JPH0371629A - semiconductor manufacturing equipment - Google Patents

semiconductor manufacturing equipment

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JPH0371629A
JPH0371629A JP20726889A JP20726889A JPH0371629A JP H0371629 A JPH0371629 A JP H0371629A JP 20726889 A JP20726889 A JP 20726889A JP 20726889 A JP20726889 A JP 20726889A JP H0371629 A JPH0371629 A JP H0371629A
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JP
Japan
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reaction chamber
etching
sputtering
shutter
reaction
Prior art date
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Pending
Application number
JP20726889A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Harajiri
原尻 秀一
Shiro Hirota
四郎 廣田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔目 次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 スパッタ装置における一実施例 の模式側断面図(第2図) 排気システムの一実施例 の模式構成図(第3図) ドライエツチング装置における第1実施例の模式側断面
図(第4図) ドライエツチング装置における第2実施例のシャッター
配置模式図(第5図) ドライエツチング装置における第3実施例のシャッター
配置模式図(第6図) 発明の効果 〔概 要] 半導体製造装置、特にスパッタ処理ドライエツチング処
理を行・う半導体製造装置の改良に関し、装置内部の清
浄化に要するダウンタイムを大幅に短縮して装置の稼動
率を高め、半導体装置のコストダウンを図ることを目的
とし、 スパッタ処理を行う半導体製造装置であって、スパッタ
反応室内に配設されるターゲットの直上部に、該ターゲ
ットを随時覆うように移動可能で該スパッタ反応室と電
気的に絶縁された可動式シャッターを設け、該反応室内
にエツチングガスを導入し該シャック−で該ターゲット
を覆った状態で、該シャッターをl電極としプラズマ反
応によって該反応室内に堆積された反応生成物をエッチ
オフすることを可能にした構成、及びドライエツチング
処理を行う半導体製造装置であって、エツチングステー
ジと対向電極の何れか一方若しくは両方の表面上に該エ
ツチングステージ若しくは対向電極上を随時覆うように
移動可能で該反応室と電気的に絶縁された可動式シャッ
ターを設け、該反応室内にドライエツチングに用いるガ
スと異なるエツチングガスを導入し該エツチングステー
ジ若しくは対向電極の何れか一方若しくは両方を該シャ
ッターで覆った状態で、該シャッターをl電極としプラ
ズマ反応によって該エツチング反応室内に堆積された反
応生成物をエッチオフすることを可能にした構成を有す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Table of Contents] Overview Industrial Field of Application Conventional Technology Problems to be Solved by the Invention Means for Solving the Problems Working Example A schematic side sectional view of an embodiment of a sputtering apparatus (see (Figure 2) Schematic configuration diagram of one embodiment of the exhaust system (Figure 3) Schematic side sectional view of the first embodiment of the dry etching equipment (Figure 4) Schematic diagram of shutter arrangement of the second embodiment of the dry etching equipment ( Fig. 5) Schematic diagram of the shutter arrangement of the third embodiment in a dry etching apparatus (Fig. 6) Effects of the invention [Summary] Regarding improvements in semiconductor manufacturing equipment, particularly semiconductor manufacturing equipment that performs sputtering and dry etching processing, It is a semiconductor manufacturing equipment that performs sputter processing, and is installed inside a sputter reaction chamber, with the aim of significantly reducing the downtime required for cleaning the inside of the equipment, increasing the equipment operating rate, and reducing the cost of semiconductor devices. A movable shutter, which can be moved to cover the target at any time and is electrically insulated from the sputtering reaction chamber, is provided directly above the target, and an etching gas is introduced into the reaction chamber, and etching gas is introduced into the shack. A semiconductor manufacturing apparatus that performs a dry etching process and has a configuration in which the shutter is used as an electrode to etch off reaction products deposited in the reaction chamber by a plasma reaction while covering a target, A movable shutter is provided on the surface of either or both of the etching stage and the counter electrode, and is movable so as to cover the etching stage or the counter electrode at any time and is electrically insulated from the reaction chamber. An etching gas different from the gas used for dry etching is introduced, and one or both of the etching stage and the counter electrode are covered with the shutter, and the shutter is used as the L electrode to deposit the etching gas in the etching reaction chamber by a plasma reaction. It has a configuration that makes it possible to etch off reaction products.

(産業上の利用分野) 本発明は半導体製造装置、特にスパッタ処理、ドライエ
ツチング処理を行う半導体製造装置の改良に関する。
(Industrial Application Field) The present invention relates to improvements in semiconductor manufacturing equipment, particularly semiconductor manufacturing equipment that performs sputtering processing and dry etching processing.

半導体装置の高集積化により素子が微細化されるに伴っ
て、ウェーハプロセスにおいて成膜時及びエツチング時
に付着する異物はその製造歩留りや信頼性を大きく低下
せしめる原因になってきており、信頼性の高い半導体装
置を高歩留りで製造するために、異物を減少させること
が必須の要件になっている。
As semiconductor devices become more highly integrated and elements become smaller, foreign matter that adheres during film formation and etching in the wafer process has become a cause of a significant decline in manufacturing yield and reliability. In order to manufacture high quality semiconductor devices with high yield, it is essential to reduce foreign matter.

