JP3204861B2 - 高周波遮蔽ヒータ - Google Patents
高周波遮蔽ヒータInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は下部電極に関する。更に
詳細には、本発明はプラズマを用いて成膜処理する気相
反応装置用の下部電極で使用するヒータに関する。
詳細には、本発明はプラズマを用いて成膜処理する気相
反応装置用の下部電極で使用するヒータに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ＩＣの製造においては、基板の表
面に酸化シリコンの薄膜を形成する工程がある。薄膜の
形成方法には化学的気相成長法（ＣＶＤ）が用いられて
いる。ＣＶＤ法には、常圧法、減圧法およびプラズマ法
の３方法があるが、最近の高品質で高精度な薄膜が要求
される超ＬＳＩに対してはプラズマ法が好適であるとし
て注目されている。
面に酸化シリコンの薄膜を形成する工程がある。薄膜の
形成方法には化学的気相成長法（ＣＶＤ）が用いられて
いる。ＣＶＤ法には、常圧法、減圧法およびプラズマ法
の３方法があるが、最近の高品質で高精度な薄膜が要求
される超ＬＳＩに対してはプラズマ法が好適であるとし
て注目されている。
【０００３】プラズマ法は、真空中に噴射された反応ガ
スに対し、高周波電圧を印加してプラズマ化し、反応に
必要なエネルギーを得るもので、膜厚の均一性と共に良
好な膜質が得られ、しかも、膜形成速度が速いなど多く
の点で優れている。
スに対し、高周波電圧を印加してプラズマ化し、反応に
必要なエネルギーを得るもので、膜厚の均一性と共に良
好な膜質が得られ、しかも、膜形成速度が速いなど多く
の点で優れている。
【０００４】プラズマ法によるシリコン酸化膜の形成材
料には例えば、ＳｉＨ４ などが使用されてきたが、半
導体デバイスの微細化に伴ってステップカバレージ（段
差被覆性）の低下が問題となってきた。このモノシラン
ガスの代わりに、最近、液体のテトラエチルオルソシリ
ケート（ＴＥＯＳ）［Ｓｉ（ＯＣ２ Ｈ５ ）４ ］が使
用されるようになってきた。ＴＥＯＳはステップカバレ
ージに優れた緻密な膜を形成できるためである。ＴＥＯ
Ｓを用いてシリコン酸化膜を成膜する場合、ＴＥＯＳを
加熱して気化させ、ＴＥＯＳガスとし、これに酸素ガス
を混合して反応炉に供給する。
料には例えば、ＳｉＨ４ などが使用されてきたが、半
導体デバイスの微細化に伴ってステップカバレージ（段
差被覆性）の低下が問題となってきた。このモノシラン
ガスの代わりに、最近、液体のテトラエチルオルソシリ
ケート（ＴＥＯＳ）［Ｓｉ（ＯＣ２ Ｈ５ ）４ ］が使
用されるようになってきた。ＴＥＯＳはステップカバレ
ージに優れた緻密な膜を形成できるためである。ＴＥＯ
Ｓを用いてシリコン酸化膜を成膜する場合、ＴＥＯＳを
加熱して気化させ、ＴＥＯＳガスとし、これに酸素ガス
を混合して反応炉に供給する。
【０００５】図２は従来のプラズマＣＶＤ装置１の一例
の模式的構成図である。図において、反応炉（チャン
バ）１０は気密とされ、反応炉１０の蓋板１０２に金属
製のノズル部３０を固定し、その下部にアルミニウム製
で、上面から下面に貫通する微小孔４１を多数有する円
盤状のシャワー電極４０を絶縁リング１０３により支持
する。これを上部電極３２とする。シャワー電極４０に
対して高周波電圧を印加する高周波電源７が設けられて
いる。
の模式的構成図である。図において、反応炉（チャン
バ）１０は気密とされ、反応炉１０の蓋板１０２に金属
製のノズル部３０を固定し、その下部にアルミニウム製
で、上面から下面に貫通する微小孔４１を多数有する円
盤状のシャワー電極４０を絶縁リング１０３により支持
する。これを上部電極３２とする。シャワー電極４０に
対して高周波電圧を印加する高周波電源７が設けられて
いる。
【０００６】上部電極３２に対峙して下部電極２０が配
設されている。下部電極２０は支柱２５により支持され
ており、この支柱２５は昇降可能に構成されていて、電
極間の間隔を変更することができる。符号２６は気密性
の蛇腹を示す。また、符号２７は金属製支柱台座を示
す。支柱２５の上部にはサセプタ２２が配設され、サセ
プタ２２の下部にはヒータユニット２１が配設されてお
り、サセプタ２２とヒータユニット２１の周囲にはヒー
タカバー２３が設けられている。サセプタ２２は例え
