JP2714580B2 - Chemical vapor deposition method and chemical vapor deposition apparatus - Google Patents
Chemical vapor deposition method and chemical vapor deposition apparatusInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、化学的気相成長方法及び化学的気相成長装
置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a chemical vapor deposition method and a chemical vapor deposition apparatus.
（従来の技術） 被処理基板例えば半導体ウエハの化学的気相成長処理
には、例えばバッチ式のプラズマCVD処理が行なわれて
いる。このプラズマCVD処理は表面及び裏面に各１枚ず
つのウエハが設置された円板状グラファイト電極を、石
英製で内部に給電体が設けられている石英製ボート上の
長手方向に、夫々所定の間隔を開けて複数枚積載し、隣
り合う電極で極性が異なる如く上記給電体から電力を印
加して各電極間で放電を発生させる。この放電により、
導入された反応ガスをプラズマ化し、このプラズマ化し
た反応ガスにより上記ウエハをCVD処理するものであ
る。このようなプラズマCVD処理技術は、例えば特開昭5
5−123130号、特開昭62−45034号、特開昭62−98726
号、特開昭62−99476号、実開昭62−2238号、実開昭62
−2239号、実開昭62−2240号公報通に開示されている。(Prior Art) In a chemical vapor deposition process of a substrate to be processed, for example, a semiconductor wafer, for example, a batch type plasma CVD process is performed. This plasma CVD treatment is performed by forming a disc-shaped graphite electrode having one wafer on each of the front and back surfaces in a longitudinal direction on a quartz boat made of quartz and provided with a power supply inside. A plurality of sheets are stacked at intervals, and electric power is applied from the power supply so that adjacent electrodes have different polarities, thereby causing discharge between the electrodes. With this discharge,
The introduced reaction gas is turned into a plasma, and the wafer is subjected to the CVD process using the turned reaction gas. Such a plasma CVD processing technique is disclosed in, for example,
5-123130, JP-A-62-45034, JP-A-62-98726
No., JP-A-62-99476, JP-A-62-2238, JP-A-62-99476
No. 2239 and Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 62-2240.
（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記従来の技術では、各電極を反応管内
に設け、この電極間にプラズマ放電を発生させるため、
上記プラズマにより電極がスパッタリングされた電極か
ら塵埃が発生し、この塵埃により上記反応管内部及びウ
エハが汚染されてしまう問題があった。この汚染により
上記ウエハの歩留まりが低下していた。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above-mentioned conventional technology, each electrode is provided in a reaction tube, and a plasma discharge is generated between the electrodes.
Dust is generated from the electrode on which the electrode is sputtered by the plasma, and the dust contaminates the inside of the reaction tube and the wafer. The contamination reduced the yield of the wafer.
また、上記反応管内に電極を設けているため、この電
極に供給する給電体即ちリード線を上記反応管内の気密
を保ちつつ外部へ引き出す必要があり、装置構成が複雑
になり、高価なものとなっていた。Further, since an electrode is provided in the reaction tube, it is necessary to draw out a power supply, that is, a lead wire, to be supplied to the electrode to the outside while keeping the inside of the reaction tube airtight. Had become.
また、電極の表面にウエハを設置する必要があるため
に上記ウエハを１枚ずつ移替えなければならず、移替え
速度が遅いという問題があった。Further, since it is necessary to place a wafer on the surface of the electrode, the wafer has to be transferred one by one, and there is a problem that the transfer speed is slow.
本発明は、上記点に対処してなされたもので、簡単な
構成で、反応炉及ぶ被処理基板の汚染を防止した状態で
処理することを可能とした化学的気相成長方法及び化学
的気相成長装置を提供しようとするものである。The present invention has been made in view of the above points, and has a chemical vapor deposition method and a chemical vapor deposition method capable of performing processing with a simple configuration while preventing contamination of a reaction furnace and a substrate to be processed. It is intended to provide a phase growth apparatus.
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、反応管外周に設けられた複数の電極間に電
力を印加し、この電力により上記反応管内に導入した反
応ガスをプラズマ化し、このプラズマ化したガスにより
上記反応管内に設けられた被処理基板の気相成長処理を
行ない化学的気相成長方法であって、 前記電極を、前記反応管外周に接触、離間させる移動
機構を設け、この移動機構によって前記電極を前記反応
管外周に接触させた状態で、当該電極に周波数が10MHz
以下の電力を印加して気相成長処理を行なうことを特徴
とする。[Constitution of the Invention] (Means for Solving the Problems) In the present invention, power is applied between a plurality of electrodes provided on the outer periphery of a reaction tube, and the reaction gas introduced into the reaction tube is turned into plasma by this power, A chemical vapor deposition method in which a substrate to be processed provided in the reaction tube is subjected to a vapor phase growth process by using the plasma-converted gas, wherein a moving mechanism is provided for contacting and separating the electrode from an outer periphery of the reaction tube. In a state where the electrode is brought into contact with the outer periphery of the reaction tube by the moving mechanism, the frequency of the electrode is 10 MHz.