そのため、スパッタ装置、ドライエツチング装置等にお
いては、反応室内部に付着した反応生成物の被膜を定期
的に除去し、ウェーハ上に異物が付着することを防ぐ必
要がある。
Therefore, in sputtering equipment, dry etching equipment, etc., it is necessary to periodically remove the film of reaction products adhering to the inside of the reaction chamber to prevent foreign matter from adhering to the wafer.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第7図は従来のスパッタ装置を模式的に示す側断面図で
ある。
FIG. 7 is a side sectional view schematically showing a conventional sputtering apparatus.

図において、51スパッタ反応室(容器)、52はガス
導入口、53は真空排気口、54は気密絶縁手段、55
はスパッタターゲット、56は永久磁石、57は対向電
極58はスパッタ膜が反応室の壁面に付着するのを防ぐ
ための防着板、59は○リング、60はOIJソング介
して気密に当接し開放を可能にするフランジ部、61は
被処理ウェーハ、DCは直流電源、GNDは接地を示す
In the figure, 51 is a sputtering reaction chamber (container), 52 is a gas inlet, 53 is a vacuum exhaust port, 54 is an airtight insulation means, and 55
is a sputter target, 56 is a permanent magnet, 57 is a counter electrode 58 is an anti-adhesion plate for preventing the sputtered film from adhering to the wall surface of the reaction chamber, 59 is a circle ring, and 60 is airtightly contacted and opened via an OIJ song. 61 is a wafer to be processed, DC is a direct current power supply, and GND is a ground.

スパッタ方式を用いる半導体製造装置では、成膜を進め
るに伴って反応室内部に堆積付着する反応生成物の被膜
(スパッタ膜)が厚くなり、これが剥がれ落ち異物とし
てウェーハ上に付着して歩留りを下げるという問題があ
る。
In semiconductor manufacturing equipment that uses the sputtering method, as film formation progresses, the film of reaction products deposited inside the reaction chamber (sputtered film) becomes thicker, and this peels off and adheres to the wafer as foreign matter, lowering the yield. There is a problem.

そのため図示されるような構成を有する従来のスパッタ
装置においては、成長された合計の膜厚が一定の値に達
した時点、或いは被処理ウェー/S上に異物が発生した
時点において、フランジ部60においてスパッタ反応室
51を開放し、防着板58等反応室51内部の治具を取
り外して酸類等によりウェット洗浄したり、反応室内壁
に付着した膜を拭き取る等の作業により反応室内を清浄
化して、ウェーハ上への異物の付着を防止する必要があ
り、反応室内を再び成膜が行える真空度まで回復せしめ
るまでに長時間のダウンタイムを生じていた。
Therefore, in the conventional sputtering apparatus having the configuration shown in the figure, the flange portion 60 At this point, the sputtering reaction chamber 51 is opened, the jigs inside the reaction chamber 51 such as the adhesion prevention plate 58 are removed, and the inside of the reaction chamber is cleaned by performing wet cleaning with acids, etc., and wiping off the film adhering to the walls of the reaction chamber. Therefore, it was necessary to prevent foreign matter from adhering to the wafer, and a long downtime was required to restore the vacuum level in the reaction chamber to a level where film formation could be performed again.

第8図は従来のりアクティブイオンエツチング方式のド
ライエツチング装置を模式的に示す側断面図である。
FIG. 8 is a side sectional view schematically showing a conventional active ion etching type dry etching apparatus.

図において、71はエツチング反応室(容器)、72は
ガス導入口、73は真空排気口、74は気密絶縁手段、
75はエツチングステージ電極、76は絶縁体、77は
対向電極、78はエツチング終点検出手段、79は0リ
ング、80はフランジ部、8tは被処理ウェーハ、RF
は高周波発振器、GNDは接地を示す。
In the figure, 71 is an etching reaction chamber (container), 72 is a gas inlet, 73 is a vacuum exhaust port, 74 is an airtight insulation means,
75 is an etching stage electrode, 76 is an insulator, 77 is a counter electrode, 78 is an etching end point detection means, 79 is an O ring, 80 is a flange portion, 8t is a wafer to be processed, RF
indicates a high frequency oscillator, and GND indicates grounding.

このようなドライエツチング装置においてもまた、長時
間の使用によって反応室71内に有機系、無機系の反応
生成物が被着し、この反応生成物の剥離によりパーティ
クルが発生してエツチング歩留りを低下させるという問
題があり、前記スパッタ装置と同様に反応室71を開放
してエツチングステージ電極75、対向電極77、終点
検出手段78等反応室71内部の治具を取り外して洗浄
したり、反応室71内壁に付着した反応生成物の膜を拭
き取る等の作業により反応室71の内部を清浄化して、
パーティクルの発生を防止する必要があり、前記スパッ
タ装置同様にダウンタイムが生じていた。
Also in such a dry etching apparatus, organic and inorganic reaction products adhere to the inside of the reaction chamber 71 due to long-term use, and particles are generated when the reaction products are peeled off, reducing the etching yield. Similarly to the sputtering apparatus, the reaction chamber 71 may be opened and the jigs inside the reaction chamber 71, such as the etching stage electrode 75, the counter electrode 77, the end point detection means 78, etc. may be removed and cleaned. The inside of the reaction chamber 71 is cleaned by wiping off a film of reaction products adhering to the inner wall, and
It was necessary to prevent the generation of particles, and as with the sputtering apparatus described above, downtime occurred.

[発明が解決しようとする課題] 上記のように従来のスパッタ装置やドライエツチング装
置等真空系を用いる半導体製造装置においては、異物汚
染による歩留りや信頼性の低下を防止するための清浄化
作業によって、例えばスパッタ装置においては1〜2日
程度、ドライエツチング装置においては0.5日程度等
、長時間のダウンタイムを生じて装置の稼動率が大幅に
低下し、生産数確保のための装置規模の拡大による製造
コストの増大を招くという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] As mentioned above, in semiconductor manufacturing equipment that uses a vacuum system, such as conventional sputtering equipment and dry etching equipment, cleaning work is performed to prevent yield and reliability deterioration due to foreign matter contamination. For example, sputtering equipment requires about 1 to 2 days, dry etching equipment takes about 0.5 days, etc., resulting in long downtimes and a significant drop in equipment operation rate, resulting in a reduction in equipment scale to ensure production volume. There was a problem in that the expansion of the manufacturing cost caused an increase in manufacturing costs.

そこで本発明は、装置内部の清浄化に要するダウンタイ
ムを大幅に短縮して装置の稼動率を高め、半導体装置の
コストダウンを図ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to significantly reduce the downtime required for cleaning the inside of the device, increase the operating rate of the device, and reduce the cost of the semiconductor device.

(課題を解決するための手段〕 上記課題は、スパッタ処理を行う半導体製造装置であっ
て、スパッタ反応室内に配設されるターゲットの直上部
に、該ターゲットを随時覆うように移動可能で該スパッ
タ反応室と電気的に絶縁された可動式シャッターを設け
、該スパッタ反応室内にエツチングガスを導入し該シャ
ッターで該ターゲットを覆った状態で、該シャッターと
該スパッタ反応室間に交流電圧を印加しプラズマ反応に
よって該スパッタ反応室内に堆積された反応生成物をエ
ッチオフすることを可能にした本発明による半導体製造
装置、及び、 ドライエツチング処理を行う半導体製造装置であって、
エツチング反応室内に対向して配設されるエツチングス
テージと対向電極の何れか一方若しくは両方の表面上に
該エツチングステージ若しくは対向電極上を随時覆うよ
うに移動可能で該エツチング反応室と電気的に絶縁され
た可動式シャッターを設け、該エツチング反応室内にド
ライエツチングに用いるガスと異なるエツチングガスを
導入し該エツチングステージ若しくは対向電極の何れか
一方若しくは両方を該シャッターで覆った状態で、該シ
ャッターと該エツチング反応室間に交流電圧を印加しプ
ラズマ反応によって該エツチング反応室内に堆積された
反応生成物をエッチオフすることを可能にした本発明に
よる半導体製造装置によって解決される。
(Means for Solving the Problem) The above problem is a semiconductor manufacturing apparatus that performs sputter processing, in which a sputtering device is installed directly above a target disposed in a sputter reaction chamber so as to be movable so as to cover the target at any time. A movable shutter electrically insulated from the reaction chamber is provided, an etching gas is introduced into the sputtering reaction chamber, and an alternating current voltage is applied between the shutter and the sputtering reaction chamber with the target covered by the shutter. A semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention that makes it possible to etch off reaction products deposited in the sputtering reaction chamber by a plasma reaction, and a semiconductor manufacturing apparatus that performs a dry etching process, comprising:
On the surface of either or both of the etching stage and the counter electrode, which are disposed facing each other in the etching reaction chamber, is movable so as to cover the etching stage or the counter electrode at any time, and is electrically insulated from the etching reaction chamber. A movable shutter is provided, an etching gas different from the gas used for dry etching is introduced into the etching reaction chamber, and one or both of the etching stage and the counter electrode are covered with the shutter. The problem is solved by the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, which makes it possible to apply an alternating current voltage between the etching reaction chambers and etch off reaction products deposited in the etching reaction chambers by plasma reaction.

〔作 用〕[For production]

第1図は本発明の原理説明図で、図中、1はスパッタ反
応室(容器)、IAは反応室内壁、2はガス導入口、3
は真空排気口、4.12は気密絶縁手段、5はスパッタ
ターゲット、13は可動式シャッター、14は反応生成
物、15はプラズマ、RFは高周波発振器を示す。
FIG. 1 is a diagram explaining the principle of the present invention. In the figure, 1 is a sputtering reaction chamber (container), IA is an inner wall of the reaction chamber, 2 is a gas inlet, and 3 is a sputtering reaction chamber (container).
1 is a vacuum exhaust port, 4.12 is an airtight insulation means, 5 is a sputtering target, 13 is a movable shutter, 14 is a reaction product, 15 is a plasma, and RF is a high frequency oscillator.

本発明の方法は、例えばスパッタ装置において、反応室
1の内壁IAに堆積した反応生成物14を除去するに際
して、反応室lが閉じられ真空が破られない侭で、スパ
ッタターゲット5上を可動式のシャッター13で覆って
保護し、前記反応生成物14と反応するエツチングガス
を導入し、反応室1と上記シャッター13を電極として
RFによりプラズマ15を発生させ、励起された前記エ
ツチングガスにより反応室1の内壁IA上に堆積した反
応生成物14を分解除去するものである。
In the method of the present invention, for example, in a sputtering apparatus, when removing the reaction product 14 deposited on the inner wall IA of the reaction chamber 1, the reaction chamber 1 is closed and the vacuum is not broken. An etching gas that reacts with the reaction product 14 is introduced, a plasma 15 is generated by RF using the reaction chamber 1 and the shutter 13 as electrodes, and the excited etching gas closes the reaction chamber. The reaction product 14 deposited on the inner wall IA of 1 is decomposed and removed.

これによって反応室内の真空を破らずに反応室の内部に
堆積被着された反応生成物を除去することが可能になる
ので、従来、真空を破ったために生じていた長時間のダ
ウンタイムの発生がなくなり、装置の稼動率が向上して
半導体装置のコストダウンが図れる。
This makes it possible to remove the reaction products deposited inside the reaction chamber without breaking the vacuum inside the reaction chamber, thereby eliminating the long downtime that conventionally occurs due to breaking the vacuum. This eliminates this problem, improves the operating rate of the device, and reduces the cost of semiconductor devices.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明を、図示実施例により具体的に説明する。 The present invention will be specifically explained below with reference to illustrated embodiments.

第2図はスパッタ装置における本発明の一実施例のスパ
ツタ時の状態(a)及び反応室内堆積物のエツチング時
の状態(ロ)を示す模式側断面図、第3図は上記スパッ
タ装置に用いる排気システムの一実施例の模式構成図、
第4図はドライエツチング装置における本発明の第1の
実施例のドライエツチング時の状態(a)及び反応生成
物エツチング(クリーニング)時の状態(b)を示す模
式側断面図、第5図はドライエツチング装置に係る第2
の実施例のドライエツチング時(a)及びクリーニング
時(b)のシャッタ配置を示す模式図、第6図はドライ
エツチング装置に係る第3の実施例のドライエツチング
時(a)及びクリーニング時0))のシャッタ配置を示
す模式図である。
FIG. 2 is a schematic side sectional view showing the sputtering state (a) and the etching state (b) of deposits in the reaction chamber of an embodiment of the present invention in a sputtering device, and FIG. 3 is a schematic side sectional view showing an embodiment of the present invention in a sputtering device A schematic configuration diagram of an example of an exhaust system,
FIG. 4 is a schematic side sectional view showing the state (a) during dry etching and the state (b) during reaction product etching (cleaning) of the first embodiment of the present invention in a dry etching apparatus, and FIG. 2nd related to dry etching equipment
FIG. 6 is a schematic diagram showing the shutter arrangement during dry etching (a) and during cleaning (b) in the third embodiment of the dry etching apparatus. ) is a schematic diagram showing the shutter arrangement.

全図を通じ同一対象物は同一符合で示す。Identical objects are indicated by the same reference numerals throughout the figures.

第2図(a)及び(b)において、101はスパッタ反
応室(容器)、102はガス導入口、103は真空排気
口、104.112は気密絶縁手段、105はスパッタ
ターゲット、106は永久磁石、107は対向電極、1
08は防着板、109はOリング、110はフランジ部
、111は被処理ウェーハ、113は例えば回動機構を
有する可動式シャッター、DCは直流電源、RFは高周
波電源、GNDは接地、S6、S2はスイッチを示す。
In FIGS. 2(a) and (b), 101 is a sputtering reaction chamber (container), 102 is a gas inlet, 103 is a vacuum exhaust port, 104 and 112 are airtight insulation means, 105 is a sputtering target, and 106 is a permanent magnet. , 107 is a counter electrode, 1
08 is an adhesion prevention plate, 109 is an O-ring, 110 is a flange, 111 is a wafer to be processed, 113 is a movable shutter having a rotating mechanism, DC is a direct current power source, RF is a high frequency power source, GND is grounding, S6, S2 indicates a switch.

なおこの装置はマグネトロンスパッタ装置である。Note that this device is a magnetron sputtering device.

この図に示すように本発明に係るスパッタ装置は、例え
ば従来通りのスパッタ装置のスパッタ反応室101内に
、ターゲット105面上を随時覆うことが可能なような
回動機構を有する可動式シャッター113が反応室10
1から電気的に絶縁された状態で気密に挿入配設される
。このシャッター113の材質は反応室101 と同種
の金属例えば表面がアルマイト処理されたアルミニウム
(A1〉で形成される。
As shown in this figure, the sputtering apparatus according to the present invention includes, for example, a movable shutter 113 in a sputtering reaction chamber 101 of a conventional sputtering apparatus, which has a rotating mechanism that can cover the surface of a target 105 at any time. is reaction chamber 10
It is inserted and disposed airtightly in a state where it is electrically insulated from 1. The material of this shutter 113 is the same kind of metal as that of the reaction chamber 101, for example, aluminum (A1) whose surface is anodized.

そしてスパッタが行われる時は、同図(a)に示すよう
に、対向電極106上に図示しない自動搭載手段により
被処理ウェーハ111をセットし、シャッター113を
回動してターゲット105面を表出させ、10− ”T
orr以上の高真空に排気された反応室101内へ例え
ばアルゴン(Ar)を導入し、反応室101内を10−
 ”Torr程度のAr雰囲気に維持した状態で、対向
電極106とターゲラ) 105間に図示直流電源DC
によりIOKν程度のパワーを印加しターゲット105
物質をスパッタし、被処理基板111上にターゲット物
質のスパッタ被膜を形成する。
When sputtering is performed, the wafer 111 to be processed is set on the counter electrode 106 by automatic mounting means (not shown), and the shutter 113 is rotated to expose the surface of the target 105, as shown in FIG. 10-”T
For example, argon (Ar) is introduced into the reaction chamber 101 which has been evacuated to a high vacuum of orr or higher, and the inside of the reaction chamber 101 is heated to 10-
While maintaining an Ar atmosphere of about Torr, connect the DC power supply DC (shown in the figure) between the counter electrode 106 and the target electrode 105.
Applying power of about IOKν to the target 105
A material is sputtered to form a sputtered film of the target material on the substrate 111 to be processed.

所定合計膜厚のスパッタ処理を行った後、反応室101
の内面や防着板108上に付着したターゲット物質の被
膜を除去して反応室101内の清浄化(クリーニング)
を行うに際しては、反応室101を開放することなしに
同図(b)に示すように、対向電極106上に図示しな
い自動搭載手段によりダミーウェーハ511をセットし
、シャッター113を回動してターゲット105上を覆
い、Arを停止して反応室101内を高真空に排気した
後、ガス導入口102からターゲット物質のエツチング
ガスを導入し、反応室101内 のガス圧を0.1〜I
 Torr程度に維持した状態で高周波発振器RFによ
りシャッター113と反応室(容器)101間に例えば
 13.56 MHzの高周波電力を印加し、反応室1
01内にブラズマを発生させて反応室101内に堆積さ
れたターゲット物質被膜のエツチング除去を行う。
After performing sputtering to a predetermined total film thickness, the reaction chamber 101
Cleaning the inside of the reaction chamber 101 by removing the film of the target material adhering to the inner surface of the reaction chamber 101 and the adhesion prevention plate 108
To do this, without opening the reaction chamber 101, a dummy wafer 511 is set on the counter electrode 106 by automatic mounting means (not shown), and the shutter 113 is rotated to place the target. After covering the top of the reaction chamber 105 and evacuating the inside of the reaction chamber 101 to a high vacuum by stopping the Ar, etching gas for the target material is introduced from the gas inlet 102, and the gas pressure inside the reaction chamber 101 is set to 0.1 to I.
A high frequency power of, for example, 13.56 MHz is applied between the shutter 113 and the reaction chamber (container) 101 using a high frequency oscillator RF while maintaining the temperature at about Torr, and the reaction chamber 1 is
Plasma is generated in the reaction chamber 101 to remove the target material film deposited in the reaction chamber 101 by etching.

このように本発明に係るスパッタ装置においては、反応
室101内に堆積されたターゲット物質のスパッタ膜の
除去が、反応室を開放し部品類を取り外して洗浄したり
、反応室内面を清拭するようなことをせずに、反応室を
閉じた侭真空を破らずに行えるので、このスパッタ膜除
去のために生ずる装置のダウンタイムは高々2〜3時間
程度の短時間で済み、装置の稼働率が大幅に向上する。
As described above, in the sputtering apparatus according to the present invention, the sputtered film of the target material deposited in the reaction chamber 101 can be removed by opening the reaction chamber, removing and cleaning parts, or wiping the inside of the reaction chamber. Since the process can be carried out without breaking the vacuum while the reaction chamber is closed, the downtime of the equipment that occurs to remove the sputtered film is only a short time of 2 to 3 hours at most, and the equipment can be operated quickly. rate will be significantly improved.

なおエツチングガスには、Al系の被膜を除去する場合
塩素(CI)系のガスを用い、酸化膜、窒化膜、タング
ステン等の被膜を除去する際にはCF4等の弗素系のガ
スが用いられる。また反応室101及び防着板108等
の内部部品には、勿論用いられるエツチングガスのプラ
ズマに侵されない材料が選ばれねばならない。
As the etching gas, a chlorine (CI) gas is used to remove an Al-based film, and a fluorine-based gas such as CF4 is used to remove an oxide film, nitride film, tungsten film, etc. . Furthermore, for internal parts such as the reaction chamber 101 and the adhesion prevention plate 108, materials must of course be selected that will not be attacked by the plasma of the etching gas used.

なおまた上記スパッタ装置において、スパッタ時には反
応室101内雰囲気を高純度に保つために高真空度の真
空排気システムが必要になり、エツチング時には真空度
はそれ程高くなくてもよいがエツチングガスにitされ
ない真空排気システムが必要である。従って本発明に係
るスパッタ装置においては第3図に示すように、ロータ
リーポンプ(RPI)からなる粗引き系とクライオポン
プ(CP)からなる高真空系とからなるスパッタ用排気
システム(SS)と、メカニカルブースタポンプ(MB
P)とロータリーポンプ(RPz)  とからなるエツ
チング用排気システム(BS)との2系統の排気システ
ムをその都度切り換え可能な状態で具備した真空排気シ
ステムが用いられることが一層望ましい。なお図中、■
□は切換えバルブ、VSI〜VSaはストップバルブを
示す。
Furthermore, in the above-mentioned sputtering apparatus, a high-vacuum evacuation system is required to maintain the atmosphere inside the reaction chamber 101 at a high purity during sputtering, and although the degree of vacuum does not need to be so high during etching, it is not affected by the etching gas. A vacuum pumping system is required. Therefore, in the sputtering apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 3, a sputtering exhaust system (SS) consisting of a roughing system consisting of a rotary pump (RPI) and a high vacuum system consisting of a cryopump (CP), Mechanical booster pump (MB
It is even more desirable to use a vacuum exhaust system that is equipped with two exhaust systems: an etching exhaust system (BS) consisting of an etching pump P) and a rotary pump (RPz), which can be switched each time. In the figure, ■
□ indicates a switching valve, and VSI to VSa indicate a stop valve.

第4図は本発明に係るリアクティブイオンエツチング装
置の一実施例を示したもので、(a)はエツチング時、
(b)はクリーニング時の状態を表し、図中の、201
はエツチングガス及びクリーニングガスのプラズマに侵
されない材質例えば表面にアルマイト処理を施したAI
等からなるエツチング反応室(容器)、202はガス導
入口、203は真空排気口、204.212は気密絶縁
手段、205はエツチングステージ電極、 206は絶
縁体、207は対向電極、208はエツチング終点検出
器、209はOリング、210はフランジ部、211は
被処理ウェーハ、213は反応室と同様の材質からなる
可動式シャッター、その他の符号は第2図と同一対象物
を示している。
FIG. 4 shows an embodiment of the reactive ion etching apparatus according to the present invention, in which (a) shows during etching;
(b) represents the state at the time of cleaning, and 201 in the figure
is a material that is not attacked by etching gas and cleaning gas plasma, such as AI with an alumite treatment on the surface.
202 is a gas inlet, 203 is a vacuum exhaust port, 204 and 212 are airtight insulation means, 205 is an etching stage electrode, 206 is an insulator, 207 is a counter electrode, and 208 is an etching end point. 209 is an O-ring, 210 is a flange portion, 211 is a wafer to be processed, 213 is a movable shutter made of the same material as the reaction chamber, and other symbols indicate the same objects as in FIG. 2.

この装置において、例えば半導体装置の製造工程におけ
る被処理ウェーハ211のエツチングに際しては、弗素
(F)、塩素(CI)、臭素(Br)等ハロゲンの単体
或いは化合物のガスや、それらの混合ガスをエツチング
ガスとし、ステージ電極205と対向電極207間にR
F電力を印加し、プラズマを発生せしめて異方性エツチ
ングが行われるが、その際は、第4図(a)に示すよう
に可動式シャッター213を回動してエツチングステー
ジ電極205の上面即ち上記ステージ電極205上に搭
載された被処理ウェーハ211の上面を表出させた状態
で行われる。
In this apparatus, when etching the wafer 211 to be processed in the manufacturing process of semiconductor devices, for example, a gas of a single halogen or a compound such as fluorine (F), chlorine (CI), bromine (Br), or a mixed gas thereof is etched. gas, and R between the stage electrode 205 and the counter electrode 207.
Anisotropic etching is performed by applying F power and generating plasma. At this time, as shown in FIG. The processing is performed with the upper surface of the wafer to be processed 211 mounted on the stage electrode 205 exposed.

エツチングガス圧は一般に0.01〜0.5 Torr
程度の範囲内の所定の圧力に維持される。
Etching gas pressure is generally 0.01 to 0.5 Torr.
maintained at a predetermined pressure within a certain range.

そして、エツチングの合計時間が所定の時間を越えると
、上記エツチングに際して反応室201の内面に堆積す
るエツチング反応の生成物やレジスト等形状制御用の有
機物から発生する堆積物等による被膜が厚くなって剥が
れ落ち、パーティクルを発生させるようになる。
When the total etching time exceeds a predetermined time, the film becomes thicker due to the products of the etching reaction deposited on the inner surface of the reaction chamber 201 during the etching, and the deposits generated from organic materials for shape control such as resist. It will flake off and generate particles.

そこでエツチングを中止し、エツチングガスを停止し、
反応室201を開放しない侭エツチングガスを真空排気
により排出し、被処理ウェーハ211を図示しない自動
搬出手段によりステージ電極205上から取り去った後
、シャッター213を回動してこのシャッター213で
ステージ電極205上を覆い、反応室201内に上記堆
積物をエツチングする能力を持っているSF、 、CF
4或いは02等のクリーニングガスを導入し、真空排気
を行って上記クリーニングガスの圧力を0.1〜l T
orr程度に維持し、上記シャッター213と反応室2
01間にRF電力を印加し、反応室201内の全域にプ
ラズマを拡げ反応室201内壁、対向電極207の周囲
、終点検出手段208等に付着している堆積物をエッチ
ング除去する。
Then, the etching was stopped, the etching gas was stopped, and
The etching gas that does not open the reaction chamber 201 is discharged by vacuum evacuation, and the wafer to be processed 211 is removed from the stage electrode 205 by an automatic unloading means (not shown), and then the shutter 213 is rotated and the stage electrode 205 is SF, , CF having the ability to cover the top and etch the deposits into the reaction chamber 201
Introduce a cleaning gas such as 4 or 02, perform vacuum evacuation, and reduce the pressure of the cleaning gas to 0.1 to 1 T.
The shutter 213 and the reaction chamber 2 are maintained at about
01, RF power is applied to spread plasma over the entire area inside the reaction chamber 201, and deposits adhering to the inner wall of the reaction chamber 201, around the counter electrode 207, the end point detection means 208, etc. are etched away.

このように、本発明に係るドライエツチング装置におい
ては、反応室201の内面及び反応室内部の部品類の表
面に堆積した反応生成物の除去が、反応室を開放し部品
類を取り外して洗浄したり、反応室内面を清拭するよう
なことをせずに、反応室が閉じた真空を破られない侭の
状態で行えるので、このクリーニング作業に際しての装
置のダウンタイムは数10分程度の極く短時間で済み、
その稼働率が大幅に向上する。
As described above, in the dry etching apparatus according to the present invention, the reaction products deposited on the inner surface of the reaction chamber 201 and the surfaces of the parts inside the reaction chamber can be removed by opening the reaction chamber, removing the parts, and cleaning them. This can be done while the reaction chamber is closed and the vacuum is not broken, without having to clean the inside of the reaction chamber or wiping down the inside of the reaction chamber. It only takes a short time,
Its operating rate will be greatly improved.

第5図及び第6図はプラズマエツチング装置における可
動式シャッターの配置の異なる第2及び第3の実施例に
おけるドライエツチング時(a)及びクリーニング時(
1))のシャッター位置示す模式図である。図中、31
3は前記可動式シャッター213と同様の可動式シャッ
ターを示し、その他の符号は第4図と同一対象物を示し
ている。
FIGS. 5 and 6 show dry etching (a) and cleaning (
FIG. 1) is a schematic diagram showing the shutter position of item 1). In the figure, 31
3 indicates a movable shutter similar to the movable shutter 213, and other symbols indicate the same objects as in FIG. 4.

第5図に示す第2の実施例においては、対向電極207
を保護するためのみに可動式シャッター313が配設さ
れるので、同図(b)に示すようにクリーニングに際し
てのエツチングステージ電極205の保護は、その上に
ダミーウェーハ511を搭載することによってなされる
必要がある。
In the second embodiment shown in FIG.
Since a movable shutter 313 is provided only to protect the etching stage electrode 205, the etching stage electrode 205 can be protected during cleaning by mounting a dummy wafer 511 thereon, as shown in FIG. There is a need.

また第6図に示す第3の実施例においては可動式シャッ
ター213及び313がそれぞれエツチングステージ電
極205部及び対向電極213部に配設されるので、同
図中)に示すように、クリーニングに際してエツチング
ステージ電極205及び対向電極213上を同時に覆っ
て共に保護することが可能になる。
In addition, in the third embodiment shown in FIG. 6, movable shutters 213 and 313 are disposed at the etching stage electrode 205 section and the counter electrode 213 section, respectively, so that during cleaning, as shown in FIG. It becomes possible to simultaneously cover and protect the stage electrode 205 and the counter electrode 213.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明のように本発明に係るスパッタ装置やドライエ
ツチング装置等の真空排気がなされる半導体製造装置に
おいては、装置内に堆積された反応生成物の除去を、装
置の真空を破らず容易に行うことができるので、上記反
応生成物の除去のために生ずる装置のダウンタイムが大
幅に短縮され、装置の稼働率が大幅に向上する。
As explained above, in the semiconductor manufacturing equipment in which vacuum evacuation is performed, such as the sputtering equipment and the dry etching equipment according to the present invention, reaction products deposited in the equipment can be easily removed without breaking the vacuum of the equipment. As a result, the downtime of the equipment that occurs due to the removal of the reaction products is significantly reduced, and the operating rate of the equipment is significantly improved.

従って半導体装置等を製造する際の装置台数が削減でき
、製造コストの低減が図れる。
Therefore, the number of devices used to manufacture semiconductor devices and the like can be reduced, and manufacturing costs can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の原理説明図、 第2図はスパッタ装置における本発明の一実施例の模式
側断面図、 第3図は本発明に係る排気システムの一実施例の模式構
成図、 第4図はドライエツチング装置における本発明の第1の
実施例の模式側断面図、 第5図はドライエツチング装置における第2の実施例の
シャッタ配置模式図、 第6図はドライエツチング装置における第3の実施例の
シャッタ配置模式図、 第7図は従来のスパッタ装置の模式側断面図、第8図は
従来のドライエツチング装置の模式側断面図である。 1Aは反応室内壁、 2はガス導入口、 3は真空排気口、 4、I2は気密絶縁手段、 5はスパッタターゲット、 13は可動式シャッター 14は反応生成物、 15はプラズマ、 RFは高周波発振器 を示す。 図において、 lはスパッタ反応室、 第 1 図 15枯θ月IZ傳り排男システムの一実泄今りρ嘴1X
槙心J罰蟹  9  口 ((2,) Fニライエ・・手ング°時の青大襲(り)
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FIG. 1 is a diagram explaining the principle of the present invention. FIG. 2 is a schematic side sectional view of an embodiment of the present invention in a sputtering apparatus. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an exhaust system according to the present invention. 4 is a schematic side sectional view of the first embodiment of the present invention in a dry etching apparatus, FIG. 5 is a schematic diagram of the shutter arrangement of the second embodiment in the dry etching apparatus, and FIG. FIG. 7 is a schematic side sectional view of a conventional sputtering apparatus, and FIG. 8 is a schematic side sectional view of a conventional dry etching apparatus. 1A is the reaction chamber wall, 2 is a gas inlet, 3 is a vacuum exhaust port, 4, I2 is an airtight insulation means, 5 is a sputtering target, 13 is a movable shutter 14 is a reaction product, 15 is a plasma, RF is a high frequency oscillator shows. In the figure, l is a sputtering reaction chamber, 1.
Makishin J Punishment Crab 9 Mouths ((2,) F Nirai...Teng ° Blue Great Attack of Time (ri)
Cleaning 'y''e Sai0 state Kai [Raie l + Ng l installation I: δIT cine invention atmosphere II +
') Real # now + l /) Enokishiki Grape Sugamm □ 9th 4- Close (shi 2nd work, 4' of Imangu 8 Monument also sl, 8 Gero unexploded βH Kazumi on I game device Enoki type sand 1 ri U a ((1) dryer l- + ng B 脣 (I7) gr1 - ning E size dryer) / current device 1 = δ1 plastic η2 real nail 1 Akira (
Fig. 5 (Mountain) Draihe Nang B Saki (17) G11-Nink° Time Draihe, 7 + Ningume setting r-, hlj U 3 fruit loquat included'
1%...Dedication width 1kuri VI b Figure

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)スパッタ処理を行う半導体製造装置であって、 スパッタ反応室内に配設されるターゲットの直上部に、
該ターゲットを随時覆うように移動可能で該スパッタ反
応室と電気的に絶縁された可動式シャッターを設け、 該スパッタ反応室内にエッチングガスを導入し該シャッ
ターで該ターゲットを覆った状態で、該シャッターと該
スパッタ反応室間に交流電圧を印加しプラズマ反応によ
って該スパッタ反応室内に堆積された反応生成物をエッ
チオフすることを可能にしたことを特徴とする半導体製
造装置。
(1) In a semiconductor manufacturing equipment that performs sputter processing, there is a
A movable shutter that can be moved to cover the target at any time and is electrically insulated from the sputtering reaction chamber is provided, and an etching gas is introduced into the sputtering reaction chamber and the shutter is closed while covering the target with the shutter. and the sputtering reaction chamber to etch off reaction products deposited in the sputtering reaction chamber by plasma reaction.
(2)請求項1の要件を備え、且つ該スパッタ反応室内
を排気する真空排気システムに、スパッタ用とエッチン
グ用との2種類の真空排気システムを具備せしめたこと
を特徴とする半導体製造装置。
(2) A semiconductor manufacturing apparatus which satisfies the requirements of claim 1 and is characterized in that the vacuum evacuation system for evacuating the interior of the sputtering reaction chamber includes two types of evacuation systems, one for sputtering and one for etching.
(3)ドライエッチング処理を行う半導体製造装置であ
って、エッチング反応室内に対向して配設されるエッチ
ングステージと対向電極の何れか一方若しくは両方の表
面上に該エッチングステージ若しくは対向電極上を随時
覆うように移動可能で該エッチング反応室と電気的に絶
縁された可動式シャッターを設け、 該エッチング反応室内にドライエッチングに用いるガス
と異なるエッチングガスを導入し該エッチングステージ
若しくは対向電極の何れか一方若しくは両方を該シャッ
ターで覆った状態で、該シャッターと該エッチング反応
室間に交流電圧を印加しプラズマ反応によって該エッチ
ング反応室内に堆積された反応生成物をエッチオフする
ことを可能にしたことを特徴とする半導体製造装置。
(3) A semiconductor manufacturing apparatus that performs dry etching processing, in which the etching stage and the counter electrode, which are disposed facing each other in an etching reaction chamber, are coated on the surface of either or both of the etching stage or the counter electrode at any time. A movable shutter that can be moved to cover the etching reaction chamber and is electrically insulated from the etching reaction chamber is provided, and an etching gas different from the gas used for dry etching is introduced into the etching reaction chamber to either the etching stage or the counter electrode. Alternatively, with both covered by the shutter, an alternating current voltage is applied between the shutter and the etching reaction chamber, thereby making it possible to etch off reaction products deposited in the etching reaction chamber by a plasma reaction. Features of semiconductor manufacturing equipment.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07166345A (en) * 1993-12-15 1995-06-27 Nec Corp Sputtering device
CN106435498A (en) * 2016-09-26 2017-02-22 中国电子科技集团公司第四十八研究所 Magnetron sputtering target baffle plate mechanism

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