JPH01180982A - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置Info
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- JPH01180982A JPH01180982A JP561588A JP561588A JPH01180982A JP H01180982 A JPH01180982 A JP H01180982A JP 561588 A JP561588 A JP 561588A JP 561588 A JP561588 A JP 561588A JP H01180982 A JPH01180982 A JP H01180982A
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- Japan
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- shower
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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ＣＶＤ装置に関する。更に詳細には、
本発明は異物の発生を抑制し、膜厚の均一性を向上させ
ることのできるサセプタを有するプラズマＣＶＤ装置に
関する。
本発明は異物の発生を抑制し、膜厚の均一性を向上させ
ることのできるサセプタを有するプラズマＣＶＤ装置に
関する。
［従来技術］
薄膜の形成方法として半導体工業において一般に広く用
いられているものの一つに化学的気相成長法（ＣＶＤ：
Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓ ｉ ｔ
１ｏｎ）がある。ＣＶＤとは、ガス状物質を化学反応
で固体物質にし、基板−ヒに堆積することをいう。
いられているものの一つに化学的気相成長法（ＣＶＤ：
Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓ ｉ ｔ
１ｏｎ）がある。ＣＶＤとは、ガス状物質を化学反応
で固体物質にし、基板−ヒに堆積することをいう。
ＣＶＤの特徴は、成長しようとする薄膜の融点よりかな
り低い堆積温度で種々の薄膜が得られること、および、
成長した薄膜の純度が高＜、Ｓｉや５１−Ｆ、の熱酸化
膜−ヒに成長した場合も電気的特性か安定であることで
、広く半導体表面のパノンベーション膜として利用され
ている。
り低い堆積温度で種々の薄膜が得られること、および、
成長した薄膜の純度が高＜、Ｓｉや５１−Ｆ、の熱酸化
膜−ヒに成長した場合も電気的特性か安定であることで
、広く半導体表面のパノンベーション膜として利用され
ている。
ＣＶＤ法は大別すると、（１）常圧、（２）減圧および
（３）プラズマの３種類がある。
（３）プラズマの３種類がある。
プラズマＣＶＤ法は、反応の粘性化に必要なエネルギー
を、真空中におけるグロー放電のプラズマによって得る
もので、成長は３００°Ｃ〜４００℃前後の低温で起こ
り、ステップカバレージ（まわりこみ、またはパターン
段差部被覆性））か良く、膜の強度が強く、更に耐湿性
に優れているといった特長を有する。また、プラズマＣ
ＶＤ法による成膜生成速度（デポレート）は、減圧ＣＶ
Ｄ法に比へて極めて速い。
を、真空中におけるグロー放電のプラズマによって得る
もので、成長は３００°Ｃ〜４００℃前後の低温で起こ
り、ステップカバレージ（まわりこみ、またはパターン
段差部被覆性））か良く、膜の強度が強く、更に耐湿性
に優れているといった特長を有する。また、プラズマＣ
ＶＤ法による成膜生成速度（デポレート）は、減圧ＣＶ
Ｄ法に比へて極めて速い。
従来から使用されてきたプラズマＣＶＤ装置の一例の断
面構造を第３図に示す。
面構造を第３図に示す。
第３図に示されるように、従来のプラズマＣＶＤ装置１
は反応室１０内に高周波電極２０と接地電極３０とから
なる平行平板型装置である。
は反応室１０内に高周波電極２０と接地電極３０とから
なる平行平板型装置である。
反応室１０の下部には反応室内を高真空状態にするため
の排気ダクト１２が設けられている。
の排気ダクト１２が設けられている。
接地電極３０は、サセプタ３２と、この外周縁を取囲む
、アルミナ等からなる絶縁カバー３４を有する。サセプ
タ３２のドｊ■には加熱手段３６か配設されている。ウ
ェハ３８はサセプタ３２の−１−曲に載置される。
、アルミナ等からなる絶縁カバー３４を有する。サセプ
タ３２のドｊ■には加熱手段３６か配設されている。ウ
ェハ３８はサセプタ３２の−１−曲に載置される。
高周波電極２０は５部に、円盤状で、多数の貫通孔２１
が穿設された金属製電極板（別名、シャワー電極）２２
を有する。この有孔電極板（シャワー電極）２２は金属
