JPH0773997A - プラズマｃｖｄ装置と該装置を用いたｃｖｄ処理方法及び該装置内の洗浄方法 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置と該装置を用いたｃｖｄ処理方法及び該装置内の洗浄方法Info
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- JPH0773997A JPH0773997A JP6060681A JP6068194A JPH0773997A JP H0773997 A JPH0773997 A JP H0773997A JP 6060681 A JP6060681 A JP 6060681A JP 6068194 A JP6068194 A JP 6068194A JP H0773997 A JPH0773997 A JP H0773997A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＩＣＰによりプラズマ発生手段を構成し，成
膜の状態が装置外部から観測できるプラズマＣＶＤ処理
装置を提供する。 【構成】 処理ガス導入ポート６からＣＶＤ処理ガスを
真空容器４内に導入し，誘電体窓２の近傍に配設された
アンテナ３ｂに高周波電力を供給すると，アンテナ３ｂ
からの電磁波により真空容器４内に高周波電場が誘起さ
れＣＶＤ処理ガスがプラズマ化され，分解生成物の堆積
により試料９に成膜がなされる。上記アンテナ３ｂ及び
誘電体窓２，試料台８は，真空容器４の同一軸上に平面
方向を一致させて配設されており，アンテナ３ｂ及び誘
電体窓２の直径は試料９の直径より大きく形成されてい
るので，均一化された成膜がなされる。又，誘電体窓２
は透明体で形成されているので，成膜の進行状態が装置
外部から観測でき，膜厚測定手段を用いて膜厚の測定・
制御を実施することができる。
膜の状態が装置外部から観測できるプラズマＣＶＤ処理
装置を提供する。 【構成】 処理ガス導入ポート６からＣＶＤ処理ガスを
真空容器４内に導入し，誘電体窓２の近傍に配設された
アンテナ３ｂに高周波電力を供給すると，アンテナ３ｂ
からの電磁波により真空容器４内に高周波電場が誘起さ
れＣＶＤ処理ガスがプラズマ化され，分解生成物の堆積
により試料９に成膜がなされる。上記アンテナ３ｂ及び
誘電体窓２，試料台８は，真空容器４の同一軸上に平面
方向を一致させて配設されており，アンテナ３ｂ及び誘
電体窓２の直径は試料９の直径より大きく形成されてい
るので，均一化された成膜がなされる。又，誘電体窓２
は透明体で形成されているので，成膜の進行状態が装置
外部から観測でき，膜厚測定手段を用いて膜厚の測定・
制御を実施することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，半導体集積回路の製造
プロセス等に用いられるプラズマＣＶＤ装置に係り，詳
しくは，プラズマ発生手段として誘導結合型のプラズマ
であるＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）を用いて
プラズマＣＶＤ装置を構成すると共に，ＣＶＤによる成
膜状態の観測を可能に構成して，成膜プロセスの進行を
自動制御できるようにしたプラズマＣＶＤ装置と該装置
を用いたＣＶＤ処理方法及び該装置の洗浄方法に関す
る。
プロセス等に用いられるプラズマＣＶＤ装置に係り，詳
しくは，プラズマ発生手段として誘導結合型のプラズマ
であるＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）を用いて
プラズマＣＶＤ装置を構成すると共に，ＣＶＤによる成
膜状態の観測を可能に構成して，成膜プロセスの進行を
自動制御できるようにしたプラズマＣＶＤ装置と該装置
を用いたＣＶＤ処理方法及び該装置の洗浄方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の製造プロセスにおける
ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition−化学的気相堆積
法）処理に用いられる従来技術として，平行平板電極型
プラズマＣＶＤ装置あるいはＥＣＲ（Electron Cyclotr
on Resonance−電子サイクロトロン共鳴）プラズマＣＶ
Ｄ装置が知られている。上記平行平板電極型プラズマＣ
ＶＤ装置は，図１２に概略構成図として示すように構成
される。図１２において，平行平板電極型プラズマＣＶ
Ｄ装置６０は，真空容器６４内に平板状に形成された上
部電極６１と下部電極６２とが平行に向かい合って配置
され，上部電極６１に高周波電源６５から高周波電力が
印加される。下部電極６２上にはＣＶＤ処理を行う試料
６３が載置され，該下部電極６２は接地電位に接続され
る。図示するように，上部電極６１に設けられた流路か
らＣＶＤ処理ガスが真空容器６４内に導入されると，各
電極６１，６２間にプラズマが発生し，該プラズマによ
り生成されたＣＶＤ処理ガスの分解生成物が試料６３上
に堆積され，試料６３の表面に成膜が施される。又，上
記ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置は，図１３に概略構成図と
して示すように構成される。図１３において，ＥＣＲプ
ラズマＣＶＤ装置６６は，円筒状に形成された真空容器
６７の軸方向に設けられた誘電体窓６８からマイクロ波
が真空容器６７内に導入されると共に，真空容器６７と
同軸に配設された磁場発生コイル６９から真空容器６７
内に磁場が印加される。真空容器６７の軸方向の所定位
置に配設された試料台７０上に試料７１を載置して，真
空容器６７内にＣＶＤ処理ガスを導入すると，真空容器
６７内にＥＣＲプラズマが発生し，該プラズマにより生
成されたＣＶＤ処理ガスの分解生成物が試料７１上に堆
積され，試料７１の表面に成膜が施される。
ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition−化学的気相堆積
法）処理に用いられる従来技術として，平行平板電極型
プラズマＣＶＤ装置あるいはＥＣＲ（Electron Cyclotr
on Resonance−電子サイクロトロン共鳴）プラズマＣＶ
Ｄ装置が知られている。上記平行平板電極型プラズマＣ
ＶＤ装置は，図１２に概略構成図として示すように構成
される。図１２において，平行平板電極型プラズマＣＶ
Ｄ装置６０は，真空容器６４内に平板状に形成された上
部電極６１と下部電極６２とが平行に向かい合って配置
され，上部電極６１に高周波電源６５から高周波電力が
印加される。下部電極６２上にはＣＶＤ処理を行う試料
６３が載置され，該下部電極６２は接地電位に接続され
る。図示するように，上部電極６１に設けられた流路か
らＣＶＤ処理ガスが真空容器６４内に導入されると，各
電極６１，６２間にプラズマが発生し，該プラズマによ
り生成されたＣＶＤ処理ガスの分解生成物が試料６３上
に堆積され，試料６３の表面に成膜が施される。又，上
記ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置は，図１３に概略構成図と
して示すように構成される。図１３において，ＥＣＲプ
ラズマＣＶＤ装置６６は，円筒状に形成された真空容器
６７の軸方向に設けられた誘電体窓６８からマイクロ波
が真空容器６７内に導入されると共に，真空容器６７と
同軸に配設された磁場発生コイル６９から真空容器６７
内に磁場が印加される。真空容器６７の軸方向の所定位
置に配設された試料台７０上に試料７１を載置して，真
空容器６７内にＣＶＤ処理ガスを導入すると，真空容器
６７内にＥＣＲプラズマが発生し，該プラズマにより生
成されたＣＶＤ処理ガスの分解生成物が試料７１上に堆
積され，試料７１の表面に成膜が施される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記平行平板電極型プ
ラズマＣＶＤ装置においては，試料がプラズマ中に曝さ
れるため，プラズマによる副生成物が堆積膜中に混入す
る問題点，プラズマによって生成された分解生成物がパ
ーティクルとして電極部分に付着し，成膜中に試料上に
脱落するため成膜品質が低下する問題点，更に，電極が
プラズマ中に曝されるため，電極材料が成膜内に混入し
成膜品質を低下させる問題点があった。又，上記ＥＣＲ
プラズマＣＶＤ装置においては，プラズマによる分解生
成物がマイクロ波を導入する誘電体窓に付着するため，
プラズマ密度の均一性が損なわれ，膜厚の不均一，ある
いは成膜速度の変化等として影響する問題点，サイクロ
トロン共鳴を行わせるために磁場発生コイルの設置等が
必要で非常に大型で高価な装置となる問題点，試料が大
口径化した場合に装置も大型化する問題点があった。更
に，従来のプラズマＣＶＤ装置では，成膜中の試料表面
を観測することは不可能であるため，ＣＶＤによる成膜
厚を設定するには，目標膜厚に成膜された装置の成膜速
度を算出して，目標成膜時間を設定しなければならない
問題点があった。本発明は，上記従来のプラズマＣＶＤ
装置の諸問題点を解決すべくなされたもので，ＩＣＰに
よりプラズマＣＶＤ装置を構成して，成膜内に不純物の
混入のない高品質の成膜を可能とすると共に，成膜中の
試料表面の観測及び膜厚測定を可能に構成し，成膜制御
を可能にしたプラズマＣＶＤ装置及び該装置を用いたＣ
ＶＤ処理方法を提供することを目的とする。
ラズマＣＶＤ装置においては，試料がプラズマ中に曝さ
れるため，プラズマによる副生成物が堆積膜中に混入す
る問題点，プラズマによって生成された分解生成物がパ
ーティクルとして電極部分に付着し，成膜中に試料上に
脱落するため成膜品質が低下する問題点，更に，電極が
プラズマ中に曝されるため，電極材料が成膜内に混入し
成膜品質を低下させる問題点があった。又，上記ＥＣＲ
プラズマＣＶＤ装置においては，プラズマによる分解生
成物がマイクロ波を導入する誘電体窓に付着するため，
プラズマ密度の均一性が損なわれ，膜厚の不均一，ある
いは成膜速度の変化等として影響する問題点，サイクロ
トロン共鳴を行わせるために磁場発生コイルの設置等が
必要で非常に大型で高価な装置となる問題点，試料が大
口径化した場合に装置も大型化する問題点があった。更
に，従来のプラズマＣＶＤ装置では，成膜中の試料表面
を観測することは不可能であるため，ＣＶＤによる成膜
厚を設定するには，目標膜厚に成膜された装置の成膜速
度を算出して，目標成膜時間を設定しなければならない
問題点があった。本発明は，上記従来のプラズマＣＶＤ
装置の諸問題点を解決すべくなされたもので，ＩＣＰに
よりプラズマＣＶＤ装置を構成して，成膜内に不純物の
混入のない高品質の成膜を可能とすると共に，成膜中の
試料表面の観測及び膜厚測定を可能に構成し，成膜制御
を可能にしたプラズマＣＶＤ装置及び該装置を用いたＣ
ＶＤ処理方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が採用する第１の手段は，高周波電力が印加さ
れた真空容器内に所要のＣＶＤ処理ガスを導入してプラ
ズマ化し，該プラズマにより分解された上記ＣＶＤ処理
