JP3507614B2 - 薄膜成膜装置 - Google Patents
薄膜成膜装置Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体製造装置お
よび半導体装置の製造方法に関し、特に超ＬＳＩ多層配
線用絶縁膜であるＳｉ酸化膜を形成する薄膜成膜装置に
関するものである。
よび半導体装置の製造方法に関し、特に超ＬＳＩ多層配
線用絶縁膜であるＳｉ酸化膜を形成する薄膜成膜装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年目覚ましい発展をとげている半導体
工業において、ＣＶＤや真空蒸着などによる薄膜形成プ
ロセスは欠くことの出来ない重要な製造工程の一部であ
り、現在多数の薄膜成膜装置が稼働している。
工業において、ＣＶＤや真空蒸着などによる薄膜形成プ
ロセスは欠くことの出来ない重要な製造工程の一部であ
り、現在多数の薄膜成膜装置が稼働している。
【０００３】図２は従来の薄膜成膜装置を示す構成断面
図である。図において、１は金属性密閉反応室、２は薄
板状基板、３は温調機能付き基板設置台、４は反応ガス
供給配管、５は金属性ガス吹き出し口、６は堆積物除去
用ガス供給配管、７は高周波電源である。薄板状基板２
にＳｉ酸化膜を形成する場合、まず薄板状基板２を基板
設置台３上に載置した後、反応室１を真空に引く。薄板
状基板２を基板設置台３により所定温度に設定した後、
反応ガス供給配管４から供給されるＨ２Ｏ２とＳｉＨ４
とを金属性ガス吹き出し口５より薄板状基板２表面に供
給する。これら反応ガスと薄板状基板２表面とを反応さ
せることによって薄板状基板２上にＳｉ酸化膜を形成す
る。
図である。図において、１は金属性密閉反応室、２は薄
板状基板、３は温調機能付き基板設置台、４は反応ガス
供給配管、５は金属性ガス吹き出し口、６は堆積物除去
用ガス供給配管、７は高周波電源である。薄板状基板２
にＳｉ酸化膜を形成する場合、まず薄板状基板２を基板
設置台３上に載置した後、反応室１を真空に引く。薄板
状基板２を基板設置台３により所定温度に設定した後、
反応ガス供給配管４から供給されるＨ２Ｏ２とＳｉＨ４
とを金属性ガス吹き出し口５より薄板状基板２表面に供
給する。これら反応ガスと薄板状基板２表面とを反応さ
せることによって薄板状基板２上にＳｉ酸化膜を形成す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の薄膜成膜装置お
よび成膜方法は以上のようであり、薄板状基板２上にＳ
ｉ酸化膜を形成する工程において、図２に示すようにＳ
ｉ酸化膜は薄板状基板２上ばかりでなく反応室１内壁や
反応室１内部品、特に薄板状基板２とほぼ同じ温度に保
たれている基板設置台３に堆積する。その堆積物は次の
薄膜成膜工程において薄板状基板２に付着して汚染源と
なり膜質が低下するという問題点があった。
よび成膜方法は以上のようであり、薄板状基板２上にＳ
ｉ酸化膜を形成する工程において、図２に示すようにＳ
ｉ酸化膜は薄板状基板２上ばかりでなく反応室１内壁や
反応室１内部品、特に薄板状基板２とほぼ同じ温度に保
たれている基板設置台３に堆積する。その堆積物は次の
薄膜成膜工程において薄板状基板２に付着して汚染源と
なり膜質が低下するという問題点があった。
【０００５】この堆積物を除去する方法として、従来は
図２に示すように基板設置台３をアースに落とし、堆積
物除去用ガス供給配管６より供給されたＣＦ４を高周波
電源７によって励起させてプラズマを発生させることに
より行っていた。ところが、このフッ素系プラズマによ
る堆積物の除去はプラズマの電極内には有効であるが周
辺部分には充分ではなかった。また、長時間このフッ素
系プラズマを使用するとプラズマガスによる汚染がおこ
るという問題点もあった。
図２に示すように基板設置台３をアースに落とし、堆積
物除去用ガス供給配管６より供給されたＣＦ４を高周波
電源７によって励起させてプラズマを発生させることに
より行っていた。ところが、このフッ素系プラズマによ
る堆積物の除去はプラズマの電極内には有効であるが周
辺部分には充分ではなかった。また、長時間このフッ素
系プラズマを使用するとプラズマガスによる汚染がおこ
るという問題点もあった。
【０００６】これらを解決するものとして、特開平３−
９４０５９号公報にはＴＥＯＳ酸化膜成膜装置において
フッ化水素を導入して反応室内壁の堆積物を除去した
後、水蒸気でフッ化水素を除去する方法および装置が開
