JPH01111871A - プラズマ気相成長装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラズマ気相成長装置に関し、特にプラズマ気
相成長工程において、高い工程処理能力を有するプラズ
マ気相成長装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、プラズマ気相成長装置として用いられているもの
に平行平板型があるが、第３図（ａ）、　（ｂ）に示す
ようにこの型式は２枚の電極３１．３３を平行に置き、
その一方に薄膜を堆積すべき半導体基板３２をサセプタ
としての電極３１と平行に設置していた。

３４は高周波電源である。

また、従来、固定された電極の両面にサセプタを配置し
、工程処理能力の増大を図っているプラズマ気相成長装
置も実用に供されているが、装置の過度な複雑さのため
に、これ以上の電極の多層化及びサセプタの多層化は実
用化が極めて困難となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の平行平板型の電極を有するプラズマ気相
成長装置は膜厚、膜質等の均一性に優れるが、上述した
ように半導体基板を一方の電極であるサセプタ上に伏せ
て設置するために処理能力は電極面積あるいはサセプタ
面積に依存し、単位時間当りの処理能力は電極が大口径
化しない限り大きな向上は望めないという欠点がある。

この欠点は半導体基板が大口径化するにつれ、さらに顕
著なものとなる。

本発明の目的は前記問題点を解消したプラズマ気相成長
装置を提供することにある。

〔発明の従来技術に対する相違点〕

上述した従来の平行平板型プラズマ気相成長装置に対し
、本発明は半導体基板を設置する電極を多層化すると同
時に、高周波電力を印加する電極をも多層化することに
より、単位時間当りの処理能力を大きく向上できるとい
う相違点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は薄膜を堆積すべき半導体基板を設置する第１の
電極と、真空槽内に薄膜を形成する元素を含むガスを導
入し、排気する手段と、前記ガスの放電用高周波電力を
印加する第２の電極とを有するプラズマ気相成長装置に
おいて、前記第１の電極の両面を半導体基板設置面とし
て複数の該第１の電極を櫛歯状に配設した第１の電極ユ
ニットと、前記第１の電極と対をなす複数の第２の電極
を櫛歯状に配設し、各第２の電極を第１の電極に対向さ
せて交互に配置する第２の電極ユニットとの対を装備し
たことを特徴とするプラズマ気相成長装置である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図により説明する。

（実施例１） 第１図（ａ）は本発明のプラズマ気相成長装置の反応室
を示す平面図である。図において、成膜室２の前段に予
備排気室１が、また後段にリーク室３がそれぞれ設置さ
れている。７はシャッタ、　１０はガス導入口、１１は
排気口である。

第１図（ｂ）、　（ｃ）において、本発明は、薄膜を堆
積すべき半導体基板５を設置する第１の電極４ａの両面
を基板の設置面（サセプタ）として複数の第１の電極４
ａ、４ａ・・・を櫛歯状に配設した第１の電極ユニット
４と、第１の電極４ａと対をなす複数の第２の電極ユニ
ット６ａ、　６ａを櫛歯状に配設し、各第２の電極ユニ
ット６ａを第１の電極４８に対向させて交互に配置する
第２の電極ユニット６との対を設けたものである。８ａ
、８ｂ、９ａ、９ｂは電極４ａ　、　６ａの相互を櫛歯
状に保持する絶縁性の固定具である。

実施例において、まず、第１の電極４ａの両面に半導体
基板５を設置した第１の電極ユニット４１は予備排気室
１に入り、排気後、成膜室２に入り、第１の電極ユニッ
ト４□として図示された位置にくる。すると、第２の電
極ユニット６が側面から移動し、第１図（ｂ）に示すよ
うに第１の電極ユニット４□の電極４ａの相互間に第２
の電極ユニット６の電極６ａが差し込まれて２つの電極
４ａと６８とが交互に配列する。このとき、電極ユニッ
ト６は電極ユニット４の側面から移動してくるので、電
極移動時のパーティクルの問題は少ない。成膜室２にガ
スが導入され、圧力が調節された後、電極ユニット６の
各電極６ａに高周波電力が印加されるが、第１の電極ユ
ニット４は接地されているためにすみやかに放電が開始
する。処理後電極ユニット６が後退し電極ユニット４２
はリーク室３に入り、電極ユニット４３として図示され
た位置に移動し大気圧になった後、取出される。

