JPH02125430A - 半導体製造装置 - Google Patents

半導体製造装置

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JPH02125430A
JPH02125430A JP63278793A JP27879388A JPH02125430A JP H02125430 A JPH02125430 A JP H02125430A JP 63278793 A JP63278793 A JP 63278793A JP 27879388 A JP27879388 A JP 27879388A JP H02125430 A JPH02125430 A JP H02125430A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は半導体製造装置に係わり、特に反応室へのウェ
ハ搬送機構を有するコールド・ウォール型平行平板電極
ブラズ? CVD (ChemlcalVaporDe
position)装置に関する。
(従来の技術) 従来のコールド・ウォール型のプラズマCVD装置の構
成を第4図に示す。同(a)は平面的構成図、同図(b
)はその断面的構成図である。
ここでは該装置によるプラズマSiO膜の形成を例とし
た。第4図において11はステンレス等の金属よりなる
反応室、I2はRF (Radfo Frequenc
y)電源、13.14はプラズマ発生用の上部電極(ヒ
ータ内蔵)、下部電極である。通常、反応室11、下部
電極14は接地される。15はヒータ電源、16はロー
ド・ロック室(真空予備室の如きもの)、17は半導体
ウェハ、18は搬送系、19はガス・インレット、20
は反応室排気口、21はベントライン(N2導入口)、
22はロード・ロック排気口である。
この装置は、反応室11内に1.0μmのプラズマSi
O膜を堆積するブリ中デポジション(ウェハ17を反応
室11内に設置しない前の)後、口−ド・ロック室16
を介して反応室11内にウェハ17を設置し、所定の膜
厚のプラズマSiO膜を堆積する。プラズマSiO膜の
堆積を繰り返し、その総堆積膜厚20μm(この膜厚は
、膜厚均一性やダスト・レベルから規定される)となっ
たところで、CF4102ガス系でプラズマ・ドライ・
エツチングを行ない、反応室11内をクリーニングをす
る。(第1のクリーニング)さらに、ダスト・レベルや
膜厚均一性の保持のため、上記プラズマ・ドライ・エツ
チングのサイクルを6回繰返した後、7d極13,14
や反応室11の内壁を機械的に表面研摩するメカニカル
・クリーニング(第2のクリーニング)を行なう。
(発明が解決しようとする課題) 一般に、反応室11内にウェハ17をロード/アンロー
ドする搬送系18を有するコールド・ウォール型のプラ
ズマCVD装置は、搬送機構上、第4図に示すように、
反応室11にウェハ17が出入りする側壁部11aは他
の側壁部に比べ、電極13.14からの距離ノが短くな
る。
このため、プラズマSiO膜の総堆積膜厚20μm(r
ブリ・デポジション:1.0μm」+「バッチ・プロセ
ス719.0μml)堆積後、プラズマ・ドライ・エツ
チング(CF410□条件:流量450150SCCM
、圧力0.25Torr、温度300℃、電力2.8K
W)を行ない40%のオーバー・エツチングに入ったと
ころで、電極13.14とウェハ11が出入りする側壁
部11a(特に距離)の部分のウェハ出入口)との間に
電界が集中し、異常放電が生じる。この異常放電部では
、プラズマSiO膜のエツチングに使用されない過剰の
Fラジカル(活性状態になったもの)やプラズマSIO
膜からその「0」に消費されないCラジカルなどにより
、多量のC−F重合物が形成され、電極13や反応室側
・壁に付着する。このC−F重合物の付着量はプラズマ
・ドライ・エツチングを繰り返すごとに増加し、反応室
11内のコンデイションが不安定となり、ウェハ17に
堆積する堆積膜厚の均一性が低下する。
したがって、前記1.0μmのブリ・デポジション後、
均一性を規格(ウェハ内±5%以下)に入れるため、第