製電極支持部材２３により支持されている。電極支持部
材２３は高周波電源２４に接続されている。この構成に
よりシャワー電極２２に高周波を印加するこきができる
。電極支持部材２３およびシャワー電極２２は絶縁リン
グ２７により包囲されている。
が穿設された金属製電極板（別名、シャワー電極）２２
を有する。この有孔電極板（シャワー電極）２２は金属
製電極支持部材２３により支持されている。電極支持部
材２３は高周波電源２４に接続されている。この構成に
よりシャワー電極２２に高周波を印加するこきができる
。電極支持部材２３およびシャワー電極２２は絶縁リン
グ２７により包囲されている。
電極支持部材２３の内部には反応ガス流路２５が設けら
れている。電極支持部材２３の半部とンヤワー電極２２
の上部との間には、前記反応ガス流路２５に連通ずる反
応ガス拡散空間２６か存在する。反応ガス流路２５を流
れてきた反応ガスは、この拡散空間２６内で拡散され、
シャワー電極２２の貫通孔２１からサセプタ３２に向か
って流下していく。
れている。電極支持部材２３の半部とンヤワー電極２２
の上部との間には、前記反応ガス流路２５に連通ずる反
応ガス拡散空間２６か存在する。反応ガス流路２５を流
れてきた反応ガスは、この拡散空間２６内で拡散され、
シャワー電極２２の貫通孔２１からサセプタ３２に向か
って流下していく。
しかし、第３図に示されるような平行平板のシャワー電
極を用いた枚葉式プラズマＣＶＤ装置において、シリコ
ン酸化膜（Ｐ−５ｉＯ）やシリコン窒化膜（Ｐ−８ｉＮ
）などの薄膜を蒸着する際に、シャワー電極（−ヒ部電
極）から異常放電が発生することがある。
極を用いた枚葉式プラズマＣＶＤ装置において、シリコ
ン酸化膜（Ｐ−５ｉＯ）やシリコン窒化膜（Ｐ−８ｉＮ
）などの薄膜を蒸着する際に、シャワー電極（−ヒ部電
極）から異常放電が発生することがある。
この異常放電か起こると、ウェハ内膜厚均一性やウェハ
内屈折率均−性が悪くなったり、あるいは、異物が発生
してウェハに付着して膜質が劣化するという欠点がある
。
内屈折率均−性が悪くなったり、あるいは、異物が発生
してウェハに付着して膜質が劣化するという欠点がある
。
特に、この異常放電はＰ−８ｉＮの生成の際に顕著に起
こる。本発明者らの実験によれば、膜質劣化として、ウ
ェハ内膜厚均一性を平均で１．５倍以上に悪化させ、ウ
ェハ内屈折率均−性を平均で２．５倍以上に悪化させる
という結果を得た。
こる。本発明者らの実験によれば、膜質劣化として、ウ
ェハ内膜厚均一性を平均で１．５倍以上に悪化させ、ウ
ェハ内屈折率均−性を平均で２．５倍以上に悪化させる
という結果を得た。
［発明か解決しようとする課題］
従って、本発明の目的は、平行平板電極を使用するプラ
ズマＣＶ Ｉ）装置において、異常放電を起こしに（い
［−４部電極を有するプラズマＣＶ １）薄膜形成装置
を提供することである。
ズマＣＶ Ｉ）装置において、異常放電を起こしに（い
［−４部電極を有するプラズマＣＶ １）薄膜形成装置
を提供することである。
［課題を解決するための手段］
前記の問題点を解決し、あわせて本発明の目的を達成す
るための手段として、この発明は、高周波電極と接地電
極とからなる平行平板電極を使用し、該高周波電極は多
数の微小貫通孔を有するシャワー電極とこのシャワー電
極を支持するための電極支持部材上からなり、該電極支
持部材は高周波電源に接続されていて、内部に反応ガス
流路を有し、電極支持部材の下面とシャワー電極の上面
との間に反応ガス拡散空間が存在するプラズマＣＶＤ装
置において、前記シャワー電極の下面側が全面にわたっ
て一様な平面状に成形されており、かつ、該シャワー電
極はその下面側以外の箇所に前記電極支持部材との固定
手段を有することを特徴とするプラズマＣＶＤ載置を提
供する。
るための手段として、この発明は、高周波電極と接地電
極とからなる平行平板電極を使用し、該高周波電極は多
数の微小貫通孔を有するシャワー電極とこのシャワー電
極を支持するための電極支持部材上からなり、該電極支
持部材は高周波電源に接続されていて、内部に反応ガス
流路を有し、電極支持部材の下面とシャワー電極の上面
との間に反応ガス拡散空間が存在するプラズマＣＶＤ装
置において、前記シャワー電極の下面側が全面にわたっ
て一様な平面状に成形されており、かつ、該シャワー電
極はその下面側以外の箇所に前記電極支持部材との固定
手段を有することを特徴とするプラズマＣＶＤ載置を提
供する。
［作用］
前記のように、本発明のプラズマＣＶ ｌ）装置におけ
る金属製上部電極の下面側は、反応ガスを流下させるた
めの微小貫通孔の他は何も存在せず、−６＝ 一様な平面状に成形されている。
る金属製上部電極の下面側は、反応ガスを流下させるた
めの微小貫通孔の他は何も存在せず、−６＝ 一様な平面状に成形されている。
本発明者らの研究によれば、異常放電はシャワー電極表
