JPS5846056B2 - プラズマ気相成長装置 - Google Patents
プラズマ気相成長装置Info
- Publication number
- JPS5846056B2 JPS5846056B2 JP1025279A JP1025279A JPS5846056B2 JP S5846056 B2 JPS5846056 B2 JP S5846056B2 JP 1025279 A JP1025279 A JP 1025279A JP 1025279 A JP1025279 A JP 1025279A JP S5846056 B2 JPS5846056 B2 JP S5846056B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vapor phase
- plasma
- chamber
- phase growth
- frequency electrode
- Prior art date
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- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical 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
- C23C16/50—Chemical 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 using electric discharges
- C23C16/505—Chemical 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 using electric discharges using radio frequency discharges
- C23C16/509—Chemical 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 using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
- C23C16/5096—Flat-bed apparatus
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はプラズマ気相成長装置に関し、たとえば平行平
板構造を有する２つの電極の間に、プラズマを発生させ
、このプラズマの存在下で反応ガスに化学反応を引きお
こし、基板上の所定の被膜を気相成長させるにあたり、
電極の周端部に生じるプラズマ分布の乱れによって未反
応のガスや反応の副産物が、チャンバーの内壁等の不要
部分に付着することを防止したプラズマ気相成長装置を
提供することを目的とする。
板構造を有する２つの電極の間に、プラズマを発生させ
、このプラズマの存在下で反応ガスに化学反応を引きお
こし、基板上の所定の被膜を気相成長させるにあたり、
電極の周端部に生じるプラズマ分布の乱れによって未反
応のガスや反応の副産物が、チャンバーの内壁等の不要
部分に付着することを防止したプラズマ気相成長装置を
提供することを目的とする。
平行平板構造のプラズマ気相成長装置は一般に減圧状態
のチャンバー内で、上下に対向して電極が配置されてい
る。
のチャンバー内で、上下に対向して電極が配置されてい
る。
反応ガス供給管に繋り下面に多数の細孔を有する中空平
板状の上側高周波電極と、基板を加熱しかつこれを載置
する下側高周波電極とを減圧状態のチャンバー内に上下
に対向して配置した構造を具備しており、この装置では
上下の電極間に高周波電圧を印加することにより両電極
間にプラズマを発生させ、このプラズマの存在下で反応
ガスの化学反応を引き起すことによって基板上に気相成
長膜が形成される。
板状の上側高周波電極と、基板を加熱しかつこれを載置
する下側高周波電極とを減圧状態のチャンバー内に上下
に対向して配置した構造を具備しており、この装置では
上下の電極間に高周波電圧を印加することにより両電極
間にプラズマを発生させ、このプラズマの存在下で反応
ガスの化学反応を引き起すことによって基板上に気相成
長膜が形成される。
第１図は、例えば、シラン（ＳｉＨ４）、アンモニア（
ＮＨ３）を用いて、窒化シリコン膜（Ｓｉ３Ｎ４）を形
成する為の従来の気相プラズマ成長装置を示す図であり
アルミニウム製のチャンバーベース１に、０− ＩＪソ
ングを介して設置されたチャンバー３の内部に、反応ガ
ス供給管４に接続しかつ中空で底部５ａに多数の細孔５
ｂを有する平板状の上側高周波電極５が配置され、この
上側高周波電極の下部にチャンバーベース１と電気的に
