JPH10147880A - 薄膜形成装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応ガス導入部の周囲のデッドスペースで反
応ガスの循環流や滞留を生じない薄膜形成装置を提供す
る。 【解決手段】 反応ガス導入部13と基板保持体12を備え
た反応容器11を有し、基板保持体上の基板23に対して反
応ガス導入部から反応ガスを導入し、反応ガス導入部に
高周波電力を供給してプラズマを生成し反応ガスを励起
させ化学反応により基板に薄膜を堆積する薄膜形成装置
であり、反応ガス導入部の周囲のデッドスペースにパー
ジガス等のガスの流れを作るガス導入部27,29,30,31 を
設けた。このガスの流れにより、デッドスペースに滞留
しやすい反応ガス等も併せて押し流され、反応ガスの循
環流や滞留の発生が防止される。
応ガスの循環流や滞留を生じない薄膜形成装置を提供す
る。 【解決手段】 反応ガス導入部13と基板保持体12を備え
た反応容器11を有し、基板保持体上の基板23に対して反
応ガス導入部から反応ガスを導入し、反応ガス導入部に
高周波電力を供給してプラズマを生成し反応ガスを励起
させ化学反応により基板に薄膜を堆積する薄膜形成装置
であり、反応ガス導入部の周囲のデッドスペースにパー
ジガス等のガスの流れを作るガス導入部27,29,30,31 を
設けた。このガスの流れにより、デッドスペースに滞留
しやすい反応ガス等も併せて押し流され、反応ガスの循
環流や滞留の発生が防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜形成装置に関
し、特に、プラズマや化学反応を利用して気相成長（Ｃ
ＶＤ）により基板上に薄膜を堆積する薄膜形成装置に関
する。
し、特に、プラズマや化学反応を利用して気相成長（Ｃ
ＶＤ）により基板上に薄膜を堆積する薄膜形成装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体製造装置の分野では素子の
集積化と微細化が進んでいる。素子の微細化は、製造工
程において新しい技術を要求する。例えば、微細ホール
内へ十分な膜を埋め込むこと、素子内の段差を軽減する
こと、高電流密度を原因とした発熱やエレクトロマイグ
レーションによる断線を防止することを要求する。スパ
ッタリング法はこれらの要求を満たすことができない。
ホールが微細化されると、段差被覆性が悪くなるからで
ある。そこで、近年では、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ
法が注目されている。プラズマＣＶＤ法ではプラズマと
化学反応を利用し、熱ＣＶＤ法は化学反応のみを利用す
る。ＣＶＤ法によれば、アスペクト比が大きい微細ホー
ルに、その底まで薄膜を均一に形成することができる。
プラズマＣＶＤ法による薄膜の例として、拡散防止膜と
して使用されるＴｉＣｌ4 を原料としたＴｉ膜あるいは
ＴｉＮ膜がある。熱ＣＶＤによる薄膜の例として、配線
として使用されるブランケットタングステン膜がある。
集積化と微細化が進んでいる。素子の微細化は、製造工
程において新しい技術を要求する。例えば、微細ホール
内へ十分な膜を埋め込むこと、素子内の段差を軽減する
こと、高電流密度を原因とした発熱やエレクトロマイグ
レーションによる断線を防止することを要求する。スパ
ッタリング法はこれらの要求を満たすことができない。
ホールが微細化されると、段差被覆性が悪くなるからで
ある。そこで、近年では、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ
法が注目されている。プラズマＣＶＤ法ではプラズマと
化学反応を利用し、熱ＣＶＤ法は化学反応のみを利用す
る。ＣＶＤ法によれば、アスペクト比が大きい微細ホー
ルに、その底まで薄膜を均一に形成することができる。
プラズマＣＶＤ法による薄膜の例として、拡散防止膜と
して使用されるＴｉＣｌ4 を原料としたＴｉ膜あるいは
ＴｉＮ膜がある。熱ＣＶＤによる薄膜の例として、配線
として使用されるブランケットタングステン膜がある。
【０００３】次に、Ｔｉ膜やＴｉＮ膜を形成する従来の
プラズマＣＶＤ装置の一例を図４を参照して説明する。
気密性を有する反応容器１１１は、下部中央に基板保持
体１１２を備え、上部に円板状の反応ガス導入部１１３
を備える。基板保持体１１２と反応ガス導入部１１３は
ほぼ平行に対向している。反応ガス導入部１１３は下面
にガス吹出し孔が形成されている。ガス吹出し孔は、外
部の反応ガス供給機構１１４に接続されている。反応ガ
ス導入部１１３は、反応容器１１１の上壁１１５に、リ
ング状絶縁体１１６を介して固定される。反応ガス導入
