專利名稱：表面波激發(fā)等離子體cvd系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種CVD(化學(xué)氣相沉積)系統(tǒng)，所述CVD系統(tǒng)利用表面波激發(fā)等離子體形成薄膜。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造工藝中，使用等離子體CVD系統(tǒng)，所述等離子體CVD系統(tǒng)利用等離子體進(jìn)行薄膜制造。作為這種等離子體CVD系統(tǒng)，在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)使用電容耦合等離子體(CCP)、電感耦合等離子體(ICP)、電子回旋加速器諧振(ECR-電子回旋加速器諧振)等離子體處理系統(tǒng)和類似的系統(tǒng)。而且，近年來，已開始使用表面波激發(fā)等離子體(SWP)處理系統(tǒng)，其較之前的系統(tǒng)能夠容易地在較寬區(qū)域上產(chǎn)生高密度的等離子體。
利用這種SWP等離子體CVD系統(tǒng)，首先，包括用于待沉積的薄膜的元素的原料氣體連同構(gòu)成一些自由基的元素的過程氣體(process gas)一起被供入等離子體反應(yīng)室，所述過程氣體產(chǎn)生表面波激發(fā)等離子體。并且，通過被分解的原料氣體和通過被表面波激發(fā)等離子體啟動的化學(xué)反應(yīng)，引起薄膜在襯底上沉積。利用這種現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)，氣體供給部分被設(shè)置在等離子體反應(yīng)室的側(cè)壁上，并且氣體從電介質(zhì)板附近的等離子體反應(yīng)室的側(cè)壁被供給(參考日本公開專利公開出版物2000-348898)。

發(fā)明內(nèi)容
由于等離子體密度在產(chǎn)生SWP的電介質(zhì)板附近較高，因此利用如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)，其中原料氣體被供入電介質(zhì)板附近，則在該區(qū)域化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得非常劇烈。因此，電介質(zhì)板附近的膜沉積速率驚人地高，但在離電介質(zhì)板較遠(yuǎn)的區(qū)域，由于原料氣體在電介質(zhì)板附近被大量地消耗，膜沉積速率指數(shù)級地降低。換句話說，存在這樣的問題即使在等離子體區(qū)，有可能沉積就膜厚度控制和膜質(zhì)量控制而言適當(dāng)?shù)哪さ膮^(qū)域被不利地限制得相當(dāng)窄。
本發(fā)明中的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)包括原料氣體供給裝置，其供給包括硅元素的原料氣體，并將原料氣體從氣體供給孔供給到等離子體處理室中；以及過程氣體供給裝置，其將過程氣體從與原料氣體供給裝置的氣體供給孔分開設(shè)置的氣體供給孔供給到等離子體處理室中，所述過程氣體引起受到表面波激發(fā)等離子體激活的原料氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
在所述表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)中，所述原料氣體供給裝置的氣體供給孔可設(shè)置為比過程氣體供給裝置的氣體供給孔更靠近襯底。
所述原料氣體供給裝置可包括多個導(dǎo)管和多個氣體供給孔。例如，所述原料氣體供給裝置可包括第一原料氣體供給裝置和第二原料氣體供給裝置中的至少一個，所述第一原料氣體供給裝置將原料氣體從電介質(zhì)元件和襯底之間的空間中的氣體供給孔朝向襯底供給；所述第二原料氣體供給裝置從圍繞電介質(zhì)元件和襯底之間的空間的區(qū)域中的供給孔以大體平行于襯底表面的方式供給原料氣體。該第二原料氣體供給裝置可進(jìn)一步包括變化裝置，所述變化裝置改變氣體供給孔的方向。
所述原料氣體供給裝置的氣體供給孔和襯底之間的距離可改變。
所述原料氣體供給裝置可進(jìn)一步包括位于氣體供給孔前面的氣流擴散元件。