ガスの分解生成物を上記真空容器内に配置された試料上
に堆積させるプラズマＣＶＤ装置において，上記真空容
器の外郭上に配設された誘電体窓と，上記真空容器外の
上記誘電体窓の近傍に配設されて真空容器内に高周波電
場を誘起させるアンテナと，上記試料を上記真空容器内
の所定位置に保持する試料台とを，上記真空容器の同一
軸上に，それぞれの平面方向を一致させて配設したこと
を特徴とするプラズマＣＶＤ装置として構成される。上
記構成において，誘電体窓を透明体により形成し，誘電
体窓及びアンテナの直径を試料の直径より大きく形成す
ることができる。又，第２の手段は，高周波電力が印加
された真空容器内に所要のＣＶＤ処理ガスを導入してプ
ラズマ化し，該プラズマにより分解された上記ＣＶＤ処
理ガスの分解生成物を上記真空容器内に配置された試料
上に堆積させるプラズマＣＶＤ装置において，上記真空
容器の外郭上に配設され，誘電体により上記試料の直径
より大なる直径に形成され，上記ＣＶＤ処理ガスの導入
ポートに接続されたガス通路と該ガス通路の処理ガスを
真空容器内に放出する複数のガス放出口とを具備してな
る誘電体窓と，上記真空容器外の上記誘電体窓の近傍に
配設されて真空容器内に高周波電場を誘起させるアンテ
ナと，上記試料を上記真空容器内の所定位置に保持する
試料台とを，上記真空容器の同一軸上に，それぞれの平
面方向を一致させて配設したことを特徴とするプラズマ
ＣＶＤ装置として構成される。
に本発明が採用する第１の手段は，高周波電力が印加さ
れた真空容器内に所要のＣＶＤ処理ガスを導入してプラ
ズマ化し，該プラズマにより分解された上記ＣＶＤ処理
ガスの分解生成物を上記真空容器内に配置された試料上
に堆積させるプラズマＣＶＤ装置において，上記真空容
器の外郭上に配設された誘電体窓と，上記真空容器外の
上記誘電体窓の近傍に配設されて真空容器内に高周波電
場を誘起させるアンテナと，上記試料を上記真空容器内
の所定位置に保持する試料台とを，上記真空容器の同一
軸上に，それぞれの平面方向を一致させて配設したこと
を特徴とするプラズマＣＶＤ装置として構成される。上
記構成において，誘電体窓を透明体により形成し，誘電
体窓及びアンテナの直径を試料の直径より大きく形成す
ることができる。又，第２の手段は，高周波電力が印加
された真空容器内に所要のＣＶＤ処理ガスを導入してプ
ラズマ化し，該プラズマにより分解された上記ＣＶＤ処
理ガスの分解生成物を上記真空容器内に配置された試料
上に堆積させるプラズマＣＶＤ装置において，上記真空
容器の外郭上に配設され，誘電体により上記試料の直径
より大なる直径に形成され，上記ＣＶＤ処理ガスの導入
ポートに接続されたガス通路と該ガス通路の処理ガスを
真空容器内に放出する複数のガス放出口とを具備してな
る誘電体窓と，上記真空容器外の上記誘電体窓の近傍に
配設されて真空容器内に高周波電場を誘起させるアンテ
ナと，上記試料を上記真空容器内の所定位置に保持する
試料台とを，上記真空容器の同一軸上に，それぞれの平
面方向を一致させて配設したことを特徴とするプラズマ
ＣＶＤ装置として構成される。
【０００５】更に，第３の手段は，高周波電力が印加さ
れた真空容器内に所要のＣＶＤ処理ガスを導入してプラ
ズマ化し，該プラズマにより分解された上記ＣＶＤ処理
ガスの分解生成物を上記真空容器内に配置された試料上
に堆積させるプラズマＣＶＤ装置において，上記真空容
器の外郭上に配設され，誘電体により上記試料の直径よ
り大なる直径に形成されてなる誘電体窓と，上記真空容
器外の上記誘電体窓の近傍に配設されて真空容器内に高
周波電場を誘起させるアンテナと，上記試料を上記真空
容器内の所定位置に保持する試料台とを上記真空容器の
同一軸上に，それぞれの平面方向を一致させて配設する
と共に，上記誘電体窓が配設された真空容器の外郭が開
閉可能に形成されてなることを特徴とするプラズマＣＶ
Ｄ装置として構成される。更に，第４の手段は，高周波
電力が印加された真空容器内に所要のＣＶＤ処理ガスを
導入してプラズマ化し，該プラズマにより分解された上
記ＣＶＤ処理ガスの分解生成物を上記真空容器内に配置
された試料上に堆積させるプラズマＣＶＤ装置におい
て，上記真空容器の外郭上に配設され，透明な誘電体に
より上記試料の直径より大なる直径に形成されてなる誘
電体窓と，上記真空容器外の上記誘電体窓の近傍に配設
されて真空容器内に高周波電場を誘起させるアンテナ
と，上記試料を上記真空容器内の所定位置に保持する試
料台とを，上記真空容器の同一軸上に，それぞれの平面
方向を一致させて配設すると共に，上記誘電体窓を通し
て上記試料に検査光を投射し，該試料表面に生成された
堆積膜から反射された反射光を受光できる位置に配設さ
れ，該反射光の分析により上記堆積膜の膜厚を測定する
膜厚測定装置を設けたことを特徴とするプラズマＣＶＤ
装置として構成される。上記第１及び第２，第３，第４
の手段において，上記処理ガスを構成するキャリアガス
を上記高周波電場の誘起領域に導入するキャリアガス導
入手段と，上記処理ガスを構成するＣＶＤ原料ガスを上
記プラズマに接する上記試料の上方空間に導入する原料
ガス導入手段とを具備させることができる。
れた真空容器内に所要のＣＶＤ処理ガスを導入してプラ
ズマ化し，該プラズマにより分解された上記ＣＶＤ処理
ガスの分解生成物を上記真空容器内に配置された試料上
に堆積させるプラズマＣＶＤ装置において，上記真空容
器の外郭上に配設され，誘電体により上記試料の直径よ
り大なる直径に形成されてなる誘電体窓と，上記真空容
器外の上記誘電体窓の近傍に配設されて真空容器内に高
周波電場を誘起させるアンテナと，上記試料を上記真空
容器内の所定位置に保持する試料台とを上記真空容器の
同一軸上に，それぞれの平面方向を一致させて配設する
と共に，上記誘電体窓が配設された真空容器の外郭が開
閉可能に形成されてなることを特徴とするプラズマＣＶ
Ｄ装置として構成される。更に，第４の手段は，高周波
電力が印加された真空容器内に所要のＣＶＤ処理ガスを
導入してプラズマ化し，該プラズマにより分解された上
記ＣＶＤ処理ガスの分解生成物を上記真空容器内に配置
された試料上に堆積させるプラズマＣＶＤ装置におい
て，上記真空容器の外郭上に配設され，透明な誘電体に
より上記試料の直径より大なる直径に形成されてなる誘
電体窓と，上記真空容器外の上記誘電体窓の近傍に配設
されて真空容器内に高周波電場を誘起させるアンテナ
と，上記試料を上記真空容器内の所定位置に保持する試
料台とを，上記真空容器の同一軸上に，それぞれの平面
方向を一致させて配設すると共に，上記誘電体窓を通し
て上記試料に検査光を投射し，該試料表面に生成された
堆積膜から反射された反射光を受光できる位置に配設さ
れ，該反射光の分析により上記堆積膜の膜厚を測定する
膜厚測定装置を設けたことを特徴とするプラズマＣＶＤ
装置として構成される。上記第１及び第２，第３，第４
の手段において，上記処理ガスを構成するキャリアガス
を上記高周波電場の誘起領域に導入するキャリアガス導
入手段と，上記処理ガスを構成するＣＶＤ原料ガスを上
記プラズマに接する上記試料の上方空間に導入する原料
ガス導入手段とを具備させることができる。
【０００６】又，上記第１及び第２，第３，第４の手段
において，上記真空容器内の排気が，上記試料位置を中
心とした円周上に設けられた複数の排気口からなされる
よう構成することができる。更に，本発明が採用する第
１の方法は，真空容器の外郭上に配設され，透明な誘電
体により上記真空容器内に配置される試料の直径より大
なる直径に形成されてなる誘電体窓と，上記真空容器外
の上記誘電体窓の近傍に配設されて真空容器内に高周波
電場を誘起させるアンテナと，上記試料を上記真空容器
内の所定位置に保持する試料台とを，上記真空容器の同
一軸上に，それぞれの平面方向を一致させて配設すると
共に，上記誘電体窓を通して上記試料に検査光を投射
し，該試料表面に生成された堆積膜から反射された反射
光を受光できる位置に配設され，該反射光の分析により
上記堆積膜の膜厚を測定する膜厚測定装置を具備して構
成され，上記真空容器内に導入された上記ＣＶＤ処理ガ
スを上記アンテナにより真空容器内に誘起された高周波
電場によりプラズマ化し，該プラズマにより分解された
分解生成物を上記試料上に堆積させるプラズマＣＶＤ装
置を用いたプラズマＣＶＤ処理方法において，上記堆積
プロセス中の試料表面の堆積膜厚を上記膜厚測定装置に
より測定し，該測定値が所望の膜厚になったとき上記ア
ンテナへの高周波電力の供給を停止させることを特徴と
するプラズマＣＶＤ処理方法である。
において，上記真空容器内の排気が，上記試料位置を中
心とした円周上に設けられた複数の排気口からなされる
よう構成することができる。更に，本発明が採用する第
１の方法は，真空容器の外郭上に配設され，透明な誘電
体により上記真空容器内に配置される試料の直径より大
なる直径に形成されてなる誘電体窓と，上記真空容器外
の上記誘電体窓の近傍に配設されて真空容器内に高周波
電場を誘起させるアンテナと，上記試料を上記真空容器
内の所定位置に保持する試料台とを，上記真空容器の同
一軸上に，それぞれの平面方向を一致させて配設すると
共に，上記誘電体窓を通して上記試料に検査光を投射
し，該試料表面に生成された堆積膜から反射された反射
光を受光できる位置に配設され，該反射光の分析により
上記堆積膜の膜厚を測定する膜厚測定装置を具備して構
成され，上記真空容器内に導入された上記ＣＶＤ処理ガ
スを上記アンテナにより真空容器内に誘起された高周波
電場によりプラズマ化し，該プラズマにより分解された
分解生成物を上記試料上に堆積させるプラズマＣＶＤ装
置を用いたプラズマＣＶＤ処理方法において，上記堆積
プロセス中の試料表面の堆積膜厚を上記膜厚測定装置に
より測定し，該測定値が所望の膜厚になったとき上記ア
ンテナへの高周波電力の供給を停止させることを特徴と
するプラズマＣＶＤ処理方法である。
【０００７】更に，第２の方法は，真空容器の外郭上に
配設され，透明な誘電体により上記真空容器内に配置さ
れる試料の直径より大なる直径に形成されてなる誘電体
窓と，上記真空容器外の上記誘電体窓の近傍に配設され
て真空容器内に高周波電場を誘起させるアンテナと，上
記試料を上記真空容器内の所定位置に保持する試料台と
を，上記真空容器の同一軸上に，それぞれの平面方向を
一致させて配設すると共に，上記誘電体窓を通して上記
試料に検査光を投射し，該試料表面に生成された堆積膜
から反射された反射光を受光できる位置に配設され，該
反射光の分析により上記堆積膜の膜厚を測定する膜厚測
定装置を具備して構成され，上記真空容器内に導入され
た上記ＣＶＤ処理ガスを上記アンテナにより真空容器内
に誘起された高周波電場によりプラズマ化し，該プラズ
マにより分解された分解生成物を上記試料上に堆積させ
るプラズマＣＶＤ装置を用いたプラズマＣＶＤ処理方法
において，上記膜厚測定装置により試料表面の堆積膜厚
を測定し，該測定値が所望の膜厚になったとき上記ＣＶ
Ｄ処理ガスを構成するＣＶＤ原料ガス，反応ガス，希釈
ガスの成分及び混合比の一方又は両方を変更して，異種
類のＣＶＤ膜堆積を連続して行うことを特徴とするプラ
ズマＣＶＤ処理方法である。更に，第３の方法は，真空
容器に設けられた誘電体窓の近傍に配設されたアンテナ
