JPS5845891B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）或いはプラ
ズマ・エツチングなどに用いられるプラズマ処理装置に
関する。

前記のようなプラズマ処理装置を用いて例えば化学気相
成長を行なう場合、第１図に見られるようにして実施さ
れる。

図に於いて、１は石英製反応管、１人は反応ガス導入管
、１Ｂは排気管、２，２′は電源ライン、３は例えば１
３．５６ 〔ＭＨｚｌの高周波電源、４は円板状電極、
５は被処理基板である半導体ウェハ、６は加熱炉である
。

向、電源ライン２，２′ に対して電極４が交互に接続
されているが、このような負荷のとり方をアルタ・ポー
ル方式と呼んでいる。

さて、この装置に於いて、送気管１人から例えばモ、ノ
シラン（ＳｉＨ４）ガス及びアンモニア（ＮＨ３）ガス
を牛ヤリャ・ガスとともに反応管１内に送入して流通さ
せつつ加熱炉６に依る加熱を行ない、また、高周波電源
３からの高周波電圧を電極４に加えてプラズマを発生さ
せるとウェハ５には窒化シリコン膜を成長させることが
できる。

ところが、このようにしてウェハ５上に例えば窒化シリ
コン膜を成長させた場合の膜厚分布特性は余り良くなら
ない。

即ち、加える高周波電力を犬にする程、また、反応管１
内の減圧度を高める程、ウェハ５の中央部分に比較して
周辺部分の膜厚が犬になる。

第２図はその様子を説明する図であり、ａは電極４に装
着したウェハ５を表わす正面図、ｂは被膜成長後のウェ
ハ５を拡大して示す要部側面図であり、Ｉはウェハ５の
表面に被着された窒化シリコン膜を示している。

このように、ウェハ５の周辺部分での膜厚が犬になる理
由は種々前えられ、例えばウェハ５がそれより径大な電
極４に支持されている為、ウエノ＼５の周囲で活性化し
た生成物がそのまま周辺部分に付着することが一つの原
因になっている。

生成物がウェハ５の周囲に於いて特に濃密に発生する理
由にも多くの要因が存在し、例えばウェハ５の周囲に於
ける反応ガス濃度が高いこと、ガスの流れが変動するこ
と、高周波電界が集中すること等が考えられる。

従来、前記のように膜厚が犬になった部分は緻密性、組
成等膜質そのものも悪い為、最終的には使用しないよう
にしている。

従って製造歩留りは当然低下する。

本発明は、プラズマ処理装置に使用する電極及びそれに
関連した機構に簡単な改良を施すことに依って、半導体
ウェハ上に均一な被膜を成長したり、被膜の均一なエツ
チングを行なうことが可能であるようするものであり、
以下これを詳細に説明する。

本発明では、電極として半導体ウェハと略同等か或いは
それ以下の径を有するものを用いるとともに電極と半導
体ウェハとの間に半導体ウェハより大径の絶縁板を介在
させて被膜成長、被膜エツチングを行なうことが基本に
なっている。

第３図は本発明一実施例を説明する図であり、ａは石英
絶縁板１１の正面図、ｂは絶縁板１１と組合される石英
製絶縁板１１′及び電極１２の正面図、Ｃはウェハ・ホ
ルダ１３、１３’ の側［面図、ｄは絶縁板１１．１１
’を組合せたものの側面図である。

図ａに於いて、１４はウェハ・ホルダ１３を絶縁板１１
に溶着した場合の溶着痕、１５は絶縁板１１を絶縁板１
１′と溶接する場合の溶接部である。

図すに於いて、１２Ａは電極１２の脚部、１２Ｂはリー
ド線との結合部材である。

向、この図ではウェハ・ホルダ１３′を省略しである。

図Ｃに於いて、ウェハ・ホルダ１３′は絶縁板１１′に
溶着されるものである。

図ｄに於いて、１６．１６’は半導体ウェハである。

向、この図では電極１２が省略されている。第４図は第
１図に見られるような反応管１内の例えば丸棒状の電源
ライン２，２′ に電極１２等の組立構体を装着した状
態を説明する為の斜面図である。

図ではウェハ・ホルダ１３、１３’、半導体ウェハ１６
．１６’等は省略しである。

向、↑ｒ 、 １７’は電源ライン２，２′に挿嵌され
た石英製絶縁管である。

第５図は電極１２、絶縁板１１．１１’等の組立構体に
半導体ウェハ１６，１６’を装着した状態を説明する為
の要部側面図である。

第６図は当該プラズマ処理装置において半導体ウェハ１
６に例えば窒化シリコン膜１８を成長させたものを拡大
して表わした要部側面図である。

本発明に依ると、第６図に見られるように、半導体ウェ
ハ１６の周辺部分に於ける窒化シリコン膜１８の膜厚は
中央部分のそれと比較して変らない。

その理由は半導体ウェハがそれより径大な絶縁板に装着
されているので、半導体ウェハの周囲に於ける反応生成
物の濃度が中央部分と同様であろうこと、ガスの流れ或
いは電界等が略均−になるであろうこと等に依ると考え
られる。

以上の説明で判るように、本発明に依れば、半導体ウェ
ハの径以下の径を有する電極の両面に半導体ウェハの径
より犬である径を有する絶縁板を配置してなる組立構体
を反応管内に配列して、その組立構体群の各電極を２本
の電源ラインに対して交互に接続し、前記絶縁板表面に
半導体ウェハを装着してプラズマ加工を行なうようにし
ているので、半導体ウェハ面近傍では、電極及び絶縁板
の大きさの関係に依り、生成物が均等に現出し、且つ、
被着される条件が設定される。

したがって被処理半導体ウェハ表面には、膜質良好で膜
厚均一な被膜を成長させることができる。

また、プラズマ・エツチングを行なった場合には均一な
エツチングが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の要部側断面図、第２図ａは電極及び
ウェハの正面図、同すは被膜を成長させたウェハの要部
側断面図、第３図ａは絶縁板の正面図、同すは絶縁板及
び電極の正面図、同Ｃはウェハ・ホルダの要部側断面図
、同ｄは組立構体の要部側面図、第４図は組立構体を電
源ラインに設置し状態を表わす要部斜面図、第５図は組
立構体の要部側面図、第６図は被膜を成長させたウェハ
の要部側断面図である。 図に於いて、１１、１１’は絶縁板、１２は電極、１２
Ａは脚部、１２Ｂは結合部材、１３゜１３′はウェハ・
ホルダ、１６、１６’はウェハ、１７．１７’は絶縁管
、１８は窒化シリコン膜である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被処理基板の径以下の径を有し且つ２本の電源ライ
   ンに交互に接続された電極と、前記被処理基板の径より
   犬なる径を有し且つ前記電極の両面に添設されて前記被
   処理基板を保持する絶縁板とを備えてなることを特徴と
   するプラズマ処理装置。