JPH10150030A - 成膜装置 - Google Patents
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- JPH10150030A JPH10150030A JP30803296A JP30803296A JPH10150030A JP H10150030 A JPH10150030 A JP H10150030A JP 30803296 A JP30803296 A JP 30803296A JP 30803296 A JP30803296 A JP 30803296A JP H10150030 A JPH10150030 A JP H10150030A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＴＥＯＳガスとＯ2 ガスとの混合地点を可及
的に反応室に近づけることによって、反応室に供給され
るＴＥＯＳガスの実流量を一定にする。 【解決手段】 反応室１の直前にＴＥＯＳガスとＯ2 ガ
スとを合流して混合するガス合流部１６を設ける。ま
た、ガス組成の均一化を図るために、ガス合流部１６の
下流に乱流発生手段９を設ける。
的に反応室に近づけることによって、反応室に供給され
るＴＥＯＳガスの実流量を一定にする。 【解決手段】 反応室１の直前にＴＥＯＳガスとＯ2 ガ
スとを合流して混合するガス合流部１６を設ける。ま
た、ガス組成の均一化を図るために、ガス合流部１６の
下流に乱流発生手段９を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に成膜する
成膜装置に係り、特に反応室に供給するＴＥＯＳガスの
実流量を安定化したものに関する。
成膜装置に係り、特に反応室に供給するＴＥＯＳガスの
実流量を安定化したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程の１つに、基板上に所定
の成膜を行うプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａ１ Ｖａ
ｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）成膜工程がある。これ
は、気密な反応室に基板を装填し、反応室に設けられて
いる１対の電極間に混合ガスを供給しながら高周波電力
を印加してプラズマを発生させ、混合ガス中のガス分子
をプラズマにより分解して化学反応を起こし、基板表面
上に薄膜を形成するものである。通常、成膜は反応室を
一定の圧力に保ちながら行われる。
の成膜を行うプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａ１ Ｖａ
ｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）成膜工程がある。これ
は、気密な反応室に基板を装填し、反応室に設けられて
いる１対の電極間に混合ガスを供給しながら高周波電力
を印加してプラズマを発生させ、混合ガス中のガス分子
をプラズマにより分解して化学反応を起こし、基板表面
上に薄膜を形成するものである。通常、成膜は反応室を
一定の圧力に保ちながら行われる。
【０００３】このようなプラズマＣＶＤ成膜工程を行う
装置の１つにＴＥＯＳ（テトラエトキシシランＳｉ（Ｏ
Ｃ2 Ｈ5 ）4 ）−ＳｉＯ2 膜成膜用プラズマＣＶＤ装置
があり、混合ガスとしてＴＥＯＳとＯ2 （酸素）との混
合ガスが使用される。常温においてＯ2 は気相である
が、ＴＥＯＳは液相である。このため液体ＴＥＯＳは加
熱後、蒸気圧によりＴＥＯＳガスにして利用される。
装置の１つにＴＥＯＳ（テトラエトキシシランＳｉ（Ｏ
Ｃ2 Ｈ5 ）4 ）−ＳｉＯ2 膜成膜用プラズマＣＶＤ装置
があり、混合ガスとしてＴＥＯＳとＯ2 （酸素）との混
合ガスが使用される。常温においてＯ2 は気相である
が、ＴＥＯＳは液相である。このため液体ＴＥＯＳは加
熱後、蒸気圧によりＴＥＯＳガスにして利用される。
【０００４】図４に示す従来のプラズマＣＶＤ装置は、