示されている。しかしこの方法では除去速度が遅く生産
性が低くなるという問題点があった。また、装置につい
ては反応室は金属で出来ているので、内部がフッ化水素
によって腐食されてしまうという問題点があった。
９４０５９号公報にはＴＥＯＳ酸化膜成膜装置において
フッ化水素を導入して反応室内壁の堆積物を除去した
後、水蒸気でフッ化水素を除去する方法および装置が開
示されている。しかしこの方法では除去速度が遅く生産
性が低くなるという問題点があった。また、装置につい
ては反応室は金属で出来ているので、内部がフッ化水素
によって腐食されてしまうという問題点があった。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、反応室内が腐食されることな
く、反応室内の堆積物を短時間に確実に除去することの
できる薄膜成膜装置を提供することを目的としている。
ためになされたもので、反応室内が腐食されることな
く、反応室内の堆積物を短時間に確実に除去することの
できる薄膜成膜装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る薄膜成膜装置は、反応室と、上記反応室内において基
板を載置する基板設置台と、上記基板にＳｉ酸化膜を形
成するための成膜ガスを供給する成膜ガス供給手段と、
上記Ｓｉ酸化膜形成時に上記反応室内に付着した堆積物
を除去するための水蒸気と無水フッ酸とを同時に供給す
る堆積物除去ガス供給手段とを備え、成膜ガスをＨ２Ｏ
２とＳｉＨ４とし、反応室内壁および反応室内部品をフ
ッ素樹脂で覆うようにしたものである。
る薄膜成膜装置は、反応室と、上記反応室内において基
板を載置する基板設置台と、上記基板にＳｉ酸化膜を形
成するための成膜ガスを供給する成膜ガス供給手段と、
上記Ｓｉ酸化膜形成時に上記反応室内に付着した堆積物
を除去するための水蒸気と無水フッ酸とを同時に供給す
る堆積物除去ガス供給手段とを備え、成膜ガスをＨ２Ｏ
２とＳｉＨ４とし、反応室内壁および反応室内部品をフ
ッ素樹脂で覆うようにしたものである。
【０００９】この発明の請求項２に係る薄膜成膜装置
は、反応室内壁および基板設置台との間に閉空間を形成
するようにフッ素樹脂壁を設け、上記閉空間に窒素を供
給する手段および上記閉空間を排気する手段を備え、上
記反応室内と上記閉空間との圧力値が等しくなるように
したものである。
は、反応室内壁および基板設置台との間に閉空間を形成
するようにフッ素樹脂壁を設け、上記閉空間に窒素を供
給する手段および上記閉空間を排気する手段を備え、上
記反応室内と上記閉空間との圧力値が等しくなるように
したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】実施の形態１．
図１はこの発明の薄膜成膜装置を示す構成断面図であ
る。図において１は金属製密閉反応室、２は薄板状基
板、３は温度制御用のヒーターと冷媒配管とを内部に備
えた温調機能付き基板設置台、４は反応ガス供給配管、
５ａはフッ素樹脂製ガス吹き出し口、６ａは堆積物除去
用ガス供給配管であり、反応ガス供給配管４から分岐し
て配管されている。８はエアー圧により操作されるガス
供給弁、９は堆積物除去用ガス専用吹き出し口、１０は
フッ素樹脂製カバー、１１はＮ２供給配管、１２はＮ２
パージ部圧力調整用排気バルブ、１３はＮ２パージ部圧
力調整用圧力センサー、１４は反応室１の圧力調整用排
気バルブ、１５は反応室１の圧力調整用圧力センサーで
ある。
る。図において１は金属製密閉反応室、２は薄板状基
板、３は温度制御用のヒーターと冷媒配管とを内部に備
えた温調機能付き基板設置台、４は反応ガス供給配管、
５ａはフッ素樹脂製ガス吹き出し口、６ａは堆積物除去
用ガス供給配管であり、反応ガス供給配管４から分岐し
て配管されている。８はエアー圧により操作されるガス
供給弁、９は堆積物除去用ガス専用吹き出し口、１０は
フッ素樹脂製カバー、１１はＮ２供給配管、１２はＮ２
パージ部圧力調整用排気バルブ、１３はＮ２パージ部圧
力調整用圧力センサー、１４は反応室１の圧力調整用排
気バルブ、１５は反応室１の圧力調整用圧力センサーで
ある。
【００１１】次に、図１に示した薄膜成膜装置およびＳ
ｉ酸化膜の形成方法について説明する。図に示すよう
に、金属性の密閉反応室１内に備えられた温調機能付き
基板設置台３に薄板状基板２を載置した後、反応室１内
を真空に引く。基板設置台３にはヒーターや冷媒配管が
内蔵されており、これらの機能によって基板設置台３を
−１０℃から３０℃程度に保つことによって成膜時の薄
板状基板２の温度制御を行う。その後、反応ガス供給配
管４からＳｉＨ４とＨ２０２とをフッ素樹脂製ガス吹き
出し口５ａより薄板状基板２上に供給して反応させるこ
とによって薄板状基板２上にＳｉ酸化膜の成膜を行う。
このとき、Ｓｉ酸化膜は薄板状基板２上ばかりでなく反
応室１内壁や反応室１内部品、特に薄板状基板２とほぼ
同じ温度に保たれている基板設置台３などにも堆積す
る。
ｉ酸化膜の形成方法について説明する。図に示すよう
に、金属性の密閉反応室１内に備えられた温調機能付き
基板設置台３に薄板状基板２を載置した後、反応室１内
を真空に引く。基板設置台３にはヒーターや冷媒配管が
内蔵されており、これらの機能によって基板設置台３を
−１０℃から３０℃程度に保つことによって成膜時の薄
板状基板２の温度制御を行う。その後、反応ガス供給配
管４からＳｉＨ４とＨ２０２とをフッ素樹脂製ガス吹き
出し口５ａより薄板状基板２上に供給して反応させるこ
とによって薄板状基板２上にＳｉ酸化膜の成膜を行う。
このとき、Ｓｉ酸化膜は薄板状基板２上ばかりでなく反
応室１内壁や反応室１内部品、特に薄板状基板２とほぼ
同じ温度に保たれている基板設置台３などにも堆積す
る。
【００１２】その後、反応室内１の堆積物を除去するた
めに、薄板状基板２を取り出した後、反応室１内を真空
に保ち、反応ガス供給配管４から分岐して配管されてい
る堆積物除去用ガス供給配管６ａより無水フッ酸と水蒸
気とを同時に導入して、フッ素樹脂製ガス吹き出し口５
ａおよび反応室１内の堆積物除去を行う。さらに、堆積
物の付着量の多い部分近くに堆積物膜除去用ガス専用吹
き出し口９を設け、やはり膜除去用ガス供給配管６ａよ
り無水フッ酸と水蒸気とを導入して堆積物除去を行う。
このとき、無水フッ酸のみを導入するよりも水蒸気を添
加したほうが無水フッ酸のイオン化が促進され、反応室
１内の堆積物を短時間に確実に除去することができる。
めに、薄板状基板２を取り出した後、反応室１内を真空
に保ち、反応ガス供給配管４から分岐して配管されてい
る堆積物除去用ガス供給配管６ａより無水フッ酸と水蒸
気とを同時に導入して、フッ素樹脂製ガス吹き出し口５
ａおよび反応室１内の堆積物除去を行う。さらに、堆積
物の付着量の多い部分近くに堆積物膜除去用ガス専用吹
き出し口９を設け、やはり膜除去用ガス供給配管６ａよ
り無水フッ酸と水蒸気とを導入して堆積物除去を行う。
このとき、無水フッ酸のみを導入するよりも水蒸気を添
加したほうが無水フッ酸のイオン化が促進され、反応室
１内の堆積物を短時間に確実に除去することができる。
【００１３】また、ガス吹き出し口５ａはフッ素樹脂製
とし、基板設置台３を含む金属製反応室１内壁にはフッ
素樹脂製カバー１０を設けている。成膜用ガスおよび堆
積物除去用ガスは反応室１のフッ素樹脂製カバー１０の
内部にのみ供給される構造となっており、金属製反応室
１内が無水フッ酸によって腐食されることから保護して
いる。これはＳｉＨ４とＨ２０２との反応を用いたＳｉ
酸化膜形成装置では成膜温度が１００℃以下であるため
にフッ素樹脂によるコーティングが可能であることによ
る。
とし、基板設置台３を含む金属製反応室１内壁にはフッ
素樹脂製カバー１０を設けている。成膜用ガスおよび堆
積物除去用ガスは反応室１のフッ素樹脂製カバー１０の
内部にのみ供給される構造となっており、金属製反応室
１内が無水フッ酸によって腐食されることから保護して
いる。これはＳｉＨ４とＨ２０２との反応を用いたＳｉ
酸化膜形成装置では成膜温度が１００℃以下であるため
にフッ素樹脂によるコーティングが可能であることによ
る。
【００１４】さらに、フッ素樹脂製カバー１０と金属製
反応室１内壁との間はＮ２供給配管１１から供給される
Ｎ２によってパージされ、Ｎ２パージ部圧力調整用圧力
センサー１３の示すＮ２パージ部の圧力値と反応室１の
圧力調整用圧力センサー１５の示す反応室１内部の圧力
値とが等しくなるようにＮ２パージ部圧力調整用排気バ
ルブ１２およびＮ２パージ部圧力調整用圧力センサー１
３が作動し制御する構造となっている。これにより、フ
ッ素樹脂製カバー１０を透過するフッ素ガスの量を低減
できるとともに透過したフッ素ガスを速やかに排気する
ことができ、金属製反応室１内の腐食をさらに防御でき
る。
反応室１内壁との間はＮ２供給配管１１から供給される
Ｎ２によってパージされ、Ｎ２パージ部圧力調整用圧力
センサー１３の示すＮ２パージ部の圧力値と反応室１の
