JP2005175122A - Semiconductor manufacturing apparatus and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
Semiconductor manufacturing apparatus and manufacturing method of semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005175122A JP2005175122A JP2003411526A JP2003411526A JP2005175122A JP 2005175122 A JP2005175122 A JP 2005175122A JP 2003411526 A JP2003411526 A JP 2003411526A JP 2003411526 A JP2003411526 A JP 2003411526A JP 2005175122 A JP2005175122 A JP 2005175122A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- plasma
- insulating film
- semiconductor substrate
- lower electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、半導体基板の成膜工程に係り、特に枚葉型のプラズマCVD装置の絶縁維持方法を対策する半導体製造装置及び半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a film forming process of a semiconductor substrate, and more particularly, to a semiconductor manufacturing apparatus and a semiconductor device manufacturing method that take measures against an insulation maintaining method of a single-wafer type plasma CVD apparatus.
プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition )は薄膜形成法の一つであり、反応ガスをプラズマ環境におき、半導体基板表面に膜を堆積する方法である。LSI製作においては主として絶縁膜の形成に広く適用され、重要な技術となっている。成膜の均一性を向上させるため、半導体基板の支持機構は重要である。半導体基板の支持機構には基板との高密着性、基板の温度制御性、また、プラズマに対する耐久性などが要求される。 Plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) is one of thin film forming methods, in which a reactive gas is placed in a plasma environment and a film is deposited on the surface of a semiconductor substrate. In LSI manufacturing, it is widely applied mainly to the formation of insulating films and has become an important technology. In order to improve the uniformity of film formation, the support mechanism of the semiconductor substrate is important. A support mechanism for a semiconductor substrate is required to have high adhesion to the substrate, temperature controllability of the substrate, durability against plasma, and the like.
静電チャックは、半導体基板の支持機構として、高い密着性能、優れた熱伝導性、耐久性を有する。静電チャックは、半導体基板が置かれる絶縁層と、絶縁層内部に埋設された電極を備え、絶縁層と対向する基板との間に加えられる直流電圧で、クーロン力や微少な漏れ電流による吸着力を発生させる。絶縁層としては酸化アルミ等のセラミックス材料が一般的である。 An electrostatic chuck has high adhesion performance, excellent thermal conductivity, and durability as a support mechanism for a semiconductor substrate. An electrostatic chuck is a DC voltage applied between an insulating layer on which a semiconductor substrate is placed and an electrode embedded in the insulating layer, and is applied between the insulating layer and the opposite substrate, and is attracted by Coulomb force and minute leakage current. Generate power. A ceramic material such as aluminum oxide is generally used as the insulating layer.
セラミックスは特に、熱伝導性、耐プラズマ性に優れる。しかし、材質が硬いため基板となじみ難い。基板搬送に関るキズ、その他クラック等発生により絶縁破壊も起こる危険性があり、処理中に半導体基板のゲート素子破壊が懸念される。一方、接触熱抵抗を低減させるため、静電チャックの絶縁層として、少なくとも一部が粘性流体または低硬度のゲル状物質を用いる技術も開示されている(例えば、特許文献1参照)。
半導体基板の支持部に絶縁破壊が起こると、基板に過電流が発生しゲート絶縁膜等デバイス破壊を引起こす。[特許文献1]に開示の絶縁層を有する支持部を使用することによって、絶縁破壊は起こり難くなることも考えられるが、皆無とはいえない。つまり、従来技術では半導体基板の支持部の絶縁破壊がすぐに検知できない。絶縁破壊を知らずに複数毎の半導体基板を処理した場合、デバイス破壊を含む可能性の高い製品が大量に生産される恐れがある。 When dielectric breakdown occurs in the support portion of the semiconductor substrate, an overcurrent is generated in the substrate, causing breakdown of devices such as a gate insulating film. By using the support portion having the insulating layer disclosed in [Patent Document 1], it is possible that dielectric breakdown is less likely to occur, but it cannot be said that there is nothing at all. That is, the prior art cannot immediately detect the dielectric breakdown of the support portion of the semiconductor substrate. When a plurality of semiconductor substrates are processed without knowing the dielectric breakdown, there is a possibility that a product having a high possibility of including the device breakdown may be produced in large quantities.
本発明は上記のような事情を考慮してなされたもので、成膜処理中にも基板支持部の絶縁破壊を検知することができ、高信頼性の成膜が可能な半導体製造装置及び半導体装置の製造方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances. A semiconductor manufacturing apparatus and a semiconductor capable of detecting a dielectric breakdown of a substrate support portion even during a film forming process and capable of forming a highly reliable film. It is an object of the present invention to provide a device manufacturing method.
