JP2740789B2 - 処理方法 - Google Patents
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- JP2740789B2 JP2740789B2 JP1046889A JP4688989A JP2740789B2 JP 2740789 B2 JP2740789 B2 JP 2740789B2 JP 1046889 A JP1046889 A JP 1046889A JP 4688989 A JP4688989 A JP 4688989A JP 2740789 B2 JP2740789 B2 JP 2740789B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、処理方法に関する。
（従来の技術） 従来より、LCD基板や半導体基板等を処理する装置と
して、例えばAl配線後の半導体ウエハ上にパッシベーシ
ョン膜例えばSi3N4膜を形成する装置では、低温例えば4
00℃以下の温度雰囲気で成膜する装置が知られている。
して、例えばAl配線後の半導体ウエハ上にパッシベーシ
ョン膜例えばSi3N4膜を形成する装置では、低温例えば4
00℃以下の温度雰囲気で成膜する装置が知られている。
第６図はこのようなパッシベーション膜を形成するた
めの従来のプラズマCVD装置を示す図で、石英からなる
円筒状の反応容器１内には、高周波電源２に接続された
櫛歯状の高周波電極３が一対互い違いにその歯部である
電極板４を交差して配置されており、各電極板４の表裏
に被処理物例えば半導体ウエハ５が密着されている。
めの従来のプラズマCVD装置を示す図で、石英からなる
円筒状の反応容器１内には、高周波電源２に接続された
櫛歯状の高周波電極３が一対互い違いにその歯部である
電極板４を交差して配置されており、各電極板４の表裏
に被処理物例えば半導体ウエハ５が密着されている。
反応容器１端部には反応ガス６からの反応ガス例えば
SiH4＋NH3ガスを導入するためのガス導入口７が設けら
れており、一方反応容器１外周にはヒータ機構８が周設
されている。
SiH4＋NH3ガスを導入するためのガス導入口７が設けら
れており、一方反応容器１外周にはヒータ機構８が周設
されている。
このようなプラズマCVD装置によるパッシベーション
膜の形成は、反応容器１内をヒータ機構８により所定の
処理温度とした後、ガス導入管７から所定の反応ガスを
導入し、該反応ガスを高周波電極板４間でプラズマ化し
ながらSi3N4成膜処理を行う。このとき反応容器１に設
けられた排気口９から真空機構10により反応容器１内が
所定の真空度となるように真空引きする。
膜の形成は、反応容器１内をヒータ機構８により所定の
処理温度とした後、ガス導入管７から所定の反応ガスを
導入し、該反応ガスを高周波電極板４間でプラズマ化し
ながらSi3N4成膜処理を行う。このとき反応容器１に設
けられた排気口９から真空機構10により反応容器１内が
所定の真空度となるように真空引きする。
しかしながら、上述したプラズマCVD装置では、被処
理物がプラズマ発生場所に近接しているため、この生成
されたプラズマにより被処理物が損傷を受けるという問
題があり、また、電極板４に付着した反応生成物の膜が
プラズマにより剥離されて塵埃となりこの塵埃が被処理
物に付着するという問題があった。さらに高周波電極３
自体が熱容量を有していることから、反応容器１内を早
く所定の処理温度まで昇温させることができず、また温
度制御のレスポンスが悪く高精度の温度制御ができない
という問題があった。
理物がプラズマ発生場所に近接しているため、この生成
されたプラズマにより被処理物が損傷を受けるという問
題があり、また、電極板４に付着した反応生成物の膜が
プラズマにより剥離されて塵埃となりこの塵埃が被処理
物に付着するという問題があった。さらに高周波電極３
自体が熱容量を有していることから、反応容器１内を早
く所定の処理温度まで昇温させることができず、また温
度制御のレスポンスが悪く高精度の温度制御ができない
という問題があった。
そこで、これら問題を解決するために反応容器外でプ
ラズマを生成し、該プラズマを反応容器内に輸送して処
理するいわゆる活性化ガス輸送方式が開示されている
（Japane Journal of Applied Physics,Vol17（1978）S
upplement17−1,pp.215−221）。第７図はこの活性化ガ
ス輸送方式によるプラズマCVD装置を示す図で、石英等
からなるほぼ球状の反応容器11内には被処理物例えば半
導体ウエハ12を載置してこれを加熱するための加熱台13
が配設されており、反応容器11両側部に処理ガス14例え
ばN2やO2ガスを導入するための一対の処理ガス導入口1
5、上部には反応ガス16例えばSiH4を導入するための反
応ガス導入口17、そして下部には反応容器11内を所定の
真空度に保持するための真空機構18に接続された排気口
17が設けられている。
ラズマを生成し、該プラズマを反応容器内に輸送して処
理するいわゆる活性化ガス輸送方式が開示されている
（Japane Journal of Applied Physics,Vol17（1978）S
upplement17−1,pp.215−221）。第７図はこの活性化ガ
ス輸送方式によるプラズマCVD装置を示す図で、石英等
からなるほぼ球状の反応容器11内には被処理物例えば半
導体ウエハ12を載置してこれを加熱するための加熱台13
が配設されており、反応容器11両側部に処理ガス14例え
ばN2やO2ガスを導入するための一対の処理ガス導入口1
5、上部には反応ガス16例えばSiH4を導入するための反
応ガス導入口17、そして下部には反応容器11内を所定の
真空度に保持するための真空機構18に接続された排気口
17が設けられている。
また、反応容器11外部には、上記処理ガス14を導入す