圧力調整用圧力センサー１５の示す反応室１内部の圧力
値とが等しくなるようにＮ２パージ部圧力調整用排気バ
ルブ１２およびＮ２パージ部圧力調整用圧力センサー１
３が作動し制御する構造となっている。これにより、フ
ッ素樹脂製カバー１０を透過するフッ素ガスの量を低減
できるとともに透過したフッ素ガスを速やかに排気する
ことができ、金属製反応室１内の腐食をさらに防御でき
る。
【００１５】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、反応室
と、上記反応室内において基板を載置する基板設置台
と、上記基板にＳｉ酸化膜を形成するための成膜ガスを
供給する成膜ガス供給手段と、上記Ｓｉ酸化膜形成時に
上記反応室内に付着した堆積物を除去するための水蒸気
と無水フッ酸とを同時に供給する堆積物除去ガス供給手
段とを備えるようにしたので、反応室内の堆積物を短時
間に確実に除去することができる効果があり、成膜ガス
をＨ２Ｏ２とＳｉＨ４とし、反応室内壁および反応室内
部品をフッ素樹脂で覆うようにしたので、成膜温度をフ
ッ素樹脂使用可能範囲に設定することができ、金属製反
応室内が無水フッ酸によって腐食されることを防止でき
る効果がある。
と、上記反応室内において基板を載置する基板設置台
と、上記基板にＳｉ酸化膜を形成するための成膜ガスを
供給する成膜ガス供給手段と、上記Ｓｉ酸化膜形成時に
上記反応室内に付着した堆積物を除去するための水蒸気
と無水フッ酸とを同時に供給する堆積物除去ガス供給手
段とを備えるようにしたので、反応室内の堆積物を短時
間に確実に除去することができる効果があり、成膜ガス
をＨ２Ｏ２とＳｉＨ４とし、反応室内壁および反応室内
部品をフッ素樹脂で覆うようにしたので、成膜温度をフ
ッ素樹脂使用可能範囲に設定することができ、金属製反
応室内が無水フッ酸によって腐食されることを防止でき
る効果がある。
【００１６】また、反応室内壁および基板設置台との間
に閉空間を形成するようにフッ素樹脂壁を設け、上記閉
空間に窒素を供給する手段および上記閉空間を排気する
手段を備え、上記反応室内と上記閉空間との圧力値が等
しくなるようにしたので、フッ素樹脂壁を透過するフッ
素ガスの量を低減できるとともに透過したフッ素ガスを
速やかに排気することができ、金属製反応室内の腐食を
防止できる効果がある。
に閉空間を形成するようにフッ素樹脂壁を設け、上記閉
空間に窒素を供給する手段および上記閉空間を排気する
手段を備え、上記反応室内と上記閉空間との圧力値が等
しくなるようにしたので、フッ素樹脂壁を透過するフッ
素ガスの量を低減できるとともに透過したフッ素ガスを
速やかに排気することができ、金属製反応室内の腐食を
防止できる効果がある。
【図１】 この発明の薄膜成膜装置を示す構成断面図で
ある。
ある。
【図２】 従来の薄膜成膜成装置を示す構成断面図であ
る。
る。
１ 金属製密閉反応室、２ 薄板状基板、３ 基板設置
台、４ 反応ガス供給配管、５ａ フッ素樹脂製ガス吹
き出し口、６ａ 堆積物除去用ガス供給配管、１０ フ
ッ素樹脂製カバー、１１ Ｎ２供給配管、１２ Ｎ２パ
ージ部圧力調整用排気バルブ、１３ Ｎ２パージ部圧力
調整用圧力センサー、１４ 反応室圧力調整用排気バル
ブ、１５ 反応室圧力調整用圧力センサー。
台、４ 反応ガス供給配管、５ａ フッ素樹脂製ガス吹
き出し口、６ａ 堆積物除去用ガス供給配管、１０ フ
ッ素樹脂製カバー、１１ Ｎ２供給配管、１２ Ｎ２パ
ージ部圧力調整用排気バルブ、１３ Ｎ２パージ部圧力
調整用圧力センサー、１４ 反応室圧力調整用排気バル
ブ、１５ 反応室圧力調整用圧力センサー。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山室 崇
兵庫県伊丹市瑞原四丁目１番地 菱電セ
ミコンダクタシステムエンジニアリング
株式会社内
(72)発明者 赤井 博之
兵庫県伊丹市瑞原四丁目１番地 菱電セ
ミコンダクタシステムエンジニアリング
株式会社内
(72)発明者 中村 正
兵庫県伊丹市瑞原四丁目１番地 菱電セ
ミコンダクタシステムエンジニアリング
株式会社内
(56)参考文献 特開 平３−94059（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−218017（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−333854（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−260303（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−78932（ＪＰ，Ａ)