3図に示すようにプラズマΦドライ・エツチング回数に
応じたダミーウェハ上へのカラ(空)堆積による反応室
コンデイション安定化と、プラズマ・ドライ・エツチン
グ5回に1回の割合で、C−F重合物を状態するための
メカニカル・クリーニングが必要となる。
また、スルーブツトは、ブリーデポジション膜厚1.0
μm(堆積速度600人/M)、バッチ・プロセス(1
バツチで10枚のウェハが処理できる)でのプラズマS
iO総膜厚19μm(堆積速度800人/M)、プラズ
マ・ドライ・エツチング(エツチング速度800人/M
、40%オーバー)が5サイクルでメカニカル・クリー
ニング1回行なうものとし、稼動時間500時間/月、
稼動率0.8と仮定すると、カラ堆積が必要なため、1
50ロット/月程度しか得られない。
本発明は、反応室へのウェハ搬送系を有するコールド・
ウォール型プラズマCVD装置において、プラズマ・ド
ライφエツチング時のウェハの出入すする反応室側壁部
と電極との間の電界集中を防止し、C−F重合物の付着
量を抑え、反応室コンデイションの安定性を高め、従来
と比較し、安定した膜厚均一性レベルで、より高いスル
ーブツトが得られるようにすることを目的としている。
[発明の構成] (課題を解決するための手段と作用) 本発明は、反応室へのウェハ搬送機構を有するコールド
・ウォール型プラズマCVD装置において、前記反応室
内で放電電極との間隔が最小となる部分を有する反応室
側壁表面を、絶縁性部材で被覆したことを特徴とする半
導体製造装置である。
即ち本発明は、反応室へのウェハ搬送系を有するコール
ド・ウォール型のプラズマCVD装置において、プラズ
マ・ドライ・エツチング時に、搬送機構上の理由で間隔
が最小となるウェハの出入りする特に反応室側壁部と電
極間での電界集中を防止するため、ウェハの出入りする
反応室側壁の部分の表面を絶縁材で被覆することを特徴
とし、C−F重合物などの付着を抑えることで反応室コ
ンデイションの安定性を高め、良好なウェハ上への堆積
膜厚均一性レベルの維持、スルーブツトの向上等が容易
に実現できるようにしたものである。
(実施例) 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。第1図(
a)は同実施例の平面的構成図、同図(b)は同図(a
)の断面的構成図であるが、これは第4図のものと対応
させた場合の例であるから、対応個所には同一符号を付
して説明を省略し、特徴とする点の説明を行なう。本実
施例の特徴は、第1図に示すように、反応室11へのウ
ェハ搬送系を有するコールド・ウォール型のプラズマC
VD装置のウェハ17の出入りする反応室側壁11aの
表面に、ウェハ出入口部を除き、絶縁部材31例えば厚
さ3關のアルミナ板をアルミナ製のネジで固定した。
この絶縁部材31は、第2図に示す如くウェハ出入口部
のエツジ部11bをこえて被覆しておくのが望ましい。
それは、反応室側壁11aと放電電極13.14間の電
界が、特にエツジ部11bに集中しやすいためである。
絶縁部材31の材質としては、その他Si3N4,5i
02等種々のものを用いてもよい。ただしこの絶縁部材
31は、耐熱性があり、かつNa、に、Cu、Fe、N
i。
Cr、C,Aノ等の半導体に対する汚染源を含まないこ
とが望ましい。第1図及び第2図において32.33は
扉、34はパラキンクである。
これにより、搬送機構上の理由から、間隔が最小となっ
ている該ウェハ7の出入口を有する反応室11の側壁1
1aと放電電極13.14との間を「電気的に」反応室
11の他の側壁と放電電極13.14との間隔と同等ま
たはそれ以上としたことと等価にすることで、ウェハの
出入口を有する反応室11の側壁11aと放電電極間で
の電界集中を抑止した。この電界集中の抑止は次のよう
に確認した。
先ず、ブリ・デポジションで1.0μm1バツチ・プロ
セス(ウェハ上に1.0μmデポジション)で19μm
の計20μmのプラズマSiO膜を堆積した後、プラズ
マ・ドライ・エツチング(CF4102の条件: 45
0150SCCM−0,25Torr −300℃−2
,8kW)でブラズ7SiO膜を除去し、40%のオー
