JPS63207134A - プラズマ処理装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、プラズマ処理装置に関する。

（従来の技術） 従来プラズマ処理装置においては、対向する電極間に直
流又は交流又はこれら重複電圧を印加し所望の圧力にす
ることによってプラズマを発生させてエツチングやデポ
ジションおよび膜数質等を行なってきた。プラズマＣＶ
Ｄ装置の電力供給は、グラファイト等の導電性材料の多
数のウェハ設置電極体に電力を印加する如く設けた２本
の電極棒を夫々対向する電極となる如く密閉容器内に設
ける。上記各電極棒と外部電極棒とを蓋部で電気的にも
機械的にも結合させるようにしていた。このような構造
のものは、例えば実公昭６１−２５２４６号公報などで
知られている。又密閉容器内に設けたバネ板に電極体を
はさみ込むようにして電気的接触を実施しているものも
ある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら密閉容器内を高温高圧状態で反応ガスを流
入させ、プラズマ処理を実行した場合、ウェハ設置電極
体と電極棒の接触点にプラズマ処理を行った時反応ガス
などの付着物が発生する。

この付着物によって両極間の接触状態が劣化し、機械的
保持力が低下してしまう。又ウェハ設置電極体と電極体
の嵌合接続時に接触点に付着していた反応付着物がはが
れ落ち塵となる。この塵は密閉容器内に充満しウェハに
悪影響を及ぼす欠点もあった。又嵌合の方向が水平の為
十分力がかからない恐れがあり電気的・機械的結合強度
が劣る。

又確実に結合しているかどうかの確認が困難である。

さらに、バネ板により電気的接触を実行していたものに
ついては、バネ板のバネ弾性力が熱的に劣下して来る欠
点があり、又接触開始もしくは。

分離時に過剰な振動が伴ないパーティクル発生の原因と
なっていた。

この発明は上記点を改善するためになされたもので、ウ
ェハ設置電極体を搬送支持する支持棒を電力供給体とし
て兼用しプラズマ励起電力を供給することにより、ウェ
ハ設置電極体と電極棒との嵌合などの物理的接触滑動が
なくなり有害な塵の発生を防ぎ機械的保持能力も安定を
得るプラズマ処理装置を提供するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） この発明は、密閉された容器内に多数のウェハが設けら
れるプラズマ発生用の多数のウェハ設置電極体をこの電
極体に電気的に接続される導電性材質を具備した支持体
で搬入しこの支持体を介して電極体に電力を印加してプ
ラズマを発生させプラズマ処理することを特徴とするプ
ラズマ処理装置を得るものである。

（作用効果） 搬送支持棒からプラズマ励起電力をウェハ設置電極体に
供給することにより、ウェハ設置電極体と電極棒との接
続は、静的接続となり有害な塵の発生を防ぎ機械的保持
能力も安定する効果を得られる。

（実施例） 次に本発明プラズマ処理装置を横型炉で平行平板電極方
式のプラズマＣＶＤ装置に適用した一実施例を説明する
。

このプラズマＣＶＤ装置は、一定の圧力に定められた反
応管例えば石英反応管内に反応ガスを供給し反応管内部
に所定の間隔を設けて同軸的に配列した各電極間に、高
周波電圧を印加し、各電極間に流入する反応ガスを励起
してプラズマエネルギーを発生させ、このエネルギーに
よって薄膜を気相によりウェハ上に成長させる装置であ
る。この構成は、次の通りである。

直径例えば２２０ｍ、長さ例えば２５００−に密閉され
た容器例えば円筒状石英反応管■の一端には半導体ウェ
ハ■を搬入搬出するための蓋■が設けられている。この
反応管ωの下方向からガス例えば反応ガスを流入するた
めのガス供給パイプ（イ）が結合されている６又この反
応管■の蓋■の他端には。

上記流入した反応ガスを排出するためのガス排出パイプ
（ハ）が結合されている。この反応管■を囲繞する如く
筒状に例えばヒーター（０が設けられている。

上記反応管■へ搬入するウェハ■は例えば次のように構
成されている。

即ち所定間隔例えば１０ｍでプラズマ電極例えば耐熱性
材料で構成された第３図（Ａ）に示めす如く直径例えば
１７０ｍｎｔ厚さ例えば５ＩＩＩｌの円板状で電力供給
部■が２つ突出した形で形成された例えばグラファイト
板■が例えば５０枚配列されている。この配列は、グラ
ファイト板■の中心がほぼ一つの直線上に位置する如く
同軸的に所定の間隔で配列されている。この配列支持及
び電力供給は、グラファイト板■列を一装置に共通接続
するために、グラファイト板（８）の電力供給部に貫通
孔■を設けて、この貫通孔０に電極板■を連結するため
の筒状で導電性で耐熱性の連結パイプ（１０）を設ける
。