反応室１に１対の電極として上電極３と下電極２とを設
け、下電極２上に基板４を配置している。ＴＥＯＳガス
とＯ2 ガスとを途中で合流して混合ガスを形成し、この
混合ガスはガス供給管１５を通って上電極３に供給さ
れ、上電極３に設けたガス分散穴８より電極２、３間ヘ
と導入される。また、上電極３と下電極２は高周波電源
１４に接続され、電極２、３間ヘ導入された混合ガスに
高周波を印可し、プラズマ１０を発生させ、基板４上に
ＳｉＯ2 膜の成膜を行うものである。
反応室１に１対の電極として上電極３と下電極２とを設
け、下電極２上に基板４を配置している。ＴＥＯＳガス
とＯ2 ガスとを途中で合流して混合ガスを形成し、この
混合ガスはガス供給管１５を通って上電極３に供給さ
れ、上電極３に設けたガス分散穴８より電極２、３間ヘ
と導入される。また、上電極３と下電極２は高周波電源
１４に接続され、電極２、３間ヘ導入された混合ガスに
高周波を印可し、プラズマ１０を発生させ、基板４上に
ＳｉＯ2 膜の成膜を行うものである。
【０００５】しかし、現状のＴＥＯＳ−ＳｉＯ2 成膜に
おいては、―般的に連続成膜において膜厚の再現性がと
れにくいという問題がある。これは、従来の装置におい
て数十枚の基板を連続でそれぞれ同一の条件にて―定時
間だけ成膜した場合、基板上に形成されたＴＥＯＳ−Ｓ
ｉＯ2 膜の厚みにバラツキが発生しているという問題で
ある。このバラツキは、成膜中に電極間に供給されたＴ
ＥＯＳガスの実流量が一定ではないことを示している。
その原因として、ＴＥＯＳガスの圧力が高いうちにＯ2
ガスと混合すると、ＴＥＯＳガスが凝縮し、またはＴＥ
ＯＳガスが霧状の液体ＴＥＯＳとなり、基板上で未反応
のまま処理されるか、あるいは混合ガスの一部がガス供
給管内部で熱分解し変質するなどの理由が考えられる。
いずれの場合においても、電極間に供給されたＴＥＯＳ
流量は―定でなく、電極間における混合ガスの部分部分
におけるガス組成（希釈率：Ｏ2 ガス流量／ＴＥＯＳガ
ス流量）が一定でないことを示している。
おいては、―般的に連続成膜において膜厚の再現性がと
れにくいという問題がある。これは、従来の装置におい
て数十枚の基板を連続でそれぞれ同一の条件にて―定時
間だけ成膜した場合、基板上に形成されたＴＥＯＳ−Ｓ
ｉＯ2 膜の厚みにバラツキが発生しているという問題で
ある。このバラツキは、成膜中に電極間に供給されたＴ
ＥＯＳガスの実流量が一定ではないことを示している。
その原因として、ＴＥＯＳガスの圧力が高いうちにＯ2
ガスと混合すると、ＴＥＯＳガスが凝縮し、またはＴＥ
ＯＳガスが霧状の液体ＴＥＯＳとなり、基板上で未反応
のまま処理されるか、あるいは混合ガスの一部がガス供
給管内部で熱分解し変質するなどの理由が考えられる。
いずれの場合においても、電極間に供給されたＴＥＯＳ
流量は―定でなく、電極間における混合ガスの部分部分
におけるガス組成（希釈率：Ｏ2 ガス流量／ＴＥＯＳガ
ス流量）が一定でないことを示している。
【０００６】そこで、上述した問題を解決するために、
特開平８−６４５４１号公報、特開平４−３５０３１号
公報などに記載された方法が提案されている。
特開平８−６４５４１号公報、特開平４−３５０３１号
公報などに記載された方法が提案されている。
【０００７】特開平８−６４５４１号公報に記載された
ものは、ＴＥＯＳガスを反応室側に排出する外管と、Ｏ
2 ガスを反応室側に排出するために外管内に同軸的に配
設された内管との二重管で構成して、外管を通じて排出
されるＴＥＯＳガスが、内管を通じて排出されるＯ2 ガ
スの粘性によって誘引され、Ｏ2 ガスが外管を通じて気
化器側へ逆流するのを防止して、ＴＥＯＳガスの実流量
を安定化させるようにしたものである。
ものは、ＴＥＯＳガスを反応室側に排出する外管と、Ｏ
2 ガスを反応室側に排出するために外管内に同軸的に配
設された内管との二重管で構成して、外管を通じて排出
されるＴＥＯＳガスが、内管を通じて排出されるＯ2 ガ
スの粘性によって誘引され、Ｏ2 ガスが外管を通じて気
