JPS61116822A - 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、特罠半導体装置の製造に
おいてウニへの表面に薄膜を形成させる工程に用いられ
るプラズマＣＶＤ技術に適用して効果のある技術に関す
る。

〔背景技術〕

半導体装置の製造過程において、多数の半導体素子が形
成されたウェハの表面にたとえば窒化シリコンからなる
保護膜を形成する場合次のようなプラズマＣＶＤ装置を
用いることが考えられる。

すなわち、水平圧位置される円筒形の反応容この内部に
、反応容器の軸方向に平行に一対の平行平板電極を設け
、この平行平板電極の間にウェハな位置させる。

次に反応容器を外部から加熱し所定の温度圧保持し、反
応容器の一端から排気を行ないつつ、反応容器の他端か
ら、たとえばＳｉＨ，、ＮＨｓなとのガスが所定の比率
で混合された反応ガスな供給し、平行平板電極の間に高
周波電力を印加してグロー放電を行なわせ、反応ガスを
プラズマ解離して膜形成反応を促進し、ウニ八表面に所
定厚さの保護膜を形成させるものである。

しかしながら上記のプラズマＣＶＤ装置においては、反
応容器の一端から供給される反応ガスが反応容器の軸方
向に平行に配置された平行平板電極を通過する間に膜形
成反応によって徐々に消費されるため、濃度勾配を生ず
る。

このため、反応ガスの濃度が低い部分では、電極間のイ
ンピーダンスが低下し、膜形成反応に供給される電力が
低下することとなり反応ガスが低濃度であることと相俟
ってウェハ表面に形成される保護膜の生長速度が低下す
る。

この結果一度に処理されるウェハ全体では形成される膜
厚が不均一となる欠点があることを本発明者は見い出し
た。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、均一な厚さの膜を形成することが可能
な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５　　　
　　　のの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。

ル すなわち、反応ガスを流した状態で電極間の各部におけ
るインピーダンスが一様になるよう圧電極を傾斜させて
対向させることによって、均一な厚さの膜を形成するこ
とが可能なプラズマ処理技術を提供することにより前記
目的を達成するものである。

〔実施例〕

第１図１ａ）は本発明の一実施例であるプラズマＣＶＤ
装置の略横断面図であり、第１図ｔｂｌは同図ｉａｌに
おいて矢印Ｂ−Ｂで示される部分の略断面図である。

円筒形の石英反応容器ｌの一端には石英製の蓋２がＯリ
ング３を介して着脱自在に取りつけられ閉止時の機密が
保持される構造とされている。

蓋２には、真空ポンプ（図示せず）に接続される排気口
４が設けられ石英反応容器１内の排気が行なわれる構造
とされている。

また石英反応容器１の他端には、反応ガス供給装置（図
示せず）に接続される反応ガス供給口５が設けられ、石
英反応容器１の内部に反応ガスが供給される構造とされ
ている。

さらに石英反応容器１の外周部にはヒータ６が設けられ
、石英反応容器１の内部が所定の温度に保持される構造
とされている。

石英反応容器１の内部には、移動自在な石英製ノヘース
７が水平に位置され、このペース７の上には、たとえば
白金（Ｐｔ）　　で構成される一対の平板電極８ａおよ
び８ｂが設けられ、石英反応容器１の軸方向に配置され
ている。

この一対の平板電極８ａおよび８ｂの一端は、ペース７
に固定される支柱９ａおよび９ｂにそれぞれ回動自在に
嵌合されている。

さらに一対の平板電極８ａおよび８ｂには、石英製の一
対の位置決め治具１０ａおよび１０ｂがそれぞれ接触さ
れ、この位置決め治具１０ａおよび１０ｂの移動によっ
て対向する平板電極８ａおよび８ｂの傾斜角が調整され
る構造とされている。

位置決め治具１０ａおよび１０ｂは、ベース７に固定さ
れる一対の軸受１１ａおよび１１ｂＩＣ回転自在に嵌合
されるねじ１２に螺合され、ねじ１２の回転によってベ
ース７の上を摺動しつつ移動される構造とされている。

この場合、ねじ１２の位置決め治具１０ａおよび１０ｂ
に螺合される部分は互いに逆方向のねじが構成されてお
り、ねじ１２の一方向への回転によって位置決め治具１
０ａおよび１０ｂは接近されあるいは遠ざかるように移
動される構造とされている。

