JPS61174623A - 試料処理装置 - Google Patents
試料処理装置Info
- Publication number
- JPS61174623A JPS61174623A JP60013420A JP1342085A JPS61174623A JP S61174623 A JPS61174623 A JP S61174623A JP 60013420 A JP60013420 A JP 60013420A JP 1342085 A JP1342085 A JP 1342085A JP S61174623 A JPS61174623 A JP S61174623A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- control electrode
- gas
- sample
- central point
- 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.)
- Pending
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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
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/24—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using chemical vapour deposition [CVD]
-
- 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
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3404—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being Group IVA materials
- H10P14/3411—Silicon, silicon germanium or germanium
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
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、アモルファスシリコン（ａ−８Ｉ）等の薄膜
形成その他の試料表面処理に用いられる装置の改良に関
する。
形成その他の試料表面処理に用いられる装置の改良に関
する。
一般Ｋ 水素化アモルファスシリコン（ａ−８ｉ：Ｈ）
膜は、シランガス（Ｓ ｉ Ｈ４）の直流又は高周波グ
ロー放電によシ基板上に形成される５番５図は従来の平
行平板電極を用いたグロー放電分解法による薄膜製造装
置の一例である。（１）は減圧容器であり、内部に互い
に平行に電極（２） ｔ （３）が設けられている。一
方の電極（２）は試料基板（５）全載置する台を兼ねて
お夛、内部に基板加熱ヒータ（４）が設けられている。
膜は、シランガス（Ｓ ｉ Ｈ４）の直流又は高周波グ
ロー放電によシ基板上に形成される５番５図は従来の平
行平板電極を用いたグロー放電分解法による薄膜製造装
置の一例である。（１）は減圧容器であり、内部に互い
に平行に電極（２） ｔ （３）が設けられている。一
方の電極（２）は試料基板（５）全載置する台を兼ねて
お夛、内部に基板加熱ヒータ（４）が設けられている。
他方の電極（３）には高周波電源（６）から高周波電力
が印加される。排気口（ηはスロットルバルブ（８）ｔ
−介してメカニカルブースタポンプｂ）およびロータリ
ポンプαＯＫ接続されている。α１）Ｆｉ真空計である
。容器（１）内部には電極（２）と（３）に間に、゛内
方に複数のガス噴出口０が形成され念ガス導入リング管
α４が設けられている。そして原料ガスボンベ（１４ａ
）、（１４ｂ）、（１４Ｃ）から必要な原料ガスがマス
フローコントローラ（１５ａ）、（１５ｂ）、（１５ｃ
）により流量調整されて容器（１）内に供給される。
が印加される。排気口（ηはスロットルバルブ（８）ｔ
−介してメカニカルブースタポンプｂ）およびロータリ
ポンプαＯＫ接続されている。α１）Ｆｉ真空計である
。容器（１）内部には電極（２）と（３）に間に、゛内
方に複数のガス噴出口０が形成され念ガス導入リング管
α４が設けられている。そして原料ガスボンベ（１４ａ
）、（１４ｂ）、（１４Ｃ）から必要な原料ガスがマス
フローコントローラ（１５ａ）、（１５ｂ）、（１５ｃ
）により流量調整されて容器（１）内に供給される。
このような装置を用いて例えば、ａ−８ｉ：Ｈ膜全形成
する場合、原料ガスとしてシランガス（ＳｉＨ４）＋ド
ーピングガスとしてホスフィンガス（ＰＨａ）又はジボ
ランガス（Ｂ２Ｈ５）を用いる。膜堆積条件は、各ガス