It is characterized in that a vapor phase growth process is performed by applying the following power.
また請求項２の発明は、請求項１記載の化学的気相成
長方法において、 前記電極は、前記反応管外周を囲む如く配置した円筒
形の導電体を、管軸方向に沿って複数に分割した形状と
されていることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the chemical vapor deposition method according to the first aspect, the electrode divides a cylindrical conductor arranged so as to surround the outer periphery of the reaction tube into a plurality of portions along a tube axis direction. It is characterized in that it has a shaped shape.
また、請求項３の発明は、被処理基板を収納可能とさ
れた円筒状の反応管と、 前記反応管を囲繞する如く設けられたヒータと、 前記反応管の管軸方向に沿って複数に分割され、前記
反応管と前記ヒータとの間に設けられた電極と、 前記電極を移動させて前記反応管外周に接触、離間さ
せる移動機構と、 前記反応管内に所定の処理ガスを供給する処理ガス供
給機構と、 前記移動機構によって前記電極を前記反応管外周に接
触させた状態で当該電極に周波数が10MHz以下の高周波
電力を印加して、前記処理ガス供給機構により前記反応
管内に導入された前記処理ガスをプラズマ化し、前記被
処理基板に気相成長処理を行なう電力供給機構と を具備したことを特徴とする。The invention according to claim 3 is a cylindrical reaction tube capable of accommodating the substrate to be processed, a heater provided so as to surround the reaction tube, and a plurality of the reaction tubes along a tube axis direction of the reaction tube. An electrode that is divided and provided between the reaction tube and the heater; a moving mechanism that moves the electrode to contact and separate from an outer periphery of the reaction tube; and a process of supplying a predetermined processing gas into the reaction tube. A gas supply mechanism, a high-frequency power having a frequency of 10 MHz or less was applied to the electrode in a state where the electrode was brought into contact with the outer periphery of the reaction tube by the moving mechanism, and introduced into the reaction tube by the processing gas supply mechanism. A power supply mechanism for converting the processing gas into plasma and performing a vapor phase growth process on the substrate to be processed.
また、請求項４の発明は、請求項３記載の化学的気相
成長方法において、 前記電極は、シリコンカーバイド又は導電性セラミッ
ク、又はグラファイトから構成され、均熱管を兼ねるよ
う構成されたことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the chemical vapor deposition method according to the third aspect, the electrode is made of silicon carbide, conductive ceramic, or graphite, and is configured to also serve as a soaking tube. And
さらに請求項５の発明は、請求項３〜４記載の化学的
気相成長方法において、 前記電極と前記電力供給機構との結合部はネジによって
結合され、この結合部の温度が200℃以下になるよう構
成されていることを特徴とする。Further, according to a fifth aspect of the present invention, in the chemical vapor deposition method according to the third or fourth aspect, a joint between the electrode and the power supply mechanism is joined by a screw, and a temperature of the joint is set to 200 ° C. or less. It is characterized by being constituted.
（作用） 即ち、本発明は、反応管外周に設けられた複数の電極
間に電力を印加し、この電力により上記反応管内に導入
した反応ガスをプラズマ化し、このプラズマ化したガス
により上記反応管内に設けられた被処理基板の気相成長
処理を行なうことにより、上記電極にプラズマ化した反
応ガスが接触することはなく、そのため、電極のスパッ
タリングは発生せず、このスパッタリグによる上記反応
管内及び被処理基板の汚染を防止することができる。ま
た、上記反応管内に電極を設けないため、この反応管内
に給電体を外部から導入する必要はなく、上記反応管内
の気密を簡単な構成で容易に行なうことができる。(Operation) That is, according to the present invention, power is applied between a plurality of electrodes provided on the outer periphery of the reaction tube, and the power converts the reaction gas introduced into the reaction tube into plasma. By performing the vapor phase growth process on the substrate to be processed provided in the above, the plasma-converted reaction gas does not come into contact with the electrode, so that no sputtering of the electrode occurs, and the inside of the reaction tube and the substrate by the sputter rig are not generated. Contamination of the processing substrate can be prevented. Further, since no electrode is provided in the reaction tube, it is not necessary to introduce a power supply into the reaction tube from the outside, and airtightness in the reaction tube can be easily performed with a simple configuration.
また、上記反応管内に設ける支持体へ上記複数枚の被
処理基板を移替える際には、この被処理基板をバッチ式
で移替えることがてきるため、移替え速度を速くでき、
スループットの向上が可能となる。Further, when transferring the plurality of substrates to be processed to a support provided in the reaction tube, since the substrates to be processed can be transferred in a batch system, the transfer speed can be increased,
Throughput can be improved.
