JPH05315267A - Plasma cvd apparatus - Google Patents
Plasma cvd apparatusInfo
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- JPH05315267A JPH05315267A JP4120395A JP12039592A JPH05315267A JP H05315267 A JPH05315267 A JP H05315267A JP 4120395 A JP4120395 A JP 4120395A JP 12039592 A JP12039592 A JP 12039592A JP H05315267 A JPH05315267 A JP H05315267A
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体工業等における
薄膜形成工程に利用されるプラズマＣＶＤ装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma CVD apparatus used in a thin film forming process in the semiconductor industry and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】プラズマＣＶＤ装置は、ＳｉＮ（窒化珪
素）、ＳｉＯ2 （酸化珪素）及びＳｉＯＮ（オキシ窒化
珪素）のような物質を堆積することができ、半導体にお
いては層間絶縁膜や保護膜等の形成に利用されている。2. Description of the Related Art A plasma CVD apparatus can deposit materials such as SiN (silicon nitride), SiO 2 (silicon oxide) and SiON (silicon oxynitride). In semiconductors, an interlayer insulating film, a protective film, etc. Is used to form.
【０００３】以下、図２を参照しながら上述したプラズ
マＣＶＤ装置の一例によってＳｉＮ膜を堆積する場合に
ついて説明する。Hereinafter, a case of depositing a SiN film by an example of the plasma CVD apparatus described above will be described with reference to FIG.
【０００４】図２において、反応室１は真空排気口２を
有しかつ接地されている。３は電極で、高周波電源から
の電力がマッチングチューナ、高周波電力供給部４を通
って供給される。電極３は反応ガス導入管５から供給さ
れた反応ガスを反応室１内に分散させて供給するための
ガス流出孔６を有する。７は反応室１と電極３を絶縁す
るための絶縁リングである。８は反応ガス導入管５と電
極３とを絶縁するための絶縁管である。９は基板１０を
載置するための基板台であり、接地されている。１１
は、石英プレート１２を通して基板台９を加熱するため
の赤外線ランプである。１３は加熱された基板台９と反
応室１の間の熱伝導を小さくするための絶縁物からなる
絶縁ブロックである。絶縁ブロック１３は赤外線ランプ
１１からの赤外線が基板台９に照射されるのを妨げない
ように外周で支えるような形状となっている。電極３、
絶縁リング７、石英プレート１２にはＯリングシール
（図示せず）が用いられ、反応室１内の真空を保ってい
る。１４はＯリングが２００°Ｃ以上に加熱されないよ
うに冷却水を流すための水冷溝である。In FIG. 2, the reaction chamber 1 has a vacuum exhaust port 2 and is grounded. An electrode 3 is supplied with electric power from a high frequency power supply through a matching tuner and a high frequency power supply unit 4. The electrode 3 has a gas outflow hole 6 for dispersing and supplying the reaction gas supplied from the reaction gas introduction pipe 5 into the reaction chamber 1. Reference numeral 7 is an insulating ring for insulating the reaction chamber 1 and the electrode 3 from each other. Reference numeral 8 is an insulating tube for insulating the reaction gas introducing tube 5 and the electrode 3 from each other. Reference numeral 9 denotes a substrate table on which the substrate 10 is placed, which is grounded. 11
Is an infrared lamp for heating the substrate table 9 through the quartz plate 12. Reference numeral 13 is an insulating block made of an insulating material for reducing heat conduction between the heated substrate base 9 and the reaction chamber 1. The insulating block 13 is shaped so as to support the infrared rays from the infrared lamp 11 on the outer periphery so as not to prevent the infrared rays from being irradiated on the substrate table 9. Electrode 3,
An O-ring seal (not shown) is used for the insulating ring 7 and the quartz plate 12 to maintain the vacuum in the reaction chamber 1. Reference numeral 14 is a water cooling groove for flowing cooling water so that the O-ring is not heated to 200 ° C. or higher.
