JP2009191292A - Apparatus for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造装置、特にプラズマを用いた減圧気相成長装置を含む半導体装置の製造装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to an apparatus for manufacturing a semiconductor device including a low pressure vapor phase growth apparatus using plasma.
従来、プロセスの微細化にともない減圧気相成長装置においても低温での成膜が必要となっている。そのため、低温成膜処理においても生産性を落とすことなく成膜可能なプロセスを用いた減圧気相成膜装置が使用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, film deposition at a low temperature is required even in a low-pressure vapor phase growth apparatus as a process is miniaturized. For this reason, a low pressure vapor phase film forming apparatus using a process capable of forming a film without reducing productivity even in a low temperature film forming process is used.
以下、本発明の背景技術となる従来の減圧気相成長装置について図5を参照しながら説明する。 Hereinafter, a conventional low-pressure vapor phase growth apparatus as a background art of the present invention will be described with reference to FIG.
図中、1は装置全体を示し、2はプロセスチューブ、3はウェーハ、4は処理チャンバー、5は炉口、6はヒータ、7は排気管、8はシールキャップ、9は回転軸、10はボート、11は保護管(11aは下方の曲げ形状)、12は導電性電極、13はプラズマ室、14は隔壁、15は吹出口、16はガス供給管、17は処理ガス、20はプラズマ、21は活性粒子であり、次のように配置され、動作するように構成されている。
In the figure, 1 denotes the entire apparatus, 2 is a process tube, 3 is a wafer, 4 is a processing chamber, 5 is a furnace port, 6 is a heater, 7 is an exhaust pipe, 8 is a seal cap, 9 is a rotating shaft, 10 is 11, a protection tube (11 a is bent downward), 12 is a conductive electrode, 13 is a plasma chamber, 14 is a partition, 15 is an outlet, 16 is a gas supply pipe, 17 is a processing gas, 20 is a plasma,
この従来装置はバッチ式ホットウォール型リモートプラズマ装置として構成され、石英ガラス等の耐熱性の高い材料で作られた一端開口、他端閉塞の円筒形状に形成されたプロセスチューブ2を備え、更に、プロセスチューブ2内にはウェーハ3が収容される処理チャンバー4が形成されており、プロセスチューブ2の下端開口にはウェーハ3を出し入れするための炉口5が形成されている。プロセスチューブ2の外部には処理チャンバー4を全体にわたって均一に加熱するためのヒータ6がプロセスチューブ2の周囲を包囲するように同心円状に設置されており、ヒータ6は装置1の機枠(図示せず)に支持されることにより垂直に据え付けられた状態になっている。プロセスチューブ2の側壁の一部には排気管7の一端が接続されており、排気管7は他端が排気装置(図示せず)に接続されて処理チャンバー4を排気し得るように構成されている。プロセスチューブ2の下端面には下端開口を閉塞するシールキャップ8が円盤形状に形成されており、プロセスチューブ2の外部に垂直に設置されたエレベータ(図示せず)によって垂直方向に昇降されるように構成されている。シールキャップ8の中心線上には回転軸9が挿通されており、回転軸9はシールキャップ8と共に昇降し、かつ、回転駆動装置(図示せず)によって回転されるようになっている。回転軸9の上端には被処理物としてウェーハ3を保持するためのボート10が垂直に立脚支持されるようになっている。複数枚のウェーハ3はボート10に水平にかつ互いに中心を揃えられて整列されて保持されるようになっている。プロセスチューブ2の内周にはプラズマ室13を形成する隔壁14が両保護管11を気密に取り囲むように設置されており、隔壁14には複数個の吹出口15が開設されている。さらに、プロセスチューブ2の側面下部のプラズマ室13のガス供給可能な位置には、ガス供給管16が設けられている。処理ガス17をプラズマ室13に供給し所定の圧力に維持した後に、高周波電力が両電極12の間に高周波電源および整合器(図示省略)によって印加されると、プラズマ20がプラズマ室13に形成され、処理ガス17は活性化される。そして、活性化した電気的に中性の粒子21は隔壁14に開設された吹出口15から吹き出し処理チャンバー4に供給されることで、ボート10に保持された各ウェーハ3に接触し、ウェーハ3に接触した活性な粒子21はウェーハ3の表面を処理することになる。
