JP2010226148A - Semiconductor manufacturing apparatus and method - Google Patents

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Mitsunori Ishizaka
光範 石坂
Hitoshi Nakagawa
均 中川
Akihiko Yanagisawa
愛彦 柳沢
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To block spark at connections of a heater power feed line and the terminal of a semiconductor manufacturing apparatus to prevent the heater power feed line from damage. <P>SOLUTION: The apparatus includes a substrate process chamber 12, a heater for heating the substrate 13 stored in the substrate process chamber, a heater power feed line 48 for feeding the heater with power, and a terminal connected to the heater power feed line and a power feed source. The sharp edge is cut off from at least the corner of the terminal touching the heater power feed line. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラズマを生成してプラズマにより反応ガスを分解してウェーハ等の基板の表面を酸化して酸化膜を生成し、或は窒化等の拡散処理を行い、或は基板表面をエッチングする等の各種処理を行い、半導体装置を製造する半導体製造装置に関するものである。   The present invention generates plasma and decomposes the reactive gas by the plasma to oxidize the surface of the substrate such as a wafer to generate an oxide film, or to perform diffusion treatment such as nitriding, or to etch the substrate surface The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus that manufactures a semiconductor device by performing various processes such as the above.

半導体製造装置の1つに電界と磁界により高密度プラズマを生成する変形マグネトロン型プラズマ源(Modified Magnetron Typed Plasma Source)を用いてウェーハ等の基板をプラズマ処理する装置(以下、MMT装置と称する)がある。   As one of semiconductor manufacturing apparatuses, there is an apparatus (hereinafter referred to as an MMT apparatus) that plasma-treats a substrate such as a wafer using a modified magnetron type plasma source that generates high-density plasma by an electric field and a magnetic field. is there.

このMMT装置では、気密な処理室に設けられた基板保持手段(サセプタ)に被処理基板を載置し、前記基板保持手段を介して基板を加熱し、シャワープレートを介して反応ガスを処理室に導入し、処理室をある一定の圧力に保ち、放電用電極に高周波電力を供給して電界を形成すると共に磁界をかけてマグネトロン放電を起こす。   In this MMT apparatus, a substrate to be processed is placed on a substrate holding means (susceptor) provided in an airtight processing chamber, the substrate is heated via the substrate holding means, and a reaction gas is supplied to the processing chamber via a shower plate. The high pressure power is supplied to the discharge electrode to form an electric field and a magnetic field is applied to cause magnetron discharge.

放電用電極から放出された電子がドリフトしながらサイクロイド運動を続けて周回することにより長寿命となって電離生成率を高めるので高密度プラズマが生成される。この様に反応ガスを励起分解させて基板表面を酸化又は窒化等の拡散処理、又は基板表面に薄膜を形成する、又は基板表面をエッチングする等、基板へ各種のプラズマ処理を施す。   The electrons emitted from the discharge electrode continue to circulate while continuing the cycloid motion while drifting, so that the lifetime is increased and the ionization rate is increased, so that high-density plasma is generated. In this way, the reaction gas is excited and decomposed, and the substrate surface is subjected to various plasma treatments, such as diffusion treatment such as oxidation or nitridation, or forming a thin film on the substrate surface, or etching the substrate surface.

従来サセプタは、タングステン(W)等の金属ヒータと共にプラズマ処理の必要性に応じて高周波電極を内蔵しており、前記ヒータ、前記高周波電極は窒化アルミニウム(AlN:Aluminum Nitride)によって閉込められている構造であった。前記高周波電極は高周波電圧が印加され被処理基板にバイアス電圧を印加する為のものであり、ヒータはAlNの基板保持部を介して被処理基板を加熱する為のものである。然し、従来のサセプタでは、高温領域での熱応力によるAlNの破損等の理由から被処理基板を550℃以上で加熱することができない。又、プラズマ処理中に外皮となるAlNから生じるアルミニウムにより被処理基板を汚染する問題がある。   A conventional susceptor incorporates a high-frequency electrode according to the necessity of plasma processing together with a metal heater such as tungsten (W), and the heater and the high-frequency electrode are enclosed by aluminum nitride (AlN). It was a structure. The high-frequency electrode is for applying a bias voltage to the substrate to be processed by applying a high-frequency voltage, and the heater is for heating the substrate to be processed through an AlN substrate holder. However, in the conventional susceptor, the substrate to be processed cannot be heated at 550 ° C. or higher because of AlN damage due to thermal stress in a high temperature region. In addition, there is a problem that the substrate to be processed is contaminated by aluminum generated from AlN as an outer skin during plasma processing.

