JP2000173930A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大口径ウエハ対応半導体素子製造装置による半
導体素子製造方法おいて、プラズマ発生中に該装置内部
治具が熱変形を生じにくい半導体素子の製造方法を提供
することである。 【解決手段】ウエハ処理用チャンバあるいはウエハ処理
用チャンバ内治具に形成されたＯリング溝の溝底部から
の溝側面の高さが、外周側よりも内周側の方が低くなっ
ている半導体製造装置を用いることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に係り、特に、ウエハ処理室におけるプラズマの熱に
起因した治具の熱変形によるウエハ上膜質の変質や治具
自体の破損を防止させた半導体装置の製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイスの生産性向上を目
的として、半導体チップ製造に用いるウエハの大口径化
が進められている。半導体デバイス製造装置に対しては
ウエハ１枚当たりの処理時間の短縮が求められている。

【０００３】処理するウエハの径が大きくなると１枚の
ウエハからより多くの半導体チップを得ることができる
ため、ウエハ１枚当たりの処理時間が同じであれば生産
性が向上し、コストを下げることが出来る。例えば、ウ
エハ径が１.５ 倍になると面積は２.２５倍になるた
め、半導体チップ取得数も約２.２５倍に増加する。ま
た、成膜，露光，エッチング工程などのウエハ処理時間
が短くなれば、ウエハ１枚当たりに必要な製造時間が短
くなり、単位時間当たりに生産できる半導体チップ数が
増加するため、生産性が向上する。

【０００４】こららの効果を目的に、半導体製造メーカ
では使用するウエハ径をφ１５０mmからより直径が大き
いφ２００mmへと移行してきており、さらにはφ３００
mmのウエハを用いる準備が進められている。成膜装置，
エッチング装置，露光装置などの半導体製造装置メーカ
では、φ３００mmウエハに対応したウエハ処理速度を向
上させる製造装置構造の開発が進められている。これら
の動向や技術に関しては、日経マイクロデバイス第１４
４号ｐｐ.４８などに開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ウエハの大口径化に対
応した装置では、それまでの製造装置に比べ必然的に装
置寸法が大きくなる。しかし、単純に全寸法を大きくし
ただけでは、例えば成膜装置ではウエハ面内膜厚・膜質
均一性が低下したり、成膜速度などが不十分となり、生
産性の向上にはそのまま結びつかない。そのため、プラ
ズマを用いてウエハ処理を行う装置の場合、ウエハ面内
膜厚・膜質均一性については、従来よりもウエハ上のプ
ラズマ密度を高める、かつ面内均一性も広範囲にわたっ
て向上させるなどの、装置構造の改良が必須となる。

【０００６】成膜速度を増加させるために、スパッタリ
ング装置,プラズマＣＶＤ(ChemicalVavor Deposition：
化学気相成長法）装置などのプラズマを用いた成膜装置
では、従来よりも大きな電力を加えたり、供給するガス
の流量や圧力などを調節して膜の堆積レートを速めるこ
とが多い。

【０００７】上記のように入力電力を大きくしたり、プ
ラズマが高密度化させた場合は、プラズマから装置内部
へ伝わる熱量が大きくなる、更には高密度のプラズマに
接する部分と接しない部分とで従来以上に温度差が大き
くなるため、成膜室内部に設置した治具などが大きく熱
変形する可能性が高い。しかも、ウエハの大口径化に伴
って治具寸法が大きくなっても治具の肉厚は必ずしも厚
くはならないため、剛性が低下し、従来装置よりも熱変
形しやすくなる。この熱変形によって治具自体の破損
し、弊害を引き起こす可能性が高くなっている。

【０００８】また、プラズマの形状や密度などはプラズ
マを囲む治具形状などで敏感に変化するため、治具の熱
変形が大きい場合には、プラズマ状態の変化によってウ
エハ上膜質の変化が生じ、ウエハ間で無視できない膜質
変化が生じる可能性がある。