この際パイプ（１０）　２本のうち１本を陽極パイプ（
１０ａ）とし、他の１本を陰極パイプ（ｉｏｂ）とする
。

この陽極・陰極パイプ（１０ａ）　（ｆｏｂ）は、一枚
置きにたがい違いで電極板（へ）と接触している。この
接触および絶縁は、第３図（Ｂ）に示す如く電極パイプ
（１０ａ）　（１０ｂ）は電気的絶縁を目的とする例え
ば石英あるいはセラミック製の絶縁スリーブ（１１）で
グラファイト板■との接触部を除いた部分をかおおわれ
ている。即ち陽極パイプ（１０ａ）は陽極電極板（８ａ
）と接触していてなおかつ陰極電極板（８ｂ）とは絶縁
されている。同様に陰極パイプ（１０ｂ）は陰極電極板
（８ｂ）と接触していて、なおかつ陽極電極板（８ａ）
とは絶縁されている。このスリーブ（１１）は電極板（
８）を固定する役目もはたしている０両端の電極板■は
ストッパー（１２）で固定する。又他の電極板（ハ）の
固定方法としてはパイプ（１０）にネジ山を設けてナツ
トでワッシャを介して締めつけても良い。

上記陽極・陰極パイプ（１０ａ）　（１０ｂ）は一方端
において絶縁性物質で２つのパイプが平行に構成される
が如く連結しである。ウェハ■の支持は、上記電極板（
ハ）にウェハ支持のための爪（図示せず）を設け、この
爪と電極板（８）とでウェハ■が支持されるが如く構成
される。これらのウェハ支持電極機構（１３）を搬送支
持する支持体（１４）がパイプ（１０）に支持されてい
る。この接続は例えばパイプ（１０）に支持棒（１４）
を挿入して支持するか、もしくはウェハ設置電極体を載
置するが如く接続されている。この支持棒（１４）は、
アルミニウムやステンレス等の金属もしくはグラファイ
トや半導体等であって、しかも耐熱で反応ガスに反応し
ない材質であり十分な機械的強度を有する材料或いは外
側又は内側に導電性物質を具備したセラミック、石英等
の同様な絶縁材料で構成されている。この電極支持棒（
１４）は蓋■を貫通しており、蓋■とは例えば気密シー
ル（１５）により気密を保ちなおかつ電気的に絶縁され
ている。この電極支持体（１４）は陽極用（１４ａ）陰
極用（１４ｂ）の２本が用意されていて、この夫々に反
応管ω外に設けられたＲＦ電源（１６）からインピーダ
ンスマツチング装置（１７）を通して所望の電力が供給
される。蓋■は図示しない駆動装置によって反応管■の
軸方向に移動可能であり、反応管ω外で半導体ウェハ■
を電極板■にセットした後、反応管■方向へ移動する。

この際、パイプ（１０）の下部には石英台（１８）を設
けてウェハ支持電極機構（１３）を支持してもよい。石
英台（１８）を設ける場合にはこの石英台（１８）の基
府部が移動中は、石英管のに接触しないよう電極支持体
（１４）は上下動可能となっている。このことにより、
石英台（１８）は所定の位置に移動後は１反応管ω上に
静置される。

石英台を設ける場合は、ウェハ設置電極機構は反゛応管
中に於いて中空状態を保ったまま処理がなされる。この
とき蓋■は気密アッセンブリー（１９）により反応管■
内の気密が保たれる。

次に動作作用を説明する。

上記パイプ（１０）に設けられた各電極板（ハ）がウェ
ハ■を支持した状態に配列したのち反応管■内に搬入す
る。これは図示しない駆動装置により電極支持体（１４
）に接続したウェハ支持機構（１３）を蓋■ごと移動さ
せる。この搬入は多数のウェハ■の配列により湾曲する
場合は上下左右方向に位置合わせしながらゆっくり搬送
する。搬入後、蓋■は閉制され反応管■は密閉状態にな
る。次に反応管ω内にパージガスとして例えばアルゴン
ガスを流入して反応管ω内をアルゴンガスに置換する。

次にヒータ■に電流を流して反応管ω内を３００℃に保
つ。ここでガス供給パイプに）から反応ガス例えばｓｉ
ｎ、　（シランガス）　２００５ＣＣＭ（Ｓｔａｎｄａ
ｒｄ　Ｃｕｂｉｃ　Ｃａ／Ｍｉｎｕｔｅｓ）とＮＨ，（
アンモニアガス）　１４００３ＣＣＨに切換えし、反応
管ω内の圧力を１　、０Ｔｏｒｒに保持する。