特表 平９−502301（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 16/44
H01L 21/3065
H01L 21/31
Claims (2)
- 【請求項１】 反応室と、上記反応室内において基板を
載置する基板設置台と、上記基板にＳｉ酸化膜を形成す
るための成膜ガス供給手段と、上記Ｓｉ酸化膜形成時に
上記反応室内に付着した堆積物を除去するための水蒸気
と無水フッ酸とを同時に供給する堆積物除去ガス供給手
段とを備えた薄膜成膜装置において、成膜ガスをＨ ２ Ｏ
２ とＳｉＨ ４ とし、上記反応室内壁および上記反応室内
部品をフッ素樹脂で覆うようにしたことを特徴とする薄
膜成膜装置。 - 【請求項２】 上記反応室内壁および上記基板設置台と
の間に閉空間を形成するようにフッ素樹脂壁を設け、上
記閉空間に窒素を供給する手段および上記閉空間を排気
する手段を備え、上記反応室内と上記閉空間との圧力値
が等しくなるようにしたことを特徴とする請求項１記載
の薄膜成膜装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08281196A JP3507614B2 (ja) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | 薄膜成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08281196A JP3507614B2 (ja) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | 薄膜成膜装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09275100A JPH09275100A (ja) | 1997-10-21 |
| JP3507614B2 true JP3507614B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
ID=13784804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08281196A Expired - Fee Related JP3507614B2 (ja) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | 薄膜成膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3507614B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002043224A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-02-08 | Applied Materials Inc | アダプター、チャンバ及びプラズマ処理装置 |
| JP4826004B2 (ja) * | 2000-09-28 | 2011-11-30 | 凸版印刷株式会社 | 真空成膜装置及び真空成膜方法 |
| JP2002164335A (ja) * | 2000-11-27 | 2002-06-07 | Canon Sales Co Inc | 半導体製造装置の洗浄方法及び半導体製造装置 |
| JP5107185B2 (ja) * | 2008-09-04 | 2012-12-26 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置、基板処理装置、成膜方法及びこの成膜方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体 |
-
1996
- 1996-04-04 JP JP08281196A patent/JP3507614B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09275100A (ja) | 1997-10-21 |
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