により該真空容器内に高周波電場を誘起させ，真空容器
内に導入されたＣＶＤ処理ガスをプラズマ化し，該プラ
ズマにより分解された分解生成物を上記真空容器内に配
置された試料上に堆積させるプラズマＣＶＤ装置の洗浄
方法において，上記真空容器内に所要のＣＶＤ処理ガス
を導入してプラズマＣＶＤ処理を行った後，上記真空容
器内にＣＶＤ処理ガスに代えてフッ化ガスを導入し，該
フッ化ガスによるプラズマにより上記ＣＶＤ装置内の洗
浄を行うことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置の洗浄方
法である。
配設され，透明な誘電体により上記真空容器内に配置さ
れる試料の直径より大なる直径に形成されてなる誘電体
窓と，上記真空容器外の上記誘電体窓の近傍に配設され
て真空容器内に高周波電場を誘起させるアンテナと，上
記試料を上記真空容器内の所定位置に保持する試料台と
を，上記真空容器の同一軸上に，それぞれの平面方向を
一致させて配設すると共に，上記誘電体窓を通して上記
試料に検査光を投射し，該試料表面に生成された堆積膜
から反射された反射光を受光できる位置に配設され，該
反射光の分析により上記堆積膜の膜厚を測定する膜厚測
定装置を具備して構成され，上記真空容器内に導入され
た上記ＣＶＤ処理ガスを上記アンテナにより真空容器内
に誘起された高周波電場によりプラズマ化し，該プラズ
マにより分解された分解生成物を上記試料上に堆積させ
るプラズマＣＶＤ装置を用いたプラズマＣＶＤ処理方法
において，上記膜厚測定装置により試料表面の堆積膜厚
を測定し，該測定値が所望の膜厚になったとき上記ＣＶ
Ｄ処理ガスを構成するＣＶＤ原料ガス，反応ガス，希釈
ガスの成分及び混合比の一方又は両方を変更して，異種
類のＣＶＤ膜堆積を連続して行うことを特徴とするプラ
ズマＣＶＤ処理方法である。更に，第３の方法は，真空
容器に設けられた誘電体窓の近傍に配設されたアンテナ
により該真空容器内に高周波電場を誘起させ，真空容器
内に導入されたＣＶＤ処理ガスをプラズマ化し，該プラ
ズマにより分解された分解生成物を上記真空容器内に配
置された試料上に堆積させるプラズマＣＶＤ装置の洗浄
方法において，上記真空容器内に所要のＣＶＤ処理ガス
を導入してプラズマＣＶＤ処理を行った後，上記真空容
器内にＣＶＤ処理ガスに代えてフッ化ガスを導入し，該
フッ化ガスによるプラズマにより上記ＣＶＤ装置内の洗
浄を行うことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置の洗浄方
法である。
【０００８】
【作用】本願の第１の発明によれば，真空容器の外郭に
設けられた誘電体窓の近傍に配設されたアンテナに高周
波電力を供給すると，アンテナからの電磁波により真空
容器内に高周波電場が誘起される。この高周波電場によ
り真空容器内に導入されたＣＶＤ処理ガスがプラズマ化
され，該プラズマによって生成された分解生成物を真空
容器内に配置した試料上に堆積させることにより，試料
表面に成膜がなされる。上記誘電体窓とアンテナと試料
台とは，真空容器の同一軸上に平面方向を一致させて配
設されるので，真空容器内に発生するプラズマが拡散
し，試料に対してプラズマによる分解生成物を堆積させ
るＣＶＤ作用が均一になされる。又，上記誘電体窓及び
アンテナの直径を試料の直径より大に形成することによ
り，試料に対するＣＶＤ作用が更に均一になされる。こ
の分解生成物の堆積による成膜の進行状態は，透明な誘
電体窓と試料台とが同一平面に配設されていることか
ら，誘電体窓を通して観測することが可能となる。請求
項１及び請求項２，３がこれに対応する。本願の第２の
発明によれば，上記第１の発明による構成に併せ，誘電
体窓にＣＶＤ処理ガスのガス通路と真空容器内へのガス
放出口が設けられ，ＣＶＤ処理ガスは上記ガス通路とガ
ス放出口を通じて真空容器内に導入されるので，プラズ
マ発生領域に均一に処理ガスの供給がなされる。請求項
４がこれに対応する。本願の第３の発明によれば，上記
第１の発明による構成に併せ，上記誘電体窓が配設され
た真空容器の外郭が開閉可能に構成されることにより，
真空容器内への試料の出し入れ，真空容器の内壁面及び
誘電体窓内面の清掃等が容易に実施できる。請求項５が
これに対応する。本願の第４の発明によれば，上記第１
の発明の構成に併せ，膜厚測定装置が配設され，真空容
器内で進行する試料表面の成膜過程の膜厚を随時測定す
ることができる。従って，試料上の成膜厚の分布状態の
測定，あるいは所定の膜厚になったとき装置の動作を停
止させる制御などを実施することができる。請求項６が
これに対応する。
設けられた誘電体窓の近傍に配設されたアンテナに高周
波電力を供給すると，アンテナからの電磁波により真空
容器内に高周波電場が誘起される。この高周波電場によ
り真空容器内に導入されたＣＶＤ処理ガスがプラズマ化
され，該プラズマによって生成された分解生成物を真空
容器内に配置した試料上に堆積させることにより，試料
表面に成膜がなされる。上記誘電体窓とアンテナと試料
台とは，真空容器の同一軸上に平面方向を一致させて配
設されるので，真空容器内に発生するプラズマが拡散
し，試料に対してプラズマによる分解生成物を堆積させ
るＣＶＤ作用が均一になされる。又，上記誘電体窓及び
アンテナの直径を試料の直径より大に形成することによ
り，試料に対するＣＶＤ作用が更に均一になされる。こ
の分解生成物の堆積による成膜の進行状態は，透明な誘
電体窓と試料台とが同一平面に配設されていることか
ら，誘電体窓を通して観測することが可能となる。請求
項１及び請求項２，３がこれに対応する。本願の第２の
発明によれば，上記第１の発明による構成に併せ，誘電
体窓にＣＶＤ処理ガスのガス通路と真空容器内へのガス
放出口が設けられ，ＣＶＤ処理ガスは上記ガス通路とガ
ス放出口を通じて真空容器内に導入されるので，プラズ
マ発生領域に均一に処理ガスの供給がなされる。請求項
４がこれに対応する。本願の第３の発明によれば，上記
第１の発明による構成に併せ，上記誘電体窓が配設され
た真空容器の外郭が開閉可能に構成されることにより，
真空容器内への試料の出し入れ，真空容器の内壁面及び
誘電体窓内面の清掃等が容易に実施できる。請求項５が
これに対応する。本願の第４の発明によれば，上記第１
の発明の構成に併せ，膜厚測定装置が配設され，真空容
器内で進行する試料表面の成膜過程の膜厚を随時測定す
ることができる。従って，試料上の成膜厚の分布状態の
測定，あるいは所定の膜厚になったとき装置の動作を停
止させる制御などを実施することができる。請求項６が
これに対応する。
【０００９】上記第１及び第３，第４の発明において，
ＣＶＤ処理ガスをキャリアガスとＣＶＤ原料ガスとに分
離して供給するキャリアガス導入手段と原料ガス導入手
段とを設けることにより，キャリアガスをアンテナから
の電磁波によりプラズマ化し，そのプラズマによりＣＶ
Ｄ原料ガスを分解させることができるので，試料への成
膜はＣＶＤ原料ガスの分解生成物によって重点的になさ
れ，成膜品質を向上させることができる。請求項７がこ
れに対応する。又，真空容器内からの排気を試料位置を
中心とする円周上から均等に行うことによって，真空容
器内のガスの流れが試料に対して均一になり，均一な成
膜がなされると共に，誘電体窓や真空容器内への分解生
成物の付着が抑制される。請求項８がこれに対応する。
本願の第５の発明は，上記第４の発明による構成を用い
たＣＶＤ処理方法を示すもので，膜厚測定装置により試
料上の成膜厚を測定して，その測定値が所定の膜厚にな
ったとき，アンテナからの高周波電力の印加を停止させ
るよう制御すると，常に一定の膜厚での成膜が実施でき
るＣＶＤ処理方法が提供される。請求項９がこれに対応
する。本願の第６の発明は，上記第４の発明による構成
を用いて複数種の成膜を連続して実施するＣＶＤ処理方
法を示すもので，膜厚測定装置により試料上の成膜厚を
測定して，その測定値が所定の膜厚になったとき，ＣＶ
Ｄ処理ガスの成分及び混合比の一方又は両方を変更する
ことにより，異なる種類の成膜が引き続き実施できるＣ
ＶＤ処理方法が提供される。請求項１０がこれに対応す
る。本願の第７の発明は，上記構成になるプラズマＣＶ
Ｄ装置内の洗浄方法を示すもので，真空容器内にＣＶＤ
処理ガスを導入したＣＶＤ処理を行った後，ＣＶＤ処理
ガスに代えてフッ素ガスを真空容器内に導入してプラズ
マ化させ，該プラズマにより真空容器の内壁及び誘電体
窓に付着したＣＶＤ膜をエッチング処理により除去す
る。この洗浄により誘電体窓の透明状態及び高周波電力
の導入状態が刷新される。この洗浄を随時行うことによ
り，安定したＣＶＤ成膜が持続される。請求項１１がこ
れに対応する。
ＣＶＤ処理ガスをキャリアガスとＣＶＤ原料ガスとに分
離して供給するキャリアガス導入手段と原料ガス導入手
段とを設けることにより，キャリアガスをアンテナから
の電磁波によりプラズマ化し，そのプラズマによりＣＶ
Ｄ原料ガスを分解させることができるので，試料への成
膜はＣＶＤ原料ガスの分解生成物によって重点的になさ
れ，成膜品質を向上させることができる。請求項７がこ
れに対応する。又，真空容器内からの排気を試料位置を
中心とする円周上から均等に行うことによって，真空容
器内のガスの流れが試料に対して均一になり，均一な成
膜がなされると共に，誘電体窓や真空容器内への分解生
成物の付着が抑制される。請求項８がこれに対応する。
本願の第５の発明は，上記第４の発明による構成を用い
たＣＶＤ処理方法を示すもので，膜厚測定装置により試
料上の成膜厚を測定して，その測定値が所定の膜厚にな
ったとき，アンテナからの高周波電力の印加を停止させ
るよう制御すると，常に一定の膜厚での成膜が実施でき
るＣＶＤ処理方法が提供される。請求項９がこれに対応
する。本願の第６の発明は，上記第４の発明による構成
を用いて複数種の成膜を連続して実施するＣＶＤ処理方
法を示すもので，膜厚測定装置により試料上の成膜厚を
測定して，その測定値が所定の膜厚になったとき，ＣＶ
Ｄ処理ガスの成分及び混合比の一方又は両方を変更する
ことにより，異なる種類の成膜が引き続き実施できるＣ
ＶＤ処理方法が提供される。請求項１０がこれに対応す
る。本願の第７の発明は，上記構成になるプラズマＣＶ
Ｄ装置内の洗浄方法を示すもので，真空容器内にＣＶＤ
処理ガスを導入したＣＶＤ処理を行った後，ＣＶＤ処理
ガスに代えてフッ素ガスを真空容器内に導入してプラズ
マ化させ，該プラズマにより真空容器の内壁及び誘電体
窓に付着したＣＶＤ膜をエッチング処理により除去す
る。この洗浄により誘電体窓の透明状態及び高周波電力
の導入状態が刷新される。この洗浄を随時行うことによ
り，安定したＣＶＤ成膜が持続される。請求項１１がこ
れに対応する。
【００１０】
【実施例】以下，添付図面を参照して本発明を具体化し
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は本発明を具体化した一例であって，本発明
の技術的範囲を限定するものではない。ここに，図１は
本発明の第１実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を
示す模式図，図２は実施例に係るアンテナの構成を示す
