JPH06252066A

JPH06252066A - 半導体製造装置と半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH06252066A
Application number: JP5786893A
Authority: JP
Inventors: Hisahiro Shoda; 尚弘庄田; Mari Takahashi; 眞理高橋; Shigeya Mori; 重哉森; Shinji Furusawa; 進二古澤; Takayuki Endo; 遠藤　　隆之
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-02-23
Filing date: 1993-02-23
Publication date: 1994-09-09

Abstract

(57)【要約】【目的】減圧ＣＶＤ装置の反応容器や反応ガス導入ライ
ンの内壁には，反応生成物に起因する粉塵が残存し、工
程中被成膜基板上に付着し、不良発生の原因となるの
で、該粉塵を除去する。【構成】反応容器内に反応ガスを導入するラインである
と共にクリーニングガスを活性化し、このクリーニング
ガスを導入する手段を含むガス供給ライン機構を、従来
の反応ガス導入ラインに代えて設け、活性化されたクリ
ーニングガスにより、反応ガス導入ライン及び反応容器
内の粉塵を除去した後成膜を行なう。また他の手段は、
絶縁された導電体からなる集塵プレートを帯電させ、基
板に代えて反応容器内に搬送載置すると共に、反応ガス
導入ラインを経由して反応容器内にガスを噴出し、舞い
上がった粉塵を、静電力により集塵プレートに吸着し、
反応容器外に搬送除去した後、成膜を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置と半導
体装置の製造方法に関するもので、特にＣＶＤ装置にお
いて、成膜後の装置内に残留する反応生成物に起因する
粉塵を容易に除去できる製造装置と、その製造装置を使
用して半導体装置の成膜を行なう方法とに使用される。

【０００２】

【従来の技術】薄膜を形成する技術の一つとして、化学
的気相堆積法（ＣＶＤ法）がある。このＣＶＤ法は基板
表面での反応ガス（原料ガス）の化学反応によって薄膜
を形成する方法である。

【０００３】図１４は、このようなＣＶＤ装置の第１の
従来例の構成の概略を示す断面図である。同図において
反応容器１の内部は、ＣＶＤ法により薄膜形成を行なう
ための反応室となっている。反応容器１の外囲壁には、
図示しない排気系（真空ポンプを含む）に接続される排
気口２が形成され、反応容器の内部を減圧状態にするこ
とができる。被処理基板３は、成膜（処理）される面を
上にして、基板固定治具４により、固定される。反応ガ
ス（ＷＦ₆とＳi Ｈ₄等）は、反応ガス導入ライン５ａ
（例えばＷＦ₆）及び５ｂ（Ｓi Ｈ₄）より反応容器内
に供給される。反応容器内において、被処理基板３をヒ
ーター７で加熱し前記反応ガスの化学反応により、目的
とするタングステンが基板３上に成膜し、薄膜を得るこ
とができる。

【０００４】この方法は、反応容器１内部に反応ガスを
流しながら化学反応を行なわせるものであるため、タン
グステン膜は基板３上にのみ成膜するのでなく、基板固
定治具４及びその周辺にも析出する。このタングステン
が反応容器１や反応ガス導入ライン５ａ或いは５ｂの内
壁等に存在すると、成膜速度の低下、反応生成物（タン
グステン等）に起因する粉塵（パーティクル）の増大等
の現象がおこり、不良製品となる可能性が大きくなる。

【０００５】これを防止するために、基板３へのタング
ステン成膜後、基板３を反応容器１の外部に搬送した後
に、反応容器１内にクリーニングガス（例えばＳＦ
₆等）を流し、反応容器１の内部全体の洗浄が行なわれ
ている。