部１１３と反応容器１１１はリング状絶縁体１１６によ
り電気的に絶縁されている。反応容器１１１は接地さ
れ、接地電位に保持される。これに対して、反応ガス導
入部１１３は整合回路１１７を介して高周波電源１１８
に接続され、高周波電力が給電される。
プラズマＣＶＤ装置の一例を図４を参照して説明する。
気密性を有する反応容器１１１は、下部中央に基板保持
体１１２を備え、上部に円板状の反応ガス導入部１１３
を備える。基板保持体１１２と反応ガス導入部１１３は
ほぼ平行に対向している。反応ガス導入部１１３は下面
にガス吹出し孔が形成されている。ガス吹出し孔は、外
部の反応ガス供給機構１１４に接続されている。反応ガ
ス導入部１１３は、反応容器１１１の上壁１１５に、リ
ング状絶縁体１１６を介して固定される。反応ガス導入
部１１３と反応容器１１１はリング状絶縁体１１６によ
り電気的に絶縁されている。反応容器１１１は接地さ
れ、接地電位に保持される。これに対して、反応ガス導
入部１１３は整合回路１１７を介して高周波電源１１８
に接続され、高周波電力が給電される。
【０００４】反応容器１１１の底壁に複数の排気口１１
９が形成される。排気口１１９は排気機構１２０に接続
される。排気機構１２０によって反応容器１１１の内部
は所望の減圧状態に保たれる。
９が形成される。排気口１１９は排気機構１２０に接続
される。排気機構１２０によって反応容器１１１の内部
は所望の減圧状態に保たれる。
【０００５】基板保持体１１２は反応容器１１１の底壁
に固定される。基板保持体１１２は接地されている。基
板保持体１１２の上面には静電吸着板１２１が設けられ
る。静電吸着板１２１は静電吸着制御電源１２２に接続
される。基板保持体１１２上に載置された基板１２３は
静電吸着板１２１によって固定される。基板保持体１１
２の内部にはヒータ１２４が配置され、かつ温度検出作
用を有する熱電対１２５が配置される。熱電対１２５の
検出信号は加熱制御機構１２６に入力され、加熱制御機
構１２６から出力される制御信号はヒータ１２４に与え
られる。
に固定される。基板保持体１１２は接地されている。基
板保持体１１２の上面には静電吸着板１２１が設けられ
る。静電吸着板１２１は静電吸着制御電源１２２に接続
される。基板保持体１１２上に載置された基板１２３は
静電吸着板１２１によって固定される。基板保持体１１
２の内部にはヒータ１２４が配置され、かつ温度検出作
用を有する熱電対１２５が配置される。熱電対１２５の
検出信号は加熱制御機構１２６に入力され、加熱制御機
構１２６から出力される制御信号はヒータ１２４に与え
られる。
【０００６】反応容器１１１内に搬送された基板１２３
は基板保持体１１２の上に配置される。基板保持体１１
２は、熱電対１２５と加熱制御機構１２６とヒータ１２
４によって所定の温度に保持されている。基板１２３
は、静電吸着板１２１によって固定される。
は基板保持体１１２の上に配置される。基板保持体１１
２は、熱電対１２５と加熱制御機構１２６とヒータ１２
４によって所定の温度に保持されている。基板１２３
は、静電吸着板１２１によって固定される。
【０００７】基板１２３に対向する反応ガス導入部１１
３から、Ｔｉ膜の成膜の場合にはＨ2 、ＴｉＮ膜の成膜
の場合にはＨ2 とＮ2 が、所定量導入される。一方、反
応容器１１１の内部は排気口１１９を通して排気機構１
２０によって排気される。これにより反応容器１１１の
内部は所定の圧力に保たれる。反応容器１１１内のガス
の流れが対称的になるように、複数の排気口１１９が対
称的な位置関係で設けられている。さらに、高周波電源
１１８から反応ガス導入部１１３に高周波電力を供給す
ると、反応ガス導入部１１３と基板１２３の間にプラズ
マが生成される。高周波としては１０〜１００ＭＨｚの
ＨＦ帯からＶＨＦ帯が使用される。
３から、Ｔｉ膜の成膜の場合にはＨ2 、ＴｉＮ膜の成膜
の場合にはＨ2 とＮ2 が、所定量導入される。一方、反
応容器１１１の内部は排気口１１９を通して排気機構１
２０によって排気される。これにより反応容器１１１の
内部は所定の圧力に保たれる。反応容器１１１内のガス
の流れが対称的になるように、複数の排気口１１９が対
称的な位置関係で設けられている。さらに、高周波電源
１１８から反応ガス導入部１１３に高周波電力を供給す
ると、反応ガス導入部１１３と基板１２３の間にプラズ
マが生成される。高周波としては１０〜１００ＭＨｚの
ＨＦ帯からＶＨＦ帯が使用される。
【０００８】放電が安定した時点で、反応ガス導入部１
１３よりＴｉＣｌ4 が導入され、その結果、高温の基板
１２３上にＴｉ膜またはＴｉＮ膜が形成される。成膜中
に生じた未反応ガスおよび副生成ガスは排気口１１９を
通して排気機構１２０により排気される。