平面図である。図１において，第１実施例に係るプラズ
マＣＶＤ装置１は，円筒状に形成され，ガス導入ポート
６と真空排気のための排気ポート１１とを備えた真空容
器４と，該真空容器４の中心軸線上に設けられ，透明な
石英ガラスによって形成された誘電体窓２と，該誘電体
窓２の近傍に配置されたアンテナ３と，該アンテナ３に
高周波電力をマッチング回路５を介して供給する高周波
電源７と，上記真空容器４の中心軸線上の任意位置に移
動可能に配設され，試料９を載置する試料台８とを具備
して構成されている。上記構成において，上記アンテナ
３，誘電体窓２，試料台８，試料９は真空容器４の中心
軸上に，それぞれの平面方向を一致させて配設される。
又，誘電体窓２は，ＣＶＤ処理される試料９の直径より
も充分に大きな直径に形成され，真空容器４の上部外郭
上に配設されている。又，アンテナ３は，図２（ａ）に
示す１ループもしくは図２（ｂ）に示す渦巻き状のルー
プアンテナとして形成することができる。図１に示すプ
ラズマＣＶＤ装置１では，図２（ｂ）に示す渦巻き状ル
ープの直径が試料９の直径より大きく形成されたアンテ
ナ３ｂを採用し，誘電体窓２を通して真空容器４内に該
真空容器４の中心軸線から内壁方向に同心円状に均一な
高周波電力を導入できるよう構成されている。
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は本発明を具体化した一例であって，本発明
の技術的範囲を限定するものではない。ここに，図１は
本発明の第１実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を
示す模式図，図２は実施例に係るアンテナの構成を示す
平面図である。図１において，第１実施例に係るプラズ
マＣＶＤ装置１は，円筒状に形成され，ガス導入ポート
６と真空排気のための排気ポート１１とを備えた真空容
器４と，該真空容器４の中心軸線上に設けられ，透明な
石英ガラスによって形成された誘電体窓２と，該誘電体
窓２の近傍に配置されたアンテナ３と，該アンテナ３に
高周波電力をマッチング回路５を介して供給する高周波
電源７と，上記真空容器４の中心軸線上の任意位置に移
動可能に配設され，試料９を載置する試料台８とを具備
して構成されている。上記構成において，上記アンテナ
３，誘電体窓２，試料台８，試料９は真空容器４の中心
軸上に，それぞれの平面方向を一致させて配設される。
又，誘電体窓２は，ＣＶＤ処理される試料９の直径より
も充分に大きな直径に形成され，真空容器４の上部外郭
上に配設されている。又，アンテナ３は，図２（ａ）に
示す１ループもしくは図２（ｂ）に示す渦巻き状のルー
プアンテナとして形成することができる。図１に示すプ
ラズマＣＶＤ装置１では，図２（ｂ）に示す渦巻き状ル
ープの直径が試料９の直径より大きく形成されたアンテ
ナ３ｂを採用し，誘電体窓２を通して真空容器４内に該
真空容器４の中心軸線から内壁方向に同心円状に均一な
高周波電力を導入できるよう構成されている。
【００１１】上記構成により，真空容器４内を排気ポー
ト１１から排気すると共に，ガス導入ポート６からＣＶ
Ｄ処理ガスを導入し，高周波電源７から高周波電力をア
ンテナ３ｂに印加すると，アンテナ３ｂからの電磁波に
より真空容器４内に高周波電場が誘起され，この高周波
電場は自然放射線等によって真空容器４内に発生した電
子を加速し，ＣＶＤ処理ガス中の中性原子と衝突して該
中性原子をイオン化してイオンと電子とを生成する。新
たに発生した電子は高周波電場により加速され，イオン
と電子を生成する過程を繰り返す。このようにしプラズ
マ密度がある程度以上上昇すると，プラズマ中の電子密
度が上昇してプラズマ中の電子の応答周波数を上昇さ
せ，プラズマはあたかも導電体のように作用して高周波
電界を遮断するかのように電流が流れて，電磁波を遮断
し始める。このとき，プラズマ固有の特殊なモード以外
はプラズマ内部に電磁波が入らないため，表面のプラズ
マのみがアンテナ３ｂからの電磁波のエネルギーを得て
プラズマ密度を更に上昇させ，プラズマ内部に拡散す
る。上記のようにして発生したプラズマ１０により生成
される処理ガスの分解生成物は試料９上に堆積される。
試料９は試料台８を移動させてプラズマ１０に直接曝さ
れない位置に試料表面（堆積膜を形成させたい部分）を
配置すれば，成膜中に不純物の混入がない緻密なＣＶＤ
膜が形成される。又，上記構成は図１に示すように，誘
電体窓２及びアンテナ３ｂの直径が試料９の直径より大
きく形成されており，誘電体窓２，アンテナ３ｂ，試料
９がそれぞれ同一軸上に平面方向を一致させて配設され
ているので，透明な誘電体窓２から試料９を透視する
と，試料表面全体を観測することができる。この構成に
より，試料９表面に成膜がなされていく状態を随時観測
することが可能となる。上記第１実施例構成では，処理
ガスの導入が真空容器４の側面からなされていたが，真
空容器４内の所要位置での処理ガスの密度分布を均一化
することにより，ＣＶＤによる成膜をより均一化させる
ことができる。この処理ガスの密度分布の均一化を図っ
た構成を第２実施例として次に説明する。尚，上記第１
実施例の構成と同一の要素には同一の符号を付して，そ
の説明は省略する。
ト１１から排気すると共に，ガス導入ポート６からＣＶ
Ｄ処理ガスを導入し，高周波電源７から高周波電力をア
ンテナ３ｂに印加すると，アンテナ３ｂからの電磁波に
より真空容器４内に高周波電場が誘起され，この高周波
電場は自然放射線等によって真空容器４内に発生した電
子を加速し，ＣＶＤ処理ガス中の中性原子と衝突して該
中性原子をイオン化してイオンと電子とを生成する。新
たに発生した電子は高周波電場により加速され，イオン
と電子を生成する過程を繰り返す。このようにしプラズ
マ密度がある程度以上上昇すると，プラズマ中の電子密
度が上昇してプラズマ中の電子の応答周波数を上昇さ
せ，プラズマはあたかも導電体のように作用して高周波
電界を遮断するかのように電流が流れて，電磁波を遮断
し始める。このとき，プラズマ固有の特殊なモード以外
はプラズマ内部に電磁波が入らないため，表面のプラズ
マのみがアンテナ３ｂからの電磁波のエネルギーを得て
プラズマ密度を更に上昇させ，プラズマ内部に拡散す
る。上記のようにして発生したプラズマ１０により生成
される処理ガスの分解生成物は試料９上に堆積される。
試料９は試料台８を移動させてプラズマ１０に直接曝さ
れない位置に試料表面（堆積膜を形成させたい部分）を
配置すれば，成膜中に不純物の混入がない緻密なＣＶＤ
膜が形成される。又，上記構成は図１に示すように，誘
電体窓２及びアンテナ３ｂの直径が試料９の直径より大
きく形成されており，誘電体窓２，アンテナ３ｂ，試料
９がそれぞれ同一軸上に平面方向を一致させて配設され
ているので，透明な誘電体窓２から試料９を透視する
と，試料表面全体を観測することができる。この構成に
より，試料９表面に成膜がなされていく状態を随時観測
することが可能となる。上記第１実施例構成では，処理
ガスの導入が真空容器４の側面からなされていたが，真
空容器４内の所要位置での処理ガスの密度分布を均一化
することにより，ＣＶＤによる成膜をより均一化させる
ことができる。この処理ガスの密度分布の均一化を図っ
た構成を第２実施例として次に説明する。尚，上記第１
実施例の構成と同一の要素には同一の符号を付して，そ
の説明は省略する。
【００１２】図３は第２実施例に係るプラズマＣＶＤ装
置２０の構成を断面で示す模式図である。本構成では，
真空容器２２内への処理ガスの導入は，誘電体窓２１に
設けられたガス通路２３と，このガス通路２３から真空
容器２２内に開口する多数のガス放出口２４とからなさ
れる。図４（ｂ）は誘電体窓２１を真空容器２２内から
見た平面図で，誘電体窓２１の全面にほぼ均等にガス放
出口２４，２４…が配置されており，各ガス放出口２４
は図４（ａ）に示すように，誘電体窓２１内に形成され
たガス通路２３に連通している。ガス通路２３はガス導
入ポート２５に接続されており，供給される処理ガスは
ガス導入ポート２５からガス通路２３を通って各ガス放
出口２４から真空容器２２内に導入される。本構成で
は，処理ガスは多数のガス放出口２４から真空容器２２
内に導入されるので，処理ガスのプラズマ生成領域にお
ける密度分布が均一になされる結果，プラズマの密度分
布も均一化され，ＣＶＤによる成膜も均一化される。特
に〜１０Ｔｏｒｒ程度の中圧力において，試料９に対す
る処理ガスの均一な流れを作ることができるので，大面
積の試料に対しても均一な成膜が行うことができる。上
記処理ガスは，プラズマを発生させるためのキャリアガ
スと，成膜の材料となるＣＶＤ原料ガスとを含んで構成
されているが，このキャリアガスとＣＶＤ原料ガスとを
別々に真空容器内の所要領域に導入することにより，成
膜品質の向上を図ることができる。この構成を第３実施
例及び第４，第５実施例として次に説明する。尚，上記
第１及び第２実施例と共通する要素には同一の符号を付
して，その説明は省略する。ここに，図５は第３実施例
に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す模式図，図６は
第４実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す模式
図，図７は実施例に係るシールドボックスの構成を示す
斜視図，図８は第５実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の
構成を示す模式図である。
置２０の構成を断面で示す模式図である。本構成では，
真空容器２２内への処理ガスの導入は，誘電体窓２１に
設けられたガス通路２３と，このガス通路２３から真空
容器２２内に開口する多数のガス放出口２４とからなさ
れる。図４（ｂ）は誘電体窓２１を真空容器２２内から
見た平面図で，誘電体窓２１の全面にほぼ均等にガス放
出口２４，２４…が配置されており，各ガス放出口２４
は図４（ａ）に示すように，誘電体窓２１内に形成され
たガス通路２３に連通している。ガス通路２３はガス導
入ポート２５に接続されており，供給される処理ガスは
ガス導入ポート２５からガス通路２３を通って各ガス放
出口２４から真空容器２２内に導入される。本構成で
は，処理ガスは多数のガス放出口２４から真空容器２２
内に導入されるので，処理ガスのプラズマ生成領域にお
ける密度分布が均一になされる結果，プラズマの密度分
布も均一化され，ＣＶＤによる成膜も均一化される。特
に〜１０Ｔｏｒｒ程度の中圧力において，試料９に対す
る処理ガスの均一な流れを作ることができるので，大面
積の試料に対しても均一な成膜が行うことができる。上
記処理ガスは，プラズマを発生させるためのキャリアガ
スと，成膜の材料となるＣＶＤ原料ガスとを含んで構成
されているが，このキャリアガスとＣＶＤ原料ガスとを
別々に真空容器内の所要領域に導入することにより，成
膜品質の向上を図ることができる。この構成を第３実施
例及び第４，第５実施例として次に説明する。尚，上記
第１及び第２実施例と共通する要素には同一の符号を付
して，その説明は省略する。ここに，図５は第３実施例