【０００５】以上のように構成されたプラズマＣＶＤ装
置の動作を以下説明する。基板台９上の基板１０を赤外
線ランプ１１で約３００°Ｃに加熱し、反応室１にはガ
ス流出孔６からＳｉＨ4 （モノシラン）ガスを２０ｓｃ
ｃｍ、Ｎ2 （窒素）ガスを１００ｓｃｃｍ、ＮＨ3 （ア
ンモニア）ガスを６０ｓｃｃｍ流した状態で、反応室１
を約２ｔｏｒｒに真空保持する。電極３には１３．５６
ＭＨｚの高周波電力が４００Ｗ印加され、電極３と基板
台９間でプラズマ放電を起こす。反応室１中の反応ガス
としてのＳｉＨ4 ガス、Ｎ2 ガス、ＮＨ3 ガスはプラズ
マ中の電子によって励起・解離され、基板１０上にＳｉ
Ｎ（シリコンナイトライド）膜を堆積する。The operation of the plasma CVD apparatus configured as described above will be described below. The substrate 10 on the substrate table 9 is heated to about 300 ° C. by the infrared lamp 11, and SiH 4 (monosilane) gas is supplied to the reaction chamber 1 through the gas outflow hole 6 for 20 sc.
cm, N 2 (nitrogen) gas at 100 sccm, and NH 3 (ammonia) gas at 60 sccm in the reaction chamber 1.
Is held at about 2 torr in vacuum. 13.56 for electrode 3
A high frequency power of 400 W is applied to generate a plasma discharge between the electrode 3 and the substrate base 9. SiH 4 gas, N 2 gas, and NH 3 gas as the reaction gas in the reaction chamber 1 are excited and dissociated by the electrons in the plasma, and Si on the substrate 10
Deposit an N (silicon nitride) film.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では石英プレート１２上にも膜が堆積し、赤
外線の加熱効率が悪くなる。そのため、一定枚数（例え
ば１００枚）処理する毎に石英プレート１２を交換しな
ければならず、生産性が悪いという問題点を有してい
た。However, in the above structure, a film is deposited on the quartz plate 12 and the heating efficiency of infrared rays deteriorates. Therefore, the quartz plate 12 has to be replaced every time a fixed number (for example, 100) is processed, which causes a problem of poor productivity.
【０００７】本発明は上記従来の問題点に鑑み、メンテ
ナンス回数が少なくて済み生産性の高いプラズマＣＶＤ
装置を提供することを目的とする。In view of the above-mentioned conventional problems, the present invention requires less maintenance and requires high productivity.
The purpose is to provide a device.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマＣＶＤ
装置は、反応ガス導入口と真空排気口を有する反応室
と、反応室内で基板を載置する基板台と、基板に対向し
て配置されたプラズマを発生させるための電極と、基板
の加熱手段として反応室外に設置され反応室の一部に設
けられた光透過部を通して基板台に赤外線を照射する赤
外線放射源とを備えたプラズマＣＶＤ装置において、基
板台と光透過部の間の空間の周囲を取り囲む絶縁材料か
ら成る筒状のスペーサと、スペーサ内に窒素、酸素ある
いは不活性ガスを流すためのパージガス供給口と、パー
ジガス供給口から供給されたパージガスを反応室内に排
出するためにスペーサに設けられたパージガス排出口と
を設けたことを特徴とする。Means for Solving the Problems Plasma CVD of the present invention
The apparatus includes a reaction chamber having a reaction gas introduction port and a vacuum exhaust port, a substrate table on which a substrate is placed in the reaction chamber, an electrode arranged to face the substrate for generating plasma, and a substrate heating unit. In a plasma CVD apparatus equipped with an infrared radiation source for irradiating infrared rays to a substrate table through a light transmitting section provided outside the reaction chamber as a part of the reaction chamber, the periphery of the space between the substrate table and the light transmitting section. A cylindrical spacer made of an insulating material that surrounds the spacer, a purge gas supply port for flowing nitrogen, oxygen, or an inert gas into the spacer, and a spacer provided for discharging the purge gas supplied from the purge gas supply port into the reaction chamber. And a purge gas discharge port provided.