１３よりＴｉＣｌ4 が導入され、その結果、高温の基板
１２３上にＴｉ膜またはＴｉＮ膜が形成される。成膜中
に生じた未反応ガスおよび副生成ガスは排気口１１９を
通して排気機構１２０により排気される。
【０００９】なお、通常のＴｉまたはＴｉＮの成膜条件
に関し、反応ガスＴｉＣｌ4 の流量は２〜１０sccm、Ｈ
2 の流量は３００〜１０００sccm、ＳｉＨ4 の流量は
０．２〜４sccm、Ｎ2 の流量は１０〜１００sccm（Ｔｉ
Ｎ膜の場合のみ）であり、また基板保持体１１２の温度
は４００〜７００℃、さらに、反応ガス導入部１１３に
給電される高周波の電力は５０〜３０００Ｗ、周波数は
１０〜１００ＭＨｚである。
に関し、反応ガスＴｉＣｌ4 の流量は２〜１０sccm、Ｈ
2 の流量は３００〜１０００sccm、ＳｉＨ4 の流量は
０．２〜４sccm、Ｎ2 の流量は１０〜１００sccm（Ｔｉ
Ｎ膜の場合のみ）であり、また基板保持体１１２の温度
は４００〜７００℃、さらに、反応ガス導入部１１３に
給電される高周波の電力は５０〜３０００Ｗ、周波数は
１０〜１００ＭＨｚである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来のプラズマＣＶＤ
装置では、図４で明らかなように、構造上、反応容器１
１１の上壁の近傍で反応ガス導入部１１３の周囲にデッ
ドスペース１２７が形成されている。特に、プラズマＣ
ＶＤ装置の場合には、基板保持体１１２と反応ガス導入
部１１３の距離を縮めるため、および上部電極である反
応ガス導入部１１３を反応容器１１１の壁から離し、そ
れらの間での放電の発生を防止するため、必然的に上記
デッドスペース１２７が作られる。さらにプラズマＣＶ
Ｄ装置と熱ＣＶＤ装置で、例えば四角形を利用してなる
反応容器の中に円形を利用してなる反応ガス導入部を配
置すると、デッドスペース１２７が作られる。さらに反
応容器の上部に開閉構造を有する部分を設けると、反応
ガス導入部の周囲に必然的にデッドスペース１２７が形
成される。
装置では、図４で明らかなように、構造上、反応容器１
１１の上壁の近傍で反応ガス導入部１１３の周囲にデッ
ドスペース１２７が形成されている。特に、プラズマＣ
ＶＤ装置の場合には、基板保持体１１２と反応ガス導入
部１１３の距離を縮めるため、および上部電極である反
応ガス導入部１１３を反応容器１１１の壁から離し、そ
れらの間での放電の発生を防止するため、必然的に上記
デッドスペース１２７が作られる。さらにプラズマＣＶ
Ｄ装置と熱ＣＶＤ装置で、例えば四角形を利用してなる
反応容器の中に円形を利用してなる反応ガス導入部を配
置すると、デッドスペース１２７が作られる。さらに反
応容器の上部に開閉構造を有する部分を設けると、反応
ガス導入部の周囲に必然的にデッドスペース１２７が形
成される。
【００１１】上記のデッドスペース１２７は、反応ガス
導入部１１３から排気口１１９に至るガスの流れる流路
から外れ、当該流路の上方に位置する。基板１２３の周
辺ではガスが加熱され、熱対流が起きやすい。このよう
な熱対流が起きると、図５に示すように、デッドスペー
ス１２７において反応ガスの循環流１２８が生じ、反応
ガスが滞留する。ガスの流れは数値計算によるシミュレ
ーションで得られた結果に基づいている。そのため、デ
ッドスペース１２７の近傍の反応容器壁に膜が付着しや
すく、これがパーティクルを発生し、半導体製造におけ
る歩留まりの原因になっていた。
導入部１１３から排気口１１９に至るガスの流れる流路
から外れ、当該流路の上方に位置する。基板１２３の周
辺ではガスが加熱され、熱対流が起きやすい。このよう
な熱対流が起きると、図５に示すように、デッドスペー
ス１２７において反応ガスの循環流１２８が生じ、反応
ガスが滞留する。ガスの流れは数値計算によるシミュレ
ーションで得られた結果に基づいている。そのため、デ
ッドスペース１２７の近傍の反応容器壁に膜が付着しや
すく、これがパーティクルを発生し、半導体製造におけ
る歩留まりの原因になっていた。
【００１２】本発明の目的は、上記の課題を解決するこ
とにあり、デッドスペースで反応ガスの滞留等が生じな
いようにした薄膜形成装置を提供することにある。
とにあり、デッドスペースで反応ガスの滞留等が生じな
いようにした薄膜形成装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段および作用】第１の本発明
（請求項１に対応）に係る薄膜形成装置は、反応ガス導
入部と基板保持体を備えた反応容器を有し、基板保持体
の上に配置された基板に対して反応ガス導入部から反応
ガスを導入し、反応ガス導入部に高周波電力を供給して
反応ガス導入部と基板保持体との間にプラズマや化学反
