JPS6255924A - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置Info
- Publication number
- JPS6255924A JPS6255924A JP19820185A JP19820185A JPS6255924A JP S6255924 A JPS6255924 A JP S6255924A JP 19820185 A JP19820185 A JP 19820185A JP 19820185 A JP19820185 A JP 19820185A JP S6255924 A JPS6255924 A JP S6255924A
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- JP
- Japan
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- gas
- magnetic field
- plasma
- reaction
- wafer
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- Pending
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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〕
この発明は、半導体回路装置等の製造に用いる拡散炉型
プラズマＣＶＤ装置に関するものである。
プラズマＣＶＤ装置に関するものである。
第２図は従来の拡散炉型プラズマＣＶＤ装置の概要図で
あり、図において、（１１は内部を減圧に保持する石英
管でなる反応管、（２）は半導体ウェハ（３）等を支持
すると同時に高周波放電の電極となる通常はグラファイ
トで形成されたウェハボート、（３）は半導体ウェハ、
（４）はウェハボート（２）およびウェハ（３）の温度
を上げるための炉体、（５）はウェハボート（２）に高
周波を印加してプラズマを発生させるための高周波（Ｒ
Ｆ）発振器、（６）は反応ガスを反応管（１）内へ導入
するガス入口である。
あり、図において、（１１は内部を減圧に保持する石英
管でなる反応管、（２）は半導体ウェハ（３）等を支持
すると同時に高周波放電の電極となる通常はグラファイ
トで形成されたウェハボート、（３）は半導体ウェハ、
（４）はウェハボート（２）およびウェハ（３）の温度
を上げるための炉体、（５）はウェハボート（２）に高
周波を印加してプラズマを発生させるための高周波（Ｒ
Ｆ）発振器、（６）は反応ガスを反応管（１）内へ導入
するガス入口である。
次に動作について説明する。まず、ウェハボート（２）
にウェハ（３）を装着して反応管（１）内へ挿入する。
にウェハ（３）を装着して反応管（１）内へ挿入する。
続いて、この反応管（１）内において、ウェハボート（
２）およびウェハ（３）は炉体（４）により加熱昇温さ
れる。
２）およびウェハ（３）は炉体（４）により加熱昇温さ
れる。
次に、反応管（１）内を真空ポンプ（図示せず）により
減圧した後に、ガス入口（６）より反応ガスを反応管（
１）内に適当な圧力および流量で導入する。次いで、Ｒ
Ｆ発振器（５）により高周波を励振し、この高周波をウ
ェハポート（２）に印加することによりプラズマを発生
させる。発生したプラズマにより反応ガスが化学的に活
性な物質に分解して反応することによって、ウェハ（３
）の表面に所期の物質が堆積される。
減圧した後に、ガス入口（６）より反応ガスを反応管（
１）内に適当な圧力および流量で導入する。次いで、Ｒ
Ｆ発振器（５）により高周波を励振し、この高周波をウ
ェハポート（２）に印加することによりプラズマを発生
させる。発生したプラズマにより反応ガスが化学的に活
性な物質に分解して反応することによって、ウェハ（３
）の表面に所期の物質が堆積される。
従来のプラズマＣＶＤ装置は以上のように構成されてい
るので、２種類もしくはそれ以上の種類の反応ガスによ
り、例えば窒化膜、酸化膜などの膜をウェハ上に形成す
るときには、反応ガスの分解効率が異なるにもかかわら
ず、それらの反応ガスが同一のプラズマによって分解さ
れるため、化学的に活性な分解物質の生成量を制御する
ことが困難であった。このため、ウェハ間で膜形成速度
や膜質が変化することとなり、均一な膜厚および膜質の
薄膜を形成することが困難であるという問題点があった
。
るので、２種類もしくはそれ以上の種類の反応ガスによ
り、例えば窒化膜、酸化膜などの膜をウェハ上に形成す
るときには、反応ガスの分解効率が異なるにもかかわら
ず、それらの反応ガスが同一のプラズマによって分解さ
れるため、化学的に活性な分解物質の生成量を制御する
ことが困難であった。このため、ウェハ間で膜形成速度
や膜質が変化することとなり、均一な膜厚および膜質の
薄膜を形成することが困難であるという問題点があった
。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ウェハ間で均一な膜質および膜厚の堆積膜が
得られるとともに、分解効率の大きく異なる反応ガスに
よっても膜形成ができ、また、膜形成温度の低温化が可
能であり、更には、ウェハへのいわゆるプラズマ損傷を
軽減することのできるプラズマＣＶＤ装置を得ることを
目的とする。
たもので、ウェハ間で均一な膜質および膜厚の堆積膜が
得られるとともに、分解効率の大きく異なる反応ガスに
よっても膜形成ができ、また、膜形成温度の低温化が可
能であり、更には、ウェハへのいわゆるプラズマ損傷を
軽減することのできるプラズマＣＶＤ装置を得ることを
