JPH04368119A - 成膜処理装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ等の被処
理基板に被膜を形成するための成膜処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路の成膜工程で半導体ウエ
ハを一枚ごとに成膜する枚葉式のＣＶＤ装置は、半導体
ウエハだけを加熱し、処理室全体を加熱しないので、コ
ールドウォールＣＶＤ装置とも称されている。この種Ｃ
ＶＤ装置では、処理室内で下向きに配設した基板設置台
に半導体ウエハを設置して、下からウエハ押さえ部材で
半導体ウエハを支持し、適当なヒータにより上方（基板
設置台側）から半導体ウエハを加熱しつつ、下方から半
導体ウエハの表面（被処理面）に所定の反応ガスを供給
し、半導体ウエハ上にそのガスの分解生成物あるいは反
応生成物を堆積させることで、所望の被膜を形成する。

【０００３】上記のようにして半導体ウエハ上に被膜が
形成される時、ウエハ押さえ部材の表面にも、少量では
あるが、反応ガスの分解生成物あるいは反応生成物が堆
積して被膜が付着する。一般のウエハ押さえ部材は、こ
のような不所望な被膜の付着をできるだけ少なくするよ
う、表面積の少ない棒状体（フィンガ）を数本用いてウ
エハの外周縁部を担持するようにしている。従来のＣＶ
Ｄ装置においては、このフィンガの材質にアルミナが用
いられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】フィンガに付着する被
膜は、成膜処理１回当たりの量としては少ないが、多数
回成膜処理が繰り返されるうちに蓄積して厚い膜になり
、ついにはフィンガ表面から被膜片が剥がれ落ちてしま
う。この剥がれ落ちた被膜片は、フィンガ支持体や処理
室の底・壁等に付着する。そして、処理室が真空排気さ
れる時、あるいは逆に大気圧状態に戻される時に、乱流
が発生すると、それらの被膜片がパーティクルとなって
舞い上がって半導体ウエハに付着し、これが半導体素子
の歩留りを下げる原因となる。

【０００５】したがって、フィンガから被膜が剥がれ落
ちる前にフィンガを定期的にクリーニングする必要があ
る。ところが、上記のようなアルミナ製のフィンガでは
、２０〜３０回（ウエハ２０〜３０枚分）の成膜処理で
フィンガ表面から被膜片が剥がれ落ちるため、頻繁にフ
ィンガをクリーニングしなければならず、メンテナンス
が面倒でコスト高となっていた。

【０００６】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、被処理基板の付近の部材に付着する不所望な被
膜の剥がれ落ちを少なくして、パーティクルの発生低減
ないしメンテナンスの容易化をはかる成膜処理装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の成膜処理装置は、処理室内の基板設置台に
被処理基板を設置し、前記被処理基板を加熱しながらそ
こに所定の反応ガスを供給して前記被処理基板上に被膜
を形成するようにした成膜処理装置において、前記基板
設置台に設置される前記被処理基板に近接した所定の部
材の表面を粗面にしてなる構成とした。

【０００８】

【作用】被処理基板上に被膜が形成される時、その付近
の部材、たとえばフィンガ等の基板押さえ部材の表面に
も反応ガスの分解生成物あるいは反応生成物が堆積して
被膜が付着する。本発明では、このような部材の表面を
、たとえば数１００μｍ程度の粗面にしているため、付
着強度の大きい安定な被膜が部材表面に形成される。 したがって、成膜処理が多数回繰り返され、それにつれ
て当該部材に蓄積する被膜が厚くなっても、容易に被膜
片が剥がれるようなことはない。

【０００９】

【実施例】以下、添付図を参照して本発明の実施例を説
明する。図１は、本発明の一実施例による枚葉式ＣＶＤ
装置の全体構成を示す斜視図、図２はこのＣＶＤ装置の
要部の構成を示す側面図、および図３はこのＣＶＤ装置
におけるウエハ押さえ部の構成を示す平面図である。

【００１０】図１において、このＣＶＤ装置の処理室１
０はたとえばＡｌ（アルミニウム）からなる円筒状の真
空チャンバで、この処理室１０の中央上部に本実施例に
よる基板設置台１２が下向きに配設されている。したが
って、被処理基板である半導体ウエハ１４は、その表面
（被処理面）が下向きになるようにして基板設置台１２
に設置される。