またねじ１２の一端は軸受１１ｂを貫通してハンドル１
３に接続され、ハンドル１３によってねじ１２が適宜回
転される構造とされている。

同図ｆｂｌに示されるように一対の平板電極８ａおよび
８ｂの対向する面には複数のウェハ１４がウェハ固定治
具１５によって着脱自在に保持される構造とされている
。

また石英反応容器１の端面を貫通して設けられ、高周波
電源１７に接続される一対の電極ビン１６ａおよび１６
ｂはそれぞれ平板電極８ａおよび８ｂに接触され、高周
波電力が供給される構造とされている。

次に本実施例の作用について説明する。

第１図のように所定の傾斜角で対向される平板電極８ａ
および８ｂにウェハ１４が装着された状態にある石英反
応容器１はヒータ６によって所定の温度に保持される。

次に排気口４から排気が行なわれつつ反応ガス供給口５
から所定の組成の反応ガスが供給され、さらに対向され
る平板電極８ａと８ｂとの間に高周波電力が印加され、
グロー放電が行なわれて膜形成反応が促進され、ウェハ
１４０表面には所要の薄膜が形成される。

このとき、平板電極８ａと８ｂの間を通過する反応ガス
は膜形成反応のために徐々に消費され、排気口４により
近い側で反応ガスの濃度が低下する。

この反応ガスの濃度の低下にともなって平板電極８ａと
８ｂとの間のインピーダンスも徐々に低下するが、平板
電極８ａと８ｂの間隔が排気口４の方向に徐々に狭くな
るように所定の角度で傾斜さ　　　　　して対向されて
いるため、前記の反応ガスの濃度＋１′ の低下に起因するインピーダンスの低下を相殺するよう
なインピーダンスの増加がもたらされ、平板電極８ａと
８ｂの間のインピーダンスは各部で一様に保たれる。

この結果、平板電極８ａおよび８ｂに保持される複数の
ウェハ１４０表面には各ウェハ１４の保持位置にかかわ
りなく均一な厚さの薄膜が形成される。

所定の時間上記の状態に保持されたのち、反応ガス供給
および高周波電力の印加は停止され、蓋２が開放されて
、ベース７は石英反応容器１の外部に取り出され、ウェ
ハ１４が平板電極８ａおよび８ｂから取りはずされて一
回の操作が完了される。

上記の一連の操作を繰り返すことによって多数のウェハ
１４が処理される。

〔効　果〕

ｆｉｌ　　電極が傾斜して対向されているため、反応ガ
スの濃度変化に起因する電極間のインピーダンス変化が
補正され、電極間の各部における膜形成反応が一様に行
なわれる結果、被処理物の位置に関係なく膜厚の均一性
が向上する。

＋２１　　傾斜して対向される電極の傾斜角度を変化さ
せることかできるため、異なる条件の膜形成作業をひと
つの装置で行なうことができる。

＋３１　　上記＋１１の結果、製品の歩留りが向上する
。

（４１上記＋２１　、１３１の結果、膜形成作業におけ
る生産性が向上する。

以上本発明者によってなされた発明を実施例和差づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施側圧限定されるも
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い。

たとえば、装置全体をたて型と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技
術に適用した場合について説明したが、それに限定され
るものではなく、たとえば、プラズマ・エツチング技術
に適用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図［ａｌは本発明の一実施例であるプラズマＣＶＤ
装置の略横断面図、 第１図［ｂｌは同図ｆａｌにおいて矢印Ｂ−Ｂで示され
る部分の略断面図である。 １・・・石英反応容器、２・・・蓋、３・・・０リング
、４・・・排気口、５・・・反応ガス供給口、６・・・
ヒータ、７・・・ベース、８ｍ、８ｂ・・・平板電極（
電極）、９ａ。 ９ｂ・・・支柱、１０ａ、１０ｂ・・・位置決め治具、
１１ａ、ｌｌｂ・・・軸受、１２・・・ねじ、１３・・
・ハンドル、１４・・・ウェーハ、１５・・・ウェハ固
定治具、１６ａ、１６ｂ・・・電極ビン、１７・・・高
周波電源。 代理人　　弁理士　　高　橋　　明　夫、　　）１．７
□−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、傾斜して対向される複数の電極を有することを特徴
   とするプラズマ処理装置。 ２、傾斜して対向される複数の電極の傾斜角度が可変で
   あ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。 ３、プラズマ処理装置がプラズマＣＶＤ装置であること
   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。