【０００９】例えば、ウエハ処理室内の平板形状治具の
上下平面間に温度差が生じると熱応力により温度が高い
面側を凸に反るが、上下平面のどちらかに一方にでもＯ
リング溝のような切れ込みが形成されていると、その部
分から折れ曲がりやすくなり、平板中心側の反り変形量
は更に大きくなる。ここで平板が反ることによって隣接
する治具と接触すると、接触した箇所が擦れたり、欠け
たりし、その破片や摩耗粉などがウエハに付着して不良
を起こすことがある。また、平板形状治具が熱変形する
ことによってプラズマの形状や密度などに変化が生じる
場合には、熱変形の前後でウエハ処理条件に変化が生じ
るため、ウエハ間での品質の差が生じることがある。

【００１０】したがって、ウエハの大口径化やウエハ処
理の高速化を進めていく上で、装置の熱変形を極力抑え
ることが出来る構造が不可欠である。

【００１１】本発明の目的は、φ２００mm以上のウエハ
サイズに対応した半導体素子製造装置による半導体素子
の製造方法おいて、製造装置内部に熱変形が生じにく
く、かつプラズマ形状や密度が変化しにくい製造装置を
用いて製造することで、信頼性が高い半導体素子の製造
方法を提供することにある。

【００１２】本発明の別の目的は、φ２００mm以上のウ
エハサイズに対応した半導体素子製造装置による半導体
素子の製造方法おいて、製造装置内部に熱変形が生じて
も治具の破損や摩耗が生じない構造の製造装置を用いて
製造することで、信頼性が高い半導体素子の製造方法を
提供することにある。

【００１３】また、本発明の他の目的は、上記製造方法
を用いることで、高い信頼性を持ち、かつ低コストの半
導体素子を提供することにある。さらには、上記生産方
法を達成するための半導体製造装置構造を提供すること
にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】φ２００mm以上のウエハ
サイズに対応した半導体素子製造装置による半導体素子
の製造方法おいて、製造装置内部に熱変形が生じにく
く、かつプラズマ形状や密度が変化しにくい製造装置を
用いて製造し、信頼性が高い半導体素子の製造方法を提
供するため、本発明は以下のような特徴を備える。

【００１５】（１).本発明の半導体素子の製造方法は、
ウエハ処理用チャンバあるいはウエハ処理用チャンバ内
治具に形成されたＯリング溝の溝底部からの溝側面の高
さが、外周側よりも内周側の方が低くなっている半導体
製造装置を用いており、該治具などが熱変形しにくくウ
エハ処理状態が安定していることを特徴とする。

【００１６】（２).本発明の別の半導体素子の製造方法
は、プラズマ形成によって同一治具内に温度差が形成さ
れる場合、Ｏリング溝が形成されたウエハ処理用チャン
バ内治具内での最大温度差よりも、該Ｏリング溝に対向
する位置にあるＯリングに接触してウエハ処理室内部の
気密性を保持する治具内の最大温度差の方が小さい半導
体製造装置を用いており、ウエハ処理室内の治具がより
熱変形しにくくウエハ処理状態が安定していることを特
徴とする。

【００１７】また、φ２００mm以上のウエハサイズに対
応した半導体素子製造装置においておいて、製造装置内
部に熱変形が生じにくく、かつプラズマ形状や密度が変
化しにくい製造装置を提供するため、本発明は以下のよ
うな特徴を備える。

【００１８】（１).本発明の半導体素子製造装置は、ウ
エハ処理用チャンバあるいはウエハ処理用チャンバ内治
具に形成された少なくとも一部のＯリング溝において、
溝底部からの溝側面の高さが、外周側よりも内周側の方
が低くなっていることを特徴とする。

【００１９】（２).本発明の別の半導体素子製造装置
は、プラズマ形成によって同一治具内に温度差が形成さ
れる場合、Ｏリング溝が形成されたウエハ処理用チャン
バ内治具内での最大温度差よりも、該Ｏリング溝に対向
する位置にあるＯリングに接触してウエハ処理室内部の
気密性を保持する治具内の最大温度差の方が小さい構造
であることを特徴とする。

【００２０】さらには、φ２００mm以上のウエハサイズ
に対応した半導体素子製造装置で製造される半導体素子
おいて、製造装置内部に熱変形が生じにくく、かつプラ
ズマ形状や密度が変化しにくい製造装置を用いて製造さ
れた、信頼性が高い半導体素子を提供するため、本発明
は以下のような特徴を備える。

