JPS6134933A - 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
- JPS6134933A JPS6134933A JP15674084A JP15674084A JPS6134933A JP S6134933 A JPS6134933 A JP S6134933A JP 15674084 A JP15674084 A JP 15674084A JP 15674084 A JP15674084 A JP 15674084A JP S6134933 A JPS6134933 A JP S6134933A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction gas
- substrate
- electrode
- plasma cvd
- substrates
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- 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
- C23C16/455—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 characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45585—Compression of gas before it reaches the substrate
-
- 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
- C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はプラズマ気相成長装置に関するものであり、特
に半導体基板上にプラズマ気相成長（ＣＶＤ）をなす際
に、基板面上に均一な膜成長を行うためのプラズマ気相
成長装置の構造の改善を計ったものである。
に半導体基板上にプラズマ気相成長（ＣＶＤ）をなす際
に、基板面上に均一な膜成長を行うためのプラズマ気相
成長装置の構造の改善を計ったものである。
現在、半導体装置を始め電子デバイスの多くの分野で、
基板に膜成長をする方法としてプラズマ気相成長装置が
利用されている。
基板に膜成長をする方法としてプラズマ気相成長装置が
利用されている。
このプラズマ気相成長方法は、最近広範囲に実用化され
たもので、シリコン基板に窒化膜や酸化膜を形成する際
に利用され、例えば、シリコン基板上に゛窒化膜を形成
する場合には、シラン（Ｓｉｎ４）とアンモニア（ＮＨ
ａ ）との混合ガスにアルゴンガス等を加えた反応気体
をＩ Ｔｏｒｒ程度の低圧下で高周波電圧を印加してプ
ラズマ化し、活性にすることにより２００℃〜３００℃
の温度で良質の窒化膜の成長が可能である。
たもので、シリコン基板に窒化膜や酸化膜を形成する際
に利用され、例えば、シリコン基板上に゛窒化膜を形成
する場合には、シラン（Ｓｉｎ４）とアンモニア（ＮＨ
ａ ）との混合ガスにアルゴンガス等を加えた反応気体
をＩ Ｔｏｒｒ程度の低圧下で高周波電圧を印加してプ
ラズマ化し、活性にすることにより２００℃〜３００℃
の温度で良質の窒化膜の成長が可能である。
このように、優れた特徴を有する反面、従来の平行平板
型のプラズマＣＶＤ装置では、屡々膜の表面が粗面にな
るという膜質異常が認められる場合があり、又ガスの噴
出孔の一部と基板との間に異常放電が発生して膜形成の
再現性がなくなるという欠点があった。
型のプラズマＣＶＤ装置では、屡々膜の表面が粗面にな
るという膜質異常が認められる場合があり、又ガスの噴
出孔の一部と基板との間に異常放電が発生して膜形成の
再現性がなくなるという欠点があった。
第２図は、従来のプラズマＣＶＤ装置の一例を模式的断
面図で示しているが、１はプラズマＣＶＤ装置であって
、２は中空の円板電極であって、円板電極２の上部にガ
ス供給孔３があって、ここから反応ガスが供給され、円
板電極２の複数の噴出孔４から噴出される反応ガスは、
対向する基板台５上に配置された基板６の方向に噴出さ
れ、これらの反応ガスは複数の排出孔７によって外部に
排気される。
面図で示しているが、１はプラズマＣＶＤ装置であって
、２は中空の円板電極であって、円板電極２の上部にガ
ス供給孔３があって、ここから反応ガスが供給され、円