に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す模式図，図６は
第４実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す模式
図，図７は実施例に係るシールドボックスの構成を示す
斜視図，図８は第５実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の
構成を示す模式図である。
【００１３】図５において，第３実施例に係るプラズマ
ＣＶＤ装置２６は，真空容器２７内への処理ガスの導入
をキャリアガスとＣＶＤ原料ガスとに分離して行うよう
に構成されている。上記キャリアガスはキャリアガス導
入ポート２８から真空容器２７内に供給され，誘電体窓
２の下部空間に導入される。又，上記ＣＶＤ原料ガスは
原料ガス導入ポート２９から真空容器２７内に供給さ
れ，試料９の上部空間に導入される。上記構成により，
キャリアガスはアンテナ３ｂから誘電体窓２を通して真
空容器２７内に印加される電磁波によりプラズマ化さ
れ，このプラズマによりＣＶＤ原料ガスがプラズマ化さ
れる。この構成では先の実施例と異なり，キャリアガス
とＣＶＤ原料ガスとが混合された処理ガスをプラズマ化
するのではなく，成膜材料となるＣＶＤ原料ガスがキャ
リアガスのプラズマにより分解されるので，成膜はＣＶ
Ｄ原料ガスの分解生成物によって重点的になされる結
果，不純物の混入が少ない高品質の成膜がなされる。上
記第３実施例構成におけるキャリアガスとＣＶＤ原料ガ
スとの真空容器２７内における密度分布を均一化して，
成膜の均一化を向上させるために，図６に示すような構
成を採用することができる。図６において，第４実施例
に係るプラズマＣＶＤ装置３０は，真空容器３１内の誘
電体窓２の下部空間にキャリアガス導入リング３２，試
料台８の上部空間に原料ガス導入リング３３を配設し
て，それぞれキャリアガス導入ポート２８，原料ガス導
入ポート２９に接続して構成されている。上記キャリア
ガス導入リング３２及び原料ガス導入リング３３は，円
環状に形成されたパイプの内周面に多数のガス放出口を
均等に開口させて形成されており，それぞれのガスはガ
ス放出口から円環状リングの中心方向に放出される。従
って，各円環状リング内に均一な密度分布で各ガスが導
入される。
ＣＶＤ装置２６は，真空容器２７内への処理ガスの導入
をキャリアガスとＣＶＤ原料ガスとに分離して行うよう
に構成されている。上記キャリアガスはキャリアガス導
入ポート２８から真空容器２７内に供給され，誘電体窓
２の下部空間に導入される。又，上記ＣＶＤ原料ガスは
原料ガス導入ポート２９から真空容器２７内に供給さ
れ，試料９の上部空間に導入される。上記構成により，
キャリアガスはアンテナ３ｂから誘電体窓２を通して真
空容器２７内に印加される電磁波によりプラズマ化さ
れ，このプラズマによりＣＶＤ原料ガスがプラズマ化さ
れる。この構成では先の実施例と異なり，キャリアガス
とＣＶＤ原料ガスとが混合された処理ガスをプラズマ化
するのではなく，成膜材料となるＣＶＤ原料ガスがキャ
リアガスのプラズマにより分解されるので，成膜はＣＶ
Ｄ原料ガスの分解生成物によって重点的になされる結
果，不純物の混入が少ない高品質の成膜がなされる。上
記第３実施例構成におけるキャリアガスとＣＶＤ原料ガ
スとの真空容器２７内における密度分布を均一化して，
成膜の均一化を向上させるために，図６に示すような構
成を採用することができる。図６において，第４実施例
に係るプラズマＣＶＤ装置３０は，真空容器３１内の誘
電体窓２の下部空間にキャリアガス導入リング３２，試
料台８の上部空間に原料ガス導入リング３３を配設し
て，それぞれキャリアガス導入ポート２８，原料ガス導
入ポート２９に接続して構成されている。上記キャリア
ガス導入リング３２及び原料ガス導入リング３３は，円
環状に形成されたパイプの内周面に多数のガス放出口を
均等に開口させて形成されており，それぞれのガスはガ
ス放出口から円環状リングの中心方向に放出される。従
って，各円環状リング内に均一な密度分布で各ガスが導
入される。
【００１４】本構成では，誘電体窓２は真空容器３１の
上部外郭に配設された円環状の支持部材３４に装着され
ており，この支持部材３４の誘電体窓支持位置の厚さを
変えることによって試料台８と誘電体窓２との距離を変
化させることができる。又，誘電体窓２の上方はアンテ
ナ３ｂを内包するシールドボックス３５で覆われてい
る。このシールドボックス３５は，アンテナ３ｂから真
空容器３１の外方向に放射される電磁波を遮蔽するもの
で，図７に示すように構成されている。図７において，
シールドボックス３５は，誘電体窓２側の下部にアンテ
ナ３ｂを収容する開口部３６を設けて箱状に形成された
アルミニウム容器３７の上部をアルミニウムネット３８
及びアクリル板３９により閉じて，電磁的シールド構造
に形成されている。このシールドボックス３５を設ける
ことによって，真空容器３１内で進行する成膜の観測の
際に，誘電体窓２の至近位置に近づく人体への電磁波の
影響を排除することができる。成膜の観測は，アンテナ
３ｂからの電磁波の放射を受けることなく，透明なアク
リル板３９，アルミニウムネット３８，誘電体窓２を通
して試料台８上の試料９を見ることでなされる。上記第
４実施例の構成では，導入ガスの密度分布の均一化が図
られるが，真空容器内からの排気構造を改良することに
より更なる均一化の向上を実現させることができる。図
８に示す第５実施例構成は，この排気構造の改良がなさ
れたものである。図８に示す第５実施例に係るプラズマ
ＣＶＤ装置４０では，真空容器４１に該真空容器４１の
中心軸に対して排気コンダクタンスが等しい排気構造を
形成することによって，排気の流れを均一化することが
なされる。他の構成は上記第４実施例構成と同等である
ので，その説明は省略する。
上部外郭に配設された円環状の支持部材３４に装着され
ており，この支持部材３４の誘電体窓支持位置の厚さを
変えることによって試料台８と誘電体窓２との距離を変
化させることができる。又，誘電体窓２の上方はアンテ
ナ３ｂを内包するシールドボックス３５で覆われてい
る。このシールドボックス３５は，アンテナ３ｂから真
空容器３１の外方向に放射される電磁波を遮蔽するもの
で，図７に示すように構成されている。図７において，
シールドボックス３５は，誘電体窓２側の下部にアンテ
ナ３ｂを収容する開口部３６を設けて箱状に形成された
アルミニウム容器３７の上部をアルミニウムネット３８
及びアクリル板３９により閉じて，電磁的シールド構造
に形成されている。このシールドボックス３５を設ける
ことによって，真空容器３１内で進行する成膜の観測の
際に，誘電体窓２の至近位置に近づく人体への電磁波の
影響を排除することができる。成膜の観測は，アンテナ
３ｂからの電磁波の放射を受けることなく，透明なアク
リル板３９，アルミニウムネット３８，誘電体窓２を通
して試料台８上の試料９を見ることでなされる。上記第
４実施例の構成では，導入ガスの密度分布の均一化が図
られるが，真空容器内からの排気構造を改良することに
より更なる均一化の向上を実現させることができる。図
８に示す第５実施例構成は，この排気構造の改良がなさ
れたものである。図８に示す第５実施例に係るプラズマ
ＣＶＤ装置４０では，真空容器４１に該真空容器４１の
中心軸に対して排気コンダクタンスが等しい排気構造を
形成することによって，排気の流れを均一化することが
なされる。他の構成は上記第４実施例構成と同等である
ので，その説明は省略する。
【００１５】図８において，真空容器４１の中心軸４３
上に，アンテナ３ｂ，誘電体窓２，キャリアガス導入リ
ング３２，原料ガス導入リング３３，試料９，試料台４
２がそれぞれの中心軸を一致させると共に，それぞれの
平面方向を一致させて配設されている。排気ポート４４
につながる真空容器４１内の排気口４５は，試料台４２
の周囲に真空容器４１の中心軸４３を中心として均等配
置された複数の排気口４５，４５…として形成されてい
る。上記実施例では，排気口４５を中心軸４３に対して
４か所に対称に配置しているが，排気口径，形状，総
数，間隔は装置の状態に応じて変化させることができ
る。又，排気口４５は試料台４２の周囲に円環状に形成
し，試料台４５の支持は別途しかるべき手段によって行
ってもよい。この構成により，試料９に対するＣＶＤ処
理ガスの流れが均一化され，プラズマによる分解生成物
の均一な流れにより試料９に対する均一な成膜が実施さ
れる。又，誘電体窓２や真空容器４１への分解生成物の
付着が抑制される効果も同時に実現される。この排気構
造は，図８に示す第４実施例への適用だけでなく，他の
構成に適用しても，ガスの流れが試料台４２を中心とし
て均等になるので，成膜の均一化が向上する。次に，上
記プラズマＣＶＤ装置３０により，８インチのシリコン
ウェハーを試料９として，その表面にシリコン酸化膜を
成膜させる動作を実施した成果について以下に説明す
る。図６に示す誘電体窓２として，石英ガラスを直径２
９cm，厚さ２cmの円盤状に形成し，その上面に１／４イ
ンチの銅パイプを最大径２０cmで３ターンの渦巻きルー
プに形成したアンテナ３ｂを配置して，所要周波数の高
周波電力が印加される。真空容器３１内へのガス導入
は，直径３５cmに形成されたキャリアガス導入リング３
２，原料ガス導入リング３３を用いて，それぞれを試料
台８から１３cm，１．５cmの位置に配設する。
上に，アンテナ３ｂ，誘電体窓２，キャリアガス導入リ
ング３２，原料ガス導入リング３３，試料９，試料台４
２がそれぞれの中心軸を一致させると共に，それぞれの
平面方向を一致させて配設されている。排気ポート４４
につながる真空容器４１内の排気口４５は，試料台４２
の周囲に真空容器４１の中心軸４３を中心として均等配
置された複数の排気口４５，４５…として形成されてい
る。上記実施例では，排気口４５を中心軸４３に対して
４か所に対称に配置しているが，排気口径，形状，総
数，間隔は装置の状態に応じて変化させることができ
る。又，排気口４５は試料台４２の周囲に円環状に形成
し，試料台４５の支持は別途しかるべき手段によって行
ってもよい。この構成により，試料９に対するＣＶＤ処
理ガスの流れが均一化され，プラズマによる分解生成物
の均一な流れにより試料９に対する均一な成膜が実施さ
れる。又，誘電体窓２や真空容器４１への分解生成物の
付着が抑制される効果も同時に実現される。この排気構
造は，図８に示す第４実施例への適用だけでなく，他の
構成に適用しても，ガスの流れが試料台４２を中心とし
て均等になるので，成膜の均一化が向上する。次に，上
記プラズマＣＶＤ装置３０により，８インチのシリコン
ウェハーを試料９として，その表面にシリコン酸化膜を
成膜させる動作を実施した成果について以下に説明す
る。図６に示す誘電体窓２として，石英ガラスを直径２
９cm，厚さ２cmの円盤状に形成し，その上面に１／４イ
ンチの銅パイプを最大径２０cmで３ターンの渦巻きルー
プに形成したアンテナ３ｂを配置して，所要周波数の高
周波電力が印加される。真空容器３１内へのガス導入
は，直径３５cmに形成されたキャリアガス導入リング３
２，原料ガス導入リング３３を用いて，それぞれを試料
台８から１３cm，１．５cmの位置に配設する。