目的とする。
この発明に係るプラズマＣＶＤ装置は、反応ガスの入口
を反応管の長手方向の異なる２ケ所に設け、その間にヨ
ークをもつ空芯磁場コイルによりカスプ磁場を形成し、
その磁場領域に外部よりマイクロ波を印加するようにし
たものである。
を反応管の長手方向の異なる２ケ所に設け、その間にヨ
ークをもつ空芯磁場コイルによりカスプ磁場を形成し、
その磁場領域に外部よりマイクロ波を印加するようにし
たものである。
この発明におけるプラズマＣＶＤ装置は、カスプ磁場の
形成およびマイクロ波の印加により上流側のガス入口よ
り反応管内に流入した反応ガスがいわゆる電子サイクロ
トロン共鳴プラズマにより効率的に分解され、化学的に
活性な物質を制御性よく生成する。
形成およびマイクロ波の印加により上流側のガス入口よ
り反応管内に流入した反応ガスがいわゆる電子サイクロ
トロン共鳴プラズマにより効率的に分解され、化学的に
活性な物質を制御性よく生成する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１１〜（６）は第２図に示した従来のプ
ラズマＣＶＤ装置におけるものと同様のものである。（
７）は分解効率の低い反応ガスを導入するガス入口、（
８）は２ケ所のガス入口（６）および（７）の間の反応
管（１）内にカスプ磁場を発生する空芯磁場コイル、（
９）は磁力線を狭い領域に閉じ込めるための高ｉ３ｍ性
体により作られたヨーク、（１０）は反応管ｉｌｌのカ
スプ磁場領域へマイクロ波を導入するためにヨーク（９
）の一部をくり抜いて通した導波管、（１１）は磁力線
、（１２）は電子サイクロトロン共鳴層、（１３）は電
子サイクロトロン共鳴により生成されたプラズマである
。
図において、（１１〜（６）は第２図に示した従来のプ
ラズマＣＶＤ装置におけるものと同様のものである。（
７）は分解効率の低い反応ガスを導入するガス入口、（
８）は２ケ所のガス入口（６）および（７）の間の反応
管（１）内にカスプ磁場を発生する空芯磁場コイル、（
９）は磁力線を狭い領域に閉じ込めるための高ｉ３ｍ性
体により作られたヨーク、（１０）は反応管ｉｌｌのカ
スプ磁場領域へマイクロ波を導入するためにヨーク（９
）の一部をくり抜いて通した導波管、（１１）は磁力線
、（１２）は電子サイクロトロン共鳴層、（１３）は電
子サイクロトロン共鳴により生成されたプラズマである
。
次に、このように構成された本実施例のプラズマＣＶＤ
装置の動作について説明する。
装置の動作について説明する。
ウェハボート（２）にウェハ（３）を装着し、反応管（
１）内に挿入し、これらを炉体（４）によって加熱昇温
し、次いで真空ポンプ（図示せず）により反応管（１１
内を減圧にする工程までは従来のプラズマＣＶＤ装置の
場合と同様である。次に、空芯磁場コイル（８）に適当
な電源から電流を流すことによって、ヨーク（９）の作
用により反応管（１）内に磁力線（１１）を有するカス
プ磁場が形成される。次に、ガス人口（７）より分解効
率の低い反応ガスを、ガス入口（６）より分解効率の高
いガスを反応管（１１内に導入し、排気側へ流れさせて
適当な圧力にする。続いて、導波管（１０）よりマイク
ロ波電力をカスプ磁場領域へ入射することにより、電子
サイクロトロン共鳴層（１２）で電子サイクロトロン共
鳴プラズマ（１３）が発生し、これが磁力線（１１）に
沿って拡散することによって点線で示したような領域に
プラズマ（１３）が満たされる。このプラズマ（１３）
は電子サイクロトロン共鳴により生成されるため、プラ
ズマ密度および電子温度が高く、また、カスプ磁場の優
れたプラズマ閉じ込め効果によりさらにプラズマ密度が
上昇するので、従来のプラズマＣＶＤ装置では分解しに
くい反応ガスも効果的に分解し、化学的に活性な物質を
効率的に発生させることができる。また、空芯磁場コイ
ル（８）にヨーク（９）を併用したため、磁力線が狭い
領域で閉じ、プラズマ（１３）がウェハボ−Ｈ２＋に向
って拡がらないとともに、ウェハボ−ト（２）でのプラ
ズマに影響を与えない。
１）内に挿入し、これらを炉体（４）によって加熱昇温
し、次いで真空ポンプ（図示せず）により反応管（１１
内を減圧にする工程までは従来のプラズマＣＶＤ装置の
場合と同様である。次に、空芯磁場コイル（８）に適当
な電源から電流を流すことによって、ヨーク（９）の作
用により反応管（１）内に磁力線（１１）を有するカス
プ磁場が形成される。次に、ガス人口（７）より分解効
率の低い反応ガスを、ガス入口（６）より分解効率の高
いガスを反応管（１１内に導入し、排気側へ流れさせて
適当な圧力にする。続いて、導波管（１０）よりマイク
ロ波電力をカスプ磁場領域へ入射することにより、電子
サイクロトロン共鳴層（１２）で電子サイクロトロン共
鳴プラズマ（１３）が発生し、これが磁力線（１１）に
沿って拡散することによって点線で示したような領域に
プラズマ（１３）が満たされる。このプラズマ（１３）
は電子サイクロトロン共鳴により生成されるため、プラ
ズマ密度および電子温度が高く、また、カスプ磁場の優
れたプラズマ閉じ込め効果によりさらにプラズマ密度が
上昇するので、従来のプラズマＣＶＤ装置では分解しに
くい反応ガスも効果的に分解し、化学的に活性な物質を
効率的に発生させることができる。また、空芯磁場コイ
ル（８）にヨーク（９）を併用したため、磁力線が狭い
領域で閉じ、プラズマ（１３）がウェハボ−Ｈ２＋に向
って拡がらないとともに、ウェハボ−ト（２）でのプラ
ズマに影響を与えない。
次に、従来のプラズマｃｖＤ”Ａ置におけるのと同様に
、ＲＦ発振器（５）により高周波を発生させ、ウェハボ
ート（２）にプラズマを発生させる。このとき、この領
