JPS61158148A - プラズマcvd膜の製造方法 - Google Patents

プラズマcvd膜の製造方法

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JPS61158148A
JPS61158148A JP59279190A JP27919084A JPS61158148A JP S61158148 A JPS61158148 A JP S61158148A JP 59279190 A JP59279190 A JP 59279190A JP 27919084 A JP27919084 A JP 27919084A JP S61158148 A JPS61158148 A JP S61158148A
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JP
Japan
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gas
plasma
plasma cvd
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film
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JP59279190A
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English (en)
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Yoichi Onishi
陽一 大西
Junichi Nozaki
野崎 順一
Akira Okuda
晃 奥田
Hirozo Shima
島 博三
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS61158148A publication Critical patent/JPS61158148A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/0217Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon nitride not containing oxygen, e.g. SixNy or SixByNz

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、プラズマOV D (Chemical、 
VapourDeposition )法によって、基
材表面にプラズマCVD膜を形成する際、前記プラズマ
CVD膜の膜質および膜厚の分布を制御して、基材表面
に形成するためのプラズマ(]/、D膜の製造方法に関
するものである。
従来の技術 プラズマOVD法は、真空容器内に基材を加熱状態で保
持し、形成すべき薄膜の組成元素を含む化合物ガスを一
定流量で真空容器内に供給し、かつ、真空容器内の圧力
を大気王以下の所定の真空度に維持した状態で、基材を
含む空間に低温プラズマを発生させろことによって、基
材表面に、所望のプラズマCVD膜を形成する方法であ
る。
以下、図面を参照しながら、従来のプラズマCVD膜の
製造方法について説明する。
第2図に、従来のプラズマCVD装置を示す。
+l+は真空状態の維持が可能な真空容器、(2)はプ
ラズマown膜が形成される基材、(3)は基材(2)
を保持し、かつ内部に加熱用のヒータを有して、基材(
2)表面を加熱することが可能な試料台、3&は試料台
3の内部に搭載されたヒータ、(4)は形成すべきプラ
ズマCVD膜の組成元素を含む化合物ガスを供給するた
めのガス供給装置のガス供給ノズル、(5)は、真空容
器(1)の圧力を大気圧以下の真空度に真空排気するた
めの真空ポンプ、(6)は、真空容器(1)と真空ポン
プ(5)の間を気密に接続する真空排気用のパイプ、(
刀は、真空容器fil内の正方を管内抵抗を可変に制御
するためのバタフライバルブ、(81は、真空容器(1
)内に原料ガスを導入し、かつ真空容器+11内を所定
の圧力に制御した状態で、基材(2)を含む空間に、低
温プラズマを発生させるための電極、(9)は、出力の
闇波数が13.56 NH2の高周波電源、filは、
電極(8)に高周波電力を効率良く供給するために設け
た整合回路、(19はヒータ3aに電力を供給する交流
電源、を示す。
従来のプラズマCVD装置の動作を説明する。
まず、真空容器+11内を真空ポンプ(5)により、5
0m Torr以下の真空度まで真空排気した後、基材
(2)の表面に形成すべき薄膜の組成元素を含む化合物
ガスをガス供給装置のガス供給ノズル(4)から真空容
器(1)内に導入し、さらに、バタフライバルブ(7)
を操作し、薄膜形成条件である圧力に真空容器(1)内
を制御する。また基材(2)は、試料台(3)によって
所定の温度に加熱制御される。次に1電極(8)に高周
波電源(9)より高周波電力を供給し、基材(2)を含
む空間に低温プラズマを発生させる。前記結果として、
基材(2)表面に所望のプラズマ(、VD膜が形成され