この従来装置にあっては、図5に示すプロセスチューブ2が縦方向に長くプラズマ20を発生させるための導電性電極12は、プロセスチューブ2の内壁面に沿うように設けられた保護管11内に挿入する必要がある。保護管11はプロセスチューブ2の下方で曲形状11aとなっており、保護管11内に挿入する導電性電極12は柔らかく曲げることが可能なメッシュ構造の電極12を用いる必要があり、また、この装置で処理したウェーハの出来映えを調査したところ、図6に示すように処理回数を重ねると面内均一性およびウェーハ間の面間均一性の悪化が見られた。図中、RUN1乃至18は処理1から18までの処理回数を示している。前記現象を詳細に調査した結果、メッシュ構造の電極12が保護管11内の残留酸素と反応することによる長期間のプラズマ成膜によって酸化が進行しており、電極12は酸化による電極長の収縮が発生、そのため電極12の収縮によりプロセスチューブ2内に設置されたプラズマ室13のプラズマ状態が変化し、これが図6に示す成膜結果のように処理回数に伴う、ウェーハの膜厚、面内均一性、さらにウェーハ間の面間均一性を悪化させる原因となっており、これら均一性の悪化による歩留り低下を引き起こす等種々の課題がある。
In this conventional apparatus, the
本発明は前記課題を解決し、半導体装置の製造装置に含まれるプラズマを発生させる導電性電極を有する減圧気相成長装置において、導電性電極の酸化による電極の収縮を抑え、処理ウェーハの膜厚、面内均一性、さらにウェーハ間の面間均一性の悪化を抑制することができる半導体装置の製造装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems and suppresses electrode shrinkage due to oxidation of the conductive electrode in a low-pressure vapor phase growth apparatus having a conductive electrode for generating plasma included in a semiconductor device manufacturing apparatus, and reduces the film thickness of the processed wafer. An object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing apparatus capable of suppressing in-plane uniformity and further deterioration in uniformity between wafers.
前記目的を達成するため、本発明は、プラズマを用いた減圧気相成長装置を含む半導体装置の製造装置において、処理チャンバーと、前記処理チャンバーの周囲に形成されたヒータと、前記処理チャンバーの内部に設置された導電性電極とを備え、前記導電性電極は保護管内に挿入され、ほぼ真空状態で封止されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor device manufacturing apparatus including a low pressure vapor phase growth apparatus using plasma, a processing chamber, a heater formed around the processing chamber, and an interior of the processing chamber. The conductive electrode is inserted into a protective tube and sealed in a substantially vacuum state.
本発明に係る半導体装置の製造装置を用いることにより、導電性電極の酸化を抑えることができるので、処理ウェーハの膜厚、面内均一性、さらにウェーハ間の面間均一性の悪化を抑制することが可能となる。 Since the oxidation of the conductive electrode can be suppressed by using the semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention, the thickness of the processed wafer, the in-plane uniformity, and the inter-surface uniformity between the wafers are prevented from deteriorating. It becomes possible.