ば、金属製の係合部材２８及び絶縁部材２９を介して支
柱２５により支持されている。また、サセプタは金属製
係合部材２８に接続された導体３１及び反応炉ベース１
０１を介して接地されている。
設されている。下部電極２０は支柱２５により支持され
ており、この支柱２５は昇降可能に構成されていて、電
極間の間隔を変更することができる。符号２６は気密性
の蛇腹を示す。また、符号２７は金属製支柱台座を示
す。支柱２５の上部にはサセプタ２２が配設され、サセ
プタ２２の下部にはヒータユニット２１が配設されてお
り、サセプタ２２とヒータユニット２１の周囲にはヒー
タカバー２３が設けられている。サセプタ２２は例え
ば、金属製の係合部材２８及び絶縁部材２９を介して支
柱２５により支持されている。また、サセプタは金属製
係合部材２８に接続された導体３１及び反応炉ベース１
０１を介して接地されている。
【０００７】ヒータユニット２１は、ニクロム線などか
らなるヒータ２１１をヒータベース２１３上に配列し、
これをヒータ押え２１５との間に狭装するような構造を
有する。ヒータ２１１にはニクロム線のような金属導体
を絶縁物で被覆してなるＡＣ電流供給配線２１７が接続
されている。この配線２１７は支柱２５の場合と同様
に、蛇腹２６及び支持台座２７により保持されている。
配線２１７は炉外のＡＣ電源２１９に接続されている。
らなるヒータ２１１をヒータベース２１３上に配列し、
これをヒータ押え２１５との間に狭装するような構造を
有する。ヒータ２１１にはニクロム線のような金属導体
を絶縁物で被覆してなるＡＣ電流供給配線２１７が接続
されている。この配線２１７は支柱２５の場合と同様
に、蛇腹２６及び支持台座２７により保持されている。
配線２１７は炉外のＡＣ電源２１９に接続されている。
【０００８】反応処理においては、反応炉１０の側面１
０５に設けられた搬入／搬出路５０のゲート５１を開
き、キャリッジ５２により基板６を搬入してサセプタ２
２の上面略中央部に載置する。ゲートを閉じて、ダクト
１０４から排気することにより反応炉内部を所定の真空
度にした後、ヒータ２１によりサセプタ２２が加熱さ
れ、これに載置された基板が所定の温度になると、イン
レット３４から所定の反応ガス（例えば、ＴＥＯＳ及び
酸素ガス）を反応炉内に送入する。ガスはノズル部３０
を経て、シャワー電極４０の微小孔４１より基板に向け
て噴射される。
０５に設けられた搬入／搬出路５０のゲート５１を開
き、キャリッジ５２により基板６を搬入してサセプタ２
２の上面略中央部に載置する。ゲートを閉じて、ダクト
１０４から排気することにより反応炉内部を所定の真空
度にした後、ヒータ２１によりサセプタ２２が加熱さ
れ、これに載置された基板が所定の温度になると、イン
レット３４から所定の反応ガス（例えば、ＴＥＯＳ及び
酸素ガス）を反応炉内に送入する。ガスはノズル部３０
を経て、シャワー電極４０の微小孔４１より基板に向け
て噴射される。
【０００９】しかし、図２に示されるような従来のプラ
ズマＣＶＤ装置の下部電極２０では、サセプタ（導体）
２２，ヒータ押え（絶縁物）２１５及びヒータ（導体）
２１１と構造的なコンデンサを形成し、ヒータ２１１及
びヒータ２１１にＡＣ電流を供給する配線２１７は一種
のアンテナとなる。そのため、プラズマ着火時にヒータ
及び配線を介して高周波が流れ、ＡＣ電源の制御系（特
にサイリスタ）を破損することがある。この損傷で制御
系が誤動作し、サセプタの溶融、ヒータの異常ＯＦＦ
（すなわち、命令が無いのにヒータが突然ＯＦＦになる
こと）、ヒータの異常昇温によるアルミ蒸着などの異常
で製品不良が発生し、スループット低下の大きな要因と
なっていた。
ズマＣＶＤ装置の下部電極２０では、サセプタ（導体）
２２，ヒータ押え（絶縁物）２１５及びヒータ（導体）
２１１と構造的なコンデンサを形成し、ヒータ２１１及
びヒータ２１１にＡＣ電流を供給する配線２１７は一種
のアンテナとなる。そのため、プラズマ着火時にヒータ
及び配線を介して高周波が流れ、ＡＣ電源の制御系（特
にサイリスタ）を破損することがある。この損傷で制御
系が誤動作し、サセプタの溶融、ヒータの異常ＯＦＦ
（すなわち、命令が無いのにヒータが突然ＯＦＦになる
こと）、ヒータの異常昇温によるアルミ蒸着などの異常
で製品不良が発生し、スループット低下の大きな要因と
なっていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、ヒータ及びヒータ用ＡＣ電流供給配線に高周波が流
れ難い構造を有する高周波遮蔽ヒータを提供することで
ある。
は、ヒータ及びヒータ用ＡＣ電流供給配線に高周波が流
れ難い構造を有する高周波遮蔽ヒータを提供することで
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記課題は、反応炉を有
し、該反応炉内でプラズマにより成膜処理を行う気相反
応装置において、該反応炉内に高周波電源に接続された
上部電極と、該上部電極と対峙して下部電極が配設され
ており、該下部電極は少なくともサセプタと該サセプタ
下面側に配設されたヒータユニットとを有し、該ヒータ
ユニット内のヒータは反応炉外のＡＣ電源に接続されて
いる、ことからなる下部電極において、前記前記ヒータ
ユニット内のヒータは、高抵抗性金属導体と、この導体
を被覆する絶縁物と、該絶縁物の外周面全体を覆う金属
製外皮からなるシーズヒータであり、前記シーズヒータ
の導入端子部分は昇降可能な金属製支持台座により保持
されており、前記シーズヒータの金属製外皮は前記金属
製支持台座と金属製チャンバとを結ぶ金属導体からなる
接続配線により前記金属製チャンバ自体に接続されてい
ることを特徴とする高周波遮蔽ヒータにより解決され
る。
し、該反応炉内でプラズマにより成膜処理を行う気相反
応装置において、該反応炉内に高周波電源に接続された
上部電極と、該上部電極と対峙して下部電極が配設され
ており、該下部電極は少なくともサセプタと該サセプタ
下面側に配設されたヒータユニットとを有し、該ヒータ
ユニット内のヒータは反応炉外のＡＣ電源に接続されて
いる、ことからなる下部電極において、前記前記ヒータ
ユニット内のヒータは、高抵抗性金属導体と、この導体
を被覆する絶縁物と、該絶縁物の外周面全体を覆う金属
製外皮からなるシーズヒータであり、前記シーズヒータ
の導入端子部分は昇降可能な金属製支持台座により保持
されており、前記シーズヒータの金属製外皮は前記金属
製支持台座と金属製チャンバとを結ぶ金属導体からなる
接続配線により前記金属製チャンバ自体に接続されてい
ることを特徴とする高周波遮蔽ヒータにより解決され
る。
【００１２】
【作用】前記のように、本発明の高周波遮蔽ヒータはヒ
ータ外壁の金属外皮をチャンバ自体に接続する構造とな
っている。例えば、金属外皮をチャンバに接続する場
合、ヒータを通過した高周波は、ヒータの金属外皮を伝
導し、チャンバ外壁を介してマッチングボックスに戻さ
れ、ヒータの金属導体自体は高周波から遮蔽される。こ
の構造により、反応炉外のＡＣ電源の制御系が高周波に
より損傷されることを効果的に防止することができ、誤
動作による製品不良を防止することができる。
ータ外壁の金属外皮をチャンバ自体に接続する構造とな
っている。例えば、金属外皮をチャンバに接続する場
合、ヒータを通過した高周波は、ヒータの金属外皮を伝
導し、チャンバ外壁を介してマッチングボックスに戻さ
れ、ヒータの金属導体自体は高周波から遮蔽される。こ
の構造により、反応炉外のＡＣ電源の制御系が高周波に
より損傷されることを効果的に防止することができ、誤
動作による製品不良を防止することができる。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を具体的に
説明する。
説明する。
【００１４】図１は本発明による下部電極用ヒータの部
分概要断面図である。本発明では、従来のヒータ２１１
にシーズヒータ２２０を使用する。シーズヒータ２２０
は、中心に高抵抗線（例えば、ニクロム線）２２１を有
し、この高抵抗線２２１を絶縁物（例えば、マグネシ
ア）２２３中に埋没し、金属鞘又は外皮２２５で包んだ
発熱体である。この発熱体は接触加熱及び輻射加熱の何
れにも使用でき、表面温度８００℃程度まで使用可能で
ある。ヒータユニット２１自体は図２の従来の装置の場
合と同様に、シーズヒータ２２０をヒータベース２１３
の適所に配列させ、ヒータ押さえ２１５により狭持する
ことにより構成されている。ヒータユニット２１の下側
から延びるシーズヒータ２２０の導入端子部分は図２に
示される構成と同様に、昇降可能な支持台座２７により
保持されている。支持台座２７とヒータベース１０１と
の間は蛇腹２６により接続されており、これにより反応