本発明に係る半導体製造装置は、被処理物が置かれる第1電極と、前記第1電極に対向する第2電極を備え、前記第1、第2電極間に高電界が与えられると共に反応ガスが供給されて前記反応ガスのプラズマが生成される処理室と、前記第1電極に流れる電流をモニタし、異常を検知する制御機構と、を含む。 A semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention includes a first electrode on which an object to be processed is placed and a second electrode facing the first electrode, and a high electric field is applied between the first and second electrodes and a reactive gas. Is supplied to generate a plasma of the reactive gas, and a control mechanism that monitors the current flowing through the first electrode and detects an abnormality.
上記本発明に係る半導体製造装置によれば、制御機構は第1電極に流れる電流をモニタし、異常を検知する。具体的には第1電極が絶縁破壊すれば過電流が検知される。このような検知はプラズマの生成される処理中において可能であり、処理異常をリアルタイムで検出でき、被処理物への影響を現在の処理一つに留めることができる。 According to the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the control mechanism monitors the current flowing through the first electrode and detects an abnormality. Specifically, an overcurrent is detected when the first electrode breaks down. Such detection is possible during the process in which plasma is generated, process abnormality can be detected in real time, and the influence on the object to be processed can be limited to the current process.
なお、上記本発明に係る半導体製造装置において、前記第1電極上に絶縁膜を成膜する機構をさらに含む。または、前記制御機構に応じて前記第1電極上に絶縁膜を成膜する機構をさらに含む。これにより、第1電極の絶縁破壊の防止または修復に寄与する。 The semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention further includes a mechanism for forming an insulating film on the first electrode. Alternatively, a mechanism for forming an insulating film on the first electrode according to the control mechanism is further included. This contributes to prevention or repair of dielectric breakdown of the first electrode.
本発明に係る半導体製造装置は、半導体基板が支持される第1電極と、前記第1電極に対向する第2電極と、反応ガスが供給され前記第1電極と第2電極の間に与えられる高電界によって前記反応ガスのプラズマを生成し、少なくとも前記半導体基板上に絶縁膜を形成する処理室と、前記第1電極に流れる電流をモニタし少なくとも絶縁破壊を判定する検知器と、を含み、前記絶縁破壊の防止用に前記絶縁膜を前記第1電極表面にコーティングする。 In the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, a first electrode on which a semiconductor substrate is supported, a second electrode facing the first electrode, and a reactive gas is supplied between the first electrode and the second electrode. A process chamber for generating a plasma of the reactive gas by a high electric field and forming an insulating film on at least the semiconductor substrate; and a detector for monitoring a current flowing through the first electrode and determining at least a dielectric breakdown; The insulating film is coated on the surface of the first electrode to prevent the dielectric breakdown.
上記本発明に係る半導体製造装置によれば、プラズマの生成される処理中に、検知器によって第1電極の絶縁破壊の有無が常にモニタされる形態をとる。処理異常をリアルタイムで検出でき、半導体基板への影響を現在処理中の1枚に留めることができる。また、絶縁破壊の防止用に絶縁膜を第1電極表面にコーティングし、信頼性を向上させる。 According to the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the detector is always monitored for the presence or absence of dielectric breakdown of the first electrode during the plasma generation process. Processing abnormality can be detected in real time, and the influence on the semiconductor substrate can be limited to one currently being processed. In addition, an insulating film is coated on the surface of the first electrode to prevent breakdown, thereby improving reliability.
本発明に係る半導体製造装置は、半導体基板が支持される第1電極と、前記第1電極に対向する第2電極と、反応ガスが供給され前記第1電極と第2電極の間に与えられる高電界によって前記反応ガスのプラズマを生成し、少なくとも前記半導体基板上に絶縁膜を形成する処理室と、前記第1電極に流れる電流をモニタし少なくとも絶縁破壊を判定する検知器と、含み、前記検知器の判定結果に応じて前記絶縁膜を前記第1電極表面にコーティングする。 In the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, a first electrode on which a semiconductor substrate is supported, a second electrode facing the first electrode, and a reactive gas is supplied between the first electrode and the second electrode. A process chamber for generating a plasma of the reactive gas by a high electric field and forming an insulating film on at least the semiconductor substrate; and a detector for monitoring a current flowing through the first electrode and determining at least a dielectric breakdown, The insulating film is coated on the surface of the first electrode according to the determination result of the detector.