（実施例） 以下、本発明の一実施例につき、図面を参照して説明
する。(Example) Hereinafter, one example of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、CVD装置の構成を説明する。 First, the configuration of the CVD apparatus will be described.
この装置は、例えば第１図に示すように縦型反応炉
で、軸方向を垂直軸とする反応管１から成る処理部２
と、この処理部２に設定可能な被処理基板例えば半導体
ウエハ３を板厚方向に複数枚例えば150枚所定間隔を設
けて積載された支持体例えばボート４と、このボート４
を、上記反応管１下方の予め定められたボート４受け渡
し位置５から上記反応管１にロード・アンロードする搬
送機構６とから構成されている。This apparatus is, for example, a vertical reactor as shown in FIG. 1, and a processing unit 2 comprising a reaction tube 1 having a vertical axis in the axial direction.
And a support body, for example, a boat 4 on which a plurality of substrates, for example, 150 semiconductor wafers 3, which can be set in the processing unit 2 are arranged at predetermined intervals in the thickness direction, and a boat 4
And a transfer mechanism 6 for loading and unloading the reaction tube 1 from a predetermined boat 4 transfer position 5 below the reaction tube 1.
上記処理部２には、耐熱性で反応ガスに対して反応し
にくい材質例えば石英から成る上面が封止された筒状反
応管１が設けられ、この反応管１内に上記ボート４を設
置可能な如く、ボート４より大口径で縦長に形成されて
いる。このような反応管１の周囲には、この反応管１内
部を所望する温度例えば300℃に加熱可能な加熱機構例
えばコイル状のヒータ７が反応管１と所定の間隔を設け
て巻回されている。そして、上記反応管１とヒータ７と
の間には、上記反応管１の外周形状に適応させた円筒形
の導電体を、所定の角度間隔を設けて縦方向に複数分割
例えば対向する如く２分割させた電極８が上記ヒータ７
と常に非接触状態で設けられている。この電極８は、導
電性で上記反応管１内部の均熱効果を有し、さらに重金
属例えばNa、Ｋ、Mg、Fe、Cu、Ni通を透過しない材質例
えばシリコンカーバイト、導電性セラミック、グラファ
イト等で形成されている。そして、上記電極８には、第
２図Ａ、Ｂに示すようにバランストランス９及びマッチ
ングボックス10を有したRF電源11により、電極が供給可
能とされている。この電力の供給により上記対向した電
極８間に放電が起こり、上記反応管１内部の反応ガスを
励起してプラズマを発生可能としている。そして、この
プラズマの発生効率を向上させるため、上記反応管１外
周に、上記各電極８を近接あるいは密着させる如く、上
記各電極８を横方向にスライド移動可能とし、又、上記
反応管１の交換時等において、この反応管１を所定の位
置に挿入出するため、上記反応管１と各電極８の密着を
解除する如く、各電極２をスライド移動可能とするよう
に移動機構12が設けられている。ここで、この移動機構
12と上記電極８との結合する結合部は、上記RF電源11と
の接続端子を兼ねており、例えば移動機構12に設けられ
た上記接続端子と電極８がスプリングワッシャ等を介し
てSUS製のネジにより止められている。この時、上記ヒ
ータ７の熱により上記結合部が加熱されると、電極８及
び上記ネジの熱膨張係数の違いから、ゆるみ等が発生す
るため、上記結合部を上記ゆるみ等が発生しない温度例
えば200℃以下に設定することが好ましい。The processing section 2 is provided with a tubular reaction tube 1 whose upper surface is made of a material that is heat-resistant and hardly reacts with a reaction gas, for example, quartz and has a sealed upper surface. The boat 4 can be installed in the reaction tube 1. As described above, the boat 4 is formed to be larger in diameter and longer than the boat 4. Around the reaction tube 1, a heating mechanism such as a coil-shaped heater 7 capable of heating the inside of the reaction tube 1 to a desired temperature, for example, 300 ° C., is wound at a predetermined interval from the reaction tube 1. I have. Between the reaction tube 1 and the heater 7, a cylindrical conductor adapted to the outer peripheral shape of the reaction tube 1 is divided into a plurality of pieces at predetermined angular intervals in the longitudinal direction, for example, so as to face each other. The divided electrodes 8 serve as heaters 7.