【００２１】（１).本発明の半導体素子は、ウエハ処理
用チャンバあるいはウエハ処理用チャンバ内治具に形成
された少なくとも一部のＯリング溝において、該溝底部
からの溝側面の高さが、外周側よりも内周側の方が低く
なっている半導体製造装置を用い、ウエハ処理状態が安
定した工程によって製造されていることを特徴とする。

【００２２】（２).本発明の別の半導体素子は、プラズ
マ形成によって同一治具内に温度差が形成される場合、
Ｏリング溝が形成されたウエハ処理用チャンバ内治具内
での最大温度差よりも、該Ｏリング溝に対向する位置に
あるＯリングに接触してウエハ処理室内部の気密性を保
持する治具内の最大温度差の方が小さい構造をもつ半導
体製造装置を用い、ウエハ処理状態が安定した工程によ
って製造されていることを特徴とする。

【００２３】即ち、本発明によれば、ウエハ処理室内に
設置する治具や真空チャンバの熱変形を極力抑えた構造
にすることで該治具や真空チャンバの欠けや摩耗が防止
されるため、安定したウエハ処理方法によって信頼性が
高い半導体素子製造方法を得ることができる。さらには
該製造方法によって半導体素子の品質を向上させること
が可能となる。

【００２４】また、信頼性が高い前記半導体素子製造方
法を行うための半導体製造装置を提供することが可能に
なる。

【００２５】

【発明の実施の形態】（実施例１）本発明に基づく半導
体素子を製造方法に関する一実施例を、スパッタリング
装置にて薄膜を成膜し、半導体素子を製造する場合を例
に説明する。

【００２６】本発明の実施例に基づく半導体素子の製造
方法を行うための製造装置の構成断面図を図１に示す。
ただし図中に示す治具は、真空チャンバを除き、ウエハ
形状（円盤形状）に合わせてすべて軸対称形状である
が、図内が煩雑になることを防ぐため各治具は断面のみ
で表す（すなわち円筒形状の治具などの内壁面を表記し
ていない）。

【００２７】スパッタリング装置の成膜室用真空チャン
バ１に、電極絶縁物２を介してバッキングプレート３が
設置され、このバッキングプレートの下面（成膜室側）
にターゲット４が取り付けられている。真空チャンバ１
にはステンレスあるいはアルミニウム合金などが、バッ
キングプレートには熱伝導性を考慮して銅またはアルミ
ニウムが採用される場合が多い（ターゲットとバッキン
グプレートが同一材になっている場合もある）。電極絶
縁物２はリング形状をしており、ターゲットを含む陰極
の支持および真空チャンバ１からの陰極の絶縁の役割を
担っている。

【００２８】真空チャンバ１には、プラズマ生成用ガス
の導入設備，ガス保管器具１０ａ，ガス供給用配管１０
ｂ，ガス流量計１０ｃ，ガス供給用バルブ１０ｄや排気
設備，ガス排気用バルブ５ａ，ガス排気用配管５ｂ，真
空ポンプ５ｃが接続され、真空チャンバ１内へのガスの
供給，内部圧力の制御，ガスの排気を行う。この真空チ
ャンバ内部の気密性は、電極絶縁物２の図中の上側面
と、真空チャンバ１の電極絶縁物２に接する面に形成し
たＯリング用溝６にＯリング７を設置することで、保持
される。

【００２９】ウエハステージ８はターゲット４に対向す
る位置には設置される。このウエハステージ８上に、半
導体基板９が真空チャンバ１に隣接している搬送用チャ
ンバあるいはロードロック用チャンバ（共に図示しな
い）から搬送装置(図示しない)によって搬送される。成
膜時は、真空チャンバ１内にアルゴンガスなどのプラズ
マ生成用ガスをガス導入口バルブ１０ｄを開いて導入
し、真空チャンバ１内部圧力をガス流量計１０ｃやガス
排気用バルブ５ａを制御しながらプラズマ生成に適した
圧力に保ち、グラウンド１１ｂに接地された真空チャン
バ１を基準として電力印加用配線１１ａを介してターゲ
ット４に負の直流電圧を電源１１により付加し、プラズ
マ１２を形成する。

【００３０】プラズマが形成されると、ターゲット表面
（図中ではターゲット下面）がプラズマからの熱で温度
上昇するため、バッキングプレート裏面に冷却水１３ａ
を流し、水冷する。冷却水は磁場形成用磁石１６を収め
ているケーシング１３内を流れる。プラズマ安定化のた
めの磁場は、ターゲット裏側に設置した磁石により形成
される。

