JP2002231712A - Semiconductor manufacturing equipment - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
関し、特に絶縁膜形成工程でウエーハ上に膜を成膜した
後にin-situ（インシチュー）クリーニングを実行する
半導体製造装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a semiconductor manufacturing apparatus that performs in-situ cleaning after forming a film on a wafer in an insulating film forming step.
【０００２】[0002]
【従来の技術】高密度プラズマ源を使用した絶縁膜成膜
装置では、絶縁膜成膜のプロセスと、チャンバー内壁等
に付着した絶縁膜を除去するin-situクリーニングプロ
セスとが、繰り返し周期的に実行される。この種の装置
において、高密度プラズマ源を用いた絶縁膜成膜工程
は、高真空領域（気圧が数十Paに減圧された領域）で行
われる。一方、その成膜工程に続いて実行されるin-sit
uクリーニングは、中真空領域（気圧が数百Paに減圧さ
れた領域）内で行われる。2. Description of the Related Art In an insulating film forming apparatus using a high-density plasma source, an insulating film forming process and an in-situ cleaning process for removing an insulating film attached to an inner wall of a chamber are periodically repeated. Be executed. In this type of apparatus, an insulating film formation step using a high-density plasma source is performed in a high vacuum region (a region in which the atmospheric pressure is reduced to several tens of Pa). On the other hand, in-sit performed following the film formation process
u Cleaning is performed in a medium vacuum region (a region in which the pressure is reduced to several hundred Pa).
【０００３】上述したように成膜工程とin-situクリー
ニングの工程とでは、処理の行われる領域の圧力が大き
く異なっている。このため、成膜工程における減圧には
ターボ分子ポンプが用いられ、一方、in-situクリーニ
ングにおける減圧には、ターボ分子ポンプに代えてドラ
イポンプが用いられるのが通常である。As described above, the pressure in the region where the processing is performed is greatly different between the film forming step and the in-situ cleaning step. For this reason, a turbo molecular pump is used for the pressure reduction in the film forming process, while a dry pump is usually used for the pressure reduction in the in-situ cleaning instead of the turbo molecular pump.
【０００４】上述したポンプの切り替えを可能とするた
め、高密度プラズマ源を使用した絶縁膜成膜装置には、
構造的にin-situクリーニングで清浄化できない領域が
存在する。このような領域に付着した膜は、チャンバー
内壁から剥がれ落ちることによりパーティクルとなり、
半導体装置の歩留まりを低下させる要因となる。[0004] In order to enable the above-mentioned switching of the pump, an insulating film forming apparatus using a high-density plasma source includes:
There are regions that cannot be cleaned by in-situ cleaning structurally. The film adhered to such an area becomes particles by peeling off from the inner wall of the chamber,
This causes a reduction in the yield of the semiconductor device.
【０００５】以下、in-situクリーニングに関する従来
の絶縁膜成膜装置の構造的な問題を図１を参照してより
詳細に説明する。図１は高密度プラズマ源を用いた絶縁
膜成膜装置の概念図である。プロセスチャンバー１０１
内には、ウエーハ１０２を保持するためのサセプター１
０３が設けられている。サセプター１０３は、RF電源１
０８に繋がっておりRF印可ができる。チャンバー１０１
の外壁にはコイル１０５が設置されている。コイル１０
５は、RF電源１０４に繋がっておりRF印可ができる。サ
セプター１０３にはウエーハ冷却機構、ウエーハチャッ
ク機構が備わっているが、本発明に関係しないのでその
詳細な説明は割愛する。また、この装置は、in-situク
リーニングガスを導入するための配管ラインを備えてい
るが、その構成は本発明には影響しないので図示を省略
する。Hereinafter, structural problems of the conventional insulating film forming apparatus relating to in-situ cleaning will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 1 is a conceptual diagram of an insulating film forming apparatus using a high-density plasma source. Process chamber 101
Inside is a susceptor 1 for holding the wafer 102.