And is always provided in a non-contact state. The electrode 8 is conductive and has a soaking effect inside the reaction tube 1 and further does not transmit heavy metals such as Na, K, Mg, Fe, Cu, and Ni, such as silicon carbide, conductive ceramic, and graphite. And so on. The electrodes 8 can be supplied to the electrodes 8 by an RF power supply 11 having a balance transformer 9 and a matching box 10 as shown in FIGS. 2A and 2B. The supply of the electric power causes a discharge to occur between the opposed electrodes 8, thereby exciting the reaction gas inside the reaction tube 1 to generate plasma. In order to improve the plasma generation efficiency, the electrodes 8 can be slid in the lateral direction so that the electrodes 8 are close to or in close contact with the outer periphery of the reaction tube 1. In order to insert the reaction tube 1 into a predetermined position at the time of replacement or the like, a moving mechanism 12 is provided so that each electrode 2 can be slid so as to release the close contact between the reaction tube 1 and each electrode 8. Have been. Here, this moving mechanism
The coupling portion that couples the electrode 8 with the electrode 12 also serves as a connection terminal for the RF power supply 11. For example, the connection terminal provided on the moving mechanism 12 and the electrode 8 are made of SUS through a spring washer or the like. It is fixed with screws. At this time, if the coupling portion is heated by the heat of the heater 7, looseness or the like occurs due to a difference in the thermal expansion coefficient between the electrode 8 and the screw. It is preferable to set the temperature to 200 ° C. or lower.
又、上記反応管１の上部には、反応管１内部に所定の
反応ガスを供給するためのガス供給管13が接続されてい
て、このガス供給管13は、図示しないマスフローコント
ローラ等を介してガス供給源に接続されている。そし
て、上記反応管１の下部には、排気管14が接続され、こ
の排気管14には、反応管１内を所望の圧力に減圧及び反
応ガス等を排出可能な真空ポンプ（図示せず）に接続さ
れている。A gas supply pipe 13 for supplying a predetermined reaction gas to the inside of the reaction tube 1 is connected to an upper portion of the reaction tube 1, and the gas supply pipe 13 is connected via a mass flow controller (not shown) or the like. Connected to a gas supply. An exhaust pipe 14 is connected to a lower portion of the reaction tube 1. The exhaust pipe 14 has a vacuum pump (not shown) capable of reducing the pressure inside the reaction tube 1 to a desired pressure and discharging a reaction gas or the like. It is connected to the.
上記のように構成された処理部２の反応管１内を気密
に設定する如く蓋体15が着脱自在に設けられている。こ
の蓋体15上方には、上記ウエハ３を積載したボート４が
設けられている。このボート４は、耐熱性で反応ガスに
対して反応しにくい材質例えば石英からなっており、こ
のボート４を上記反応管１内の予め定められた高さ位置
に設定可能な保温筒16が、上記ボート４と蓋体15との間
に設けられている。The lid 15 is detachably provided so as to airtightly set the inside of the reaction tube 1 of the processing section 2 configured as described above. A boat 4 on which the wafer 3 is loaded is provided above the lid 15. The boat 4 is made of a material that is heat-resistant and hardly reacts with the reaction gas, for example, quartz, and a heat retaining cylinder 16 that can set the boat 4 at a predetermined height position in the reaction tube 1 includes: It is provided between the boat 4 and the lid 15.
そして、上記蓋体15は、例えばボールネジとモータ等
からなる搬送機構６が支持されており、縦軸方向に上記
ボート４が移動可能となっている。上述した構成のCVD
装置は、図示しない制御部で動作制御される。The lid 15 supports a transport mechanism 6 including, for example, a ball screw and a motor, and the boat 4 is movable in the vertical axis direction. CVD with the above configuration
The operation of the device is controlled by a control unit (not shown).
次に、上述したCVD装置による半導体ウエハ８への化
学的気相成長方法を説明する。Next, a method of chemical vapor deposition on the semiconductor wafer 8 by the above-described CVD apparatus will be described.
まず、図示しないウエハ移替え装置によりウエハ３が
積載されたボート４を、受け渡し位置５に設定した保温
筒16上に、ハンドラ17により把持搬送し載置する。そし
て、上記ボート４を、搬送機構６により所定量上昇さ
せ、上記反応管１内の予め定められた位置に設定する。
この時、上記反応管１下端部と上記蓋体15を当接させる
ことにより、上記反応管１内部を気密としている。First, the boat 4 on which the wafers 3 are loaded by the wafer transfer device (not shown) is gripped and transported by the handler 17 and placed on the thermal insulation tube 16 set at the transfer position 5. Then, the boat 4 is raised by a predetermined amount by the transport mechanism 6 and set at a predetermined position in the reaction tube 1.
At this time, the inside of the reaction tube 1 is airtight by bringing the lower end of the reaction tube 1 into contact with the lid 15.