板電極２の複数の噴出孔４から噴出される反応ガスは、
対向する基板台５上に配置された基板６の方向に噴出さ
れ、これらの反応ガスは複数の排出孔７によって外部に
排気される。
プラズマを発生させる高周波電圧は、電極２と基板台５
の間に印加され、通常周波数が１３．５６Ｍ）ｌｚで１
００Ｎ／ｃｏ！程度の電流密度のプラズマ電流を流すよ
うに電圧が制御されている。
の間に印加され、通常周波数が１３．５６Ｍ）ｌｚで１
００Ｎ／ｃｏ！程度の電流密度のプラズマ電流を流すよ
うに電圧が制御されている。
この場合の欠点としては、複数のガス噴出孔４の内の成
る噴出孔が９．基板６との間で異常放電することが屡々
あり、そのような場合には膜厚の再現性がな（なって膜
厚制御が困難になる。
る噴出孔が９．基板６との間で異常放電することが屡々
あり、そのような場合には膜厚の再現性がな（なって膜
厚制御が困難になる。
第３図は、基板に対向する平行電極１１が中空ではなく
て単に円板であり、複数のガスの供給孔１２が直接にプ
ラズマＣＶＤ装置に設けられていて、対向する基板台１
３上に配置された基板６に反応ガスが矢印のように噴出
され、これらの反応ガスはＣＶＤ装置の底面の中央部に
設けられた排出孔１４によって外部に排気される。
て単に円板であり、複数のガスの供給孔１２が直接にプ
ラズマＣＶＤ装置に設けられていて、対向する基板台１
３上に配置された基板６に反応ガスが矢印のように噴出
され、これらの反応ガスはＣＶＤ装置の底面の中央部に
設けられた排出孔１４によって外部に排気される。
この装置の欠点は、ガスの供給孔１２から対向する基板
台１３上の基板６に反応ガスが矢印のように噴出されて
排気される迄の過程で、基板が気相反応をしはじめるａ
領域の反応ガスの密度と、最後の基板と反応するｂ領域
の反応ガスの密度が異なるために、最初に反応ガスと接
する基板の成長膜厚と最後の基板の膜厚とは７０％程度
にばらつくという欠点がある。
台１３上の基板６に反応ガスが矢印のように噴出されて
排気される迄の過程で、基板が気相反応をしはじめるａ
領域の反応ガスの密度と、最後の基板と反応するｂ領域
の反応ガスの密度が異なるために、最初に反応ガスと接
する基板の成長膜厚と最後の基板の膜厚とは７０％程度
にばらつくという欠点がある。
上記の構成の平板型プラズマＣＶＤ装置においては、異
常放電現象の発生や、反応ガス気流の活性密度の差のた
めに基板上の膜厚分布の不均一や、再現性に問題点があ
るので一放電異常を防止し、且つ反応ガスの活性密度に
差ができない構造のプラズマＣＶＤ装置を実現すること
にある。
常放電現象の発生や、反応ガス気流の活性密度の差のた
めに基板上の膜厚分布の不均一や、再現性に問題点があ
るので一放電異常を防止し、且つ反応ガスの活性密度に
差ができない構造のプラズマＣＶＤ装置を実現すること
にある。
本発明は、上記問題点を解消したプラズマＣＶＤ装置を
提供するものであって、その手段は、所定のガスの供給
孔と排出孔を有する雰囲気容器と、該雰囲気容器内に配
置された対向電極と、該対向電極に対向して設置された
基板台上の基板とに高周波電圧が印加されるプラズマ成
長装置において、前記ガス供給孔を該雰囲気容器の前記
対向電極の周辺に複数個設け、且つ前記ガス排気孔を、
該雰囲気容器の前記基板台の中央部に設けると共に、該
対向電極を該基板側を頂点とする円錐形状とし、且つ該
円錐形状の頂点部の所定領域を電気的１色縁体によって
被覆したプラズマ気相成長装置を提供することによって
達成できる。
提供するものであって、その手段は、所定のガスの供給
孔と排出孔を有する雰囲気容器と、該雰囲気容器内に配
置された対向電極と、該対向電極に対向して設置された
基板台上の基板とに高周波電圧が印加されるプラズマ成
長装置において、前記ガス供給孔を該雰囲気容器の前記
対向電極の周辺に複数個設け、且つ前記ガス排気孔を、
該雰囲気容器の前記基板台の中央部に設けると共に、該
対向電極を該基板側を頂点とする円錐形状とし、且つ該
円錐形状の頂点部の所定領域を電気的１色縁体によって
被覆したプラズマ気相成長装置を提供することによって
達成できる。
即ち、本発明は、従来の平板構造の電極の欠点である、
ガス噴出孔の異常放電や、平行空間を反応ガスが通過す
るという構造を改良して、円錐型構造にした電極とし、
特に円錐型電極の先端部は放電しやすいため、その領域
には絶縁体で被覆して異常放電の発生を防止し、又平行