この問題を解決する為にヒータ、高周波電極を石英で覆う石英被覆サセプタがあり、該石英被覆サセプタでは、大電流の導入を容易とし、且つ大気中で使用可能であるSiC等のセラミックヒータを用いる構造を採用している。前記AlN被覆のサセプタでは金属発熱体と接続される電力フィード線とが接続している断面積が電力線の金属材質の比抵抗を考慮して充分広くしている為、電力フィード線での発熱は殆どなかった。セラミックヒータの場合、金属に比べて比抵抗が数100倍大きいので、発熱体と電力フィード線とが接続する断面積も広くしなければならないが、AlN被覆サセプタのヒータとの互換性を保つ必要から発熱体と電力フィード線とが接続している断面積が広くできないことから、電力フィード線でも無視できない程度の発熱が予測され、電力フィード線先端の端子部でも300℃から450℃程度に迄温度が上昇する可能性がある。   In order to solve this problem, there is a heater and a quartz-coated susceptor that covers the high-frequency electrode with quartz, and the quartz-coated susceptor uses a ceramic heater such as SiC that facilitates the introduction of a large current and can be used in the atmosphere. The structure is adopted. In the AlN-coated susceptor, the cross-sectional area where the power feed line connected to the metal heating element is sufficiently wide in consideration of the specific resistance of the metal material of the power line. There was almost no. In the case of a ceramic heater, the specific resistance is several hundred times larger than that of metal, so the cross-sectional area where the heating element and the power feed line are connected must be widened, but compatibility with the heater of the AlN-coated susceptor must be maintained. Therefore, since the cross-sectional area where the heating element and the power feed line are connected cannot be widened, heat generation that cannot be ignored even with the power feed line is predicted. Temperature can rise.

端子部でも300℃から450℃程度に温度上昇してしまうことから、前記端子部に接続される端子にはNi等の比較的高温迄表面酸化し難く、接触部に絶縁被膜が形成され難い金属材料が用いられている。   Since the temperature of the terminal portion also increases from about 300 ° C. to about 450 ° C., the surface of the terminal connected to the terminal portion is hardly oxidized to a relatively high temperature, such as Ni, and an insulating film is not easily formed on the contact portion. Material is used.

従来の接触部について、図5により説明する。   A conventional contact portion will be described with reference to FIG.

図5中、1は発熱体(例えばSiC製)から延びるヒータ電力フィード線であり、2は該ヒータ電力フィード線1にボルト3によって固着される金属製の端子部(例えばNi製)であり、該端子部2には電力供給ケーブル4がボルト5によって固着されている。   In FIG. 5, 1 is a heater power feed line extending from a heating element (for example, made of SiC), 2 is a metal terminal portion (for example, made of Ni) fixed to the heater power feed line 1 by a bolt 3, A power supply cable 4 is fixed to the terminal portion 2 with a bolt 5.

前記ヒータ電力フィード線1と前記端子部2とを、図5の様に重合させる様に接続すると、図6に示される様にセラミックの前記ヒータ電力フィード線1と金属の前記端子部2との比抵抗の違いにより該端子部2側により多く電流が流れ、更に該端子部2の尖端部6に電流が集中してしまう。この為、該尖端部6と前記ヒータ電力フィード線1間でスパークが発生し、該ヒータ電力フィード線1を損傷する虞れがある。   When the heater power feed line 1 and the terminal portion 2 are connected so as to overlap as shown in FIG. 5, the ceramic heater power feed line 1 and the metal terminal portion 2 are connected as shown in FIG. Due to the difference in specific resistance, a larger amount of current flows on the terminal portion 2 side, and the current is concentrated on the tip portion 6 of the terminal portion 2. For this reason, a spark may occur between the pointed portion 6 and the heater power feed line 1 and the heater power feed line 1 may be damaged.

本発明は斯かる実情に鑑み、半導体製造装置に於けるヒータ電力フィード線と端子部との接続部分でスパークの発生を抑制し、セラミックであるヒータ電力フィード線の損傷を防止するものである。   In view of such a situation, the present invention suppresses the occurrence of sparks at a connection portion between a heater power feed line and a terminal portion in a semiconductor manufacturing apparatus, and prevents damage to the heater power feed line made of ceramic.

本発明は、基板処理室と、該基板処理室に収納された基板を加熱するヒータと、該ヒータに電力を供給するヒータ電力フィード線と、該ヒータ電力フィード線に接続されると共に電力供給源に接続された端子部とを具備し、該端子部の少なくとも前記ヒータ電力フィード線に接触する角部から尖端を除去した半導体製造装置に係るものである。   The present invention relates to a substrate processing chamber, a heater for heating a substrate housed in the substrate processing chamber, a heater power feed line for supplying power to the heater, a power supply source connected to the heater power feed line And a terminal part connected to the semiconductor device, wherein a tip is removed from at least a corner part of the terminal part contacting the heater power feed line.

本発明によれば、基板処理室と、該基板処理室に収納された基板を加熱するヒータと、該ヒータに電力を供給するヒータ電力フィード線と、該ヒータ電力フィード線に接続されると共に電力供給源に接続された端子部とを具備し、該端子部の少なくとも前記ヒータ電力フィード線に接触する角部から尖端を除去したので、端子部に流れる電力が尖端に集中することなく、端子部とヒータ電力フィード線間でのスパークの発生を抑制することができ、ヒータ電力フィード線接触部の損傷を防止することができるという優れた効果を発揮する。   According to the present invention, the substrate processing chamber, the heater for heating the substrate accommodated in the substrate processing chamber, the heater power feed line for supplying power to the heater, and the heater power feed line connected to the power A terminal portion connected to a supply source, and the tip portion is removed from at least a corner portion of the terminal portion that contacts the heater power feed line, so that the power flowing through the terminal portion is not concentrated on the tip portion, and the terminal portion It is possible to suppress the occurrence of sparks between the heater power feed line and the heater power feed line contact portion and to prevent damage to the heater power feed line.