03 is provided. The susceptor 103 is an RF power source 1
08 and RF can be applied. Chamber 101
A coil 105 is installed on the outer wall of the. Coil 10
Reference numeral 5 is connected to the RF power supply 104 and can perform RF application. The susceptor 103 is provided with a wafer cooling mechanism and a wafer chuck mechanism. However, since it is not related to the present invention, a detailed description thereof is omitted. Although this apparatus is provided with a piping line for introducing an in-situ cleaning gas, its illustration is omitted because the configuration does not affect the present invention.
【０００６】この装置の真空系は、チャンバー１０１を
高真空に保つためのターボ分子ポンプ１１１と、ターボ
分子ポンプ１１１の背圧を引くため、或いはチャンバー
１０１内のガスを粗引きするためのドライポンプ１１３
とを備えている。真空ラインには、圧力制御のためのス
ロットルバルブ１０９、チャンバー１０１のメインバル
ブ１１０、チャンバー１０１内のガスを粗引きする時に
用いるバルブ１０７、およびターボ分子ポンプ１１１の
下流に位置するバルブ１１２が設けられている。ここで
は、チャンバー１０１内の圧力を、スロットルバルブ１
１０を用いて制御することとしているが、その圧力はタ
ーボ分子ポンプ１１１の回転数により制御してもよい。The vacuum system of this apparatus includes a turbo molecular pump 111 for maintaining the chamber 101 at a high vacuum, and a dry pump for reducing the back pressure of the turbo molecular pump 111 or for roughly evacuating the gas in the chamber 101. 113
And The vacuum line is provided with a throttle valve 109 for pressure control, a main valve 110 of the chamber 101, a valve 107 used for roughing the gas in the chamber 101, and a valve 112 located downstream of the turbo-molecular pump 111. ing. Here, the pressure in the chamber 101 is controlled by the throttle valve 1
Although the pressure is controlled by using 10, the pressure may be controlled by the rotation speed of the turbo molecular pump 111.
【０００７】絶縁膜の成膜は高真空領域で実行される。
このため、絶縁膜の成膜工程では、バルブ１０７が閉状
態とされ、かつ、メインバルブ１１０とバルブ１１２の
双方が開状態とされた状態で、ターボ分子ポンプ１１１
により真空引きが行われ、更に、その背圧がドライポン
プ１１３により引かれる。一方、in-situクリーニング
は、中真空領域で実行されるため、その工程では、ドラ
イポンプ１１３により真空引きが行われる。この際、装
置の真空系は、メインバルブ１１０とバルブ１１２が閉
状態とされ、かつ、バルブ１０７が開状態とされる。The formation of the insulating film is performed in a high vacuum region.
Therefore, in the step of forming the insulating film, the turbo molecular pump 111 is closed in a state where the valve 107 is closed and both the main valve 110 and the valve 112 are opened.
, And the back pressure is further reduced by the dry pump 113. On the other hand, in-situ cleaning is performed in a medium vacuum region, and in that process, vacuum is drawn by the dry pump 113. At this time, in the vacuum system of the apparatus, the main valve 110 and the valve 112 are closed, and the valve 107 is opened.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】絶縁膜の成膜工程にお
ける真空系の状態と比較すると、in-situクリーニング
中の真空系は、メインバルブ１１０の下流から、ターボ
分子ポンプ１１１の下流に位置するバルブ１１２の上流
までの領域が閉ざされた状態となる。この閉ざされた領
域にはin-situクリーニングガスが流れないため、メイ
ンバルブ１１０の弁体やターボ分子ポンプ１１１のロー
ターやステ−ターに付着した生成物は（チャンバー１０
１の内壁に付着する量に比べ非常に微量であるが）、in
-situクリーニングによって除去できない。The vacuum system during the in-situ cleaning is located downstream of the main valve 110 and downstream of the turbo molecular pump 111 as compared with the state of the vacuum system in the process of forming the insulating film. The region up to the upstream of the valve 112 is in a closed state. Since the in-situ cleaning gas does not flow into this closed area, the products adhering to the valve element of the main valve 110 and the rotor and the stator of the turbo molecular pump 111 (the chamber 10)
1 is very small compared to the amount attached to the inner wall), but in
-Cannot be removed by in-situ cleaning.
