JPS607134A - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置Info
- Publication number
- JPS607134A JPS607134A JP58113751A JP11375183A JPS607134A JP S607134 A JPS607134 A JP S607134A JP 58113751 A JP58113751 A JP 58113751A JP 11375183 A JP11375183 A JP 11375183A JP S607134 A JPS607134 A JP S607134A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge
- plasma cvd
- power source
- semiconductor wafer
- carbon electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は半導体装置の製造に使用されるプラズマＣＶＤ
装置の改良に関する。
装置の改良に関する。
ＩＣ等の半導体装置の製造工程には、半導体ウェハー上
にシリコン酸化膜、シリコン屋化膜等の絶縁膜、あるい
は多結晶シリコン層等を気相成長させる工程がｆまれで
いる。これは、一般にケミカル・ペイツヤ−・ディポジ
ション（ＣＶＤ法）と称され、ＣＶＤ装置を用いて行な
われている。このＣＶＤ装置としては加熱反応型のＣＶ
Ｄ装置の外、プラズマＣＶＤ装置も用いられている〇第
１図（蜀は従来のプラズマＣＶＤ装置を示す上面図であ
る。同図において、１は石英製の円筒状反応容器である
。該反応容器１には反応ガスの導入管２および排出管３
が設けられている。
にシリコン酸化膜、シリコン屋化膜等の絶縁膜、あるい
は多結晶シリコン層等を気相成長させる工程がｆまれで
いる。これは、一般にケミカル・ペイツヤ−・ディポジ
ション（ＣＶＤ法）と称され、ＣＶＤ装置を用いて行な
われている。このＣＶＤ装置としては加熱反応型のＣＶ
Ｄ装置の外、プラズマＣＶＤ装置も用いられている〇第
１図（蜀は従来のプラズマＣＶＤ装置を示す上面図であ
る。同図において、１は石英製の円筒状反応容器である
。該反応容器１には反応ガスの導入管２および排出管３
が設けられている。
また、反応容器１の内部にはカーボン成極板４１〜４Ｓ
が第１図（Ｃ）に示すようにして平行に設けられている
。これらのカーボン成極板４１〜４５は、隣接するカー
ボン電極板４１と４２゜４□と４３．４３と４４．４．
と４５間に高周波電圧が印加されるように、大々尚周波
区源５に接続されている。そして、カーボン電極板４１
〜４５の対向面には半導体ウェハーを設置するための四
部（所開座ぐ＃））と固定用のツメが複数形成されてい
る。
が第１図（Ｃ）に示すようにして平行に設けられている
。これらのカーボン成極板４１〜４５は、隣接するカー
ボン電極板４１と４２゜４□と４３．４３と４４．４．
と４５間に高周波電圧が印加されるように、大々尚周波
区源５に接続されている。そして、カーボン電極板４１
〜４５の対向面には半導体ウェハーを設置するための四
部（所開座ぐ＃））と固定用のツメが複数形成されてい
る。
上記のプラズマＣＶＤ装置により、半導体ウェハーの表
面に例えばシリコン窒化膜を気相成長する際には、まず
処理すべき半導体ウェハーをカーボン電極板４１〜４５
の座ぐりに設置する。
面に例えばシリコン窒化膜を気相成長する際には、まず
処理すべき半導体ウェハーをカーボン電極板４１〜４５
の座ぐりに設置する。
第１図（Ｂ）はこの状態を示す部分拡大上面図であり、
第１図（Ｃ）は更にその一部を示す斜視図である。なお
、１０は設置された半導体ウェハーで、該半導体ウェハ
ー１０は更に図示しない固定ツメによシ固定されている
。続いて、例えば〜３５０℃の加熱状態を維持しつつ真
空引きにより反応容器１内部を減圧しく例えば２ Ｔｏ
ｒｒ ）・ガス導入管２から反応ガスとしてアンモニア
（ＮＨ５）およびシラン（Ｓｉｆ（４）ｉ導入する。反
応ガスの導入条件は、例えばＮＨ３を１２００ ＳＣＣ
Ｍ、Ｓ １１（４を１５０ ＳＣＣＭとする。続いて、
隣接するカーがン電極板間に高周波電圧を印加しく例え
ば４５０ ｋＨｚ 、２５０ ｍＡ 、デユーティ−’
Ａの間欠印加）、対向電極板間でグロー放電を行なう。
第１図（Ｃ）は更にその一部を示す斜視図である。なお
、１０は設置された半導体ウェハーで、該半導体ウェハ
ー１０は更に図示しない固定ツメによシ固定されている
。続いて、例えば〜３５０℃の加熱状態を維持しつつ真
空引きにより反応容器１内部を減圧しく例えば２ Ｔｏ
ｒｒ ）・ガス導入管２から反応ガスとしてアンモニア
（ＮＨ５）およびシラン（Ｓｉｆ（４）ｉ導入する。反
応ガスの導入条件は、例えばＮＨ３を１２００ ＳＣＣ
Ｍ、Ｓ １１（４を１５０ ＳＣＣＭとする。続いて、
隣接するカーがン電極板間に高周波電圧を印加しく例え
ば４５０ ｋＨｚ 、２５０ ｍＡ 、デユーティ−’
Ａの間欠印加）、対向電極板間でグロー放電を行なう。
この放電により、対向電極板間の反応ガス（ＮＨ３，Ｓ
ＩＫ、 ）はプラズマ化され、励起された活性な反応種
が形成される。そして、この活性化した反応種（大部分
はラジカルであシ、一部イオンを含む）間の反応によυ
窒化シリコン（８１３Ｎ４ ）が生成１−１該Ｓ ｉ３
Ｎ４は夫々の半導体ウェハー１０に被着してシリコン窒
化膜に成長する。
ＩＫ、 ）はプラズマ化され、励起された活性な反応種
が形成される。そして、この活性化した反応種（大部分
はラジカルであシ、一部イオンを含む）間の反応によυ
窒化シリコン（８１３Ｎ４ ）が生成１−１該Ｓ ｉ３
Ｎ４は夫々の半導体ウェハー１０に被着してシリコン窒
化膜に成長する。
上記従来のプラズマＣＶＤ装置では、図示のようにカー
ボン電極板４１〜４８の人々に複数枚の半導体ウェハー
１０全設置するため、次のような問題があった。
ボン電極板４１〜４８の人々に複数枚の半導体ウェハー
１０全設置するため、次のような問題があった。
即ち、カーボン゛成極板４１〜４５は夫々面積が比較的
大きいから、対向するカー日？ン電極間での放電は均一
には開始されず、放′亀し易い部分で局部的に放電が開
始される。すると、放電部位では自由′成子やイオンが
発生して４寛性が増大して増々放電を生じ易くなるため
、放′Ｉ！！電流はこの部分に集中することになる。第
２図は、こうして不均一な放電を生じている状態を示す
説明図であシ、図中斜線を施した部分が放電領域、矢印
は反応ガス（例えば窒化シリコン膜形成の際のＮＨ４、
Ｓｌ［（４）の流れを示す。
大きいから、対向するカー日？ン電極間での放電は均一
には開始されず、放′亀し易い部分で局部的に放電が開
始される。すると、放電部位では自由′成子やイオンが
発生して４寛性が増大して増々放電を生じ易くなるため
、放′Ｉ！！電流はこの部分に集中することになる。第
２図は、こうして不均一な放電を生じている状態を示す
説明図であシ、図中斜線を施した部分が放電領域、矢印
は反応ガス（例えば窒化シリコン膜形成の際のＮＨ４、
Ｓｌ［（４）の流れを示す。
このような放電゛電流の不均一が生じると、例えばＮＨ
４、ＳｉＨ４等の反応ガスから生じる活性反応種の量が
不均一とな９、半導体ウェノ・−１０の表面に成長する
ＣＶＤ膜の膜厚が、個々のウェハー間でばらつきを生じ
てしまう。因みに、既述した条件で膜厚１μｍのシリコ
ン窒化膜を形成する場合、半導体ウニノー−間の膜厚の
ばらつきは±２０チ以上にも達する。
４、ＳｉＨ４等の反応ガスから生じる活性反応種の量が
不均一とな９、半導体ウェノ・−１０の表面に成長する
ＣＶＤ膜の膜厚が、個々のウェハー間でばらつきを生じ
てしまう。因みに、既述した条件で膜厚１μｍのシリコ