面上に高周波電解が集中する所ができて、その箇所に発
生することがわかった。そこは、材質や形状の一様でな
い箇所であり、反応ガスの出口の穴や、電極表面の突起
部である。
面上に高周波電解が集中する所ができて、その箇所に発
生することがわかった。そこは、材質や形状の一様でな
い箇所であり、反応ガスの出口の穴や、電極表面の突起
部である。
特に、従来のプラズマＣＶＤ装置で異常放電か頻発する
箇所は、第４図に示されるように、シャワー電極２２を
電極支持部材２３に固定する部分であることか確認され
た。シャワー電極の材質は−・膜内にアルミニウムであ
るのに対して、電極を金属導体に固定するためのネジ４
０はステンレスである。また、このネジの頭部を収納す
るための穴４２が電極の下面側に刻設されている。この
ため、このネジ４０やネジ穴４２に電界が集中して異常
放電が起こるものと思われる。そして、シャワー電極２
２と絶縁リング２７の隙間から放電が飛ひ出してくる。
箇所は、第４図に示されるように、シャワー電極２２を
電極支持部材２３に固定する部分であることか確認され
た。シャワー電極の材質は−・膜内にアルミニウムであ
るのに対して、電極を金属導体に固定するためのネジ４
０はステンレスである。また、このネジの頭部を収納す
るための穴４２が電極の下面側に刻設されている。この
ため、このネジ４０やネジ穴４２に電界が集中して異常
放電が起こるものと思われる。そして、シャワー電極２
２と絶縁リング２７の隙間から放電が飛ひ出してくる。
本発明のプラズマＣＶ Ｉ）装置におけるンヤワー電極
は、電極固定用のネジおよびネジ穴を廃１「シ、電極自
体を金属導体に固着させているので、電極中に異なる材
質の部材が存在せず、しかも、ネジ穴等も存在しない。
は、電極固定用のネジおよびネジ穴を廃１「シ、電極自
体を金属導体に固着させているので、電極中に異なる材
質の部材が存在せず、しかも、ネジ穴等も存在しない。
かくして、本発明のプラズマＣＶＩ）装置では電極周辺
で異常放電が起こることは殆どない。その結果、膜質の
劣化を防＋ｈすることかできる。
で異常放電が起こることは殆どない。その結果、膜質の
劣化を防＋ｈすることかできる。
［実施例］
以下、図面を参照しながら本発明の具体例について更に
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第１図は本発明のプラズマＣＶＤ装置におけるシャワー
電極と金属導体きの固着方法の一例を示す部分拡大断面
図である。
電極と金属導体きの固着方法の一例を示す部分拡大断面
図である。
プラズマＣＶＤ装置を運転して成膜作業を行うと、シャ
ワー電極の表面にも生成膜が付着し、成膜作業に支障が
出てくる。従って、装置を所定時間運転したら、定期的
にシャワー電極を取り外して全面的に清掃しなければな
らない。このため、シャワー電極は取り外し可能に構成
されていなければならない。
ワー電極の表面にも生成膜が付着し、成膜作業に支障が
出てくる。従って、装置を所定時間運転したら、定期的
にシャワー電極を取り外して全面的に清掃しなければな
らない。このため、シャワー電極は取り外し可能に構成
されていなければならない。
第１図に示されるように、シャワー電極２２の外周縁の
上端部から立設する突起部２を設け、この突起部の内周
側壁側にネジ溝４を刻設し、あわせて、電極支持部材２
３の外周側壁に、前記ネジ溝に対応するネジ溝６を刻設
し、シャワー電極２２と電極支持部材２３とを螺合させ
る。
上端部から立設する突起部２を設け、この突起部の内周
側壁側にネジ溝４を刻設し、あわせて、電極支持部材２
３の外周側壁に、前記ネジ溝に対応するネジ溝６を刻設
し、シャワー電極２２と電極支持部材２３とを螺合させ
る。
第２図は本発明のプラズマＣＶＤ装置におけるシャワー
電極と電極支持部材との固着力法の別の例を示す部分拡
大断面図である。
電極と電極支持部材との固着力法の別の例を示す部分拡
大断面図である。
第２図に示される態様では、シャワー電極２２の外周縁
から半径方向内方寄りの電極上面から立設する突起部２
を設け、この突起部の半径方向外方向きの側壁面にネジ
溝４を刻設する。そして、電極支持部材２３の外周縁か
ら、前記電極の立設突起部に対応する位置に、凹陥部を
設け、その側壁面にネジ溝６を刻設する。かくして、シ
ャワー電極２２と電極支持部材２３とを螺合し、固着す
ることができる。
から半径方向内方寄りの電極上面から立設する突起部２
を設け、この突起部の半径方向外方向きの側壁面にネジ
溝４を刻設する。そして、電極支持部材２３の外周縁か
ら、前記電極の立設突起部に対応する位置に、凹陥部を
設け、その側壁面にネジ溝６を刻設する。かくして、シ
ャワー電極２２と電極支持部材２３とを螺合し、固着す
ることができる。
第３図に示されるように、電極支持部材の下面とシャワ
ー電極−上面との間には反応ガス拡散空間２６か設けら