【０００９】従来の絶縁膜成膜装置において、この部分
に付着する生成物を除去するためには、真空配管、バル
ブ、ポンプなどを取り外してクリーニングを実行する必
要がある。このため、従来の装置において、上記のクリ
ーニングは、長時間のダウンタイムを発生させ、装置の
稼働率を低下させる要因となっていた。また、メインバ
ルブ１１０の弁体に付着した生成物は、弁体の動作に伴
ってパーティクル源となっていた。このように、高密度
プラズマ源を用いた従来の絶縁膜成膜装置は、成膜工程
とin-situクリーニング工程とを異なる圧力領域で実行
するという構造的な問題を有し、また、その結果生ずる
パーティクルにより半導体装置の歩留まりを低下させる
という問題を有するものであった。In the conventional insulating film forming apparatus, in order to remove the products adhering to this portion, it is necessary to remove the vacuum pipes, valves, pumps, etc. and perform cleaning. For this reason, in the conventional apparatus, the above-described cleaning causes a long downtime, which causes a reduction in the operation rate of the apparatus. Further, the product adhered to the valve body of the main valve 110 became a particle source with the operation of the valve body. As described above, the conventional insulating film forming apparatus using the high-density plasma source has a structural problem of performing the film forming process and the in-situ cleaning process in different pressure regions, and as a result, There is a problem that the yield of the semiconductor device is reduced by the generated particles.
【００１０】これらの課題は、従来の装置の構成をその
まま維持したのでは解決することが困難である。すなわ
ち、in-situクリーニングの手法としては、チャンバー
１０１内にin-situクリーニングガスを導入してRF放電
を行い、その結果生成される活性化種によりin-situク
リーニングする方法、或いは、チャンバー１０１の外で
例えばフッ素ラジカル等のin-situクリーニング用活性
種を生成しこれをチャンバー１０１に導入してin-situ
クリーニングする方法など、色々な方法が知られてい
る。しかしながら、これらのin-situクリーニングは、
何れも高密度プラズマ源を用いた成膜に用いられる圧力
領域では実行できない。一方、その成膜の圧力をin-sit
uクリーニングで用いられる圧力とすると、高密度プラ
ズマが放電できない。このため、従来の装置において
は、in-situクリーニングの圧力領域と高密度プラズマ
を用いた成膜圧力とが異なる圧力領域で実行されること
に起因する問題を解決することが困難であった。[0010] These problems are difficult to solve if the configuration of the conventional apparatus is maintained as it is. That is, as a method of in-situ cleaning, a method of performing RF discharge by introducing an in-situ cleaning gas into the chamber 101 and performing in-situ cleaning by an activated species generated as a result, or a method of cleaning the chamber 101 Outside, active species for in-situ cleaning such as fluorine radicals are generated and introduced into the chamber 101 for in-situ cleaning.
Various methods are known, such as a cleaning method. However, these in-situ cleanings
Neither can be performed in the pressure region used for film formation using a high-density plasma source. On the other hand, the pressure of the film
If the pressure is used for cleaning, high-density plasma cannot be discharged. For this reason, in the conventional apparatus, it has been difficult to solve the problem caused by the fact that the pressure region for in-situ cleaning and the film formation pressure using high-density plasma are performed in different pressure regions.
