JPS60245213A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、プラズマ処理技術に関するもので、たとえば
、ウェハ処理工程に用いられるプラズマＣＶＤ技術に適
用して効果のあるものに関する。

〔背景技術〕

プラズマＣＶＤ法は、グロー放電を利用して反応ガスを
分離し、低温にて薄膜形成を可能とする技術である（電
子材料１９８１年別冊、工業調査会発行、昭和５６年１
１月１０日発行、Ｐ７７〜Ｐ８４）。

プラズマＣＶＤ装廿として、反応容器内に、円盤状の２
枚の電極を対向させ、該電極間にウェハな位置させ、反
応ガスソースを供給し、高周波電力を印加しつつ薄膜形
成反応を進行させ、ウェハを一枚ずつ処理するものが考
えられる。

しかしながら上記構成の装置では、次のような問題があ
ることを、本発明者は見い出した。

すなわち、反応生成物が、ウェハ表面のみならず、電極
自体にも被着１−１電極の半径方向でインビー・ダンス
が変化するため、ウェハ表面での、実効的電力の分布が
不均一となる、 この結果、一枚のウェハ主表面の各部においても、また
遂次処理される複数のウェハ間においても、形成される
薄膜の膜厚および膜質が不均一となる。

また電極の径が大となるほど、高周波電流の表皮効果に
よる影響が顕著となり、電極の中央部と周辺部に対応す
るウェハ各部で、形成される、膜厚および膜質が不均一
となる。

この結果、ウェハの大口径化に対応することが困難であ
る等という問題である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、均一な膜厚および膜質を得ることので
きるプラズマ処理技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概を
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、電極を、相互に絶縁された複数の導体により
構成Ｌ、その各々に印加する高周波電力を、個々眞、適
宜制御することにより、ウェハ主表面各部での反応を一
様に進行させ、ウェハ主表面上に所要の膜厚及び膜質を
有する膜を形成させることができ得るものである。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるプラズマＣＶＤ装置の
要部を示す断面図である。

石英等により形成された円筒形状の反応容器１は、本体
２および蓋体３により構成され、本体２と蓋体３は、着
脱自在となっている。

本体２と蓋体３の接合部には、シール機構４が設けられ
、本体２と蓋体３が一体となったとき、上記接合部の気
密が保持される構造となっている。

本体２内には、導体によって構成される、一対の円盤状
の下部電極５七上部電極１０（電力印加手段）が相互に
平行となるように設けられている。

下部電極５の下面中央部には、導体からなる支柱６が、
下部電極５と一体に設けられ、支柱６の下端部は、本体
２の中央部を貫通して、反応容器１の外部へ突出した状
態で、本体２に固定されている。

支柱６が、本体２を貫通する部分には、シール機構７が
設けられ、貫通部の気密を保持する構造となっている。

下部電極５は、支柱６を介して、反応容器１の外部で接
地されている。

下部電極５の下面には、加熱器８が設けられ、下部電極
５の上面に、着脱自在に設置されるウェハ９を適宜加熱
できる構造となっている。

一方、上部電極１０は蓋体３の中央部を貫通し７て設け
られている。

上部電極１０の、反応容器１内に位置する、下端部は、
下部電極５と対向する曳盤形状をなしている。第２図は
第１図における上部電極１０のＨ−■線矢視平面図であ
る。

上部電極１０は、絶縁体１１により、電気的に分離され
た、内電極１０Ａおよび、外電極１０Ｂにより同心円状
に一体に構成され、２重構造となっている。

内電極］　ＯＡＫは、ガス導入管１２に連通した、複数
のガス供給口１３が、下部電極５に対向する面に、設け
られている、 内電極１０Ａおよび外電極１０Ｂには、高周波発振器１
４Ａ、１４Ｂの出力端子の一端がそれぞれ接続され、他
端は接地されている、 蓋体３を、電極１０が貫通する部分ＩＣは、シール機構
１５が設けられ、貫通部の気密が保持される、 本体２には、たとえば真空ポンプ等の排気装置（図示せ
ず）に接続されるガス排気管１６が設けられ、反応容器
１内の排気が行なわれる。