そして、図示しないパージガス導入口から上記反応管
１内に不活性ガス例えばアルゴンガス或いは窒素ガスを
導入し、上記反応管１内を上記不活性ガスに置換する。
そして、ヒータ７により上記反応管１内を例えば300℃
に保つ。ここで、上記ガス供給管13から反応ガス例えば
SiH4（シランガス）及びNH2（アンモニアガス）を反応
管１内に供給し、同時にこの反応管１内を所望の低圧状
態例えば1.5Torrに保つように図示しない真空ポンプで
排気制御する。そして、上記電極８に、周波数例えば40
0kHzの電力例えば1kWをRF電源11からマッチングボック
ス10及びバランストランス９を介して印加する。する
と、上記電極８間に放電が起こり、即ち、反応管１内に
放電が起こり、上記反応管１内に導入された反応ガスが
励起されてプラズマが発生し、このプラズマ化された反
応ガスにより上記反応管１内に設けられたウエハ３表面
に例えば下式に示す酸化拡散マスク用の気相成長処理を
実行し、窒化珪素膜を生成する。Then, an inert gas such as argon gas or nitrogen gas is introduced into the reaction tube 1 from a purge gas inlet (not shown), and the inside of the reaction tube 1 is replaced with the inert gas.
Then, the inside of the reaction tube 1 is heated to 300 ° C.
To keep. Here, a reaction gas from the gas supply pipe 13, for example,
SiH 4 (silane gas) and NH 2 (ammonia gas) are supplied into the reaction tube 1, and at the same time, the inside of the reaction tube 1 is controlled by a vacuum pump (not shown) so as to maintain a desired low pressure state, for example, 1.5 Torr. Then, a frequency, for example, 40
A power of 0 kHz, for example, 1 kW is applied from the RF power supply 11 via the matching box 10 and the balance transformer 9. Then, a discharge occurs between the electrodes 8, that is, a discharge occurs in the reaction tube 1, and the reaction gas introduced into the reaction tube 1 is excited to generate plasma. The surface of the wafer 3 provided in the reaction tube 1 is subjected to, for example, a vapor phase growth process for an oxidation diffusion mask represented by the following formula to generate a silicon nitride film.
3SiH4＋4NH3→Si2N4＋12H2 このCVD処理後、処理ガスの供給を停止し、反応管１
内部を不活性ガス例えばN2ガスに置換し、常圧復帰す
る。そして、上記処理後のウエハ３を積載したボート４
を受け渡し位置５に搬送機構６により搬送し処理が終了
する。3SiH 4 + 4NH 3 → Si 2 N 4 + 12H 2 After this CVD treatment, supply of the processing gas was stopped and the reaction tube 1
The inside is replaced with an inert gas, for example, N 2 gas, and the pressure is restored to normal pressure. Then, the boat 4 on which the processed wafer 3 is loaded
The transfer is performed by the transfer mechanism 6 to the transfer position 5, and the process is completed.
上記したように反応管１内部にプラズマを発生させる
が、この時、上記反応管１外周に上記各電極８を密着さ
せた状態で電極を印加することにより、上記電極８間に
上記反応管１が存在即ち反応管１材質の石英が存在する
こととなり、この石英の誘導率が空気より数倍高いこと
から上記電極８間の静電容量を十分に大きくすることが
でき、上記プラズマが容易に発生し、更に強いプラズマ
強度が得られる。そのため、低いRF電源11周波数例えば
10MHz以下でのプラズマの発生が可能となり、高い周波
数例えば13.56MHzを使用せずに上記プラズマを発生させ
ることができる。この13.56MHzの周波数は、電波となっ
て周囲に存在する他の装置を誤動作させてしまうトラブ
ルが煩雑に発生しており、上記周波数の電波シールドは
困難となっていた。しかし。上記各電極８を反応管１外
周に接触させることにより、上記10MHz以下でのプラズ
マの発生が可能であるため、上記のように他の装置を誤
動作させる問題は解決することができる。また、上記各
電極８は移動機構12により上記反応管１外周と接触或い
は非接触に設定可能であるため、少なくとも上記プラズ
マを発生させる場合に上記接触状態とし。上記反応管１
の交換等の場合に上記非接触状態とすることにより、上
記反応管１を容易に取り外すことができる。また、この
反応管１の取り外し時も、上記各電極８とその周囲に設
けられているヒータ７とは常に非接触状態を保ってお
き、接触による上記ヒータ７の破損及び上記電極８の破
損を防止する。The plasma is generated inside the reaction tube 1 as described above. At this time, the electrodes are applied in a state where the electrodes 8 are brought into close contact with the outer periphery of the reaction tube 1, so that the reaction tube 1 is interposed between the electrodes 8. Is present, that is, quartz as a material of the reaction tube 1 is present. Since the induction factor of this quartz is several times higher than that of air, the capacitance between the electrodes 8 can be sufficiently increased, and the plasma can be easily generated. Occurs and a higher plasma intensity is obtained. Therefore, low RF power supply 11 frequency for example
Plasma can be generated at 10 MHz or less, and the plasma can be generated without using a high frequency, for example, 13.56 MHz. The frequency of 13.56 MHz becomes a radio wave, causing troubles that may cause other devices in the vicinity to malfunction, and it has been difficult to shield the radio wave of the above frequency. However. By bringing each of the electrodes 8 into contact with the outer periphery of the reaction tube 1, it is possible to generate plasma at the above 10 MHz or less, so that the problem of malfunctioning other devices as described above can be solved. The electrodes 8 can be set in contact or non-contact with the outer periphery of the reaction tube 1 by the moving mechanism 12, so that at least the plasma is generated when the electrodes 8 are in the contact state. Reaction tube 1
The above-mentioned non-contact state can be easily removed when replacing the reaction tube. Also, when the reaction tube 1 is removed, the electrodes 8 and the heaters 7 provided around the electrodes 8 are always kept in a non-contact state, so that damage to the heaters 7 and damage to the electrodes 8 due to contact are prevented. To prevent.