【００１１】上述の如く、従来の装置では、圧力領域の
相違に起因して、真空系の状態を切り替えないと成膜の
処理とin-situクリーニングの処理とが実行できない事
が重大な課題である。上記の課題を解決する一つの方法
は、成膜処理とin-situクリーニングの処理とを同一の
圧力領域で実行できるようにすることである。例えば、
成膜処理をin-situクリーニング圧力領域で行う事がで
きれば上記の課題は解決するが、この場合は高密度プラ
ズマの放電ができなくなり、成膜処理が行えない。ま
た、in-situクリーニングが実行できる範囲の中で真空
度を下げて成膜処理を行った場合は、成膜プラズマ中の
イオンの平均自由距離が十分でないため、配線やSTI（S
hallow Trench Isolation）を形成するための埋め込み
絶縁膜に空孔が生じやすい。この空孔は半導体装置の特
性に影響を与えるため無視する事はできない。As described above, in the conventional apparatus, it is a serious problem that the film forming process and the in-situ cleaning process cannot be performed unless the state of the vacuum system is switched due to the difference in the pressure region. is there. One method for solving the above-mentioned problem is to enable a film forming process and an in-situ cleaning process to be performed in the same pressure region. For example,
If the film formation process can be performed in the in-situ cleaning pressure region, the above-mentioned problem can be solved. In addition, when the film formation process is performed with the degree of vacuum reduced within a range where in-situ cleaning can be performed, the average free distance of ions in the film formation plasma is not sufficient, so that wiring or STI (S
Voids are likely to be formed in the buried insulating film for forming the hallow trench isolation (Hallow Trench Isolation). These holes cannot be ignored because they affect the characteristics of the semiconductor device.
【００１２】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、in-situクリーニング中でもメイン
バルブを閉めることなく、通常の成膜で使用している真
空系、つまり、ターボ分子ポンプを含む真空系で真空引
きができるように、プロセスチャンバーとターボ分子ポ
ンプとの間に真空のコンダクタンスを下げるパーツを入
れた半導体製造装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and a vacuum system used in ordinary film formation without closing a main valve even during in-situ cleaning, that is, a turbo molecular pump. It is an object of the present invention to provide a semiconductor manufacturing apparatus in which a part for lowering the vacuum conductance is inserted between a process chamber and a turbo molecular pump so that a vacuum can be evacuated by a vacuum system including:
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記の目的を達成するため、半導体ウエーハに絶縁膜を
成膜する半導体製造装置であって、絶縁膜の成膜処理を
行うためのプロセスチャンバーと、前記プロセスチャン
バー内のガスを排出する真空ポンプと、前記プロセスチ
ャンバーと前記真空ポンプとの間に配置される圧力制御
用バルブと、前記プロセスチャンバーと前記真空ポンプ
とを遮断するメインバルブと、所定の開口を有する弁体
を備え、前記プロセスチャンバーと前記真空ポンプとの
間に配置される開閉バルブと、を備えることを特徴とす
る。According to the first aspect of the present invention,
To achieve the above object, a semiconductor manufacturing apparatus for forming an insulating film on a semiconductor wafer, a process chamber for performing a film forming process of the insulating film, and a vacuum pump for discharging gas in the process chamber A pressure control valve disposed between the process chamber and the vacuum pump, a main valve for shutting off the process chamber and the vacuum pump, and a valve body having a predetermined opening, the process chamber, An opening / closing valve disposed between the vacuum pump and the vacuum pump.
【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の半
導体製造装置であって、前記開閉バルブが、前記メイン
バルブと前記真空ポンプとの間に配置されることを特徴
とする。According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor manufacturing apparatus according to the first aspect, the open / close valve is disposed between the main valve and the vacuum pump.
【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の半導体製造装置であって、絶縁膜の成膜処理の際
に前記開閉バルブを開状態とし、in-situクリーニング
の際に前記開閉バルブを閉状態とする制御装置を更に備
えることを特徴とする。The third aspect of the present invention provides the first or second aspect.
The semiconductor manufacturing apparatus according to the above, further comprising a control device that opens the open / close valve during a process of forming an insulating film, and closes the open / close valve during in-situ cleaning. I do.
