JPH0618172B2 - プラズマ反応装置およびその使用方法 - Google Patents
プラズマ反応装置およびその使用方法Info
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- JPH0618172B2 JPH0618172B2 JP61112922A JP11292286A JPH0618172B2 JP H0618172 B2 JPH0618172 B2 JP H0618172B2 JP 61112922 A JP61112922 A JP 61112922A JP 11292286 A JP11292286 A JP 11292286A JP H0618172 B2 JPH0618172 B2 JP H0618172B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、プラズマ反応装置およびその使用方法に関す
るものである。さらに詳しくは、固体デバイス等の製造
において、任意の基板上へプラズマ気相蒸着膜を形成し
たり、基板表面と導入ガスをプラズマ反応させたり、あ
るいは基板表面をプラズマエッチングすることを特徴と
したプラズマ反応装置を提供するものである。
るものである。さらに詳しくは、固体デバイス等の製造
において、任意の基板上へプラズマ気相蒸着膜を形成し
たり、基板表面と導入ガスをプラズマ反応させたり、あ
るいは基板表面をプラズマエッチングすることを特徴と
したプラズマ反応装置を提供するものである。
従来の技術 従来より、ＣＶＤ装置は多種類作られており、その代表
的な２つの例を第２図に示す。
的な２つの例を第２図に示す。
第２図(a)の水平型のＣＶＤ装置で、ガス導入口１，高
周波コイル２，反応管３，排気口４，ヒーター５，排気
口６からなり、ヒーター５をガス流に対して傾斜させ
て、複数の基板６上のＣＶＤ膜が均一に付くように作ら
れている。しかしながら、この装置では、基板６内での
ＣＶＤ膜のバラツキは少いが、複数の各基板６間ではガ
ス導入口１に近いものでは厚く、排気口４に近いものは
薄くなる。またヒーターと基板を密着させて、基板を熱
伝導により加熱しているので、基板が曲っていた場合に
は基板内に温度むらを生じ、生成されるＣＶＤ膜が不均
一になる。
周波コイル２，反応管３，排気口４，ヒーター５，排気
口６からなり、ヒーター５をガス流に対して傾斜させ
て、複数の基板６上のＣＶＤ膜が均一に付くように作ら
れている。しかしながら、この装置では、基板６内での
ＣＶＤ膜のバラツキは少いが、複数の各基板６間ではガ
ス導入口１に近いものでは厚く、排気口４に近いものは
薄くなる。またヒーターと基板を密着させて、基板を熱
伝導により加熱しているので、基板が曲っていた場合に
は基板内に温度むらを生じ、生成されるＣＶＤ膜が不均
一になる。
第２図(a)は容量結合型のプラズマＣＶＤ装置であり、
ガス導入口１１と高周波電極１２，反応室１３，排気口
１４，ヒーター１５とからなり、ヒーター１５上にサセ
プタ１６を介して複数の基板１７をセットし、サセプタ
１６を回転させることにより基板間のバラツキを少くし
て、水平型の欠点を改良している。
ガス導入口１１と高周波電極１２，反応室１３，排気口
１４，ヒーター１５とからなり、ヒーター１５上にサセ
プタ１６を介して複数の基板１７をセットし、サセプタ
１６を回転させることにより基板間のバラツキを少くし
て、水平型の欠点を改良している。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、いずれの方式も、基板が上を向いている
ため、ＣＶＤ膜のピンホールの原因となるホコリやガス
中の反応で形成された蒸着物（たとえばＳｉＯ２）と同
じ反応物（反応ガス中で形成されるＳｉＯ２粒子）が表
面に落下して付着しやすい欠点を有し、均一なＣＶＤ膜
形成の障害となっている。
ため、ＣＶＤ膜のピンホールの原因となるホコリやガス
中の反応で形成された蒸着物（たとえばＳｉＯ２）と同
じ反応物（反応ガス中で形成されるＳｉＯ２粒子）が表
面に落下して付着しやすい欠点を有し、均一なＣＶＤ膜
形成の障害となっている。
また、基板の載置も自動化については、全く考慮されて
おらず、一枚ずつ手で行うため基板を傷つけたり、落下
させたりするケースがしばしばあった。
おらず、一枚ずつ手で行うため基板を傷つけたり、落下
させたりするケースがしばしばあった。
そこで本発明は、このような問題に鑑み基板上に付くホ
コリをできるだけ少くし、均一でかつ基板の自動載置が
可能なプラズマ反応装置の提供を目的とし、さらに同じ
