JPH09115836A - 薄膜蒸着装置 - Google Patents

薄膜蒸着装置

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JPH09115836A
JPH09115836A JP8276907A JP27690796A JPH09115836A JP H09115836 A JPH09115836 A JP H09115836A JP 8276907 A JP8276907 A JP 8276907A JP 27690796 A JP27690796 A JP 27690796A JP H09115836 A JPH09115836 A JP H09115836A
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deposition apparatus
wafer
film deposition
gas
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JP8276907A
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Yong Ku Baek
鎔求 白
Eishin Boku
泳震 朴
Shotetsu Kin
鍾哲 金
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    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェーハ、又は基板上に薄膜を蒸着するに際
し、薄膜形成のための反応原料を用いて複合成分の薄膜
形成と高集積素子の微細パターンで薄膜を均一、且つ高
密度に形成できるようにした低圧プラズマ励起方式の薄
膜蒸着装置を提供する。 【解決手段】 メッシュタイプRF電極用プレートを設
けてプラズマを形成し、低圧下で形成されたプラズマが
広く拡張するのを防止するためバッフルガイドを設ける
と共に、反応原料がガスインジェクタで劣化反応を起こ
すのを防止するため一定温度に制御することができる制
御装置を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はウェーハ、又は基板
上に薄膜を蒸着する半導体製造工程及びLCD製造工程
において低圧プラズマ励起方式の枚葉式薄膜蒸着装置に
関し、特にメッシュタイプ無線周波数(Mesh Ty
pe Radio Frequency)電極用プレー
トを設けてプラズマを形成し、低圧下で形成されたプラ
ズマが広く拡張するのを防ぐためバッフルガイド(Ba
ffle Guide)を設け、反応原料がガスインジ
ェクタで熱化反応を起こすのを防ぐための制御装置を備
える枚葉式薄膜蒸着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在周知されている薄膜蒸着装置技術に
対し検討してみれば、次の通りである。
【0003】従来の薄膜蒸着装置技術は、大きく低圧下
で高温に加熱して薄膜を蒸着する装置技術と、プラズマ
を励起させ薄膜を蒸着する装置技術の二つの形態で用い
られている。
【0004】1番目に、低圧下で高温に加熱して薄膜を
蒸着する装置においては、多成分系の反応原料を用いて
薄膜を蒸着する場合、それぞれの反応原料等の間の反応
エネルギー差が増加するため、目標とする組成の薄膜を
得ることが難しく、薄膜を形成するための工程範囲も相
当制限的な問題点があり、2番目に、プラズマを励起さ
せ薄膜を蒸着する装置においては、低圧下ではプラズマ
が拡張し薄膜が望んでいない所で形成され、反応原料が
噴射されるガスインジェクタ(Gas injecto
r)で不完全な薄膜が形成されパチカル提供の原因にな
ることがある。さらに、プラズマでセルフバイアス(S
elf−bias)が形成され微細パターンで蒸着され
る薄膜の被覆成分も不均一になる等の問題点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は前記
の問題点を解決するためメッシュタイプのRF電極用プ
レートを設けてプラズマを形成し、バッフルガイドを設
け低圧下で形成されたプラズマが広く拡張するのを防止
し、反応原料がガスインジェクタで劣化反応を起こすこ
とを防止するため一定温度に制御することができる装置
等を備え、多元系成分の反応原料を用いた複合成分の薄
膜形成と高集積素子の微細パターンで薄膜を均一にし高
密度に形成できるようにする薄膜蒸着装置を提供するこ
とにその目的がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の特徴は薄膜蒸着装置において、内部にウェー
ハを収容してウェーハ上に薄膜を蒸着するための外部壁
を有するチャンバ本体部と、前記チャンバ本体部の上部
に位置し薄膜形成用反応原料が挿入されるマニホールド
と、前記マニホールド内の反応原料をガス状態に変化さ
せウェーハ上に噴射させるガスインジェクタと、前記ガ
スインジェクタとウェーハ及びヒートブロック周りを囲
んでおり、前記ガスインジェクタで噴射されたガスが広
く拡散されたり、真空ポート等に速やかに抜け出さない
ようにするバッフルガイドと、ウェーハの上部に位置し
てプラズマを形成することができるRF電極用プレート
を備えることにある。
【0007】本発明による薄膜蒸着装置は、メッシュタ
イプRF電極用プレートと、低圧下で形成されたプラズ
マが広く拡張するのを防止するためバッフルガイドを設