る。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来のプラズマCVD膜の製造方法では
、真空排気系であるパイプ(6)の位置、ガス供給装置
のガス供給ノズル(4)の位置並びにガス供給装置のガ
ス供給ノズル(4)から供給される原料ガスの流量など
に依存して、第2図中のA−A断面の各位置の有効排気
速度が異なり、そのため、基材(2)表面1各位置での
原料ガスの濃度並びにガス流れが異なり、その結果プラ
ズマCVD膜を基材(21表面に形成した際、基材(2
)上の膜厚分布、膜質分布を低下させるという欠点を有
していた。
また、任意に基材(2)表面上に形成するプラズマCV
D膜の膜厚分布、膜質分布を制御することが非常に困難
である。
このように、従来のプラズマCVD膜の製造方法では、
膜を基材嘴21表面に形成する際、基材12)表面上の
各位置での原料ガスの濃度並びにガス流れを制御できな
いため、基材(2)表面に形成するプラズマCVD膜の
膜厚分布、膜質分布を制御することが困難であるという
欠点を有していた。
発明の構成 本発明は、真空容器内に基材を配設し、前記真空容器内
を所定圧力に減圧し、前記基材表面に形成すべきプラズ
マOVD薄膜の組成元素を含む化合物ガス、例えばモノ
シラン(S1H4)、アンモニア(NH3) 、窒素(
Nりの混合ガスを一定流量で供給し、複数のガスノズル
より窒素ガスを供給して一定田力0.46 ToτrV
c保持しながら、前記基材を所定温度350℃に制御し
、前記真空容器内に配設した電極に40〜500 KH
2,13,56MHMまたは2.45 GHMの高周波
電力を供給し、前記基材を含む空間に低温のプラズマを
発生させ、前記複数のガスノズルよりの窒素ガス導入量
をプラズマCVD膜の原料ガスの流れを制御してガスノ
ズルより噴出したガスが原料ガスの低温プラズマに混入
しないよう噴出させ排気速度を一定になるようにしてプ
ラズマCVD膜を製造するにある。
作用 本発明は、複数のガスノズルを基材の周囲の真空容器に
等間隔に配設し、ガスノズルより噴出したガスが原料ガ
スの低温プラズマに混入しないよう噴出させ、基材表面
上の各位置での原料ガスの濃度並びにガス流れが一定に
なるよう導入量を制御するようにしたので、プラズマ窒
化膜の膜厚分布および膜質分布を任意に制御することが
でき、所望のプラズマSiN膜が形成できる。
実施例 本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する
第1図は、本発明の一実施例におけるプラズマCVD膜
の製造方法を実施するプラズマCVD装置の断面図を示
す。
図において、(101)は、真空状態の維持が可能な真
空容器、(102)は、プラズマSiN膜が形成される
基材、(103)は基材(102)を保持するための試
料台、(103a)は試料台(103)を加熱すること
によって、基材(102)を所定の温度に加熱制御する
ための加熱装置、(104)は形成すべきプラズマCV
D膜の組成元素を含む化合物ガスを供給するためのガス
供給装置のガス供給ノズル、(105)は真空容器(1
01)内の圧力を大気圧以下の真空度に真空排気するた
めの真空ポンプ、(106)は真空容器(101)と真
空ポンプ(105)との間を気密に接続する真空排気用
のパイプ、(107)は真空容器(101)内の子方を
制御するため管内抵抗を可変に制御するバタフライバル
ブ、(tos’)は真空容器(101)内に原料ガスを
導入し、かつ真空容器(lOt)内を所定の圧力に制御
した状態で、基材(102)を含む空間に、低温プラズ
マを発生させるための電極、(109)は出力の周波数
が40〜500 KHz又は13.56 Ml(z又は
2.45 GHzの高周波電源、(110)は電極(t
OS)に高周波電力を効率良く供給するために設けた整
合回路、(111)は加熱装置(103a)に電力を供
給する交流電源、(112)は真空容器(101)に等
間隔に配置し、ガス供給装置のガス供給ノズル(104
)の下方であって、試料台(103)とパイプ(106
)との間に位置し、ノズル先端は加熱装置(103a)
下部に位置するようにし、窒素ガスを制御して供給する
ことが可能なガスノズル、を示す。
本発明のプラズマCVD装置の動作を説明する。
まず、真空容器(101)内を真空ポンプ(1OS)に
よって、50 ya Torr以下の真空度まで真空排
気した後、基材(102)表面に形成すべき薄膜の組成
元素を含む化合物ガス、すなわちモノシラン(SiF2
)アンモニア(NH3) 、窒素(IJ、 ’)の混合
ガスを各々13 S(ICM、 16500M、 52
500Mのガス流量で、ガス供給装置のガス供給ノズル
(104)より真空容器(1al)内に導入し、かつ真
空容器(101)内の圧力をバタフライバルブ(107
)の操作、並びにガスノズル(112)より窒素ガスを
制御して導入することによって、0.46 Torrに
保持する。また基材(102)は試料台(103) K
よって350℃の温度に加熱制御される。次に、電極(
tOS)に高周波電源(109)より高周波電力を供給
し、基材(102)を含む空間に低温プラズマを発生さ