本発明の実施の形態を示す概略正断面図である。It is a general | schematic front sectional view which shows embodiment of this invention. 該実施の形態に於けるサセプタの断面図である。It is sectional drawing of the susceptor in this embodiment. 該実施形態に於ける端子の接続構造を示す部分図である。It is a fragmentary figure which shows the connection structure of the terminal in this embodiment. 本発明に係る他の端子の接続構造を示す部分図である。It is a fragmentary figure which shows the connection structure of the other terminal which concerns on this invention. 従来の端子の接続構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the connection structure of the conventional terminal. 従来の端子の接続構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the connection structure of the conventional terminal.

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明が実施される半導体製造装置の一例であるMMT装置について、図1〜図3により説明する。   An MMT apparatus which is an example of a semiconductor manufacturing apparatus in which the present invention is implemented will be described with reference to FIGS.

MMT装置は、電界と磁界により高密度プラズマを生成できる変形マグネトロン型プラズマ源(Modified Magnetron Typed Plasma Source)を用いてウェーハ等の基板をプラズマ処理する基板処理炉11を具備している。   The MMT apparatus includes a substrate processing furnace 11 that performs plasma processing on a substrate such as a wafer using a modified magnetron type plasma source that can generate high-density plasma by an electric field and a magnetic field.

該基板処理炉11は、気密性を確保した基板処理室12にウェーハ等の基板13を設置し、シャワープレート14を介して反応ガス15を前記基板処理室12に導入し、該基板処理室12をある一定の圧力に保ち、放電用電極に高周波電力を供給して電界を形成すると共に磁界をかけてマグネトロン放電を起こす。放電用電極から放出された電子がドリフトしながらサイクロイド運動を続けて周回し、高密度プラズマが生成される。   In the substrate processing furnace 11, a substrate 13 such as a wafer is installed in a substrate processing chamber 12 that ensures airtightness, and a reaction gas 15 is introduced into the substrate processing chamber 12 through a shower plate 14. Is maintained at a certain pressure, high frequency power is supplied to the discharge electrode to form an electric field, and a magnetic field is applied to cause magnetron discharge. The electrons emitted from the discharge electrode continue to circulate in a cycloidal motion while drifting, and high-density plasma is generated.

前記反応ガス15が励起分解され、前記基板13の表面が酸化され、又は窒化等が拡散され、又は該基板13表面に薄膜が生成され、又は該基板13表面がエッチングされる。   The reaction gas 15 is excited and decomposed, the surface of the substrate 13 is oxidized, nitridation or the like is diffused, a thin film is generated on the surface of the substrate 13, or the surface of the substrate 13 is etched.

以下、具体的に説明する。   This will be specifically described below.

第2の容器である下側容器16と、該下側容器16の上に被せられる第1の容器である上側容器17とから前記基板処理室12が形成されている。前記上側容器17はドーム型の酸化アルミニウム又は石英で形成されており、前記下側容器16はアルミニウムで形成されている。又後述するヒータ一体型の基板載置台であるサセプタ20をセラミックス又は石英で構成することによって、処理の際に膜中に取込まれる金属汚染を低減している。   The substrate processing chamber 12 is formed from a lower container 16 that is a second container and an upper container 17 that is a first container placed on the lower container 16. The upper container 17 is made of dome-shaped aluminum oxide or quartz, and the lower container 16 is made of aluminum. Further, the susceptor 20 which is a heater-integrated substrate mounting table, which will be described later, is made of ceramics or quartz, thereby reducing metal contamination taken into the film during processing.

前記上側容器17の上部にはガス分散空間であるバッファ室18を形成するシャワーヘッド19が設けられ、該シャワーヘッド19の上壁にはガス導入用の導入口であるガス導入口21が設けられ、下壁はガスを噴出する噴出孔であるガス噴出孔22を有する前記シャワープレート14から成っている。前記ガス導入口21は、ガスを供給する供給管であるガス供給管23により開閉弁であるバルブ24、流量制御手段であるマスフローコントローラ25を介して反応ガスの供給源(図示せず)に接続されている。   A shower head 19 that forms a buffer chamber 18 that is a gas dispersion space is provided above the upper container 17, and a gas inlet 21 that is an inlet for introducing gas is provided on the upper wall of the shower head 19. The lower wall is composed of the shower plate 14 having gas ejection holes 22 which are ejection holes for ejecting gas. The gas inlet 21 is connected to a reaction gas supply source (not shown) via a gas supply pipe 23 which is a gas supply pipe and a valve 24 which is an on-off valve and a mass flow controller 25 which is a flow rate control means. Has been.