接続し、下側高周波電極を兼ねる基板加熱用の加熱ヒー
タブロック６が対向配置されている。
ＮＨ３）を用いて、窒化シリコン膜（Ｓｉ３Ｎ４）を形
成する為の従来の気相プラズマ成長装置を示す図であり
アルミニウム製のチャンバーベース１に、０− ＩＪソ
ングを介して設置されたチャンバー３の内部に、反応ガ
ス供給管４に接続しかつ中空で底部５ａに多数の細孔５
ｂを有する平板状の上側高周波電極５が配置され、この
上側高周波電極の下部にチャンバーベース１と電気的に
接続し、下側高周波電極を兼ねる基板加熱用の加熱ヒー
タブロック６が対向配置されている。
なお、７は窒化シリコン膜の形成される半導体基板であ
り、前記加熱ヒータブロック６上に設置された、サセプ
タ８上に載置される。
り、前記加熱ヒータブロック６上に設置された、サセプ
タ８上に載置される。
また、加熱ヒータブロック６は導電性の支柱１１によっ
てチャンバーベースに固定され電気的にはチャンバーベ
ースと同電位とされその温度調節は熱電対９の検出信号
にもとづいてチューブヒータ１０の入力電圧を制御する
ことによってなされている。
てチャンバーベースに固定され電気的にはチャンバーベ
ースと同電位とされその温度調節は熱電対９の検出信号
にもとづいてチューブヒータ１０の入力電圧を制御する
ことによってなされている。
また、１２は排気口、１３はチャンバー内の反応圧を測
定するための真空計であり、さらに１４は試料（気相成
長ずみ基板）とり出し用のドアである。
定するための真空計であり、さらに１４は試料（気相成
長ずみ基板）とり出し用のドアである。
かかる装置では以下のようにして窒化シリコン膜の気相
成長がなされる。
成長がなされる。
すなわち、上側高周波電極と、ヒータブロック間に、高
周波電圧（１３，５６ＭＥＺ）を印加しつつ反応ガスで
あるＳｉＨ４，Ｎ）Ｎ３ とキャリヤとしての窒素（Ｎ
２）もしくはアルゴン（Ａｒ）との混合ガスを導入する
と上側高周波電極５内で均一に混合されたガスが、細孔
５ｂから噴出する。
周波電圧（１３，５６ＭＥＺ）を印加しつつ反応ガスで
あるＳｉＨ４，Ｎ）Ｎ３ とキャリヤとしての窒素（Ｎ
２）もしくはアルゴン（Ａｒ）との混合ガスを導入する
と上側高周波電極５内で均一に混合されたガスが、細孔
５ｂから噴出する。
ところで上記の高周波電圧の印加により上下の高周波電
極間には、プラズマが発生し、このプラズマの存在下で
反応ガス間に次の反応式で示されるような化学反応が生
じ、半導体基板上に窒化シリコン（Ｓ ｌ ３Ｎ４ ）
膜が形成される。
極間には、プラズマが発生し、このプラズマの存在下で
反応ガス間に次の反応式で示されるような化学反応が生
じ、半導体基板上に窒化シリコン（Ｓ ｌ ３Ｎ４ ）
膜が形成される。
３８ｉＨ４＋４ＮＨ３→Ｓｉ３Ｎ４＋１２Ｈ２なお、プ
ラズマの分布は、上側高周波電極５と下側高周波電極で
ある加熱ヒータブロック６で囲まれた大半の領域では比
較的均一であり、このため大半の反応ガスは上記の化学
反応によりＳ １３Ｎ４となり半導体基板上に析出し、
副産物は排気口１２から排気されるが、電極周縁の領域
ではプラズマの分布の乱れによって前述の反応が円滑に
進まず、未反応ガスが残留する上、反応の副産物も排気
口に到達しにくく、これら未反応ガスおよび反応の副産
物が、チャンバー内の低温部例えば上側高周波電極５の
裏側、チャンバーの内壁、チャンバーのベース１の内壁
あるいは排気口の内壁等に残留物として付着する。
ラズマの分布は、上側高周波電極５と下側高周波電極で
ある加熱ヒータブロック６で囲まれた大半の領域では比
較的均一であり、このため大半の反応ガスは上記の化学
反応によりＳ １３Ｎ４となり半導体基板上に析出し、
副産物は排気口１２から排気されるが、電極周縁の領域
ではプラズマの分布の乱れによって前述の反応が円滑に
進まず、未反応ガスが残留する上、反応の副産物も排気
口に到達しにくく、これら未反応ガスおよび反応の副産
物が、チャンバー内の低温部例えば上側高周波電極５の
裏側、チャンバーの内壁、チャンバーのベース１の内壁
あるいは排気口の内壁等に残留物として付着する。
これらの付着物の一部は、サセプタ上の試料をとり出す
ためにドア１４をあけた際にチャンバー内へ流入する空
気中の水分によって、加水分解され、白色の酸化物と化
す。
ためにドア１４をあけた際にチャンバー内へ流入する空
気中の水分によって、加水分解され、白色の酸化物と化
す。
この酸化物は、吸湿性が強いため次回の気相成長時にチ
ャンバー内の排気を困難にし、到達真空度を低下させる
こと、ＮＨ，の異常分解を助長して反応圧の制御を困難
にすること、あるいは半導体基板表面に付着してピンホ
ールの原因となることなどの不都合を招くばかりでなく
、通常気相成長処理の前に行われるフレオン（ＣＦ４）