上記本発明に係る半導体製造装置によれば、プラズマの生成される処理中に、検知器によって第1電極の絶縁破壊の有無が常にモニタされる形態をとる。処理異常をリアルタイムで検出でき、半導体基板への影響を現在処理中の1枚に留めることができる。また、検知器の判定結果に応じて絶縁膜を第1電極表面にコーティングする第1電極の絶縁破壊修復機能を有する。信頼性向上に寄与する。 According to the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the detector is always monitored for the presence or absence of dielectric breakdown of the first electrode during the plasma generation process. Processing abnormality can be detected in real time, and the influence on the semiconductor substrate can be limited to one currently being processed. In addition, the first electrode has a dielectric breakdown repair function for coating the surface of the first electrode with an insulating film according to the determination result of the detector. Contributes to improved reliability.
本発明に係る半導体装置の製造方法は、処理室内において、半導体基板を第1電極上に置き、対向する第2電極との間に高電界を与え、供給される反応ガスによって前記反応ガスのプラズマを生成して、前記半導体基板上に少なくとも絶縁膜を形成するプラズマ処理工程と、前記プラズマ処理工程中に前記第1電極に流れる電流をモニタする電流検出工程と、前記半導体基板を前記処理室内に搬入する前に、前記処理室内で前記反応ガスのプラズマを生成し、前記第1電極上に少なくとも前記絶縁膜を所定の厚さ形成する工程と、を含む。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a semiconductor substrate is placed on a first electrode in a processing chamber, a high electric field is applied between the opposing second electrode, and the plasma of the reactive gas is supplied by the supplied reactive gas. A plasma processing step of forming at least an insulating film on the semiconductor substrate, a current detection step of monitoring a current flowing through the first electrode during the plasma processing step, and placing the semiconductor substrate in the processing chamber Generating a plasma of the reactive gas in the processing chamber before carrying in, and forming at least the insulating film with a predetermined thickness on the first electrode.
上記本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、プラズマ処理工程中に電流検出工程によって、第1電極に流れる電流がモニタされる。具体的には第1電極が絶縁破壊すれば過電流が検知される。処理異常をリアルタイムで検出でき、半導体基板への影響を現在処理中の1枚に留めることができる。また、半導体基板を処理室内に搬入する前に、予め処理室内における反応ガスのプラズマ生成によって、第1電極上に所定の厚さの絶縁膜を形成する。これにより、第1電極の絶縁破壊防止に寄与する。 According to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the current flowing through the first electrode is monitored by the current detection step during the plasma processing step. Specifically, an overcurrent is detected when the first electrode breaks down. Processing abnormality can be detected in real time, and the influence on the semiconductor substrate can be limited to one currently being processed. In addition, before carrying the semiconductor substrate into the processing chamber, an insulating film having a predetermined thickness is formed on the first electrode by generating plasma of a reactive gas in the processing chamber in advance. This contributes to prevention of dielectric breakdown of the first electrode.
本発明に係る半導体装置の製造方法は、処理室内において、半導体基板を第1電極上に置き、対向する第2電極との間に高電界を与え、供給される反応ガスによって前記反応ガスのプラズマを生成して、前記半導体基板上に少なくとも絶縁膜を形成するプラズマ処理工程と、前記プラズマ処理工程中に前記第1電極に流れる電流をモニタする電流検出工程と、前記電流検出工程により絶縁破壊に応じた異常を検知したとき、次に処理すべき半導体基板を前記処理室内に搬入する前に、前記処理室内で前記反応ガスのプラズマを生成し、前記第1電極上に少なくとも前記絶縁破壊をなくする厚さの前記絶縁膜を形成する工程と、を含む。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a semiconductor substrate is placed on a first electrode in a processing chamber, a high electric field is applied between the opposing second electrode, and the plasma of the reactive gas is supplied by the supplied reactive gas. A plasma processing step of forming at least an insulating film on the semiconductor substrate, a current detection step of monitoring a current flowing through the first electrode during the plasma processing step, and a dielectric breakdown by the current detection step When a corresponding abnormality is detected, before the next semiconductor substrate to be processed is carried into the processing chamber, plasma of the reactive gas is generated in the processing chamber, and at least the dielectric breakdown is eliminated on the first electrode. Forming the insulating film having a thickness to be formed.
上記本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、プラズマ処理工程中に電流検出工程によって、第1電極に流れる電流がモニタされる。具体的には第1電極が絶縁破壊すれば過電流が検知される。処理異常をリアルタイムで検出でき、半導体基板への影響を現在処理中の1枚に留めることができる。また、電流検出工程により絶縁破壊に応じた異常を検知したとき、次に処理すべき半導体基板を処理室内に搬入する前に、処理室内における反応ガスのプラズマ生成によって、第1電極上に絶縁破壊をなくする厚さの絶縁膜を形成する。これにより、第1電極の絶縁破壊修復に寄与する。 According to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the current flowing through the first electrode is monitored by the current detection step during the plasma processing step. Specifically, an overcurrent is detected when the first electrode breaks down. Processing abnormality can be detected in real time, and the influence on the semiconductor substrate can be limited to one currently being processed. In addition, when an abnormality corresponding to dielectric breakdown is detected by the current detection process, dielectric breakdown is caused on the first electrode by plasma generation of a reactive gas in the processing chamber before the semiconductor substrate to be processed next is carried into the processing chamber. An insulating film having a thickness that eliminates the above is formed. This contributes to the dielectric breakdown repair of the first electrode.
なお、上記それぞれの本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記第1電極上に前記絶縁膜を形成する工程の前の段階において前記処理室内のドライクリーニングを行うプラズマクリーニング工程を含む。処理室内を清浄化した上で第1電極上に絶縁膜を形成することは有用である。 Each of the semiconductor device manufacturing methods according to the present invention includes a plasma cleaning step of performing dry cleaning of the processing chamber in a stage before the step of forming the insulating film on the first electrode. It is useful to form an insulating film over the first electrode after cleaning the processing chamber.
図1、図2及び図3は、それぞれ本発明の第1実施形態に係る半導体製造装置であり、プラズマCVD装置の要部を示す概略構成図である。処理室11は、内部に下部電極12及び下部電極12と対向するように上部電極13が配備され、真空排気される排気口14を有する。処理室11内壁、下部電極12及び上部電極13表面は図示しないが酸化アルミ等の絶縁膜がコーティングされている。下部電極12は、被処理物として例えば半導体基板WFが置かれ、半導体基板を静電チャックにより支持する構成となっている。上部電極13は、図示しない複数のピンホールを有し、反応ガスをシャワー状にして処理室11内に供給する。高周波電源16は整合回路15を介して、上部電極13と下部電極12との間に高電界を与える。これにより、処理室11内に供給される反応ガスのプラズマが生成される。
1, FIG. 2 and FIG. 3 are schematic diagrams showing the main part of a plasma CVD apparatus, which is a semiconductor manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. The
また、制御機構DET中に、下部電極12の電流を測定する電流検知器17が設けられている。電流検知器17は、プラズマ処理中、下部電極12に流れる電流を常時モニタする。電流検知器17において、下部電極12に流れる電流の上限値を決めておき、絶縁破壊したときに発生する過電流を検知する。これにより、プラズマの生成される半導体基板WFの処理中において、下部電極12の絶縁破壊が起こったとしても、瞬時に電流検知器17が検知する。制御部18は、少なくとも電流検知器17の過電流検知を受け、プラズマ処理の停止や、そのとき処理していた半導体基板の搬出、次の処理すべき半導体基板の搬入を中止するなどの判断をする。
Further, a
さらに、図2に示すように、このプラズマCVD装置は、絶縁膜19を下部電極12表面にコーティングする機構を有する。この下部電極12への絶縁膜19のコーティングは、制御部18の含まれる制御機構DETの働きによってなされるようにしてもよい。絶縁膜19は、下部電極12の絶縁破壊を防止するため、あるいは、下部電極12が絶縁破壊を起こしてしまった際の修復用として、所定厚さだけ下部電極12表面に成膜(コーティング)される。絶縁膜19は、このプラズマCVD装置での絶縁膜の成膜に準ずる。例えば、このプラズマCVD装置がシリコン酸化膜を成膜する装置として用いられているならば、シリコン酸化膜を下部電極12表面にコーティングする。シリコン酸化膜であれば、0.4μm程度の厚さを有することにより、下部電極12の絶縁破壊防止用、または、絶縁破壊修復用として効果がある。絶縁膜19は、厚さが大きければ効果を発揮する寿命は延びるが、熱収縮の影響を受けクラックを起こす恐れもある。このため、絶縁膜19の厚みは部材に応じて適当な限度が必要である。
Further, as shown in FIG. 2, the plasma CVD apparatus has a mechanism for coating the surface of the
図3は、下部電極12の絶縁破壊防止用、または、絶縁破壊修復用として、絶縁膜19をコーティングした下部電極12上に半導体基板WFが支持され、プラズマ処理されている形態を示す。下部電極12は、絶縁膜19のコーティングされていないものよりも絶縁破壊され難くなる。また、電流検知器17が設けられているので、プラズマ処理中、下部電極12に流れる電流を常時モニタしている。これにより、仮に下部電極12が絶縁破壊したとしても電流検知器17によって速やかに検知される。