上記実施例では、電極を複数分割する構造として、２
分割する例について説明したが、これに限定するもので
はなく、例えば第３図に示すように８分割に構成しても
同様な効果が得られる。このように複数分割した電極８
と夫々隣設する電極８に、夫々異なる極性の電極を印加
してもよく、この場合、上記隣設する電極８間でプラズ
マ放電を発生させることができる。この時、上記各電極
８に電力を印加するRF電源11は、複数系続使用してもよ
いし、１系統のRF電源11から上記各電極８に複数分配し
てもよい。In the above embodiment, the structure for dividing the electrode into a plurality of
Although an example of division has been described, the present invention is not limited to this. For example, similar effects can be obtained even if the image is divided into eight as shown in FIG. The electrode 8 divided into a plurality in this way
Alternatively, electrodes having different polarities may be applied to the adjacent electrodes 8, respectively. In this case, plasma discharge can be generated between the adjacent electrodes 8. At this time, a plurality of RF power sources 11 for applying power to the respective electrodes 8 may be used, or a plurality of RF power sources 11 may be distributed from the single RF power source 11 to the respective electrodes 8.
また、この発生は上記実施例に限定されるものではな
く、例えば石英製の反応管は単管でなくとも、石英製の
二重管例えば上面が封止された筒状の外管と、この外管
と非接触状態で筒状の内管とから反応管を構成したもの
でも良い。Further, the occurrence is not limited to the above-described embodiment.For example, the quartz-made reaction tube is not a single tube, but a quartz-made double tube, for example, a cylindrical outer tube whose upper surface is sealed, and The reaction tube may be constituted by a cylindrical inner tube in a non-contact state with the outer tube.
また、上記実施例では、RF電源11からの接続端子と電
極８との結合をネジ等により行ない、ネジのゆるみ対策
として、結合部を200℃以下に設定していたが、200℃以
上の場合で結合する場合は、RF電源からはRF信号を伝え
るので結合部で直流の導通がなくとも交流の導通が得ら
れれば良いことになる。即ち、SiC等の電極８とRF電源1
1の金属性端子との結合表面を大きくし、複数箇所でネ
ジ止めする。すると大気中におかれたSiCは高温となる
と表面に酸化膜が発生し直流の導通が得られなくなる
が、結合表面積が大きいため静電容量が大きくなること
が出来るので、RF電流を十分に流すことが出来る。この
時、金属性接続端子と引き出しリードの接続は、接続端
子の温度が200℃以下の所で接続することが望ましい。Further, in the above embodiment, the connection between the connection terminal from the RF power supply 11 and the electrode 8 is performed by a screw or the like, and the coupling portion is set to 200 ° C. or less as a measure against loosening of the screw. In the case of the coupling, the RF signal is transmitted from the RF power source, so that it is sufficient that AC conduction can be obtained without DC conduction in the coupling section. That is, the electrode 8 such as SiC and the RF power source 1
Enlarge the coupling surface with the metal terminal of 1 and screw it at several places. Then, when the temperature of the SiC in the atmosphere becomes high, an oxide film is generated on the surface and DC conduction cannot be obtained, but since the coupling surface area is large, the capacitance can be increased, so that sufficient RF current is supplied. I can do it. At this time, it is preferable that the connection between the metallic connection terminal and the lead-out lead be made at a place where the temperature of the connection terminal is 200 ° C. or less.