空間の反応ガス通路の断面を反応ガスの進行に従って、
通路断面が次第に小になるようにして、反応ガスの密度
を補償して基板上での均一なプラズマＣＶＤが行なわれ
るように考慮したものである。
ガス噴出孔の異常放電や、平行空間を反応ガスが通過す
るという構造を改良して、円錐型構造にした電極とし、
特に円錐型電極の先端部は放電しやすいため、その領域
には絶縁体で被覆して異常放電の発生を防止し、又平行
空間の反応ガス通路の断面を反応ガスの進行に従って、
通路断面が次第に小になるようにして、反応ガスの密度
を補償して基板上での均一なプラズマＣＶＤが行なわれ
るように考慮したものである。
第１図は本発明の実施例を示すプラズマＣＶＤ装置の模
式断面図である。
式断面図である。
プラズマＣＶＤ装置２１の外囲器はアルミニューム又は
ステンレスで製作され、円錐型電極２２はアルミニュー
ムを加工した円錐板であり、複数の反応ガス供給孔２３
がプラズマＣＶＤ装置２１の上面に設けられていて、こ
の供給孔２３から所定の反応ガスが供給される。
ステンレスで製作され、円錐型電極２２はアルミニュー
ムを加工した円錐板であり、複数の反応ガス供給孔２３
がプラズマＣＶＤ装置２１の上面に設けられていて、こ
の供給孔２３から所定の反応ガスが供給される。
この供給された反応ガスの流入方向は、矢印で示すよう
に電極２２をまわりこんで、対向する基板台２４上に配
列された基板６に接しながら、基板台２４の中央部にあ
る排出孔２５から排出される。
に電極２２をまわりこんで、対向する基板台２４上に配
列された基板６に接しながら、基板台２４の中央部にあ
る排出孔２５から排出される。
円錐型の電極２２の頂点部には、放電を防止するために
、絶縁膜２６が被覆され、絶縁材料としてアルミナが被
着されているが、絶縁膜２６の直径は供給ガスの排出孔
２５の直径と略同直径で形成されている。
、絶縁膜２６が被覆され、絶縁材料としてアルミナが被
着されているが、絶縁膜２６の直径は供給ガスの排出孔
２５の直径と略同直径で形成されている。
基板台２４はアルミニューム又はステンレス製であって
、ウェハ６を４００℃〜５００℃に加熱する必要がある
ために、基板台２４にはヒータ２７が内臓されていて、
上面に配置される基板を加熱すくようになっている。
、ウェハ６を４００℃〜５００℃に加熱する必要がある
ために、基板台２４にはヒータ２７が内臓されていて、
上面に配置される基板を加熱すくようになっている。
電極２２と電極２４との間の間隙は、−例として最も間
隙の大きい電極２２の周辺部分で間隙をｄとすると、最
も間隙の小である電極２２の中心部分ではｄ／２程度に
設定するのがよく、反応ガスの流れに従って上流側の濃
度の高い反応ガスの場合には密度を小にしておき、下流
側では密度を大にすることにより、基板面に対し略均−
なプラズマＣＶＤが行われる。
隙の大きい電極２２の周辺部分で間隙をｄとすると、最
も間隙の小である電極２２の中心部分ではｄ／２程度に
設定するのがよく、反応ガスの流れに従って上流側の濃
度の高い反応ガスの場合には密度を小にしておき、下流
側では密度を大にすることにより、基板面に対し略均−
なプラズマＣＶＤが行われる。
電極への印加電圧は、高周波電圧が電極２２と基板台２
４の間に印加され、通常周波数が１３．５６ＭＨｚで、
１００Ｗ／ ａｄ程度の電流密度を流すように電圧が制
御される。
４の間に印加され、通常周波数が１３．５６ＭＨｚで、
１００Ｗ／ ａｄ程度の電流密度を流すように電圧が制
御される。
このような構造のプラズマＣＶＤ装置を用いて反応ガス
として、シランとアンモニアの混合ガスにアルゴンガス
を流して、約Ｉ Ｔｏｒｒのガス圧として、電圧を印加
してプラズマＣＶＤを行ないシリコン基板上に窒化膜を
形成した結果、異常放電の発生がなく、又基板上の成長
膜の厚みの分布のばらつきは、１０％以内の均一な膜厚
の基板を製造することが可能になった。
として、シランとアンモニアの混合ガスにアルゴンガス
を流して、約Ｉ Ｔｏｒｒのガス圧として、電圧を印加
してプラズマＣＶＤを行ないシリコン基板上に窒化膜を
形成した結果、異常放電の発生がなく、又基板上の成長
膜の厚みの分布のばらつきは、１０％以内の均一な膜厚
の基板を製造することが可能になった。
Ｃ発明の効果〕
以上詳細に説明したように本発明のプラズマＣＶＤ装置
は、基板上に均一な膜厚の成長膜を形成し、基板の不良
率の低減に供し得るという効果大なるものがある。