化器側へ逆流するのを防止して、ＴＥＯＳガスの実流量
を安定化させるようにしたものである。
【０００８】また、特開平４−３５０３１号公報に記載
されたものは、さらに進んで外管と内管との最適な寸法
関係を規定することにより、ＴＥＯＳガスの実流量を安
定化させるようにしたものである。
されたものは、さらに進んで外管と内管との最適な寸法
関係を規定することにより、ＴＥＯＳガスの実流量を安
定化させるようにしたものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した２つ
の公報に記載されたいずれの方法においても、成膜中に
電極間に供給されるＴＥＯＳの実流量は―定にはなら
ず、基板上に形成されたＴＥＯＳ−ＳｉＯ2 膜の厚みに
バラツキが発生するという問題は解決されていない。な
ぜなら、ＴＥＯＳガスとＯ2 ガスとの混合を開始した瞬
間に温度あるいは圧力がＴＥＯＳガスを凝縮させ易い状
態になる。このためＴＥＯＳガスとＯ2 ガスとを混合し
てから、さらにガス供給管１５を通して反応室まで導く
ようにすると、混合地点が処理室から遠くなるため、Ｔ
ＥＯＳガスの凝縮が促進され、凝縮されたＴＥＯＳがガ
ス供給管内部に付着してしまうからである。
の公報に記載されたいずれの方法においても、成膜中に
電極間に供給されるＴＥＯＳの実流量は―定にはなら
ず、基板上に形成されたＴＥＯＳ−ＳｉＯ2 膜の厚みに
バラツキが発生するという問題は解決されていない。な
ぜなら、ＴＥＯＳガスとＯ2 ガスとの混合を開始した瞬
間に温度あるいは圧力がＴＥＯＳガスを凝縮させ易い状
態になる。このためＴＥＯＳガスとＯ2 ガスとを混合し
てから、さらにガス供給管１５を通して反応室まで導く
ようにすると、混合地点が処理室から遠くなるため、Ｔ
ＥＯＳガスの凝縮が促進され、凝縮されたＴＥＯＳがガ
ス供給管内部に付着してしまうからである。
【００１０】これを防ぐためにＴＥＯＳガスをさらに加
熱して、温度上昇により蒸気圧を上げるようにする方法
も考えられる、そうするとガス供給管内部でＴＥＯＳの
熱分解を引き起こしやすくなるため、この方法は採用で
きない。
熱して、温度上昇により蒸気圧を上げるようにする方法
も考えられる、そうするとガス供給管内部でＴＥＯＳの
熱分解を引き起こしやすくなるため、この方法は採用で
きない。
【００１１】本発明の目的は、ＴＥＯＳガスとＯ2 ガス
との混合地点を可及的に反応室に近づけることによっ
て、上述した従来技術の問題点を解消して、反応室に供
給されるＴＥＯＳガスの実流量を一定にすることが可能
な成膜装置を提供することにある。また、本発明の目的
は、反応室内における混合ガス組成をより一定に制御す
ることが可能な成膜装置を提供することにある。
との混合地点を可及的に反応室に近づけることによっ
て、上述した従来技術の問題点を解消して、反応室に供
給されるＴＥＯＳガスの実流量を一定にすることが可能
な成膜装置を提供することにある。また、本発明の目的
は、反応室内における混合ガス組成をより一定に制御す
ることが可能な成膜装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、反応室にＴＥ
ＯＳガスとＯ2 ガスとを供給して基板上に成膜する成膜
装置において、反応室の直前にＴＥＯＳガスとＯ2 ガス
とを合流するガス合流部を設けたものである。ここで反
応室の直前とは、筐体である反応室の直前にとどまら
ず、反応室内であって実質的に成膜反応を起こす空間の
直前も含まれる。ＴＥＯＳガスはＴＥＯＳガス供給管を
通って反応室に供給されるが、反応室に近づくにしたが
って圧力は低下していく。したがって、反応室の直前に
ＴＥＯＳガスとＯ2 ガスとを合流するガス合流部を設け
るようにすれば、ガス合流部でのＴＥＯＳの圧力が低く
なっているため、ＴＥＯＳが凝縮しにくくなり、ＴＥＯ
Ｓガスのまま反応室に供給されるから、反応室に供給さ
れるＴＥＯＳの実流量が安定する。
ＯＳガスとＯ2 ガスとを供給して基板上に成膜する成膜
装置において、反応室の直前にＴＥＯＳガスとＯ2 ガス
とを合流するガス合流部を設けたものである。ここで反