応を生成して反応ガスを励起させ基板に薄膜を堆積する
薄膜形成装置であり、上記目的を達成するために、さら
に、反応ガス導入部の周囲に、当該周囲のいわゆるデッ
ドスペースにパージガス等のガスの流れを作るためのガ
ス導入部を設けるように構成した。このようなガスの流
れを、反応ガス導入部の周囲のデッドスペースに作る
と、デッドスペースに滞留しやすい反応ガス等も併せて
押し流され、これにより、反応ガスの循環流がなくな
り、滞留の発生を防止することができる。
（請求項１に対応）に係る薄膜形成装置は、反応ガス導
入部と基板保持体を備えた反応容器を有し、基板保持体
の上に配置された基板に対して反応ガス導入部から反応
ガスを導入し、反応ガス導入部に高周波電力を供給して
反応ガス導入部と基板保持体との間にプラズマや化学反
応を生成して反応ガスを励起させ基板に薄膜を堆積する
薄膜形成装置であり、上記目的を達成するために、さら
に、反応ガス導入部の周囲に、当該周囲のいわゆるデッ
ドスペースにパージガス等のガスの流れを作るためのガ
ス導入部を設けるように構成した。このようなガスの流
れを、反応ガス導入部の周囲のデッドスペースに作る
と、デッドスペースに滞留しやすい反応ガス等も併せて
押し流され、これにより、反応ガスの循環流がなくな
り、滞留の発生を防止することができる。
【００１４】第２の本発明（請求項２に対応）に係る薄
膜形成装置は、第１の発明の構成において、ガス導入部
が、反応容器の上壁に等間隔に形成された複数のガス導
入孔と、ガス導入孔につながり上壁の内面側に形成され
た通路と、この通路を覆う多孔板とから成り、外部に設
けられたガス供給機構からガス導入孔に対して上記のガ
スが供給され、上記のガスの流れを作り出す。複数のガ
ス導入孔から導入されたガスは、一時的に通路に蓄積さ
れ、多孔板の多数の微細な孔から吹出される。反応容器
のデッドスペースで上記のガスは均一に流れ、滞留が偏
って発生するのを防止する。
膜形成装置は、第１の発明の構成において、ガス導入部
が、反応容器の上壁に等間隔に形成された複数のガス導
入孔と、ガス導入孔につながり上壁の内面側に形成され
た通路と、この通路を覆う多孔板とから成り、外部に設
けられたガス供給機構からガス導入孔に対して上記のガ
スが供給され、上記のガスの流れを作り出す。複数のガ
ス導入孔から導入されたガスは、一時的に通路に蓄積さ
れ、多孔板の多数の微細な孔から吹出される。反応容器
のデッドスペースで上記のガスは均一に流れ、滞留が偏
って発生するのを防止する。
【００１５】第３の本発明（請求項３に対応）に係る薄
膜形成装置は、上記の各発明の構成において、反応容器
の下壁に対称の位置にて複数の排気口が設けられ、ガス
導入部によって生成される上記ガスの流れは排気口に向
かって生じる。上記ガスの流れは、いわゆるダウンフロ
ーとして発生し、デッドスペースにおける反応ガスの滞
留を防ぐようにしている。
膜形成装置は、上記の各発明の構成において、反応容器
の下壁に対称の位置にて複数の排気口が設けられ、ガス
導入部によって生成される上記ガスの流れは排気口に向
かって生じる。上記ガスの流れは、いわゆるダウンフロ
ーとして発生し、デッドスペースにおける反応ガスの滞
留を防ぐようにしている。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。
を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】図１は本発明に係る薄膜形成装置を示し、
より具体的にはＴｉ膜またはＴｉＮ膜を成膜するプラズ
マＣＶＤ装置の内部構造を示している。この薄膜形成装
置の基本的な構成部分は従来装置として説明した装置と
同じである。気密性を有する反応容器１１は、その内部
で、下部中央に基板保持体１２を備え、上部に円板状の
反応ガス導入部１３を備える。基板保持体１２と反応ガ
ス導入部１３は、ほぼ平行な状態で対向している。反応
ガス導入部１３はリング状絶縁体１４を介して反応容器
１１の上壁１１ａに固定される。上壁１１ａは反応容器
１１の周囲壁１１ｂに対してヒンジ部１５を開して取り
付けられる。従って、反応容器１１において上壁１１ａ
は開閉自在である。
より具体的にはＴｉ膜またはＴｉＮ膜を成膜するプラズ
マＣＶＤ装置の内部構造を示している。この薄膜形成装
置の基本的な構成部分は従来装置として説明した装置と
同じである。気密性を有する反応容器１１は、その内部
で、下部中央に基板保持体１２を備え、上部に円板状の
反応ガス導入部１３を備える。基板保持体１２と反応ガ
ス導入部１３は、ほぼ平行な状態で対向している。反応
ガス導入部１３はリング状絶縁体１４を介して反応容器
１１の上壁１１ａに固定される。上壁１１ａは反応容器
１１の周囲壁１１ｂに対してヒンジ部１５を開して取り
付けられる。従って、反応容器１１において上壁１１ａ
は開閉自在である。
【００１８】反応ガス導入部１３は、その下面に多数の
ガス吹出し孔１３ａが形成されている。ガス吹出し孔１
３ａは外部に設けられた反応ガス供給機構１６に接続さ
れており、反応ガス供給機構１６から反応ガス導入部１
３に対して供給された反応ガスは、ガス吹出し孔１３ａ
を通って、反応容器１１の内部における基板保持体１２
の上側の空間に導入される。
ガス吹出し孔１３ａが形成されている。ガス吹出し孔１
３ａは外部に設けられた反応ガス供給機構１６に接続さ
れており、反応ガス供給機構１６から反応ガス導入部１
３に対して供給された反応ガスは、ガス吹出し孔１３ａ
を通って、反応容器１１の内部における基板保持体１２
の上側の空間に導入される。
【００１９】反応ガス導入部１３と反応容器１１はリン
グ状絶縁体１４によって電気的に絶縁されている。反応
容器１１は接地されて接地電位に保持され、これに対し
て反応ガス導入部１３は整合回路１７を介して高周波電
源１８に接続され、高周波が給電されている。高周波と
しては１０〜１００ＭＨｚのＨＦ帯からＶＨＦ帯が使用
される。反応ガス導入部１３に高周波電力が供給される
ことにより、反応ガス導入部１３と基板保持体１２との
間で反応ガスが励起され、放電が生じ、プラズマが生成
される。
グ状絶縁体１４によって電気的に絶縁されている。反応
容器１１は接地されて接地電位に保持され、これに対し
て反応ガス導入部１３は整合回路１７を介して高周波電
源１８に接続され、高周波が給電されている。高周波と
しては１０〜１００ＭＨｚのＨＦ帯からＶＨＦ帯が使用
される。反応ガス導入部１３に高周波電力が供給される
ことにより、反応ガス導入部１３と基板保持体１２との
間で反応ガスが励起され、放電が生じ、プラズマが生成
される。
【００２０】反応容器１１の底壁１１ｃに複数の排気口
１９が形成される。排気口１９は排気機構２０に接続さ
れる。複数の排気口１９は反応容器１１の底壁１１ｃの
周縁部の回りに対称的な位置関係で配置され、これによ
って排気作用が生じるとき反応容器１１内のガスの流れ
は対称になる。また排気機構２０によって反応容器１１
の内部は所望の減圧状態に保たれる。
１９が形成される。排気口１９は排気機構２０に接続さ
れる。複数の排気口１９は反応容器１１の底壁１１ｃの
周縁部の回りに対称的な位置関係で配置され、これによ
って排気作用が生じるとき反応容器１１内のガスの流れ
は対称になる。また排気機構２０によって反応容器１１
の内部は所望の減圧状態に保たれる。
【００２１】基板保持体１２は反応容器１１の底壁１１
ｃに支持体１２ａで固定される。基板保持体１２も接地
されている。基板保持体１２の上面には静電吸着板２１
が設けられる。静電吸着板２１は静電吸着制御電源２２
に接続される。基板保持体１２上に載置された基板２３
は静電吸着板２１によって固定される。基板保持体１２
の内部にはヒータ２４が配置され、かつ温度検出作用を
有する熱電対２５が配置される。熱電対２５の検出信号
は加熱制御機構２６に入力され、加熱制御機構２６から
出力される制御信号はヒータ２４に与えられる。
ｃに支持体１２ａで固定される。基板保持体１２も接地
されている。基板保持体１２の上面には静電吸着板２１
が設けられる。静電吸着板２１は静電吸着制御電源２２
に接続される。基板保持体１２上に載置された基板２３
は静電吸着板２１によって固定される。基板保持体１２
の内部にはヒータ２４が配置され、かつ温度検出作用を
有する熱電対２５が配置される。熱電対２５の検出信号
は加熱制御機構２６に入力され、加熱制御機構２６から
出力される制御信号はヒータ２４に与えられる。
【００２２】反応容器１１内に搬送された基板２３は基
板保持体１２の上に配置される。基板保持体１２は、熱
電対２５と加熱制御機構２６とヒータ２４によって所定
の温度に保持されている。基板２３は静電吸着板２１に
よって固定される。
板保持体１２の上に配置される。基板保持体１２は、熱
電対２５と加熱制御機構２６とヒータ２４によって所定
の温度に保持されている。基板２３は静電吸着板２１に
よって固定される。
【００２３】上記の上壁１１ａには、その周縁部に沿っ
て複数の孔２７がほぼ等間隔で形成されている。各孔２
７は、供給路２８を介して外部のパージガス供給機構２
９につながっている。上壁１１ａの内面側には、図１お
よび図２に示すように、周縁部に沿ってまたは各孔２７
に対応して通路３０が形成され、さらにその下側には通
路３０を覆うように多孔板３１が取り付けられている。
多孔板３１は細かい孔３１ａが多数形成されている。パ
ージガス供給機構２９から供給されるパージガスは、供
給路２８を通って孔２７に導かれる。パージガスは孔２
７を通って一旦通路３０の中に充満し、その後、多孔板
３１の細孔３１ａを通って反応容器１１内に吹き出され
る。
て複数の孔２７がほぼ等間隔で形成されている。各孔２
７は、供給路２８を介して外部のパージガス供給機構２
９につながっている。上壁１１ａの内面側には、図１お
よび図２に示すように、周縁部に沿ってまたは各孔２７
に対応して通路３０が形成され、さらにその下側には通
路３０を覆うように多孔板３１が取り付けられている。
多孔板３１は細かい孔３１ａが多数形成されている。パ
ージガス供給機構２９から供給されるパージガスは、供
給路２８を通って孔２７に導かれる。パージガスは孔２
７を通って一旦通路３０の中に充満し、その後、多孔板
３１の細孔３１ａを通って反応容器１１内に吹き出され
る。
【００２４】本実施形態の場合には、孔２７は上壁１１
ａにおいて例えば４箇所に等間隔に形成されている。ま
た多孔板３１は厚さが１〜５ｍｍであり、その細孔３１
ａは直径が例えば０．１〜１ｍｍである。細孔３１ａ
は、同一の径のものが、多孔板３１において均一に形成
されている。
ａにおいて例えば４箇所に等間隔に形成されている。ま
た多孔板３１は厚さが１〜５ｍｍであり、その細孔３１
ａは直径が例えば０．１〜１ｍｍである。細孔３１ａ
は、同一の径のものが、多孔板３１において均一に形成
されている。
【００２５】反応容器１１内に搬送された基板２３は所
定温度に保持された基板保持体１２の上に固定される。
基板２３に対向する反応ガス導入部１３から、Ｔｉ膜の
成膜の場合にはＨ2 、ＴｉＮ膜の成膜の場合にはＨ2 と
Ｎ2 が、所定量導入される。一方、反応容器１１の内部
は排気口１９を通して排気機構２０によって排気され
る。これにより反応容器１１の内部は所定の減圧状態に
保たれる。通常のＴｉ膜またはＴｉＮ膜の成膜条件は、
従来技術の箇所で説明した条件と同じである。さらに、
パージガス供給機構２９から孔２７を通して反応容器１
１の内部に導入されるパージガスの流量は例えば５０〜
１００sccmである。
定温度に保持された基板保持体１２の上に固定される。
基板２３に対向する反応ガス導入部１３から、Ｔｉ膜の
成膜の場合にはＨ2 、ＴｉＮ膜の成膜の場合にはＨ2 と
Ｎ2 が、所定量導入される。一方、反応容器１１の内部
は排気口１９を通して排気機構２０によって排気され
る。これにより反応容器１１の内部は所定の減圧状態に
保たれる。通常のＴｉ膜またはＴｉＮ膜の成膜条件は、
従来技術の箇所で説明した条件と同じである。さらに、
パージガス供給機構２９から孔２７を通して反応容器１
１の内部に導入されるパージガスの流量は例えば５０〜
１００sccmである。
【００２６】次に、上記構成を有するプラズマＣＶＤ装
置によれば、反応ガス導入部１３と反応容器１１の壁部
との間における反応ガスの滞留や循環が抑制される作用
について説明する。図３は、本装置による反応容器１１
内における反応ガスの流れ３２とパージガスの流れ３３
を示したものである。図３で、装置構成の図示は一部が
簡略化されている。これらのガスの流れ３２，３３は、
数値計算によるシミュレーションに基づいて得られたも
のである。図３で明らかなように、反応ガス導入部１３
の周囲の上壁１１ａからパージガスを導入し、デッドス
ペースにパージガスを流すようにしたため、反応ガス導
入部１３の側壁と反応容器１１の壁部の間の空間での反
応ガスの循環流や滞留はなくなった。この空間では、パ
ージガスの下方向への流れ（ダウンフロー）だけが生じ
ている。当該空間における反応ガスの循環流等を完全に
なくすためには、反応容器１１の内部に対してパージガ
スが均一に吹き出されることが重要である。反応容器１
１へのパージガスの均一の吹出しは、孔２７の形成位置
と、多孔板３１の構造によって達成される。
置によれば、反応ガス導入部１３と反応容器１１の壁部
との間における反応ガスの滞留や循環が抑制される作用
について説明する。図３は、本装置による反応容器１１
内における反応ガスの流れ３２とパージガスの流れ３３
を示したものである。図３で、装置構成の図示は一部が
簡略化されている。これらのガスの流れ３２，３３は、
数値計算によるシミュレーションに基づいて得られたも
のである。図３で明らかなように、反応ガス導入部１３
の周囲の上壁１１ａからパージガスを導入し、デッドス
ペースにパージガスを流すようにしたため、反応ガス導
入部１３の側壁と反応容器１１の壁部の間の空間での反
応ガスの循環流や滞留はなくなった。この空間では、パ
ージガスの下方向への流れ（ダウンフロー）だけが生じ
ている。当該空間における反応ガスの循環流等を完全に
なくすためには、反応容器１１の内部に対してパージガ
スが均一に吹き出されることが重要である。反応容器１
１へのパージガスの均一の吹出しは、孔２７の形成位置
と、多孔板３１の構造によって達成される。
【００２７】数値計算によるシミュレーションに基づい
てＴｉＣｌ4 の温度分布を調べた結果、反応ガス導入部
１３の側面と反応容器１１の壁部との間の空間における
ＴｉＣｌ4 の濃度は、従来装置と比較して約１／１０以
下に低減できることが判明した。
てＴｉＣｌ4 の温度分布を調べた結果、反応ガス導入部
１３の側面と反応容器１１の壁部との間の空間における
ＴｉＣｌ4 の濃度は、従来装置と比較して約１／１０以
下に低減できることが判明した。
【００２８】実際の成膜においても、反応容器１１の壁
部の内面への膜付着量は約１／１０以下に減少し、パー
ティクルの発生も従来装置に比較して減少した。さら
に、反応容器１１の壁部の内面に付着した膜の量が減少
したので、メンテナンスのサイクルを従来装置の場合に
比較して１．５倍から２倍に長くすることができた。
部の内面への膜付着量は約１／１０以下に減少し、パー
ティクルの発生も従来装置に比較して減少した。さら
に、反応容器１１の壁部の内面に付着した膜の量が減少
したので、メンテナンスのサイクルを従来装置の場合に
比較して１．５倍から２倍に長くすることができた。
【００２９】さらに、副次的な効果として、本装置よる
膜の成膜速度は、従来装置における膜の成膜速度に比較
して約１０％程度増大させることができた。かかる成膜
速度の増大は、パージガスのダウンフローによって、原
料であるＴｉＣｌ4 の反応容器内での拡散を防止し、使
用効率を高めることができたからである。
膜の成膜速度は、従来装置における膜の成膜速度に比較
して約１０％程度増大させることができた。かかる成膜
速度の増大は、パージガスのダウンフローによって、原
料であるＴｉＣｌ4 の反応容器内での拡散を防止し、使
用効率を高めることができたからである。
【００３０】上記の実施形態では、プラズマＣＶＤ装置
に関して説明したが、同様な構成は熱ＣＶＤ装置や類似
の薄膜形成装置に適用できるのは勿論である。
に関して説明したが、同様な構成は熱ＣＶＤ装置や類似
の薄膜形成装置に適用できるのは勿論である。
【００３１】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、対向して配置された基板保持体と反応ガス導入部
を内蔵する反応容器を備え、反応ガス導入部から反応ガ
スを導入し、かつ基板保持体上に配置される基板の前面
空間でプラズマ等を生成して化学反応により当該基板に
薄膜を堆積させる装置において、反応ガス導入部の周囲
のデッドスペースにパージガスを流すように構成したた
め、デッドスペースにおける反応ガス等の循環を抑制し
て滞留をなくし、気相反応による膜の付着を防止するこ
とができ、パーティクルの発生を低減することができ
る。従って、生産の歩留まりを向上でき、成膜速度が高
くなり、生産性を高めることができる。
れば、対向して配置された基板保持体と反応ガス導入部
を内蔵する反応容器を備え、反応ガス導入部から反応ガ
スを導入し、かつ基板保持体上に配置される基板の前面
空間でプラズマ等を生成して化学反応により当該基板に
薄膜を堆積させる装置において、反応ガス導入部の周囲
のデッドスペースにパージガスを流すように構成したた
め、デッドスペースにおける反応ガス等の循環を抑制し
て滞留をなくし、気相反応による膜の付着を防止するこ
とができ、パーティクルの発生を低減することができ
る。従って、生産の歩留まりを向上でき、成膜速度が高
くなり、生産性を高めることができる。
【図１】本発明に係る薄膜形成装置の代表的実施形態を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図２】多孔板および通路の部分を拡大して示した断面
図である。
図である。
【図３】反応ガスとパージガスの流れを示す図である。
【図４】従来の薄膜形成装置を示す縦断面図である。
【図５】従来の薄膜形成装置におけるデッドスペースと
反応ガスの滞留状態を示す図である。
反応ガスの滞留状態を示す図である。
１１ 反応容器 １２ 基板保持体 １３ 反応ガス導入部 １４ リング状絶縁体 １５ ヒンジ部 ２１ 静電吸着板 ２３ 基板 ２７ 孔 ３０ 通路 ３１ 多孔板 ３１ａ 細孔
Claims (3)
- 【請求項１】 反応ガス導入部と基板保持体を備えた反
応容器を有し、前記基板保持体の上に配置された基板に
対して前記反応ガス導入部から反応ガスを導入し、前記
反応ガス導入部に高周波電力を供給して前記反応ガス導
入部と前記基板保持体との間で反応ガスを励起させ前記
基板に薄膜を堆積する薄膜形成装置において、前記反応
ガス導入部の周囲にガスの流れを作るガス導入部を設け
たことを特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項２】 前記ガス導入部は、前記反応容器の上壁
に等間隔に形成された複数のガス導入孔と、前記ガス導
入孔につながり前記上壁の内面側に形成された通路と、
この通路を覆う多孔板とから成り、外部に設けたガス供
給機構から前記ガス導入孔に前記ガスが供給されること
を特徴とする請求項１記載の薄膜形成装置。 - 【請求項３】 前記反応容器の下壁に対称の位置に複数
の排気口が設けられ、前記ガス導入部によって生成され
る前記ガスの流れは前記排気口に向かって生じることを
特徴とする請求項１または２記載の薄膜形成装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32114496A JP3925566B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 薄膜形成装置 |
| TW086110541A TW434325B (en) | 1996-11-15 | 1997-07-24 | Chemical vapor deposition (CVD) apparatus |
| KR1019970044447A KR100272849B1 (ko) | 1996-11-15 | 1997-08-30 | Cvd장치 |
| US09/394,900 US6085690A (en) | 1996-11-15 | 1999-09-13 | Chemical vapor deposition apparatus |
| US09/394,899 US6103304A (en) | 1996-11-15 | 1999-09-13 | Chemical vapor deposition apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32114496A JP3925566B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 薄膜形成装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10147880A true JPH10147880A (ja) | 1998-06-02 |
| JPH10147880A5 JPH10147880A5 (ja) | 2004-11-04 |
| JP3925566B2 JP3925566B2 (ja) | 2007-06-06 |
Family
ID=18129301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32114496A Expired - Lifetime JP3925566B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 薄膜形成装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6085690A (ja) |
| JP (1) | JP3925566B2 (ja) |
| KR (1) | KR100272849B1 (ja) |
| TW (1) | TW434325B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2252869A (en) * | 1990-09-13 | 1992-08-19 | Hitachi Metals Ltd | Method for manufacturing electrostrictive effect element |
| JP2008244140A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Tokyo Electron Ltd | 成膜装置及び成膜方法 |
| JP2009120859A (ja) * | 2004-12-28 | 2009-06-04 | Asm Genitech Inc | 原子層蒸着装置 |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000049216A (ja) * | 1998-07-28 | 2000-02-18 | Mitsubishi Electric Corp | プラズマ処理装置および当該装置で用いられる静電チャック吸着方法 |
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