炉の気密状態を維持する。支持台座２７より外部へ突出
したシーズヒータ２２０のニクロム線２２１だけをＡＣ
電源２１９に接続する。この突出部からＡＣ電源までの
間のニクロム線は例えば、ポリ塩化ビニルなどの絶縁被
覆を施すこともできる。
分概要断面図である。本発明では、従来のヒータ２１１
にシーズヒータ２２０を使用する。シーズヒータ２２０
は、中心に高抵抗線（例えば、ニクロム線）２２１を有
し、この高抵抗線２２１を絶縁物（例えば、マグネシ
ア）２２３中に埋没し、金属鞘又は外皮２２５で包んだ
発熱体である。この発熱体は接触加熱及び輻射加熱の何
れにも使用でき、表面温度８００℃程度まで使用可能で
ある。ヒータユニット２１自体は図２の従来の装置の場
合と同様に、シーズヒータ２２０をヒータベース２１３
の適所に配列させ、ヒータ押さえ２１５により狭持する
ことにより構成されている。ヒータユニット２１の下側
から延びるシーズヒータ２２０の導入端子部分は図２に
示される構成と同様に、昇降可能な支持台座２７により
保持されている。支持台座２７とヒータベース１０１と
の間は蛇腹２６により接続されており、これにより反応
炉の気密状態を維持する。支持台座２７より外部へ突出
したシーズヒータ２２０のニクロム線２２１だけをＡＣ
電源２１９に接続する。この突出部からＡＣ電源までの
間のニクロム線は例えば、ポリ塩化ビニルなどの絶縁被
覆を施すこともできる。
【００１５】シーズヒータ２２０の外皮２２５はステン
レス又はニッケル若しくはニッケルかアルミニウムを被
覆した金属などのような金属製なので、同じく金属製の
支持台座２７に保持させると、金属外皮２２５を通過す
る高周波は支持台座２７にも伝導される。従って、本発
明では、この金属製支持台座２７と金属製チャンバベー
ス１０１との間に金属導体からなる接続配線２３０が接
続されている。これにより、ヒータユニット２１を通過
した高周波はシーズヒータの金属外皮２２５を伝導し、
支持台座２７及び接続配線２３０によりチャンバベース
１０１を介してマッチングボックスに戻され、シーズヒ
ータ内部のヒータ自体は高周波から遮蔽される。この構
造によりＡＣ電源の制御系は高周波から保護され、誤動
作による製品不良を防止することができる。
レス又はニッケル若しくはニッケルかアルミニウムを被
覆した金属などのような金属製なので、同じく金属製の
支持台座２７に保持させると、金属外皮２２５を通過す
る高周波は支持台座２７にも伝導される。従って、本発
明では、この金属製支持台座２７と金属製チャンバベー
ス１０１との間に金属導体からなる接続配線２３０が接
続されている。これにより、ヒータユニット２１を通過
した高周波はシーズヒータの金属外皮２２５を伝導し、
支持台座２７及び接続配線２３０によりチャンバベース
１０１を介してマッチングボックスに戻され、シーズヒ
ータ内部のヒータ自体は高周波から遮蔽される。この構
造によりＡＣ電源の制御系は高周波から保護され、誤動
作による製品不良を防止することができる。
【００１６】本発明の接地構造を有するシーズヒータを
用いる下部電極はプラズマＣＶＤ装置の他、プラズマを
使用する気相反応装置、例えば、エッチャー及びアッシ
ャーなどの下部電極でも使用できる。
用いる下部電極はプラズマＣＶＤ装置の他、プラズマを
使用する気相反応装置、例えば、エッチャー及びアッシ
ャーなどの下部電極でも使用できる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ヒータユニットで使用するシーズヒータの金属外皮をチ
ャンバに接続する構造がとられている。このため、ヒー
タユニットを通過した高周波はシーズヒータの金属外皮
を伝導し、支持台座及び接続配線によりチャンバベース
を介してマッチングボックスに戻され、シーズヒータ内
部のヒータ自体は高周波から遮蔽される。この構造によ
りＡＣ電源の制御系は高周波から保護され、ヒータの誤
動作による製品不良を防止することができる。
ヒータユニットで使用するシーズヒータの金属外皮をチ
ャンバに接続する構造がとられている。このため、ヒー
タユニットを通過した高周波はシーズヒータの金属外皮
を伝導し、支持台座及び接続配線によりチャンバベース
を介してマッチングボックスに戻され、シーズヒータ内
部のヒータ自体は高周波から遮蔽される。この構造によ
りＡＣ電源の制御系は高周波から保護され、ヒータの誤