は、基板上に均一な膜厚の成長膜を形成し、基板の不良
率の低減に供し得るという効果大なるものがある。
第１図は本発明のプラズマＣＶＤ装置の模式断面図、
第２図、第３図は従来のプラズマＣＶＤ装置の模式断面
図である。 図において、６は基板、°２１はプラズマＣＶＤ装置、
２２は電極、２３はガス供給孔、２４は基盤台、２５は
排出孔、２６は絶縁体をそれぞれ示す。 ！Ｊ１図 ？’１ 第２図 ＩＪ３図
図である。 図において、６は基板、°２１はプラズマＣＶＤ装置、
２２は電極、２３はガス供給孔、２４は基盤台、２５は
排出孔、２６は絶縁体をそれぞれ示す。 ！Ｊ１図 ？’１ 第２図 ＩＪ３図
Claims (1)
- 所定のガスの供給孔と排出孔を有する雰囲気容器と、
該雰囲気容器内に配置された対向電極と、該対向電極に
対向して設置された基板台上の基板とに高周波電圧が印
加されるプラズマ成長装置において、前記ガス供給孔を
該雰囲気容器の前記対向電極の周辺に複数個設け、且つ
前記ガス排気孔を、該雰囲気容器の前記基板台の中央部
に設けると共に、該対向電極を該基板側を頂点とする円
錐形状とし、且つ該円錐形状の頂点部の所定領域を電気
的絶縁体によって被覆したことを特徴とするプラズマ気
相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15674084A JPS6134933A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | プラズマ気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15674084A JPS6134933A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | プラズマ気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6134933A true JPS6134933A (ja) | 1986-02-19 |
Family
ID=15634279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15674084A Pending JPS6134933A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | プラズマ気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6134933A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100268114B1 (ko) * | 1991-04-04 | 2001-02-01 | 가나이 쓰도무 | 드라이에칭장치 |
| WO2003048414A1 (en) * | 2001-12-04 | 2003-06-12 | Primaxx, Inc. | Chemical vapor deposition reactor |
| JP2009021220A (ja) * | 2007-06-11 | 2009-01-29 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置、アンテナおよびプラズマ処理装置の使用方法 |
-
1984
- 1984-07-26 JP JP15674084A patent/JPS6134933A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100268114B1 (ko) * | 1991-04-04 | 2001-02-01 | 가나이 쓰도무 | 드라이에칭장치 |
| WO2003048414A1 (en) * | 2001-12-04 | 2003-06-12 | Primaxx, Inc. | Chemical vapor deposition reactor |
| JP2009021220A (ja) * | 2007-06-11 | 2009-01-29 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置、アンテナおよびプラズマ処理装置の使用方法 |
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