ン窒化膜を形成する場合、半導体ウニノー−間の膜厚の
ばらつきは±２０チ以上にも達する。
上記問題全解消する一つの方法として、反応容器１の内
部を高真空とすることによシ、反応種の拡散距離を大き
くすることが考えられる。
部を高真空とすることによシ、反応種の拡散距離を大き
くすることが考えられる。
しかしながら、この場合には成長するＣＶＤ膜の膜質が
変化し、特に膜の応力が大きくなるため半導体累子の特
性、あるいは信頼性上好ましくない影響を与えるといっ
た別の問題が発生する。
変化し、特に膜の応力が大きくなるため半導体累子の特
性、あるいは信頼性上好ましくない影響を与えるといっ
た別の問題が発生する。
５−
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に＊与でなされたもので、複数個の半
導体ウェハーを反応容器内に設置し、一つの高周波電源
によシこれら人々の半導体ウェハー設置位置に放′ｉｌ
ｔヲ生じさせるようにしたプラズマＣＶＤ装置において
、膜質の劣化を序うことなく、各半導体ウェハー間での
膜厚のばらつきを抑制することを目的とするものである
。
導体ウェハーを反応容器内に設置し、一つの高周波電源
によシこれら人々の半導体ウェハー設置位置に放′ｉｌ
ｔヲ生じさせるようにしたプラズマＣＶＤ装置において
、膜質の劣化を序うことなく、各半導体ウェハー間での
膜厚のばらつきを抑制することを目的とするものである
。
〔発明の概要〕
本発明によるプラズマＣＶＤ装置は、反応ガス導入管お
よび排出管を備えた石英製の反応容器と、該反応容器内
に設けられた複数の半導体ウェハー設置部位と、該半纏
体ウェハー設置部位の夫々に設けられた放電電極と、こ
れら夫々の放電電極に高周波電圧全供給する共通の高周
波電源とを具備し、前記各半導体ウェノ・−設置部位の
放心′α極が電気的に分離されていると共に、これら谷
放電電極と前記高周波電源との間には電流制限器が直列
に設けられていること全特徴とするものである。
よび排出管を備えた石英製の反応容器と、該反応容器内
に設けられた複数の半導体ウェハー設置部位と、該半纏
体ウェハー設置部位の夫々に設けられた放電電極と、こ
れら夫々の放電電極に高周波電圧全供給する共通の高周
波電源とを具備し、前記各半導体ウェノ・−設置部位の
放心′α極が電気的に分離されていると共に、これら谷
放電電極と前記高周波電源との間には電流制限器が直列
に設けられていること全特徴とするものである。
６一
上ｆｊ己木本発明プラズマＣＶＤ装置では、各半導体ウ
ェハー毎に放′屯電健全分離し、かつ電流制限器を設け
たため、特定のウェハー設置領域に放電流が集中するの
を防止でき、従って各半導体ウェハー間におけるＣＶＤ
成長膜厚のばらつきが抑制される。
ェハー毎に放′屯電健全分離し、かつ電流制限器を設け
たため、特定のウェハー設置領域に放電流が集中するの
を防止でき、従って各半導体ウェハー間におけるＣＶＤ
成長膜厚のばらつきが抑制される。
なお、不発８１］における電流制限器としては、例えば
抵抗、定電流ダイオード、フィードバックによる直流制
御器等の公知のものを用いればよい。
抵抗、定電流ダイオード、フィードバックによる直流制
御器等の公知のものを用いればよい。
以下、第３図を診照して本発明の一実施例全説明する。
第３図は本発明の一実施例になるプラズマＣＶＤ装置を
示す説明図である。同図において、１ノは第１のカーボ
ン電極板である。該第１のカーがン延極板１１には複数
の座ぐシが形成され、夫々のｊ坐ぐりには半導体ウェハ
ー１０が設置され１図示しない固定ツメで固定されるよ
うになっている。そして、この第１のカーボン電極板１
１は図示しない石英製の反応容器内に第１図（Ｃ）で示
したと同様にして設置されている。
示す説明図である。同図において、１ノは第１のカーボ
ン電極板である。該第１のカーがン延極板１１には複数
の座ぐシが形成され、夫々のｊ坐ぐりには半導体ウェハ