の流量、基板加熱温度、容器内圧力、印加高周波電力等
により決定される。こうして得られるａ−８ｉ：Ｈ膜は
、膜中水素ａ度、膜中不純物濃度の面内分布が均一であ
ることが要求され、また膜厚の均一性を保ちながら速い
堆積速度が得られることがコスト低減、信頼性向上等の
ために要求される。このような要求を満たすためには、
基本的には、減圧容器（１）内の電極（２）と（３）の
間の非平衡プラズマが面内分布を持なないように原料ガ
スを導入して、導入ガスの分解効率を高くすることが必
要である。
する場合、原料ガスとしてシランガス（ＳｉＨ４）＋ド
ーピングガスとしてホスフィンガス（ＰＨａ）又はジボ
ランガス（Ｂ２Ｈ５）を用いる。膜堆積条件は、各ガス
の流量、基板加熱温度、容器内圧力、印加高周波電力等
により決定される。こうして得られるａ−８ｉ：Ｈ膜は
、膜中水素ａ度、膜中不純物濃度の面内分布が均一であ
ることが要求され、また膜厚の均一性を保ちながら速い
堆積速度が得られることがコスト低減、信頼性向上等の
ために要求される。このような要求を満たすためには、
基本的には、減圧容器（１）内の電極（２）と（３）の
間の非平衡プラズマが面内分布を持なないように原料ガ
スを導入して、導入ガスの分解効率を高くすることが必
要である。
しかしながら、第５図に示すような従来の平行平板型グ
ロー放電薄ｇ製造装置では、１μｍ／時程度の堆積速度
が一般的であり、原料ガスの利用効率が低く、ａ−８ｉ
：Ｈｌ［ｔ−用−た半導体装置のコスト低減に問題があ
った。
ロー放電薄ｇ製造装置では、１μｍ／時程度の堆積速度
が一般的であり、原料ガスの利用効率が低く、ａ−８ｉ
：Ｈｌ［ｔ−用−た半導体装置のコスト低減に問題があ
った。
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、原料ガスの利
用効率を高め、もって薄膜の堆積速度、面内分布の向上
コスト低減等を可能とし之試料処理装置を提供すること
を目的とする。
用効率を高め、もって薄膜の堆積速度、面内分布の向上
コスト低減等を可能とし之試料処理装置を提供すること
を目的とする。
本発明の骨子は、平行平板電極型の試料処理装置におい
て、平行平板電極間に制御電極を設けるととＫある。こ
の制御電極は原料ガス金容器内に導入する、内方に複数
のガス噴出口を持つガス導入リング管の径よシも小さい
開孔上複数個形成し偏心運動を行うものとする。そして
この制御電極′ＩＩＩ：例えば試料基板が載置される°
側の電極と同じ接地電位又は他の適当な電位に設定する
ことによって、原料ガスの分解効率を高め高密度プラズ
マを生成し、試作基板上に膜を均一に堆積するようにし
たものである。
て、平行平板電極間に制御電極を設けるととＫある。こ
の制御電極は原料ガス金容器内に導入する、内方に複数
のガス噴出口を持つガス導入リング管の径よシも小さい
開孔上複数個形成し偏心運動を行うものとする。そして
この制御電極′ＩＩＩ：例えば試料基板が載置される°
側の電極と同じ接地電位又は他の適当な電位に設定する
ことによって、原料ガスの分解効率を高め高密度プラズ
マを生成し、試作基板上に膜を均一に堆積するようにし
たものである。
本発明によれば、制御電極を設けることによって、容器
内部の電界を効果的に高めて原料ガスの分解効率を高め
ることができる。また制御電極は未反応のガスが未反応
のまま排気されるのを抑制する効果もあり、この結果、
効果的に活性種が生成される。従って従来にない高密度
プラズマが生成され１例えばａ−８ｉ：Ｈ膜の堆積に適
用して非常に速い堆積速度を得るととができる。
内部の電界を効果的に高めて原料ガスの分解効率を高め
ることができる。また制御電極は未反応のガスが未反応
のまま排気されるのを抑制する効果もあり、この結果、
効果的に活性種が生成される。従って従来にない高密度
プラズマが生成され１例えばａ−８ｉ：Ｈ膜の堆積に適
用して非常に速い堆積速度を得るととができる。
プラズマの高密度化のためには、平行平板電極に印加す
る電力そのものを大きくすることが考えられる。しかし
これは、高周波電源として大電力のものを必要とするこ
と、平行平板電極間の電界を余り大きくすると一方の電
極に試料基板が載置されるため基板のダメージが大きく
なること等の難点が生じる。この点本発明では、外部か
らの印加電力を大きくすることなく平行平板電極の一方
と制御電極との間で効果的に電界を高めることができ、
しかも試料基板に対するダメージを大きくすることもな
い、という利点を有する。
る電力そのものを大きくすることが考えられる。しかし
これは、高周波電源として大電力のものを必要とするこ
と、平行平板電極間の電界を余り大きくすると一方の電
極に試料基板が載置されるため基板のダメージが大きく
なること等の難点が生じる。この点本発明では、外部か
らの印加電力を大きくすることなく平行平板電極の一方
と制御電極との間で効果的に電界を高めることができ、
