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JP2802865B2 - Plasma CVD equipment - Google Patents
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JP2802865B2 - Plasma CVD equipment - Google Patents

Plasma CVD equipment

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JP2802865B2
JP2802865B2 JP31941692A JP31941692A JP2802865B2 JP 2802865 B2 JP2802865 B2 JP 2802865B2 JP 31941692 A JP31941692 A JP 31941692A JP 31941692 A JP31941692 A JP 31941692A JP 2802865 B2 JP2802865 B2 JP 2802865B2
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plasma cvd
baffle plate
shower
cvd apparatus
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勝美 大山
昌幸 蜂谷
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日立電子エンジニアリング株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はプラズマCVD装置に関
する。更に詳細には、本発明は膜特性を維持したまま、
クリーニングレートおよび堆積速度を高速化することが
できるプラズマCVD装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma CVD apparatus. More specifically, the present invention maintains film properties,
The present invention relates to a plasma CVD apparatus capable of increasing a cleaning rate and a deposition rate.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ICの製造においては、ウエハの
表面に酸化シリコンなどの薄膜を形成する工程がある。
薄膜の形成方法には化学的気相成長法(CVD)が用い
られており、CVD法は大別すると、常圧法、減圧法お
よびプラズマ法の3種類がある。最近の超LSIにおい
ては高集積化に対応して高品質で高精度な薄膜が要求さ
れ、従来の常圧、または減圧CVD法では対応が困難と
なり、プラズマCVD法が注目されている。
2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor ICs, there is a step of forming a thin film such as silicon oxide on the surface of a wafer.
A chemical vapor deposition (CVD) method is used as a method of forming a thin film. The CVD method is roughly classified into three types: a normal pressure method, a reduced pressure method, and a plasma method. In recent VLSI, high-quality and high-precision thin films are required in accordance with high integration, and it is difficult to cope with the conventional normal pressure or low pressure CVD method, and the plasma CVD method is attracting attention.

【0003】このプラズマCVD法は真空中において反
応ガスをグロー放電させてプラズマ化して反応に必要な
エネルギーを得るもので、ステップカバレージ(まわり
込み、またはパターン段差部の被覆性)が良好で、また
膜質が強くて耐湿性が優れているなどの特長があり、さ
らに成膜速度(デポレート)が減圧法に比べて極めて速
い点が有利である。
In this plasma CVD method, a reaction gas is glow-discharged in a vacuum to form a plasma to obtain energy required for the reaction. The plasma CVD method has good step coverage (wraparound or coverage of a pattern step portion). It is advantageous in that it has features such as strong film quality and excellent moisture resistance, and that the film formation rate (depo rate) is extremely fast as compared with the decompression method.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来から使用されてい
るプラズマCVD装置の一例を図1に示す。図におい
て、チャンバー(反応炉)10は気密とされ、そのベース
101 にヒーターユニット21と均熱板22とよりなるサセプ
タ20を固設し、これを接地電極とする。チャンバーの蓋
板102 に金属製のノズル部(高周波電極)30を固定し、
その下部にアルミニウム製の円盤状のシャワー電極40を
絶縁リング103 により支持する。シャワー電極に対して
高周波電圧を印加する高周波電源7が設けられる。反応
処理においては、チャンバー10の側面に設けられた搬入
/搬出路50のゲート51を開き、キャリッジ52によりウエ
ハ6を搬入して均熱板22に載置する。ゲートを閉じてチ
ャンバー内部を真空とした後、ヒーターユニット21に
より均熱板が加熱され、これに載置されたウエハが所定
の温度となると、インレット31,32 より所定の反応ガス
およびキャリヤーガスが吸入されてノズル部30の内部で
混合され、シャワー電極の噴射孔41より噴射される。こ
こで、シャワー電極に高周波電圧が印加されるとグロー
放電により反応ガスがプラズマ化し、反応による生成物
がウエハの表面に蒸着して薄膜が形成される。反応後の
ガスは矢印の経路を通って排気口104 より外部に排出さ
れる。
FIG. 1 shows an example of a conventionally used plasma CVD apparatus. In the figure, a chamber (reactor) 10 is made airtight and its base is
A susceptor 20 composed of a heater unit 21 and a heat equalizing plate 22 is fixed to 101, and this is used as a ground electrode. A metal nozzle part (high-frequency electrode) 30 is fixed to the lid plate 102 of the chamber,
A disk-shaped shower electrode 40 made of aluminum is supported by an insulating ring 103 under the lower part. A high-frequency power supply 7 for applying a high-frequency voltage to the shower electrode is provided. In the reaction process, the gate 51 of the loading / unloading path 50 provided on the side of the chamber 10 is opened, and the wafer 6 is loaded by the carriage 52 and placed on the soaking plate 22. After the gate is closed and the inside of the chamber is evacuated, the soaking plate is heated by the heater unit 21. When the wafer mounted on the plate reaches a predetermined temperature, predetermined reaction gas and carrier gas are supplied from the inlets 31 and 32. It is sucked and mixed inside the nozzle unit 30, and is injected from the injection hole 41 of the shower electrode. Here, when a high-frequency voltage is applied to the shower electrode, the reaction gas is turned into plasma by glow discharge, and a product of the reaction is deposited on the surface of the wafer to form a thin film. The gas after the reaction is discharged to the outside through the exhaust port 104 through the path indicated by the arrow.