ー１０が設置され１図示しない固定ツメで固定されるよ
うになっている。そして、この第１のカーボン電極板１
１は図示しない石英製の反応容器内に第１図（Ｃ）で示
したと同様にして設置されている。
他方、この第１のカーボン電極板１１の半導体ウェハー
設置位置に対向して、第２のカーがン屯億板１２・・・
が配設されている。これら第２のカーフｊ？ン電極板１
２・・・は相互に電気的に絶縁されており、夫々一枚の
半導体ウニ／−−１０が設置されるように座ぐりが形成
されている。前記第１のカーボン電極１ノ 一端に接続され、また前記第２のカーがン′電極板ノ２
・・・は夫々定電流ダイオード１４・・・を介して高周
波電源１３の他端に接続されている。
設置位置に対向して、第２のカーがン屯億板１２・・・
が配設されている。これら第２のカーフｊ？ン電極板１
２・・・は相互に電気的に絶縁されており、夫々一枚の
半導体ウニ／−−１０が設置されるように座ぐりが形成
されている。前記第１のカーボン電極１ノ 一端に接続され、また前記第２のカーがン′電極板ノ２
・・・は夫々定電流ダイオード１４・・・を介して高周
波電源１３の他端に接続されている。
上記実施例のプラズマＣＶＤ装置によれば、第１のカー
ボン電極１ノと夫々の第２のカーが／電極１２・・・と
の間に高周波亀圧合印加しｆｃ場合、特定の半導体ウェ
ハー設置領域で放電が開始されてこの狽域の導電性が高
まったとしても、定電流ダイオード１４の作用により当
該放電領域に流れるぼ流は一定値金越えないように抑制
され、それ以上の電流集中は回避される。従って、電源
ライン１５の電圧レベルが低下せずに維持されるため、
引き続き他の半導体ウェハー設置領域でも放電が開始さ
れ、全面放電が可能となる。こうして、全ウェハー設置
位置について均一に放電が生じ、反応ガスがグラズマ化
されるから、各半纏体つｇノ・−１０・・・間における
ＣＶＤ成長膜の膜厚のばらつきは顕著に抑制される。
ボン電極１ノと夫々の第２のカーが／電極１２・・・と
の間に高周波亀圧合印加しｆｃ場合、特定の半導体ウェ
ハー設置領域で放電が開始されてこの狽域の導電性が高
まったとしても、定電流ダイオード１４の作用により当
該放電領域に流れるぼ流は一定値金越えないように抑制
され、それ以上の電流集中は回避される。従って、電源
ライン１５の電圧レベルが低下せずに維持されるため、
引き続き他の半導体ウェハー設置領域でも放電が開始さ
れ、全面放電が可能となる。こうして、全ウェハー設置
位置について均一に放電が生じ、反応ガスがグラズマ化
されるから、各半纏体つｇノ・−１０・・・間における
ＣＶＤ成長膜の膜厚のばらつきは顕著に抑制される。
因みに、従来のプラズマＣＶＤ装置について既述したと
同じ条件で膜厚１μｍのシリコン窒化膜を形成した場合
、半導体ウェノ・−間における膜厚のばらつきは±５％
以内に抑制することが予測される。従来のプラズマＣＶ
Ｄ装置の場合には±２０チ以上のばらつきが生じていた
ことからすれば、これは極めて顕著な改善効果と言える
。
同じ条件で膜厚１μｍのシリコン窒化膜を形成した場合
、半導体ウェノ・−間における膜厚のばらつきは±５％
以内に抑制することが予測される。従来のプラズマＣＶ
Ｄ装置の場合には±２０チ以上のばらつきが生じていた
ことからすれば、これは極めて顕著な改善効果と言える
。
以上詳述した工うに、本発明ＶＣよるプラズマＣＶＤ装
置によれば、該装置内で同時に複数個の半導体ウェノ・
−を設置してプラズマＣＶＤ法を行なうに除し、ウェノ
・−間におけるＣＶＤ成長膜の膜厚のばらつき全抑え、
かつ膜質を維持できる９− といった顕著な効果が得られるものである。
置によれば、該装置内で同時に複数個の半導体ウェノ・
−を設置してプラズマＣＶＤ法を行なうに除し、ウェノ
・−間におけるＣＶＤ成長膜の膜厚のばらつき全抑え、
かつ膜質を維持できる９− といった顕著な効果が得られるものである。