応室の直前とは、筐体である反応室の直前にとどまら
ず、反応室内であって実質的に成膜反応を起こす空間の
直前も含まれる。ＴＥＯＳガスはＴＥＯＳガス供給管を
通って反応室に供給されるが、反応室に近づくにしたが
って圧力は低下していく。したがって、反応室の直前に
ＴＥＯＳガスとＯ2 ガスとを合流するガス合流部を設け
るようにすれば、ガス合流部でのＴＥＯＳの圧力が低く
なっているため、ＴＥＯＳが凝縮しにくくなり、ＴＥＯ
Ｓガスのまま反応室に供給されるから、反応室に供給さ
れるＴＥＯＳの実流量が安定する。
【００１３】本発明において、ＴＥＯＳガスとＯ2 ガス
とを合流するガス合流部の下流に乱流を発生する乱流発
生手段を設けるとよい。反応室の直前にガス合流部を設
けると、混合ガスの組成を均一化するための配管長を確
保しにくくなるが、ガス合流部の下流に乱流発生手段を
設けると、ＴＥＯＳガスとＯ2 ガスとの混合が十分に行
なわれるため、配管長を確保しなくてもガス組成を均一
化することができる。
とを合流するガス合流部の下流に乱流を発生する乱流発
生手段を設けるとよい。反応室の直前にガス合流部を設
けると、混合ガスの組成を均一化するための配管長を確
保しにくくなるが、ガス合流部の下流に乱流発生手段を
設けると、ＴＥＯＳガスとＯ2 ガスとの混合が十分に行
なわれるため、配管長を確保しなくてもガス組成を均一
化することができる。
【００１４】また、ＴＥＯＳガスとＯ2 ガスとを合流す
るガス合流部の直前のＴＥＯＳガス供給管に、ＴＥＯＳ
ガスの流量制御を行うマスフローコントローラを設ける
とよい。反応室の近くにマスフローコントローラを設け
ることで、マスフローコントローラの流量制御に必要な
圧力差を確保でき、より大流量のＯ2 を供給することが
できるようになる。
るガス合流部の直前のＴＥＯＳガス供給管に、ＴＥＯＳ
ガスの流量制御を行うマスフローコントローラを設ける
とよい。反応室の近くにマスフローコントローラを設け
ることで、マスフローコントローラの流量制御に必要な
圧力差を確保でき、より大流量のＯ2 を供給することが
できるようになる。
【００１５】さらに、Ｏ2 ガス供給管にＯ2 ガスを加熱
する加熱手段を設けるとよい。高温になっているＴＥＯ
Ｓガスに室温のＯ2 ガスを混合するとＴＥＯＳガスが凝
縮しやすくなり、それがガス供給管内部に付着するが、
Ｏ2 ガスを加熱する加熱手段を設けてＯ2 ガスを加熱す
ると、ＴＥＯＳガスが凝縮しにくくなり、ガス供給管内
にＴＥＯＳが付着しなくなる。
する加熱手段を設けるとよい。高温になっているＴＥＯ
Ｓガスに室温のＯ2 ガスを混合するとＴＥＯＳガスが凝
縮しやすくなり、それがガス供給管内部に付着するが、
Ｏ2 ガスを加熱する加熱手段を設けてＯ2 ガスを加熱す
ると、ＴＥＯＳガスが凝縮しにくくなり、ガス供給管内
にＴＥＯＳが付着しなくなる。
【００１６】そして、ＴＥＯＳガスとＯ2 ガスとを合流
するガス合流部において、ＴＥＯＳガスの流れに対しＯ
2 ガスを直角に導入するとよい。ＴＥＯＳガスの流れに
対しＯ2 ガスが直角に導入されると、必要十分な混合状
態が得られる。
するガス合流部において、ＴＥＯＳガスの流れに対しＯ
2 ガスを直角に導入するとよい。ＴＥＯＳガスの流れに
対しＯ2 ガスが直角に導入されると、必要十分な混合状
態が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の成膜装置に係る実
施の形態を図面を用いて説明する。図１は本実施の形態
に係るプラズマＣＶＤ装置の概略説明図である。
施の形態を図面を用いて説明する。図１は本実施の形態
に係るプラズマＣＶＤ装置の概略説明図である。
【００１８】図１において、反応室１の構成は図４と同
じであるため、図４と対応する部分には同一符号を付し
て示す。反応室１に対して、ＴＥＯＳガスを供給するＴ
ＥＯＳガス供給管５と、Ｏ2 ガスを供給するＯ2 ガス供
給管６とを別個に配設する。
じであるため、図４と対応する部分には同一符号を付し
て示す。反応室１に対して、ＴＥＯＳガスを供給するＴ