在上述表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)中，所述過程氣體供給裝置可包括多個位于電介質(zhì)元件中的氣體流動導(dǎo)管和多個氣體供給孔。
所述電介質(zhì)元件可包括多個由電介質(zhì)材料制造的分開的部件。該電介質(zhì)元件可具有圓形板狀或者可具有矩形形狀。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的等離子體CVD系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了該等離子體CVD系統(tǒng)的電介質(zhì)板的結(jié)構(gòu)平面圖；圖3示出了該等離子體CVD系統(tǒng)的上表面氣體引入導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)平面圖；
圖4A示出了該等離子體CVD系統(tǒng)的側(cè)表面氣體引入導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)示意透視圖；圖4B示出了該側(cè)表面氣體引入導(dǎo)管的部分結(jié)構(gòu)的示意局部剖面圖；圖5示出了化學(xué)反應(yīng)涉及的基本過程的示意圖，所述化學(xué)反應(yīng)在該等離子體CVD系統(tǒng)中的P等離子體區(qū)域中發(fā)生；圖6定性地示出了在該P等離子體區(qū)域中出現(xiàn)的各種類型分子的密度的曲線圖；圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的等離子體CVD系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖7B示出了圖7A中所示的區(qū)域C的部分放大剖面圖；圖8示出了在圖7A所示的水平面中初始供給的氣體的氣流密度分布的示意平面圖；圖9示出了本發(fā)明的變化例子的電介質(zhì)板結(jié)構(gòu)的示意平面圖；圖10示出了本發(fā)明的變化例子的上表面氣體引入導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)的示意底表面視圖。
具體實施例方式
以下將參照附圖1-10說明根據(jù)本發(fā)明的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)(下文中簡稱等離子體CVD系統(tǒng))的優(yōu)選實施例。
第一優(yōu)選實施例圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的等離子體CVD系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2-圖4分別是示出根據(jù)第一實施例的等離子體CVD系統(tǒng)中的過程氣體引入導(dǎo)管、上表面氣體引入導(dǎo)管和側(cè)表面氣體引入導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)的視圖。
參照圖1，該等離子體CVD系統(tǒng)100包括室1、微波波導(dǎo)2、槽形天線3、電介質(zhì)板4、過程氣體引入導(dǎo)管5、用于原料氣體的上表面氣體引入導(dǎo)管6、用于原料氣體的側(cè)表面氣體引入導(dǎo)管7、真空排氣導(dǎo)管8和襯底保持器9。室1是用于在襯底10的表面上沉積薄膜的真空室，襯底10通過在其內(nèi)部空間中產(chǎn)生的等離子體被保持在襯底保持器9上?？裳貓D1所示的Z方向驅(qū)動和旋轉(zhuǎn)襯底保持器9，并且，根據(jù)需要，也可以對其加熱、冷卻和施加電場。
由石英和氧化鋁等制成的電介質(zhì)板4被設(shè)置在室1的上部。微波波導(dǎo)2被設(shè)置在電介質(zhì)板4的上表面之上并與之接觸。矩形開口的槽形天線3被設(shè)置在微波波導(dǎo)2的底板上。