けると共に、反応原料がガスインジェクタで劣化反応を
起こすのを防止するための制御装置を備え、多元系成分
の反応原料を用いた複合成分の薄膜形成と高集積素子の
微細パターンで薄膜を均一、且つ高密度に形成できるよ
うにする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、添付図を参照して本発明の
詳細な説明をする。
【0009】本発明による薄膜蒸着装置には、その外部
に形成されたチャンバ本体部(1)とその内部に収容さ
れた薄膜を蒸着するための空間を形成しているウェーハ
(4)と、前記チャンバ本体部(1)の上部に結着され
る上部チャンバ(12)と、その中央部で反応原料がチ
ャンバ内部に流入する通路となるマニホールド(5)が
備えられる。
【0010】さらに、薄膜蒸着装置は前記マニホールド
(5)の下部にガス状態の原料を噴射させ、前記マニホ
ールド(5)から出る薄膜形成用反応原料をガス状態に
変化させウェーハ上に噴射させるようガスインジェクタ
(7、8)を設け、円筒型のバッフルガイド(2)をチ
ャンバ内部のウェーハ(4)及び前記ガスインジェクタ
(7、8)を囲む形態に構成させ前記ガスインジェクタ
(7、8)から噴射されたガスが広く拡散したり真空ポ
ート等に速やかに抜け出さないようにしている。
【0011】なお、ウェーハ(4)の上部にメッシュ型
のRF電極用プレート(4)を備えてプラズマを形成で
きるようにしている。
【0012】前記のように構成された本発明による薄膜
蒸着装置に対しその構成及び作用関係をさらに詳しく説
明すれば次の通りである。
【0013】薄膜を形成するため供給されるそれぞれの
反応原料が、反応炉に引込まれる前に集められ混合され
るマニホールド(5)はそれぞれの反応原料ガス管と連
結されている。前記マニホールド(5)は室温で液体/
固体状態の反応原料を気化させ供給する場合、気化した
反応原料が冷却により元来の状態に戻るのを防ぐための
一定温度加熱及び、制御装置のヒートジャケット(6)
とサーマカップル(Thermer couple)
(未図示)が備えられている。
【0014】前記マニホールド(5)が引込まれ引入さ
れ混合された反応原料をウェーハ(4)上部に均等に噴
射させるためのシャワータイプ(Shower typ
e)のガズインジェクタ(Gas injector)
(7、8)は、噴射される反応原料が均等に噴射される
ようにするため0.1〜1mm直径の孔が5〜10mm
間隔に配列された1次シャワーヘッドプレート(7)
と、1〜2mm直径の孔が2〜3mm間隔に配列された
2次シャワープレート(8)に構成されている。この
際、前記2次シャワーヘッドプレート(8)にはウェー
ハ(4)を加熱するためのヒート(3)から熱が伝導さ
れ高温に加熱されることにより反応原料がガスインジェ
クタで蒸着反応を起こすことがあるが、これを防ぎさら
に一定温度を維持するため一定温度維持用冷却及び加熱
経路(14)が設けられている。
【0015】次に、前記2次シャワープレート(8)の
下部に位置したメッシュ型RF電極用プレート(9)
は、プラズマをガスインジェクタとの距離と係りなくウ
ェーハ(4)上で形成するための1mm程度の直径を有
するワイヤ(Wire)が2〜3mm間隔に配列された
網状の電気伝導性材質、例えば白金、タングステン、S
iC、ステンレス、スチール等で作られたプレートにな
っている。
【0016】前記プレート(9)はRFのみを印加する
ためのプレートのため、ガスインジェクタから噴射され
たガスの流れと係りなく、高温に加熱されても関係のな
い長所を有している。なお、交流型RFが用いられるこ
とによりRF印加とガスインジェクションとなる既存の
一体型シャワーヘッドでは不均一な薄膜が形成されるこ
とにより、蒸着工程中に蒸着した薄膜が落ち出しウェー
ハ(4)にパチカル原因になることもあるが、本発明の
技術では前記メッシュプレート(9)のみに薄膜が蒸着
され、ウェーハ(4)に蒸着される程度の緻密な薄膜と
して蒸着される。
【0017】薄膜蒸着装置のチャンバ本体(1)内部に
位置し、ウェーハ(4)が置かれるヒートブロック
(3)及びガスインジェクタ(7、8)を囲んでいるバ
ッフルガイド(2)は電気絶縁体材質、例えばセラミッ
ク、石英(Quartz)で構成された円筒状の構成品
であり、ガスインジェクタを介し噴射されるガスが真っ
直ぐ真空ポート(Vacuum port)に抜け出す
のを防ぎ、低圧下でプラズマを形成する際、RF電極用
メッシュプレート(9)とウェーハ(4)の間で広く拡
張されるのを防ぐ役割を果たす。
【0018】前記バッフルガイド(2)はガスインジェ
クタでウェーハ(4)を載置した基板まで十分に囲むこ
とができなければならず、基板との間隔は約3〜5mm
程度に維持されるようにする。
【0019】チャンバ本体部(1)の両側面に位置する
真空ガイド(Vacuum guide)(14)は、
ガスの流れが均一に流れることができるよう真空圧力を
ウェーハ(4)の全方向で一定に作用できるようにする
もので一定の大きさ、即ち、約5〜10mm直径の孔で
一定に配分されている。
【0020】薄膜蒸着装置の下部に位置しウェーハ
(4)を上部に蒸着するウェーハヒートブロック(3)
は、ウェーハ(4)を加熱する役割を果たす。
【0021】アイソレータ(Isolator)(1
1)は、チャンバ本体部(1)壁面がRFが伝達される
部分を電気的に絶縁させる役割を果たす。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の薄膜蒸着