バー・エツチングを行なった。該オーバー・エツチング
時に、側壁の一部に設けられたのぞき窓からの観察から
、ウェハの出入口を有する反応室11の側壁11aと放
電電極間の電界集中による異常放電のないことを確認し
た。
また、プラズマSiO膜の堆積(総堆積膜厚20μ77
1)とプラズマ・ドライ・エツチングを繰り返し行ない
、膜厚均一性やダスト・レベルから反応室コンデイショ
ンの安定性を確認した。
本発明は、反応室11へのウェハ搬送系18を有するコ
ールド・ウォール型のプラズマCVD装置のウェハ搬送
口を有する反応室側壁表面のウェハ搬送口以外を絶縁部
材31で被覆し、搬送機構上から最小となっているウェ
ハ搬送口を有する反応室側壁11aと放電電極13.1
4との間隔を「電気的に」他の反応室側壁と放電電極と
等価がそれ以上とすることで、電界集中による異常放電
現象に起因するC−p重合物などの付着を抑え、反応室
コンデイションの安定性向上の実現を特徴としている。
ちなみに 反応室コンデイションの安定性向上により、1.0μm
のブリ・デポジション直後に均一性が規格内(ウェハ内
±5%)に入るのは、総堆積膜厚20μm、30μmの
各々の場合で第3図に示すようにプラズマ・ドライ・エ
ツチングPDEを8回繰返してまでカラ堆積を必要とし
ないことを確認した。つまり、C−F重合物を除去する
ためのメカニカル・クリーニングは、プラズマ・ドライ
・エツチングを8回繰返しに対して1回で充分である。
なお第3図でrBPIJとはバッチ・プロセス1サイク
ル目という意味である。また、カラ堆積が必要となく、
総堆積膜厚を30μm1プラズマ・ドライ・エツチング
8サイクルでメカニカル・クリーニング1回で良いこと
から、他の条件が従来例と同一とした場合のスルーブツ
トは260ロット/月と従来の1.73倍となった。
なお本発明は上記実施例に限られず種々の応用が可能で
ある。例えば絶縁性部材で肢覆される部分が、ウェハ搬
°送口以外の反応室側壁であってもよい。ただしこの場
合プラズマ安定性をかん案して行なうべきである。
[発明の効果] 以上説明した如く本発明によれば、反応室へのウェハ搬
送系を存するコールド・ウォール型のプラズマCVD装
置において、プラズマ・ドライ・エツチング時のウェハ
の出入りする反応室側壁部と電極との間の電界集中を防
止し、C−F重合物等の付着量を抑え、反応室コンデイ
ションの安定性を高め、従来と比較し、安定した膜厚均
一性レベルで、より高いスルーブツトが得られる半導体
製造装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明の一実施例の平面的構成図、同図
(b)は同断面的構成図、第2図は同構成の要部の断面
的構成図、第3図は実施例による効果を示す特性図、第
4図(a)は従来装置の平面的構成図、同図(b)は同
断面的構成図である。 11・・・反応室、lla・・・側壁、llb・・・エ
ツジ部、12・・・RF71i源、13・・・上部電極
、14・・・下部電極、15・・・ヒータ電源、16・
・・ロード・ロック室、17・・・ウェハ、18・・・
搬送系、19・・・ガス・インレット、31・・・絶縁
部材、32.33・・・扉。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)反応室へのウェハ搬送機構を有するコールド・ウ
    ォール型プラズマCVD装置において、前記反応室内で
    放電電極との間隔が最小となる部分を有する反応室側壁
    表面を絶縁性を有する部材で被覆したことを特徴とする
    半導体製造装置。
  2. (2)前記放電電極との間隔が最小となる部分を有する
    反応室側壁がウェハ搬送口を有することを特徴とした請
    求項1に記載の半導体製造装置。
  3. (3)前記絶縁性を有する部材で被覆される部分がウェ
    ハ搬送口以外の反応室側壁表面であることを特徴とした
    請求項1に記載の半導体製造装置。
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