動作による製品不良を防止することができる。
【図１】本発明のシーズヒータ接地構造を有する高周波
遮蔽ヒータを用いた下部電極の一例の部分概要断面図で
ある。
遮蔽ヒータを用いた下部電極の一例の部分概要断面図で
ある。
【図２】従来の下部電極を備えた下部電極を有するプラ
ズマＣＶＤ装置の一例の概要断面図である。
ズマＣＶＤ装置の一例の概要断面図である。
１ プラズマＣＶＤ装置 ６ 基板 ７ 高周波電源 １０ 反応炉 ２０ 下部電極 ２１ ヒータユニット ２２ サセプタ ２３ ヒータカバー ２５ 支柱 ２６ 蛇腹 ２９ 絶縁材 ３１ アース線 ３２ 上部電極 １０１ チャンバベース ２１１ ヒータ ２１３ ヒータベース ２１５ ヒータ押え ２１７ ＡＣ電流供給配線 ２１９ ＡＣ電源 ２２０ シーズヒータ ２２１ ニクロム線 ２２３ マグネシア絶縁被覆 ２２５ ステンレス金属外皮 ２３０ 接続配線
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/31
Claims (2)
- 【請求項１】 反応炉を有し、該反応炉内でプラズマに
より成膜処理を行う気相反応装置において、該反応炉内
に高周波電源に接続された上部電極と、該上部電極と対
峙して下部電極が配設されており、該下部電極は少なく
ともサセプタと該サセプタ下面側に配設されたヒータユ
ニットとを有し、該ヒータユニット内のヒータは反応炉
外のＡＣ電源に接続されている、ことからなる下部電極
において、前記前記ヒータユニット内のヒータは、高抵抗性金属導
体と、この導体を被覆する絶縁物と、該絶縁物の外周面
全体を覆う金属製外皮からなるシーズヒータであり、前
記シーズヒータの導入端子部分は昇降可能な金属製支持
台座により保持されており、前記シーズヒータの金属製
外皮は前記金属製支持台座と金属製チャンバとを結ぶ金
属導体からなる接続配線により前記金属製チャンバ自体
に接続されている ことことを特徴とする高周波遮蔽ヒー
タ。 - 【請求項２】 ヒータの高抵抗性金属導体はニクロム線
であり、該ニクロム線を被覆する絶縁物はマグネシアか
らなり、該マグネシア絶縁物を被覆する金属製外皮はス
テンレス又はニッケル若しくはニッケルかアルミニウム
を被覆した金属からなる請求項１の高周波遮蔽ヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30029094A JP3204861B2 (ja) | 1994-11-09 | 1994-11-09 | 高周波遮蔽ヒータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30029094A JP3204861B2 (ja) | 1994-11-09 | 1994-11-09 | 高周波遮蔽ヒータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08139039A JPH08139039A (ja) | 1996-05-31 |
| JP3204861B2 true JP3204861B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=17883013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30029094A Expired - Fee Related JP3204861B2 (ja) | 1994-11-09 | 1994-11-09 | 高周波遮蔽ヒータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3204861B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
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-
1994
- 1994-11-09 JP JP30029094A patent/JP3204861B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH08139039A (ja) | 1996-05-31 |
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