るプラズマ発生容器20、マイクロ波導波管21、マイクロ
波出力部22から構成されるプラズマ発生機構23が配設さ
れている。
るプラズマ発生容器20、マイクロ波導波管21、マイクロ
波出力部22から構成されるプラズマ発生機構23が配設さ
れている。
このような構成のプラズマ処理装置では、ブラズマ発
生機構23でプラズマ化したN2やO2等の処理ガスを輸送管
24を介して処理ガス導入口15から反応容器11内に導き、
一方反応ガス導入口17からはSiH4等の反応ガスを導き、
これら混合ガス雰囲気中で所定の温度例えば400℃でSi3
N4の成膜を行う。このようにプラズマ生成部を反応容器
外部に設けることで、プラズマによる被処理物の損傷や
塵埃発生の問題を解決することができる。
生機構23でプラズマ化したN2やO2等の処理ガスを輸送管
24を介して処理ガス導入口15から反応容器11内に導き、
一方反応ガス導入口17からはSiH4等の反応ガスを導き、
これら混合ガス雰囲気中で所定の温度例えば400℃でSi3
N4の成膜を行う。このようにプラズマ生成部を反応容器
外部に設けることで、プラズマによる被処理物の損傷や
塵埃発生の問題を解決することができる。
（発明が解決しようとする課題） ところが、上述した従来の活性化ガス輸送方式のプラ
ズマ処理装置では、被処理物を加熱台により直接加熱す
るため、被処理物を均一に加熱することができず、処理
むらが生じるという問題があった。さらに、反応容器内
に導入した反応ガスと処理ガスとが均一に混合せず、反
応容器内の部位により処理ガス・反応ガス濃度分布にば
らつきが生じ易くこれも均一な処理を行う上での障害と
なっていた。そして、これら問題は、反応容器を大型化
するほど顕著になるため、反応容器を大型化して被処理
物を一度に大量処理することができず、大量生産には不
利な方式であるという問題があった。
ズマ処理装置では、被処理物を加熱台により直接加熱す
るため、被処理物を均一に加熱することができず、処理
むらが生じるという問題があった。さらに、反応容器内
に導入した反応ガスと処理ガスとが均一に混合せず、反
応容器内の部位により処理ガス・反応ガス濃度分布にば
らつきが生じ易くこれも均一な処理を行う上での障害と
なっていた。そして、これら問題は、反応容器を大型化
するほど顕著になるため、反応容器を大型化して被処理
物を一度に大量処理することができず、大量生産には不
利な方式であるという問題があった。
本発明は、上述した従来の問題点を解決するためにな
されたもので、プラズマによる被処理物の損傷がなく、
しかも均一処理および大量処理が可能な処理方法を提供
することを目的とするものである。
されたもので、プラズマによる被処理物の損傷がなく、
しかも均一処理および大量処理が可能な処理方法を提供
することを目的とするものである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の処理方法は、複数の被処理物を収容したボー
トを、略垂直に立設され周囲を囲繞する如くヒータ機構
が設けられた縦型熱処理装置の反応容器内に収容する工
程と、 前記反応容器内を所定の真空度に真空引きする工程
と、 前記反応容器外に設けられた前記ヒータ機構により前
記被処理物を所定の温度に昇温する工程と、 プラズマ発生機構からプラズマ化したエッチングガス
を前記反応容器内に供給し、所定の温度に昇温された前
記被処理物の表面に形成された自然酸化膜を除去してク
リーニングする工程と、 前記被処理物を前記クリーニング工程と同様の温度雰
囲気に保持した状態で、反応ガスを前記反応容器内に導
入して被処理物の表面に成膜する工程と、 前記反応容器内をN2ガスからなるパージガスでパージ
しながら前記ボートを反応容器外へ搬出する工程と を具備したことを特徴とする。
トを、略垂直に立設され周囲を囲繞する如くヒータ機構
が設けられた縦型熱処理装置の反応容器内に収容する工
程と、 前記反応容器内を所定の真空度に真空引きする工程
と、 前記反応容器外に設けられた前記ヒータ機構により前
記被処理物を所定の温度に昇温する工程と、 プラズマ発生機構からプラズマ化したエッチングガス
を前記反応容器内に供給し、所定の温度に昇温された前
記被処理物の表面に形成された自然酸化膜を除去してク
リーニングする工程と、 前記被処理物を前記クリーニング工程と同様の温度雰
囲気に保持した状態で、反応ガスを前記反応容器内に導
入して被処理物の表面に成膜する工程と、 前記反応容器内をN2ガスからなるパージガスでパージ
しながら前記ボートを反応容器外へ搬出する工程と を具備したことを特徴とする。
（作用） 本発明の処理方法では、クリーニング工程と成膜工程
の間で、反応容器を大気開放せず連続処理が可能とな
り、生産性の向上が図れ、また、クリーニング工程と成
膜工程ともに同一温度で処理が可能であるため、ヒータ
機構を常時作動しておくことで、昇温、降温工程が不要
となり、作業時間の短縮化が図れる。そして、クリーニ
ングされた被処理物の表面に直接成膜することができる
ので、自然酸化膜の無い状態で良好な成膜を行うことが
でき、また、パージガスをパージしながらボートを反応
容器外へ搬出するので、被処理物を清浄な状態で搬出す
ることができる。
の間で、反応容器を大気開放せず連続処理が可能とな
り、生産性の向上が図れ、また、クリーニング工程と成
膜工程ともに同一温度で処理が可能であるため、ヒータ
機構を常時作動しておくことで、昇温、降温工程が不要
となり、作業時間の短縮化が図れる。そして、クリーニ
ングされた被処理物の表面に直接成膜することができる
ので、自然酸化膜の無い状態で良好な成膜を行うことが
でき、また、パージガスをパージしながらボートを反応
容器外へ搬出するので、被処理物を清浄な状態で搬出す
ることができる。
（実施例） 以下、本発明を縦型熱処理装置に適用した一実施例に
ついて図を参照して説明する。
ついて図を参照して説明する。