【００１６】請求項４記載の発明は、請求項３記載の半
導体製造装置であって、前記制御装置は、絶縁膜の成膜
処理の際に、前記プロセスチャンバー内の圧力が所定の
高真空状態となるように前記スロットルバルブを制御
し、かつ、in-situクリーニングの際に、前記プロセス
チャンバー内の圧力が所定の中真空状態となるように前
記スロットルバルブを制御することを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor manufacturing apparatus according to the third aspect, the control device is configured such that the pressure in the process chamber is in a predetermined high vacuum state during the process of forming the insulating film. And controlling the throttle valve so that the pressure in the process chamber becomes a predetermined medium vacuum state during in-situ cleaning.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、図２および
図３を参照して、本発明の実施の形態１について説明す
る。図２は、本発明の実施の形態１である半導体製造装
置の構成を説明するための図を示す。図２に示すよう
に、本実施形態の半導体製造装置は、プロセスチャンバ
ー２０１を備えている。チャンバー２０１の内部には、
ウエーハ２０２を保持するためのサセプター２０３が配
置されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the semiconductor manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the semiconductor manufacturing apparatus of the present embodiment includes a process chamber 201. Inside the chamber 201,
A susceptor 203 for holding the wafer 202 is provided.
【００１８】サセプター２０３は、RF電源２０８に繋が
っておりRF印可ができる。チャンバー２０１の外壁には
コイル２０５が設置されている。コイル２０５は、RF電
源２０４に繋がっておりRF印可ができる。サセプター２
０３にはウエーハ冷却機構、ウエーハチャック機構が備
わっているが、本発明に関係しないのでその詳細な説明
は割愛する。また、この装置は、in-situクリーニング
ガスを導入するための配管ラインを備えているが、その
構成は本発明には影響しないので図示を省略する。The susceptor 203 is connected to an RF power source 208 and can perform RF application. A coil 205 is provided on the outer wall of the chamber 201. The coil 205 is connected to the RF power supply 204 and can perform RF application. Susceptor 2
03 is provided with a wafer cooling mechanism and a wafer chuck mechanism, but they are not related to the present invention, and thus detailed description thereof is omitted. Although this apparatus is provided with a piping line for introducing an in-situ cleaning gas, its illustration is omitted because the configuration does not affect the present invention.
【００１９】この装置の真空系は、チャンバー２０１を
高真空に保つためのターボ分子ポンプ２１１と、ターボ
分子ポンプ２１１の背圧を引くため、或いはチャンバー
２０１内のガスを粗引きするためのドライポンプ２１３
とを備えている。真空ラインには、圧力制御のためのス
ロットルバルブ２０９、チャンバー２０１のメインバル
ブ２１０、チャンバー２０１内のガスを粗引きする時に
用いるバルブ２０７、およびターボ分子ポンプ２１１の
下流に位置するバルブ２１２が設けられている。ここで
は、チャンバー２０１内の圧力を、スロットルバルブ２
１０を用いて制御することとしているが、その圧力はタ
ーボ分子ポンプ１１の回転数により制御してもよい。The vacuum system of this apparatus includes a turbo-molecular pump 211 for keeping the chamber 201 at a high vacuum and a dry pump for reducing the back pressure of the turbo-molecular pump 211 or roughing the gas in the chamber 201. 213
And The vacuum line is provided with a throttle valve 209 for pressure control, a main valve 210 of the chamber 201, a valve 207 used for roughing gas in the chamber 201, and a valve 212 located downstream of the turbo molecular pump 211. ing. Here, the pressure in the chamber 201 is controlled by the throttle valve 2
Although the pressure is controlled using the pressure 10, the pressure may be controlled by the rotation speed of the turbo-molecular pump 11.