【００１６】上記構成のもとに，原料ガス導入ポート２
９からＡｒ（アルゴン）バブリングによってＴＥＯＳ
（珪酸エチル）蒸気を所定温度に保って５〜６０ｓｃｃ
ｍのガス流量，キャリアガス導入ポート２８からＯ
2 （酸素）を０〜２００ｓｃｃｍのガス流量でそれぞれ
流量制御してガス導入すると共に，排気ポート１１から
排気を行って，真空容器３１内の成長圧は０．１〜１．
０Ｔｏｒｒに制御する。又，アンテナ３への高周波電力
は２００Ｗ〜２ｋＷ，試料台８の温度は室温〜４００℃
に制御する。上記成膜条件によって成膜されたシリコン
酸化膜の屈折率は１．４５５となり，熱酸化膜と同程度
の値が示された。又，成膜速度は５０００Å／ｍｉｎの
高速成膜が実現され，面内成膜分布は５％であった。更
に，シリコン酸化膜の耐ＨＦ性（ＨＦ水溶液に対するエ
ッチレート）は，従来報告されている平行平板型プラズ
マＣＶＤ装置，あるいはＥＣＲプラズマＣＶＤ装置を用
いた場合のＴＥＯＳ−シリコン酸化膜に比べて，膜質を
飛躍的に向上させることができた。更に，シリコン酸化
膜の段差被覆性（ステップカバレージ）は，従来報告さ
れている平行平板型プラズマＣＶＤ装置による場合とほ
ぼ等しい結果が得られた。尚，上記成膜条件において，
キャリアガスにＯ2 とＡｒの混合ガス，又はＡｒのみを
使用した場合にも同等の結果が得られた。以上の結果
は，本発明になる装置構成及びプラズマ発生手段によっ
てのみなされるもので，従来，高密度のプラズマ発生手
段を有するプラズマＣＶＤ装置に高分子有機材料である
ＴＥＯＳを原料ガスとした場合には優れた段差被覆性は
得られないとされてきたが，本構成になるプラズマＣＶ
Ｄ装置では，優れた結果が得られることが実証された。
以上説明したように本実施例になるプラズマＣＶＤ装置
では，透明な誘電体窓を通して試料に施されるＣＶＤ成
膜の状態が観測できる特徴がある。この試料９の表面が
観測できる構成を利用して膜厚測定装置により，成膜過
程の膜厚の測定が可能となる。この構成を第６及び第７
実施例として以下に説明する。
９からＡｒ（アルゴン）バブリングによってＴＥＯＳ
（珪酸エチル）蒸気を所定温度に保って５〜６０ｓｃｃ
ｍのガス流量，キャリアガス導入ポート２８からＯ
2 （酸素）を０〜２００ｓｃｃｍのガス流量でそれぞれ
流量制御してガス導入すると共に，排気ポート１１から
排気を行って，真空容器３１内の成長圧は０．１〜１．
０Ｔｏｒｒに制御する。又，アンテナ３への高周波電力
は２００Ｗ〜２ｋＷ，試料台８の温度は室温〜４００℃
に制御する。上記成膜条件によって成膜されたシリコン
酸化膜の屈折率は１．４５５となり，熱酸化膜と同程度
の値が示された。又，成膜速度は５０００Å／ｍｉｎの
高速成膜が実現され，面内成膜分布は５％であった。更
に，シリコン酸化膜の耐ＨＦ性（ＨＦ水溶液に対するエ
ッチレート）は，従来報告されている平行平板型プラズ
マＣＶＤ装置，あるいはＥＣＲプラズマＣＶＤ装置を用
いた場合のＴＥＯＳ−シリコン酸化膜に比べて，膜質を
飛躍的に向上させることができた。更に，シリコン酸化
膜の段差被覆性（ステップカバレージ）は，従来報告さ
れている平行平板型プラズマＣＶＤ装置による場合とほ
ぼ等しい結果が得られた。尚，上記成膜条件において，
キャリアガスにＯ2 とＡｒの混合ガス，又はＡｒのみを
使用した場合にも同等の結果が得られた。以上の結果
は，本発明になる装置構成及びプラズマ発生手段によっ
てのみなされるもので，従来，高密度のプラズマ発生手
段を有するプラズマＣＶＤ装置に高分子有機材料である
ＴＥＯＳを原料ガスとした場合には優れた段差被覆性は
得られないとされてきたが，本構成になるプラズマＣＶ
Ｄ装置では，優れた結果が得られることが実証された。
以上説明したように本実施例になるプラズマＣＶＤ装置
では，透明な誘電体窓を通して試料に施されるＣＶＤ成
膜の状態が観測できる特徴がある。この試料９の表面が
観測できる構成を利用して膜厚測定装置により，成膜過
程の膜厚の測定が可能となる。この構成を第６及び第７
実施例として以下に説明する。
【００１７】ここに，図９は第６実施例に係るプラズマ
ＣＶＤ装置の構成を示す模式図，図１０は第７実施例に
係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す模式図である。図
９において，第６実施例に係るプラズマＣＶＤ装置４６
は，真空容器４７の軸方向に膜厚測定装置１２を配設し
て構成される。この膜厚測定装置１２は，成膜表面から
の光反射スペクトルにより膜厚を測定するもので，測定
光を透明な誘電体窓２を通して試料９に投射し，その反
射光を捉え，反射光を分光して，分光スペクトルの周期
から計算機１８により膜厚を演算する。本実施例で使用
した膜厚測定装置１２は，１回の測定と膜厚の算出に要
する時間が約２秒であるため，２秒毎の膜厚と２秒毎の
成膜速度が計測される。上記膜厚測定装置１２の測定値
出力により，成膜プロセスの制御を実施することができ
る。この構成を第７実施例として以下に説明する。図１
０において，第７実施例に係るプラズマＣＶＤ装置１５
は，上記第６実施例による構成に併せて，制御装置１７
を設けて構成されている。該制御装置１７は，膜厚測定
装置１２の測定データから膜厚を演算する計算機１８の
出力値により動作して高周波電源７を制御する。膜厚測
定装置１２及び計算機１８により成膜過程の膜厚を測定
し，成膜厚が所定の膜厚になったとき，計算機１８から
の出力信号により制御装置１７は動作して，高周波電源
７の出力を停止させるので，アンテナ３から真空容器４
内に印加される高周波電力が停止し成膜が終了する。上
記構成は１種類の成膜の制御であるが，膜厚測定装置１
２により成膜厚が検出できることを利用して，複数種類
の成膜を連続して制御するＣＶＤ処理方法が実施でき
る。この方法を第８実施例として以下に説明する。本実
施例による連続成膜方法として，シリコンウェハー上に
ＮＳＧ（シリコン酸化膜）を成膜した後，ＰＳＧ膜（リ
ンが添加されたシリコン酸化膜）を形成する場合を例と
して示す。
ＣＶＤ装置の構成を示す模式図，図１０は第７実施例に
係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す模式図である。図
９において，第６実施例に係るプラズマＣＶＤ装置４６
は，真空容器４７の軸方向に膜厚測定装置１２を配設し
て構成される。この膜厚測定装置１２は，成膜表面から
の光反射スペクトルにより膜厚を測定するもので，測定
光を透明な誘電体窓２を通して試料９に投射し，その反
射光を捉え，反射光を分光して，分光スペクトルの周期
から計算機１８により膜厚を演算する。本実施例で使用
した膜厚測定装置１２は，１回の測定と膜厚の算出に要
する時間が約２秒であるため，２秒毎の膜厚と２秒毎の
成膜速度が計測される。上記膜厚測定装置１２の測定値
出力により，成膜プロセスの制御を実施することができ
る。この構成を第７実施例として以下に説明する。図１
０において，第７実施例に係るプラズマＣＶＤ装置１５
は，上記第６実施例による構成に併せて，制御装置１７
を設けて構成されている。該制御装置１７は，膜厚測定
装置１２の測定データから膜厚を演算する計算機１８の
出力値により動作して高周波電源７を制御する。膜厚測
定装置１２及び計算機１８により成膜過程の膜厚を測定
し，成膜厚が所定の膜厚になったとき，計算機１８から
の出力信号により制御装置１７は動作して，高周波電源
７の出力を停止させるので，アンテナ３から真空容器４
内に印加される高周波電力が停止し成膜が終了する。上
記構成は１種類の成膜の制御であるが，膜厚測定装置１
２により成膜厚が検出できることを利用して，複数種類
の成膜を連続して制御するＣＶＤ処理方法が実施でき
る。この方法を第８実施例として以下に説明する。本実
施例による連続成膜方法として，シリコンウェハー上に
ＮＳＧ（シリコン酸化膜）を成膜した後，ＰＳＧ膜（リ
ンが添加されたシリコン酸化膜）を形成する場合を例と
して示す。
【００１８】シリコンウェハーを試料９として真空容器
４７内に配置し，真空容器４７内にＣＶＤ処理ガスとし
て，原料ガス導入ポート２９からアルゴンバブリングに
よるＴＥＯＳ（珪酸エチル）と，キャリアガス導入ポー
ト２８からＯ2 （酸素）とを導入し，試料９の表面にシ
リコン酸化膜を形成させる。この成膜の膜厚が５００Å
に成長するまで成膜を続け，次にプラズマを停止させず
に新たにＰＨ3 （ホスフィン）を真空容器４７内に添加
導入して，ＰＳＧ膜を８０００Å成膜する。この後，Ｐ
ＳＧ膜にリフロー（９００℃以上の熱処理を施すことに
より堆積膜を流動させ平滑化する公知技術）を施し，平
坦な膜を形成する。上記方法によれば，プラズマの発生
を停止せずに成分及び混合比の異なった処理ガスによ
り，連続した複合膜を成膜するため，上記のようにＮＳ
Ｇ−ＰＳＧの２種類の膜を成膜するときに，成膜行程が
簡略化でき，又，プラズマのオン・オフの繰り返しが減
少するため，特にプラズマの発生直後の不安定なプラズ
マに処理ガスが曝されることがなく，品質の安定したＣ
ＶＤ膜が得られる。以上説明したプラズマＣＶＤ装置に
おいて，プラズマに曝される誘電体窓２には成膜のため
の堆積物が付着して，試料９の透視あるいは膜厚測定装
置１２の測定，更には，アンテナ３からの高周波電力の
印加が不均一となる。そこで，随時真空容器４内の清掃
又は洗浄を行うことで誘電体窓２のクリーニングを実施
する。この装置内の清掃が容易にできる構成及び装置内
の洗浄方法を第９実施例及び第１０実施例として以下に
説明する。図１１は第９実施例に係るプラズマＣＶＤ装
置４８の構成を示し，真空容器４９の上部外郭５０が誘
電体窓２及びアンテナ３と共に開閉できるように構成さ
れている。
４７内に配置し，真空容器４７内にＣＶＤ処理ガスとし
て，原料ガス導入ポート２９からアルゴンバブリングに
よるＴＥＯＳ（珪酸エチル）と，キャリアガス導入ポー
ト２８からＯ2 （酸素）とを導入し，試料９の表面にシ
リコン酸化膜を形成させる。この成膜の膜厚が５００Å
に成長するまで成膜を続け，次にプラズマを停止させず
に新たにＰＨ3 （ホスフィン）を真空容器４７内に添加
導入して，ＰＳＧ膜を８０００Å成膜する。この後，Ｐ
ＳＧ膜にリフロー（９００℃以上の熱処理を施すことに
より堆積膜を流動させ平滑化する公知技術）を施し，平
坦な膜を形成する。上記方法によれば，プラズマの発生
を停止せずに成分及び混合比の異なった処理ガスによ
り，連続した複合膜を成膜するため，上記のようにＮＳ
Ｇ−ＰＳＧの２種類の膜を成膜するときに，成膜行程が
簡略化でき，又，プラズマのオン・オフの繰り返しが減
少するため，特にプラズマの発生直後の不安定なプラズ
マに処理ガスが曝されることがなく，品質の安定したＣ
ＶＤ膜が得られる。以上説明したプラズマＣＶＤ装置に
おいて，プラズマに曝される誘電体窓２には成膜のため
の堆積物が付着して，試料９の透視あるいは膜厚測定装
置１２の測定，更には，アンテナ３からの高周波電力の
印加が不均一となる。そこで，随時真空容器４内の清掃
又は洗浄を行うことで誘電体窓２のクリーニングを実施
する。この装置内の清掃が容易にできる構成及び装置内
の洗浄方法を第９実施例及び第１０実施例として以下に