ほぼ垂直に設けられた反応容器31は、例えば石英等か
らなる外筒32と、この外筒32内に同心的に間隔を設けて
収容された例えば石英からなる円柱状の内筒33とから構
成された二重管構造となっている。そしてこの反応容器
31を囲繞する如くヒータ機構34、図示を省略した断熱性
部材が配設されている。
らなる外筒32と、この外筒32内に同心的に間隔を設けて
収容された例えば石英からなる円柱状の内筒33とから構
成された二重管構造となっている。そしてこの反応容器
31を囲繞する如くヒータ機構34、図示を省略した断熱性
部材が配設されている。
内筒33内には、被処理物例えば半導体ウエハ35を多数
棚積み配列したウエハボート36が収容されており、該ウ
エハボート36はウエハ回転機構37により回転可能に配設
されたボート支持台38上に搭載されている。
棚積み配列したウエハボート36が収容されており、該ウ
エハボート36はウエハ回転機構37により回転可能に配設
されたボート支持台38上に搭載されている。
反応容器31下端側壁には、反応容器31内に処理ガス例
えばSi3N4膜形成を行うのであればN2ガス、SiO2膜形成
を行うのであればO2ガスそしてエッチングを行うのであ
ればエッチングガス例えばCF4＋O2やNF3等を導入するた
めの処理ガス導入口39と、反応ガス例えばSiH4ガスを導
入するための反応ガス導入口40とが設けられている。
えばSi3N4膜形成を行うのであればN2ガス、SiO2膜形成
を行うのであればO2ガスそしてエッチングを行うのであ
ればエッチングガス例えばCF4＋O2やNF3等を導入するた
めの処理ガス導入口39と、反応ガス例えばSiH4ガスを導
入するための反応ガス導入口40とが設けられている。
上記処理ガス導入口39および反応ガス導入口40には、
夫々Ｌ字状のガス吐出管41、42がそのガス吐出部を内筒
33と半導体ウエハ列35との間隙に挿入して配設されてい
る。このガス吐出管のガス吐出部には、所定のピッチで
ガス吐出孔41a、42aが穿設されており、一般に縦型炉で
は、炉の下部よりも上部の方が反応ガス濃度が薄くなる
傾向があるため、本実施例では、ガス吐出管41、42に設
けるガス吐出孔の穿設ピッチ41a、42aを上部方向に徐々
に狭くなるように形成して、反応容器31内で均一なガス
濃度が得られるように構成した。
夫々Ｌ字状のガス吐出管41、42がそのガス吐出部を内筒
33と半導体ウエハ列35との間隙に挿入して配設されてい
る。このガス吐出管のガス吐出部には、所定のピッチで
ガス吐出孔41a、42aが穿設されており、一般に縦型炉で
は、炉の下部よりも上部の方が反応ガス濃度が薄くなる
傾向があるため、本実施例では、ガス吐出管41、42に設
けるガス吐出孔の穿設ピッチ41a、42aを上部方向に徐々
に狭くなるように形成して、反応容器31内で均一なガス
濃度が得られるように構成した。
一方、反応容器31外部には、処理ガスをプラズマ化す
るためのプラズマ発生機構43が設けられている。
るためのプラズマ発生機構43が設けられている。
このプラズマ発生機構43は、プラズマ発生容器44と、
このプラズマ発生容器44内にプラズマ生成用のマイクロ
波を導入するためのマイクロ波導波管45、そしてマイク
ロ波導波管45にマイクロ波例えば2.45GHz、パルス間隔2
0mSのパルス状マイクロ波を供給するためのマイクロ波
出力部46等からその主要部分が構成されている。
このプラズマ発生容器44内にプラズマ生成用のマイクロ
波を導入するためのマイクロ波導波管45、そしてマイク
ロ波導波管45にマイクロ波例えば2.45GHz、パルス間隔2
0mSのパルス状マイクロ波を供給するためのマイクロ波
出力部46等からその主要部分が構成されている。
また、処理ガス源47としては、成膜用としてO2または
N2ガス源48とエッチング用としてエッチングガス源49例
えばCF4＋O2ガス源やNF3ガス源とが設けられており、こ
れら各ガス源48、49は、夫々切換バルブ50、51を介して
プラズマ発生容器44に接続されている。
N2ガス源48とエッチング用としてエッチングガス源49例
えばCF4＋O2ガス源やNF3ガス源とが設けられており、こ
れら各ガス源48、49は、夫々切換バルブ50、51を介して
プラズマ発生容器44に接続されている。
このプラズマ発生機構43でプラズマ化された処理ガス
は、プラズマ輸送管52内を通って上記処理ガス吐出管41
へと導かれ、ガス吐出管のガス吐出孔41aから吐出され
る。
は、プラズマ輸送管52内を通って上記処理ガス吐出管41
へと導かれ、ガス吐出管のガス吐出孔41aから吐出され
る。
このような構成の半導体処理装置を用いることによ
り、種々の処理が行え、以下に各種処理方法について図
を参照して説明する。
り、種々の処理が行え、以下に各種処理方法について図
を参照して説明する。
まず、処理方法の第１の例として、半導体ウエハ上に
Si3N4パッシベーション膜を形成する場合について第２
図の動作フローチャートを参照しながら説明する。
Si3N4パッシベーション膜を形成する場合について第２
図の動作フローチャートを参照しながら説明する。
図示を省略した昇降機構によりボート支持台38を下降
させ、この支持台38上にウエハボート36を搭載した後、
再び、ボート支持台38を上昇して反応容器内にウエハボ
ート36を収容する（ウエハ・ロード）（101）。
させ、この支持台38上にウエハボート36を搭載した後、
再び、ボート支持台38を上昇して反応容器内にウエハボ
ート36を収容する（ウエハ・ロード）（101）。
次に、反応容器31下部側壁に設けられた排気口40から
真空機構53により真空引きし、反応容器31内を所定の真
空度0.001Torrとし、またヒータ機構34により半導体ウ
エハ35を所定の処理温度例えば300℃まで昇温する（10
2）。
真空機構53により真空引きし、反応容器31内を所定の真
空度0.001Torrとし、またヒータ機構34により半導体ウ
