JP2006086230A - 半導体製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 上面10にウェハ200を載置するサセプタ(基板載置台)11に、筒状の周辺カバー17を設ける。周辺カバー17は、その上端部17aを内側に折り返して、ウェハ200からはみ出すサセプタ11の周辺部上面を覆い、その中間部で側面14を覆うようになっている。また、周辺カバー17の下端部17bをサセプタ11の下面15より下方に延在させて、下面15を間接的に覆うように構成されている。
【選択図】 図1
Description
(1)基板載置台上の基板載置面に載置された基板に成膜等のプラズマ処理を行なうプラズマ処理装置では、基板のみならず基板載置台の外表面が直接プラズマに晒される。基板の載置された基板載置面を除く基板載置台の外表面(上面、側面、下面)は、基板載置台を構成しているAlN等の金属を含む材料が剥き出しになっている。 このため、特にプラズマの影響を直接受けやすい基板載置台の上面、側面にあっては、プラズマによるダメージを受けやすく、それらの面から金属(Al)等の汚染材料が漏出して、基板の膜中の金属汚染を増加させるという問題があった。また、より高いプラズマ密度が要求されるプロセスでは、基板載置台の上面、側面のみならず、下面についても同様な問題があった。
また、本発明の課題は、基板載置台との間で発生する異常放電を防止することが可能な半導体製造装置を提供することにある。
また、周辺カバーを上面カバーとは別体で構成したので、これらを一体で構成した場合と比べて、基板載置台の脱着作業やメンテナンスが簡単である。
このように基板載置台が支持部で支えられている場合に、特に基板載置台の上面及び側面で汚染が発生しやすいが、本発明によれば、基板載置台を上面カバーと周辺カバーとで覆っているので、そのような汚染の発生を抑制できる。
基板載置台の下面が、延在した周辺カバーにより隠され、側面から見通せなくなっているので、基板載置台の下面で汚染やダメージが発生しやすいプロセスを行なう場合であっても、そのようなダメージや汚染を抑制することができる。
また、基板載置台の下面が下面カバーで覆われているので、基板載置台下面と処理室との間で異常放電が生じやすいプロセスを行なう場合であっても、そのような異常放電も防止することができる。
基板支持台が処理室の内部で支持部によって支持された状態で、分割された下面カバーの穴を支持部にはめ込み、接合部を接合することにより、基板載置台の下面を下面カバーで覆うことができる。
又は、その接合面を非接触で対峙させてブリッジで接続し、そのブリッジにより非接触とした面間を介して下方から基板載置台の下面を見通せないように構成することによって、互いに重なるように形成されている半導体製造装置である。
下面カバー同士が接合する接合部の接合面を、段差面、傾斜面、曲面とするか、又はブリッジ接続するという簡単な構成で、接合部に対応する基板載置台の下面部分での異常放電を抑制することができる。
基板載置台がAlNで構成されている場合に、特に金属(Al)汚染が発生しやすいが、本発明によれば、基板載置台の外周面を周辺カバーや上面カバー、あるいは下面カバーで覆っているので、そのような金属汚染を抑制でき、また、基板載置台の下面での異常放電を防止できるる。
このように基板載置台に設けられた電極やヒータがPtやSiCで構成されている場合に、特に金属汚染が発生しやすいが、本発明によれば、基板載置台の外周面を周辺カバーや上面カバー、又は下面カバーで覆っているので、そのような金属汚染の発生を抑制でき、また、基板載置台の下面での異常放電を防止できるる。
また、本発明によれば、基板載置台の下面を下面カバーで覆うようにしたので、基板載置台の下面との間で発生する異常放電を防止することができ、パーティクルの発生を低減できる。
そこで、実施の形態では、そのような問題を解消するために、サセプタにカバーを被せるようにした。
第1の実施の形態のカバー付きサセプタは、サセプタ11の周縁部に周辺カバー17を嵌装して、サセプタ11の上面10及び側面14をウェハ200と周辺カバー17とで覆い、下面は周辺カバー17の端部を延在して覆うようにしたものである。
サセプタ11及び支持部21は、例えば窒化アルミニウム(AlN)で構成される。また、ヒータは例えば導電性材料であるSiC、電極は例えば導電性材料であるPtでそれぞれ構成される。
周辺カバー17の厚さは、ウェハ処理均一性が低下しないように、薄くすることが好ましいが、機械的強度を保つために、ある程度厚くせざるを得ない。その厚さは、例えば、3〜5mmである。また、周辺カバー17は汚染物質の発生しない絶縁性材料、例えば石英で構成される。
このように、サセプタ11の外周面は、ウェハ200、周辺カバー17によって覆われて保護されているので、サセプタ11の外周面に対するプラズマによるダメージが低減する。このため、サセプタ11を構成するAlN材がサセプタ11の外周面に剥き出しになっていても、ウェハ200及び周辺カバー17によって、プラズマにより漏出するAl金属量が抑制され、ウェハ200上に形成される薄膜の膜中へのAl金属汚染を低減できる。
図3に示すように、カバーリング16は、ウェハ200上を流れる反応ガスの流れの分布を均一化して、プラズマ処理量を均一にする。カバーリング16は、周辺カバー17と別体に設けられ、円形リング状をしており、その内径がウェハ200の径よりも大きく、外径はサセプタ11の径よりも小さくなるように形成される。カバーリング16は、ウェハ200と周辺カバー17との間のサセプタ11の周辺部に載置される。カバーリング16は、例えば石英で構成される。
なお、上記貫通孔は、第1及び第2の実施の形態では示さなかったが、これらにも同様に設けられる。