れている。本発明のプラズマＣＶＤ装置においても、こ
の反応ガス拡散空間は必要である。従って、シャワー電
極と電極支持部材に施されるネジ切りは従来の反応ガス
拡散空間の容積、高さおよび１−１」等の条件を変更す
るものであってはならない。このような制約を念頭にお
いて立設突起部の高さ、あるいはネジ切りの大きさ等を
決定する。
ー電極−上面との間には反応ガス拡散空間２６か設けら
れている。本発明のプラズマＣＶＤ装置においても、こ
の反応ガス拡散空間は必要である。従って、シャワー電
極と電極支持部材に施されるネジ切りは従来の反応ガス
拡散空間の容積、高さおよび１−１」等の条件を変更す
るものであってはならない。このような制約を念頭にお
いて立設突起部の高さ、あるいはネジ切りの大きさ等を
決定する。
［発明の効果コ
以上説明したように、本発明のプラズマＣＶＤ装置にお
いては、シャワー電極と電極支持部材とが、異種材料か
らなるネジ等を使用することなく、それぞれの部材の壁
面に刻設されたネジにより一体的に固着される。シャワ
ー電極の螺合用ネジは電極の上面側に設けられ、下面側
は反応ガス流下用の微小孔以外は何も存在しない、全く
の平面状に成形されている。
いては、シャワー電極と電極支持部材とが、異種材料か
らなるネジ等を使用することなく、それぞれの部材の壁
面に刻設されたネジにより一体的に固着される。シャワ
ー電極の螺合用ネジは電極の上面側に設けられ、下面側
は反応ガス流下用の微小孔以外は何も存在しない、全く
の平面状に成形されている。
かくして、従来のプラズマＣＶＤ装置のシャワー電極固
定部に見られたような、プラズマ異常放電は本発明の装
置では殆ど発生しない。その結果、膜質か向−卜され、
製品の歩留りが高められた。
定部に見られたような、プラズマ異常放電は本発明の装
置では殆ど発生しない。その結果、膜質か向−卜され、
製品の歩留りが高められた。
−１０＝
本発明のプラズマＣＶＤ装置は特にＰ−８ｉＮの成膜に
適する。従来の電極を有するプラズマＣＶＤ装置てはＰ
−８ｉＮの成膜の際に異常放電が多発し、満足な成膜作
業が困難であったが、本発明の装置によれば、容易に申
し分のないＰ−８ｉＮを形成することができる。
適する。従来の電極を有するプラズマＣＶＤ装置てはＰ
−８ｉＮの成膜の際に異常放電が多発し、満足な成膜作
業が困難であったが、本発明の装置によれば、容易に申
し分のないＰ−８ｉＮを形成することができる。
第１図は本発明のプラズマＣＶＤ装置におけるシャワー
電極と金属導体との固着方法の一例を示す部分拡大断面
図、第２図は本発明のプラズマＣＶＤ装置におけるシャ
ワー電極と金属導体との固着方法の別の例を示す部分拡
大断面図、第３図は従来のプラズマＣＶＤ装置の一例の
概要断面図、第４図は第３図におけるＡ部の部分拡大概
要断面図である。 １・・・プラズマＣＶＤ装置、２・・・突起部。 ４・・・ンヤワー電極側ネジ溝、６・・・電極支持部材
側ネジ溝、１０・・・反応室、１２・・・排気ダクト。 ２０・・・高周波電極、２１・・・微小貫通孔。 ２２・・・シャワー電極、２３・・・電極支持部材。 ２４・・・高周波電源、２５・・・反応ガス流路。 ２６・・・反応ガス拡散空間、２７・・・絶縁リング。 ３０・・・接地電極、３２・・・サセプタ、３４・・・
絶縁カバー、３６・・・加熱手段、３８・・・ウェハ。 ４０・・・ネジ、４２・・・ネジ穴
電極と金属導体との固着方法の一例を示す部分拡大断面
図、第２図は本発明のプラズマＣＶＤ装置におけるシャ
ワー電極と金属導体との固着方法の別の例を示す部分拡
大断面図、第３図は従来のプラズマＣＶＤ装置の一例の
概要断面図、第４図は第３図におけるＡ部の部分拡大概
要断面図である。 １・・・プラズマＣＶＤ装置、２・・・突起部。 ４・・・ンヤワー電極側ネジ溝、６・・・電極支持部材
側ネジ溝、１０・・・反応室、１２・・・排気ダクト。 ２０・・・高周波電極、２１・・・微小貫通孔。 ２２・・・シャワー電極、２３・・・電極支持部材。 ２４・・・高周波電源、２５・・・反応ガス流路。 ２６・・・反応ガス拡散空間、２７・・・絶縁リング。 ３０・・・接地電極、３２・・・サセプタ、３４・・・
絶縁カバー、３６・・・加熱手段、３８・・・ウェハ。 ４０・・・ネジ、４２・・・ネジ穴
Claims (2)
- （１）高周波電極と接地電極とからなる平行平板電極を
使用し、該高周波電極は多数の微小貫通孔を有するシャ
ワー電極とこのシャワー電極を支持するための電極支持
部材とからなり、該電極支持部材は高周波電源に接続さ
れていて、内部に反応ガス流路を有し、電極支持部材の
下面とシャワー電極の上面との間に反応ガス拡散空間が
存在するプラズマＣＶＤ装置において、前記シャワー電
極の下面側が全面にわたって一様な平面状に成形されて
おり、かつ、該シャワー電極はその下面側以外の箇所に
前記電極支持部材との固定手段を有することを特徴とす
るプラズマＣＶＤ装置。 - （２）シャワー電極の上面側の外周縁またはその近傍か