【０００６】しかしながらこの方法では、反応ガス導入
ライン５ａ或いは５ｂ内に付着している反応生成物の除
去を行なうことはできない。

【０００７】このため、処理枚数が増加すると、付着す
る反応生成物が蓄積され、反応容器１内に反応ガスを供
給し、成膜を行なおうとする際に、反応ガスとともに、
反応ガス導入ライン５内の反応生成物に起因する粉塵を
基板３へ吹き付けるという現象が起こり、粗悪な膜を生
成してしまうという問題点があった。

【０００８】図１５は、ＣＶＤ装置の第２の従来例の構
成の概略を示す断面図である。本従来例は、熱反応によ
り成膜を行なう減圧ＣＶＤ装置で、静電チャックにより
被処理基板を保持するものである。

【０００９】半導体製造装置において、被処理基板の保
持方法として静電チャックを用いることがある。静電チ
ャックによる保持は、搬送中の被処理基板の位置ずれの
防止、処理中の被処理基板の温度安定までの時間短縮及
び温度安定度の向上に極めて効果がある。

【００１０】図１５において、反応容器１内の被処理基
板３は、ヒーター７及び電極８を埋め込んだホットプレ
ート９上に設置される。ヒーター７には電源７ｓより電
流を流し、被処理基板３を加熱する。また電極８には電
源８ｓより直流 4kVを印加し、静電吸着力により被処理
基板３をホットプレート９に密着固定し、ヒーターから
の熱の伝導を向上させる。なお図１５において、図１４
と同じ符号は、同じ部分または対応部分を表わす。

【００１１】タングステンの成膜は、反応容器１内に被
処理基板を収容し、被処理基板の温度が安定した後、Ｗ
Ｆ₆とＳi Ｈ₄等の反応ガスを、反応ガス導入ライン５
ａ（例えばＷＦ₆）及び５ｂ（例えばＳi Ｈ₄）より、
反応室内に供給し、タングステン薄膜を基板３上に成膜
する。

【００１２】この時、発生するタングステンは、第１の
従来例と同様、被処理基板面以外の部分にも堆積する。
特に静電チャック（ヒーター７、電極８及びホットプレ
ート９等より成る）の周辺に被着するタングステンの量
は多い。これら基板面以外の部分に付着したタングステ
ン膜は、反応容器内に残留し、成膜を繰り返すごとに成
長し、剥がれやすくなり、粉塵の発生源となる。反応容
器内に残留する粉塵を有効に除去する手段としては、洗
浄液等で反応容器内を洗うほかに、適当な方法がない。

【００１３】反応容器内に残留する粉塵１０は、反応ガ
スの導入により舞い上がり、被処理基板上に堆積し、そ
の被処理基板上に堆積した粉塵が、配線間の短絡等、半
導体装置の不良の原因となる。反応容器内の被処理基板
を静電チャックにより保持した場合、静電吸着力によ
り、静電チャックを使用しない場合に比べて、 2倍以上
の数の粉塵が堆積し、半導体装置が不良を起こす割合は
さらに高くなる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】これまで述べたよう
に、ＣＶＤ法により、半導体基板面に薄膜を形成する
と、基板面以外の反応容器及びこれに連結する反応ガス
導入ライン等の装置内部にも、反応生成物が付着する。
繰り返し成膜を行なうと、付着した反応生成物（例えば
タングステン）は増大し、剥がれやすくなり、粉塵（パ
ーティクル）が発生しやすくなると共に成膜速度の低下
をもたらす。被処理基板上の粉塵の堆積が多くなれば、
半導体装置の不良の発生率が高くなるという問題があ
る。

【００１５】第１従来例のＣＶＤ装置（図１４）では、
クリーニングガスを反応容器内に導入し、反応容器内に
残留する反応生成物の粉塵を除去しているが、反応ガス
導入ライン内に付着した反応生成物の除去を行なうこと
は難しい。このため該ラインがつまって成膜速度を低下
させたり、或いは反応ガス導入時に、粉塵を反応容器内
に吹きだし、被処理基板を不良にするという問題点があ
る。

【００１６】また第２の従来例のＣＶＤ装置（図１５）
では、被処理基板を静電チャックにより保持しているの
で、静電チャックを用いない場合に比べ、 2倍以上の数
の粉塵が堆積し、半導体装置が不良を起こす割合はさら
に高くなるが、効率よく粉塵を除去する手段がない。

【００１７】本発明は、このような問題点に鑑み行なわ
れたもので、反応容器内及び反応ガス導入ライン内に残
留する粉塵を効率よく除去し、被処理基板上への粉塵の
付着を軽減すると共に残留粉塵による成膜速度の低下を
防止できる半導体製造装置及び半導体装置の製造方法を
提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
半導体製造装置は、被処理基板を収容し反応により該基
板面に薄膜形成を行なう反応容器と、該反応容器内を減
圧するための排気手段と、前記反応容器内に反応ガスを
導入するライン（配管または配管系）であると共にクリ
ーニングガスを活性化し、このクリーニングガスを導入
する手段を含むガス供給ライン機構とを、具備すること
を特徴とするものである。

【００１９】また本発明の請求項２に係る半導体装置の
製造方法は、請求項１記載の半導体製造装置を使用して
被処理基板面に薄膜を形成するに当たり、ガス供給ライ
ン機構のクリーニングガス活性化手段により活性化され
たクリーニングガスを、反応ガス導入ラインを経て反応
容器内に供給し、反応ガス導入ライン及び反応容器内に
残留する粉塵を除去した後、反応容器内に被処理基板を
収容し、反応により該基板面に薄膜を形成する工程を含
むことを特徴とするものである。

【００２０】また本発明の請求項３に係る半導体製造装
置は、図６に例示するように、（ａ）被処理基板３を収
容し反応により該基板面に薄膜形成を行なう反応容器３
１と、（ｂ）該反応容器内を減圧するための排気手段３
３ａと、（ｃ）前記反応容器内に反応ガスを導入するガ
ス導入ライン２５と、（ｄ）静電力により粉塵を吸着す
る導電体を絶縁物で支持して成る集塵プレート３０と、
（ｅ）集塵プレート出し入れ用ゲートバルブ３４ａを介
して前記反応容器３１に連接して設けられる集塵プレー
ト処理室３２と、（ｆ）集塵プレート処理室３２内に設
けられ、集塵プレートの帯電及び除電を行なう手段３５
並びに集塵プレートを前記反応容器３１内に搬送する手
段３６とを、具備することを特徴とするものである。

【００２１】また本発明の請求項４に係る半導体装置の
製造方法は、請求項３記載の半導体製造装置を使用して
被処理基板面に薄膜を形成するに当たり、帯電した集塵
プレートを反応容器内に搬送設置し、ガス導入ラインよ
り反応ガスまたは不活性ガスを反応容器内に導入し、反
応容器内に残留する粉塵を舞い上げ、集塵プレートの静
電力吸着により前記粉塵を除去した後、反応容器内に被
処理基板を収容し、反応により該基板面に薄膜を形成す
る工程を含むことを特徴とするものである。

【００２２】

【作用】上記請求項１に係る成膜装置の構成及び該装置
を使用して請求項２に係る半導体装置を製造する方法に
おいて、ＣＶＤ法により被処理基板面に所望の薄膜を形
成した後、ガス供給ライン機構に設けられた活性化手段
により、クリーニングガスを活性化し、該活性化したク
リーニングガスを、反応ガス導入ラインを経由して反応
容器内に供給する。このため、反応ガス導入ラインに付
着した反応生成物等の不純物は除去される。また反応容
器内に残留する反応生成物は、減圧下の反応容器内で該
活性化クリーニングガスにより除去され、またプラズマ
ＣＶＤ装置の場合には、所望により該活性化クリーニン
グガスのプラズマにより除去される。このため次に成膜
される被処理基板面には、残留する反応生成物に起因す
る粉塵の付着はほとんど無くなる。