【００１１】基板設置台１２に設置された半導体ウエハ
１４を下から支持するために、基板設置台１２に隣接し
て配置されたウエハ押さえ部４０がエアシリンダ等の昇
降機構１６による駆動で上昇して、ウエハ押さえ部４０
に取付された複数本のフィンガ５０が半導体ウエハ１４
の表面の外周縁部に係止することにより、半導体ウエハ
１４を設置台１２に固定保持するようになっている。

【００１２】基板設置台１２の裏側には真空室１８が設
けられ、この真空室１８の上方に、たとえば出力８ＫＷ
のハロゲンランプ２２が配設されている。真空室１８の
上面には石英板２０が取り付けられ、ハロゲンランプ２
２からの光は石英板２０を通って基板設置台１２の裏面
に照射し、その光エネルギで基板設置台１２がたとえば
６５０〜７００゜Ｃ程度に加熱され、この加熱された基
板設置台１２を介して半導体ウエハ１４がたとえば５０
０〜５５０゜Ｃ程度に加熱されるようになっている。ま
た、真空室１８の側面よりガス供給管２４が引き出され
、このガス供給管２４を介してガス供給源（図示せず）
より、たとえば１〜１０Ｔｏｒｒ程度に減圧されたＨｅ
（ヘリウム）またはＡｒ（アルゴン）等の中性ガスが真
空室１８内に供給されるようになっている。

【００１３】処理室１０の下部には、処理室１０内に所
定の反応ガスを供給するための、たとえば直径０．３ｍ
ｍの孔部が複数設けられたガス導入機構２６，２８が設
けられている。たとえば、直径８インチ、厚さ０．７ｍ
ｍの半導体ウエハ１４上に、膜厚２５００ÅのＷＳｉ（
タングステン・シリサイド）の被膜を形成する場合、反
応ガスとして、たとえばＳｉＨ４　（シラン）およびＷ
Ｆ６（六フッ化タングステン）がそれぞれ３００ｃｃＭ
、２ｃｃＭの流量で０．２Ｔｏｒｒ程度に減圧された処
理室１０内に供給される。

【００１４】これら反応ガスの流れを制御するため、ガ
ス流制御板３０が基板設置台１２と対向してダクト３２
内に配置されている。このガス流制御板３０は、ガス導
入機構２６，２８からの反応ガスを半導体ウエハ１４の
表面（被処理面）全体に均一に送るよう、駆動機構３４
によって最適な位置に調整される。

【００１５】処理室１０の上部において基板設置台１２
の周囲には複数本の排気管３６が取り付けられ、処理室
１０内のガスはこれらの排気管３６を介して排気口側へ
排出されるようになっている。処理室１０の一側壁には
、半導体ウエハ１４を出し入れするためにゲートバルブ
３８が設けられている。

【００１６】さて、図２および図３に本実施例のウエハ
押さえ部４０の構成を示す。垂直棒４２の上端部は、昇
降機構１６（図１）の可動部、たとえばピストンロッド
に接続されている。この垂直棒４２の下端部に連結板４
３を介して支持リング４６が固着され、この支持リング
４６に１２０度間隔で３つのフィンガ・ボックス４４が
固定取付される。

【００１７】各フィンガ・ボックス４４には、フィンガ
・ホルダ４８がリング中心部上方に向けて斜めに取付さ
れ、このフィンガ・ホルダ４８の先端部にグラファイト
からなるフィンガ５０が締めネジ５２により着脱可能に
装着される。フィンガ・ホルダ４８の基端部は、フィン
ガ・ボックス４４内において、ピンにより垂直面内で回
転可能に支持され、かつバネにより垂直上方に付勢され
ている。

【００１８】半導体ウエハ１４を基板設置台１２に設置
する場合、ロードロック室の搬送アーム（図示せず）が
ゲートバルブ３８を介して処理室１０内に半導体ウエハ
１４を持って来て、半導体ウエハ１４を基板設置台１２
に設置せしめる。この際、昇降機構１６も作動してウエ
ハ押さえ部４０が上方移動し、３本のフィンガ５０が半
導体ウエハ１４の外周縁部に圧接することにより、図２
に示すように、半導体ウエハ１４が基板設置台１２に保
持される。

