウェハ16の表面に、例えば、半導
体層、層間絶縁膜などの薄膜を形成する。この薄膜の形
成時、不活性ガス供給源15から所定流量の不活性ガス
をガス供給管14を通してガス吹出部13に供給するこ
とにより、不活性ガスをガス吹出部13の各ガス吹出口
13bから上部電極11の上面に沿い外周方向に噴出さ
せる。
【0011】薄膜の形成時、プラズマによる反応ガスの
分解で生じた不完全な反応物の一部が排気装置により吸
引されずに上部電極11の上面に堆積しようとするが、
この上部電極11の上面には、その中央部から外周方向
に前記不活性ガスの気流が生じているため、上部電極1
1の上面に堆積しようとする不完全な反応物はこの気流
によって上部電極11の外周囲に吹き飛ばされ、上部電
極11の上面に堆積しない。従って、半導体ウェハ16
へのプラズマ気相成長法による薄膜形成時に、上部電極
11上面の不完全な反応物が半導体ウェハ16上に落下
するという現象はなくなり、半導体ウェハ16の表面に
形成される薄膜のパターン欠陥を大幅に低減でき、その
不良発生率を0.3%以下にできることが認められた。
【0012】図3は、半導体ウェハ16への付着ダスト
数(不完全な反応物数)とウェハ処理数との相関関係を
示すもので、この図から明らかなように、従来では、ウ
ェハ処理数が増加すると付着ダスト数が直線的に増加す
るのに対し、この実施例では、ウェハ処理数が増加して
も付着ダスト数はほとんど変化せず、かつ付着ダスト数
も少ないことが認められる。
【0013】図4は、この発明の第2実施例のPE−C
VD装置の上部電極の概略構成図である。この実施例の
PE−CVD装置では、上部電極11の上面外縁に環状
の壁部20aが形成され、この壁部20aの内部に吸引
通路20が形成されている。前記吸引通路20には吸気
管21が接続され、この吸気管21は、上部電極11の
上面に沿ってそのほぼ中央に至り、さらに、前記支持部
11aに沿って反応室10の上部に至り、反応室10を
貫通して排気装置に接続される。前記壁部20aの内周
面で周方向に間隔を置いた複数箇所には、上部電極11
の上面に沿い、その上部電極11のほぼ中央から気体を
吸引する複数の吸気口20bが形成されている。なお、
この実施例では、前記吸引通路20、吸気管21、及び
排気装置で吸気手段を構成する。
【0014】前記のように構成された第2実施例のPE
−CVD装置において、吸気管21に接続された排気装
置が動作すると、吸引通路20の各吸気口20bから上
部電極11の上面表層部のガスを吸引することにより、
図4の矢印に示すようなガスの流れが生じ、このガス流
により上部電極11の上面に堆積する不完全な反応物が
吸引通路20内に吸引され、吸気管21を通って反応室
10外に排出される。従って、上部電極11の上面に不
完全な反応物が堆積することがなく、第1実施例と同様
に薄膜のパターン欠陥を大幅に低減することができるほ
か、半導体ウェハの歩留も向上させることができる。
【0015】なお、この発明における気流噴出手段や吸
気手段は、前記実施例に示す構成のものに限定されず、
請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、種々の変形が
可能である。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
上部電極の上面に成膜中、常時、気流を発生させている
ので、この気流により上部電極の上面に堆積しようとす
る不完全な反応物を排除できる。このため、従来のPE
−CVD装置で見受けられたような、上部電極上面の不
完全な反応物が被処理基板上に落下するという現象がな
くなり、被処理基板の表面に形成される薄膜のパターン
欠陥を大幅に低減でき、被処理基板の歩留を向上できる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例であるPE−CVD装置
の概略構成図である。
【図2】図1に示したPE−CVD装置における気流噴
出手段の要部拡大断面図である。
【図3】第1実施例のPE−CVD装置におけるウェハ
の付着ダスト数とウェハ処理数との相関関係を示す図で
ある。
【図4】この発明の第2実施例であるPE−CVD装置
の上部電極の概略構成図である。
【符号の説明】
10 反応室 11 上部電極 12 下部電極 13 ガス吹出部 13a 環状管 13b ガス吹出口 14 ガス供給管 15 不活性ガス供給源 16 半導体ウェハ(被処理基板) 20 吸引通路 20b 吸気口 21 吸気管

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応室内に反応ガスを導入しながら該反
    応室内を所定の真空度に減圧し、この反応室内に相対向
    して配置した上部電極と下部電極間に高周波電力を印加
    して低圧反応ガスのプラズマを発生させ、このプラズマ
    により下部電極上の被処理基板に薄膜を形成するプラズ
    マエンハンスメント気相成長方法において、 前記上部電極のほぼ中央からその上部電極の周辺に向か
    う気流を生じさせ、この気流によりその上部電極の上面
    に堆積しようとする不完全な反応物を排除するようにし
    た、 ことを特徴とするプラズマエンハンスメント気相成長方
    法。
  2. 【請求項2】 反応室と、 前記反応室内に相対向して配置した上部電極及び下部電
    極と、 前記上部電極及び下部電極間に高周波電力を印加する高
    周波電源と、 前記反応室内に反応ガスを導入する反応ガス導入手段
    と、 前記反応室内を減圧する減圧手段と、 を備えるプラズマエンハンスメント気相成長装置におい
    て、 前記上部電極の上面のほぼ中央部に、その上部電極の周
    方向に間隔を置いた複数の外縁箇所に向けて気流を噴出
    する気流噴出手段を設けた、 ことを特徴とするプラズマエンハンスメント気相成長装
    置。
  3. 【請求項3】 反応室と、 前記反応室内に相対向して配置した上部電極及び下部電
    極と、 前記上部電極及び下部電極間に高周波電力を印加する高
    周波電源と、 前記反応室内に反応ガスを導入する反応ガス導入手段
    と、 前記反応室内を減圧する減圧手段と、 を備えるプラズマエンハンスメント気相成長装置におい
    て、 前記上部電極の周方向に間隔を置いた複数外縁箇所に、
    その上部電極のほぼ中央から気体を吸引する吸気手段を
    設けた、 ことを特徴とするプラズマエンハンスメント気相成長装
    置。
JP6107760A 1994-04-22 1994-04-22 プラズマエンハンスメント気相成長方法及びその装置 Pending JPH07292475A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011162036A1 (ja) 2010-06-25 2011-12-29 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置、成膜方法、および制御装置

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WO2011162036A1 (ja) 2010-06-25 2011-12-29 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置、成膜方法、および制御装置
US9991102B2 (en) 2010-06-25 2018-06-05 Canon Anelva Corporation Sputtering apparatus, film deposition method, and control device
US10636634B2 (en) 2010-06-25 2020-04-28 Canon Anelva Corporation Sputtering apparatus, film deposition method, and control device

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