JPS62114230A - 半導体製造装置 - Google Patents
半導体製造装置Info
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- JPS62114230A JPS62114230A JP25525385A JP25525385A JPS62114230A JP S62114230 A JPS62114230 A JP S62114230A JP 25525385 A JP25525385 A JP 25525385A JP 25525385 A JP25525385 A JP 25525385A JP S62114230 A JPS62114230 A JP S62114230A
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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、半導体製造装置に関し、特にプラズマ酸化法
やプラズマ窒化法など、半導体基板表面と反応ガスプラ
ズマを直接反応させ、絶縁膜等を形成する半導体製造装
置に関する。
やプラズマ窒化法など、半導体基板表面と反応ガスプラ
ズマを直接反応させ、絶縁膜等を形成する半導体製造装
置に関する。
従来のこの種の半導体製造装置の例を第４図及び第５図
に示す。第４図に示す装置の場合は、シリコン基板４０
１は、プラズマ生成用電極４０２上に装着されているの
で、高周波電源４０７によシ高周波電圧を印加してプラ
ズマを発生させた時、半導体基板４０１はプラズマに直
接接触する構造となっていた。また、第５図に示す装置
の場合は、半導体基板５０１は、誘導コイル５０６によ
る高周波加熱のための発熱体を兼ねるサセプタ５０２上
に装着されていて、誘導コイル５０６に高周波電源５０
７よシ高周波電流を流してプラズマを発生させた場合、
半導体基板５０１がプラズマ中に挿入されるような構造
となっていた。
に示す。第４図に示す装置の場合は、シリコン基板４０
１は、プラズマ生成用電極４０２上に装着されているの
で、高周波電源４０７によシ高周波電圧を印加してプラ
ズマを発生させた時、半導体基板４０１はプラズマに直
接接触する構造となっていた。また、第５図に示す装置
の場合は、半導体基板５０１は、誘導コイル５０６によ
る高周波加熱のための発熱体を兼ねるサセプタ５０２上
に装着されていて、誘導コイル５０６に高周波電源５０
７よシ高周波電流を流してプラズマを発生させた場合、
半導体基板５０１がプラズマ中に挿入されるような構造
となっていた。
プラズマを利用して半導体基板表面を改質させ絶縁膜を
形成する場合、半導体基板表面に到達するラジカルによ
る化学的反応と、プラズマ・基板間電圧によって加速さ
れたイオンが基板表面に衝突することによって生ずる物
理化学的反応の２徳類の反応が生じていると考えられ、
生成絶縁膜の成長速度や膜質を制御し、特に、イオンの
基板表面への衝突によるダメージを軽減するためには、
プラズマ・基板間電圧の制御によるイネ／エネルギーの
制御と、イオンとラジカルの寿命の差を利用して、その
割合の制御を行うことが必要不可欠である。
形成する場合、半導体基板表面に到達するラジカルによ
る化学的反応と、プラズマ・基板間電圧によって加速さ
れたイオンが基板表面に衝突することによって生ずる物
理化学的反応の２徳類の反応が生じていると考えられ、
生成絶縁膜の成長速度や膜質を制御し、特に、イオンの
基板表面への衝突によるダメージを軽減するためには、
プラズマ・基板間電圧の制御によるイネ／エネルギーの
制御と、イオンとラジカルの寿命の差を利用して、その
割合の制御を行うことが必要不可欠である。
しかし、上述した従来の半導体絶縁膜製造装置は、半導
体基板表面が、反応ガスプラズマに直接曝らされる構造
となっているので、プラズマ生成のための電磁界や、プ
ラズマ中のイオンや電子の基板への衝突等によるダメー
ジを軽減することや基板に到達するイオンとラジカルの
比を制御することが困難であった。従って、生成絶縁膜
の成長速度や膜質等を制御し、高品質な膜を得ることが
困難であるという欠点がある。
体基板表面が、反応ガスプラズマに直接曝らされる構造
となっているので、プラズマ生成のための電磁界や、プ
ラズマ中のイオンや電子の基板への衝突等によるダメー
ジを軽減することや基板に到達するイオンとラジカルの
比を制御することが困難であった。従って、生成絶縁膜
の成長速度や膜質等を制御し、高品質な膜を得ることが
困難であるという欠点がある。
本発明の半導体製造装置は、反応ガスのプラズマを利用
して半導体基板表面を反応ガスと直接反応させて絶縁膜
に変換する半導体製造装置において、プラズマ・基板間
電圧とイオンとラジカルとの割合を制御するために、プ
ラズマ生成用の２個の電極の他に、基板支持用の第３の
電極を有している。この基板支持用電極を適切な位置に