FIG. 3 shows a form in which the semiconductor substrate WF is supported and plasma-processed on the
上記実施形態の構成によれば、制御機構DETは、処理室11においてプラズマの生成される処理中、電流検知器17によって下部電極12の絶縁破壊の有無が常時モニタされる形態をとっている。すなわち、下部電極12が絶縁破壊したとすれば、その過電流発生によってリアルタイムで異常を検出できる。これにより、半導体基板WFへの影響を現在処理中の1枚だけに留めることができる。すなわち、下部電極12の絶縁破壊を知らずに複数毎の半導体基板を処理することはなく、半導体基板内部のデバイス破壊を含む可能性の高い製品が大量に生産されることはなくなる。
According to the configuration of the above-described embodiment, the control mechanism DET has a form in which the presence or absence of dielectric breakdown of the
また、下部電極12の絶縁破壊防止用、または、絶縁破壊修復用として、下部電極12表面に絶縁膜19をコーティングする機構を有することで、プラズマ処理の信頼性を向上させることができる。なお、絶縁膜19はシリコン酸化膜に限らず、プラズマCVD装置が成膜する絶縁膜に合わせられる。従って、シリコン窒化膜やその他の絶縁膜となり得る。
In addition, the reliability of the plasma treatment can be improved by having a mechanism for coating the surface of the
図4は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を工程順に示す流れ図である。前記図1〜図3のいずれかを参照しながら説明する。プラズマCVD装置での絶縁膜(例えばシリコン酸化膜)の成膜処理に関し、処理されるべき半導体基板が搬入される前、清浄な処理室11においてプリコート工程を施す(処理S11)。このプリコート工程は、処理室11内で上記絶縁膜(シリコン酸化膜)成膜のための反応ガスのプラズマを生成し、下部電極12上に少なくとも絶縁膜を所定の厚さ形成する(図2参照;絶縁膜19)。
FIG. 4 is a flowchart showing the main part of the method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention in the order of steps. A description will be given with reference to any of FIGS. Regarding film formation processing of an insulating film (for example, silicon oxide film) in a plasma CVD apparatus, a pre-coating process is performed in a
次に、処理されるべき半導体基板WFが搬入される。プリコート、すなわち絶縁膜19をコーティングした下部電極12上に半導体基板WFが置かれ静電チャックにより支持される(処理S12)。その後、処理室11内で上記絶縁膜(シリコン酸化膜)成膜のための反応ガスのプラズマを生成し(図3参照)、半導体基板WF上に少なくとも絶縁膜を所定の厚さ形成する(処理S13)。この半導体基板WF上への成膜は例えば絶縁膜19と同じ絶縁膜とする。このプラズマ処理工程中には、図3の制御機構DETの働きにより、下部電極12に流れる電流をモニタしている(処理S14)。
Next, the semiconductor substrate WF to be processed is loaded. The semiconductor substrate WF is placed on the
下部電極12の電流検出工程が含まれる処理S14において、例えば、異常(過電流)判定時には、処理していた半導体基板WFの固有情報を記憶すると共に、異常判定カウントを加算する。前に処理した半導体基板WFに続いての連続異常または異常頻度が規定値を越えた場合は、処理停止などの措置をとり、メンテナンス、部品交換等の必要性を考慮する。
In the process S14 including the current detection process of the
次に、成膜の終了した半導体基板WFを処理室外に搬出する(処理S15)。下部電極12の異常の影響を受けた半導体基板WFであったなら、不良扱いまたは厳密な調査に回す等考えられる。次に、処理室11内のドライクリーニングを実施し、清浄化する(処理S16)。ドライクリーニングは、例えば、図示しないダミー基板を下部電極12上に置いてのプラズマクリーニング、及びダミー基板無しのプラズマクリーニングの2段階が考えられる。このようなプラズマクリーニングは、フッ素系、塩素系その他の反応性ガス、不活性ガス等、必要に応じたクリーニングガスの使用が考えられる。その後、プリコート工程に移行する。すなわち、この実施形態では、下部電極12の絶縁破壊等、異常が認められなくても、処理されるべき次の半導体基板WFの搬入前には、プリコート工程が入る(処理S11)。
Next, the semiconductor substrate WF on which film formation has been completed is carried out of the processing chamber (processing S15). If it is a semiconductor substrate WF affected by the abnormality of the
上記実施形態の方法によれば、プラズマ処理工程中に電流検出工程によって、下部電極12に流れる電流に異常(過電流)がないか常にモニタされる。また、半導体基板WFへの成膜処理前には、処理室11内における反応ガスのプラズマ生成によって、下部電極上に所定の厚さの絶縁膜をプリコートしている。これにより、下部電極12の絶縁破壊はほとんど起こらず、高い信頼性を得ることができる。また、下部電極12に絶縁破壊が起こったとしても、半導体基板WFへの影響を現在処理中の1枚に留めることも可能である。
According to the method of the above-described embodiment, whether or not there is an abnormality (overcurrent) in the current flowing through the