ら立設された突起部の側壁をネジ切りし、前記シャワー
電極のネジ切り位置に対応する電極支持部材の箇所をネ
ジ切りし、シャワー電極と電極支持部材とを螺合させる
ことを特徴とする請求項（１）記載のプラズマＣＶＤ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP561588A JPH01180982A (ja) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | プラズマｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP561588A JPH01180982A (ja) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | プラズマｃｖｄ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01180982A true JPH01180982A (ja) | 1989-07-18 |
Family
ID=11616089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP561588A Pending JPH01180982A (ja) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | プラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01180982A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03120371A (ja) * | 1989-10-01 | 1991-05-22 | Hirano Tecseed Co Ltd | 薄膜製造法 |
| US6460482B1 (en) * | 2000-01-20 | 2002-10-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Gas shower unit for semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor manufacturing apparatus |
| US9449859B2 (en) * | 2009-10-09 | 2016-09-20 | Applied Materials, Inc. | Multi-gas centrally cooled showerhead design |
| JP2023545944A (ja) * | 2020-09-25 | 2023-11-01 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 半導体プロセスチャンバ構成要素のための改善されたネジ山の形状 |
-
1988
- 1988-01-13 JP JP561588A patent/JPH01180982A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03120371A (ja) * | 1989-10-01 | 1991-05-22 | Hirano Tecseed Co Ltd | 薄膜製造法 |
| US6460482B1 (en) * | 2000-01-20 | 2002-10-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Gas shower unit for semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor manufacturing apparatus |
| US9449859B2 (en) * | 2009-10-09 | 2016-09-20 | Applied Materials, Inc. | Multi-gas centrally cooled showerhead design |
| JP2023545944A (ja) * | 2020-09-25 | 2023-11-01 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 半導体プロセスチャンバ構成要素のための改善されたネジ山の形状 |
| US12068137B2 (en) | 2020-09-25 | 2024-08-20 | Applied Materials, Inc. | Thread profiles for semiconductor process chamber components |
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