保持しこれに適切な電圧を印加することによシ、プラズ
マ・基板間電圧を制御し、プラズマ中のイオンや電子の
基板への衝突によるダメージを軽減したシ、基板表面に
到達するイオンとラジカルの比を制御することができる
。
して半導体基板表面を反応ガスと直接反応させて絶縁膜
に変換する半導体製造装置において、プラズマ・基板間
電圧とイオンとラジカルとの割合を制御するために、プ
ラズマ生成用の２個の電極の他に、基板支持用の第３の
電極を有している。この基板支持用電極を適切な位置に
保持しこれに適切な電圧を印加することによシ、プラズ
マ・基板間電圧を制御し、プラズマ中のイオンや電子の
基板への衝突によるダメージを軽減したシ、基板表面に
到達するイオンとラジカルの比を制御することができる
。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例のシリコンのプラズマ酸化装
置の縦断面図である。シリコン基板１０１は基板支持用
可動電極１０２上に装着され、基板支持用可動電極１０
２内のヒータ１０３で３００〜１０００℃に加熱される
。真空容器１０４内は、排気口１０５の先に設けられた
排気系によシ、圧力が０．０１〜２ＱＴｏｒｒに保たれ
ている。反応ガスとしての酸素は、反応ガス導入口１０
６よ１．０１〜１１０５Ｌ程度の流量で導入され、周波
数５０ ＫＨｚ〜２０ ＭＨｚ 、出力５０Ｗ 〜５０
ＫＷの高周波電源１０７により高周波電圧の印加された
プラズマ生成用電極１０８の間隙でプラズマ化される。
置の縦断面図である。シリコン基板１０１は基板支持用
可動電極１０２上に装着され、基板支持用可動電極１０
２内のヒータ１０３で３００〜１０００℃に加熱される
。真空容器１０４内は、排気口１０５の先に設けられた
排気系によシ、圧力が０．０１〜２ＱＴｏｒｒに保たれ
ている。反応ガスとしての酸素は、反応ガス導入口１０
６よ１．０１〜１１０５Ｌ程度の流量で導入され、周波
数５０ ＫＨｚ〜２０ ＭＨｚ 、出力５０Ｗ 〜５０
ＫＷの高周波電源１０７により高周波電圧の印加された
プラズマ生成用電極１０８の間隙でプラズマ化される。
また、プラズマ・基板間電圧は、直流電源１０９によシ
、基板支持用可動電極１０２に直流バイアスを加える挙
によシ行う。本図の実施例の場合、プラズマ生成用電極
１０８と基板支持用可動電極１０２との間隔と、基板支
持用可動電極１０２に印加する直流バイアスを調節する
ことにより、従来のプラズマ酸化法に比べて、ダメージ
による欠陥の少ない高品質のシリコン酸化膜を得ること
ができる。
、基板支持用可動電極１０２に直流バイアスを加える挙
によシ行う。本図の実施例の場合、プラズマ生成用電極
１０８と基板支持用可動電極１０２との間隔と、基板支
持用可動電極１０２に印加する直流バイアスを調節する
ことにより、従来のプラズマ酸化法に比べて、ダメージ
による欠陥の少ない高品質のシリコン酸化膜を得ること
ができる。
第２図は、本発明の他の実施例のシリコンのプラズマ窒
化装置の縦断面図である。７リコン基板２０１は基板支
持用可動電極２０２上に装着されている。本図では、基
板加熱は赤外線う／ブ２０３で行い、５００〜１２００
℃まで加熱される。真空容器２０４内は、排気口２０５
の先に設けられた排気系によシ、圧力が０６０１〜２０
Ｔ’ｏｒｒに保たれている。反応ガスとしては、窒素
及び窒素・水素混合ガス及びアンモニアが用いられ、反
応ガス導入口 −よシ０．０１〜１１０８Ｌ＠度の流
量で導入され、 周波’Ｍｌ ５０ ＫＨｚ 〜２Ｑ
ＭＨｚ 、出力５０Ｗ 〜１０１（Ｗの高１ｍ！’ｄｔ
６＠ｊ ２０７によシ、高周波電圧の印加されたプラズ
マ生成用電極２０８の間隙でプラズマ化される、また、
プラズマ・基板間電圧は、直流電源２０９により、基板
支持用可動電極２０２に直流バイアスを加える事によシ
行う。本図の実施例の場合もプラズマ生成用電極２０８
と基板支持用可動電極２０２との間隔と、基板支持用可
動電極２０２に印加する直流バイアスを調節することに
よシ、従来のプラズマ窒化法に比べて厚く、ダメージに
よる欠陥の少ない高品質のシリコン窒化膜を得ることが
できる。
化装置の縦断面図である。７リコン基板２０１は基板支
持用可動電極２０２上に装着されている。本図では、基
板加熱は赤外線う／ブ２０３で行い、５００〜１２００
℃まで加熱される。真空容器２０４内は、排気口２０５
の先に設けられた排気系によシ、圧力が０６０１〜２０
Ｔ’ｏｒｒに保たれている。反応ガスとしては、窒素
及び窒素・水素混合ガス及びアンモニアが用いられ、反
応ガス導入口 −よシ０．０１〜１１０８Ｌ＠度の流
量で導入され、 周波’Ｍｌ ５０ ＫＨｚ 〜２Ｑ
ＭＨｚ 、出力５０Ｗ 〜１０１（Ｗの高１ｍ！’ｄｔ
６＠ｊ ２０７によシ、高周波電圧の印加されたプラズ
マ生成用電極２０８の間隙でプラズマ化される、また、
プラズマ・基板間電圧は、直流電源２０９により、基板
支持用可動電極２０２に直流バイアスを加える事によシ