エハ35を所定の処理温度例えば300℃まで昇温する（10
2）。
そしてエッチング用処理ガス源49の切替え弁51を閉
じ、成膜用処理ガス源48の切替え弁50を開けてプラズマ
発生機構43のプラズマ発生容器内44に処理ガス（本実施
例ではN2ガスとする）を導入する。この後プラズマ発生
容器44にマイクロ波例えば電力600W、2.45GHzのマイク
ロ波を供給し、このN2ガスをプラズマ化する（104）。
じ、成膜用処理ガス源48の切替え弁50を開けてプラズマ
発生機構43のプラズマ発生容器内44に処理ガス（本実施
例ではN2ガスとする）を導入する。この後プラズマ発生
容器44にマイクロ波例えば電力600W、2.45GHzのマイク
ロ波を供給し、このN2ガスをプラズマ化する（104）。
次にこのプラズマ化したN2ガスをプラズマ輸送管52を
通して処理ガス吐出管41へと導きガス吐出孔41aから反
応容器31内へ所定量例えばN2分圧1.0Torr相当吐出す
る。この処理ガス吐出動作と同時に、反応ガス源54の弁
を開けて反応ガス吐出管42から反応ガス（本実施例では
12％のSiH4を混合したN2ベースの生ガスとする）を所定
量例えば分圧0.2Torr相当吐出する（105）。
通して処理ガス吐出管41へと導きガス吐出孔41aから反
応容器31内へ所定量例えばN2分圧1.0Torr相当吐出す
る。この処理ガス吐出動作と同時に、反応ガス源54の弁
を開けて反応ガス吐出管42から反応ガス（本実施例では
12％のSiH4を混合したN2ベースの生ガスとする）を所定
量例えば分圧0.2Torr相当吐出する（105）。
そしてウエハ回転機構37によりウエハボート36を所定
の回転速度例えば6rpmで回転させながらSi3N4の成膜処
理を行う（106）。こうして各半導体ウエハ35上にSi3N4
膜が形成される。この後、反応容器31内をパージガス例
えばN2でパージしながら（106）、ウエハボート36を反
応容器31外へと搬出する（ウエハ・アンロード）（10
7）。上記ウエハ・ロード（101）→真空引き、昇温（10
2）→成膜用処理ガスのプラズマ化（103）、成膜用処理
ガスおよび反応ガス導入（104）→成膜処理（105）→パ
ージ（106）→ウエハ・アンロード（107）の各ステップ
により成膜工程（110）が構成される。
の回転速度例えば6rpmで回転させながらSi3N4の成膜処
理を行う（106）。こうして各半導体ウエハ35上にSi3N4
膜が形成される。この後、反応容器31内をパージガス例
えばN2でパージしながら（106）、ウエハボート36を反
応容器31外へと搬出する（ウエハ・アンロード）（10
7）。上記ウエハ・ロード（101）→真空引き、昇温（10
2）→成膜用処理ガスのプラズマ化（103）、成膜用処理
ガスおよび反応ガス導入（104）→成膜処理（105）→パ
ージ（106）→ウエハ・アンロード（107）の各ステップ
により成膜工程（110）が構成される。
このような成膜法によれば、処理ガスを反応容器31の
外部でプラズマ化した後、反応容器内に導入して処理す
るため、プラズマ発生源を被処理物とが隔離され、プラ
ズマ粒子による半導体ウエハの損傷を防止することがで
きる。また、反応容器31内に多数の半導体ウエハ35を収
容し、これを反応容器31外部のヒータ機構34により加熱
するので、多数の半導体ウエハを一度に均熱することが
できるので均一なプラズマ処理が可能となる。
外部でプラズマ化した後、反応容器内に導入して処理す
るため、プラズマ発生源を被処理物とが隔離され、プラ
ズマ粒子による半導体ウエハの損傷を防止することがで
きる。また、反応容器31内に多数の半導体ウエハ35を収
容し、これを反応容器31外部のヒータ機構34により加熱
するので、多数の半導体ウエハを一度に均熱することが
できるので均一なプラズマ処理が可能となる。
さらに、本実施例では処理ガス吐出管41および反応ガ
ス吐出管42のガス吐出孔41a、42aの穿設ピッチを反応容
器31上部方向に対して徐々に狭くなるように形成し、ま
た処理中はウエハボート36を回転させるように構成して
いるので、各半導体ウエハ35に接する処理ガスまたは反
応ガスの濃度が均一化し、より一層の均一処理が可能と
なる。
ス吐出管42のガス吐出孔41a、42aの穿設ピッチを反応容
器31上部方向に対して徐々に狭くなるように形成し、ま
た処理中はウエハボート36を回転させるように構成して
いるので、各半導体ウエハ35に接する処理ガスまたは反
応ガスの濃度が均一化し、より一層の均一処理が可能と
なる。
このように上述実施例の半導体処理装置による成膜方
法によれば、プラズマによる半導体ウエハの損傷がな
く、しかも均一処理および大量処理が可能となる。
法によれば、プラズマによる半導体ウエハの損傷がな
く、しかも均一処理および大量処理が可能となる。
次に、本発明の半導体製造装置を用いた処理方法の第
２の例として、半導体ウエハ表面をクリーニング処理し
た後、Poly−Si膜を形成する場合について第３図のフロ
ーチャートを参照しながら説明する。
２の例として、半導体ウエハ表面をクリーニング処理し
た後、Poly−Si膜を形成する場合について第３図のフロ
ーチャートを参照しながら説明する。
図示を省略した昇降機構によりボート支持台38を下降
させ、この支持台38上にウエハボート36を搭載した後、
再び、ボート支持台38を上昇して反応容器内にウエハボ
ート36を収容する（ウエハ・ロード）（201）。
させ、この支持台38上にウエハボート36を搭載した後、
再び、ボート支持台38を上昇して反応容器内にウエハボ
ート36を収容する（ウエハ・ロード）（201）。
次に、反応容器31下部側壁に設けられた排気口40から
真空機構53により真空引きし、反応容器31内を所定の真
空度0.001Torrとし、またヒータ機構34により半導体ウ
エハ35を所定の処理温度例えば630℃まで昇温する（20