【００２０】以上説明した構造は、図１に示す従来の絶
縁膜成膜装置の構造と同じである。本実施形態の半導体
製造装置は、スロットルバルブ２０９とターボ分子ポン
プ２１１との間にバルブ２１４を備えており、かつ、こ
のバルブ２１４の弁体に、図３に示すような穴３０１が
形成されている点に特徴を有している。The structure described above is the same as the structure of the conventional insulating film forming apparatus shown in FIG. The semiconductor manufacturing apparatus according to the present embodiment includes a valve 214 between the throttle valve 209 and the turbo molecular pump 211, and a hole 301 as shown in FIG. Is characterized by the fact that
【００２１】ウエーハ２０２上に絶縁膜を成膜する工程
では、プロセスチャンバー２０１に、例えばSiH4、Si
F4、PH3等の半導体材料ガスが導入され、かつ、サセプ
ター２０３およびコイル２０５に、ＲＦ電源２０４、２
０８により高周波が印可される。その結果、チャンバー
２０１内部に高密度プラズマが生成され、その高密度プ
ラズマ内で半導体材料ガスが分解されることによりウエ
ーハ２０２上に絶縁膜が成膜される。この時、装置の内
部には、チャンバー２０１内のガスが、圧力制御用のス
ロットルバルブ２０９を通って、ターボ分子ポンプ２１
１、およびドライポンプ２１３により排気されるように
真空排気経路が形成される。In the step of forming an insulating film on the wafer 202, for example, SiH 4 , Si
A semiconductor material gas such as F 4 and PH 3 is introduced, and RF power sources 204 and 2
08 applies a high frequency. As a result, high-density plasma is generated inside the chamber 201, and the semiconductor material gas is decomposed in the high-density plasma, whereby an insulating film is formed on the wafer 202. At this time, the gas in the chamber 201 passes through the throttle valve 209 for controlling pressure and flows into the turbo molecular pump 21 inside the apparatus.
A vacuum evacuation path is formed so as to be evacuated by the pump 1 and the dry pump 213.
【００２２】in-situクリーニングは、チャンバー２０
１内にクリーニング用のラジカル分子を生成するための
材料ガス、例えば、NF3、C2F6、C3F8等の半導体材料ガ
スを導入して行われる。より具体的には、in-situクリ
ーニングの工程では、チャンバー２０１内に上記の材料
ガスが導入され、かつ、RF電源２０４、２０８によりチ
ャンバー２０１内にプラズマが生成される。この処理
は、絶縁膜の成膜処理の場合と異なり、５００Pa程度の
中真空領域で行なう必要がある。The in-situ cleaning is performed in the chamber 20
This is performed by introducing a material gas for generating radical molecules for cleaning, for example, a semiconductor material gas such as NF 3 , C 2 F 6 , and C 3 F 8 into 1. More specifically, in the in-situ cleaning process, the above-described material gas is introduced into the chamber 201, and plasma is generated in the chamber 201 by the RF power supplies 204 and 208. This process needs to be performed in a medium vacuum region of about 500 Pa, unlike the process of forming an insulating film.
【００２３】ターボ分子ポンプ２１１が通常の用い方で
用いられると、チャンバー２０１の内圧は高真空領域ま
で減圧される。このため、in-situクリーニングの際に
ターボ分子ポンプ２１１を用いるためには、チャンバー
２０１内の真空度を何らかの手法で中真空のレベルに下
げる必要がある。チャンバー２０１内の真空度を下げる
手法としては、例えば、ターボ分子ポンプ２１１の上流
に取り付けられているスロットルバルブ２０９を制御す
ることが考えられる。しかしながら、この場合、スロッ
トルバルブ２０９の上流側と下流側に発生させる圧力差
が高いため、制度の高い制御は実現できない。When the turbo molecular pump 211 is used in a usual manner, the internal pressure of the chamber 201 is reduced to a high vacuum region. For this reason, in order to use the turbo molecular pump 211 at the time of in-situ cleaning, it is necessary to reduce the degree of vacuum in the chamber 201 to a medium vacuum level by some method. As a technique for reducing the degree of vacuum in the chamber 201, for example, it is conceivable to control a throttle valve 209 attached upstream of the turbo-molecular pump 211. However, in this case, since the pressure difference generated between the upstream side and the downstream side of the throttle valve 209 is high, highly accurate control cannot be realized.