設(shè)置三個氣體引入導(dǎo)管(過程氣體引入導(dǎo)管5、上表面氣體引入導(dǎo)管6和側(cè)表面氣體引入導(dǎo)管7)，用于將氣體供入室1。過程氣體引入導(dǎo)管5是用于將過程氣體經(jīng)由通孔51和流動導(dǎo)管52從開口于其上的供給孔53供入室1的導(dǎo)管，所述通孔51形成于室1的上側(cè)板上，所述的流動導(dǎo)管52通過電介質(zhì)板4形成。設(shè)置有多個供給孔53，并且，以襯底10的表面作為參照物，所述供給孔53位于與襯底相隔距離h1的位置處。
上側(cè)氣體引入導(dǎo)管6是用于將原料氣體順序經(jīng)過垂直導(dǎo)管61和分支導(dǎo)管62從供給孔63供入室1的導(dǎo)管。分支導(dǎo)管62從垂直導(dǎo)管61上分支并在垂直于圖中的圖紙的平面上延伸。設(shè)置有多個供給孔63，并且，以襯底10的表面作為參照物，所述供給孔63位于與襯底相隔距離h2的位置處，距離h2較距離h1要短。而且，垂直導(dǎo)管61可沿Z方向(圖中的上下方向)直線移動，因此，隨著垂直導(dǎo)管61的移動量的變化，距離h2也是變化的。
側(cè)表面氣體引入導(dǎo)管7是將原料氣體順序經(jīng)由水平導(dǎo)管71和垂直導(dǎo)管72從多個供給孔73供入室1的導(dǎo)管。設(shè)置有多個垂直導(dǎo)管72，并且所述多個垂直導(dǎo)管72從水平導(dǎo)管71分支以包圍襯底10。供給孔73被設(shè)置在與襯底10的表面相距h3的位置處。水平導(dǎo)管71可沿Z方向直線移動，因此，隨著水平導(dǎo)管71的移動量的變化，距離h3也是變化的。下面將詳細(xì)說明這三個氣體引入導(dǎo)管5、6和7。
從氣體引入導(dǎo)管5供入到室1的過程氣體可以是構(gòu)成用于激活反應(yīng)的原料的氣體，如N2氣、O2氣、H2氣、NO2氣、NH3氣或類似的氣體，或者可以是惰性氣體，如Ar氣、He氣、Ne氣、Kr氣、Xe氣或類似氣體。從上表面氣體引入導(dǎo)管6和從側(cè)表面氣體引入導(dǎo)管7引入到室1的原料氣體包括Si元素，并且可以是SiH4氣體、TEOS或Si2H6氣體或類似的氣體，其中的Si元素是硅薄膜或硅化合物薄膜的組份。作為包含Si元素的氣體，還可以使用包含加入SiH4氣體、TEOS或Si2H6氣體或類似的氣體中的H2氣、NO2氣、NO氣、NH3氣或類似的氣體的混合氣體。
真空排氣管8被設(shè)置在室1的底表面上并與真空排氣泵(圖中未示出)相連。在將各種預(yù)定的氣體從氣體引入導(dǎo)管5、6和7以預(yù)定的流速供入室1的同時，通過執(zhí)行真空排氣，有可能使室1中的內(nèi)部保持預(yù)定的壓力。
圖2示出了電介質(zhì)板4的示意結(jié)構(gòu)平面圖，過程氣體引入導(dǎo)管5的一部分通過電介質(zhì)板4被裝配。電介質(zhì)板4由多個電介質(zhì)塊4a的組件組成，并且，總體上為圓形板狀。在電介質(zhì)塊4a互相連接在一起的角部處，在各塊之間保留有確定通孔52的管狀空隙，所述通孔52在垂直于圖2中的圖紙平面的方向上延伸。在襯底10的側(cè)部上的這些通孔52的開口為氣體供給孔53。與使用大面積板件的可能性相比，利用多個電介質(zhì)塊4a以這種方式組裝在一起的結(jié)構(gòu)的原因是為了將電介質(zhì)中的內(nèi)部應(yīng)力抑制到較小水平，并且在組件被等離子體加熱時增加耐熱性。而且，利用這種塊結(jié)構(gòu)，容易制造各個元件，并且，由于較大的薄度，在防止因結(jié)構(gòu)本身的重量而產(chǎn)生的損壞方面，也是有益的。而且，若使用大面積的單個板件，則有必要通過單個板件形成通孔，相比之下，利用這種塊結(jié)構(gòu)，由于利用塊本身之間的空隙來形成通孔52，所以，不必通過塊打開任何通孔。
圖3示出了上表面氣體引入導(dǎo)管6的示意結(jié)構(gòu)底視圖。垂直導(dǎo)管61被連接到環(huán)形導(dǎo)管62a和直導(dǎo)管62b上。環(huán)形導(dǎo)管62a通過直導(dǎo)管62b與中心圓板62c連通，在中心圓板62c內(nèi)部形成空腔。大量氣體供給孔63形成于環(huán)形導(dǎo)管62a和中心圓板62c中。因此，從垂直導(dǎo)管61被引入的的原料氣體從環(huán)形導(dǎo)管62a的供給孔63和中心圓板62c的供給孔63被供給到室1中。應(yīng)該注意到，環(huán)形導(dǎo)管62a和直導(dǎo)管62b一起構(gòu)成分支導(dǎo)管62。