【００１９】ＣＶＤのプロセス中、基板設置台１２側か
らの加熱によって半導体ウエハ１４が高温状態になって
いるため、反応ガスの分解生成物あるいは反応生成物の
大部分は半導体ウエハ１４上に堆積するが、一部はウエ
ハ押さえ部４０の各フィンガ５０に付着する。これらの
フィンガ５０はグラファイトからなり、その表面は、た
とえば数１００μｍ程度の粗面となっているため、付着
強度の大きい安定な被膜がフィンガ５０上に形成される
。したがって、ＣＶＤプロセスが多数回繰り返され、そ
れにつれてフィンガ５０上に堆積する被膜が厚くなって
も、容易に被膜片が剥がれるようなことはない。

【００２０】上記のような諸条件の下で膜厚２５００Å
のＷＳｉ　被膜を半導体ウエハ１４上に形成するＣＶＤ
プロセスを多数の半導体ウエハについて繰り返す場合、
従来のアルミナ・フィンガではプロセス約３０回で被膜
片が剥がれたのに対し、本実施例によるグラファイト・
フィンガ５０ではプロセス約８０回まで被膜片が剥がれ
ない。したがって、本実施例によれば、従来に比して、
被膜片によるパーティクルの発生率が低減することで、
歩留りを向上し、フィンガ５０のクリーニング周期が長
くなることで、フィンガ５０のクリーニング回数を減ら
すことができる。

【００２１】さらに、図１において、本実施例では、反
応ガスを半導体ウエハ１４に向けて供給するためのダス
ト３２の内側面に、グラファイト板３３を貼着している
。ダクト３２の内側面にも分解生成物あるいは反応生成
物の一部が堆積して被膜が付着することがあるが、本実
施例のようにグラファイト板３３を設けることで、そこ
に被膜が安定に付着し、剥がれにくくなる。したがって
、パーティクルの発生を防止したり、あるいはダスト３
２の交換またはクリーニングの周期を長くすることがで
きる。

【００２２】また、グラファイト板３３を取り外し、ダ
クト３２の内側面を粗面にすることによって、ダクト３
２に付着する被膜を剥がれにくくしてもよい。また、ダ
クト３２の全体をグラファイトで構成し、水冷菅等によ
って冷却することにより、ダクト３２への被膜の付着を
少なくし、あるいは安定した被膜を付着させ、被膜を剥
がれにくくするようにしてもよい。

【００２３】上述した実施例では、フィンガ５０にグラ
ファイトを用いたが、グラファイトと同程度の表面粗さ
を有する材質も使用可能である。また、アルミナ等の従
来用いられた材質であっても、その表面を粗面にするこ
とによっても、上述と同様の効果を得ることが可能であ
る。

【００２４】また、上述した実施例では、フィンガ５０
とダクト３２の表面だけを粗面としたが、必要に応じて
、フィンガ・ホルダ４８、フィンガ・ボックス４６、あ
るいは支持リング４６等の表面を同様な粗面に形成する
ようにしてもよい。

【００２５】なお、上述した実施例は枚葉式のＣＶＤ装
置に係るものであったが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、基板設置台より被処理基板を加熱しながら
被処理基板上に被膜を形成するスパッタ装置等の任意の
形式の成膜処理装置に適用可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、基板設
置台に設置される被処理基板に近接した所定の部材の表
面を粗面にすることにより、かかる部材の表面に付着強
度の大きい安定な被膜を付着せしめて被膜片を剥がれに
くくしたので、パーティクルの発生率を低減して歩留り
を上げることが可能であり、かかる部材の交換またはク
リーニング等のメンテナンスを簡易化・低コスト化する
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による枚葉式ＣＶＤ装置の全
体構成を示す斜視図である。

【図２】実施例のＣＶＤ装置の要部の構造を示す側面図
である。

【図３】実施例のＣＶＤ装置におけるウエハ押さえ部の
構成を示す平面図である。

【符号の説明】

１０　　　　処理室 １２　　　　基板設置台 １４　　　　半導体ウエハ ３２　　　　ダクト ３３　　　　グラファイト板 ４０　　　　ウエハ押さえ部 ４４　　　　フィンガ・ボックス ４６　　　　支持リング ４８　　　　フィンガ・ホルダ ５０　　　　フィンガ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　処理室内の基板設置台に被処理基板を
   設置し、前記基板設置台で前記被処理基板を加熱しなが
   らそこに所定の反応ガスを供給して前記被処理基板上に
   被膜を形成するようにした成膜処理装置において、前記
   基板設置台に設置された前記被処理基板に近接する所定
   の部材の表面を粗面にしてなることを特徴とする成膜処
   理装置。