(1)上面カバー18と周辺カバー17が一体型の場合には、一つの大きな石英のブロックから一体型のカバーを削り出さなければならないが、上面カバー18と周辺カバー17とが別体であるので、上面カバー18は板状の石英部材を加工し、周辺カバー17は円筒状の石英部材を加工すればよく、加工性に優れ、製作が容易である。
サセプタ11の下面15の異常放電の原因は、サセプタ下面15と下側容器211(図13参照)との間の電界が一定以上になった場合に起こることにある。したがって、異常放電を防止するために、電界を小さくする必要がある。電界Eは、一般に、次式で示される。
E=αV/d
ただし、αは定数、Vは電圧、dは距離
これより、電界を小さくする方法は、(1)サセプタ下面と容器間の電圧Vを小さくすること、(2)サセプタ下面と容器間の距離dを大きくすること、のいずれかである。この(2)の方法では、半導体製造装置が大型化するため、電界を小さくするには限界がある。したがって、(1)の方法によって電界を小さくする必要があるが、サセプタの下面を絶縁物で直接覆うことによって、サセプタ下面とチャンバ間の電圧を低下させることができる。そこで、第4の実施の形態では、サセプタ下面を覆う絶縁性の下面カバーをさらに設けるようにしている。
なお、周辺カバー27の下端部は、サセプタの下面を下面カバー30で覆うための障害とならないように、サセプタの側面で止どめ、サセプタの下面より下方には延在させていない。
前述したように、分割下面カバー31、32は接合・分離可能で、互いに接合されて、下面カバー30として一体化される。接合手段は、接着剤や溶接手段を用いない係止方法とし、図示例では最も簡便な閂(かんぬき)止めを採用している。
すなわち、図10及び図11に示すように、接合部35、36に臨んだ分割下面カバー31、32の左右の下面に固定部37を設ける。固定部37は、各分割下面カバー31、32に半円穴33、34を挟んで一対設ける。この固定部37はコの字形をしたチャネルで構成されており、そのコの字形の開口を上に向けて下面に取り付け、その溝を接合部35、36のラインと直交する方向に向ける。これらの固定部37に固定ブロック38を差し通して、第1及び第2の分割下面カバー31、32を接合する。固定ブロック38の両端には抜け止め用フックが固定ブロック38に対して直角方向に折り曲げられて設けられており、固定部37に固定ブロック38を差し通した後、固定ブロック38の自重で、両フックがチャネル状の固定部37の各出口の角部に引っ掛かるようになっている。
例えば、図12に示すものは、分割された下面カバー30同士が接合する接合部35、36を、その接合面に隙間が生じないよう接続し、その接合面を介して下方からサセプタの下面を見通せないようにしたものである。
図12(a)は、接合面を段差面としたもの、図12(b)、(d)は一部あるいは全部を傾斜面としたもの、図12(c)、(e)は一部あるいは全部を曲面としたものである。また、図12(f)は、分割された下面カバー同士が接合する接合部35、36の接合面に隙間が生じるようにブリッジ接続したものである。すなわち、一方の接合部の一部を出っ張らしてブリッジ36aとし、接合部35、36をその接合面が非接触で対峙するようブリッジ36aで接続する。そして、接合面に隙間があっても、その隙間をブリッジ36aで覆うことによってサセプタの下面を見通せないように構成したものである。
(1)下面カバーが分割構造のため、サセプタに支持部を取り付けた状態で、上面カバー、周辺カバー、下面カバーを着脱することができるため、部品の交換が容易である。また、石英洗浄等メンテナンスが必要な時や消耗した時に容易に交換できる。
(2)下面カバーが分割構造のため、分割下面カバーに接続部が存在してしまうが、コの字形の石英ブロックを固定部に差し込み、落し込んで分割下面カバーを固定することにより、ボルト等を締めつける接続工具が一切不要となり、手作業で簡単に固定することができる。
(3)分割接合部に段差、傾斜面、曲面、ブリッジ等を取り入れることにより、接合部からサセプタ下面がダイレクトに見通せなくなるので、サセプタ下面での異常放電を防止することができる。また、このような分割接合部は、金属汚染に対しても有効に作用する。
なお、上述した実施の形態では、いずれもプラズマ処理装置について説明したが、本発明はこれに限定されず、熱CVD装置にも適用可能である。
11 サセプタ(基板載置台)
14 サセプタの側面
15 サセプタの下面
17 周辺カバー
17a 上端部
17b 下端部
21 支持部
200 ウェハ
Claims (3)
- 基板を収容する処理室と、
前記処理室に略水平に設けられ、上面に前記基板を載置する基板載置面を有する基板載置台と、
前記基板載置台の基板載置面より外側の基板載置台の周辺部上面及び側面を覆う周辺カバーとを備え、
前記周辺カバーの端部が前記基板載置台の下面より下方に延在していることを特徴とする半導体製造装置。 - 基板を収容する処理室と、
前記処理室に略水平に設けられ、上面に前記基板を載置する基板載置面を有する基板載置台と、
前記基板載置台の基板載置面を含む基板載置台の上面を覆う上面カバーと、
前記上面カバーとは別体で構成され、前記上面カバーの周辺部及び該周辺部より外側の基板載置台の周辺部上面及び側面を覆う周辺カバーと
を備えたことを特徴とする半導体製造装置。 - 基板を収容する処理室と、
前記処理室に略水平に設けられ、上面に前記基板を載置する基板載置面を有する基板載置台と、
前記基板載置台の基板載置面と反対側の下面の少なくとも一部に取り付けられ前記基板載置台を支えるための支持部と、
前記支持部が取り付けられた取付面以外の下面を覆う下面カバーとを備え、
前記下面カバーは分割された上、前記支持部を避けて接合され、接合部が互いに重なるように形成されていることを特徴とする半導体製造装置。
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