行う。本図の実施例の場合もプラズマ生成用電極２０８
と基板支持用可動電極２０２との間隔と、基板支持用可
動電極２０２に印加する直流バイアスを調節することに
よシ、従来のプラズマ窒化法に比べて厚く、ダメージに
よる欠陥の少ない高品質のシリコン窒化膜を得ることが
できる。
第３図は、本発明の実施例の内、シリコンのプラズマ窒
化装置のもう一つの例の縦断面図である。
化装置のもう一つの例の縦断面図である。
クリコン基板３０１は、基板支持用可動電極３０２に装
着され、ヒーター３０３で加熱される。真空容器３０４
内は排気口３０５の先に設けられた排気系によシ、圧力
が０．０１〜２０ Ｔｏｒｒに保持される。
着され、ヒーター３０３で加熱される。真空容器３０４
内は排気口３０５の先に設けられた排気系によシ、圧力
が０．０１〜２０ Ｔｏｒｒに保持される。
反応ガスのＮ、又はＮ２ Ｋ混合ガス又はＮＨ３は、
反応ガス導入口３０６よ＃）０．０１〜ＩＱｓＬＭ程度
の流量で導入され、周波数５０ ＫＨｚ 〜２０ ＭＨ
ｚ 、出力５０Ｗ〜ＩＱＫＷの高周波電源３０７により
、高周波電圧の印加された、プラズマ生成用電極３０８
の間隙でプラズマ化される。また、プラズマ・基板間電
圧は直流電源３０９によシ、基板支持用可動１極３０２
に直流バイアスを加える事により行う。また、本図の実
施例の場合、基板がプラズマ生成用電極の間隙の方を向
いているため、レーザー光などの光源３１０から出て、
光透過窓３１１を通シ可動ミラー３１２で反射された光
線３１３は、容易に基板１０１に垂直に照射することが
できる。
反応ガス導入口３０６よ＃）０．０１〜ＩＱｓＬＭ程度
の流量で導入され、周波数５０ ＫＨｚ 〜２０ ＭＨ
ｚ 、出力５０Ｗ〜ＩＱＫＷの高周波電源３０７により
、高周波電圧の印加された、プラズマ生成用電極３０８
の間隙でプラズマ化される。また、プラズマ・基板間電
圧は直流電源３０９によシ、基板支持用可動１極３０２
に直流バイアスを加える事により行う。また、本図の実
施例の場合、基板がプラズマ生成用電極の間隙の方を向
いているため、レーザー光などの光源３１０から出て、
光透過窓３１１を通シ可動ミラー３１２で反射された光
線３１３は、容易に基板１０１に垂直に照射することが
できる。
この光照射によって、さらに良質の膜が得られるが、プ
ラズマ生成用電極３０８と基板支持用可動電極３０２と
の間隔と、基板支持用可動電極２０２に印加する直流バ
イアスを調節することＫよシ、従来のプラズマ窒化法に
比べて、ダメージによる欠陥の少ない高品質のシリコン
窒化膜を得ることができる。
ラズマ生成用電極３０８と基板支持用可動電極３０２と
の間隔と、基板支持用可動電極２０２に印加する直流バ
イアスを調節することＫよシ、従来のプラズマ窒化法に
比べて、ダメージによる欠陥の少ない高品質のシリコン
窒化膜を得ることができる。
以上説明したように、本発明は、半導体基板表面を反応
ガスのプラズマと直接反応させて絶縁膜等に変換する装
置において、プラズマ発生用の２個の電極と、基板支持
用の第３の電極とを有し、プラズマ生成用電極と基板支
持用電極の間隔と、基板支持用可極忙印加する直流バイ
アスとｔ調節することによシ、プラズマ・基板間電圧や
、イオンとラジカルの割合を制御することができ、生成
絶縁膜の成長速度や膜質の制御、特に基板の受けるダメ
ージ等を軽減することができるため、高品質の絶縁膜を
得ることができる効果がある。
ガスのプラズマと直接反応させて絶縁膜等に変換する装
置において、プラズマ発生用の２個の電極と、基板支持
用の第３の電極とを有し、プラズマ生成用電極と基板支
持用電極の間隔と、基板支持用可極忙印加する直流バイ
アスとｔ調節することによシ、プラズマ・基板間電圧や
、イオンとラジカルの割合を制御することができ、生成
絶縁膜の成長速度や膜質の制御、特に基板の受けるダメ
ージ等を軽減することができるため、高品質の絶縁膜を
得ることができる効果がある。
第１図乃至第３図は、本発明の実施例の縦断面図、第４
図及び第５図は従来の半導体製造装置の縦断面図である
。 １０１．２０１，３０１，４０１，５０１・・・・・・
シリコン基板、１０２，２０２，３０２・・・・・・基
板支持用可動電極、１０３．３０３，４０３・・・・・
・ヒーター、 １０４，２０４゜、３０４，４０４，５
０４・・−・・−真空容器、１０５，２０５゜３０５．
４０５，５０５・・・・・・排気口、１０６．２０６．
３０６゜４０６．５０６・・・・・・反応ガス導入口、
１０７．２０７．３０７゜４０７．５０８・・・・・・
高周波電源、１０８，２０８，３０８゜４０２・・・・
・・プラズマ生成用電極、１０９，２０９．コ３０９゜
・・・・・・直流電源、２０３・・・・・・赤外線ラン
グ、３１０・・・・・・光源、３１１・・・・・・光透
過窓、３１２・・・・・・可動ミラー、３１３・・・・
・・光線、５０２・・・・・・サセプタ、５０３・・・
・・・石英ボート、５０７・・・・・・コイル。 代理人 弁理士 内 原 晋ｊ 、’ｌ”ｆ ：