ＥＯＳガス供給管５と、Ｏ2 ガスを供給するＯ2 ガス供
給管６とを別個に配設する。
【００１９】液体ＴＥＯＳ１２は気化器１１で加熱して
ＴＥＯＳガスとする。気化器１１は温度８０〜１００
℃、ＴＥＯＳ蒸気圧３０〜９０Ｔｏｒｒに設定する。気
化器１１で発生したＴＥＯＳガスはマスフローコントロ
ーラ（ＭＦＣ）１３で流量制御され、８０〜１００℃に
保温されたＴＥＯＳガス供給管５を通り反応室１に供給
される。
ＴＥＯＳガスとする。気化器１１は温度８０〜１００
℃、ＴＥＯＳ蒸気圧３０〜９０Ｔｏｒｒに設定する。気
化器１１で発生したＴＥＯＳガスはマスフローコントロ
ーラ（ＭＦＣ）１３で流量制御され、８０〜１００℃に
保温されたＴＥＯＳガス供給管５を通り反応室１に供給
される。
【００２０】一方、Ｏ2 ガスは途中に設けた加熱手段と
しての熱交換器７により８０〜１００℃に保温されたＯ
2 ガス供給管６を通り反応室１に供給される。反応室に
供給するＯ2 ガスを熱交換器７により加熱するのは、室
温のＯ2 ガスと８０〜１００℃に保温されたＴＥＯＳガ
スとを混合するとＴＥＯＳガスが霧状に凝縮し、ガス供
給管内壁に付着するが、反応室に供給するＯ2 ガスを加
熱すると、そのようなＴＥＯＳの付着がなくなるからで
ある。
しての熱交換器７により８０〜１００℃に保温されたＯ
2 ガス供給管６を通り反応室１に供給される。反応室に
供給するＯ2 ガスを熱交換器７により加熱するのは、室
温のＯ2 ガスと８０〜１００℃に保温されたＴＥＯＳガ
スとを混合するとＴＥＯＳガスが霧状に凝縮し、ガス供
給管内壁に付着するが、反応室に供給するＯ2 ガスを加
熱すると、そのようなＴＥＯＳの付着がなくなるからで
ある。
【００２１】反応室１の直前、具体的には上電極３の直
前に、上記ＴＥＯＳガス供給管５とＯ2 ガス供給管６と
を接続してＴＥＯＳガスとＯ2 ガスとを合流するガス合
流部１６を設ける。このようにガス合流部１６を上電極
３に近づけ、ＴＥＯＳガスを８０〜１００℃に保温され
た上電極３の直上部でＯ2 と混合させる。上電極３の直
上部でＴＥＯＳガスをＯ2 と混合するのは、反応室１に
近づくに従いＴＥＯＳガス供給管５内の圧力が下がり、
混合地点の圧力が低い程、ＴＥＯＳガスの凝縮が発生し
にくくなるからである。これによりＯ2 ガスとの混合地
点およびその周辺でＴＥＯＳガスが凝縮したり霧状とな
ることを防ぎ、電極２、３間に供給するＴＥＯＳガスの
実流量をＭＦＣ１３により一定に制御することが可能と
なる。
前に、上記ＴＥＯＳガス供給管５とＯ2 ガス供給管６と
を接続してＴＥＯＳガスとＯ2 ガスとを合流するガス合
流部１６を設ける。このようにガス合流部１６を上電極
３に近づけ、ＴＥＯＳガスを８０〜１００℃に保温され
た上電極３の直上部でＯ2 と混合させる。上電極３の直
上部でＴＥＯＳガスをＯ2 と混合するのは、反応室１に
近づくに従いＴＥＯＳガス供給管５内の圧力が下がり、
混合地点の圧力が低い程、ＴＥＯＳガスの凝縮が発生し
にくくなるからである。これによりＯ2 ガスとの混合地
点およびその周辺でＴＥＯＳガスが凝縮したり霧状とな
ることを防ぎ、電極２、３間に供給するＴＥＯＳガスの
実流量をＭＦＣ１３により一定に制御することが可能と
なる。
【００２２】ところでＴＥＯＳガスとＯ2 ガスの混合地
点を上電極３に近づけると、混合ガスの組成を均一化し
ＴＥＯＳガス供給量を安定させるための配管長を確保し
にくくなる。このため本実施の形態では、凝縮を防ぎつ
つ、なおかつ混合を十分に行うために混合地点で乱流を
発生させるようにしている。すなわち、ＴＥＯＳガスと
Ｏ2 ガスとのガス合流部１６の下流に乱流を発生させる
ための乱流発生手段９を設ける。乱流発生手段９は上電
極３の直上に接続され、この乱流発生手段９及び上電極
３に対してＴＥＯＳガス供給管５とＯ2 ガス供給管６と
は垂直に接続される。乱流発生手段９は、図示例のよう
に螺旋ないし蛇行状のガス配管で構成し、このガス配管
を混合ガスが螺旋または蛇行を描いて通過するようにす
る。これにより混合地点において混合ガスの乱流が発生
し、混合ガスの部分部分でのガス組成が均―化される。