せる。本実施例では、第1図中のA/  )、/断面の
有効排気速度をほぼ一定となり、ガスの噴出方向および
形状によってガスノズルより噴出したガスが原料ガスの
低温プラズマに混入しないようガスノズル(112) 
全4本配置し、各ガスノズルからの窒素ガス導入量を制
御した。
以上の動作によって、基材(102)表面上に屈折率2
.05±0.02、膜厚分布±3%のプラズマ窒化シリ
コン(プラズマSLN )膜を形成することができた。
以上のように、本実施例によれば、真空状態の維持が可
能な真空容器(101)と基材(102)を保持する試
料台(103)と、加熱装置(103&)と、真空ポン
プ(los)と、パイプ(106)と、バタフライノぐ
ルブ(107)と、電極(108)と、試料台(103
)とパイプ(106)との間に位置したガスノズル(1
12)とを設け、ガスノズル(112)より、窒素ガス
を制御して導入し、基材(102)を含む空間において
、プラズマ窒化膜の原料ガスのガス流れを制御すること
によって、基材(1oz)に形成するプラズマ窒化膜の
膜厚分布および膜質分布を任意に制御することが可能で
あり、その結果、所望のプラズマSiN膜を形成するこ
とができた。
発明の効果 本発明は、本発明のプラズマCVD装置において、ガス
ノズルよりガスを制御して導入すること釦よって、基材
を含む空間において、プラズマCVD膜の原料ガスのガ
ス流れを制御することが容易となるため、基材表面に形
成するプラズマCVD膜の膜厚分布および膜質分布を制
御することができる大きな実用的効果を生ずる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のプラズマCVD装置の断面図、第2図
は従来のプラズマ(’VD装置の断面図、を示す。 1O15・真空容器  102:基材  103:試料
台  103PL:加熱装置104  ガス供給ノズル
105・真空ポンプ  106:パイプ  108:電
−109:高周波電#t1o:整合回路 111 :交
流電源  112:ガスノズル特許出願人   松下電
器産業株式会社代理人弁理士   阿  部    功
第1図 第2図 手  続  補  正  書 ■、事件の表示  特願昭 59−279190号2、
発明の名称 プラズマCVD膜の製造方法 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所〒185東京都国分寺市南町三丁目12番11号
6 補正の対象 補  正  の  内  容 1 明細書第6頁第7行「0.46 Torrに保持し
ながら」を「0.30 Torrに保持しながら」と2
 同第9頁第6行「13 SccM、 16 SaaM
152500Mのガス流」を 「10 scaM、 3 t saaM、 s O50
0Mのガス流」と、 3、 同第9頁第11行「D、 46 Torrに保持
する。」を「0.30 Torrに保持する。」とそれ
ぞれ補正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、真空容器内に基材を配設し、前記真空容器内を所定
    圧力に減圧し、前記基材表面に形成すべきプラズマCV
    D薄膜の組成元素を含む化合物ガスおよび単一ガスの混
    合ガスを一定流量で供給し、複数のガスノズルより窒素
    ガスを供給して一定圧力に保持しながら、前記基材を所
    定温度に制御し、前記真空容器内に配設した電極に高周
    波電力を供給し、前記基材を含む空間に低温のプラズマ
    を発生させ、前記複数のガスノズルよりのガス導入量を
    排気速度を一定になるよう制御してプラズマCVD膜の
    原料ガスの流れを制御し、前記基材の表面のプラズマC
    VD膜の製造方法。 2、前記ガスノズルより導入するガスの組成が窒素また
    は少なくともプラズマCVD膜の原料ガスの成分の1つ
    を含むガスとする特許請求の範囲第1項記載のプラズマ
    CVD膜の製造方法。 3、前記高周波電力の周波数を40〜500KHz、1
    3.56MHzまたは2.45GHzとする特許請求の
    範囲第1項又は第2項記載のプラズマCVD膜の製造方
    法。 4、前記ガスノズルより噴出したガスが原料ガスの低温
    プラズマに混入しないよう噴出させる特許請求の範囲第
    1項又は第2項又は第3項記載のプラズマCVD膜の製
    造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107818911A (zh) * 2016-09-14 2018-03-20 株式会社日立国际电气 半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107818911A (zh) * 2016-09-14 2018-03-20 株式会社日立国际电气 半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质

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