JPS6053751B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラズマ活性化したガス反応を利用した薄膜の
形成およびエッチング等を行なうプラズマ処理装置に関
するものである。

半導体装置の製造において、プラズマ活性化したガスの
反応を利用して比較的低温で、窒化シリコン、酸化シリ
コン等の誘電体層を形成したり、金属層、酸化シリコン
層、窒化シリコン層等をエッチングしたりする所謂プラ
ズマ処理工程は広く用いられている工程である。

この種のプラズマ処理工程で使用される装置には、いろ
いろの形式のものがあるが、本発明は基板支持体とガス
供給器が互に平行に設定されて構成されたプラズマ処理
装置に関するものである。

従来、平行平板型構造のプラズマ処理装置は、第１図に
その断面図を示すように、真空排気可能な容器１内に、
基板支持体２とガ又供給器３が平行に対向して配置され
ている。この従来の構造では、ガス供給器３が上部電極
を、基板支持体２が下部電極を兼ね、更に基板支持体２
には半導体ウェハ等の基板４を加熱するためのヒーター
が内蔵されている。ガス供給器３は中空になつており、
基板支持体に対向した面には、反応ガスを噴出するため
の多数の奨孔５が、一定の間隔で規則的に設けられてい
る。このようなプラズマ処理装置を用いた薄膜の堆１積
は、容器内を真空排気した後、前記両電極に高周波電力
を印加し、上記小孔５から反応ガスを噴出させ、これを
ガスプラズマ化することによりなされる。

しかし、この装置を用いて薄膜の堆積を行なつ門た場合
、基板支持体２の周縁部に置かれた基板４Ｂと中心部に
置かれた基板４Ａとでは、堆積される膜厚は、基板４Ａ
が基板４Ｂより大きくなつた。

また、装置の構造により、この逆の場合もあるが、いず
れにしてもかなりのバラツキが発生する。このようなバ
ラツキの発生する原因は、たとえば、プラズマの及ぼす
効果が基板支持体の中心部と周縁部で異なること、或は
基板支持体の温度分布が十分に調整されていないこと等
によるものと考えられる。

本発明のプラズマ処理装置は、薄膜の堆積時又はエッチ
ング時におけるロッド内でのバラツキを小さくし、均一
なプラズマ処理を行なおうとするものである。

すなわち本発明はガス供給器に形成されるガス噴出用の
多数の小孔の大きさ、小孔の分布密度を調整することに
より、反応ガスの供給量を基板支持体上の位置によつて
異なるように設定しバラツキを修正することを特徴とす
るものである。たとえば本発明では膜厚の薄くなる領域
に配置された基板４Ｂにはガス噴出のなされる小孔の分
布密度をより大きくする或は小孔の大きさを大きくする
等により、より多くの反応ガスを供給し、薄膜の堆積速
度を上げるように修正しようとするものである。

本発明のプラズマ処理装置の一実施例について第２図に
示す断面図を参照して説明する。

このプラズマ処理装置は、中央部に配置された基板４Ａ
，への堆積量が周縁部に配置された基板４Ｂへの堆積量
に比べて大きくなる傾向がある時、これを修正するよう
に考慮して構成されたもので、ガス供給器に設けられる
ガス噴出用の小孔５″の分布密度が、第２図から明らか
なごとく周縁部ほど高く．なるように形成されている。
この装置を用いた場合、周縁部に配置されたたとえば半
導体ウェハ等の基板４Ｂに対して供給されるガスが、中
応部に配置された基板４Ａに比べてより多くなるため、
薄膜の堆積速度が大きくな！り、前述した傾向が修正さ
れていかなる場所に配置された基板にも均一な薄膜が堆
積されるようになる。

上記の実施例では、ガス供給器の小孔５″の分布密度を
周縁部で高くなるように調整したが、これに代えて、分
布密度を変えることなく、周縁部に位置する小孔を他部
分に位置する小孔よりも大きくすることにより、ガス供
給量の修正を行なつても同様の効果が得られる。

なお、ガスを噴出する小孔の分布密度、或は大ｊきさを
どのように設定するかについては、装置、反応ガスにつ
いて実験的に決めればよい。

以上は、中央部に配置された基板に堆積される薄膜の厚
さが周縁部に配置された基板に堆積される薄膜の厚さに
比べて大きい場合について述べたが、逆に、中央部に比
べて周縁部に配置された基板に堆積される薄膜の厚さが
大きくなる傾向を修正する場合には、ガス供給器に形成
される小孔の分布密度をその中央部て高くすること、或
は中央部に位置する小孔を大きくする等の手段により、
均一性向上の効果が得られる。

また、プラズマエッチングの場合にも、同様の考え方に
より、エッチング量の不均一性を排除することができる
。

以上の説明のように、本発明のプラズマ処理装置によれ
ば、ロッド内の薄膜の厚さのバラツキ或はエッチング量
のバラツキを減少させ、均一性に優れたプラズマ処理を
行なうことが可能となり、歩留の向上、大量製造で得ら
れる半導体装置の特性の向上等大きな工業的効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のプラズマ処理装置の概略断面図、第２図
は本発明の一実施例のプラズマ処理装置の概略断面図で
ある。 １・・・・・・容器、２・・・・・・基板支持体、３・
・・・・・ガス供給器、４・・・・・・基板、５″・・
・・・小孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数枚の基板が載置可能な基板支持体と、この基板
   支持体と対向配置され、且つ、多数個のガス供給用の小
   孔を有するガス供給器を備え、同ガス供給器の小孔から
   の基板支持体上へのガス供給量が、膜厚もしくはエッチ
   ング量が大となる基板支持体領域上で小さく、膜厚もし
   くはエッチング量が小となる基板支持体領域で大きくな
   るよう前記小孔が設定されたことを特徴とするプラズマ
   処理装置。 ２ 基板支持体を一の電極とし、ガス供給器を他の電極
   としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプ
   ラズマ処理装置。 ３ ガス供給器に形成された多数個のガス供給用の小孔
   の窃定が、分布密度の設定でなされていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理装置。 ４ ガス供給器に形成された多数個のガス供給用の小孔
   の設定が、小孔の大きさの設定でな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処理装
   置。