2）。そして成膜用処理ガス源48の切替え弁50を閉じ、
エッチング用処理ガス源49（本実施例ではCF4＋O2また
はNF3とする）の切替え弁51を開けてプラズマ発生機構4
3のプラズマ発生容器44内にCF4＋O2またはNF3ガスを導
入する。この後プラズマ発生容器44にマイクロ波例えば
電力600W、2.45GHzのマイクロ波を供給し、該CF4＋O2ま
たはNF3ガスをプラズマ化する（203）。
真空機構53により真空引きし、反応容器31内を所定の真
空度0.001Torrとし、またヒータ機構34により半導体ウ
エハ35を所定の処理温度例えば630℃まで昇温する（20
2）。そして成膜用処理ガス源48の切替え弁50を閉じ、
エッチング用処理ガス源49（本実施例ではCF4＋O2また
はNF3とする）の切替え弁51を開けてプラズマ発生機構4
3のプラズマ発生容器44内にCF4＋O2またはNF3ガスを導
入する。この後プラズマ発生容器44にマイクロ波例えば
電力600W、2.45GHzのマイクロ波を供給し、該CF4＋O2ま
たはNF3ガスをプラズマ化する（203）。
そしてこのプラズマ化したCF4＋O2またはNF3ガスをプ
ラズマ輸送管52を通して処理ガス吐出管41へと導きガス
吐出孔41aから反応容器31内へ吐出する（204）。こうし
て、半導体ウエハ群35表面に形成された不純物膜例えば
自然酸化膜等を除去するクリーニング処理を行う（20
5）。
ラズマ輸送管52を通して処理ガス吐出管41へと導きガス
吐出孔41aから反応容器31内へ吐出する（204）。こうし
て、半導体ウエハ群35表面に形成された不純物膜例えば
自然酸化膜等を除去するクリーニング処理を行う（20
5）。
上記ウエハ・ロード（201）→真空引き、昇温（202）
→エッチングガスプラズマ化（203）→エッチングガス
導入（204）→表面クリーニング処理（205）の各ステッ
プによりウエハクリーニング工程（210）が構成され
る。
→エッチングガスプラズマ化（203）→エッチングガス
導入（204）→表面クリーニング処理（205）の各ステッ
プによりウエハクリーニング工程（210）が構成され
る。
こうしてウエハクリーニング終了後、エッチング用処
理ガス源49の切替え弁51を閉じ、反応ガス源54の弁55を
開けて反応ガス吐出管42から反応ガス（本実施例ではSi
H4の生ガスとする）を反応容器31内に導入する（30
1）。そして反応容器31内を上記ウエハクリーニング工
程（210）と同様の温度雰囲気例えば630℃に保持した状
態で、Poly−Si膜の成膜を行う（302）。
理ガス源49の切替え弁51を閉じ、反応ガス源54の弁55を
開けて反応ガス吐出管42から反応ガス（本実施例ではSi
H4の生ガスとする）を反応容器31内に導入する（30
1）。そして反応容器31内を上記ウエハクリーニング工
程（210）と同様の温度雰囲気例えば630℃に保持した状
態で、Poly−Si膜の成膜を行う（302）。
この後、反応容器31内をパージガス例えばN2でパージ
しながら（303）、ウエハボート36を反応容器31外へと
搬出する（ウエハ・アンロード）（304）。上記反応ガ
ス導入（301）→Poly−Si成膜処理（302）→パージ（30
3）→ウエハ・アンロード（304）の各ステップによりPo
ly→Si成膜工程（310）が構成される。
しながら（303）、ウエハボート36を反応容器31外へと
搬出する（ウエハ・アンロード）（304）。上記反応ガ
ス導入（301）→Poly−Si成膜処理（302）→パージ（30
3）→ウエハ・アンロード（304）の各ステップによりPo
ly→Si成膜工程（310）が構成される。
このような半導体処理方法によれば、ウエハクリーニ
ング工程（210）→Poly−Si成膜工程（310）間で、大気
開放せずに連続処理が可能となり、生産性の向上が図れ
る。また、ウエハクリーニング工程（210）およびPoly
−Si成膜工程（310）共に同一の処理温度例えば630℃で
処理が可能であるため、ヒータ機構34を常時作動してお
くことで昇温・降温工程が不要となり、作業時間の短縮
化が図れる。
ング工程（210）→Poly−Si成膜工程（310）間で、大気
開放せずに連続処理が可能となり、生産性の向上が図れ
る。また、ウエハクリーニング工程（210）およびPoly
−Si成膜工程（310）共に同一の処理温度例えば630℃で
処理が可能であるため、ヒータ機構34を常時作動してお
くことで昇温・降温工程が不要となり、作業時間の短縮
化が図れる。
また、ウエハクリーニング工程後の成膜工程として
は、上述したようなPoly−Si成膜工程以外のもの例えば
タングステン成膜工程でもよく、その場合は、反応容器
成膜雰囲気を成膜内容に応じた処理雰囲気とする。
は、上述したようなPoly−Si成膜工程以外のもの例えば
タングステン成膜工程でもよく、その場合は、反応容器
成膜雰囲気を成膜内容に応じた処理雰囲気とする。
次に、本発明の半導体製造装置を用いた処理方法の第
３の例として、反応容器内に付着した反応生成物膜例え
ばPoly−Si膜の除去を行う場合について第４図のフロー
チャートを参照しながら説明する。
３の例として、反応容器内に付着した反応生成物膜例え
ばPoly−Si膜の除去を行う場合について第４図のフロー
チャートを参照しながら説明する。
成膜処理例えばPoly−Si成膜が終了してウエハ・アン
ロード後（304）、反応容器31下部側壁に設けられた排
気口40から真空機構53により真空引きし、反応容器31内
を所定の真空度0.001Torrとし、またヒータ機構34によ
り反応容器31を所定の処理温度例えば630℃まで昇温す
る（401）。
ロード後（304）、反応容器31下部側壁に設けられた排
気口40から真空機構53により真空引きし、反応容器31内
を所定の真空度0.001Torrとし、またヒータ機構34によ