域では分解効率の低い反応ガスを分解する必要がないた
め、従来より低いＲＦ電力を印加することで十分である
とともに、熱による反応の促進も少なくてよいことによ
りウェハ（３）の温度を従来より下げて堆積を行うこと
ができる。
、ＲＦ発振器（５）により高周波を発生させ、ウェハボ
ート（２）にプラズマを発生させる。このとき、この領
域では分解効率の低い反応ガスを分解する必要がないた
め、従来より低いＲＦ電力を印加することで十分である
とともに、熱による反応の促進も少なくてよいことによ
りウェハ（３）の温度を従来より下げて堆積を行うこと
ができる。
以上のように、この発明によれば、分解効率の低い反応
ガスをカスプ磁場領域の電子サイクロトロン共鳴プラズ
マにより他のガスとは別に効率的に分解させるように構
成したので、ウェハ間の膜厚、膜質の均一性が得られる
という効果がある。
ガスをカスプ磁場領域の電子サイクロトロン共鳴プラズ
マにより他のガスとは別に効率的に分解させるように構
成したので、ウェハ間の膜厚、膜質の均一性が得られる
という効果がある。
また、ウェハ近傍のプラズマが低温かつ低密度になるの
でウェハのプラズマ１員傷が小さくなるとともに、ウェ
ハ温度を下げることができるのでプロセスの低温化が可
能であるなどの効果も得られ
でウェハのプラズマ１員傷が小さくなるとともに、ウェ
ハ温度を下げることができるのでプロセスの低温化が可
能であるなどの効果も得られ
第１図はこの発明の一実施例によるプラズマＣＶＤ装置
を示す概要Ｍ、第２図は従来のプラズマＣＶＤ装置を示
す概要図である。 （１）は反応管、（２）はウェハボー１・、（３）はウ
ェハ、（４）は炉体、（５）はＲＦ発振器、ｆ６１．
（７１はガス入口、（８）は空芯磁場コイル、（９）は
ヨーク、（１０）は導波管、（１１）は磁力線、（１２
）はサイクロトロン共鳴層、（１３）は電子サイクロト
ロン共鳴プラズマ。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
を示す概要Ｍ、第２図は従来のプラズマＣＶＤ装置を示
す概要図である。 （１）は反応管、（２）はウェハボー１・、（３）はウ
ェハ、（４）は炉体、（５）はＲＦ発振器、ｆ６１．
（７１はガス入口、（８）は空芯磁場コイル、（９）は
ヨーク、（１０）は導波管、（１１）は磁力線、（１２
）はサイクロトロン共鳴層、（１３）は電子サイクロト
ロン共鳴プラズマ。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 反応管内に半導体ウェハを収納して反応ガスをプラズ
マによって分解することにより上記半導体ウェハ上に上
記反応ガスの分解生成物質でなる薄膜を低温にて形成す
るプラズマＣＶＤ装置において、上記反応管内に分解効
率の低い反応ガスおよび分解効率の高い反応ガスをそれ
ぞれ導入する一対のガス入口と、これらガス入口間にカ
スプ磁場を形成するためのヨークを有する空芯磁場コイ
ルと、上記カスプ磁場の形成領域にマイクロ波を導入し
て電子サイクロトロン共鳴層で発生する電子サイクロト
ロン共鳴プラズマにより上記分解効率の低い反応ガスを
効率的に分解するマイクロ波導入手段とを備えることを
特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19820185A JPS6255924A (ja) | 1985-09-05 | 1985-09-05 | プラズマｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19820185A JPS6255924A (ja) | 1985-09-05 | 1985-09-05 | プラズマｃｖｄ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6255924A true JPS6255924A (ja) | 1987-03-11 |
Family
ID=16387158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19820185A Pending JPS6255924A (ja) | 1985-09-05 | 1985-09-05 | プラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6255924A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5292370A (en) * | 1992-08-14 | 1994-03-08 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Coupled microwave ECR and radio-frequency plasma source for plasma processing |
-
1985
- 1985-09-05 JP JP19820185A patent/JPS6255924A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5292370A (en) * | 1992-08-14 | 1994-03-08 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Coupled microwave ECR and radio-frequency plasma source for plasma processing |
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