【００３１】チタンをスパッタリングする場合、ターゲ
ットにチタンを用い、例えば真空チャンバ１内にアルゴ
ンガスを供給して圧力を５ｍTorr一定に保ち、ターゲッ
トに１０ｋＷの直流電力を付加して、成膜を行う。ま
た、窒化チタンをスパッタリングする場合には、ターゲ
ットにチタンを用い、例えば真空チャンバ１内にアルゴ
ンと窒素の混合ガスを供給して圧力を５ｍTorr一定に保
ち、ターゲットに１０kWの直流電力を付加して、成膜を
行う。なお、制御するガス圧力および付加する直流電力
は上記数値に固定されるものではなく、安定したプラズ
マが形成されるような条件であれば良い。例えばガス圧
力は、磁場の形成状態や磁束密度などに影響されるが、
概ね０.１〜１０ｍTorr 程度である。直流電力は、ウエ
ハ上に堆積される膜の電気的特性，膜応力，堆積レート
などを考慮して決定される。堆積レートは直流電力が大
きいほど速くなる傾向がある。

【００３２】このプラズマによりターゲット表面がスパ
ッタリングされるので、半導体基板などにターゲット材
料の膜１７が堆積する。成膜によって真空チャンバ１内
では半導体基板以外の場所にも膜１７が付着するが、真
空チャンバ１内壁などへの膜１７の付着を防止するため
に防着シールド１８が真空チャンバ１の内壁を覆うよう
に取り付けられている。

【００３３】プラズマが形成されている時のプラズマ周
辺治具の温度分布を図２に示す（プラズマ周辺の治具の
みを描いた）。等温度線は５０℃毎に表示した。成膜室
設置治具の温度は、ターゲット４，防着シールド１８，
ウエハステージ８などプラズマに接している部分を中心
に高くなる。特にアルゴンイオンが衝突するターゲット
表面の温度が最も高くなる場合が多い。これらの治具
は、プラズマに接して加熱される部分と接していない部
分に温度差が生じ、熱変形を起こす。

【００３４】ターゲット４は、スパッタリングされる成
膜室側（図中では下面）が加熱され、その裏面側（図中
では上面）はバッキングプレート３を介して冷却水１３
ａで冷却されるため、バッキングプレートごと成膜室側
に凸に反ることが多い。特に従来構造では、バッキング
プレートの成膜室側（図中では下面）にＯリング溝を形
成していることが多かったため、Ｏリング溝が無い場合
に比べて反り変形量が大きくなり易かった。

【００３５】本発明の詳細構造について、電極絶縁物２
およびその周辺の拡大した図３(ａ)を用いて説明する。
この図に関しては、各治具の位置関係を正確に記述する
ため、電極絶縁物２や防着シールド１８の内周壁２ｃ，
１８ａなども描いている。

【００３６】電極絶縁物２のバッキングプレート３に接
する面には、真空チャンバ１内を真空に保つためＯリン
グ用溝６が形成され、Ｏリング７が設置されている。バ
ッキングプレート３はボルト２１によってケーシング１
３に固定される。バッキングプレート３は、真空チャン
バ１内部のガスを真空ポンプで外部に排出することで、
外部と内部との間に圧力差が生じ、電極絶縁物２に押し
付けられ、固定される。バッキングプレート３の固定
は、真空チャンバ１から絶縁されたボルトで固定しても
良い。ケーシング１３内部の冷却水１３ａは、バッキン
グプレート３との間から漏れないように、ケーシング１
３にＯリング溝６に形成し、Ｏリング７が設置される。

【００３７】電極絶縁物２の詳細構造については、図３
（ｂ）にて説明する。図は電極絶縁物２の断面を中心に
描いている。電極絶縁物２のＯリング溝は図中の６で示
した部分であるが、本発明では、このＯリング溝の底部
６ａからの内周側溝側面６ｂの高さｈ１を外周側溝側面
６ｃの高さｈ２に比べて低くし、Ｏリング溝周辺部の外
周側表面６ｅはバッキングプレート３と接触して電極全
体を支持するが、Ｏリング溝周辺部の内周側表面６ｄは
バッキングプレート３と接触しない構造になっている。