【００２４】本実施形態の装置において、in-situクリ
ーニングの際に、図３に示す様な特徴的な弁体を持った
バルブ２１４を閉状態とすると、そのバルブ２１４の上
流・下流間に圧力差をつけることができ、スロットルバ
ルブ２０９の上流・下流間の圧力差を小さくすることが
できる。尚、バルブ２１４の上流・下流間に生ずる圧力
差は、図３に示す弁体の穴の大きさおよび数量により制
御することができる。本実施形態では、その大きさが1m
m2とされ、また、その数が１００個程度とされている。In the apparatus of the present embodiment, when the valve 214 having a characteristic valve element as shown in FIG. 3 is closed during in-situ cleaning, the pressure between the upstream and downstream of the valve 214 is increased. The pressure difference between the upstream and downstream of the throttle valve 209 can be reduced. The pressure difference between the upstream side and the downstream side of the valve 214 can be controlled by the size and number of holes in the valve body shown in FIG. In this embodiment, the size is 1 m
m 2, and the number is about 100.
【００２５】本実施形態の装置は、スロットルバルブ２
０９やバルブ２１４の状態を制御する制御装置（図示せ
ず）を備えている。この制御装置は、絶縁膜の成膜処理
の際には、バルブ２１４を開状態としつつ所望の真空度
が得られるようにスロットルバルブ２０９を制御し、ま
た、in-situクリーニングの際には、バルブ２１４を閉
状態としたうえで所望の真空度を得るためにスロットル
バルブ２０９を制御する。この場合、in-situクリーニ
ングの際にスロットルバルブ２０９の上流・下流間に生
ずる圧力差が抑制されているので、ターボ分子ポンプ２
１１を動作させつつ、in-situクリーニングの実行に必
要な中真空の状態を精度良く作り出すことができる。The device of the present embodiment has a throttle valve 2
09 and a control device (not shown) for controlling the state of the valve 214. This control device controls the throttle valve 209 so that a desired degree of vacuum is obtained while the valve 214 is open at the time of forming the insulating film, and at the time of in-situ cleaning, After the valve 214 is closed, the throttle valve 209 is controlled to obtain a desired degree of vacuum. In this case, the pressure difference generated between the upstream and downstream of the throttle valve 209 during the in-situ cleaning is suppressed.
11 can be operated, and a state of medium vacuum required for executing in-situ cleaning can be accurately created.
【００２６】本実施形態の装置において、in-situクリ
ーニングの際に形成される真空排気経路は、バルブ２１
４が閉状態となることを除き絶縁膜の成膜中に形成され
る真空排気経路と全く同じである。つまり、本実施形態
において、in-situクリーニングの際に、チャンバー２
０１内のガスが排気される経路は、絶縁膜の成膜中にチ
ャンバー２０１内のガスが辿るのと全く同じ経路を辿っ
て排出される。このため、本実施形態の装置によれば、
in-situクリーニングにより、チャンバー２０１や真空
排気経路に付着した絶縁膜を完全に除去することができ
る。In the apparatus of the present embodiment, the evacuation path formed at the time of in-situ cleaning is
This is exactly the same as the evacuation path formed during the formation of the insulating film, except that 4 is closed. That is, in the present embodiment, the chamber 2 is used for in-situ cleaning.
The path through which the gas inside 01 is exhausted follows exactly the same path as the gas inside the chamber 201 follows during the formation of the insulating film. Therefore, according to the device of the present embodiment,
By the in-situ cleaning, the insulating film attached to the chamber 201 and the evacuation path can be completely removed.
