JPS63270471A - プラズマｃｖｄ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】 ［産業−１−の利用分野］ 本発明はプラズマＣＶＤ装置に関する。史に詳細には、
本発明は異物の発生を抑制し、膜厚の均一性を向上させ
ることのできるサセプタを有するプラズマＣＶＤ装置に
関する。

［従来技術］ 薄膜の形成方法として半導体工業において一般に広く用
いられているものの一つに化学的気相成長法（ＣＶＩ）
：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　ＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓ　ｉ　
ｔ　１ｏｎ）がある。ＣＶ　Ｉ）とは、ガス状物質を化
学反応で固体物質にし、基板ｌ−に堆積することをいう
。

ＣＶＤの特徴は、成長しようとする薄膜の融点よりかな
り低い堆積温度で種々の薄膜がｆＩｊられること、およ
び、成長した薄膜の純度が高く、ＳｉやＳ　ｉ　ｌ−の
熱酸化膜−にに成長した場合も電気的特性が安定である
ことで、広＜゛１′−導体表面のパッシベーション膜と
して利用されている。

ＣＶ　ｌ）法は大別すると、（１）常圧、（２）減圧お
よび（３）プラズマの３種類がある。

最近の超ＬＳＩ技術の急速な進歩により、“超々ＬＳＩ
”という、Ｉｔ便も聞かれはじめた。これに伴い、Ｓｉ
デバイスはますます高集積化、高速度化が進み、６イン
チから８インチ、史には１２インチ大口径基板が使用さ
れるようになった。

゛ｉ導体デバイスの高集積化が進むに伴い、高品質、高
精度な絶縁膜が求められ、常圧ＣＶＤ法では対応が困難
になってきた。そこで、プラズマ化学を利用したプラズ
マＣＶＤ法が注目を浴びている。

この方法はＣＶＤの反応の活性化に必要なエネルギーを
、真空中におけるグロー放電のプラズマによって得るも
ので、成長は３００℃前後の低温で起こり、ステップカ
バレージ（まわりこみ、またはパターン段差部被覆性）
）が良く、膜の強度が強く、史に耐湿性に優れていると
いった特長をすｌ゛する。また、プラズマＣＶＤ法によ
る成膜生成速度（デポレート）は、減圧ＣＶ　Ｉ）法に
比べて極めて速い。

［発明が解決しようとする問題点コ プラズマＣＶ　Ｉ）法においても、ウエノ）は３００℃
程度にまで加熱しなければならない。このため、ウェハ
が載置される金属製均熱板の下部には加熱１１段が配設
されている。

ところで、プラズマＣｖＩ）装置では、高周波電極と金
属製均熱板との間でグロー放電を発生させる。この金属
製均熱板および加熱手段等を保護するために、均熱板の
周囲を絶縁材のカバーで包囲している。

従来のプラズマＣＶ　Ｉ）装置は均熱板に比べて絶縁カ
バーの部分が低温であった。このため、絶縁カバーの部
分に反応生成物が付着しやすかった。

絶縁カバーに付着する反応生成物は付着力が微弱なため
、熱応力または棒径かな気流によっても剥離する傾向が
強い。

剥離した膜により反応ガスの気流か乱され、膜厚均一性
を悪化させたり、剥離した膜が気流により吹飛ばされ、
ウェハ表面に付着し、ウエノ１のＣＶＤ膜にピンホール
を発生させていた。

このため、半導体素子の製造歩留りが低下するばかりか
、炉内を頻繁にクリーニングしなければならないのでス
ループットも低下する。

［発明のＬＪ的］ 従って、本発明の目的は異物の発生を抑制し、膜厚の均
一性を向トさせることのできるサセプタを有するプラズ
マＣＶＤ装置を提供することである。

［問題点を解決するための手段コ 前記の問題点を解決し、あわせて本発明の目的を達成す
るための手段として、この発明は、接地基板電極を構成
する金属製均熱板を上面に有し、この金属製均熱板を加
熱するための加熱手段を内部に有するサセプタと、この
サセプタ上の接地基板電極に対峙する高周波電極とを有
するプラズマＣＶＤ装置において、前記サセプタ上の金
属製均熱板の周囲は絶縁材のカバーで包囲されており、
該絶縁カバーの下部の少なくとも一部に加熱手段が配設
されていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置を提供
する。

［作用コ 前記のように、本発明のプラズマＣＶＤ装置においては
、絶縁カバーの部分と、均熱板の部分に各々の加熱手段
を有し、各部分を互いに独＼χして温度調節することが
できる。

かくして、例えば、絶縁カバーの部分を均熱板の部分よ
りも高温にすることもｉｉＪ能である。絶縁カバーの部
分を高温にすることにより、反応生成物の絶縁カバーへ
の付着を効果的に防止できることが確認された。

その結果、膜厚均一性の悪化および異物の増加を効果的
に防止でき、半導体素子の製造歩留りが向］二される。

更に、膜厚均一性の悪化および異物の増加を防止するた
めに行われていたドライエツチングによるクリーニング
作業の頻度が減少するため、スループットが向＋１する
。

［実施例コ 以ド、図面を参照しながら本発明の一実施例について史
に詳細に説明する。

第１図は本発明のプラズマＣＶＤ装置の・例の［要所面
図である。

第１図に示されるように、本発明のプラズマＣＶＤ装置
１は筺体１０と着脱可能なトップカバー２０とからなる
。

筺体１０は底壁部１２と側壁部１４とからなる。

側壁部１４の一部に反応室内部の伏況を観察するための
石英ガラス製窓都３０を配設し、更にウェハを反応室へ
搬入したり、搬出したりするための第１ウェハ搬送機構
４０が収容された第１予備室４２が固設されている。第
１予備室４２と筐体１０とはゲートバルブ４４により遮
断・連通可能に構成できる。予備室は別の側壁部にも固
設し、合計２室とすることもできる。側壁部１４の下部
には真空排気ダクト４６が配設されている。