前記シャワーヘッド19から前記反応ガス15が前記基板処理室12に供給され、又、前記サセプタ20の周囲から前記基板処理室12の底方向へ基板処理後のガスが流れる様に前記下側容器16の側壁にガスを排気するガス排気口26が設けられている。該ガス排気口26はガスを排気するガス排気管27により圧力調整器28、開閉弁29を介して排気装置である真空ポンプ31に接続されている。   The reaction gas 15 is supplied from the shower head 19 to the substrate processing chamber 12, and the lower container 16 is arranged so that the gas after substrate processing flows from the periphery of the susceptor 20 toward the bottom of the substrate processing chamber 12. A gas exhaust port 26 for exhausting gas is provided on the side wall. The gas exhaust port 26 is connected to a vacuum pump 31 as an exhaust device through a pressure regulator 28 and an on-off valve 29 by a gas exhaust pipe 27 for exhausting gas.

供給される前記反応ガス15を励起させる放電手段として断面が筒状であり、好ましくは円筒状の第1の電極である筒状電極32が前記上側容器17の外周に設けられる。前記筒状電極32は前記基板処理室12内のプラズマ生成領域33を囲んでいる。前記筒状電極32にはインピーダンスの整合を行う整合器34を介して高周波電力を印加する高周波電源35が接続されている。   The discharge means for exciting the supplied reaction gas 15 has a cylindrical cross section, and a cylindrical electrode 32, which is preferably a cylindrical first electrode, is provided on the outer periphery of the upper vessel 17. The cylindrical electrode 32 surrounds the plasma generation region 33 in the substrate processing chamber 12. The cylindrical electrode 32 is connected to a high frequency power source 35 that applies high frequency power via a matching unit 34 that performs impedance matching.

又、断面が筒状であり、好ましくは円筒状の磁界形成手段(永久磁石)36を用いることができる。該磁界形成手段36は、前記筒状電極32の内周面に沿って円筒軸方向に磁力線を形成する様になっている。   The cross section is cylindrical, and preferably a cylindrical magnetic field forming means (permanent magnet) 36 can be used. The magnetic field forming means 36 is configured to form magnetic lines of force in the cylindrical axis direction along the inner peripheral surface of the cylindrical electrode 32.

前記基板処理室12の底側中央には、前記基板13を保持する為の基板保持手段として前記サセプタ20が配置され、該サセプタ20は前記基板13を加熱できる様になっている。   In the center of the bottom side of the substrate processing chamber 12, the susceptor 20 is arranged as a substrate holding means for holding the substrate 13, and the susceptor 20 can heat the substrate 13.

図2で示される様に前記サセプタ20は、例えば石英製の収納体37で構成され、加熱手段としてのヒータ38、バイアス電圧印加手段としての高周波電極39が内部に一体的に埋設されている。従って、前記ヒータ38、前記高周波電極39の表面は、石英に覆われ、前記基板処理室12には露出していない状態となっている。前記ヒータ38にはヒータ電力フィード線48を介してヒータ電力が供給されることで前記基板13を800℃程度に迄加熱できる様になっている。尚、前記ヒータ38の材質としては、例えばSiC、又はMoSi2等が用いられる。   As shown in FIG. 2, the susceptor 20 is composed of, for example, a quartz container 37, and a heater 38 as a heating means and a high-frequency electrode 39 as a bias voltage applying means are integrally embedded therein. Therefore, the surfaces of the heater 38 and the high-frequency electrode 39 are covered with quartz and are not exposed to the substrate processing chamber 12. The substrate 38 can be heated to about 800 ° C. by supplying heater power to the heater 38 via a heater power feed line 48. As the material of the heater 38, for example, SiC or MoSi2 is used.

前記高周波電極39は高周波フィード線49を介してインピーダンス可変機構41に接続され、又該インピーダンス可変機構41を介して接地されている。該インピーダンス可変機構41は、コイルや可変コンデンサから構成され、コイルのパターン数や可変コンデンサの容量値を制御することによって、上記電極及び前記サセプタ20を介して前記基板13のバイアス電位を制御できる様になっている。   The high-frequency electrode 39 is connected to an impedance variable mechanism 41 via a high-frequency feed line 49 and is grounded via the impedance variable mechanism 41. The variable impedance mechanism 41 includes a coil and a variable capacitor. The bias potential of the substrate 13 can be controlled via the electrode and the susceptor 20 by controlling the number of coil patterns and the capacitance value of the variable capacitor. It has become.

前記筒状電極32及び前記磁界形成手段36の周囲には、前記筒状電極32及び前記磁界形成手段36で形成される電界や磁界を外部環境や他処理炉等の装置に悪影響を及ぼさない様に、電界や磁界を有効に遮蔽する遮蔽板42が設けられている。   Around the cylindrical electrode 32 and the magnetic field forming unit 36, the electric field and magnetic field formed by the cylindrical electrode 32 and the magnetic field forming unit 36 do not adversely affect the external environment and other processing furnaces. Further, a shielding plate 42 that effectively shields an electric field and a magnetic field is provided.