のプラズマエッチによる上側高周波電極ならびにサセプ
タのクリーニングの際にフレオン中のフッ素Ｆと酸化物
の吸着水分の作用で真空排気用のポンプのオイルを著る
しく劣化させる原因ともなる。
ャンバー内の排気を困難にし、到達真空度を低下させる
こと、ＮＨ，の異常分解を助長して反応圧の制御を困難
にすること、あるいは半導体基板表面に付着してピンホ
ールの原因となることなどの不都合を招くばかりでなく
、通常気相成長処理の前に行われるフレオン（ＣＦ４）
のプラズマエッチによる上側高周波電極ならびにサセプ
タのクリーニングの際にフレオン中のフッ素Ｆと酸化物
の吸着水分の作用で真空排気用のポンプのオイルを著る
しく劣化させる原因ともなる。
従って、多数回の気相成長にわたって５１３Ｎ４の膜質
を維持するには上記付着の除去を頻繁に行わねばならな
い。
を維持するには上記付着の除去を頻繁に行わねばならな
い。
ところが、上側高周波電極の裏側あるいはチャンバー内
壁に付着したものは、チャンバーの取りはずしが容易で
なくまた上側高周波電極の構造が複雑であるため、これ
らの部分の清掃は非常に困難であり、付着物を完全に除
去することはできずまたこの付着物により清掃後の真空
排気にも長時間を要し、このため生産性低下の大きな原
因となっていた。
壁に付着したものは、チャンバーの取りはずしが容易で
なくまた上側高周波電極の構造が複雑であるため、これ
らの部分の清掃は非常に困難であり、付着物を完全に除
去することはできずまたこの付着物により清掃後の真空
排気にも長時間を要し、このため生産性低下の大きな原
因となっていた。
本発明は、上記の欠点に鑑みてなされたもので電極周縁
部とチャンバーとの間に、隔離壁を設けることにより、
反応副生成物や未反応ガスの、上側高周波電極６ａの裏
側あるいはチャンバー内壁３ａへの廻り込みを断ち、電
極周縁部と隔離壁との間から排気口１２に導（構造とす
ることによって、チャンバー内の不要部分に対する残留
物の付着をなくし、チャンバー内の清掃の簡略化をはか
り良質な気相成長膜を形成しようとするものである。
部とチャンバーとの間に、隔離壁を設けることにより、
反応副生成物や未反応ガスの、上側高周波電極６ａの裏
側あるいはチャンバー内壁３ａへの廻り込みを断ち、電
極周縁部と隔離壁との間から排気口１２に導（構造とす
ることによって、チャンバー内の不要部分に対する残留
物の付着をなくし、チャンバー内の清掃の簡略化をはか
り良質な気相成長膜を形成しようとするものである。
次に、本発明のプラズマ気相成長装置について、第２図
を参照しつつ説明する。
を参照しつつ説明する。
本発明のプラズマ気相成長装置の基本構造は従来のもの
とほぼ同一であるが、図示するように、矩形状の上側高
周波電極の周囲に、着脱自在の関係を成立させて、石英
製の隔離壁１５ａ〜１５ｄが設置され、この隔離壁によ
って上下の画商周波電極ならびにこれらにより挾まれた
プラズマ発生領域の周囲が一体的に包囲されている点で
従来のものと相違している。
とほぼ同一であるが、図示するように、矩形状の上側高
周波電極の周囲に、着脱自在の関係を成立させて、石英
製の隔離壁１５ａ〜１５ｄが設置され、この隔離壁によ
って上下の画商周波電極ならびにこれらにより挾まれた
プラズマ発生領域の周囲が一体的に包囲されている点で
従来のものと相違している。
かかる構成とすることにより、反応の副産物や未反応ガ
スは、下側高周波電極の周縁と隔壁の間を通り排気口１
２に導かれるところとなり、チャンバー３の内壁３ａや
上側高周波電極の裏側等の管内の低温部に付着する不都
合が確実に排除される。
スは、下側高周波電極の周縁と隔壁の間を通り排気口１
２に導かれるところとなり、チャンバー３の内壁３ａや
上側高周波電極の裏側等の管内の低温部に付着する不都
合が確実に排除される。
なお、多数回の気相成長処理ののちには、隔離壁１５ａ
〜１５ｄに反応の副産物等の残留物が付着するが、この
残留物の除去は、隔離壁１５ａ〜１５ｄのみをとりはず
しこれに化学処理を施すことによってなせばよく、従来
の装置に比してすこぶる簡単に清浄することができる。
〜１５ｄに反応の副産物等の残留物が付着するが、この
残留物の除去は、隔離壁１５ａ〜１５ｄのみをとりはず
しこれに化学処理を施すことによってなせばよく、従来
の装置に比してすこぶる簡単に清浄することができる。
以上説明したところから明らかなように、本発明のプラ
ズマ気相成長装置では、チャンバー内の清浄が困難な箇
所への気相成長時の反応副産物等の付着が極めて少くな
り、これらの付着によってもたらされる不都合が排除さ
れ、装置そのものの耐久性の向上、清掃等の保守作業の
簡略化、さらに形成される気相成長膜の品質の向上など
幾多の効果が奏される。
ズマ気相成長装置では、チャンバー内の清浄が困難な箇