しかも試料基板に対するダメージを大きくすることもな
い、という利点を有する。
第１図は本発明の一実施例の薄膜製造装置である。従来
例の第５−図の装置と対応する部分には同じ符号を付し
である。第５図と異彦る点は、ガス導入リング管＠と試
料基板（５）が載置される電極（２）との間に制御電極
（Ｌｅ’を設けていることである。第２図にガス導入リ
ング管Ｈと制御電極住ｅの配置関係を拡大斜視図で示す
。制御電極（ＩＩＧは金属メッシユ又は金属板からなり
複数個の開孔（Ｉｎ’ｔ−有し、側止運動を行う。この
実施例では、制御電極−は試料基板（５）が載置される
電極（２）と同じ接地電位に設定される。
例の第５−図の装置と対応する部分には同じ符号を付し
である。第５図と異彦る点は、ガス導入リング管＠と試
料基板（５）が載置される電極（２）との間に制御電極
（Ｌｅ’を設けていることである。第２図にガス導入リ
ング管Ｈと制御電極住ｅの配置関係を拡大斜視図で示す
。制御電極（ＩＩＧは金属メッシユ又は金属板からなり
複数個の開孔（Ｉｎ’ｔ−有し、側止運動を行う。この
実施例では、制御電極−は試料基板（５）が載置される
電極（２）と同じ接地電位に設定される。
この装置を用いてａ−８ｉ：Ｈ膜を堆積した具体例を説
明する。ガス導入リング管α２は例えばよインチ径のＳ
ｕＳ管を用いた直径２４ｃｍのリングで、その内側に直
径２ｍのガス噴出口０が１０■間隔で形成されたもので
ある。制御電極αｅはステンレス製の外径２０３で円板
であシ、中央に直径５ｃｍの開孔α９２円板中心から６
ａの位置に直径３ｃＩｎの開孔を４つαη設けである。
明する。ガス導入リング管α２は例えばよインチ径のＳ
ｕＳ管を用いた直径２４ｃｍのリングで、その内側に直
径２ｍのガス噴出口０が１０■間隔で形成されたもので
ある。制御電極αｅはステンレス製の外径２０３で円板
であシ、中央に直径５ｃｍの開孔α９２円板中心から６
ａの位置に直径３ｃＩｎの開孔を４つαη設けである。
制御電極の偏心運動は本実施例においては下部電極（２
）の中心から４５個の位置に制御電極の中心があ夕、下
部電極（２）の中心を原点として回転し、かつ制御電極
自身、制御電極の中心を原点として回転する５回転速度
は略１分間１回転とした。
）の中心から４５個の位置に制御電極の中心があ夕、下
部電極（２）の中心を原点として回転し、かつ制御電極
自身、制御電極の中心を原点として回転する５回転速度
は略１分間１回転とした。
膜堆積条件は減圧容器（１）内圧力をαＩ Ｔｏｒｒ印
加高周波電力’ｔ−１００Ｗ基板温度を２五だとし１０
０チシランガスを流量調整して供給した。。
加高周波電力’ｔ−１００Ｗ基板温度を２五だとし１０
０チシランガスを流量調整して供給した。。
シランガス流量を１０８α■からＩＱＱｓｃｃＭまで変
化させた場合に得られたａ−８ｉ：Ｈ膜堆積速度のデー
タｔ−第３図に示す。ＩＯ８ＣＣＭの１００％シランガ
ス流量で２．５μｍ／時の堆積速度が得られ５０ＳＣＣ
Ｍ以上の流量では飽和傾向があるものの１１００５ＣＣ
で１８μｍ／時の堆積速度が得られている。
化させた場合に得られたａ−８ｉ：Ｈ膜堆積速度のデー
タｔ−第３図に示す。ＩＯ８ＣＣＭの１００％シランガ
ス流量で２．５μｍ／時の堆積速度が得られ５０ＳＣＣ
Ｍ以上の流量では飽和傾向があるものの１１００５ＣＣ
で１８μｍ／時の堆積速度が得られている。
次に前記堆積条件と同じで１００％シランガスをＩＱＱ
ｓｃｃＭとし、制御電極を偏心運動させた場合と偏心運
動がない場合の膜の均一性の比較を第４図に示す。ここ
で、グラフの横軸は試料基板が載置されている電極（２
）の中心１０とした。このデータから明らかなように、
制御電極を偏心運動させると膜厚は若干低下するが、膜
厚の均一性は向上している。これは開孔部からの高密度
プラズマが試料基板に時間的に均一に当っているためで
ある。
ｓｃｃＭとし、制御電極を偏心運動させた場合と偏心運
動がない場合の膜の均一性の比較を第４図に示す。ここ
で、グラフの横軸は試料基板が載置されている電極（２
）の中心１０とした。このデータから明らかなように、
制御電極を偏心運動させると膜厚は若干低下するが、膜
厚の均一性は向上している。これは開孔部からの高密度
プラズマが試料基板に時間的に均一に当っているためで
ある。
本発明は以上の実施例に限られるものではなく。
種々変形実施することができる。−また本発明はａ−８
ｉ：Ｈ＠膜堆積他、各種の膜堆積に適用することができ
るのは勿論１反応性ガスをグロー放電分解して試料基板
をエツチング処理する等の表面処理にも適用することが
できる。
ｉ：Ｈ＠膜堆積他、各種の膜堆積に適用することができ
るのは勿論１反応性ガスをグロー放電分解して試料基板
をエツチング処理する等の表面処理にも適用することが
できる。
第１図は本発明の一実施例の膜形成装置を示す図、第２
図はその要部を示す斜視図、第３図は本発明の実施例に
よるａ−８ｉ：Ｈ膜堆積速度のデータを示す図、第４図