り反応容器31を所定の処理温度例えば630℃まで昇温す
る（401）。
そして成膜用処理ガス源48の切替え弁50を閉じ、エッ
チング用処理ガス源49（本実施例ではCF4＋O2またはNF3
とする）の切替え弁51を開けてプラズマ発生機構43のプ
ラズマ発生容器44内にCF4＋O2またはNF3ガスを導入す
る。この後プラズマ発生容器44にマイクロ波例えば電力
600W、2.45GHzのマイクロ波を供給し、該CF4＋O2または
NF3ガスをプラズマ化する（402）。
チング用処理ガス源49（本実施例ではCF4＋O2またはNF3
とする）の切替え弁51を開けてプラズマ発生機構43のプ
ラズマ発生容器44内にCF4＋O2またはNF3ガスを導入す
る。この後プラズマ発生容器44にマイクロ波例えば電力
600W、2.45GHzのマイクロ波を供給し、該CF4＋O2または
NF3ガスをプラズマ化する（402）。
そしてこのプラズマ化したCF4＋O2またはNF3ガスをプ
ラズマ輸送管52を通して処理ガス吐出管41へと導きガス
吐出孔41aから反応容器31内へ吐出する403）。こうし
て、反応容器31内部露呈面やウエハボート支持台38に付
着した塵埃発生の原因となる不純物膜例えばPoly−Si膜
等を除去する洗浄処理を行う（404）。
ラズマ輸送管52を通して処理ガス吐出管41へと導きガス
吐出孔41aから反応容器31内へ吐出する403）。こうし
て、反応容器31内部露呈面やウエハボート支持台38に付
着した塵埃発生の原因となる不純物膜例えばPoly−Si膜
等を除去する洗浄処理を行う（404）。
この後、反応容器31をパージガス例えばN2をパージし
（405）、次処理の半導体ウエハをロード（201）する。
（405）、次処理の半導体ウエハをロード（201）する。
上記ウエハ・アンロード（304）→真空引き、昇温（4
01）→エッチングガスプラズマ化（402）→エッチング
ガス導入（403）→反応容器内洗浄（404）→パージ（40
5）の各ステップにより洗浄工程（410）が構成される。
01）→エッチングガスプラズマ化（402）→エッチング
ガス導入（403）→反応容器内洗浄（404）→パージ（40
5）の各ステップにより洗浄工程（410）が構成される。
このような半導体処理方法によれば、Poly−Si成膜工
程（310）→洗浄工程（410）を連続的に行え、また、Po
ly−Si成膜工程（310）、洗浄工程（410）共に同一の処
理温度例えば630℃で処理が可能であるため、ヒータ機
構34を常時作動しておくことができるので昇温・降温工
程が不要となり、作業時間の短縮化が図れる。
程（310）→洗浄工程（410）を連続的に行え、また、Po
ly−Si成膜工程（310）、洗浄工程（410）共に同一の処
理温度例えば630℃で処理が可能であるため、ヒータ機
構34を常時作動しておくことができるので昇温・降温工
程が不要となり、作業時間の短縮化が図れる。
尚、洗浄工程（410）は必ずしも成膜処理毎に行う必
要はなく、反応容器内が反応生成物により汚染された場
合のみ洗浄工程（410）を行ってもよい。
要はなく、反応容器内が反応生成物により汚染された場
合のみ洗浄工程（410）を行ってもよい。
このように上述実施例の半導体処理装置および処理方
法によれば、処理ガスをプラズマ化するためのプラズマ
発生機構43を反応容器31外部に設け、また反応容器31内
に多数の半導体ウエハ35を収容してこれを反応容器31外
部のヒータ機構34により加熱する構成としたので、プラ
ズマ粒子による半導体ウエハの損傷を防止でき、また多
数の半導体ウエハを一度に均熱することができるので均
一なプラズマ処理が可能となる。
法によれば、処理ガスをプラズマ化するためのプラズマ
発生機構43を反応容器31外部に設け、また反応容器31内
に多数の半導体ウエハ35を収容してこれを反応容器31外
部のヒータ機構34により加熱する構成としたので、プラ
ズマ粒子による半導体ウエハの損傷を防止でき、また多
数の半導体ウエハを一度に均熱することができるので均
一なプラズマ処理が可能となる。
尚、上述実施例では被処理物として半導体ウエハを用
いた例について説明したがこれ以外のもの例えばLCD基
板等の他の半導体デバイスの処理にも好適可能である。
いた例について説明したがこれ以外のもの例えばLCD基
板等の他の半導体デバイスの処理にも好適可能である。
ところで、本発明は上述した実施例のように反応容器
が縦型のプラズマ処理装置に限定されるものではなく、
反応容器が横型のプラズマ処理装置にも適用可能であ
る。
が縦型のプラズマ処理装置に限定されるものではなく、
反応容器が横型のプラズマ処理装置にも適用可能であ
る。
第５図はこのような横型の反応容器を有するプラズマ
処理装置に本発明を適用した実施例を示す図である。
尚、第１図と同一部分には同一符号を付して重複する部
分の説明を省略する。
処理装置に本発明を適用した実施例を示す図である。
尚、第１図と同一部分には同一符号を付して重複する部
分の説明を省略する。
断熱性部材例えば石英からなる円筒状の反応容器61が
ほぼ水平に配設されており、この反応容器61内には多数
の被処理物例えば半導体ウエハ62を配列したウエハボー
ト63が収容されている。反応容器61の一方端には反応ガ
ス導入口64および処理ガス導入口65が設けられ、他方端
には真空機構53に接続された排気口66が設けられてい
る。また反応容器61外周にはヒータ機構67および図示を
省略した断熱部材が周設されている。
ほぼ水平に配設されており、この反応容器61内には多数
の被処理物例えば半導体ウエハ62を配列したウエハボー
ト63が収容されている。反応容器61の一方端には反応ガ
ス導入口64および処理ガス導入口65が設けられ、他方端
には真空機構53に接続された排気口66が設けられてい
る。また反応容器61外周にはヒータ機構67および図示を
省略した断熱部材が周設されている。