構成を用いてプラズマＣＶＤ装置、あるいはプラズマ酸
化又はチッ化膜形成装置、あるいはプラズマエッチング
装置として用いることが可能なプラズマ反応装置および
その使用方法を提供することを目的とする。
コリをできるだけ少くし、均一でかつ基板の自動載置が
可能なプラズマ反応装置の提供を目的とし、さらに同じ
構成を用いてプラズマＣＶＤ装置、あるいはプラズマ酸
化又はチッ化膜形成装置、あるいはプラズマエッチング
装置として用いることが可能なプラズマ反応装置および
その使用方法を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明は、反応ガス導入口とプラズマ発生部と排気口と
基板挿入口蓋を備えた反応管を縦に設置し、前記反応管
の外部には加熱源としてヒーターが設置され、さらにプ
ラズマ発生用として高周波容量結合電極またはコイルさ
らにまた、直流バイアス用の２つの直流電極が設置され
ており、前記反応管内部に基板を載置でき且つ反応管内
部に上又下から出し入れできる保持部を備えたことを特
徴とし、さらに、高周波電極及び２つの直流電極にそれ
ぞれ高周波および直流電圧を印加しながらプラズマを発
生させ、プラズマ反応中前記保持部が回転可能となって
おり、さらにまた、反応管内部のガスの流れが下向きの
状態で、表面が下向きとなるように基板を載置した保持
部を挿入できることが可能な構造を特徴としたプラズマ
反応装置およびその使用方法を提供するものである。
基板挿入口蓋を備えた反応管を縦に設置し、前記反応管
の外部には加熱源としてヒーターが設置され、さらにプ
ラズマ発生用として高周波容量結合電極またはコイルさ
らにまた、直流バイアス用の２つの直流電極が設置され
ており、前記反応管内部に基板を載置でき且つ反応管内
部に上又下から出し入れできる保持部を備えたことを特
徴とし、さらに、高周波電極及び２つの直流電極にそれ
ぞれ高周波および直流電圧を印加しながらプラズマを発
生させ、プラズマ反応中前記保持部が回転可能となって
おり、さらにまた、反応管内部のガスの流れが下向きの
状態で、表面が下向きとなるように基板を載置した保持
部を挿入できることが可能な構造を特徴としたプラズマ
反応装置およびその使用方法を提供するものである。
作 用 本発明によれば、基板上へのホコリの付着を極力防止
し、炉心管内に均一にプラズマを発生することが可能と
なる。
し、炉心管内に均一にプラズマを発生することが可能と
なる。
実施例 以下その一実施例の装置を第１図とともに説明する。
第１図に本発明の一実施例にかかるプラズマ反応装置の
断面図を示す。この装置では、反応ガス導入口２１，プ
ラズマ発生部２２，排気口２３，耐熱パッキン２４，冷
却水管２５，炉対２６，反応管２７，抵抗ヒーター２
８，基板保持部２９，基ば挿入口フタ３０からなり、複
数の基板３１の目的とする面を下向きにセットしたキャ
リヤー２１を、下部より挿入できるようになっている。
そして、キャリヤー３２を固定後、排気口２３より排気
して真空した後、反応ガス導入口２１より反応ガスを導
入しながら排気を続け、一定の減圧常態を保ちつつ、高
周波コイル３３および直流電極４０，４１でプラズマを
発生させて基板３１の表面にプラズマＣＶＤ膜を形成し
たり、基板表面を導入ガスと反応させたり、基板表面を
エッチングする構造である。なお、こととき基板温度は
ヒーター２８でコントロールする。
断面図を示す。この装置では、反応ガス導入口２１，プ
ラズマ発生部２２，排気口２３，耐熱パッキン２４，冷
却水管２５，炉対２６，反応管２７，抵抗ヒーター２
８，基板保持部２９，基ば挿入口フタ３０からなり、複
数の基板３１の目的とする面を下向きにセットしたキャ
リヤー２１を、下部より挿入できるようになっている。
そして、キャリヤー３２を固定後、排気口２３より排気
して真空した後、反応ガス導入口２１より反応ガスを導
入しながら排気を続け、一定の減圧常態を保ちつつ、高
周波コイル３３および直流電極４０，４１でプラズマを
発生させて基板３１の表面にプラズマＣＶＤ膜を形成し
たり、基板表面を導入ガスと反応させたり、基板表面を
エッチングする構造である。なお、こととき基板温度は
ヒーター２８でコントロールする。
本装置を用いてプラズマＣＶＤを行なう場合、例えば、
基板上へＳｉ３Ｎ４を堆積する場合には、ＳｉＨ２Ｃｌ
２，ＮＨ３，Ａｒ等の混合ガスを用いれば良いし、導入
ガスと反応例えば酸化またはチッ化を行う場合には、基
板がＳｉであれば、Ｏ２，Ａｒ等の混合ガスを用いてＳ
ｉＯ２を形成したり、ＮＨ３，Ａｒ等を用いてＳｉ３Ｎ