説明する。図１１は第９実施例に係るプラズマＣＶＤ装
置４８の構成を示し，真空容器４９の上部外郭５０が誘
電体窓２及びアンテナ３と共に開閉できるように構成さ
れている。
【００１９】図１１において，真空容器４９の上部外郭
５０には支持部材５１が取り付けられ，この支持部材５
１によって誘電体窓２が上部外郭５０に装着される。誘
電体窓２には先に説明したシールドボックス３５に囲ま
れてアンテナ３が配置されている。本構成では，上記支
持部材５１に図示するように冷却水循環路５２が設けら
れており，アンテナ３への高周波電力投入に伴う誘電体
窓２の温度上昇の抑制が図られている。上記のように誘
電体窓２及びアンテナ３が搭載された上部外郭５０は，
真空容器４９の一端を支点とする蝶番５３により開閉可
能に真空容器４９の本体に取り付けられる。上部外郭５
０を開閉構造とした真空容器４９の気密構造を維持させ
るために，真空容器４９に気密リング５４が設けられ
る。図１１に示すように，上部外郭５０を開くと，真空
容器４９の上部が開放されるので，試料９の出し入れが
容易になるばかりでなく，真空容器４９の内壁及び誘電
体窓２の内面側の清掃が容易に実施できる。次いで，真
空容器内に発生させるプラズマにより真空容器内の洗浄
を行う方法を第１０実施例として説明する。図６に示し
た第４実施例に係るプラズマＣＶＤ装置３０により実施
する場合の例である。他の構成においても同様に実施す
ることができる。ＣＶＤ膜の成膜が終了した時点で，真
空容器３１内へキャリアガス導入ポート２８からフッ化
ガスであるＳＦ6 とＯ2 とを導入して，成膜時と同様に
プラズマを発生させ，該プラズマによるエッチングによ
り誘電体窓２及び真空容器３１内に付着した堆積物を除
去する。ガス流量はＳＦ6 を３０ｓｃｃｍ，Ｏ2 を３０
ｓｃｃｍとし，真空容器３１内の圧力を０．１Ｔｏｒ
ｒ，アンテナ３への投入電力を２ｋＷとし，３０分間に
わたって洗浄動作を実行させる。この洗浄のためのプラ
ズマ発生により，真空容器３１の内壁及び誘電体窓２の
内面に付着したシリコン酸化膜がプラズマのエッチング
作用により除去される。
５０には支持部材５１が取り付けられ，この支持部材５
１によって誘電体窓２が上部外郭５０に装着される。誘
電体窓２には先に説明したシールドボックス３５に囲ま
れてアンテナ３が配置されている。本構成では，上記支
持部材５１に図示するように冷却水循環路５２が設けら
れており，アンテナ３への高周波電力投入に伴う誘電体
窓２の温度上昇の抑制が図られている。上記のように誘
電体窓２及びアンテナ３が搭載された上部外郭５０は，
真空容器４９の一端を支点とする蝶番５３により開閉可
能に真空容器４９の本体に取り付けられる。上部外郭５
０を開閉構造とした真空容器４９の気密構造を維持させ
るために，真空容器４９に気密リング５４が設けられ
る。図１１に示すように，上部外郭５０を開くと，真空
容器４９の上部が開放されるので，試料９の出し入れが
容易になるばかりでなく，真空容器４９の内壁及び誘電
体窓２の内面側の清掃が容易に実施できる。次いで，真
空容器内に発生させるプラズマにより真空容器内の洗浄
を行う方法を第１０実施例として説明する。図６に示し
た第４実施例に係るプラズマＣＶＤ装置３０により実施
する場合の例である。他の構成においても同様に実施す
ることができる。ＣＶＤ膜の成膜が終了した時点で，真
空容器３１内へキャリアガス導入ポート２８からフッ化
ガスであるＳＦ6 とＯ2 とを導入して，成膜時と同様に
プラズマを発生させ，該プラズマによるエッチングによ
り誘電体窓２及び真空容器３１内に付着した堆積物を除
去する。ガス流量はＳＦ6 を３０ｓｃｃｍ，Ｏ2 を３０
ｓｃｃｍとし，真空容器３１内の圧力を０．１Ｔｏｒ
ｒ，アンテナ３への投入電力を２ｋＷとし，３０分間に
わたって洗浄動作を実行させる。この洗浄のためのプラ
ズマ発生により，真空容器３１の内壁及び誘電体窓２の
内面に付着したシリコン酸化膜がプラズマのエッチング
作用により除去される。
【００２０】
【発明の効果】第１の発明によれば，誘導結合型のプラ
ズマ（ＩＣＰ）をプラズマＣＶＤ装置として利用するこ
とを可能にすると共に，アンテナと誘電体窓と試料台と
を真空容器の同一軸上に平面方向を一致させて配設する
ことにより，均一な密度分布のプラズマによる均一な成
膜がなされる効果を奏する。（請求項１） 又，誘電体窓が透明体により形成され，誘電体窓と試料
台との平面方向が一致していることにより，成膜の進行
状態が誘電体窓を通して観測することができる。（請求
項２） 更に，アンテナ及び誘電体窓の直径が試料の直径より大
きく形成されるので，大面積の試料に対しても成膜の均
一化がなされる。（請求項３） 第２の発明によれば，誘電体窓にＣＶＤ処理ガスのガス
通路と真空容器内へのガス放出口が設けられ，ＣＶＤ処
理ガスは上記ガス通路とガス放出口を通じて真空容器内
に導入されるので，プラズマ発生領域に均一に処理ガス
の供給がなされる。（請求項４） 本願の第３の発明によれば，上記第１の発明による構成
に併せ，上記誘電体窓が配設された真空容器の外郭が開
閉可能に構成されることにより，真空容器内への試料の
出し入れ，真空容器の内壁及び誘電体窓内面の清掃等が
容易に実施できる。（請求項５） 本願の第４の発明によれば，上記第１の発明の構成に併
せ，膜厚測定装置が配設され，真空容器内で進行する試
料表面の成膜過程の膜厚を随時測定することができる。
従って，試料上の成膜厚の分布状態の測定，あるいは所
定の膜厚になったとき装置の動作を停止させる制御など
を実施することができる。（請求項６）
ズマ（ＩＣＰ）をプラズマＣＶＤ装置として利用するこ
とを可能にすると共に，アンテナと誘電体窓と試料台と
を真空容器の同一軸上に平面方向を一致させて配設する
ことにより，均一な密度分布のプラズマによる均一な成
膜がなされる効果を奏する。（請求項１） 又，誘電体窓が透明体により形成され，誘電体窓と試料
台との平面方向が一致していることにより，成膜の進行
状態が誘電体窓を通して観測することができる。（請求
項２） 更に，アンテナ及び誘電体窓の直径が試料の直径より大
きく形成されるので，大面積の試料に対しても成膜の均
一化がなされる。（請求項３） 第２の発明によれば，誘電体窓にＣＶＤ処理ガスのガス
通路と真空容器内へのガス放出口が設けられ，ＣＶＤ処
理ガスは上記ガス通路とガス放出口を通じて真空容器内
に導入されるので，プラズマ発生領域に均一に処理ガス
の供給がなされる。（請求項４） 本願の第３の発明によれば，上記第１の発明による構成
に併せ，上記誘電体窓が配設された真空容器の外郭が開
閉可能に構成されることにより，真空容器内への試料の
出し入れ，真空容器の内壁及び誘電体窓内面の清掃等が
容易に実施できる。（請求項５） 本願の第４の発明によれば，上記第１の発明の構成に併
せ，膜厚測定装置が配設され，真空容器内で進行する試
料表面の成膜過程の膜厚を随時測定することができる。
従って，試料上の成膜厚の分布状態の測定，あるいは所
定の膜厚になったとき装置の動作を停止させる制御など
を実施することができる。（請求項６）
【００２１】上記第１及び第３，第４の発明において，
ＣＶＤ処理ガスをキャリアガスとＣＶＤ原料ガスとに分
離して供給するキャリアガス導入手段と原料ガス導入手
段とを設けることにより，キャリアガスをアンテナから
の電磁波によりプラズマ化し，そのプラズマによりＣＶ
Ｄ原料ガスを分解させることができるので，試料への成
膜はＣＶＤ原料ガスの分解生成物によって重点的になさ
れ，成膜品質を向上させることができる。（請求項７） 又，真空容器内からの排気を試料位置を中心とする円周
上から均等に行うことによって，真空容器内のガスの流
れが試料に対して均一になり，均一な成膜がなされると
共に，誘電体窓や真空容器内への分解生成物の付着が抑
制される。（請求項８） 本願の第５の発明によれば，膜厚測定装置により試料上
の成膜厚を測定して，その測定値が所定の膜厚になった
とき，アンテナからの高周波電力の印加を停止させるよ
う制御すると，常に一定の膜厚での成膜が実施できるＣ
ＶＤ処理方法が提供される。（請求項９） 本願の第６の発明によれば，膜厚測定装置により試料上
の成膜厚を測定して，その測定値が所定の膜厚になった
とき，ＣＶＤ処理ガスの成分及び混合比の一方又は両方
を変更することにより，異なる種類の成膜が引き続き実
施できるＣＶＤ処理方法が提供される。（請求項１０） 本願の第７の発明によれば，真空容器内にＣＶＤ処理ガ
スを導入したＣＶＤ処理を行った後，ＣＶＤ処理ガスに
代えてフッ素ガスを真空容器内に導入してプラズマ化さ
せ，該プラズマにより誘電体窓に付着したＣＶＤ膜をエ
ッチング処理により除去する。この洗浄により誘電体窓
の透明状態及び高周波電力の導入状態が刷新される。こ
の洗浄を随時行うことにより，安定したＣＶＤ成膜が持
続される。（請求項１１）
ＣＶＤ処理ガスをキャリアガスとＣＶＤ原料ガスとに分
離して供給するキャリアガス導入手段と原料ガス導入手
段とを設けることにより，キャリアガスをアンテナから
の電磁波によりプラズマ化し，そのプラズマによりＣＶ
Ｄ原料ガスを分解させることができるので，試料への成
膜はＣＶＤ原料ガスの分解生成物によって重点的になさ
れ，成膜品質を向上させることができる。（請求項７） 又，真空容器内からの排気を試料位置を中心とする円周
上から均等に行うことによって，真空容器内のガスの流
れが試料に対して均一になり，均一な成膜がなされると
共に，誘電体窓や真空容器内への分解生成物の付着が抑
制される。（請求項８） 本願の第５の発明によれば，膜厚測定装置により試料上
の成膜厚を測定して，その測定値が所定の膜厚になった
とき，アンテナからの高周波電力の印加を停止させるよ
う制御すると，常に一定の膜厚での成膜が実施できるＣ
ＶＤ処理方法が提供される。（請求項９） 本願の第６の発明によれば，膜厚測定装置により試料上
の成膜厚を測定して，その測定値が所定の膜厚になった
とき，ＣＶＤ処理ガスの成分及び混合比の一方又は両方
を変更することにより，異なる種類の成膜が引き続き実
施できるＣＶＤ処理方法が提供される。（請求項１０） 本願の第７の発明によれば，真空容器内にＣＶＤ処理ガ
スを導入したＣＶＤ処理を行った後，ＣＶＤ処理ガスに
代えてフッ素ガスを真空容器内に導入してプラズマ化さ
せ，該プラズマにより誘電体窓に付着したＣＶＤ膜をエ
ッチング処理により除去する。この洗浄により誘電体窓
の透明状態及び高周波電力の導入状態が刷新される。こ
の洗浄を随時行うことにより，安定したＣＶＤ成膜が持
続される。（請求項１１）
【図１】 第１実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の構成
を示す模式図。
を示す模式図。
【図２】 実施例に係るアンテナの構成を示す平面図。
【図３】 第２実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の構成
を示す模式図。
を示す模式図。
【図４】 第２実施例に係る誘電体窓の構成を示す断面
図（ａ）と平面図（ｂ）。
図（ａ）と平面図（ｂ）。
【図５】 第３実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の構成