【００２７】ところで、上述した実施の形態１では、チ
ャンバー２０１の中にin-situクリーニング用の材料ガ
スを導入し、そのチャンバー２０１内部でラジカル分子
を生成してクリーニングを行なっているが、本発明はこ
れに限定されるものではない。すなわち、チャンバー２
０１の外で生成されたラジカル分子をチャンバー２０１
内に直接導入してin-situクリーニングを行なっても、
実施の形態１の場合と同様の効果を得ることができる。In the first embodiment, a material gas for in-situ cleaning is introduced into the chamber 201 and radical molecules are generated inside the chamber 201 for cleaning. Is not limited to this. That is, chamber 2
01 to the chamber 201
Even if it is introduced directly into the inside for in-situ cleaning,
The same effect as in the first embodiment can be obtained.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、高密度プラズマを用いた成膜処理の際にプロセス
チャンバー内に発生するパーティクル源を、in-situク
リーニングにより完全に除去することができる。このた
め、本発明によれば、プロセスチャンバーや真空排気経
路の中にパーティクルの発生源が残存するのを防止し、
半導体装置の歩留まりを高めることができる。As described above in detail, according to the present invention, a particle source generated in a process chamber during a film forming process using high-density plasma is completely removed by in-situ cleaning. be able to. For this reason, according to the present invention, it is possible to prevent a particle generation source from remaining in a process chamber or a vacuum exhaust path,
The yield of semiconductor devices can be increased.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】 従来の高密度プラズマ源を用いた絶縁膜成膜
装置の概要を表す図である。FIG. 1 is a diagram showing an outline of an insulating film forming apparatus using a conventional high-density plasma source.
【図２】 本発明の実施の形態１である半導体製造装置
の概要を表す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an outline of a semiconductor manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention;
【図３】 本発明の実施の形態１の半導体製造装置が備
えるバルブの弁体の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a valve body of a valve included in the semiconductor manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
２０１ プロセスチャンバー ２０２ ウエーハ ２０３ サセプター ２０４、２０８ RF電源 ２０５ RF導入用コイル ２０６ バイパス配管 ２０７、２１２ バルブ ２０９ スロットルバルブ ２１０ メインバルブ ２１１ ターボ分子ポンプ ２１３ ドライポンプ ２１４ 差圧発生用バルブ ３０１ 差圧発生用穴 201 process chamber 202 wafer 203 susceptor 204, 208 RF power supply 205 RF introduction coil 206 bypass pipe 207, 212 valve 209 throttle valve 210 main valve 211 turbo molecular pump 213 dry pump 214 differential pressure generating valve 301 differential pressure generating hole
Claims (4)
体製造装置であって、 絶縁膜の成膜処理を行うためのプロセスチャンバーと、 前記プロセスチャンバー内のガスを排出する真空ポンプ
と、 前記プロセスチャンバーと前記真空ポンプとの間に配置
される圧力制御用バルブと、 前記プロセスチャンバーと前記真空ポンプとを遮断する
メインバルブと、 所定の開口を有する弁体を備え、前記プロセスチャンバ
ーと前記真空ポンプとの間に配置される開閉バルブと、 を備えることを特徴とする半導体製造装置。1. A semiconductor manufacturing apparatus for forming an insulating film on a semiconductor wafer, comprising: a process chamber for performing a process of forming an insulating film; a vacuum pump for discharging gas in the process chamber; A pressure control valve disposed between a chamber and the vacuum pump, a main valve for shutting off the process chamber and the vacuum pump, and a valve body having a predetermined opening, wherein the process chamber and the vacuum pump are provided. And a switching valve disposed between the semiconductor device and the semiconductor manufacturing apparatus.
前記真空ポンプとの間に配置されることを特徴とする請
求項１記載の半導体製造装置。2. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the on-off valve is disposed between the main valve and the vacuum pump.
を開状態とし、in-situクリーニングの際に前記開閉バ
ルブを閉状態とする制御装置を更に備えることを特徴と
する請求項１または２記載の半導体製造装置。3. The control device according to claim 1, further comprising a control device that opens the open / close valve during a process of forming an insulating film and closes the open / close valve during in-situ cleaning. Or the semiconductor manufacturing apparatus according to 2.
に、前記プロセスチャンバー内の圧力が所定の高真空状
態となるように前記スロットルバルブを制御し、かつ、
in-situクリーニングの際に、前記プロセスチャンバー
内の圧力が所定の中真空状態となるように前記スロット
ルバルブを制御することを特徴とする請求項３記載の半
導体製造装置。4. The control device controls the throttle valve such that a pressure in the process chamber is set to a predetermined high vacuum state during a process of forming an insulating film, and
4. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 3, wherein during the in-situ cleaning, the throttle valve is controlled such that the pressure in the process chamber is in a predetermined medium vacuum state.
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