さらに、上記実施例では電極は均熱管を兼ねて設けら
れていたが、夫々別系統で設けても良く、電極の分割は
２分割でなくともプラズマが有効に発生するものなら何
分割でも良く、又、電極材質として耐熱性金属表面に重
金属を透過しない材質例えばセラミックで被覆したもの
でも良く、電極に印加すね周波数は周縁装置に悪影響を
与えない例えば10MHz以下であれば何れでも良い。Further, in the above embodiment, the electrodes were provided also as heat equalizing tubes, but they may be provided in separate systems, respectively, and the electrode may be divided into any number as long as the plasma is effectively generated without being divided into two. The electrode material may be a heat-resistant metal surface coated with a material that does not transmit heavy metal, such as ceramic, and the shin frequency applied to the electrode may be any frequency, for example, 10 MHz or less that does not adversely affect the peripheral device.
さらに又、上記実施例では縦型反応管からなるCVD装
置として説明したが、横型反応管からなるCVD装置に適
応しても良いことは言うまでもない。Furthermore, in the above-described embodiment, the description has been given of a CVD apparatus having a vertical reaction tube. However, it goes without saying that the present invention may be applied to a CVD apparatus having a horizontal reaction tube.
以上説明したようにこの実施例によれば、反応管外周
に設けられた複数の電極間に電力を印加し、この電力に
より上記反応管内に導入した反応ガスをプラズマ化し、
このプラズマ化したガスにより上記反応管内に設けられ
た被処理基板の気相成長処理を行なうことにより、上記
電極にプラズマ化した反応ガスが接触することはなく、
そのため、電極のスパッタリングは発生せず、このスパ
ッタリングによる上記反応管内及び被処理基板の汚染を
防止することができる。また、上記反応管内に電極を設
けないため、この反応管内に給電体を外部から導入する
必要はなく、上記反応管内の気密を簡単な構成で容易に
行なうことができる。As described above, according to this embodiment, power is applied between a plurality of electrodes provided on the outer periphery of the reaction tube, and the reaction gas introduced into the reaction tube is turned into plasma by this power,
By performing a vapor phase growth process on the substrate to be processed provided in the reaction tube with the plasma-converted gas, the plasma-converted reaction gas does not come into contact with the electrode,
Therefore, electrode sputtering does not occur, and contamination of the inside of the reaction tube and the substrate to be processed due to the sputtering can be prevented. Further, since no electrode is provided in the reaction tube, it is not necessary to introduce a power supply into the reaction tube from the outside, and airtightness in the reaction tube can be easily performed with a simple configuration.
また、上記反応管内に設ける支持体へ上記複数枚の被
処理基板を移変える際には、この被処理基板をバッチ式
で移替えることができるため、移替え速度を速くでき、
スループットの向上が可能となる。Further, when transferring the plurality of substrates to be processed to a support provided in the reaction tube, since the substrates to be processed can be transferred in a batch system, the transfer speed can be increased,
Throughput can be improved.
［発明の効果］ 以上説明したように本発明の化学的気相成長方法及び
化学的気相成長装置によれば、電極のスパッタリングに
よる反応管内及び被処理基板の汚損を防止することがで
きる。また、反応管内に電極を設けないため、この反応
管内に給電体を外部から導入する必要はなく、反応管内
の気密を簡単な構成で容易に行なうことができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the chemical vapor deposition method and the chemical vapor deposition apparatus of the present invention, it is possible to prevent the inside of the reaction tube and the substrate to be processed from being stained due to the sputtering of the electrode. Further, since no electrode is provided in the reaction tube, it is not necessary to introduce a power feeder into the reaction tube from the outside, and airtightness in the reaction tube can be easily performed with a simple configuration.
また、反応管内に設ける支持体へ複数枚の被処理基板
を移替える際には、この被処理基板をバッチ式で移替え
ることができるため、移替え速度を速くでき、スループ
ットの向上が可能となる。Also, when transferring a plurality of substrates to be processed to the support provided in the reaction tube, the substrates to be processed can be transferred in a batch system, so that the transfer speed can be increased and the throughput can be improved. Become.
第１図は本発明方法の一実施例の説明するためのCVD装
置の構成図、第２図は第１図の電極説明図、第３図は第
１図電極の他の実施例説明図である。 １……反応管、８……電極、11……RF電源、12……移動
機構。FIG. 1 is a structural view of a CVD apparatus for explaining one embodiment of the method of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of the electrode of FIG. 1, and FIG. 3 is an explanatory view of another embodiment of the electrode of FIG. is there. 1 ... reaction tube, 8 ... electrode, 11 ... RF power supply, 12 ... moving mechanism.