【００３８】従来構造の装置（図示しない）ではバッキ
ングプレート３の電極絶縁物２に対向する面にＯリング
溝６があり、かつ電極絶縁物絶縁物２の断面は矩形形状
をしていた。そのため、図３（ａ）のようにプラズマ１
２が形成されると、ターゲット４およびバッキングプレ
ート３が図中の下面側に凸に熱変形しやすく、バッキン
グプレートの電極絶縁物２に対向する面３０が電極絶縁
物２側へ強く押し付けられ、電極絶縁物２内周側端部と
強く擦れることが多かった。また、ターゲットとウエハ
の間隔などが変わって内部のプラズマ状態が変化し、プ
ロセス条件自体が変化しやすかった。

【００３９】本発明では図３（ａ）に示したように、バ
ッキングプレートにＯリング溝が無い構造とし、対向す
る電極絶縁物２にＯリング溝６を形成しているため、バ
ッキングプレート３の熱変形量が小さい。さらにはＯリ
ング溝内周側側面６ｂの高さを外周側側面６ｃの高さに
比べて低くしているため、バッキングプレート３が熱変
形しても電極絶縁物２のＯリング溝内周側上面６ｄと接
触せず、電極絶縁物２の内周側端部が欠けたり、擦れて
破片や摩耗粉が生じることがない。

【００４０】図４にバッキングプレート３が熱変形した
場合の模式図を示す。熱変形する前の図３（ａ）に比べ
て、電極絶縁物２内周側とバッキングプレート３との間
隔が小さくなっているが、バッキングプレート３の反り
変形量以上にＯリング溝底部６ａからの外周側・内周側
の高さの差ｈ３（＝ｈ２−ｈ１）を大きくしているた
め、接触しない構造になっている。接触しないために必
要な高さの差ｈ３（ｈ２−ｈ１）は、バッキングプレー
ト３の直径や厚さ、成膜時に加える電力、更にはプラズ
マのガス種にも依存するが、バッキングプレート３の直
径がφ５００mm程度であれば、概ね０.１〜１.０mm程度
である。

【００４１】またバッキングプレート３の裏面側に、ケ
ーシング１３内の磁石１６に接触しない大きさのリブな
ど（図示しない）を設けて曲げ剛性を高めることも有効
である。リブを形成することで更に熱変形量を小さくす
ることが可能である。

【００４２】図５を用い、図２の構造を更に改良した構
造について説明する。図３の構造に加えて、真空チャン
バ１が電極絶縁物２に接する面に形成したＯリング溝６
に関しても、Ｏリング溝底部６ａからの内周側溝側面６
ｂの高さｈ１を外周側溝側面６ｃの高さｈ２に比べて低
くし、Ｏリング溝周辺部の外周側表面６ｅは電極絶縁物
２と接触するが、Ｏリング溝周辺部の内周側表面６ｄは
接触しない構造を取っている。

【００４３】内周側表面６ｄ周辺は、図２の温度分布で
示したように、プラズマ１２に接する防着シールド１８
が取り付けられているため熱が伝わり、バッキングプレ
ート３ほどではないが熱変形するため、内周側表面６ｄ
と電極絶縁物の図中の下面２ａが擦れ、摩耗粉が発生す
る。この摩耗箇所は成膜室内であるため、摩耗粉がウエ
ハ上まで移動して付着し、成膜不良の原因になる場合が
ある。図５に示した構造にすることにより、摩耗粉発生
による不良を防止することが可能となる。

【００４４】このように図３や図５に示した構造を用い
ると、バッキングプレートの曲げ剛性はＯリング溝があ
った従来構造に比べて高くなり、バッキングプレート熱
変形を小さく抑えることが可能である。また、ターゲッ
ト／ウエハ間隔が縮まることで成膜条件が変化して、ウ
エハ間での膜質変化を低くすることが出来るため、各ウ
エハ上の膜質を一定に制御する上で非常に有効である。
なお、この構造は、スパッタリング装置のみで有効な構
造という訳では無く、φ２００mm以上の大口径ウエハを
処理し、且つプラズマやヒータなどの熱源を持つ、スパ
ッタリング装置，プラズマＣＶＤ装置，エッチング装置
などのすべての装置に有効な構造である。