を示す模式図。
を示す模式図。
【図６】 第４実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の構成
を示す模式図。
を示す模式図。
【図７】 第４実施例に係るシールドボックスの構成を
示す斜視図。
示す斜視図。
【図８】 第５実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の構成
を示す模式図。
を示す模式図。
【図９】 第６実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の構成
を示す模式図。
を示す模式図。
【図１０】 第７実施例及び第８実施例に係るプラズマ
ＣＶＤ装置の構成を示す模式図。
ＣＶＤ装置の構成を示す模式図。
【図１１】 第９実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の構
成を示す模式図。
成を示す模式図。
【図１２】 従来例に係る平行平板電極型プラズマＣＶ
Ｄ装置の構成を示す模式図。
Ｄ装置の構成を示す模式図。
【図１３】 従来例に係るＥＣＲプラズマＣＶＤ装置の
構成を示す模式図。
構成を示す模式図。
１，１５，２０，２６，３０，４０，４６，４８…プラ
ズマＣＶＤ装置２，２１…誘電体窓 ３ａ，３ｂ…アンテナ ４，２２，２７，３１，４１，４７，４９…真空容器 ６，２５…ガス導入ポート ７…高周波電源 ８，４２…試料台 ９…試料 １０…プラズマ １２…膜厚測定装置 １７…制御装置 １８…計算機 ２３…ガス通路 ２４…ガス放出口 ２８…キャリアガス導入ポート（キャリアガス導入手
段） ２９…原料ガス導入ポート（原料ガス導入手段） ３２…キャリアガス導入リング（キャリアガス導入手
段） ３３…原料ガス導入リング（原料ガス導入手段） ４３…中心軸 ４４…排気ポート ４５…排気口 ５０…上部外郭 ５３…蝶番
ズマＣＶＤ装置２，２１…誘電体窓 ３ａ，３ｂ…アンテナ ４，２２，２７，３１，４１，４７，４９…真空容器 ６，２５…ガス導入ポート ７…高周波電源 ８，４２…試料台 ９…試料 １０…プラズマ １２…膜厚測定装置 １７…制御装置 １８…計算機 ２３…ガス通路 ２４…ガス放出口 ２８…キャリアガス導入ポート（キャリアガス導入手
段） ２９…原料ガス導入ポート（原料ガス導入手段） ３２…キャリアガス導入リング（キャリアガス導入手
段） ３３…原料ガス導入リング（原料ガス導入手段） ４３…中心軸 ４４…排気ポート ４５…排気口 ５０…上部外郭 ５３…蝶番
Claims (11)
- 【請求項１】 高周波電力が印加された真空容器内に所
要のＣＶＤ処理ガスを導入してプラズマ化し，該プラズ
マにより分解された上記ＣＶＤ処理ガスの分解生成物を
上記真空容器内に配置された試料上に堆積させるプラズ
マＣＶＤ装置において， 上記真空容器の外郭上に配設された誘電体窓と， 上記真空容器外の上記誘電体窓の近傍に配設されて真空
容器内に高周波電場を誘起させるアンテナと， 上記試料を上記真空容器内の所定位置に保持する試料台
とを，上記真空容器の同一軸上に，それぞれの平面方向
を一致させて配設したことを特徴とするプラズマＣＶＤ
装置。 - 【請求項２】 高周波電力が印加された真空容器内に所
要のＣＶＤ処理ガスを導入してプラズマ化し，該プラズ
マにより分解された上記ＣＶＤ処理ガスの分解生成物を
上記真空容器内に配置された試料上に堆積させるプラズ
マＣＶＤ装置において， 上記真空容器の外郭上に配設され，誘電体により上記試
料の直径より大なる直径に形成され，上記ＣＶＤ処理ガ
スの導入ポートに接続されたガス通路と該ガス通路の処
理ガスを真空容器内に放出する複数のガス放出口とを具
備してなる誘電体窓と， 上記真空容器外の上記誘電体窓の近傍に配設されて真空
容器内に高周波電場を誘起させるアンテナと， 上記試料を上記真空容器内の所定位置に保持する試料台
とを，上記真空容器の同一軸上に，それぞれの平面方向
を一致させて配設したことを特徴とするプラズマＣＶＤ
装置。 - 【請求項３】 上記誘電体窓が配設された真空容器の外
郭が開閉可能に形成されてなる請求項１又は２記載のプ
ラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項４】 高周波電力が印加された真空容器内に所
要のＣＶＤ処理ガスを導入してプラズマ化し，該プラズ
マにより分解された上記ＣＶＤ処理ガスの分解生成物を
上記真空容器内に配置された試料上に堆積させるプラズ
マＣＶＤ装置において， 上記真空容器の外郭上に配設され，透明な誘電体により
上記試料の直径より大なる直径に形成されてなる誘電体
窓と， 上記真空容器外の上記誘電体窓の近傍に配設されて真空
容器内に高周波電場を誘起させるアンテナと， 上記試料を上記真空容器内の所定位置に保持する試料台
とを，上記真空容器の同一軸上に，それぞれの平面方向
を一致させて配設すると共に， 上記誘電体窓を通して上記試料に検査光を投射し，該試
料表面に生成された堆積膜から反射された反射光を受光
できる位置に配設され，該反射光の分析により上記堆積
膜の膜厚を測定する膜厚測定装置を設けたことを特徴と
するプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項５】 上記処理ガスを構成するキャリアガスを
上記高周波電場の誘起領域に導入するキャリアガス導入
手段と，上記処理ガスを構成するＣＶＤ原料ガスを上記
プラズマに接する上記試料の上方空間に導入する原料ガ
ス導入手段とを具備してなる請求項１〜４のいずれかに
記載のプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項６】 上記真空容器内の排気が，上記試料位置
を中心とした円周上に設けられた複数の排気口からなさ
れるよう構成された請求項１〜５のいずれかに記載のプ
ラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項７】 上記誘電体窓が透明体により構成されて
なる請求項１〜６のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ装
置。 - 【請求項８】 上記誘電体窓の直径及び上記アンテナの
直径が上記試料の直径より大きく形成されてなる請求項
１〜７のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項９】 真空容器の外郭上に配設され，透明な誘
電体により上記真空容器内に配置される試料の直径より
大なる直径に形成されてなる誘電体窓と，上記真空容器
外の上記誘電体窓の近傍に配設されて真空容器内に高周
波電場を誘起させるアンテナと，上記試料を上記真空容
器内の所定位置に保持する試料台とを，上記真空容器の
同一軸上に，それぞれの平面方向を一致させて配設する
と共に，上記誘電体窓を通して上記試料に検査光を投射
し，該試料表面に生成された堆積膜から反射された反射
光を受光できる位置に配設され，該反射光の分析により
上記堆積膜の膜厚を測定する膜厚測定装置を具備して構
成され，上記真空容器内に導入された上記ＣＶＤ処理ガ
スを上記アンテナにより真空容器内に誘起された高周波
電場によりプラズマ化し，該プラズマにより分解された
分解生成物を上記試料上に堆積させるプラズマＣＶＤ装
置を用いたプラズマＣＶＤ処理方法において， 上記堆積プロセス中の試料表面の堆積膜厚を上記膜厚測
定装置により測定し，該測定値が所望の膜厚になったと
き上記アンテナへの高周波電力の供給を停止させること
を特徴とするプラズマＣＶＤ処理方法。 - 【請求項１０】 真空容器の外郭上に配設され，透明な
誘電体により上記真空容器内に配置される試料の直径よ
り大なる直径に形成されてなる誘電体窓と，上記真空容
器外の上記誘電体窓の近傍に配設されて真空容器内に高
周波電場を誘起させるアンテナと，上記試料を上記真空
容器内の所定位置に保持する試料台とを，上記真空容器
の同一軸上に，それぞれの平面方向を一致させて配設す
ると共に，上記誘電体窓を通して上記試料に検査光を投
射し，該試料表面に生成された堆積膜から反射された反
射光を受光できる位置に配設され，該反射光の分析によ
り上記堆積膜の膜厚を測定する膜厚測定装置を具備して
構成され，上記真空容器内に導入された上記ＣＶＤ処理
ガスを上記アンテナにより真空容器内に誘起された高周
波電場によりプラズマ化し，該プラズマにより分解され
た分解生成物を上記試料上に堆積させるプラズマＣＶＤ
装置を用いたプラズマＣＶＤ処理方法において， 上記膜厚測定装置により試料表面の堆積膜厚を測定し，
該測定値が所望の膜厚になったとき上記ＣＶＤ処理ガス
を構成するＣＶＤ原料ガス，反応ガス，希釈ガスの成分
及び混合比の一方又は両方を変更して，異種類のＣＶＤ
膜堆積を連続して行うことを特徴とするプラズマＣＶＤ
処理方法。 - 【請求項１１】 真空容器に設けられた誘電体窓の近傍
に配設されたアンテナにより該真空容器内に高周波電場
を誘起させ，真空容器内に導入されたＣＶＤ処理ガスを
プラズマ化し，該プラズマにより分解された分解生成物
を上記真空容器内に配置された試料上に堆積させるプラ
ズマＣＶＤ装置の洗浄方法において， 上記真空容器内に所要のＣＶＤ処理ガスを導入してプラ
ズマＣＶＤ処理を行った後，上記真空容器内にＣＶＤ処
理ガスに代えてフッ化ガスを導入し，該フッ化ガスによ
るプラズマにより上記ＣＶＤ装置内の洗浄を行うことを
特徴とするプラズマＣＶＤ装置の洗浄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6060681A JPH0773997A (ja) | 1993-06-30 | 1994-03-30 | プラズマｃｖｄ装置と該装置を用いたｃｖｄ処理方法及び該装置内の洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-161442 | 1993-06-30 | ||
| JP16144293 | 1993-06-30 | ||
| JP6060681A JPH0773997A (ja) | 1993-06-30 | 1994-03-30 | プラズマｃｖｄ装置と該装置を用いたｃｖｄ処理方法及び該装置内の洗浄方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0773997A true JPH0773997A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=26401740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6060681A Pending JPH0773997A (ja) | 1993-06-30 | 1994-03-30 | プラズマｃｖｄ装置と該装置を用いたｃｖｄ処理方法及び該装置内の洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0773997A (ja) |
Cited By (21)
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