前記サセプタ20は前記下側容器16と絶縁され、該下側容器16には前記サセプタ20を昇降させる昇降手段であるサセプタ昇降機構43が設けられている。又前記サセプタ20は貫通孔44を有し、前記下側容器16底面には前記基板13を突上げる為の基板突上手段である基板支持ピン45が少なくとも3箇所に設けられている。前記サセプタ昇降機構43により前記サセプタ20が下降させられた時には前記基板支持ピン45が前記サセプタ20と非接触な状態で前記貫通孔44を挿通可能となっている。   The susceptor 20 is insulated from the lower container 16, and the lower container 16 is provided with a susceptor elevating mechanism 43 as elevating means for elevating and lowering the susceptor 20. The susceptor 20 has through-holes 44, and substrate support pins 45, which are substrate protrusion means for protruding the substrate 13, are provided on at least three positions on the bottom surface of the lower container 16. When the susceptor 20 is lowered by the susceptor elevating mechanism 43, the substrate support pin 45 can be inserted through the through hole 44 in a non-contact state with the susceptor 20.

又、前記下側容器16の側壁には仕切弁となるゲートバルブ46が設けられ、該ゲートバルブ46を介して図示しない搬送室が連設されており、前記ゲートバルブ46が開いている時には図中省略の搬送手段により前記基板処理室12へ前記基板13が搬入、又は搬出され、閉まっている時には前記基板処理室12を気密に閉じることができる。   A gate valve 46 serving as a gate valve is provided on the side wall of the lower container 16, and a transfer chamber (not shown) is connected through the gate valve 46, and when the gate valve 46 is open, The substrate processing chamber 12 can be hermetically closed when the substrate 13 is loaded into or unloaded from the substrate processing chamber 12 by a transfer means omitted in the middle and closed.

又、制御手段であるコントローラ47は前記高周波電源35、前記整合器34、前記バルブ24、前記マスフローコントローラ25、前記圧力調整器28、前記開閉弁29、前記真空ポンプ31、前記サセプタ昇降機構43、前記ゲートバルブ46、前記サセプタ20に埋込まれたヒータ38に高周波電力を印加する高周波電源と接続され、それぞれを制御している。   The controller 47 as a control means includes the high-frequency power source 35, the matching unit 34, the valve 24, the mass flow controller 25, the pressure regulator 28, the on-off valve 29, the vacuum pump 31, the susceptor lifting mechanism 43, The gate valve 46 and the heater 38 embedded in the susceptor 20 are connected to a high-frequency power source for applying high-frequency power to control each of them.

前記ヒータ電力フィード線48には端子部51がボルト等の固着手段により固定され、該端子部51は電力供給ケーブル(図5参照)の先端に固定され、該電力供給ケーブルを介して電力供給源(図示せず)に接続されている。図3を参照して前記ヒータ電力フィード線48と前記端子部51との接続構造について具体的に説明する。   A terminal portion 51 is fixed to the heater power feed line 48 by fixing means such as a bolt, and the terminal portion 51 is fixed to a tip of a power supply cable (see FIG. 5), and a power supply source is connected via the power supply cable. (Not shown). A connection structure between the heater power feed line 48 and the terminal portion 51 will be described in detail with reference to FIG.

前記ヒータ電力フィード線48のフィード線先端部48aは肉厚が薄い平板状となっており、前記ヒータ電力フィード線48とフィード線先端部48aとの境界部で肉厚が変更される該フィード線先端部48aの基部は応力の集中が生じない様にR形状となっている。   The feed line tip 48a of the heater power feed line 48 has a thin plate shape, and the feed line is changed in thickness at the boundary between the heater power feed line 48 and the feed line tip 48a. The base of the tip 48a has an R shape so that stress concentration does not occur.

前記端子部51は金属製、例えば高温迄酸化せず表面に酸化被膜が形成され難い金属材料、例えばNi材料が用いられる。前記端子部51の端子先端部51aは前記フィード線先端部48aと接触する側が切除された段差形状を有しており、前記端子先端部51aの先端角部、特に前記フィード線先端部48aと接触する側の先端角部51bがR形状となっている。   The terminal portion 51 is made of metal, for example, a metal material that does not oxidize to a high temperature and is difficult to form an oxide film on the surface, such as a Ni material. The terminal tip portion 51a of the terminal portion 51 has a stepped shape with the side that contacts the feed wire tip portion 48a cut off, and is in contact with the tip corner portion of the terminal tip portion 51a, particularly the feed wire tip portion 48a. The tip corner portion 51b on the side to be bent has an R shape.