【００４５】図６を用い、電極絶縁物２内周側とバッキ
ングプレート３が接触しない別の構造について説明す
る。図６（ａ）の構造では、バッキングプレート３にＯ
リング溝６が形成されて、且つ溝底部からの高さが外周
側より内周側の方が低くなっており、電極絶縁物の断面
は矩形になっている。成膜によってバッキングプレート
３下面が加熱されると、従来構造と同様にＯリング溝が
形成されているため、図３や図５の構造に比べて反り変
形量は大きくなり、プロセス中のプラズマ状態が変化し
やすいが、Ｏリング溝６の内周側の溝底部からの高さを
低くした構造であるため、バッキングプレート３と電極
絶縁物２が接触して、バッキングプレート３が削れた
り、電極絶縁物２内周側が欠けたりすることを防止する
ことが可能である。

【００４６】図６（ｂ）に、電極絶縁物２内周側とバッ
キングプレート３が接触しない更に別の構造について説
明する。この構造では、バッキングプレート３に形成さ
れたＯリング溝６の底部からの外周側・内周側両側面か
ら高さが同じであるが、電極絶縁物２上面のＯリング溝
に対向する部分から内周端部にかけてテーパ２０を設け
ている。成膜によってバッキングプレート３下面が加熱
されて下を凸に反った場合でも、テーパ２０があるため
バッキングプレート３と電極絶縁物２が接触することが
無い。

【００４７】以上の技術を利用したウエハ処理方法を用
いた半導体装置の製造方法について図７を用いて説明す
る。

【００４８】（ａ）半導体基板９上にゲート電極１０１
の形成、絶縁膜１０２ａの堆積、絶縁膜１０２ｂの堆
積、コンタクトホール１０４の形成までを行ったときの
半導体素子の断面である。半導体基板６とゲート電極１
０１の界面には、図示はしていないが、非常に薄いゲー
ト酸化膜が形成されている。ここまでの製造方法につい
ては、従来から知られている技術を用いればよい。

【００４９】（ｂ）つぎに本発明のスパッタリング成膜
方法を用いた導電性膜の成膜、該導電性膜のエッチング
を行うことにより、配線１０３ａを形成する。従来の成
膜方法を用いた場合、成膜中にターゲットが加熱されて
反り変形が生じてターゲットとウエハとの間隔が縮ま
り、膜質が変化する。また擦れなどによって摩耗粉など
の異物が発生しやすく、ウエハに付着して成膜不良が発
生し易くなる。このことは生産する半導体素子の電気特
性がウエハ間で異なったり、品質にばらつきが生じるこ
とを意味する。

【００５０】本発明の成膜方法を用いた場合には、ター
ゲットおよびバッキングプレートが熱変形したとしても
擦れないような構造をもつ製造装置を用いているため
に、バッキングプレート３の擦れや電極の欠けによって
異物が発生し、ウエハに付着して成膜不良を起こす可能
性が無くなる。さらにはターゲットおよびバッキングプ
レートの反り量が低く抑えられた構造（図３，図５に示
した構造）を採用した製造装置でウエハの処理を行うこ
とで、プラズマ状態の変化が少なくなり、ウエハ上膜質
が安定する。ＣＶＤによる膜の成膜やエッチングを行う
場合に関しても、本発明を用いることで、より安定して
ウエハ処理を行うことが可能である。

【００５１】（ｃ）続いて絶縁膜１０２ｃの堆積、配線
１０３ｂの成膜、絶縁膜１０２ｄの堆積を行う。配線１
０３ｂの成膜に関しては、前記（ｂ）にて説明したのと
同様、本発明のスパッタ成膜方法を用いる。

【００５２】以上、本発明を用いることによって、ウエ
ハ処理室内部の治具の欠けや摩耗発生による不良を低減
させた成膜を行うことが可能である半導体装置の製造方
法を提供することができる。また別の本発明を用いるこ
とでウエハ間での膜質を安定させることができる。これ
らのことによって高信頼性、且つ低コストである半導体
装置を提供することが可能になる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づくウ
エハ処理方法を用いることによって、ウエハ処理室内部
の治具の欠けや摩耗発生による不良を低減することがで
き、さらには膜質を安定させることが出来るようにな
る。このウエハ処理方法を用いることによって信頼性が
高い半導体素子の製造方法を提供することができる。更
には本半導体素子の製造方法を用いることによって、高
い信頼性で且つ低コストの半導体素子を提供することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく実施例１に係る半導体素子の製
造方法を実施する場合の成膜装置の断面構成図である。