圖4A示出了側(cè)表面氣體引入導(dǎo)管7的示意結(jié)構(gòu)透視圖，圖4B示出了該側(cè)表面氣體引入導(dǎo)管7的結(jié)構(gòu)的示意局部剖面圖。水平導(dǎo)管71被連接到環(huán)形導(dǎo)管72a。該環(huán)形導(dǎo)管72a被連接到多個垂直導(dǎo)管72b中的每一個上。如圖4B所示，這些垂直導(dǎo)管72b具有由外管72c和內(nèi)管72d制成的雙結(jié)構(gòu)。在內(nèi)管72d中形成有氣體供給孔73。因此，從水平導(dǎo)管71引入的原料氣體通過環(huán)形導(dǎo)管72a，并從內(nèi)管72d的供給孔73被供給到室1中。
內(nèi)管72d能夠繞其縱軸相對外管72c轉(zhuǎn)動，而且能夠沿其縱軸伸縮。通過上述操作，可自由地改變來自內(nèi)管72d的原料氣體的供給方向和供給位置(即，從襯底到其被供給處的距離)。應(yīng)該注意到，環(huán)形導(dǎo)管72a和垂直導(dǎo)管72b構(gòu)成分支導(dǎo)管72。
再來參照圖1，現(xiàn)在將說明具有上述結(jié)構(gòu)形式的等離子體CVD系統(tǒng)100的操作和優(yōu)點。過程氣體和原料氣體在室1中保持在預(yù)定的壓力下。從圖中未示出的微波產(chǎn)生源所產(chǎn)生的微波經(jīng)微波波導(dǎo)管2的槽形天線3向電介質(zhì)板4輻射，并經(jīng)電介質(zhì)板4被引進(jìn)室1中。這些微波變?yōu)楸砻娌ú⒀仉娊橘|(zhì)板4的表面?zhèn)鞑?。由于該表面波能量，?中的過程氣體被電離和分解，并因此產(chǎn)生等離子體P。具體而言，表面波遍布電介質(zhì)板4的整個范圍，并且，在與電介質(zhì)板4的面積相對應(yīng)的區(qū)域產(chǎn)生高密度等離子體P。襯底10通過襯底保持器9被保持在高密度等離子體P內(nèi)。
當(dāng)原料氣體從上表面氣體引入導(dǎo)管6和/或側(cè)表面氣體引入導(dǎo)管7被供給到高密度等離子體P的區(qū)域中時，該原料氣體在等離子體P內(nèi)部被分解并經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)，薄膜堆積到襯底10的表面上。此時，在過程氣體引入導(dǎo)管5的供給孔53和上表面氣體引入導(dǎo)管6的供給孔63之間以及在過程氣體引入導(dǎo)管5的供給孔53和側(cè)表面氣體引入導(dǎo)管7的供給孔73之間具有空間。換句話說，由于原料氣體從與電介質(zhì)板4相分離的位置被供給，當(dāng)原料氣體被供入到室1中時，不會立即發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)。因此，控制這些化學(xué)反應(yīng)就會變得容易，并且可以適當(dāng)?shù)姆绞皆谝r底上得到薄膜。
圖5示出了在等離子體P的區(qū)域中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的基本過程的示意圖。由于在等離子體區(qū)域P的電介質(zhì)板4附近的等離子體密度較高，在這些區(qū)域中產(chǎn)生大量的離子、電子和自由基(radical)。自由基沿襯底10的方向擴散，與原料氣體的分子碰撞并產(chǎn)生諸如分解、激發(fā)、重組和類似的蒸汽相反應(yīng)。由這些蒸汽相反應(yīng)所產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)物的分子積聚在襯底10的表面上并沉積成薄膜。