はａ−８ｉ：Ｈ膜は膜厚の均一性を示す図、第５図は従
来の膜形成装置を示す図である。 １・・・減圧容器、 、 ２．３・・・電極
４・・・基板加熱ヒータ ５・・・試料基板６・・
・高周波電源 ７・・・排気口８・・・スロッ
トルパルプ ９・・・メカニカルブースタポンプ
１０・・・ロータリポンプ １１・・・真空計１２
・・・ガス導入リング管 １３・・・ガス噴出口代理
人 弁理士 則近憲佑（外１名） 第１図 乙 第２図 第３図 ５ｉＨ（Ｉ Ｋス１しｉ［ｓｃｃＭＪ 第４図 第５図
図はその要部を示す斜視図、第３図は本発明の実施例に
よるａ−８ｉ：Ｈ膜堆積速度のデータを示す図、第４図
はａ−８ｉ：Ｈ膜は膜厚の均一性を示す図、第５図は従
来の膜形成装置を示す図である。 １・・・減圧容器、 、 ２．３・・・電極
４・・・基板加熱ヒータ ５・・・試料基板６・・
・高周波電源 ７・・・排気口８・・・スロッ
トルパルプ ９・・・メカニカルブースタポンプ
１０・・・ロータリポンプ １１・・・真空計１２
・・・ガス導入リング管 １３・・・ガス噴出口代理
人 弁理士 則近憲佑（外１名） 第１図 乙 第２図 第３図 ５ｉＨ（Ｉ Ｋス１しｉ［ｓｃｃＭＪ 第４図 第５図
Claims (4)
- （１）容器内に互いに平行な電極を有し、この電極間に
複数のガス噴出口を有するガス導入リング管が設けられ
、このガス導入リング管からのガスを前記電極間に直流
又は高周波電力を印加することにより分解して、前記電
極の一方に設けられた試料の表面処理を行う装置に於い
て前記電極間に前記ガス導入リング管よりも小さい径の
開孔を複数個有し、かつ偏心運動をする制御電極を設け
たことを特徴とする試料処理装置。 - （２）前記表面処理は、導入ガスをグロー放電分解して
試料表面に薄膜を堆積するものである特許請求の範囲第
１項記載の試料処理装置。 - （３）前記制御電極は、金属板又は金属メョシュからな
り前記ガス導入リング管と試料が置かれる電極との中間
位置に設けられる特許請求の範囲第１項記載の試料処理
装置。 - （４）前記制御電極は、前記ガス導入リング管に密着さ
せて設けられる特許請求の範囲第１項記載の試料処理装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60013420A JPS61174623A (ja) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | 試料処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60013420A JPS61174623A (ja) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | 試料処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61174623A true JPS61174623A (ja) | 1986-08-06 |
Family
ID=11832637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60013420A Pending JPS61174623A (ja) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | 試料処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61174623A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0611689U (ja) * | 1992-07-13 | 1994-02-15 | 積水樹脂株式会社 | 物干台 |
| US5611863A (en) * | 1994-08-22 | 1997-03-18 | Tokyo Electron Limited | Semiconductor processing apparatus and cleaning method thereof |
-
1985
- 1985-01-29 JP JP60013420A patent/JPS61174623A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0611689U (ja) * | 1992-07-13 | 1994-02-15 | 積水樹脂株式会社 | 物干台 |
| US5611863A (en) * | 1994-08-22 | 1997-03-18 | Tokyo Electron Limited | Semiconductor processing apparatus and cleaning method thereof |
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