【０００９】[0009]
【作用】本発明は上記した構成によって、電極と基板台
間のプラズマ放電によって生じた電子によって励起・解
離された反応ガスが反応室中に広がり、基板台上の基板
及び反応室側壁にも堆積して膜を形成するが、スペーサ
内に導入されたパージガスがパージガス排出口から排出
されるため、反応ガスがスペーサ内に混入する割合は非
常に少なく、光透過部に対して膜の堆積は殆ど起こら
ず、光透過部に対するメンテナンス回数を少なくでき、
生産性を向上できる。According to the present invention, the reaction gas excited and dissociated by the electrons generated by the plasma discharge between the electrode and the substrate table spreads in the reaction chamber and is deposited on the substrate on the substrate table and the side wall of the reaction chamber. However, since the purge gas introduced into the spacer is discharged from the purge gas discharge port, the ratio of the reaction gas mixed into the spacer is very small, and the film is hardly deposited on the light transmitting portion. It doesn't happen and the maintenance frequency for the light transmitting part can be reduced,
Productivity can be improved.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、本発明の一実施例のプラズマＣＶＤ装
置について図１を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A plasma CVD apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【００１１】図１において、反応室１５は真空排気口１
６を有し、アースに接地されている。１７はプラズマ放
電用の電極である。高周波発振器（周波数１３．５６Ｍ
Ｈｚ）からの電力は、マッチングチューナ、フィルタ、
高周波電力供給部１８を通って電極１７に供給される。
電極１７は、反応ガス導入管１９から供給された反応ガ
スを反応室１５内にシャワー状に分散させて供給するた
めのガス流出孔２０を有する。２１は反応室１５と電極
１７とを絶縁するためのアルミナからなる絶縁リングで
ある。２２は反応ガス導入管１９と電極１７を絶縁する
ためのアルミナからなる絶縁管である。２３は基板２４
を載置するためのアルミニウムからなる基板台であり、
接地されている。２５は石英ガラスからなる石英プレー
ト２６を通して基板台２３を加熱するための赤外線ラン
プである。２７は窒素、酸素等を供給するためのパージ
ガス導入口である。２８は加熱された基板台２３と反応
室１５の間の熱伝導を小さくするための絶縁物（例えば
アルミナ）からなる筒状のスペーサである。スペーサ２
８は赤外線ランプ２５からの赤外線が基板２４に照射さ
れるのを妨げないように外周で支えるような筒状の形で
ある。スペーサ２８にはパージガス導入口２７から供給
されたパージガスを反応室１内に排出するためのパージ
ガス排出口２９を有する。電極１７、絶縁リング２１、
石英プレート２６にはＯリングシール（図示せず）が用
いられ、反応室１５内の真空を保っている。３０はＯリ
ングが２００°Ｃ以上に加熱されないように冷却水を流
すための水冷溝である。In FIG. 1, the reaction chamber 15 has a vacuum exhaust port 1
6 and is grounded to earth. Reference numeral 17 is an electrode for plasma discharge. High frequency oscillator (frequency 13.56M
Power from the (Hz) matching tuner, filter,
It is supplied to the electrode 17 through the high frequency power supply unit 18.
The electrode 17 has a gas outflow hole 20 for dispersing and supplying the reaction gas supplied from the reaction gas introduction pipe 19 into the reaction chamber 15 in a shower shape. Reference numeral 21 is an insulating ring made of alumina for insulating the reaction chamber 15 and the electrode 17 from each other. Reference numeral 22 is an insulating tube made of alumina for insulating the reaction gas introducing tube 19 and the electrode 17. 23 is a substrate 24
Is a substrate base made of aluminum for mounting
It is grounded. Reference numeral 25 is an infrared lamp for heating the substrate table 23 through a quartz plate 26 made of quartz glass. 27 is a purge gas inlet for supplying nitrogen, oxygen and the like. Reference numeral 28 is a cylindrical spacer made of an insulating material (for example, alumina) for reducing heat conduction between the heated substrate stage 23 and the reaction chamber 15. Spacer 2
Reference numeral 8 is a cylindrical shape that is supported by the outer periphery so as not to prevent the infrared rays from the infrared lamp 25 from irradiating the substrate 24. The spacer 28 has a purge gas discharge port 29 for discharging the purge gas supplied from the purge gas introduction port 27 into the reaction chamber 1. Electrode 17, insulating ring 21,
An O-ring seal (not shown) is used for the quartz plate 26 to maintain the vacuum inside the reaction chamber 15. Reference numeral 30 is a water cooling groove for flowing cooling water so that the O-ring is not heated to 200 ° C. or higher.