ガス導入管１２は、反応ガス供給装置（図示せず）に接
続され、適時に、反応ガスが、ガス供給口１３を通じて
、反応容器１内に供給されるようになっている。

上記の如く構成されるプラズマ処理装置の作用を以下に
説明する。

蓋体３が開放され、下部電極５の上面に、ウェハ９が設
置される。

蓋体３が閉止されたのち、ガス排気管１６を通じて、ガ
ス排気装置（図示せず）Ｋより、反応容器１の内部は、
所定の真空度に減圧される。

ウェハ９は、加熱器８により、電極５を介して、所定の
温度に保持される。

反応ガス供給装置（図示せず）より、ガス導入管１２お
よび、複数のガス供給口１３を通じて、上部電極１０と
下部電極５上のウェハ９との間の空間に、所定の組成、
温度、流量等を有する反応ガスが供給され、内電極１０
Ａ、および外電極１０Ｂと、電極５との間に、高周波発
振器１４Ａ、および１４８により、それぞれ所定の周波
数および′魅力等を有する高周波を印加し、グロー放電
を起こさせる。

こうして反応が進行され、所用の生成物か、ウアハ９の
表面に徐々に形成される。

このとき、上記の生成物は、上部電極１０等にも被着し
、上部電極１００半径方向で、インピーダンスが変化す
る。

このため、内電極］０’Ａおよび外電極Ｊ（ＩＢ（７）
それぞれにおいて、実効的電力が、所定の値から変化す
る。

この実効的電力の、所定の値からの変化を、たとえば、
測定器（図示せず）により検知し、内電極ＪＯ’Ａおよ
び、外電極１０Ｂのそれぞれにおける、前記実効的電力
の変化を補うように、印加する電力を内電極１０Ａ、外
電極１０Ｂにおいて、個別に適宜制御する。

この結果、ウェハ９の各部に形成される所用の生成物の
膜厚および膜質の不均一化が防止される。

所定の時間、上記の状態に保持されたのち、蓋体３は開
放され、ウェハ９は反応容器１の外部に取り出される。

以上の操作が逐次繰返され、初数のウェノ・が順次処理
される。

〔効果〕

（１）２重構造の電極の内側および外側に印加する電力
を、個々に調整することにより電極半径方向のインピー
ダンス変化に伴なう実効的電力変化の補正が可能となり
、ウエノ・各部、および複数枚のウェハについても、形
成される膜厚および膜質を均一化することができる。

（２）電極が、電気的に独立な複数の部材により構成さ
れているため、電極の大形化に伴う高周波電流の表皮効
果による悪影響が低減され、ウェハの大口径化に対応可
能である。

以上本発明者によってたさ第１た発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもな℃・、 たとえは、電極を３あるいはそれ以上の数の別部材で構
成することも可能である、 〔利用分野］ 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるプラズマＣＶＤ装置
に適用した場合について説明したが、それに限定されろ
ものではなく、たとえばフラズマエソチング装置等にも
、適用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例であるプラズマＣＶＤ装置
の要部断面図、 第２図は、第１図における上部電極の■−■線矢視平面
図である。 １・・・反応容器、２・・・本体、３・・・蓋体、４・
・・シール機構、訃・・下部電極、６・・・支柱、７・
・・シール機構、８・・・加熱器、９・・・ウェハ、１
０・・・上部電極（電力印加手段）、ＩＯＡ・・・内電
極（部材）、１０Ｂ・・・外電極（部材）、１１・・・
絶縁体、１２・・・ガス導入管、１３・・・ガス供給口
、１４Ａ、１４Ｂ・・・高周波発振器、１５・・・シー
ル機構、１６・・・ガス排気管。 第　１　図 ７４Ａ 第　２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対の電力印加手段の、少なくとも一方が、互いに
   電気的に絶縁された複数の部材によって構成され、前記
   部材の個々に印加される電力が独立に制御可能であるこ
   とを特徴とするプラズマ処理装置。 ２、電力印加手段がウェハとの対向面の内側と外側とで
   互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のプラズマ処理装置。