尚、前記フィード線先端部48aと前記端子先端部51aとの接続は、一部が重合する様にボルト(図示せず)で固定され、前記端子先端部51aの先端と前記ヒータ電力フィード線48、前記フィード線先端部48aの先端と前記端子部51とはそれぞれ隙間が形成されている。又、前記端子先端部51aの先端と前記ヒータ電力フィード線48とが接触し、前記フィード線先端部48aの先端と前記端子部51とが隙間なく接触される様な状態で前記フィード線先端部48aと前記端子先端部51aとが固定される場合は、他の角部51c,51dについてもR形状にする。尚、R形状の代りに面取り形状としてもよい。要は、前記端子先端部51aの先端角部に尖端が形成されない様な形状となっていればよい。   The connection between the feed wire tip 48a and the terminal tip 51a is fixed with a bolt (not shown) so that a part thereof overlaps, and the tip of the terminal tip 51a and the heater power feed line 48 are connected. A gap is formed between the tip of the feed wire tip 48a and the terminal 51. The tip of the feed wire tip 48 is in contact with the tip of the terminal tip 51a and the heater power feed line 48, and the tip of the feed wire tip 48a and the terminal 51 are contacted with no gap. When 48a and the terminal tip 51a are fixed, the other corners 51c and 51d are also formed in an R shape. A chamfered shape may be used instead of the R shape. In short, it is sufficient that the terminal tip 51a has such a shape that no tip is formed at the tip corner.

以下、前記基板13表面を、又は該基板13上に生成された下地膜の表面に所定のプラズマ処理する方法について説明する。   Hereinafter, a method of performing a predetermined plasma treatment on the surface of the substrate 13 or the surface of the base film formed on the substrate 13 will be described.

該基板13は、前記基板処理室12の外部から搬送手段(図示せず)によって前記基板処理室12に搬入され、前記サセプタ20上に搬送される。この搬送動作の詳細は、先ず前記サセプタ20が下った状態になっており、前記基板支持ピン45の先端が前記サセプタ20の貫通孔44を通過して前記サセプタ20表面よりも所定の高さ分だけ突出された状態で、前記下側容器16に設けられた前記ゲートバルブ46が開き、図中省略の搬送手段によって前記基板13を前記基板支持ピン45の先端に載置し、搬送手段は前記基板処理室12外へ退避すると、前記ゲートバルブ46が閉まり、前記サセプタ20が前記サセプタ昇降機構43により上昇すると、前記サセプタ20上面に前記基板13を載置することができ、更に該基板13を処理する位置迄上昇する。   The substrate 13 is carried into the substrate processing chamber 12 from the outside of the substrate processing chamber 12 by a transfer means (not shown) and transferred onto the susceptor 20. The details of the transfer operation are as follows. First, the susceptor 20 is lowered, and the tip of the substrate support pin 45 passes through the through hole 44 of the susceptor 20 and has a predetermined height from the surface of the susceptor 20. The gate valve 46 provided in the lower container 16 is opened in a state where the substrate 13 is protruded, and the substrate 13 is placed on the front end of the substrate support pin 45 by a conveying means not shown in the figure. When retreating out of the substrate processing chamber 12, the gate valve 46 is closed, and when the susceptor 20 is raised by the susceptor elevating mechanism 43, the substrate 13 can be placed on the upper surface of the susceptor 20. Ascend to the processing position.

前記サセプタ20に埋込まれた前記ヒータ38には前記端子部51、前記ヒータ電力フィード線48を介して電力が供給され、予め加熱されており、搬入された前記基板13を室温〜800℃の範囲内で基板処理温度に加熱する。前記真空ポンプ31、及び圧力調整器28を用いて前記基板処理室12の圧力を0.1〜100Paの範囲内に維持する。   Electric power is supplied to the heater 38 embedded in the susceptor 20 through the terminal portion 51 and the heater power feed line 48 and heated in advance. Heat to substrate processing temperature within range. Using the vacuum pump 31 and the pressure regulator 28, the pressure in the substrate processing chamber 12 is maintained within a range of 0.1 to 100 Pa.

前記端子部51、前記ヒータ電力フィード線48を介して電力を供給する過程で、前記端子部51に対して前記ヒータ電力フィード線48の比抵抗が大きいことから、前記端子先端部51aに電流が多く流れるが、前記先端角部51bがR形状となっているので、該先端角部51bへの電流の集中が避けられ、該先端角部51bと前記フィード線先端部48a間でのスパークの発生が防止され、該フィード線先端部48aの損傷が防止される。   In the process of supplying electric power through the terminal part 51 and the heater power feed line 48, since the specific resistance of the heater power feed line 48 is large with respect to the terminal part 51, current is supplied to the terminal tip part 51a. However, since the tip corner portion 51b has an R shape, current concentration on the tip corner portion 51b is avoided, and a spark is generated between the tip corner portion 51b and the feed wire tip portion 48a. Is prevented, and damage to the feed wire tip 48a is prevented.

前記基板13を処理温度に加熱し、前記ガス導入口21から前記シャワープレート14のガス噴出孔22を介して、反応ガス(例えば、N2,O2,NH3,NF3,PH3)を前記基板13の上面(処理面)に向けて分散して導入する。この時のガス流量は100〜1000sccmの範囲である。同時に前記筒状電極32に前記高周波電源35から前記整合器34を介して高周波電力を印加する。印加する電力は、100〜500Wの範囲内の出力値を投入する。前記インピーダンス可変機構41は予め所望のインピーダンス値に制御しておく。   The substrate 13 is heated to a processing temperature, and reaction gas (for example, N 2, O 2, NH 3, NF 3, PH 3) is supplied from the gas inlet 21 through the gas ejection holes 22 of the shower plate 14 to the upper surface of the substrate 13. Introduced in a distributed manner (processing surface). The gas flow rate at this time is in the range of 100 to 1000 sccm. At the same time, high frequency power is applied to the cylindrical electrode 32 from the high frequency power source 35 via the matching unit 34. As the power to be applied, an output value in the range of 100 to 500 W is input. The impedance variable mechanism 41 is controlled in advance to a desired impedance value.

