JPS6115976A - 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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- JPS6115976A JPS6115976A JP59138153A JP13815384A JPS6115976A JP S6115976 A JPS6115976 A JP S6115976A JP 59138153 A JP59138153 A JP 59138153A JP 13815384 A JP13815384 A JP 13815384A JP S6115976 A JPS6115976 A JP S6115976A
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- plasma
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- reaction tube
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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
- C23C16/505—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 using radio frequency discharges
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/087—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
- B01J19/088—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
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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】
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
たシ、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ツ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
たシ、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ツ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。
従来例の構成とその問題点
従来より、ＣＶＤ装置は多種類作られておシ、その代表
的な２つの例を第１図に示す。
的な２つの例を第１図に示す。
第１図（ａ）は水平型のＣＶＤ装置で、ガス導入口１．
高周波コイル２１反応管３．排気口４．ヒーター６、排
気口６からなシ、ヒーター５をガス流に対して傾斜させ
て、複数の基板θ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
一に々る。
高周波コイル２１反応管３．排気口４．ヒーター６、排
気口６からなシ、ヒーター５をガス流に対して傾斜させ
て、複数の基板θ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
一に々る。
第１図（ｂ）はＣ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１２１反応室１３゜排気口
１４．ヒーター１６とからなり、ヒーター１６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１２１反応室１３゜排気口
１４．ヒーター１６とからなり、ヒーター１６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。
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Ｓ ｉ０２ ）
と同じ反応物（反応ガス中で形成される８ １０２粒子
）が表面に落下して付着しやすい欠点を有し、均一なＣ
ＶＤ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、一枚つ“つ手で行うため基板を傷つけたり、落
下させたシするケースがしばしばあった０ 発明の目的 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
化又はチノ化膜形成装置、あるいはプラズマエツチング
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した。
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Ｓ ｉ０２ ）
と同じ反応物（反応ガス中で形成される８ １０２粒子
）が表面に落下して付着しやすい欠点を有し、均一なＣ
ＶＤ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、一枚つ“つ手で行うため基板を傷つけたり、落
下させたシするケースがしばしばあった０ 発明の目的 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
化又はチノ化膜形成装置、あるいはプラズマエツチング
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した。
発明の構成
本発明は、反応ガス導入口とプラズマ発生部と排気口と
基板挿入口ブタ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容量電極せたけコイルが設置され
ており、前記反応管内部に基板を載置でき且つ反応管内
部に上又は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、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。
基板挿入口ブタ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容量電極せたけコイルが設置され
ており、前記反応管内部に基板を載置でき且つ反応管内
部に上又は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、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。
実施例の説明
以下その一実施例の装置を図面とともに説明する。
第２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゜耐熱パツキン２４．冷
却水管２５．一体２６２反応管２７．抵抗ヒーター２８
．基板保持部２９゜基板挿入口フタ３０からなり、複数
の基板３１の目的とした面を下向きにセットしたキャリ
ヤー３２を、下部より挿入できるようになっている。−
ソシて、キャリヤー３２を固定後、排気口２３より排気
して真空にした後、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、基板表面をエツチングする構造であ
る。なお、この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゜耐熱パツキン２４．冷
却水管２５．一体２６２反応管２７．抵抗ヒーター２８
．基板保持部２９゜基板挿入口フタ３０からなり、複数
の基板３１の目的とした面を下向きにセットしたキャリ
ヤー３２を、下部より挿入できるようになっている。−
ソシて、キャリヤー３２を固定後、排気口２３より排気
して真空にした後、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、基板表面をエツチングする構造であ
る。なお、この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、５ｉＨ２Ｃｔ
２．ＮＨ３，Ａｒ等の混合ガスを用いれば良いし、導入
ガスとの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、０２１ Ａ ｒ等の混合ガスを用
いてＳｔ○２を形成したシ、ＮＨ３゜Ａｒ等を用い−ｃ
Ｓ ｉ ３Ｎ４を形成することができる。
基板上へＳｉ３Ｎ４を堆積する場合には、５ｉＨ２Ｃｔ
２．ＮＨ３，Ａｒ等の混合ガスを用いれば良いし、導入
ガスとの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、０２１ Ａ ｒ等の混合ガスを用
いてＳｔ○２を形成したシ、ＮＨ３゜Ａｒ等を用い−ｃ
Ｓ ｉ ３Ｎ４を形成することができる。
さらにまた、基板をエツチングする場合には、基板がＳ
ｔｌらＳＦ６等を用いてＳ ｓ Ｆ４としてエツチング
することができる。
ｔｌらＳＦ６等を用いてＳ ｓ Ｆ４としてエツチング