なお、螺旋ないし蛇行状ガス配管のサイズと混合の度合
いは直接関係せず、螺旋、蛇行状配管のサイズは通常の
３／８インチ管以上のサイズであればよい。
点を上電極３に近づけると、混合ガスの組成を均一化し
ＴＥＯＳガス供給量を安定させるための配管長を確保し
にくくなる。このため本実施の形態では、凝縮を防ぎつ
つ、なおかつ混合を十分に行うために混合地点で乱流を
発生させるようにしている。すなわち、ＴＥＯＳガスと
Ｏ2 ガスとのガス合流部１６の下流に乱流を発生させる
ための乱流発生手段９を設ける。乱流発生手段９は上電
極３の直上に接続され、この乱流発生手段９及び上電極
３に対してＴＥＯＳガス供給管５とＯ2 ガス供給管６と
は垂直に接続される。乱流発生手段９は、図示例のよう
に螺旋ないし蛇行状のガス配管で構成し、このガス配管
を混合ガスが螺旋または蛇行を描いて通過するようにす
る。これにより混合地点において混合ガスの乱流が発生
し、混合ガスの部分部分でのガス組成が均―化される。
なお、螺旋ないし蛇行状ガス配管のサイズと混合の度合
いは直接関係せず、螺旋、蛇行状配管のサイズは通常の
３／８インチ管以上のサイズであればよい。
【００２３】さて、Ｏ2 ガス供給管６に設けた熱交換器
７の効果を確認するために、次のような実験を行なっ
た。図１と同等の装置を用いて、Ｏ2 ガス温度を常温の
２０℃と高温の１００℃のそれぞれにおいて同一の成膜
条件にてＴＥＯＳ−ＳｉＯ2 膜を成膜し、プラズマ状態
を表すＶｐｐ波形を比較した。その結果を図３に示す。
図３（ａ）に示すように、Ｏ2 温度２０℃によるＶｐｐ
波形では、成膜開始直後から、ガス混合地点、およびＴ
ＥＯＳガス供給管５においてＴＥＯＳガスが凝縮し、Ｔ
ＥＯＳガスはほとんど流れない。その後、ＴＥＯＳガス
供給管５は保温されているので凝縮したＴＥＯＳは再気
化し供給されはじめている。この状態では、電極２、３
間におけるＴＥＯＳガスの実流量は変動しており、プラ
ズマが不安定になっていることがわかる。Ｖｐｐ波形の
脈動は、電極２、３間に導入された混合ガスの部分部分
におけるガス組成が時間とともに変化するためである。
―方、図３（ｂ）に示すように、Ｏ2 温度１００℃にお
いては、成膜開始後よりＶｐｐ波形に変動はなく、非常
に安定したプラズマ状態であることがわかる。
７の効果を確認するために、次のような実験を行なっ
た。図１と同等の装置を用いて、Ｏ2 ガス温度を常温の
２０℃と高温の１００℃のそれぞれにおいて同一の成膜
条件にてＴＥＯＳ−ＳｉＯ2 膜を成膜し、プラズマ状態
を表すＶｐｐ波形を比較した。その結果を図３に示す。
図３（ａ）に示すように、Ｏ2 温度２０℃によるＶｐｐ
波形では、成膜開始直後から、ガス混合地点、およびＴ
ＥＯＳガス供給管５においてＴＥＯＳガスが凝縮し、Ｔ
ＥＯＳガスはほとんど流れない。その後、ＴＥＯＳガス
供給管５は保温されているので凝縮したＴＥＯＳは再気
化し供給されはじめている。この状態では、電極２、３
間におけるＴＥＯＳガスの実流量は変動しており、プラ
ズマが不安定になっていることがわかる。Ｖｐｐ波形の
脈動は、電極２、３間に導入された混合ガスの部分部分
におけるガス組成が時間とともに変化するためである。
―方、図３（ｂ）に示すように、Ｏ2 温度１００℃にお
いては、成膜開始後よりＶｐｐ波形に変動はなく、非常
に安定したプラズマ状態であることがわかる。
【００２４】次に図２の成膜装置の変形例について説明
する。図１に示した成膜装置では、ＭＦＣ１３が上電極
３から離れた気化器１１内にあるため、ＴＥＯＳガスの
流量をより有効に制御できず、より大流量のＯ2 ガスの
供給に対応できない。そこで、より大流量のＯ2 ガスの
供給に対応するための改良を加えている。図２では、Ｍ
ＦＣ１３を上電極３の直上部に移動してＴＥＯＳガスの
流量をより有効に制御することによりガス合流部１６で
のガス混合を最適化し、図１に比して、より大流量のＯ
2 を供給することを可能にしている。これは反応室１に
ＭＦＣ１３を近づけることで、Ｏ2 ガスの大流量時、Ｔ