【００１２】以上のように構成されたプラズマＣＶＤ装
置の動作を次に説明する。基板２４を赤外線ランプ２５
からの照射光によって約３００°Ｃに加熱し、反応室１
５にはガス流出孔２０からＳｉＨ4 （モノシラン）ガス
を２０ｓｃｃｍ、Ｎ2 （窒素）ガスを８０ｓｃｃｍ、Ｎ
Ｈ3 （アンモニア）ガスを６０ｓｃｃｍ、パージガス導
入口２７よりＮ2 ガスを４０ｓｃｃｍ流した状態で、反
応室１５を約２ｔｏｒｒに真空保持する。電極１７には
１３．５６ＭＨｚの高周波電力が高周波電力供給部１８
を通って４００Ｗ印加され、電極１７と基板台２３間で
プラズマ放電を起こす。反応室１５中の反応ガスとして
のＳｉＨ4 ガス、Ｎ2 ガス、ＮＨ3 ガスはプラズマ中の
電子によって励起・解離され、基板２４上にＳｉＮ（シ
リコンナイトライド）膜を堆積する。また反応室１５中
の励起・解離した反応ガスは、パージガス排出口２９か
ら反応室１５中に排出されるＮ2 ガスによって筒状のス
ペーサ２８内に混入することがなく、従って石英プレー
ト２６に膜を堆積されることはない。The operation of the plasma CVD apparatus configured as above will be described below. Substrate 24 is infrared lamp 25
Heated to about 300 ° C by irradiation light from reaction chamber 1
In FIG. 5, SiH 4 (monosilane) gas is 20 sccm, N 2 (nitrogen) gas is 80 sccm, and N from the gas outlet hole 20.
With the H 3 (ammonia) gas at 60 sccm and the N 2 gas at 40 sccm flowing from the purge gas inlet 27, the reaction chamber 15 is vacuum-held at about 2 torr. A high frequency power of 13.56 MHz is supplied to the electrode 17 by a high frequency power supply unit 18.
And 400 W is applied to generate a plasma discharge between the electrode 17 and the substrate table 23. The SiH 4 gas, N 2 gas, and NH 3 gas as the reaction gas in the reaction chamber 15 are excited and dissociated by the electrons in the plasma to deposit a SiN (silicon nitride) film on the substrate 24. Further, the excited / dissociated reaction gas in the reaction chamber 15 does not mix into the cylindrical spacer 28 by the N 2 gas discharged into the reaction chamber 15 from the purge gas discharge port 29. Will never be deposited.
【００１３】以上のように本実施例によれば、基板台２
３と反応室１５下面の間に基板台２３から反応室１５へ
の熱移動を少なくするための絶縁材料からなるスペーサ
２８を設け、その形状を赤外線ランプ２５からの赤外線
が基板台２３に照射されるのを妨げないような筒状の形
状とし、かつスペーサ２８内にパージガス導入口２７か
らＮ2 ガスを供給し、スペーサ２８に設けられたパージ
ガス排出口２９から排気することにより、石英プレート
２６上への膜の堆積がなく、石英プレートの交換頻度が
少なくなり生産性が向上する。As described above, according to this embodiment, the substrate table 2
3 and the lower surface of the reaction chamber 15 are provided with a spacer 28 made of an insulating material for reducing heat transfer from the substrate table 23 to the reaction chamber 15, and the shape of the spacer 28 is irradiated with infrared rays from the infrared lamp 25. On the quartz plate 26, the spacer 28 has a cylindrical shape, N 2 gas is supplied from the purge gas inlet 27 into the spacer 28, and the N 2 gas is exhausted from the purge gas outlet 29 provided in the spacer 28. Since no film is deposited on the quartz plate, the frequency of exchanging the quartz plate is reduced and the productivity is improved.
【００１４】なお、本実施例においてパージガス導入口
２７からＮ2 ガスを導入したが、これはＳｉＮ膜を形成
する場合であり、ＳｉＯ2 膜を形成するときはパージガ
ス導入口２７からＯ2 ガスを流す。即ち、膜形成する場
合に用いるガスで、反応性でないガスをパージガスとす
ることができる。またパージガスとして不活性ガスを用
いることもできる。In this embodiment, the N 2 gas was introduced from the purge gas inlet 27, but this is the case of forming a SiN film. When forming the SiO 2 film, the O 2 gas was introduced from the purge gas inlet 27. Shed. That is, a gas that is used when forming a film and is not reactive can be used as the purge gas. An inert gas can also be used as the purge gas.
【００１５】また、本実施例において、石英プレート２
６は石英ガラスから成るとしたが、光透過性の物質であ
れば良い。Further, in this embodiment, the quartz plate 2 is used.
Although 6 is made of quartz glass, it may be any material that is transparent to light.
【００１６】また、本実施例において、筒状のスペーサ
２８の材質はアルミナとしたが、他の絶縁材料でもかま
わない。In the present embodiment, the material of the cylindrical spacer 28 is alumina, but other insulating materials may be used.