【0005】従来の高周波電極とシャワー電極との組み
合わせでは印加電圧を高めるとクリーニングレートと堆
積速度は高まるが、膜特性が変化し、一定の品質を有す
るCVD膜を得ることができなかった。
In the conventional combination of a high-frequency electrode and a shower electrode, when the applied voltage is increased, the cleaning rate and the deposition rate are increased, but the film characteristics are changed, and a CVD film having a certain quality cannot be obtained.

【0006】従って、本発明の目的は、膜特性を維持し
たまま、クリーニングレートおよび堆積速度を高速化す
ることのできるプラズマCVD装置を提供することであ
る。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a plasma CVD apparatus capable of increasing a cleaning rate and a deposition rate while maintaining film characteristics.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明では、接地基板電極を構成するアルミ製均熱
板を上面に有し、このアルミ製均熱板を加熱するための
ヒータを有するサセプタと、このサセプタ上の接地基板
電極に対峙する、多数の貫通孔を有するアルミニウム製
シャワー電極を備えた高周波電極とを有するチャンバー
を有するプラズマCVD装置において、前記高周波電極
とシャワー電極との間に、多数の貫通孔を有するアルミ
ニウム製邪魔板が間挿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。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a heater for heating an aluminum soaking plate having an aluminum soaking plate constituting an electrode of a ground substrate on its upper surface. And a plasma CVD apparatus having a chamber having a high-frequency electrode provided with an aluminum shower electrode having a large number of through-holes and facing a ground substrate electrode on the susceptor, wherein the high-frequency electrode and the shower electrode There is provided a plasma CVD apparatus, wherein an aluminum baffle plate having a large number of through holes is interposed therebetween.

【0008】[0008]

【作用】本発明のプラズマCVD装置では、高周波電極
とシャワー電極との間に邪魔板が間挿されているので、
この邪魔板が一種のキャパシタとなり、シャワー電極と
下部電極間の電界を強化する。電界を強化することで、
多量のCVD成膜反応用材料ガスが分解可能となり、膜
特性を維持したまま、堆積速度およびクリーニングレー
トの高速化が可能となる。堆積速度およびクリーニング
レートの高速化によりスループットが向上する。
According to the plasma CVD apparatus of the present invention, a baffle is inserted between the high-frequency electrode and the shower electrode.
This baffle plate becomes a kind of capacitor, and enhances the electric field between the shower electrode and the lower electrode. By strengthening the electric field,
A large amount of the CVD film forming reaction material gas can be decomposed, and the deposition rate and the cleaning rate can be increased while maintaining the film characteristics. Throughput is improved by increasing the deposition rate and the cleaning rate.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明のプラズマ
CVD装置の一例について更に詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an example of the plasma CVD apparatus of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