第１図（５）は従来のプラズマＣＶＤ装置を示す上面図
であり、同図０３）はその部分拡大上面図にして同図（
Ｑは更にその一部を示す斜視図、第２図は第１図（Ａ）
（Ｂ）の従来のプラズマＣＶＤ装置の問題点を示す説
明図、第３図は本発明の一実施例になるプラズマＣＶＤ
装置の説明図である。 １０・・・半導体ウェハー、１ノ・・・第１のカーボン
電極板、ｉ２・・・第２のカーボン電極板、１３・・・
高周波電源、１４・・・定電流ダイオード、１５・・・
電源ライン。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦−１０＝
であり、同図０３）はその部分拡大上面図にして同図（
Ｑは更にその一部を示す斜視図、第２図は第１図（Ａ）
（Ｂ）の従来のプラズマＣＶＤ装置の問題点を示す説
明図、第３図は本発明の一実施例になるプラズマＣＶＤ
装置の説明図である。 １０・・・半導体ウェハー、１ノ・・・第１のカーボン
電極板、ｉ２・・・第２のカーボン電極板、１３・・・
高周波電源、１４・・・定電流ダイオード、１５・・・
電源ライン。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦−１０＝
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 反応ガスの導入管および排出管を備えた石英製の反応容
器と、該反応容器内に設けられた複数の半導体ウェハー
設置部位と、袂叔栴溶債→役帝醇吻慴吹噸 −−・ −
士 該半導体装置部位の夫々に設けられた放電電極と、これ
ら夫々の放電電極に高周波電圧を供給して高周波放電を
生じさせることによシ、前記反応ガスをプラズマ化する
ための共通の高周波電源とを具備し、前記各半導体ウェ
ハー設置部位の放電電極が相互に電気的に分離されてい
ると共に、これら各放゛亀′電極と前記高周波電源との
間には電流制限器が直列に設けられていることを特徴と
するプラズマＣＶＤ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58113751A JPS607134A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | プラズマｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58113751A JPS607134A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | プラズマｃｖｄ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS607134A true JPS607134A (ja) | 1985-01-14 |
| JPH0475654B2 JPH0475654B2 (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=14620196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58113751A Granted JPS607134A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | プラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS607134A (ja) |
-
1983
- 1983-06-24 JP JP58113751A patent/JPS607134A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0475654B2 (ja) | 1992-12-01 |
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