【００１７】[0017]
【発明の効果】本発明によれば、以上のように基板台と
光透過部の間の空間の周囲を取り囲む絶縁材料から成る
筒状のスペーサを設けたことにより、赤外線が基板台に
照射されるのを妨げることなく基板台から反応室への熱
移動を少なくすることができ、かつスペーサ内にＮ2 ガ
ス、Ｏ2 ガスあるいは不活性ガスをパージガス供給口か
ら供給し、スペーサに設けられたパージガス排出口から
排気することにより反応カスがスペーサ内に混入せず、
光透過部への膜堆積がなくなり、光透過部の交換頻度が
少なくなり、生産性を向上することができる。According to the present invention, as described above, by providing the cylindrical spacer made of an insulating material and surrounding the space between the substrate table and the light transmitting portion, infrared rays are irradiated to the substrate table. The heat transfer from the substrate table to the reaction chamber can be reduced without hindering the gas flow, and N 2 gas, O 2 gas or an inert gas is supplied into the spacer from the purge gas supply port, and the spacer is provided. By exhausting from the purge gas discharge port, reaction debris does not mix into the spacer,
The film deposition on the light transmitting portion is eliminated, the frequency of exchanging the light transmitting portion is reduced, and the productivity can be improved.
【図１】本発明の一実施例におけるプラズマＣＶＤ装置
の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a plasma CVD apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】従来例のプラズマＣＶＤ装置の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional plasma CVD apparatus.
１５ 反応室 １６ 真空排気口 １７ 電極 １９ 反応ガス導入管 ２３ 基板台 ２４ 基板 ２５ 赤外線ランプ ２６ 石英プレート（光透過） ２７ パージガス導入口 ２８ 筒状のスペーサ ２９ パージガス排出口 15 Reaction Chamber 16 Vacuum Exhaust Port 17 Electrode 19 Reaction Gas Inlet Pipe 23 Substrate Stand 24 Substrate 25 Infrared Lamp 26 Quartz Plate (Light Transmission) 27 Purge Gas Inlet Port 28 Cylindrical Spacer 29 Purge Gas Outlet Port
Claims (1)
応室と、反応室内で基板を載置する基板台と、基板に対
向して配置されたプラズマを発生させるための電極と、
基板の加熱手段として反応室外に設置され反応室の一部
に設けられた光透過部を通して基板台に赤外線を照射す
る赤外線放射源とを備えたプラズマＣＶＤ装置におい
て、基板台と光透過部の間の空間の周囲を取り囲む絶縁
材料から成る筒状のスペーサと、スペーサ内に窒素、酸
素あるいは不活性ガスを流すためのパージガス供給口
と、パージガス供給口から供給されたパージガスを反応
室内に排出するためにスペーサに設けられたパージガス
排出口とを設けたことを特徴とするプラズマＣＶＤ装
置。1. A reaction chamber having a reaction gas introduction port and a vacuum exhaust port, a substrate table on which a substrate is placed in the reaction chamber, and an electrode for facing the substrate for generating plasma.
In a plasma CVD apparatus equipped with an infrared radiation source for irradiating infrared rays to a substrate table through a light transmitting section provided outside the reaction chamber as a means for heating the substrate, and between the substrate table and the light transmitting section. In order to discharge the purge gas supplied from the purge gas supply port into the reaction chamber, a cylindrical spacer made of an insulating material that surrounds the periphery of the space, a purge gas supply port for flowing nitrogen, oxygen, or an inert gas into the spacer. A plasma CVD apparatus characterized in that a purge gas discharge port provided in the spacer is provided in the.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4120395A JPH05315267A (en) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | Plasma cvd apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4120395A JPH05315267A (en) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | Plasma cvd apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05315267A true JPH05315267A (en) | 1993-11-26 |
Family
ID=14785152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4120395A Pending JPH05315267A (en) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | Plasma cvd apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05315267A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6878625B2 (en) | 1997-12-02 | 2005-04-12 | Nec Electronics Corporation | Method for manufacturing semiconductor device |
| JP2010192799A (en) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Toray Ind Inc | Plasma cvd device and method of manufacturing silicon-based thin film |
-
1992
- 1992-05-13 JP JP4120395A patent/JPH05315267A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6878625B2 (en) | 1997-12-02 | 2005-04-12 | Nec Electronics Corporation | Method for manufacturing semiconductor device |
| JP2010192799A (en) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Toray Ind Inc | Plasma cvd device and method of manufacturing silicon-based thin film |
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