所への気相成長時の反応副産物等の付着が極めて少くな
り、これらの付着によってもたらされる不都合が排除さ
れ、装置そのものの耐久性の向上、清掃等の保守作業の
簡略化、さらに形成される気相成長膜の品質の向上など
幾多の効果が奏される。
なお、本発明を半導体基板上への窒化シリコン膜のプラ
ズマ気相成長を例に説明したが、本発明のプラズマ気相
成長装置はその適用が上記の被膜に限られるものではな
く、酸化膜あるいは多結晶シリコン膜等の被膜を形成す
る装置として用いて同様の効果が奏される。
ズマ気相成長を例に説明したが、本発明のプラズマ気相
成長装置はその適用が上記の被膜に限られるものではな
く、酸化膜あるいは多結晶シリコン膜等の被膜を形成す
る装置として用いて同様の効果が奏される。
また、平行平板電極の形状も実施例で示した矩形に限ら
れるものではなく、たとえば円形等であってもよい。
れるものではなく、たとえば円形等であってもよい。
このように変形したときには、この形状に合せて隔離状
の形状を適宜決定すれはよい。
の形状を適宜決定すれはよい。
大切なことは、上下の高周波電極板ならびにその間のプ
ラズマ発生領域ヲ一体的に包囲する形状を具備させるこ
とである。
ラズマ発生領域ヲ一体的に包囲する形状を具備させるこ
とである。
第１図は従来のプラズマ気相成長装置の概略構造図、第
２図は本発明の一実施例のプラズマ気相成長装置の概略
構造図である。 １・・・・・・チャンバーベース ３・・・・・・チャ
ンバー４・・・・・・反応ガス供給管、５・・・・・・
上側電極、６・・・・・・加熱ヒータブロック、７・・
・・・・半導体基板、８・・・・・・サセプタ、９・・
・・・・熱電対、１０・・・・・・チューブヒータ、１
２・・・・・・排気口、１５ａ〜１５ｄ・・・・・・隔
壁。
２図は本発明の一実施例のプラズマ気相成長装置の概略
構造図である。 １・・・・・・チャンバーベース ３・・・・・・チャ
ンバー４・・・・・・反応ガス供給管、５・・・・・・
上側電極、６・・・・・・加熱ヒータブロック、７・・
・・・・半導体基板、８・・・・・・サセプタ、９・・
・・・・熱電対、１０・・・・・・チューブヒータ、１
２・・・・・・排気口、１５ａ〜１５ｄ・・・・・・隔
壁。
Claims (1)
- １ チャンバー内に、反応ガス供給管に繋り下面に多数
の細孔を有する中空状の上側高周波電極、および下側高
周波電極を兼ねる基板加熱台を、上下に対向させて配置
するとともに、前記の画商周波電極ならびにこれらに挾
まれたプラズマ発生領域の周囲にこれらを一体的に包囲
するプラズマ気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1025279A JPS5846056B2 (ja) | 1979-01-30 | 1979-01-30 | プラズマ気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1025279A JPS5846056B2 (ja) | 1979-01-30 | 1979-01-30 | プラズマ気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55102238A JPS55102238A (en) | 1980-08-05 |
| JPS5846056B2 true JPS5846056B2 (ja) | 1983-10-14 |
Family
ID=11745116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1025279A Expired JPS5846056B2 (ja) | 1979-01-30 | 1979-01-30 | プラズマ気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5846056B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2670248B2 (ja) * | 1995-10-09 | 1997-10-29 | キヤノン株式会社 | 堆積膜形成方法 |
| KR100925568B1 (ko) | 2007-07-13 | 2009-11-05 | (주)러셀 | 화학 기상 증착장치의 반응챔버 |
-
1979
- 1979-01-30 JP JP1025279A patent/JPS5846056B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55102238A (en) | 1980-08-05 |
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