以下本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における減圧気相成長装置要部の縦断面図、図2は同横断面図を示す。なお、図5に示した従来の減圧気相成長装置と同一の部分については同一の符号を用い、その詳細な説明は省略する。なお、図中、18は高周波電力、19は整合器、22は電極端部、23はシーリング、24は保護キャップを示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a low pressure vapor phase growth apparatus according to
本実施の形態にあっては、図2に示すようにプロセスチューブ2の内壁面に沿うように垂直に設けられた一対の保護管11、11が図1に示すように下方でプロセスチューブ2の側面を貫通しており、保護管11は管内に導電材料を使用した棒状の電極12、もしくはメッシュ構造の電極12が保護管11内に真空封じされている。電極11は電極端部22により保護管12内を完全に真空保持できる一体構造となっている。さらに、プロセスチューブ2の洗浄時には、電極端部22を完全にシール可能とするシーリング23により保護キャップ24を締め込みシールできる構造としたことで、プロセスチューブ2と保護管11および電極12が一体構造であっても洗浄可能となっている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a pair of
この構成によれば電極12は保護管11内に真空封じされており、保護管内の残留酸素による電極12の酸化を抑えることができ、導電性電極の酸化による電極の収縮を抑え、処理ウェーハの膜厚、面内均一性、さらにウェーハ間の面間均一性の悪化を抑制することができる。更に、電極端部23を保護できる構造にすることで、電極12と保護管11およびプロセスチューブ2とが一体構造であっても、電極端部23を保護キャップ24によってシールすればプロセスチューブの洗浄が可能となる。
According to this configuration, the
(実施の形態2)
図3は本発明の実施の形態2における減圧気相成長装置要部の縦断面図である。この実施の形態に示すものは、図1、図2に例示した一対の導電性電極11として、プロセスチューブ2に一対の導電性電極12Aを硝子封じし、保護管11Aと電極12Aを完全に一体構造としたもので、電極12Aは保護管11内に密封された状態になっており、実施の形態1に示したものと同様、保護管内の残留酸素による電極12の酸化を抑えることができ、導電性電極の酸化による電極の収縮を抑え、処理ウェーハの膜厚、面内均一性、さらにウェーハ間の面間均一性の悪化を抑制することができる。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a main part of the low pressure vapor phase growth apparatus in the second embodiment of the present invention. In this embodiment, as a pair of
図4に示すものは、図3に示したものの変形例を示すものであり、プロセスチューブ2に細長い平板形状に形成された一対の電極12Bを硝子封じし、保護管11Aと電極12Bを完全に一体構造としたものであって前記同様の特徴を有する。
FIG. 4 shows a modification of that shown in FIG. 3, in which a pair of
本発明は半導体装置の製造装置におけるプラズマを用いた縦型の減圧気相成長装置に適用され、導電性電極の酸化抑止手段として実施することにより、被処理物であるウェーハの膜厚、面間均一性、さらにウェーハ間の面間均一性の悪化を抑制することを可能とし、半導体製造における品質向上と不良率の低減を図ることができ有効である。 The present invention is applied to a vertical reduced pressure vapor phase growth apparatus using plasma in a semiconductor device manufacturing apparatus, and is implemented as a means for inhibiting oxidation of a conductive electrode. This makes it possible to suppress the deterioration of uniformity and inter-surface uniformity between wafers, and is effective in improving the quality and reducing the defect rate in semiconductor manufacturing.
1 装置
2 プロセスチューブ
3 ウェーハ
4 処理チャンバー
5 炉口
6 ヒータ
7 排気管
8 シールキャップ
9 回転軸
10 ボート
11 保護管
12 導電性電極
13 プラズマ室
14 隔壁
15 吹出口
16 ガス供給管
17 処理ガス
18 高周波電力
19 整合器
20 プラズマ
21 活性粒子
22 電極端部
23 シーリング
24 保護キャップ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記減圧気相成長装置は、
処理チャンバーと、
前記処理チャンバーの周囲に形成されたヒータと、
前記処理チャンバーの内部に設置された導電性電極とを備え、
前記導電性電極は保護管内に挿入され、ほぼ真空状態で封止されていることを特徴とする半導体装置の製造装置。 In a semiconductor device manufacturing apparatus including a low pressure vapor phase growth apparatus using plasma,
The reduced pressure vapor phase growth apparatus comprises:
A processing chamber;
A heater formed around the processing chamber;
A conductive electrode installed inside the processing chamber;
The semiconductor device manufacturing apparatus, wherein the conductive electrode is inserted into a protective tube and sealed in a substantially vacuum state.
前記減圧気相成長装置は、
処理チャンバーと、
前記処理チャンバーの周囲に形成されたヒータと、
前記処理チャンバーの内部に設置された導電性電極とを備え、
前記導電性電極はガラスによってカバーされた一体構造であることを特徴とする半導体装置の製造装置。 In a semiconductor device manufacturing apparatus including a low pressure vapor phase growth apparatus using plasma,
The reduced pressure vapor phase growth apparatus comprises:
A processing chamber;
A heater formed around the processing chamber;
A conductive electrode installed inside the processing chamber;
2. The semiconductor device manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the conductive electrode has an integrated structure covered with glass.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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