フロントページの続き (72)発明者 宮崎 伸治 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 守屋 孝彦 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝総合研究所内 審査官 吉水 純子 (56)参考文献 特開 昭59−128206（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−93374（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−214525（ＪＰ，Ａ)Continuation of the front page (72) Inventor Shinji Miyazaki 1 Toshiba-cho, Komukai, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Toshiba Research Institute, Inc. (72) Inventor Takahiko Moriya 1-Toshiba-cho, Komukai-shi, Kawasaki-shi, Kanagawa Co., Ltd. Examiner at Toshiba Research Institute Junko Yoshimizu (56) References JP-A-59-128206 (JP, A) JP-A-62-93374 (JP, A) JP-A-61-214525 (JP, A)
Claims (5)
力を印加し、この電力により上記反応管内に導入した反
応ガスをプラズマ化し、このプラズマ化したガスにより
上記反応管内に設けられた被処理基板の気相成長処理を
行なう化学的気相成長方法であって、 前記電極を、前記反応管外周に接触、離間させる移動機
構を設け、この移動機構によって前記電極を前記反応管
外周に接触させた状態で、当該電極に周波数が10MHz以
下の電力を印加して気相成長処理を行なうことを特徴と
する化学的気相成長方法。An electric power is applied between a plurality of electrodes provided on the outer periphery of a reaction tube, and the reaction gas introduced into the reaction tube is turned into plasma by the electric power. A chemical vapor deposition method for performing a vapor phase growth process on a substrate to be processed, comprising: a moving mechanism that contacts and separates the electrode from an outer periphery of the reaction tube, and moves the electrode to an outer periphery of the reaction tube by the moving mechanism. A chemical vapor deposition method characterized by applying a power having a frequency of 10 MHz or less to the electrodes in the contact state to perform a vapor phase growth process.
て、 前記電極は、前記反応管外周を囲む如く配置した円筒形
の導電体を、管軸方向に沿って複数に分割した形状とさ
れていることを特徴とする化学的気相成長方法。2. The chemical vapor deposition method according to claim 1, wherein the electrode has a shape obtained by dividing a cylindrical conductor arranged so as to surround the outer periphery of the reaction tube into a plurality of portions along a tube axis direction. A chemical vapor deposition method characterized by being performed.
応管と、 前記反応管を囲繞する如く設けられたヒータと、 前記反応管の管軸方向に沿って複数に分割され、前記反
応管と前記ヒータとの間に設けられた電極と、 前記電極を移動させて前記反応管外周に接触、離間させ
る移動機構と、 前記反応管内に所定の処理ガスを供給する処理ガス供給
機構と、 前記移動機構によって前記電極を前記反応管外周に接触
させた状態で当該電極に周波数が10MHz以下の高周波電
力を印加して、前記処理ガス供給機構により前記反応管
内に導入された前記処理ガスをプラズマ化し、前記被処
理基板に気相成長処理を行なう電力供給機構と を具備したことを特徴とする化学的気相成長装置。3. A reaction tube having a cylindrical shape capable of accommodating a substrate to be processed, a heater provided so as to surround the reaction tube, and a plurality of heaters divided along a tube axis direction of the reaction tube. An electrode provided between the reaction tube and the heater; a moving mechanism for moving the electrode to contact and separate from the outer periphery of the reaction tube; and a processing gas supply mechanism for supplying a predetermined processing gas into the reaction tube. Applying high-frequency power having a frequency of 10 MHz or less to the electrode while the electrode is in contact with the outer periphery of the reaction tube by the moving mechanism, the processing gas introduced into the reaction tube by the processing gas supply mechanism. A power supply mechanism for converting the substrate into a plasma and performing a vapor phase growth process on the substrate to be processed.
て、 前記電極は、シリコンカーバイド又は導電性セラミッ
ク、又はグラファイトから構成され、均熱管を兼ねるよ
う構成されたことを特徴とする化学的気相成長装置。4. The chemical vapor deposition method according to claim 3, wherein the electrode is made of silicon carbide, conductive ceramic, or graphite, and is configured to also serve as a heat equalizing tube. Vapor growth equipment.
おいて、 前記電極と前記電力供給機構との結合部はネジによって
結合され、この結合部の温度が200℃以下になるよう構
成されていることを特徴とする化学的気相成長装置。5. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 3, wherein a connecting portion between said electrode and said power supply mechanism is connected by a screw, and a temperature of said connecting portion is 200 ° C. or less. Chemical vapor deposition apparatus characterized by being performed.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63329952A JP2714580B2 (en) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | Chemical vapor deposition method and chemical vapor deposition apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63329952A JP2714580B2 (en) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | Chemical vapor deposition method and chemical vapor deposition apparatus |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02175879A JPH02175879A (en) | 1990-07-09 |
| JP2714580B2 true JP2714580B2 (en) | 1998-02-16 |
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Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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|---|---|---|---|---|
| JPS59128206A (en) * | 1983-01-06 | 1984-07-24 | Toshiba Corp | Apparatus for forming nitride film |
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1988
- 1988-12-27 JP JP63329952A patent/JP2714580B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02175879A (en) | 1990-07-09 |
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