此時，可通過改變到襯底10的表面的距離h2或距離h3來控制在襯底10的表面堆積的薄膜的膜質(zhì)量(結(jié)晶度、折射率、內(nèi)部應(yīng)力等等)。作為硅化合物，可使用氧化物、氮化物或碳化物或類似化合物。例如，當(dāng)制造SiO2薄膜時，可利用O2作為過程氣體，并可使用SiH4作為原料氣體。在形成這樣的SiO2薄膜的過程中，會發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，其中，SiH4的分子與氧自由基反應(yīng)，并經(jīng)由作為中間產(chǎn)物的Si-H或Si-OH和SiO前體形成SiO2。為了考慮這一系列空間反應(yīng)的時間，由于襯底10和供給孔之間的距離與反應(yīng)物質(zhì)的漂移距離相等，對于確定所產(chǎn)生的薄膜的質(zhì)量來說，襯底10和供給孔之間的距離是非常重要的參數(shù)。
若距離h2或距離h3較短，則在所產(chǎn)生的SiO2薄膜中的中間產(chǎn)物的濃度會增加，因此，這種薄膜具有相對較低的質(zhì)量。相反，若距離h2或距離h3較大，則在與襯底10相隔較遠(yuǎn)的電介質(zhì)板4附近會加劇產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，并且，因SiO2分子的聚合而產(chǎn)生的粒子被混合到薄膜中，因此，所產(chǎn)生的薄膜也具有較低的質(zhì)量。而且，若距離h2或距離h3較大，則SiO2在電介質(zhì)板4的表面上堆積較厚的層，等離子體P可能變得不穩(wěn)定或者堆積在電介質(zhì)板4的表面上的SiO2厚層可能會剝離成碎片，因此，有可能會構(gòu)成粒子的來源。
圖6定性地示出了在P等離子體區(qū)域中出現(xiàn)的各種類型分子的密度曲線圖。在這個圖中，沿垂直軸示出了密度，而沿水平軸示出了漂移距離、供給原料氣體(SiH4氣體)的位置和襯底10的位置。在這個圖中，實線所給出的曲線對應(yīng)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例，并且示出了當(dāng)SiH4氣體從氣體供給位置A被供入到室1中時，各種類型分子的密度分布。由虛線所給出的曲線為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的氣體供給方法的對比例子，并且示出了當(dāng)SiH4氣體從氣體供給位置B被供入室1中時，各種類型分子的密度分布。氣體供給位置A與襯底10相隔距離h2或距離h3，而氣體供給位置B與襯底10的距離較氣體供給位置A與襯底10的距離要遠(yuǎn)。
利用根據(jù)該第一優(yōu)選實施例實線所示的曲線，SiH4分子在氣體供給位置A表現(xiàn)出最高的密度，并隨著漂移距離快速變成前體材料。硅化合物(SiO2)分子的密度隨著前體分子的漂移距離而增加，并在襯底10的位置達(dá)得最大值。由于SiO2分子的密度在襯底10的位置達(dá)到最大，可產(chǎn)生良好的薄膜。
另一方面，利用根據(jù)對比例子虛線所示的曲線，SiH4分子在氣體供給位置B達(dá)到最高的密度，并隨著漂移距離快速變成前體材料，并且直接變成SiO2分子。在這個對比例子中，化學(xué)反應(yīng)在極度接近電介質(zhì)板4的位置急劇發(fā)生，這是不希望的，并在蒸汽相中容易產(chǎn)生粒子，因此在襯底10的位置很難控制膜質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的該等離子體CVD系統(tǒng)，可使將要經(jīng)受處理的襯底附近區(qū)域成為沉積薄膜的適當(dāng)區(qū)域。
第二優(yōu)選實施例圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的等離子體CVD系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖7B示出了圖7A中所示的區(qū)域C的局部放大剖面圖。對于那些與第一優(yōu)選實施例的部件相同并在以前圖中所示出的部件，將給予相同的標(biāo)號并省略對其的描述。
根據(jù)第二優(yōu)選實施例的等離子體CVD系統(tǒng)200與根據(jù)第一優(yōu)選實施例的等離子體CVD系統(tǒng)100的不同點在于氣流擴散板64和74被分別設(shè)置在上表面氣體引入導(dǎo)管6的供給孔63的前面和側(cè)表面氣體引入導(dǎo)管7的供給孔73的前面。如圖7B所示，流入分支導(dǎo)管62的氣流G1從供給孔63供給并通過氣流擴散板64擴散，以便成為氣流G2。換句話說，氣流擴散板64被用于從供給孔63供給的氣流的屏障。