装置によれば、前記のように薄膜蒸着用反応原料を噴射
する2次シャワープレートの下部にRF電極用プレート
(9)を設けてプラズマを形成し、シャワープレートと
ウェーハ及びヒートブロックの周りにバッフルガイド
(2)を設け、反応原料がガスインジェクタで熱反応を
起こすのを防ぐため一定温度に制御できる機能を備える
ことにより、反応原料の多元系成分を緻密な薄膜構造で
微細パターンに良好な被覆性を有するよう低圧下で高
温、プラズマ励起方式で薄膜を蒸着することができ、高
集積素子の多様な薄膜製造工程に適用できると共に、既
存の薄膜特性より向上し良好な薄膜を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による薄膜蒸着装置の断面図である。
【符号の説明】
1 チャンバ本体部 2 バッフルガイド 3 ヒートブロック(Heat block) 4 ウェーハ 5 マニホールド(Manifold) 6 ヒートジャケット(Heat jacket) 7 1次シャワープレート(Shower plat
e) 8 2次シャワープレート(Shower plat
e) 9 RFメッシュプレート(Mesh plate) 10 RF(Radio Frequency) 11 アイソレータ(Isolator) 12 上部チャンバ 13 ポンプ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄膜蒸着装置において、 内部にウェーハを収容しウェーハ上に薄膜を蒸着するた
    めの外部壁を有するチャンバ本体部と、前記チャンバ本
    体部の上部に位置し薄膜形成用反応原料が挿入されるマ
    ニホールドと、前記マニホールド内の反応原料をガス状
    態に変化させウェーハ上に噴射させるガスインジェクタ
    と、前記ガスインジェクタとウェーハ及びヒートブロッ
    ク周囲を囲んでおり、前記ガスインジェクタから噴射さ
    れたガスが広く拡散されたり、真空ポート等に速やかに
    抜け出すことができないようバッフルガイドと、ウェー
    ハの上部に位置しプラズマを形成することができるRF
    電極用プレートを備えることを特徴とする薄膜蒸着装
    置。
  2. 【請求項2】 前記マニホールド内部に温度低下により
    常温で液体及び固体状態の反応原料が再び凝縮されるこ
    とを防ぐため内部温度を一定温度状態に加熱、又は制御
    する装置が備えられていることを特徴とする請求項1記
    載の薄膜蒸着装置。
  3. 【請求項3】 前記温度加熱、又は制御装置はヒートジ
    ャケットとサーマカップルで構成されることを特徴とす
    る請求項2記載の薄膜蒸着装置。
  4. 【請求項4】 前記ガスインジェクタは、1次シャワー
    プレートと2次シャワープレートで構成されることを特
    徴とする請求項1記載の薄膜蒸着装置。
  5. 【請求項5】 前記ガスインジェクタの内部にヒートブ
    ロックから伝えられる熱によるガスの事前気相反応を抑
    えるためクールリング、又はヒーティングすることがで
    きる経路が備えられていることを特徴とする請求項1、
    又は4記載の薄膜蒸着装置。
  6. 【請求項6】 前記RF電極用プレートは直径0.5〜
    1.5mm程度のワイヤが2〜3mm間隔に配列された
    網状の電気伝導性材質で形成されたプレートであること
    を特徴とする請求項1記載の薄膜蒸着装置。
  7. 【請求項7】 前記伝導性材質の物質で白金、タングス
    テン、SiC、ステンレススチールの中、いずれか一つ
    を用いることを特徴とする請求項6記載の薄膜蒸着装
    置。
  8. 【請求項8】 前記バッフルガイドは、円筒状の絶縁物
    質で形成されたことを特徴とする請求項1記載の薄膜蒸
    着装置。
  9. 【請求項9】 前記絶縁物質はセラミック、又は石英中
    のいずれか一つであることを特徴とする請求項8記載の
    薄膜蒸着装置。
  10. 【請求項10】 前記バッフルガイドの下部端部と、ウ
    ェーハが載置される下部基板の間隔は3〜5mmである
    ことを特徴とする請求項1、又は8記載の薄膜蒸着装
    置。
  11. 【請求項11】 前記チャンバ本体部の内側下部面周り
    に、真空圧力をウェーハの前方向で一定に作用すること
    ができるよう真空ガイドが設けられていることを特徴と
    する請求項1記載の薄膜蒸着装置。
  12. 【請求項12】 前記真空ガイドは直径5〜10mmの
    孔が一定間隔で多数個配列されている態様に構成された
    ことを特徴とする請求項11記載の薄膜蒸着装置。
  13. 【請求項13】 前記チャンバ本体部とRFが伝えられ
    る部分の間に、電気的に絶縁させるようにするアイソレ
    ータが設けられることを特徴とする請求項1記載の薄膜
    蒸着装置。
JP8276907A 1995-09-29 1996-09-30 薄膜蒸着装置 Pending JPH09115836A (ja)

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KR32740/1995 1995-09-29

Publications (1)

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