このような構成の横型炉によるプラズマ処理例えばSi
3N4成膜処理も前述第１の実施例と同様に、プラズマ発
生機構43によりプラズマ化した成膜用処理ガス例えばN2
ガス48と、反応ガス例えばSiH4ガス54を反応容器61内に
導入してSi3N4成膜処理を行う。
3N4成膜処理も前述第１の実施例と同様に、プラズマ発
生機構43によりプラズマ化した成膜用処理ガス例えばN2
ガス48と、反応ガス例えばSiH4ガス54を反応容器61内に
導入してSi3N4成膜処理を行う。
また、Poly−Si膜を形成する場合には、エッチング用
処理ガス例えばCF4＋O2またはNF3ガス49をプラズマ発生
機構43によりプラズマ化して該エッチングガスにより半
導体ウエハ群62の表面クリーニング処理を行い、その後
反応ガス例えばSiH4ガス54を導入してPoly−Si膜を形成
する。
処理ガス例えばCF4＋O2またはNF3ガス49をプラズマ発生
機構43によりプラズマ化して該エッチングガスにより半
導体ウエハ群62の表面クリーニング処理を行い、その後
反応ガス例えばSiH4ガス54を導入してPoly−Si膜を形成
する。
さらに、半導体ウエハを搬出した後、プラズマ化した
エッチング用処理ガス例えばCF4＋O2またはNF3ガス49に
より反応容器61内の洗浄を行うこともできる。
エッチング用処理ガス例えばCF4＋O2またはNF3ガス49に
より反応容器61内の洗浄を行うこともできる。
このように本発明はCVD、プラズマCVD、プラズマエッ
チング、反応容器内の洗浄等の処理を同様な構成の処理
装置で連続的に行え、しかもプラズマ粒子による半導体
ウエハの損傷を防止し、また多数の半導体ウエハを一度
に均熱することにより均一な処理が可能となる。即ち、
本発明装置および本発明方法によれば、製造歩留りの向
上、作業時間の短縮、均一処理が可能となり、生産性の
向上に大きく貢献することができる。
チング、反応容器内の洗浄等の処理を同様な構成の処理
装置で連続的に行え、しかもプラズマ粒子による半導体
ウエハの損傷を防止し、また多数の半導体ウエハを一度
に均熱することにより均一な処理が可能となる。即ち、
本発明装置および本発明方法によれば、製造歩留りの向
上、作業時間の短縮、均一処理が可能となり、生産性の
向上に大きく貢献することができる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明の処理方法によれば、クリ
ーニング工程と成膜工程の間で、反応容器を大気開放せ
ず連続処理が可能となり、生産性の向上が図れ、また、
クリーニング工程と成膜工程ともに同一温度で処理が可
能であるため、ヒータ機構を常時作動しておくことで、
昇温、降温工程が不要となり、作業時間の短縮化が図れ
る。そして、クリーニングされた被処理物の表面に直接
成膜することができるので、自然酸化膜の無い状態で良
好な成膜を行うことができ、また、パージガスをパージ
しながらボートを反応容器外へ搬出するので、被処理物
を清浄な状態で搬出することができる。
ーニング工程と成膜工程の間で、反応容器を大気開放せ
ず連続処理が可能となり、生産性の向上が図れ、また、
クリーニング工程と成膜工程ともに同一温度で処理が可
能であるため、ヒータ機構を常時作動しておくことで、
昇温、降温工程が不要となり、作業時間の短縮化が図れ
る。そして、クリーニングされた被処理物の表面に直接
成膜することができるので、自然酸化膜の無い状態で良
好な成膜を行うことができ、また、パージガスをパージ
しながらボートを反応容器外へ搬出するので、被処理物
を清浄な状態で搬出することができる。
第１図は本発明をSi3N4成膜装置に適用した実施例の構
成を示す図、第２図は第１図によるSi3N4成膜方法を説
明するための図、第３図は第１図によるウエハクリーニ
ング処理工程およびPoly−Si成膜工程を連続的に行う方
法を説明するための図、第４図は第１図による反応容器
内の洗浄方法を説明するための図、第５図は本発明の他
の実施例の構成を示す図、第６図は従来のプラズマ処理
装置の構成を示す図、第７図は従来の活性化ガス輸送方
式のプラズマ処理装置の構成を示す図である。 31……反応容器、34……ヒータ機構、35……半導体ウエ
ハ、41……処理ガス吐出管、42……反応ガス吐出管、43
……プラズマ発生機構、44……プラズマ発生容器、45…
…マイクロ波導波管、46……マイクロ波出力部、47……
処理ガス源、48……成膜用処理ガス源、49……エッチン
グガス用処理ガス源、50、51……切替え弁、52……プラ
ズマ輸送管、54……反応ガス源、55……反応ガス供給
弁。
成を示す図、第２図は第１図によるSi3N4成膜方法を説
明するための図、第３図は第１図によるウエハクリーニ
ング処理工程およびPoly−Si成膜工程を連続的に行う方
法を説明するための図、第４図は第１図による反応容器
内の洗浄方法を説明するための図、第５図は本発明の他
の実施例の構成を示す図、第６図は従来のプラズマ処理
装置の構成を示す図、第７図は従来の活性化ガス輸送方
式のプラズマ処理装置の構成を示す図である。 31……反応容器、34……ヒータ機構、35……半導体ウエ
ハ、41……処理ガス吐出管、42……反応ガス吐出管、43
……プラズマ発生機構、44……プラズマ発生容器、45…
…マイクロ波導波管、46……マイクロ波出力部、47……
処理ガス源、48……成膜用処理ガス源、49……エッチン
グガス用処理ガス源、50、51……切替え弁、52……プラ
ズマ輸送管、54……反応ガス源、55……反応ガス供給
弁。
Claims (1)
- 【請求項１】複数の被処理物を収容したボートを、略垂
直に立設され周囲を囲繞する如くヒータ機構が設けられ
た縦型熱処理装置の反応容器内に収容する工程と、 前記反応容器内を所定の真空度に真空引きする工程と、 前記反応容器外に設けられた前記ヒータ機構により前記
被処理物を所定の温度に昇温する工程と、 プラズマ発生機構からプラズマ化したエッチングガスを