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、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。
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。
なお、第２図中、３４はパイロメータ、３６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。
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。
発明の効果
この装置によれば、
（１）反応管２７内が減圧状態で、基板３１の目的とし
た面が下向きにセットできるので、反応中に目的とした
基板表面にホコリが付着しにくい。
た面が下向きにセットできるので、反応中に目的とした
基板表面にホコリが付着しにくい。
（２）キャリヤ−３２挿入時に、空気の流れが下向にで
きるので、ホコリが舞い上らない。
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内および基板３１相互間での温度のバ
ラツキが少く、プラズマ反応の均一性が良い。
るので、基板３１内および基板３１相互間での温度のバ
ラツキが少く、プラズマ反応の均一性が良い。
（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。
（６）プラズマ発生部２２は、基板より離れておりイオ
ン化したものが直接基板表面に衝突しないので、基板が
半導体素子の場合でも陽イオン又は電子による損傷を少
くできる。
ン化したものが直接基板表面に衝突しないので、基板が
半導体素子の場合でも陽イオン又は電子による損傷を少
くできる。
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であ
るが、傾斜させた場合にも、同じ効果が得られる。
るが、傾斜させた場合にも、同じ効果が得られる。
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、厚みが均一なＣＶＤ膜を形成
したり、酸化膜やチッ化膜を形成したシ、エツチングを
行うことができる。
コリの付着を極力防止し、厚みが均一なＣＶＤ膜を形成
したり、酸化膜やチッ化膜を形成したシ、エツチングを
行うことができる。
さらに１だ、基板の挿入から、プラズマ反応数シ出しま
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により膜質を向上させることも可
能である。また、第２図中４０のようにグリッド電極を
付加して、基板側へ励起子のみを導入することもできる
。
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により膜質を向上させることも可
能である。また、第２図中４０のようにグリッド電極を
付加して、基板側へ励起子のみを導入することもできる
。
第１図（−）は従来より用いられている水平型ＣＶＤ装
置の概略図、第１図中）は同垂直型ＣＶＤ装置の概略図
、第２図は本発明の一実施例にがかるＣＶＤ装置の構造
断面図である。 ２１・・・・・・反応ガス導入口、２２・・・・・・プ
ラズマ発生部、２３・・・・・・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、３０・・・・・・基板挿入口ブタ。
置の概略図、第１図中）は同垂直型ＣＶＤ装置の概略図
、第２図は本発明の一実施例にがかるＣＶＤ装置の構造
断面図である。 ２１・・・・・・反応ガス導入口、２２・・・・・・プ
ラズマ発生部、２３・・・・・・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、３０・・・・・・基板挿入口ブタ。
Claims (4)
- （１）少くとも反応ガス導入口とプラズマ発生部と排気
口と基板挿入口ブタ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電極
またはコイルとが設置され、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たことを特徴としたプラズマ反
応装置。 - （２）保持部が反応管外部より回転可能な構造となって
いることを特徴とした特許請求の範囲第１項記載のプラ
ズマ反応装置。 - （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することを特徴とした
プラズマ反応装置の使用方法。 - （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
ことを特徴とした特許請求の範囲第３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 |
|---|---|---|---|
| JP59138153A JPS6115976A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP59138153A JPS6115976A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | プラズマ反応装置およびその使用方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6115976A true JPS6115976A (ja) | 1986-01-24 |
| JPH0355552B2 JPH0355552B2 (ja) | 1991-08-23 |
Family
ID=15215253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59138153A Granted JPS6115976A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | プラズマ反応装置およびその使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6115976A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998058731A3 (en) * | 1997-06-20 | 1999-05-27 | Flowgenix Corp | Apparatus for exposing substrates to gas-phase radicals |
| WO2003029516A1 (en) * | 2001-09-29 | 2003-04-10 | Cree, Inc. | Apparatus for inverted cvd |
| KR100745130B1 (ko) | 2006-02-09 | 2007-08-01 | 삼성전자주식회사 | 박막 증착 장치 및 방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53101276A (en) * | 1977-02-16 | 1978-09-04 | Hitachi Ltd | Decompression cvd device |
-
1984
- 1984-07-03 JP JP59138153A patent/JPS6115976A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53101276A (en) * | 1977-02-16 | 1978-09-04 | Hitachi Ltd | Decompression cvd device |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998058731A3 (en) * | 1997-06-20 | 1999-05-27 | Flowgenix Corp | Apparatus for exposing substrates to gas-phase radicals |
| WO2003029516A1 (en) * | 2001-09-29 | 2003-04-10 | Cree, Inc. | Apparatus for inverted cvd |
| US8133322B2 (en) | 2001-09-29 | 2012-03-13 | Cree, Inc. | Apparatus for inverted multi-wafer MOCVD fabrication |
| KR100745130B1 (ko) | 2006-02-09 | 2007-08-01 | 삼성전자주식회사 | 박막 증착 장치 및 방법 |
| US7781032B2 (en) | 2006-02-09 | 2010-08-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for depositing a thin film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0355552B2 (ja) | 1991-08-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |