JPH02200780A

JPH02200780A - 膜形成装置

Info

Publication number: JPH02200780A
Application number: JP1963389A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Shoroku; 松緑　剛
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1990-08-09

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、プラズマＣＶ　Ｄ　（Ｐ　！ａｓｕｓａＣｈ
ｅｌｅａｌ　Ｖａｐｏｕｒ　Ｄｅｐｏｓｌｔｌｏｎ　　
；　Ｐ　−ＣＶ　Ｄ　）室とアッシング室とを一体化し
た構造の膜形成装置に関する。

（従来の技術）半導体画像デバイスの製造においては、フォトエツチン
グプロセスが行われているが、エツチングマスクとして
使用した後のレジストの剥離工程では酸、アルカリ液及
びケミカルドライエツチング（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｄｒ
ｙ　　Ｅｔｅｈｉ＋ｖｇ；　ＣＤＥ）装置によるエツチ
ング等が行われている。しかしながら、かかるエツチン
グではレジスト残渣やその他の層により汚染されるとい
う問題があった。

このようなことから、酸素プラズマ等によりレジスト残
渣成分の除去、Ｎａ、になどのアルカリ金属等の可動イ
オンを除去し゛Ｃ成膜前の基板表面を清浄化するプラズ
マアッシングが採用されＣいる。従来、前記デバイス製
造にあたってはアッシング装置と成膜のためのＰ−ＣＶ
Ｄ装置が夫々別々に配置され、アッシング室置でレジス
ト残渣等を除去し５た基板を一旦取出し、この後Ｐ−Ｃ
ＶＤ装置に移送して成膜を行なっていた。

しかしながら、上述した装置の配置形部でデバイスの製
造を行なうと装置間で基板が空気中に放置される時間の
経過と共に基板表面に吸着層が発生する。具体的には、
アッシング装置でレジスト残渣を除去した後に数日間大
気中に放置した基板上のＭｏ−Ｔａゲート線をＡ　Ｅ　
Ｓ　（Ａ、ｕｇｅ「ｅｌｅｅｔｒｏｎ　５ｐｅｅｔｒｏ
ｓｅｏｐｙ）により深さ方向の分析を行なうと、第２図
に示すようにゲート線表面に炭化水素の吸着層が形成さ
れるばかりか、酸化物層も顕著に吸着されていることが
確認される。このため、Ｐ　−ＣＶ’　Ｄ装置での成膜
の前に前記吸着層の除去が新たに必要となるという問題
があった。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたも
ので、プラズマアッシング後の基板表面への吸着層や汚
染層の発生を極力減少させ、吸着層等の発生の少ない基
板をＰ−ＣＶＤ室で成膜することが可能な膜形成装置を
提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段〕本発明は、プラズマＣＶＤ室の前段にアッシング室を一
体的に設けたでとを特徴とする膜形成装置である。

（作用）本発明によれば、Ｐ−ＣＶＤ室の前段にアッシング室を
一体的に設けることによって、アッシングとＣＶＤとを
インラインで行な）ことができ、アッシング後の基板が
人気中に曝されるのを防止できるため、汚染層はもとよ
り炭化水素層や酸化物層などの吸着層が極力減少された
清浄度の高い基板をＰ−ＣＶＤ室で成膜でき、密着性や
膜質の良好なＳＩ　ＯＸ　、、３１．Ｎｘなどの被膜を
形成できる。

（実施例）以下、本発明の実施例を第１図を参照しＣ説明する。

図中の１は、横長のチャンバであり、このチャンバ１に
は左側からロード室２、アッシング室３、ｓｉｃフＸを
成膜するための第１のＰ−ＣＶＤ室４、Ｓｉ　Ｎｘを成
膜するだめの第２のｌ）　−ＣＶ　Ｄ室５及びアンロー
　ド室６が順次設けられている。これら各室２〜Ｂは、
ゲートバルブ７１〜７４により夫々区画されている。前
記アッシ］、・グ室３、第１、第２のＰ−ＣＶＤ室４．
５には、友々可変バルブ８を介し゛Ｃメカニカルブース
タポンプ９、ロー　タリーポンプ１０が順次連結されて
いる。前記ア”ツシング室３、第１、第２（７）Ｐ−Ｃ
ＶＤ室４．５内の中央付近には、夫々ヒータを内蔵した
基板カーＮ・１１が配置されている。

前記アッシング室３内には、高周波（ＲａｒＨ。

Ｆ　ｒｅｑｕｅｎｅｙ　；　ＲＦ　）　’ｌｔｉ　１２
と接続されたＲＦ電極１３ａ　、　１．３ｂが夫々配置
され′Ｃおり、か・つこれら亀Ｎｉ１．３ａ　、　１３
ｂを覆うようにエツｆ−トンネル１４ａ　。

１４ｂが設けられ°Ｃいる。また、前記アッシング室３
には可変ベルブ１５を介し、て流量計１８が連結され、
か−′３謹流貸計１６はバルブ１７を介Ｌ２て０２供給
源に連結されでいる。なお、前記流ｍ　：＋ｉ１６で測
定された流量測定信号は流量比コントローラ１８に出力
され、該コントロー・う１８からの信号により前記可変
バルブ１５０開度が調節されるようになっている。

また、前記第１のＰ　−ＣＶ’　Ｄ　’Ｍ　４内には、
前記ＲＦｔ源１２と接続されたＲＦ電極ｉ９ａ　、　ｆ
９１）が大々配置されている。前記第１のＰ　−Ｃ’Ｉ
　Ｄ室４には、可変バルブ２０ｉ〜２０３を介して流ｍ
３ｔ２１＋〜２１．１が夫々連結されている。前記流量
計２１１は、バルブ２２１を介して５ｆｉＨ，ｓ供給源
に連結され°Ｃいる。前記流量計２１２は、バルブ２２
□を介し５てＮ２供給源に連結されている。前記流量計
２１３は、バルブ２２３を介してＮ２０倶給源に連結さ
れでいる。なお、前記各流量計２１１〜２１３で測定さ
れた流量測定信号は流量比コントローラ２３に出力され
、該コントローラ２３からの信号により前記各可変バル
ブ２０１〜２０３の開度が調節されるようになっている
。

更に、前記第２のｉ？−ＣＶ　Ｄ室５内には、前記ＲＦ
？ｆｌ源１２と接続されたＲＦ屯極２４ａ、、２４ｂが
夫々配置みれている。前記第２のＰ−ＣＶＤ室５には、
ＩＩ■変バルブ２５１〜２５３を介し゛Ｃ流量計２６１
〜２６３が夫々連結されている。前記流量計２６１は、
バルブ２７．を介して５ＩＨ４供給源に連結されでいる
。前記流量計２６２は、バルブ２７２を介してＮ２供給
源に連結されている。前記流量計２６３は、バルブ２７
３を介してＮＨ３供給源に連結されている。なお、前記
各流量計２８．〜２８３で測定された流ｍ　ｉｌ？ｌ定
信号は流量比コントローラ２８に出力され、該コントロ
ーラ２８からの信号により前記各可変バルブ２５１〜２
５３の開度が調節されるようにな−っている。

次に、上述した膜形成装置によるアッシング、成膜を説
明する。

まず、フォトエツチングプロセス後にレジストの剥離を
行なったレジスト残渣を有する基板２９をロード室２に
複数枚搬送して収納する。

次いで、ゲートバルブ７】を開き、ロード室２の基板（
図示せず）をアッシング室３内の基板カド１１に搬送さ
せて保持させた後、ゲートバルブ７、を閉じる。つづい
て、可変バルブ８を開き、メカニカルブースターポンプ
９及びロータリーポンプ１０を作動してアッシング室３
内のガスを排気し、所定の真空度にする。ひきつづき、
可変バルブ＋５及びバルブ１７を開き、０２供給源から
０２をアッシング室３内に供給する。この場合、可変バ
ルブ１５の開度は流量計１６の流量測定信号が出力され
る流量比コントローラ１８により調節される。前記０□
のアッシング室３への供給状態が安定した時点でＲＦ電
源１２からＲＦ電極１３ａ　、　１．３ｂにＲＦｔ力を
印加して基板カート１１とＲＦ電極１３ａ１１３　ｂの
間に夫々プラズマを発生させて基板表面のレジスト残渣
や可動イオンをアッシングする。この後、０２の供給を
停止すると共にＲＦ［力の印加を停止する。この時、ア
ッシング室３内は前記各ポンプ９．１０により排気され
ているため、基板表面には炭化水素層や酸化物層などの
吸着層が発生することはない。

次いで、ゲートバルブ７２を開き、アッシング室３の基
板を第１のＰ−ＣＶＤ室４内の基板カートＨに搬送させ
て保持させた後、ゲートバルブ７２を閉じる。つづいて
、可変バルブ８を開き、メカニカルブースターポンプ９
及びロータリーポンプ１０を作動して前記Ｐ−ＣＤＶ室
４内のガスを排気し、所定の真空度にする。ひきつづき
、可変バルブ２０１〜２０３及びバルブ２２、〜２２３
を開き、ＳＩＨ，、供給源から５ＩＨ４を、Ｎ２供給源
からＮ２を、Ｎ２０供給源からＮｅｏを夫々Ｐ−ＣＶＤ
室４内に供給する。この場合、可変バルブ２０、〜２０
３の開度は流量計２１１〜２１３の流ｆｆｉ測定信号が
出力される流量比コントローラ２３により調節される。

前記各ガスのＰ−ＣＶＤ室４への供給状態が安定した時
点でＲＦ電源１２からＲＦ電極ｔ９ａ　、　１９ｂにＲ
Ｆ電力を印加して基板カートｌｌとＲＦ電極１９ａ　、
　１９ｂの間に夫々プラズマを発生させて基板表面に５
ＩＯｘ被膜を堆積する。この後、各ガスの供給を停止す
ると共にＲＦ電力の印加を停止Ｌシ、更に各ポンプ９、
ｌＯによる排気を続行してＰ−ＣＶＤ室４内のガスを完
全に排出する。

次いで、ゲートバルブ７、を開き、ｍｌのＰ−ＣＶＤ室
４の基板を第２のＰ−ＣＶＤ室５内の基板カート１１に
搬送させて保持させｔ；後、ゲートバルブ７３を閉じる
。つづいで、可変バルブ８を開き、メカニカルブースタ
ーポンプ９及びロータリー・ポンプ１０を作動して前記
Ｐ−ＣＤＶ室５内のガスを排気し、所定の真空度にする
。ひきつづき、口Ｉ’Ｒバルブ２５１〜２５３及びバル
ブ２７１〜２７３を開き、ＳｉＨ４供給源からＳｌ、Ｉ
ｉ４を、Ｎ２供給源からＮ２を、ＮＨ，供給源からＮＨ
３を夫々ｐ−ＣＶＤ室５内に供給する。この場合、可変
バルブ２５１〜２５３の開度は流量計２６１〜２６３の
流ｆｆｉ測定信号が出力される流量比コントローラ２Ｂ
により調節される。前記各ガスのＰ−ＣＶＤ室５への供
給状態が安定した時点でＲＦ電源１２からＲＦｉｉｌＳ
極２４ａ　、　２４ｂにＲＦ電力を印加して基板カート
１１とＲＦ電極２４ａ　、　２４ｂの間に夫々プラズマ
を発生させて基板表面の５ＩＯＸ被膜上に５ＩＮｘ被膜
を堆積する。この後、各ガスの供給を停止すると共にＲ
Ｆ電力の印加を停止し、更に各ポンプ９．１０による排
気を続行してＰ−ＣＶＤ室５内のガスを完全に排出する
。

次いで、ゲートバルブ７４を開き、第２のＰＣＶＤ室５
の基板をアンロード室ｃ内に搬送した後、ゲートバルブ
７４を閉じる。

従って、本発明によればアッシング室３、第１、第２の
Ｐ−ＣＶＤ室４．５を一体化することにより、前記アッ
シング室３での基板表面のレジスト残渣のアッシングと
第１のＰ−ＣＶＤ室４でのＳｉＯｘの成膜、第２のＰ−
ＣＶＤ室５での５ＩＮＫの成膜をインライン８行なうこ
とができるため、従来のように基板をアッシング装置で
アッシングした後に大気中に取出し、Ｐ・−ＣＶＤ装置
に搬送し°Ｃ成膜を行な）場合に比べ゛Ｃ炭化水素層等
の吸着層の基板表面への発生を極力減少でき、膜質が良
好で密着性の優れた５ＩＯＸ披１換、ＳｉＮｘ成膜を形
成することができる。また１、アッシング室３内でのＲ
Ｆ電力を高めるなどアッシング条件を変化させて゛アッ
シング時間の短縮化を図れば、基板か０２プラズマに曝
される時間を短くできるため、酸化物層の生成を著しく
低減できる。

なお、上記実施例アッシング室に供給するガスと１．て
Ｏ２を７１７いたが、ＣＦ、、又は０２とＣＦ。

の混合ガスを用いてもよい。

上記実施例では、第１、第２のＰ−ＣＶＤ室で５ＩＯＸ
被膜、ＳＩ　Ｎｘ彼膜を成膜したが、これら被膜の代わ
り１こ５ＩＲ４とＨ２のガスを供給し°Ｃアモルファス
シリコン（ａ−Ｓｔ　　：　Ｈ）被膜を成膜したり、Ｓ
ｉＨ４とＰＨ３のガスを供給してｒｉ”ａ−５ｌ：ＩＩ
披成膜成膜し、たり、或いはＳｉＨ，、とＢ、Ｈ６のガ
スを供給してｐ　＋　ａ−８ｉ：Ｈ被膜を成膜したりし
５でもよい。また、前記第２のＰ−ＣＶＤの後段にａ−
８ｔ：Ｈ成膜を成膜するための第３のｐ−ｃｖｐ室とｎ
”ａ−３ｌ：Ｈ成膜又はｐ”ａ−８，ｌ：Ｈ成膜を成膜
するための第４のＰ−ＣＶＤ室を増設させれば、これら
各室での一連の処理により薄膜トランジスタの製造カミ
１■能となる。

し発明の効果］以上詳述し、た如く、本発明によればプラズマアッシン
グ後の基板表面・＼の吸着層や汚染層の発生を極力減少
させ、吸着層等の発生の少ない基板にＰ−ＣＶＤ室で成
膜することかでき、ひいては膜質が良好で基板への密ｉ
ｌ性の優れた各種の成膜を形成し得る膜形成装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す膜形成装置の概略図、
第２図は１ノジスト残渣をプラズマアッシングした後に
数日間大気中に放置した基板のＭｏ−Ｔａゲート線をＡ
ＥＳにより深さ方向に分析した結果を示す特性図である
。ｌ・・・升ヤンバ、２・・・ロード室、３・・・アッシ
ング室、４・・・第１のＰ〜ＣＶＤ室、５・・・第２の
Ｐ−ＣＶＤ室、８−７ンｏ−ド室、８．１５．２０１〜
２Ｄ３、．２Ｊ〜２５３・・・可変バルブ、９・・・メ
カニカルブースターポンプ、１０・・・ロータリーポン
プ、１１・・・基板カー　ト、１２＝−ＲＦ主電源１３
ａ　、　１３ｂ　、　１９ａ　。１！Ｉｂ　　、　　２４ａ　　、　　２４ｂ−ＲＦ　　
電極　、　　Ｈ８、２３、２８−＝　　流量比コントロ
ーラ、２９・・・基板。第　１　図

Claims

【特許請求の範囲】

プラズマＣＶＤ室の前段にアッシング室を一体的に設け
たことを特徴とする膜形成装置。