【0010】図2は本発明のプラズマCVD装置におけ
る上部電極の部分概要断面図である。図示されているよ
うに、高周波電極30とシャワー電極40の間に邪魔板
60が間挿されている。高周波電極30と邪魔板60と
により形成される第1の空間62の高さ、すなわち、高
周波電極30と邪魔板60との間隔は、内部で放電を起
こさせないようにするため、3〜4mm程度は必要であ
る。同様に、邪魔板60とシャワー電極40とにより形
成される第2の空間66の高さ、すなわち、邪魔板60
とシャワー電極40との間隔は、内部で放電を起こさせ
ないようにするため、3〜4mm程度は必要である。
FIG. 2 is a partial schematic sectional view of an upper electrode in the plasma CVD apparatus of the present invention. As shown, a baffle plate 60 is interposed between the high-frequency electrode 30 and the shower electrode 40. The height of the first space 62 formed by the high-frequency electrode 30 and the baffle plate 60, that is, the distance between the high-frequency electrode 30 and the baffle plate 60 is about 3 to 4 mm in order to prevent internal discharge. Is necessary. Similarly, the height of the second space 66 formed by the baffle plate 60 and the shower electrode 40, that is, the height of the baffle plate 60
The distance between the shower electrode 40 and the shower electrode 40 is required to be about 3 to 4 mm in order not to cause a discharge inside.

【0011】シャワー電極40および邪魔板60はネジ
68で高周波電極30に固定し、周囲を絶縁リング10
3で取り囲むことにより内部を密閉させる。
The shower electrode 40 and the baffle plate 60 are fixed to the high-frequency electrode 30 with screws 68, and the surroundings of the insulating ring 10 are fixed.
The inside is closed by surrounding with 3.

【0012】邪魔板60は例えば、アルミニウムから構
成されており、直径が175mm〜210mmの範囲内で、
肉厚は10mmである。表面には直径0.5mm〜0.7mm
の貫通孔が4〜5mmピッチで開設されている。ちなみ
に、シャワー電極もアルミニウムから構成されており、
直径が175mm〜210mmの範囲内で、肉厚は3〜5mm
であり、表面には直径0.5〜0.7mmの貫通孔が2〜
4mmのピッチで開設されている。
The baffle plate 60 is made of, for example, aluminum and has a diameter of 175 mm to 210 mm.
The wall thickness is 10 mm. 0.5mm to 0.7mm in diameter on the surface
Are provided at a pitch of 4 to 5 mm. By the way, the shower electrode is also made of aluminum,
Diameter is in the range of 175mm to 210mm, wall thickness is 3 to 5mm
The surface has through-holes of 0.5 to 0.7 mm in diameter.
It is established at a pitch of 4mm.

【0013】邪魔板は高周波電極とシャワー電極との間
で一種のキャパシタとなるものであればよいので、素材
としてはアルミニウム以外にも、例えば、サファイヤ、
SiO2 およびアルミナなどが使用できる。また、肉厚
も2〜15mmの範囲内で変化させ、開孔直径も20〜2
10mmの範囲内で変化させることができる。邪魔板の肉
厚および開孔直径はシャワー電極の肉厚および開孔直径
と同一である必要はない。
The baffle plate may be any type of capacitor between the high-frequency electrode and the shower electrode. Therefore, besides aluminum, the material may be, for example, sapphire,
SiO 2 and alumina can be used. The wall thickness is also changed within the range of 2 to 15 mm, and the opening diameter is also 20 to 2 mm.
It can be changed within a range of 10 mm. The wall thickness and aperture diameter of the baffle need not be the same as the wall thickness and aperture diameter of the shower electrode.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラズマ
CVD装置における上部電極では、高周波電極とシャワ
ー電極との間に邪魔板が間挿されているので、この邪魔
板が一種のキャパシタとなり、シャワー電極と下部電極
間の電界を強化する。電界を強化することで、多量のC
VD成膜反応用材料ガスが分解可能となり、膜特性を維
持したまま、堆積速度およびクリーニングレートの高速
化が可能となる。堆積速度およびクリーニングレートの
高速化によりスループットが向上する。
As described above, in the upper electrode of the plasma CVD apparatus according to the present invention, a baffle is inserted between the high-frequency electrode and the shower electrode. The electric field between the shower electrode and the lower electrode is strengthened. By strengthening the electric field, a large amount of C
The VD film forming reaction material gas can be decomposed, and the deposition rate and the cleaning rate can be increased while maintaining the film characteristics. Throughput is improved by increasing the deposition rate and the cleaning rate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来のプラズマCVD装置の一例の構成を示す
模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a configuration of an example of a conventional plasma CVD apparatus.

【図2】本発明による上部電極の一例の部分概要断面図
である。
FIG. 2 is a partial schematic sectional view of an example of an upper electrode according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラズマCVD装置 6 ウエハ 7 高周波電源 10 チャンバー(反応炉) 101 ベース 102 蓋板 103 絶縁リング 104 排気口 20 サセプタ 21 ヒータユニット 22 均熱板 30 ノズル部 31,32 インレット 40 シャワー電極 41 噴射孔 50 搬入/搬出路 51 ゲート 52 キャリッジ 60 邪魔板 62 第1の空間 64 貫通孔 66 第2の空間 68 ネジ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma CVD apparatus 6 Wafer 7 High frequency power supply 10 Chamber (reactor) 101 Base 102 Cover plate 103 Insulation ring 104 Exhaust port 20 Susceptor 21 Heater unit 22 Heat equalizing plate 30 Nozzle part 31, 32 Inlet 40 Shower electrode 41 Injection hole 50 Carry in / Unloading path 51 Gate 52 Carriage 60 Baffle plate 62 First space 64 Through hole 66 Second space 68 Screw

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−23106(JP,A) 特開 昭62−218578(JP,A) 特開 平2−73624(JP,A) 特開 平2−177322(JP,A) 実開 昭60−52619(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/205 C23C 16/50──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-62-23106 (JP, A) JP-A-62-218578 (JP, A) JP-A-2-73624 (JP, A) JP-A-2- 177322 (JP, A) Japanese Utility Model Showa 60-52619 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 21/205 C23C 16/50

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 接地基板電極を構成するアルミ製均熱板
を上面に有し、このアルミ製均熱板を加熱するためのヒ
ータを有するサセプタと、このサセプタ上の接地基板電
極に対峙する、多数の貫通孔を有するアルミニウム製シ
ャワー電極を備えた高周波電極とを有するチャンバーを
有するプラズマCVD装置において、前記高周波電極と
シャワー電極との間に、多数の貫通孔を有するアルミニ
ウム製邪魔板が間挿されていることを特徴とするプラズ
マCVD装置。
A susceptor having on its upper surface an aluminum soaking plate constituting a ground substrate electrode, having a heater for heating the aluminum soaking plate, facing a ground substrate electrode on the susceptor; In a plasma CVD apparatus having a chamber having a high frequency electrode having an aluminum shower electrode having a large number of through holes, an aluminum baffle plate having a large number of through holes is interposed between the high frequency electrode and the shower electrode. A plasma CVD apparatus, comprising:
【請求項2】 高周波電極と邪魔板との間隔は3〜4mm
の範囲内であり、邪魔板とシャワー電極との間隔は3〜
4mmの範囲内である請求項1のプラズマCVD装置。
2. The distance between the high-frequency electrode and the baffle plate is 3 to 4 mm.
And the distance between the baffle plate and the shower electrode is 3 to
2. The plasma CVD apparatus according to claim 1, wherein the distance is within a range of 4 mm.
【請求項3】 邪魔板およびシャワー電極は高周波電極
に螺着されており、邪魔板、シャワー電極および高周波
電極の側面は絶縁材により包囲されている請求項1のプ
ラズマCVD装置。
3. The plasma CVD apparatus according to claim 1, wherein the baffle plate and the shower electrode are screwed to the high-frequency electrode, and side surfaces of the baffle plate, the shower electrode and the high-frequency electrode are surrounded by an insulating material.
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