トップカバー２０には高周波電極機構５０が取付られて
いる。高周波電極機構５０は下部に、サセプタの直径と
同じくらいか、あるいは、これよりも若干小さい直径の
、円盤杖で、多数の貫通孔が穿設された金属製高周波電
極５１を有する。この金属製高周波電極５１は絶縁材５
２ａにより包囲されている。また、この電極５１は中間
部材５３を介して電極支持部材５４により支持されてい
る。中間部材５３と電極支持部材５４とは絶縁材５２ｂ
および５２ｃによりトップカバーから絶縁されている。

電極支持部材５４の内部には反応ガス流路５５が設けら
れている。中間部材５３と電極５１との間には、前記流
路５５に連続するガス拡散空間５６が存在する。電極支
持部材は高周波電源５７に接続されている。

筐体１０の内部にはサセプタ６０が配設されている。サ
セプタは支柱８０により支えられている。

このサセプタの上面には金属製の均熱板６１が配設され
ている。この均熱板は接地基板電極を構成する。均熱板
６１の周囲は絶縁材のカバー６２により包囲されている
。

均熱板６１はウェハと人体同じ直径を有するように構成
されている。均熱板のド部には加熱手段６３が配設され
、この加熱手段６３と均熱板６１との間に炭化ケイ素伝
熱板６４ａを介在させることができる。

均熱板用加熱１段６３は独立した温調器６５に接続され
ている。また、図示されていないが、均熱板は設置され
ている。

絶縁カバー６２のド部の少なくとも一部に、絶縁カバー
用の独＼χした加熱手段７０を配設する。

絶縁カバー用加熱手段は絶縁カバーの全周にわたって配
設させることもできるし、所定間隔で断続的に配設する
こともできる。この絶縁カバー用加熱手段と絶縁カバー
との間にも炭化ケイ素伝熱板８４ｂを介在させることが
できる。絶縁カバー用加熱手段７０は独立した温調器７
２に接続されている。かくして、均熱板よりも絶縁カバ
ーを高温に設定することが可能となる。

均熱板６１と絶縁カバー６２との間に断熱材６６を配設
し、各々を熱的に隔離された構造とすることにより、絶
縁カバーの温度が均熱板の温度に影響を及ぼすことがな
いようにする。

加熱手段は抵抗加熱方式または誘導加熱方式等により構
成することができる。これら以外の加熱方式も利用でき
る。

高周波電極板５１および均熱板θ１はアルミニウム、ア
ルミニウム合金又は耐熱性に優れたＮｉ−Ｃｒ合金（別
名“インコーネル”）で構成することができる。

絶縁カバーは例えば、マイカレックス等の材料で構成す
ることができる。その他の絶縁材も当然使用できる。

均熱板５１と絶縁カバー６１との間に配設される断熱材
６６としては例えば、アルミナ（Ａ１２０３）などを使
用できる。その他の耐熱性材料も使用できる。このよう
な材料は当業者に周知である。

［発明の効果コ 以−１−説明したように、本発明のプラズマＣＶＤ装置
においては、絶縁カバーの部分と、均熱板の部分に各々
の加熱ｒ段をＴｒ　Ｌ　、各部分を互いに独立して温度
調節することができる。

かくして、例えば、絶縁カバーの部分を均熱板の部分よ
りも高温にすることも可能である。

第２図に示されるように、絶縁カバーの温度を−ヒ昇さ
せるにつれて、絶縁カバ一部分における反応生成物の堆
積速度は低下する。すなわち、絶縁カバーの部分を高温
にすることにより、反応生成物の絶縁カバーへの付着を
効果的に防止できることが確認された。

その結果、膜厚均一性の悪化およびｗ物の増加を効果的
に防止でき、１へ導体素子の製造歩留りが向−ヒされる
。更に、膜厚均一性の悪化および異物の増加を防止する
ために行われていたドライエツチングによるクリーニン
グ作業の頻度が減少するため、スループットが向上する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプラズマＣＶ　Ｉ）装置の一例の概要
断面図であり、第２図は絶縁カバー表面における温度と
反応生成物の堆積速度との関係を示す特性図である。 ｌ・・・プラズマＣＶＤ装置、１０・・・筺体、１２・
・・底壁部、１４・・・側壁部、２０・・・トップカバ
ー。 ３０・・・窓部、４０・・・第１ウエハ搬送機構、４２
・・・第１子備室、４４・・・ゲートバルブ、４６・・
・真空排気ダクト、５０・・・高周波電極機構、５１・
・・金属製高周波電極、５２ａ、５２ｂｖ　５２ｃ””
絶縁材。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）接地基板電極を構成する金属製均熱板を上面に有
   し、この金属製均熱板を加熱するための加熱手段を内部
   に有するサセプタと、このサセプタ上の接地基板電極に
   対峙する高周波電極とを有するプラズマＣＶＤ装置にお
   いて、前記サセプタ上の金属製均熱板の周囲は絶縁材の
   カバーで包囲されており、該絶縁カバーの下部の少なく
   とも一部に加熱手段が配設されていることを特徴とする
   プラズマＣＶＤ装置。
2. （２）金属製均熱板用加熱手段と絶縁カバー用加熱手段
   とはそれぞれ独立した温調器により制御されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載のプラズマＣＶＤ
   装置。
3. （３）金属性均熱板と絶縁カバーとの境界部に断熱部材
   が配設されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載のプラズマＣＶＤ装置。