この反応ガスは予め定めた期間流入し、電極板０間に反
応ガスを充満させる。次に、各対向電極板四間に高周波
電力例えば５００Ｗ　を印加すると各電極板（へ）間の
雰囲気は反応ガスのプラズマ状態となる。高エネルギー
に励起され各電極板（ハ）に支持されたウェハ（２）の
表面にはプラズマＳＩＮ　（Ｓｉｌｉｃｏｎｎｉｔ−ｒ
ｉｄｅ）膜が均一に１分間で３００人形成される６以上
のように構成したので反応管ω内でウェハ設置電極体■
は、連続した１つの構造となり機械的保持能力や反応付
着物による劣下はなくなる。上記実施例においてウェハ
支持電極機構（１３）を支持し電力供給するにはパイプ
（１０）に支持体（１４）を挿入し電気的にも機械的に
も接続していた。このウェハ支持電極機構（１３）を支
持し電力を供給する他の実施例として第４図に示めす如
く蓋（２０）を貫通した導電性の支持体（２１）にパイ
プを支持するための突出した支持体（２２）を設け、こ
の支持体（２２）から電力を供給するようにしても良い
。さらに他の実雄側として第５図に示めす如く蓋（２３
）を貫通した非導電性の例えば石英もしくはセラミック
製の支持棒（２４）にウェハ支持電極機構（１３）を設
置する。

モしてウェハ支持電極機構（１３）への電力の供給は、
上記非導電性の支持体に導電体を配線（２５）　Ｌパイ
プと接続させて行なう。

さらに電極板（２６）を支持し電力を供給する他の手段
として第６図に示めす如く、突出した電力供給部（２７
）を設けた電極板（２６）の、この突出部（２７）を挿
入保持する溝（２８）を支持体（２９）に設け、この溝
（２８）に突出部を挿脱可能とする。電極板（２６）は
一枚置きに共通接続する必要があるため電力供給も備え
た支持棒（２９）の溝（２８）は一枚置きに絶縁処理（
３０）がされている。

さらに他の実施例として、一本の電極棒（３１）から一
枚置きに設定されている陽極と陰極の電極板（３２）に
夫々電力を供給するためには第７図に示めす如く絶縁性
の支持体（３１）に導電性物質を印刷したりはりつけた
りする。これは陽極用（３３）と陰極用（３４）の導電
体を夫々構成し、この導電体に一枚置きに電極板（３２
）を接続すれば電極板（３２）は陽極と陰極が交互に配
列される。

さらに他の実施例として、電極板（３５）の支持は。

必ずしも電極支持棒のように棒状のものではなく、板状
体のもので電力の供給及び電極板の支持をしても良い。

この板状の支持体としては、例えば第８図に示めす如く
、板状で湾曲状（３６）のものにウェハ電極（３５）を
支持し、この湾曲状は蓋（３７）を貫通し電力を供給し
てもかまわない。さらにこの湾曲状の支持体は、第９図
の如く反応管（３８）と同様に円筒状に構成した支持体
（３９）としても良い。この場合ウェハ電極支持機構（
４０）は円筒状支持体（３９）内に設置され、さらにウ
ェハ電極支持機構（４０）に接続して蓋（４１）を貫通
している支持体（４２）で電力を供給する。このとき円
筒状支持体（３９）は反応管（３８）より小径のものを
用い１反応管（３８）と支持体（３９）で円筒状の二重
構造となる。この発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、例えば電極板の形状なども、どのような形状に
構成してもかまわない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するためのプラズマＣ
ＶＤ装置の図、第２図・第３図は第１図の要部拡大図、
第４図・第５図・第６図・第７図・第８図・第９図は第
１図の他の実施例を説明するための図である。 ２・・・ウェハ　　　　　　８・・・グラファイト板１
０・・・パイプ １３・・・ウェハ電極支持機構 １４・・・支持体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）密閉された容器内に多数のウェハが設けられるプ
   ラズマ発生用の多数のウェハ設置電極体をこの電極体に
   電気的に接続される導電性材質を具備した支持体で搬入
   しこの支持体を介して電極体に電力を印加してプラズマ
   を発生させプラズマ処理することを特徴とするプラズマ
   処理装置。
2. （２）支持体は密閉容器の蓋を貫通していることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理装置。
3. （３）ウェハ設置電極体への電力の供給は電極体に設け
   られた貫通孔に電極体を接続し電力を供給することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理装置
   。