前記磁界形成手段36の磁界の影響を受けてマグネトロン放電が発生し、前記基板13の上方空間に電荷をトラップして前記プラズマ生成領域33に高密度プラズマが生成される。生成された高密度プラズマにより、前記サセプタ20上の基板13の表面にプラズマ処理が施される。表面処理が終わった基板13は、図示しない搬送手段を用いて、基板搬入と逆の手順で前記基板処理室12外へ搬送される。   A magnetron discharge is generated under the influence of the magnetic field of the magnetic field forming means 36, and charges are trapped in the space above the substrate 13 to generate high-density plasma in the plasma generation region 33. Plasma processing is performed on the surface of the substrate 13 on the susceptor 20 by the generated high-density plasma. The substrate 13 that has been subjected to the surface treatment is transported out of the substrate processing chamber 12 using a transport means (not shown) in the reverse order of the substrate loading.

尚、前記コントローラ47により前記ヒータ38への電流供給の制御、前記高周波電源35の電力ON・OFF、前記整合器34の調整、前記バルブ24の開閉、前記マスフローコントローラ25の流量、前記圧力調整器28の弁開度、前記開閉弁29の開閉、前記真空ポンプ31の起動・停止、前記サセプタ昇降機構43の昇降動作、前記ゲートバルブ46の開閉、前記サセプタ20の高周波電極39に高周波電力を印加する高周波電源(図示せず)への電力ON・OFFをそれぞれ制御している。   The controller 47 controls the supply of current to the heater 38, turns on / off the high-frequency power source 35, adjusts the matching unit 34, opens / closes the valve 24, the flow rate of the mass flow controller 25, and the pressure regulator. 28, opening / closing of the opening / closing valve 29, starting / stopping of the vacuum pump 31, raising / lowering operation of the susceptor raising / lowering mechanism 43, opening / closing of the gate valve 46, application of high frequency power to the high frequency electrode 39 of the susceptor 20 The power ON / OFF to the high frequency power supply (not shown) is controlled.

次に、前記フィード線先端部48aと前記端子先端部51a間の接続に於いて、上記した様に発熱体と電力フィード線の接触面積を大きくできないことから、接触部での発熱が大きくなり、300℃〜450℃の温度となる。又、前記フィード線先端部48aと前記端子先端部51aとでは熱膨張率が異なり、熱膨張差が発生する。前記フィード線先端部48aと前記端子先端部51a間で強固に固定すると、熱膨張差による応力の発生、発生した応力によりフィード線先端部48aの破損を生じる虞れがある。   Next, since the contact area between the heating element and the power feed line cannot be increased as described above in the connection between the feed wire tip 48a and the terminal tip 51a, heat generation at the contact portion is increased. The temperature becomes 300 ° C to 450 ° C. Also, the feed wire tip 48a and the terminal tip 51a have different coefficients of thermal expansion, causing a difference in thermal expansion. If the feed wire tip portion 48a and the terminal tip portion 51a are firmly fixed, there is a risk that stress due to a difference in thermal expansion is generated and the feed wire tip portion 48a is damaged due to the generated stress.

従って、熱膨張差による応力の発生を抑制する手段として、前記フィード線先端部48aと前記端子先端部51aとの接触面に導電性の滑り部材、例えばカーボンプレート等を挾むことで、前記フィード線先端部48aと前記端子先端部51aとの間で滑りが生じ、応力の発生が軽減される。又、滑り部材としてカーボンを用いた場合、カーボンが柔らかく面に馴染む為接触面の凹凸を充填して、前記フィード線先端部48aと前記端子先端部51aの接触抵抗を低減して接触部での発熱量を抑制する。   Therefore, as a means for suppressing the occurrence of stress due to a difference in thermal expansion, a conductive sliding member, such as a carbon plate, is sandwiched on the contact surface between the feed wire tip portion 48a and the terminal tip portion 51a. Slip occurs between the wire tip 48a and the terminal tip 51a, thereby reducing the generation of stress. In addition, when carbon is used as the sliding member, the carbon is soft and conforms to the surface, so that the unevenness of the contact surface is filled to reduce the contact resistance between the feed wire tip portion 48a and the terminal tip portion 51a. Reduces heat generation.

図4は、他のヒータ電力フィード線48と端子部51との接続構造について示している。   FIG. 4 shows a connection structure between another heater power feed line 48 and the terminal portion 51.

図4で示される端子部51は先端に2つの端子先端部51a,51aを有する2股フォーク形状をしており、該端子先端部51a,51aによりフィード線先端部48aを挟み込む様にボルト3で固着されるものである。   The terminal portion 51 shown in FIG. 4 has a bifurcated fork shape having two terminal tip portions 51a and 51a at the tip, and the bolt 3 is used so that the feed wire tip portion 48a is sandwiched between the terminal tip portions 51a and 51a. It is fixed.