Ｄ ””、＋”：１゛（、・−・ 茅 １ 図 ２θ７ 第 ２ 図 ＄ ３ 図 ＄ ４ 図 弄 ５１１
図及び第５図は従来の半導体製造装置の縦断面図である
。 １０１．２０１，３０１，４０１，５０１・・・・・・
シリコン基板、１０２，２０２，３０２・・・・・・基
板支持用可動電極、１０３．３０３，４０３・・・・・
・ヒーター、 １０４，２０４゜、３０４，４０４，５
０４・・−・・−真空容器、１０５，２０５゜３０５．
４０５，５０５・・・・・・排気口、１０６．２０６．
３０６゜４０６．５０６・・・・・・反応ガス導入口、
１０７．２０７．３０７゜４０７．５０８・・・・・・
高周波電源、１０８，２０８，３０８゜４０２・・・・
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グ、３１０・・・・・・光源、３１１・・・・・・光透
過窓、３１２・・・・・・可動ミラー、３１３・・・・
・・光線、５０２・・・・・・サセプタ、５０３・・・
・・・石英ボート、５０７・・・・・・コイル。 代理人 弁理士 内 原 晋ｊ 、’ｌ”ｆ ：
Ｄ ””、＋”：１゛（、・−・ 茅 １ 図 ２θ７ 第 ２ 図 ＄ ３ 図 ＄ ４ 図 弄 ５１１
Claims (6)
- （１）反応ガスのプラズマを利用して半導体基板表面を
反応ガスと直接反応させて絶縁膜等に変換する半導体製
造装置において、プラズマ生成用の２個の電極と、基板
支持用の電極とを有することを特徴とする半導体製造装
置。 - （２）前記プラズマ生成用の２個の電極の代りに誘導コ
イルを有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の半導体製造装置。 - （３）前記プラズマ生成用の２個の電極が２枚の平行平
板型電極であり、前記半導体支持用の電極が該平行平板
型電極の電極面と垂直な電極面を持つことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の半導体製造装置。 - （４）前記プラズマ生成用の電極と前記基板支持用の電
極との間の距離を変化させる手段を有することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の半導体製造装置。 - （５）前記半導体支持用の電極に、直流電圧又は交流電
圧を印加する手段を有することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の半導体製造装置。 - （６）前記半導体基板表面に垂直に光照射を行う手段を
有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半
導体製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25525385A JPS62114230A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25525385A JPS62114230A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 半導体製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62114230A true JPS62114230A (ja) | 1987-05-26 |
Family
ID=17276170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25525385A Pending JPS62114230A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62114230A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01275760A (ja) * | 1988-04-26 | 1989-11-06 | Shimadzu Corp | プラズマ付着装置 |
| US5330606A (en) * | 1990-12-14 | 1994-07-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Plasma source for etching |
-
1985
- 1985-11-13 JP JP25525385A patent/JPS62114230A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01275760A (ja) * | 1988-04-26 | 1989-11-06 | Shimadzu Corp | プラズマ付着装置 |
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