４を形成することができる。さらにまた、基板をエッチ
ングする場合には、基板がＳｉならＳＦ６等を用いてＳ
ｉＦ４としてエッチングすることができる。
基板上へＳｉ３Ｎ４を堆積する場合には、ＳｉＨ２Ｃｌ
２，ＮＨ３，Ａｒ等の混合ガスを用いれば良いし、導入
ガスと反応例えば酸化またはチッ化を行う場合には、基
板がＳｉであれば、Ｏ２，Ａｒ等の混合ガスを用いてＳ
ｉＯ２を形成したり、ＮＨ３，Ａｒ等を用いてＳｉ３Ｎ
４を形成することができる。さらにまた、基板をエッチ
ングする場合には、基板がＳｉならＳＦ６等を用いてＳ
ｉＦ４としてエッチングすることができる。
なお、本実施例に示すプラズマ反応装置では、高周波と
直流バイアスを同時に印加することにより、炉心管内に
均一にプラズマを発生させることができ、さらにプラズ
マ反応中に基板保持部２９を回転させることにより、基
板内のバラツキをより均一にすることができる。また、
基板を挿入するとき、反応管内部のガスを流れが下向き
の状態で、表面が下向きとなるように基板を載置した保
持部を挿入することで基板表面にゴミや異物が付着する
のを防止できる。また、基板を入れないで、プラズマエ
ッチングすることにより炉心管を取りはずすことなく、
炉心管内壁をエッチングすることが可能である。
直流バイアスを同時に印加することにより、炉心管内に
均一にプラズマを発生させることができ、さらにプラズ
マ反応中に基板保持部２９を回転させることにより、基
板内のバラツキをより均一にすることができる。また、
基板を挿入するとき、反応管内部のガスを流れが下向き
の状態で、表面が下向きとなるように基板を載置した保
持部を挿入することで基板表面にゴミや異物が付着する
のを防止できる。また、基板を入れないで、プラズマエ
ッチングすることにより炉心管を取りはずすことなく、
炉心管内壁をエッチングすることが可能である。
なお、第１図中、３５はガス供給装置、３６はメカニカ
ルブースタポンプ、３７はロータリーポンプ、３８はロ
ーダ、３９はのぞき窓、４０，４１は直流電極を示し、
矢印Ａは基板保持部の回転を表わし、Ｂは反応ガス流を
表わしたものである。また、第２図は炉体２６を地面に
対しほぼ垂直に立てた場合を示している。
ルブースタポンプ、３７はロータリーポンプ、３８はロ
ーダ、３９はのぞき窓、４０，４１は直流電極を示し、
矢印Ａは基板保持部の回転を表わし、Ｂは反応ガス流を
表わしたものである。また、第２図は炉体２６を地面に
対しほぼ垂直に立てた場合を示している。
この装置によれば、 (1) 反応管２７内が減圧状態で、基板３１の目的とす
る面が下向きにセットできるので、反応中に目的とする
基板表面にホコリが付着しにくい。
る面が下向きにセットできるので、反応中に目的とする
基板表面にホコリが付着しにくい。
(2) キャリヤー３２挿入時に、空気の流れが下向きに
できるので、ホコリが舞い上らない。
できるので、ホコリが舞い上らない。
(3) 反応管２７の輻射熱により、基板３１が加熱され
るので、基板３１内およぶ基板３１相互間での温度のバ
ラツキが少く、プラズマ反応は、高周波および上下２つ
の直流電極で励起されるのでプラズマの炉内での均一性
が良い。
るので、基板３１内およぶ基板３１相互間での温度のバ
ラツキが少く、プラズマ反応は、高周波および上下２つ
の直流電極で励起されるのでプラズマの炉内での均一性
が良い。
(4) 基板３１のキャリヤー３２への載置は、自動挿入
が可能である。
が可能である。
等のすぐれた効果を発揮する。
なお、実施例では、反応管を垂直にした場合を示してあ
るが、傾斜された場合にも、同じ効果が得られる。
るが、傾斜された場合にも、同じ効果が得られる。
発明の効果 以上のように本発明のプラズマ反応装置は、基板へのホ
コリの付着を極力防止し、炉内えプラズマの均一性がす
ぐれ、厚みが均一なＣＶＤ膜を形成したり、酸化膜をチ
ッ化膜を形成したり、エッチングを行うことができる。
コリの付着を極力防止し、炉内えプラズマの均一性がす
ぐれ、厚みが均一なＣＶＤ膜を形成したり、酸化膜をチ
ッ化膜を形成したり、エッチングを行うことができる。
さらにまた、基板の挿入から、プラズマ反応取り出しま
でフルオート化することが可能な装置でもある。
でフルオート化することが可能な装置でもある。
なお、本装置の炉体外部にさらに強力な磁場を基板面に
平行になるよう印加しながらプラズマ反応を行い、電子
のサイクロトロン運動いより膜質を向上させることも可
能である。
平行になるよう印加しながらプラズマ反応を行い、電子
のサイクロトロン運動いより膜質を向上させることも可
能である。
第１図は本発明の一実施例にかかるＣＶＤ装置の構造断
面図、第２図(a)は従来より用いられている水平型ＣＶ
Ｄ装置の概略構成図、第２図(b)は同垂直型ＣＶＤ装置
の概略構成図である。 ２１……反応ガス導入口、２２……プラズマ発生部、２
３……排気口、２６……炉体、２７……反応管、２９…
…基板保持部、３１……基板、３２……キャリヤー、３
０……基板挿入口ブタ、３３……高周波コイル、４０，
４１……直流電極。
面図、第２図(a)は従来より用いられている水平型ＣＶ
Ｄ装置の概略構成図、第２図(b)は同垂直型ＣＶＤ装置
の概略構成図である。 ２１……反応ガス導入口、２２……プラズマ発生部、２
３……排気口、２６……炉体、２７……反応管、２９…
…基板保持部、３１……基板、３２……キャリヤー、３
０……基板挿入口ブタ、３３……高周波コイル、４０，
４１……直流電極。
Claims (4)
- 【請求項１】少くとも反応ガス導入口とプラズマ発生部
と排気口と基板挿入蓋を備えた反応管を縦に設置し、前
記反応管の外部には少くとも加熱源とプラズマ発生用高
周波電極または高周波コイルとさらに前記反応管内部に
は２つの直流電極とが設置され、さらに前記反応管内部
に基板を載置でき、かつ前記反応管内部に上又は下から
出し入れできる保持部を備えてなるプラズマ反応装置。 - 【請求項２】保持部が反応管外部より回転可能な構造と
なっている特許請求の範囲第１項記載のプラズマ反応装
置。 - 【請求項３】保持部に基板を載置する工程と、前記基板
の載置された保持部を立てられた反応管に上又は下から
挿入する工程と、一旦排気口より反応管内のガスを排気
した後、排気を続けながら反応ガスを導入し、一定気圧
のもとで反応管外部より高周波電界を印加しさらに、炉
心管内部の２つの直流電極間に直流電圧を印加してプラ
ズマを発生させて前記基板表面にプラズマ気相蒸着膜を
形成させたり、前記基板表面と導入ガスをプラズマ反応
させたり、前記基板表面をプラズマエッチングしたり、
炉心管内壁をプラズマエッチングするようにしたプラズ
マ反応装置の使用方法。 - 【請求項４】反応管内部のガスの流れが下向きの状態
で、表面が下向きとなるように基板を載置した保持部を
挿入するようにした特許請求の範囲第２項記載のプラズ
マ反応装置の使用方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61112922A JPH0618172B2 (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | プラズマ反応装置およびその使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61112922A JPH0618172B2 (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | プラズマ反応装置およびその使用方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62268127A JPS62268127A (ja) | 1987-11-20 |
| JPH0618172B2 true JPH0618172B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=14598843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61112922A Expired - Fee Related JPH0618172B2 (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | プラズマ反応装置およびその使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0618172B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2740789B2 (ja) * | 1988-10-31 | 1998-04-15 | 東京エレクトロン株式会社 | 処理方法 |
-
1986
- 1986-05-16 JP JP61112922A patent/JPH0618172B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62268127A (ja) | 1987-11-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |