JPS5940906B2 - プラズマ放電を利用した気相化学反応物質析出装置 - Google Patents
プラズマ放電を利用した気相化学反応物質析出装置Info
- Publication number
- JPS5940906B2 JPS5940906B2 JP592977A JP592977A JPS5940906B2 JP S5940906 B2 JPS5940906 B2 JP S5940906B2 JP 592977 A JP592977 A JP 592977A JP 592977 A JP592977 A JP 592977A JP S5940906 B2 JPS5940906 B2 JP S5940906B2
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- Japan
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- shower
- gas
- wafer
- plasma discharge
- plasma
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- Expired
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明はプラズマ放電を利用した気相化学反応装置、
特にプラズマナイトライド生成装置に関するものである
。
特にプラズマナイトライド生成装置に関するものである
。
プラズマナイトライド生成装置は、プラズマ放電を利用
してＳｉ（シリコン）とＮ２（ちつ素）とを気相中で反
応させてＳｉｘＮｙ化合物をつくり。
してＳｉ（シリコン）とＮ２（ちつ素）とを気相中で反
応させてＳｉｘＮｙ化合物をつくり。
Ｓｉウェハ上にＳｉｘＮｙ（シリコンナイトライド）膜
等を形成する装置で、一般に反応室内に１枚のＳｉウェ
ハのみを設置するＬＦＥ（会社名）型と、数枚のウエ・
・を同時に設置できるＡＭＴ（会社名）型どあるが、こ
こでは主として前者を対象とする。ＬＦＥ型プラズマナ
イトライド生成装置は、例えば第１図を参照し、ペルシ
ャー型の石英容器１内にウェハ載置台２と、中央にガス
導入管３を有するシャワー部４とを対向させ、容器周囲
の高周波コイル（周波数１３．５６ＭＨ２）により容器
内でプラズマ放電を行ないシャワーから出るＳｉＨ４（
モノシラン）と周囲から導入しプラズマ化したＮ２とを
反応させてウェハ載置台２上のＳｉウェハ５に反応物質
Ｓｉ３Ｎ４を析出させるようになつている。したがつて
ＳｉとＮ２との反応は主としてシャワーとウェハ載置台
との間の反応部６で行われる。シャワーは一般に円板形
の中空容器で上部中央でガス導入管と接続し、下面に多
数の小孔があけられ、この小孔からＳｉＨ４等のガスが
シャワー状に噴射するところからこの名称が付せられて
いる。従来のシャワーは第２図ａに示すようにシャワー
面が平面状に形成されている。ところで容器１内で励起
されたちつ素Ｎ＊、Ｎｏ＊等は図面で示すようにシャワ
ー側面より反応部に入り、ウェハの周辺部から接触する
ようになるために、ウェハ面への反応物質の析出は半径
方向に膜質の不均一を生じ、例えば第３図に示すように
ウェハ５の中心部７で周辺よりＳｉ成分の多い「Ｓｉリ
ッチ」のナイトライド膜形成されることになつた。
等を形成する装置で、一般に反応室内に１枚のＳｉウェ
ハのみを設置するＬＦＥ（会社名）型と、数枚のウエ・
・を同時に設置できるＡＭＴ（会社名）型どあるが、こ
こでは主として前者を対象とする。ＬＦＥ型プラズマナ
イトライド生成装置は、例えば第１図を参照し、ペルシ
ャー型の石英容器１内にウェハ載置台２と、中央にガス
導入管３を有するシャワー部４とを対向させ、容器周囲
の高周波コイル（周波数１３．５６ＭＨ２）により容器
内でプラズマ放電を行ないシャワーから出るＳｉＨ４（
モノシラン）と周囲から導入しプラズマ化したＮ２とを
反応させてウェハ載置台２上のＳｉウェハ５に反応物質
Ｓｉ３Ｎ４を析出させるようになつている。したがつて
ＳｉとＮ２との反応は主としてシャワーとウェハ載置台
との間の反応部６で行われる。シャワーは一般に円板形
の中空容器で上部中央でガス導入管と接続し、下面に多
数の小孔があけられ、この小孔からＳｉＨ４等のガスが
シャワー状に噴射するところからこの名称が付せられて
いる。従来のシャワーは第２図ａに示すようにシャワー
面が平面状に形成されている。ところで容器１内で励起
されたちつ素Ｎ＊、Ｎｏ＊等は図面で示すようにシャワ
ー側面より反応部に入り、ウェハの周辺部から接触する
ようになるために、ウェハ面への反応物質の析出は半径
方向に膜質の不均一を生じ、例えば第３図に示すように
ウェハ５の中心部７で周辺よりＳｉ成分の多い「Ｓｉリ
ッチ」のナイトライド膜形成されることになつた。
上述したように反応時においてウエハ周辺部と中心部と
でＳｉＨ４とＮ２＊との反応状態が変り、中心部でのＳ
ｉＨ４リツチであるため相対的にＮのデプレシヨンが起
り、一部でＳｉリツチのナイトライド膜が形成される。
でＳｉＨ４とＮ２＊との反応状態が変り、中心部でのＳ
ｉＨ４リツチであるため相対的にＮのデプレシヨンが起
り、一部でＳｉリツチのナイトライド膜が形成される。
本願発明者は上記現象はＳｉＨ４に対するＮ２＊、Ｎ＊
濃度の不均一性が原因であると考え、これを改善するべ
く本発明をなした。したがつてこの発明は、ＬＦＥ型の
プラズマＣＶＤ装置において、ウエハの半径方向の膜質
の不均一性をなくし、膜質、膜厚ともに一様な被膜を生
成できる装置を提供することにある。上記目的を達成す
るため本発明の一実施例は、プラズマ反応室内にウエハ
載置台とシャワ一部とを対向させ、シヤワ一部上方の反
応室内に導入した第１ガスに対しプラズマ放電を行ない
ながら、シャワ一部から第２ガスを噴射させ、上記シヤ
ワ一部上方の反応室内からシャワ一部側面周囲に沿つて
シヤワ一部下方に導入した第１ガスと上記第２ガスと化
学反応させてウエハ載置台上のウエハ面に反応物質を析
出させる装置であつて、上記シヤワ一部とウエハ面との
間隔を中心部が遠く、周辺部が近くなるようにシヤワ一
面を湾曲させて成ることを特徴とする。
濃度の不均一性が原因であると考え、これを改善するべ
く本発明をなした。したがつてこの発明は、ＬＦＥ型の
プラズマＣＶＤ装置において、ウエハの半径方向の膜質
の不均一性をなくし、膜質、膜厚ともに一様な被膜を生
成できる装置を提供することにある。上記目的を達成す
るため本発明の一実施例は、プラズマ反応室内にウエハ
載置台とシャワ一部とを対向させ、シヤワ一部上方の反
応室内に導入した第１ガスに対しプラズマ放電を行ない
ながら、シャワ一部から第２ガスを噴射させ、上記シヤ
ワ一部上方の反応室内からシャワ一部側面周囲に沿つて
シヤワ一部下方に導入した第１ガスと上記第２ガスと化
学反応させてウエハ載置台上のウエハ面に反応物質を析
出させる装置であつて、上記シヤワ一部とウエハ面との
間隔を中心部が遠く、周辺部が近くなるようにシヤワ一
面を湾曲させて成ることを特徴とする。
以下、実施例にそつて具体的に説明する。
再び第１図を参照し、ＳｉＨ４を導入するシヤワ一部４
のシヤワ一面（下面）を従来の平面から湾曲面に変更す
る。
のシヤワ一面（下面）を従来の平面から湾曲面に変更す
る。
すなわち、第２図ｂに示すようにシャワ一部４とウエハ
５との間において、中心部の間隔Ｈ。を大きく、周辺部
の間隔Ｈ，Ｈ２を小さくなるようにシヤワ一部下面を上
に凸な湾曲面を形成する。あるいは第４図を参照し、ウ
エハ面よりシヤワ一面までの高さＨを半径ｒの関数とし
て（Ｈ（ｒ））変化させるものである。このようなシヤ
ワ一部を有する本発明のブラズマＣＶＤ装置を使用し、
シャワ一部からＳｉＨ４を噴射し、プラズマ反応により
励起させたＮ＊、Ｎ２＊を導入してＳｉＨ４＋Ｎ２＊．
−）ＳＸＮｙ反応によりウエ・・面にＳｉｘＮｙ被膜を
析出させた場合において、上記被膜中のＳｉの含有量は
反応時のＳｉＨ４／Ｎ２比、総圧力及びＲＦ（高周波）
出力等により変化するが、その際のシャワ一面とウエハ
面との間隔Ｈは重要なパラメータである。
５との間において、中心部の間隔Ｈ。を大きく、周辺部
の間隔Ｈ，Ｈ２を小さくなるようにシヤワ一部下面を上
に凸な湾曲面を形成する。あるいは第４図を参照し、ウ
エハ面よりシヤワ一面までの高さＨを半径ｒの関数とし
て（Ｈ（ｒ））変化させるものである。このようなシヤ
ワ一部を有する本発明のブラズマＣＶＤ装置を使用し、
シャワ一部からＳｉＨ４を噴射し、プラズマ反応により
励起させたＮ＊、Ｎ２＊を導入してＳｉＨ４＋Ｎ２＊．
−）ＳＸＮｙ反応によりウエ・・面にＳｉｘＮｙ被膜を
析出させた場合において、上記被膜中のＳｉの含有量は
反応時のＳｉＨ４／Ｎ２比、総圧力及びＲＦ（高周波）
出力等により変化するが、その際のシャワ一面とウエハ
面との間隔Ｈは重要なパラメータである。
一般に、ＳｉＨ４／Ｎ２比が大きいほど、総圧力が低い
ほど、ＲＦ出力が小さいほど、そしてＨが小さいほどＳ
ｉ成分が大きいという関係がある。これらパラメータを
変更しても、一般に半径方向ｒのＳｉ分布は相対的に保
存される。上記パラメータφ、Ｈは半径方向に比較的に
容易に変えることができ、Ｈをｒの関数とすることによ
り、周辺から導入されるＮの濃度変化を補償できる。す
なわち、中心部でＳｉリツチの傾向は、中心部のＨを大
とし、Ｎのリツチの方向をひきもどすことにより修正さ
れる。第５図はウエハ面に析出するＳｉｘＮｙにおいて
、一般的にそのｘ／ｙの割合がＨが大きいほど低下する
ことを示し、第６図は中心よりの距離ｒが大きいほど低
下することを示す。
ほど、ＲＦ出力が小さいほど、そしてＨが小さいほどＳ
ｉ成分が大きいという関係がある。これらパラメータを
変更しても、一般に半径方向ｒのＳｉ分布は相対的に保
存される。上記パラメータφ、Ｈは半径方向に比較的に
容易に変えることができ、Ｈをｒの関数とすることによ
り、周辺から導入されるＮの濃度変化を補償できる。す
なわち、中心部でＳｉリツチの傾向は、中心部のＨを大
とし、Ｎのリツチの方向をひきもどすことにより修正さ
れる。第５図はウエハ面に析出するＳｉｘＮｙにおいて
、一般的にそのｘ／ｙの割合がＨが大きいほど低下する
ことを示し、第６図は中心よりの距離ｒが大きいほど低
下することを示す。
第７図はＨをＦ（ｒ）なる関数と考えて、Ｆが上に凸の
場合をＦ１、Ｆが平面の場合をＦ２、Ｆが下に凸の場合
をＦ３とした場合の各ｘ／ｙのｒに対する曲線をそれぞ
れ示したもので、Ｆを土に凸にした場合、すなわちシヤ
ワ一面とウエハ面との間隔が中心で大きく、周辺で小さ
くなるようにシヤワ一面を形成した場合に均一なＳｉ化
合物の被膜が形成できることを示している。
場合をＦ１、Ｆが平面の場合をＦ２、Ｆが下に凸の場合
をＦ３とした場合の各ｘ／ｙのｒに対する曲線をそれぞ
れ示したもので、Ｆを土に凸にした場合、すなわちシヤ
ワ一面とウエハ面との間隔が中心で大きく、周辺で小さ
くなるようにシヤワ一面を形成した場合に均一なＳｉ化
合物の被膜が形成できることを示している。
なお、ｘ／ｙの一定値は圧力、ＲＦ出力により所望に制
御できるものである。
御できるものである。
本発明は前記実施例に限定されるものでなく、これ以外
に種々の実施形態が考えられる。
に種々の実施形態が考えられる。
例えば、Ｓ．ｉＨ４．ＳｉＣｌ４等に０２を反応させて
、ＳｉＯ２被膜を得る場合等高温反応物を低温プラズマ
を用いて反応させる多くの場合に本発明を応用できる。
、ＳｉＯ２被膜を得る場合等高温反応物を低温プラズマ
を用いて反応させる多くの場合に本発明を応用できる。
第１図は本発明の原理的構造を示すプラズマＣＶＤ装置
の断面図、第２図はシャワ一部の形態を示し、ａは従来
例、ｂは本発明例のそれぞれの断面図、第３図はウエハ
におけるＳｉリツチ部を示す平面図、第４図はシャワ一
面とウエハ面との間隔を説明するための図、第５図、第
６図はシリコン分布量とＨとの関係、同じくｒとの関係
をそれぞれ示す曲線図、第７図はシヤワ一面の形状を変
えた場合のシリコン分布量とｒとの関係を示す曲線図で
ある。 １・・・・・・反応容器、２・・・・・・ウエハ載置台
、３・・・・・・ガス導入管、４・・・・・・シャワ一
部、５・・・・・・ウエハ、６・・・・・・反応部、７
・・・・・・ウエハ上に析出したシリコン化合物のシリ
コンリツチ部分。
の断面図、第２図はシャワ一部の形態を示し、ａは従来
例、ｂは本発明例のそれぞれの断面図、第３図はウエハ
におけるＳｉリツチ部を示す平面図、第４図はシャワ一
面とウエハ面との間隔を説明するための図、第５図、第
６図はシリコン分布量とＨとの関係、同じくｒとの関係
をそれぞれ示す曲線図、第７図はシヤワ一面の形状を変
えた場合のシリコン分布量とｒとの関係を示す曲線図で
ある。 １・・・・・・反応容器、２・・・・・・ウエハ載置台
、３・・・・・・ガス導入管、４・・・・・・シャワ一
部、５・・・・・・ウエハ、６・・・・・・反応部、７
・・・・・・ウエハ上に析出したシリコン化合物のシリ
コンリツチ部分。
Claims (1)
- １ プラズマ反応室内にウェハ載置台とシャワーとを対
向させ、シャワー部側面周囲に沿つてシャワー部下方に
第１のガスを導入し、シャワー部から第２ガスを噴出さ
せ、上記第１のガスと上記第２のガスとを化学反応させ
てウェハ載置台上のウェハ面に反応物質を析出させる装
置であつて、上記シャワー部とウェハ面との間隔を、中
心部が遠く、周辺部が近くなるようにシャワー部下面を
湾曲させて成ることを特徴とするプラズマ放電を利用し
た気相化学反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP592977A JPS5940906B2 (ja) | 1977-01-24 | 1977-01-24 | プラズマ放電を利用した気相化学反応物質析出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP592977A JPS5940906B2 (ja) | 1977-01-24 | 1977-01-24 | プラズマ放電を利用した気相化学反応物質析出装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8944584A Division JPS59219464A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 気相化学反応方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5391085A JPS5391085A (en) | 1978-08-10 |
| JPS5940906B2 true JPS5940906B2 (ja) | 1984-10-03 |
Family
ID=11624571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP592977A Expired JPS5940906B2 (ja) | 1977-01-24 | 1977-01-24 | プラズマ放電を利用した気相化学反応物質析出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5940906B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63296102A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-02 | Toshiba Corp | プラント制御システム |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5773174A (en) * | 1980-10-24 | 1982-05-07 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Manufacturing apparatus for coating film |
| JPS57123363A (en) * | 1981-01-23 | 1982-07-31 | Nat Jutaku Kenzai | Footboard for staircase |
| JPS618409U (ja) * | 1984-06-18 | 1986-01-18 | 英治 佐々木 | 簡易抜取用把手付オイルエレメント |
| US5346578A (en) * | 1992-11-04 | 1994-09-13 | Novellus Systems, Inc. | Induction plasma source |
| US6225744B1 (en) | 1992-11-04 | 2001-05-01 | Novellus Systems, Inc. | Plasma process apparatus for integrated circuit fabrication having dome-shaped induction coil |
-
1977
- 1977-01-24 JP JP592977A patent/JPS5940906B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63296102A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-02 | Toshiba Corp | プラント制御システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5391085A (en) | 1978-08-10 |
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