前記端子先端部51a,51aで挟込むことで、前記フィード線先端部48aと前記端子先端部51a間の接触面積が増大し、接触抵抗が減少して発熱量が低減する。更に、前記フィード線先端部48aの両面で、図示の矢印の様に電流が均等に流れることから両面での発熱量が均等化されることで熱膨張差が均等になり、両面で熱応力による曲げ変形が相殺される。従って、熱膨張差に起因して、前記フィード線先端部48aが破損、損傷する虞れがなくなる。   By sandwiching between the terminal tip portions 51a and 51a, the contact area between the feed wire tip portion 48a and the terminal tip portion 51a is increased, the contact resistance is reduced, and the heat generation amount is reduced. Furthermore, since the current flows evenly on both sides of the feed wire tip 48a as shown by the arrows in the figure, the amount of heat generated on both sides is equalized, the thermal expansion difference becomes uniform, and both sides are affected by thermal stress. Bending deformation is offset. Therefore, there is no possibility that the feed wire tip 48a is broken or damaged due to the difference in thermal expansion.

尚、上記実施の形態は、本発明がMMT装置に実施された場合を示したが、基板を加熱するヒータを具備する他の半導体製造装置に実施可能であることは言う迄もなく、例えば熱CVD等を行う枚葉式の半導体製造装置等がある。   In addition, although the said embodiment showed the case where this invention was implemented in the MMT apparatus, it cannot be overemphasized that it can implement in other semiconductor manufacturing apparatuses provided with the heater which heats a board | substrate, for example, it is a heat | fever. There is a single wafer type semiconductor manufacturing apparatus that performs CVD or the like.

11 基板処理炉
12 基板処理室
13 基板
20 サセプタ
32 筒状電極
36 磁界形成手段
34 整合器
35 高周波電源
38 ヒータ
39 高周波電極
41 インピーダンス可変機構
47 コントローラ
48 ヒータ電力フィード線
48a フィード線先端部
49 高周波フィード線
51 端子部
51a 端子先端部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Substrate processing furnace 12 Substrate processing chamber 13 Substrate 20 Susceptor 32 Cylindrical electrode 36 Magnetic field formation means 34 Matching device 35 High frequency power supply 38 Heater 39 High frequency electrode 41 Impedance variable mechanism 47 Controller 48 Heater power feed line 48a Feed line tip 49 High frequency feed Wire 51 Terminal 51a Terminal tip

Claims (3)

基板処理室と、
該基板処理室に収納され、基板を加熱するヒータと、
該ヒータに電力を供給するセラミック製のヒータ電力フィード線と、
該ヒータ電力フィード線に接続される共に電力供給源に接続された金属製の端子部とを具備し、
前記ヒータ電力フィード線の先端部に平板状となったフィード線先端部が形成され、
前記端子部は、前記フィード線先端部に導電性の滑り部材を介して重合する様に固定されたことを特徴とする半導体製造装置。
A substrate processing chamber;
A heater housed in the substrate processing chamber for heating the substrate;
A ceramic heater power feed line for supplying power to the heater;
A metal terminal connected to the heater power feed line and connected to a power supply source;
A flat feed line tip is formed at the tip of the heater power feed line,
The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the terminal portion is fixed to the tip end portion of the feed line so as to be superposed via a conductive sliding member.
前記導電性の滑り部材は、カーボンを含むことを特徴とする前記請求項1記載の基板処理装置。   The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the conductive sliding member contains carbon. 基板処理室と、
該基板処理室に設けられ、基板が載置される基板載置台と、
該基板載置台内部に設けられ、基板を加熱するヒータと、
該ヒータに電力を供給するセラミック製のヒータ電力フィード線と、
該ヒータ電力フィード線に接続されると共に電力供給源に接続された金属製の端子部と具備し、
前記ヒータ電力フィード線の先端部に平板状となったフィード線先端部が形成され、
前記端子部は、前記フィード線先端部に、導電性の滑り部材を介して重合する様に固定される様に構成された半導体製造装置に於いて、
前記基板載置台に基板を載置する工程と、
前記端子部、前記導電性の滑り部材、前記ヒータ電力フィード線とを介して前記ヒータに電力を供給し、前記ヒータを加熱し、基板を処理する工程を有することを特徴とする半導体製造方法。
A substrate processing chamber;
A substrate mounting table provided in the substrate processing chamber on which the substrate is mounted;
A heater provided in the substrate mounting table for heating the substrate;
A ceramic heater power feed line for supplying power to the heater;
A metal terminal connected to the heater power feed line and connected to a power supply;
A flat feed line tip is formed at the tip of the heater power feed line,
In the semiconductor manufacturing apparatus configured such that the terminal portion is fixed to the tip of the feed line so as to be polymerized through a conductive sliding member,
Placing the substrate on the substrate placing table;
A method of manufacturing a semiconductor, comprising: supplying power to the heater through the terminal portion, the conductive sliding member, and the heater power feed line, heating the heater, and processing the substrate.
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