現(xiàn)在將參照圖8描述從側(cè)表面氣體引入導(dǎo)管7供給到室1的氣流。圖8示出了在水平面中初始供給氣體時的氣流的密度分布示意平面圖。該水平板位于與襯底10相隔距離h3并與襯底10的表面平行的位置處。真空口8的開口位于圖的左側(cè)。
通過分支導(dǎo)管72的氣流從供給孔73被供給到室1中。若存在氣流擴散板74，已供給出的氣流以由氣流G2所給出的密度分布被擴散，然而，若不存在氣流擴散板74，已供給出的氣流以由氣流G3給出的密度分布被擴散。氣流G2在室1的整個范圍中廣泛地擴散到與氣流G3相比的更大范圍，并且，可預(yù)期氣流G2將得到大體均勻的氣體密度分布。以相同的方式，可預(yù)期沿室1的垂直尺寸的大體均勻的密度分布。由于以這種方式使原料氣體的密度分布均勻，與上述本發(fā)明第一優(yōu)選實施例相比，可在襯底10的整個表面上沉積具有更均勻的膜厚度和膜質(zhì)量的薄膜。
下面將參照圖9和10說明一個變化的例子。
圖9以示意方式示出了電介質(zhì)板4A的變形的平面圖。該電介質(zhì)板4A由多個電介塊組裝在一起制成，并且，總體上為矩形。在電介質(zhì)塊互相接觸的角部處存在間隙，并且由此確定通孔52A。該電介質(zhì)板4A特別適合在本身為矩形的襯底上形成薄膜。
圖10以示意形式示出了上表面氣體引入導(dǎo)管6A的結(jié)構(gòu)的底視圖?？偟膩碚f，分支導(dǎo)管62A形成矩形形狀。在分支導(dǎo)管62A中形成的多個供給孔63A以比較均勻的形式分布。該上表面氣體引入導(dǎo)管6A也適合在本身為矩形的襯底上沉積薄膜。以較均勻地方式分布供給孔63A的原因是為了確保所沉積的膜厚度和膜質(zhì)量在襯底的整個表面上盡可能地均勻。
在這種方式中，對于過程氣體引入導(dǎo)管5、上表面氣體引入導(dǎo)管6和側(cè)表面氣體引入導(dǎo)管7，可以設(shè)想各種變化的可能性。
上述實施例是一些例子，因而在不偏離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的情況下可以有各種變化。例如，對于將原料氣體供給到等離子體CVD系統(tǒng)中來說，可以僅設(shè)置上表面氣體引入導(dǎo)管6和側(cè)表面氣體引入導(dǎo)管7其中之一。
以下的優(yōu)先申請的公開內(nèi)容通過引用被合并在本文中于2003年11月7日提交的日本專利申請2003-379035。
權(quán)利要求
1.一種表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其通過電介質(zhì)元件將微波引入到等離子體處理室中，產(chǎn)生微波的表面波，利用表面波激發(fā)等離子體處理室中的氣體以產(chǎn)生表面波激發(fā)等離子體，并利用表面波激發(fā)等離子體在襯底上沉積硅化合物，所述表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)包括原料氣體供給裝置，其將包括硅元素的原料氣體從氣體供給孔供給到等離子體處理室中；和過程氣體供給裝置，其將過程氣體從與原料氣體供給裝置的氣體供給孔分開設(shè)置的氣體供給孔供給到等離子體處理室中，所述過程氣體引起受到表面波激發(fā)等離子體激活的原料氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述原料氣體供給裝置的氣體供給孔設(shè)置為比過程氣體供給裝置的氣體供給孔更靠近襯底。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述原料氣體供給裝置包括第一原料氣體供給裝置和第二原料氣體供給裝置中的至少一個，所述第一原料氣體供給裝置包括位于電介質(zhì)元件和襯底之間的空間中的氣體供給孔，并朝向襯底供給原料氣體；所述第二原料氣體供給裝置包括位于圍繞電介質(zhì)元件和襯底之間的空間的區(qū)域中的氣體供給孔，并且以大體平行于襯底表面的方式供給原料氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述原料氣體供給裝置包括第一原料氣體供給裝置和第二原料氣體供給裝置中的至少一個，所述第一原料氣體供給裝置包括位于電介質(zhì)元