ＥＯＳガスの流量制御に必要な圧力差を確保でき、所定
の圧力においてＴＥＯＳガス、Ｏ2 ガスの流量が安定す
るまでの調圧時間をより改善できるからである。
する。図１に示した成膜装置では、ＭＦＣ１３が上電極
３から離れた気化器１１内にあるため、ＴＥＯＳガスの
流量をより有効に制御できず、より大流量のＯ2 ガスの
供給に対応できない。そこで、より大流量のＯ2 ガスの
供給に対応するための改良を加えている。図２では、Ｍ
ＦＣ１３を上電極３の直上部に移動してＴＥＯＳガスの
流量をより有効に制御することによりガス合流部１６で
のガス混合を最適化し、図１に比して、より大流量のＯ
2 を供給することを可能にしている。これは反応室１に
ＭＦＣ１３を近づけることで、Ｏ2 ガスの大流量時、Ｔ
ＥＯＳガスの流量制御に必要な圧力差を確保でき、所定
の圧力においてＴＥＯＳガス、Ｏ2 ガスの流量が安定す
るまでの調圧時間をより改善できるからである。
【００２５】また、図２に示すように、ＴＥＯＳガス供
給管５に対してＯ2 ガス供給管６を直角に接続して、Ｍ
ＦＣ１３を通過したＴＥＯＳガスに対しＯ2 ガスを直角
に導入している。このようにＴＥＯＳガスに対しＯ2 を
直角に導入すれば、図１のような乱流発生手段９を設け
なくてもよく、必要十分な混合状態が得られるため、構
成の簡略化が図れるという利点がある。なお、図２
（ｂ）に示すＴＥＯＳガスに対するＯ2 ガスの導入角度
θは直角に限定されない。導入角度θは好ましくは３０
〜９０°の角度であり、さらに好ましくは４５〜９０°
の角度であり、最も好ましくは９０°の角度である。
給管５に対してＯ2 ガス供給管６を直角に接続して、Ｍ
ＦＣ１３を通過したＴＥＯＳガスに対しＯ2 ガスを直角
に導入している。このようにＴＥＯＳガスに対しＯ2 を
直角に導入すれば、図１のような乱流発生手段９を設け
なくてもよく、必要十分な混合状態が得られるため、構
成の簡略化が図れるという利点がある。なお、図２
（ｂ）に示すＴＥＯＳガスに対するＯ2 ガスの導入角度
θは直角に限定されない。導入角度θは好ましくは３０
〜９０°の角度であり、さらに好ましくは４５〜９０°
の角度であり、最も好ましくは９０°の角度である。
【００２６】なお、上電極３の直上に乱流発生手段９を
設けた図１の実施の形態では、ＭＦＣ１３を気化器１１
内に設けるようにしたが、乱流発生手段９を残存させた
まま、図２の実施の形態のように、ＭＦＣ１３を反応室
１側に寄せることも可能である。また、本発明はプラズ
マＣＶＤ装置に限定されず、減圧用ＣＶＤ装置や常圧Ｃ
ＶＤ装置にも適用できる。
設けた図１の実施の形態では、ＭＦＣ１３を気化器１１
内に設けるようにしたが、乱流発生手段９を残存させた
まま、図２の実施の形態のように、ＭＦＣ１３を反応室
１側に寄せることも可能である。また、本発明はプラズ
マＣＶＤ装置に限定されず、減圧用ＣＶＤ装置や常圧Ｃ
ＶＤ装置にも適用できる。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、ＴＥＯＳガスとＯ2 ガ
スを反応室の直前で合流してＴＥＯＳガスが凝縮しにく
くなるようにしたので、反応室内に供給されるＴＥＯＳ
ガスの実流量を―定に制御できる。また、乱流発生手段
によりＴＥＯＳガスとＯ2 ガスを混合することにより、
反応室内における混合ガス組成をより一定に制御でき
る。
スを反応室の直前で合流してＴＥＯＳガスが凝縮しにく
くなるようにしたので、反応室内に供給されるＴＥＯＳ
ガスの実流量を―定に制御できる。また、乱流発生手段
によりＴＥＯＳガスとＯ2 ガスを混合することにより、
反応室内における混合ガス組成をより一定に制御でき
る。
【図１】本発明の成膜装置の実施の形態によるプラズマ
ＣＶＤ装置の概略説明図である。
ＣＶＤ装置の概略説明図である。
【図２】変形例を示すプラズマＣＶＤ装置の概略説明図
であり、（ａ）は全体図、（ｂ）はガス供給管の部分図
である。
であり、（ａ）は全体図、（ｂ）はガス供給管の部分図
である。
【図３】Ｏ2 ガス温度とＶｐｐ波形の関係を示す図であ
り、（ａ）はＯ2 ガス温度２０℃の場合、（ｂ）はＯ2