【図２】成膜時におけるプラズマ周辺治具の温度分布を
示した側断面図である。

【図３】（ａ）及び（ｂ）は実施例１に使用した電極絶
縁物にＯリング溝を形成した成膜装置の詳細構造を示し
た断面図である。

【図４】本発明に基づく実施例１に係る成膜装置内の治
具がプラズマにより熱変形した場合を示した断面図であ
る。

【図５】本発明に基づく実施例１に係る電極絶縁物およ
び真空チャンバにＯリング溝を形成した成膜装置の詳細
構造を示した断面図である。

【図６】（ａ）及び（ｂ）は本発明に基づく実施例１に
係るバッキングプレートにＯリング溝を形成した成膜装
置の詳細構造を示した断面図である。

【図７】（ａ）ないし（ｃ）は本発明に基づく実施例１
に係る半導体素子の製造方法工程順を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１…真空チャンバ、１ａ…真空チャンバＯリング溝内周
側の電極絶縁物対向面、１ｂ…真空チャンバＯリング溝
外周側の電極絶縁物対向面、２…電極絶縁物、２ａ…電
極絶縁物の真空チャンバ接触面、２ｂ…電極絶縁物の真
空チャンバ接触面、２ｃ…電極絶縁物の内周面、３…バ
ッキングプレート、４…ターゲット、５…ガス排気口、
５ａ…ガス排気用バルブ、５ｂ…ガス排気用配管、５ｃ
…真空ポンプ、６…Ｏリング溝、６ａ…Ｏリング溝底
部、６ｂ…Ｏリング溝内周側の側面、６ｃ…Ｏリング溝
外周側の側面、６ｄ…Ｏリング溝周辺部の内周側表面、
６ｅ…Ｏリング溝周辺部の外周側表面、７…Ｏリング、
８…ウエハステージ、８ａ…ウエハリフター、９…半導
体基板、１０…ガス導入口、１０ａ…ガス保管器具、１
０ｂ…ガス供給用配管、１０ｃ…ガス流量計、１０ｄ…
ガス供給用バルブ、１１…電源、１１ａ…電力印加用配
線、１１ｂ…グラウンド、１２…プラズマ、１３…電極
用ケーシング、１３ａ…冷却水、１４…冷却水供給用配
管、１５…冷却水排出用配管、１６…磁石、１７…ター
ゲット材料膜、１７ａ…ターゲット材料膜表面、１７ｂ
…ターゲット材料膜断面、１８…防着シールド、１８ａ
内周面…防着シールド、１８ｂ…防着シールド断面、２
０…テーパ、２１…バッキングプレート取付用ボルト、
２１ａ…バッキングプレート取付用ネジ穴、３０…バッ
キングプレートの電極絶縁物対向面、３０ａ…バッキン
グプレートＯリング溝内周側の電極絶縁物対向面、３０
ｂ…バッキングプレートＯリング溝外周側の電極絶縁物
対向面、１００…ゲート酸化膜、１０１…ゲート電極、
１０２ａ，102b，１０２ｃ，１０２ｄ…絶縁膜、１０４
ａ，１０４ｂ…配線用導電性薄膜、１０３…コンタクト
ホール、１０５…スルーホール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 英生 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 矢島 明 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 馬場 毅 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 西原 晋治 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 内田 淳一 東京都青梅市藤橋三丁目３番２号 日立東 京エレクトロニクス株式会社内 Ｆターム(参考） 4K029 BD01 KA05 5F045 AA08 AA19 EB02 EB10 EC01 EH16 EJ04 EJ09 5F103 AA08 BB21 BB47 HH03 RR04 RR08

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｏリングを用いてウエハ処理室内の気密性
   が保持されている半導体素子製造装置を用いた半導体素
   子の製造方法において、少なくとも一部のＯリング溝に
   おける該Ｏリング溝の底部からの側面の高さが、外周側
   よりもウエハ処理室側の方が低い構造の半導体素子製造
   装置を用いて、ウエハ処理を行うことを特徴とする半導
   体素子の製造方法。