件和襯底之間的空間中的氣體供給孔，并朝向襯底供給原料氣體；所述第二原料氣體供給裝置包括位于圍繞電介質(zhì)元件和襯底之間的空間的區(qū)域中的氣體供給孔，并且以大體平行于襯底表面的方式供給原料氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述原料氣體供給裝置包括多個導(dǎo)管和多個氣體供給孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述原料氣體供給裝置進(jìn)一步包括變化裝置，所述變化裝置改變氣體供給孔和襯底之間的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述原料氣體供給裝置進(jìn)一步包括變化裝置，所述變化裝置改變氣體供給孔和襯底之間的距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述第二原料氣體供給裝置進(jìn)一步包括變化裝置，所述變化裝置改變氣體供給孔的方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述第二原料氣體供給裝置進(jìn)一步包括變化裝置，所述變化裝置改變氣體供給孔的方向。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述原料氣體供給裝置進(jìn)一步包括位于氣體供給孔前面的氣流擴散元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述原料氣體供給裝置進(jìn)一步包括位于氣體供給孔前面的氣流擴散元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述過程氣體供給裝置包括多個位于電介質(zhì)元件中的氣體流動導(dǎo)管和多個氣體供給孔。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述過程氣體供給裝置包括多個位于電介質(zhì)元件中的氣體流動導(dǎo)管和多個氣體供給孔。
14.根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述過程氣體供給裝置包括多個位于電介質(zhì)元件中的氣體流動導(dǎo)管和多個氣體供給孔。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述電介質(zhì)元件由多個由電介質(zhì)材料制成的分開的部件組成。
16.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述電介質(zhì)元件由多個由電介質(zhì)材料制成的分開的部件組成。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述電介質(zhì)元件為圓板形。
18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述電介質(zhì)元件為圓板形。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述電介質(zhì)元件為矩形。
20.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述電介質(zhì)元件為矩形。
全文摘要
一種表面波激發(fā)等離子體CVD系統(tǒng)，在通過將原料氣體從上表面氣體引入導(dǎo)管和側(cè)表面氣體引入導(dǎo)管其中至少之一供給到室(1)而供給包括硅原素的原料氣體的同時，還用表面波激發(fā)等離子體激活原料氣體，并將在原料氣體中啟動化學(xué)反應(yīng)的過程氣體從過程氣體引入導(dǎo)管(5)供入到室(1)中。上表面氣體引入導(dǎo)管和/或側(cè)表面氣體引入導(dǎo)管的氣體供給孔被設(shè)置為比過程氣體供給裝置的氣體供給孔更靠近襯底。
文檔編號H01L21/205GK1614086SQ200410092288
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月7日
發(fā)明者鈴木正康 申請人:株式會社島津制作所