図5は、本発明の第3実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を工程順に示す流れ図である。前記図1〜図3のいずれかを参照しながら説明する。プラズマCVD装置での絶縁膜(例えばシリコン酸化膜)の成膜処理に関し、処理されるべき半導体基板が搬入される。すなわち、下部電極12上に半導体基板WFが置かれ静電チャックにより支持される(処理S21)。その後、処理室11内で上記絶縁膜(シリコン酸化膜)成膜のための反応ガスのプラズマを生成し(図1参照)、半導体基板WF上に少なくとも絶縁膜を所定の厚さ形成する(処理S22)。このプラズマ処理工程中には、図3の制御機構DETの働きにより、下部電極12に流れる電流をモニタしている(処理S23)。
FIG. 5 is a flowchart showing the main part of the method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention in the order of steps. A description will be given with reference to any of FIGS. A semiconductor substrate to be processed is carried into a film forming process of an insulating film (for example, a silicon oxide film) in a plasma CVD apparatus. That is, the semiconductor substrate WF is placed on the
下部電極12の電流検出工程が含まれる処理S23において、例えば、異常(過電流)判定時には、処理していた半導体基板WFの固有情報を記憶すると共に、異常判定カウントを加算する。前に処理した半導体基板WFに続いての連続異常または異常頻度が規定値を越えた場合は、処理停止などの措置をとり、メンテナンス、部品交換等の必要性を考慮する。
In the process S23 including the current detection step of the
下部電極12の異常判定を受けても上記連続異常や異常頻度の異常に該当しない場合、処理S34以降の工程になる。すなわち、成膜の終了した半導体基板WFを処理室外に搬出する(処理S34)。これは下部電極12の異常の影響を受けた半導体基板WFであるので、不良扱いまたは厳密な調査に回す等考えられる。次に、処理室11内のドライクリーニングを実施し、清浄化する(処理S35)。次いで、清浄な処理室11において修復コーティング工程を施す(処理S36)。この修復コーティング工程は、処理室11内で上記絶縁膜(シリコン酸化膜)成膜のための反応ガスのプラズマを生成し、下部電極12上に少なくとも絶縁膜を所定の厚さ形成する(図2参照;絶縁膜19)。このような工程を経て、次に処理されるべき半導体基板WFの搬入工程に移行する(処理S21)。
Even if the abnormality determination of the
一方、下部電極12に異常(絶縁破壊)が認められなかった場合、処理S24以降の工程になる。すなわち、成膜の終了した半導体基板WFを処理室外に搬出する(処理S24)。次に、処理室11内のドライクリーニングを実施し、清浄化する(処理S25)。このような工程を経て、次に処理されるべき半導体基板WFの搬入工程に移行する(処理S21)。
On the other hand, when no abnormality (dielectric breakdown) is observed in the
なお、処理室11内のドライクリーニングについて、処理S35に関しては、前記第2実施形態における処理S16と同様の条件を用いてもよい。しかし、処理S25に関しては、主としてダミー基板(図示せず)を下部電極12上に置いてのプラズマクリーニングの実施となる。また、処理S36の修復コーティング工程が実施された後は、処理中の半導体基板のロットが終了次第、メンテナンス、部品交換等の実行に移ることが考えられる。あるいは、修復コーティング工程の実施頻度を考慮してメンテナンス、部品交換等の時期を決定するようにしてもよい。
As for the dry cleaning in the
上記実施形態の方法によれば、プラズマ処理工程中に電流検出工程によって、下部電極12に流れる電流に異常(過電流)がないか常にモニタされる。下部電極12に異常(絶縁破壊)が認められた場合、処理室11内における反応ガスのプラズマ生成によって、下部電極12上に所定の厚さの絶縁膜をコーティングする。これにより、下部電極12の絶縁破壊部分は修復され、後の成膜処理の信頼性を維持することができる。また、下部電極12に絶縁破壊が起こったとしても、半導体基板WFへの影響を現在処理中の1枚に留めることも可能である。
According to the method of the above-described embodiment, whether or not there is an abnormality (overcurrent) in the current flowing through the
以上、本発明に係る構成及び方法によれば、絶縁膜を成膜するプラズマCVD装置に下部電極の電流検知器を含む制御機構を設ける。これにより、処理室においてプラズマの生成される成膜処理中、下部電極の電流がモニタされ、絶縁破壊の有無がリアルタイムに把握できる。これにより、半導体基板WFへの影響を現在処理中の1枚だけに留めることが可能となる。すなわち、下部電極の絶縁破壊を知らずに複数毎の半導体基板を処理することはなく、半導体基板内部のデバイス破壊を含む可能性の高い製品が大量に生産されることはなくなる。また、下部電極の絶縁破壊防止用、または、絶縁破壊修復用として、下部電極表面に絶縁膜をプリコート、またはコーティングする機構を有する。すなわち、下部電極の絶縁破壊を回避するプロセスが組み込まれることで、プラズマ処理の信頼性を向上させることができる。この結果、成膜処理中にも基板支持部の絶縁破壊を検知することができ、高信頼性の成膜が可能な半導体製造装置及び半導体装置の製造方法を提供することができる。 As described above, according to the configuration and method of the present invention, the control mechanism including the current detector for the lower electrode is provided in the plasma CVD apparatus for forming the insulating film. Thereby, during the film forming process in which plasma is generated in the processing chamber, the current of the lower electrode is monitored, and the presence or absence of dielectric breakdown can be grasped in real time. This makes it possible to limit the influence on the semiconductor substrate WF to only one currently being processed. That is, a plurality of semiconductor substrates are not processed without knowing the dielectric breakdown of the lower electrode, and products that are likely to include device breakdown inside the semiconductor substrate are not produced in large quantities. In addition, it has a mechanism for pre-coating or coating an insulating film on the surface of the lower electrode for preventing breakdown of the lower electrode or repairing dielectric breakdown. That is, by incorporating a process for avoiding the dielectric breakdown of the lower electrode, the reliability of the plasma processing can be improved. As a result, it is possible to provide a semiconductor manufacturing apparatus and a semiconductor device manufacturing method capable of detecting a dielectric breakdown of the substrate support portion even during the film forming process and capable of highly reliable film formation.
11…処理室、12…下部電極、13…上部電極、14…排気口、15…整合回路、16…高周波電源、17…電流検知器、18…制御部、19…絶縁膜、DET…制御機構、WF…半導体基板、S11〜S16,S21〜S25,S34〜S36…処理ステップ。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第1電極に流れる電流をモニタし、異常を検知する制御機構と、
を含む半導体製造装置。 A first electrode on which an object to be processed is placed and a second electrode facing the first electrode, a high electric field is applied between the first and second electrodes, and a reaction gas is supplied to the plasma of the reaction gas. A processing chamber in which is generated,
A control mechanism for monitoring the current flowing through the first electrode and detecting an abnormality;
A semiconductor manufacturing apparatus including:
前記第1電極に対向する第2電極と、
反応ガスが供給され前記第1電極と第2電極の間に与えられる高電界によって前記反応ガスのプラズマを生成し、少なくとも前記半導体基板上に絶縁膜を形成する処理室と、
前記第1電極に流れる電流をモニタし少なくとも絶縁破壊を判定する検知器と、
を含み、
前記絶縁破壊の防止用に前記絶縁膜を前記第1電極表面にコーティングする半導体製造装置。 A first electrode on which a semiconductor substrate is supported;
A second electrode facing the first electrode;
A processing chamber in which a reactive gas is supplied and a plasma of the reactive gas is generated by a high electric field applied between the first electrode and the second electrode, and at least an insulating film is formed on the semiconductor substrate;
A detector for monitoring the current flowing through the first electrode and determining at least a dielectric breakdown;
Including
A semiconductor manufacturing apparatus for coating the surface of the first electrode with the insulating film for preventing the dielectric breakdown.
前記第1電極に対向する第2電極と、
反応ガスが供給され前記第1電極と第2電極の間に与えられる高電界によって前記反応ガスのプラズマを生成し、少なくとも前記半導体基板上に絶縁膜を形成する処理室と、
前記第1電極に流れる電流をモニタし少なくとも絶縁破壊を判定する検知器と、
を含み、
前記検知器の判定結果に応じて前記絶縁膜を前記第1電極表面にコーティングする半導体製造装置。 A first electrode on which a semiconductor substrate is supported;
A second electrode facing the first electrode;
A processing chamber in which a reactive gas is supplied and a plasma of the reactive gas is generated by a high electric field applied between the first electrode and the second electrode, and at least an insulating film is formed on the semiconductor substrate;
A detector for monitoring the current flowing through the first electrode and determining at least a dielectric breakdown;
Including
The semiconductor manufacturing apparatus which coats the said insulating film on the said 1st electrode surface according to the determination result of the said detector.