前記反応容器内に供給し、所定の温度に昇温された前記
被処理物の表面に形成された自然酸化膜を除去してクリ
ーニングする工程と、 前記被処理物を前記クリーニング工程と同様の温度雰囲
気に保持した状態で、反応ガスを前記反応容器内に導入
して被処理物の表面に成膜する工程と、 前記反応容器内をN2ガスからなるパージガスでパージし
ながら前記ボートを反応容器外へ搬出する工程と を具備したことを特徴とする処理方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1046889A JP2740789B2 (ja) | 1988-10-31 | 1989-02-28 | 処理方法 |
| US07/486,416 US5015330A (en) | 1989-02-28 | 1990-02-28 | Film forming method and film forming device |
| KR1019900002745A KR0149168B1 (ko) | 1989-02-28 | 1990-02-28 | 막형성 방법 및 막형성장치 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27590588 | 1988-10-31 | ||
| JP1046889A JP2740789B2 (ja) | 1988-10-31 | 1989-02-28 | 処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02226721A JPH02226721A (ja) | 1990-09-10 |
| JP2740789B2 true JP2740789B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=26387038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1046889A Expired - Fee Related JP2740789B2 (ja) | 1988-10-31 | 1989-02-28 | 処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2740789B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5421957A (en) * | 1993-07-30 | 1995-06-06 | Applied Materials, Inc. | Low temperature etching in cold-wall CVD systems |
| US6055927A (en) * | 1997-01-14 | 2000-05-02 | Applied Komatsu Technology, Inc. | Apparatus and method for white powder reduction in silicon nitride deposition using remote plasma source cleaning technology |
| JP3910084B2 (ja) * | 2002-03-15 | 2007-04-25 | 松下電器産業株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP4649153B2 (ja) * | 2004-09-14 | 2011-03-09 | アリオス株式会社 | ダイヤモンド合成用ｃｖｄ装置 |
| JP4228150B2 (ja) * | 2005-03-23 | 2009-02-25 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体 |
| KR20080080113A (ko) * | 2005-11-11 | 2008-09-02 | 디에스지 테크놀로지스 | 열처리 시스템, 열처리 부품 및 열처리 방법 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827656B2 (ja) * | 1976-11-17 | 1983-06-10 | 株式会社東芝 | プラズマｃｖｄ装置 |
| JPS55138237A (en) * | 1979-04-13 | 1980-10-28 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
| JPH0693452B2 (ja) * | 1986-01-29 | 1994-11-16 | 株式会社日立製作所 | 枚葉式薄膜形成法および薄膜形成装置 |
| JPS62249413A (ja) * | 1986-04-22 | 1987-10-30 | Nec Corp | 減圧シリコンエピタキシヤル成長方法 |
| JPH0618172B2 (ja) * | 1986-05-16 | 1994-03-09 | 松下電器産業株式会社 | プラズマ反応装置およびその使用方法 |
| JPS63193526A (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-10 | Hitachi Ltd | 複合プロセス装置 |
-
1989
- 1989-02-28 JP JP1046889A patent/JP2740789B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02226721A (ja) | 1990-09-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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