ガス温度１００℃の場合を示す。
り、（ａ）はＯ2 ガス温度２０℃の場合、（ｂ）はＯ2
ガス温度１００℃の場合を示す。
【図４】従来例のプラズマＣＶＤ装置の概略説明図であ
る。
る。
１ 反応室 ２ 下電極 ３ 上電極 ４ 基板 ５ ＴＥＯＳガス供給管 ６ Ｏ2 ガス供給管 ７ 熱交換器 ９ 乱流発生手段 １０ プラズマ １１ 気化器 １２ 液体ＴＥＯＳ １３ ＭＦＣ １６ ガス合流部
Claims (5)
- 【請求項１】反応室にＴＥＯＳガスとＯ2 ガスとを供給
して基板上にＳｉＯ2 膜を成膜する成膜装置において、 反応室の直前にＴＥＯＳガスとＯ2 ガスとを合流するガ
ス合流部を設けたことを特徴とする成膜装置。 - 【請求項２】ＴＥＯＳガスとＯ2 ガスとを合流するガス
合流部の下流に乱流を発生する乱流発生手段を設けた請
求項１に記載の成膜装置。 - 【請求項３】ＴＥＯＳガスとＯ2 ガスとを合流するガス
合流部の直前のＴＥＯＳガス供給管に、ＴＥＯＳガスの
流量制御を行うマスフローコントローラを設けた請求項
１または２に記載の成膜装置。 - 【請求項４】Ｏ2 ガスを加熱する加熱手段をＯ2 ガス供
給管に設けた請求項１ないし３のいずれかに記載の成膜
装置。 - 【請求項５】ＴＥＯＳガスとＯ2 ガスとを合流するガス
合流部において、ＴＥＯＳガスの流れに対しＯ2 ガスを
直角に導入するようにした請求項１ないし４のいずれか
に記載の成膜装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30803296A JPH10150030A (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30803296A JPH10150030A (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 成膜装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10150030A true JPH10150030A (ja) | 1998-06-02 |
Family
ID=17976072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30803296A Pending JPH10150030A (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 成膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10150030A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006522495A (ja) * | 2003-04-07 | 2006-09-28 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 大面積基板上に酸化シリコンを堆積する為の方法および装置 |
| KR20180050367A (ko) | 2015-10-06 | 2018-05-14 | 가부시키가이샤 알박 | 혼합기, 진공 처리 장치 |
-
1996
- 1996-11-19 JP JP30803296A patent/JPH10150030A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006522495A (ja) * | 2003-04-07 | 2006-09-28 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 大面積基板上に酸化シリコンを堆積する為の方法および装置 |
| KR20180050367A (ko) | 2015-10-06 | 2018-05-14 | 가부시키가이샤 알박 | 혼합기, 진공 처리 장치 |
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