前記プラズマ処理工程中に前記第1電極に流れる電流をモニタする電流検出工程と、
前記半導体基板を前記処理室内に搬入する前に、前記処理室内で前記反応ガスのプラズマを生成し、前記第1電極上に少なくとも前記絶縁膜を所定の厚さ形成する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。 In the processing chamber, a semiconductor substrate is placed on the first electrode, a high electric field is applied between the opposing second electrode, plasma of the reactive gas is generated by the supplied reactive gas, and at least on the semiconductor substrate A plasma treatment process for forming an insulating film;
A current detection step of monitoring a current flowing through the first electrode during the plasma treatment step;
Generating a plasma of the reaction gas in the processing chamber before carrying the semiconductor substrate into the processing chamber, and forming at least the insulating film on the first electrode to a predetermined thickness;
A method of manufacturing a semiconductor device including:
前記プラズマ処理工程中に前記第1電極に流れる電流をモニタする電流検出工程と、
前記電流検出工程により絶縁破壊に応じた異常を検知したとき、次に処理すべき半導体基板を前記処理室内に搬入する前に、前記処理室内で前記反応ガスのプラズマを生成し、前記第1電極上に少なくとも前記絶縁破壊をなくする厚さの前記絶縁膜を形成する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。 In the processing chamber, a semiconductor substrate is placed on the first electrode, a high electric field is applied between the opposing second electrode, plasma of the reactive gas is generated by the supplied reactive gas, and at least on the semiconductor substrate A plasma treatment process for forming an insulating film;
A current detection step of monitoring a current flowing through the first electrode during the plasma treatment step;
When an abnormality corresponding to dielectric breakdown is detected by the current detection step, before the semiconductor substrate to be processed next is carried into the processing chamber, plasma of the reaction gas is generated in the processing chamber, and the first electrode is generated. Forming the insulating film having a thickness that eliminates at least the dielectric breakdown;
A method of manufacturing a semiconductor device including:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003411526A JP2005175122A (en) | 2003-12-10 | 2003-12-10 | Semiconductor manufacturing apparatus and manufacturing method of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003411526A JP2005175122A (en) | 2003-12-10 | 2003-12-10 | Semiconductor manufacturing apparatus and manufacturing method of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005175122A true JP2005175122A (en) | 2005-06-30 |
Family
ID=34732232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003411526A Withdrawn JP2005175122A (en) | 2003-12-10 | 2003-12-10 | Semiconductor manufacturing apparatus and manufacturing method of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005175122A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9378862B2 (en) | 2013-01-16 | 2016-06-28 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Dielectric material |
-
2003
- 2003-12-10 JP JP2003411526A patent/JP2005175122A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9378862B2 (en) | 2013-01-16 | 2016-06-28 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Dielectric material |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10069443B2 (en) | Dechuck control method and plasma processing apparatus | |
US7799238B2 (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
US20150340210A1 (en) | Plasma processing method | |
US10770268B2 (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
TW200837874A (en) | Mounting device, plasma processing apparatus and plasma processing method | |
JP5281811B2 (en) | Annular parts for plasma processing, plasma processing apparatus, and outer annular member | |
TWI467649B (en) | Heat transfer structure and substrate processing device | |
US20230383401A1 (en) | Oxidation resistant protective layer in chamber conditioning | |
US9780037B2 (en) | Method of processing target object | |
JP5232868B2 (en) | Board management method | |
WO2004021427A1 (en) | Plasma processing method and plasma processing device | |
JP2005175122A (en) | Semiconductor manufacturing apparatus and manufacturing method of semiconductor device | |
US7592261B2 (en) | Method for suppressing charging of component in vacuum processing chamber of plasma processing system and plasma processing system | |
JP4602528B2 (en) | Plasma processing equipment | |
US11417553B2 (en) | Substrate deformation detection and correction | |
JP2017183558A (en) | Manufacturing method of semiconductor apparatus, and maintenance method for dry etching device | |
JP2005093740A (en) | Anomaly detecting method for plasma cvd apparatus | |
CN118235237A (en) | System for monitoring performance of an electrostatic chuck in a substrate processing system | |
JP2007042919A (en) | Sputtering system | |
TW202403892A (en) | Reactive cleaning of substrate support | |
JPH0329324A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
JP2019204910A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
US6476623B1 (en) | Percent backsputtering as a control parameter for metallization | |
JP2008108953A (en) | Method for removal of foreign matter in semiconductor substrate rear face | |
Nawachi et al. | Etching mask properties of diamond-like carbon films |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070306 |