尚、半導体基板５の設置手段と電極ユニット４の移動手
段、接地手段は問わない、また、電極ユニット６の移動
手段も問わないが、電極ユニット４と互いに交差するよ
うに挿入された後、高周波電力が印加されるため、ＡＱ
等の金属製であり、電極ユニット４とは等間隔となるよ
うに交差する。

本発明のプラズマ気相成長装置は、上述した反応室の他
に、半導体基板５上に堆積すべき薄膜を構成元素として
含むガスを、ガス導入口１０より成膜室２に導入して一
定圧力（およそＩ　Ｔｏｒｒ）になるように排気口１１
より排気する手段と、前記一定圧力（およそＩ　Ｔｏｒ
ｒ）で電極ユニット４と６間に高周波（通常５０ＫＨｚ
〜１３．５６ＭＨｚ）の電力（およそ０．５にト５ＫＷ
）を印加し、前記ガスを放電させる手段等により構成さ
れるが、このプラズマ気相成長装置を用いるることによ
り、膜厚・膜質等均一性の良い膜が短時間で多量に堆積
できる。

（実施例２） 第２図は本発明の第２の実施例における反応室の平面図
である。２１は成膜室、２２は中間室、２３はスパッタ
室、２８は各室を隔離するシャッタ、２９ａ。

２９ｂはガス導入口、３０ａ、３０ｂは排気口である。

また、４□、４□は第１図（ｃ）に示す第１の電極ユニ
ットであり、ユニット４□は接地されている。また６１
，６□は第１図（ｃ）に示す第２図の電極ユニットであ
り、ユニット６□は接地され、ユニット６１は高周波印
加用電極を兼ねる。

実施例２の特徴はスパッタ室が設けられていることにあ
る。電極ユニット６□は接地され、これが電極ユニット
４□との開に交互になるように挿入される。第１の電極
ユニット４□は高周波印加用の電極をも兼ねる。次にガ
ス導入口２９ｂよりＡｒが導入され、一定圧力になるよ
うに排気口３０ｂから排気された後、電極ユニット６□
と４２との間に高周波電力が印加され、Ａｒイオンによ
り、成膜室２１で堆積された基板５の薄膜はスパッタさ
れる。この実施例では薄膜の堆積とスパッタを連続、あ
るいは繰返し行うことができるため、例えば多層配線に
おける層間膜の堆積と平坦化を均一性良く、シかも多量
に行えるという利点がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は半導体基板を設置する電極
を多層化し、高周波電力を印加する電極を多層化するこ
とにより、単位時間当りの処理枚数を大巾に向上でき、
処理能力の向上に伴い製品のコストダウンを図ることが
できる。また装置の構造が簡素で各部の動作が単純であ
ることから、半導体基板の着脱、電極の移動、シャッタ
の開閉が自動化でき、ロボット等の導入によりＦＡ（フ
ァクトリ−・オートメーション）化が容易になるなどの
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例を示す平面図、第
１図（ｂ）は電極部分の拡大図、第１図（ｃ）は電極部
分の斜視図、第２図は本発明の第２の実施例を示す平面
図、第３図（ａ）は従来の平行平板型電極を有するプラ
ズマ気相成長装置の電極部の断面図、第３図（ｂ）は同
平面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）薄膜を堆積すべき半導体基板を設置する第１の電
   極と、真空槽内に薄膜を形成する元素を含むガスを導入
   し、排気する手段と、前記ガスの放電用高周波電力を印
   加する第２の電極とを有するプラズマ気相成長装置にお
   いて、前記第１の電極の両面を半導体基板設置面として
   複数の該第１の電極を櫛歯状に配設した第１の電極ユニ
   ットと、前記第１の電極と対をなす複数の第２の電極を
   櫛歯状に配設し、各第２の電極を第１の電極に対向させ
   て交互に配置する第２の電極ユニットとの対を装備した
   ことを特徴とするプラズマ気相成長装置。