【００２３】上記請求項３及び４に係る発明は、反応容
器内で被処理基板を処理する前、絶縁された導電体（集
塵プレート）を、例えば数ｋＶに帯電し、この帯電した
集塵プレートを反応容器内において遊動、設置すると共
に、反応ガスまたは不活性ガスをガス導入ラインより反
応容器内に導入し、反応容器内及び反応ガス導入ライン
壁に残留する粉塵を集塵プレートに吸着させて除去す
る。

【００２４】集塵プレート処理室は、反応容器を大気中
に解放しないで、集塵プレートの取り入れ、取り出しが
できるよう真空室とする。また感電の危険性を避けるた
め、集塵プレートの帯電と除電は、集塵プレート処理室
内で行なわれる。

【００２５】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して、以下説明
する。

【００２６】図１及び図２は、本発明の請求項１に係る
半導体製造装置のそれぞれ第１及び第２実施例を示す概
略断面図である。なお図１４及び図１５と同符号は同じ
部分または対応する部分を表わす。

【００２７】図１に示す装置は減圧ＣＶＤ装置であっ
て、反応容器１の内部は、被処理基板（例えばＳi ウェ
―ハ）を収容し、化学反応により該基板面に薄膜（例え
ばタングステン膜）形成を行なう反応室となっている。
被処理基板３は、基板固定治具４により固定され、ヒー
ター７を埋め込んだ基体上に載置される。符号７Ｓは、
ヒーター加熱電源である。反応容器１の側壁の下方に
は、排気口２を介して図示しない排気手段が設けられ、
反応容器内を減圧状態（数m Ｔorr)にすることができ
る。

【００２８】反応容器１の側壁の上方に、本発明の特徴
であるガス供給ライン機構１６ａが設けられる。符号１
５ａ及び１５ｂは、反応容器１内に例えばそれぞれ反応
ガスＷＦ₆とＳi Ｈ₄を導入するラインであると共にク
リーニングガス（例えばＳＦ₆ガス）を導入するライン
を兼ねる反応ガス導入ラインである。符号１１は反応ガ
ス及びクリーニングガスを開閉するバルブである。また
符号１２は後述するクリーニングガスを活性化する手段
である。すなわち本実施例では、ガス供給ライン機構１
６ａは、反応ガス導入ライン１５、クリーニングガス活
性化手段１２及びバルブ１１等より成る単位ガス供給ラ
イン機構１６ａ（１）及び１６ａ（２）の 2つのユニッ
トより構成され、例えば該機構１６ａ（１）は反応ガス
ＷＦ₆用、該機構１６ａ（２）は反応ガスＳi Ｈ₄用と
して使用する。

【００２９】図２に示す装置は、容量結合型プラズマＣ
ＶＤ装置であって、電極６とアース２０間に高周波電圧
（ＲＦ電圧）を印加し、低圧反応ガスのプラズマを発生
させ、プラズマ分解によりウェ―ハ上に薄膜を形成する
点が、図１の減圧ＣＶＤ装置と異なる。またガス供給ラ
イン機構１６ｂの構成要素の接続が機構１６ａと若干異
なる例を示した。機構１６ａと１６ｂを取り替えても差
し支えない。またガス供給ライン機構１６は、所望によ
り 1ユニットまたは 3ユニット以上の単位ガス供給ライ
ン機構から構成されても差し支えない。

【００３０】次に図１に示す半導体製造装置を使用し
て、被処理基板面にタングステン薄膜を形成する半導体
装置の製造方法について説明する。

【００３１】反応容器１内にて、反応ガス導入ライン１
５ａ及び１５ｂから供給される反応ガスの化学反応によ
り被処理基板３にタングステン薄膜を形成後、ガス供給
ライン機構１６ａの反応ガス導入用バルブ１１を閉じ、
反応ガスの導入を停止し、反応容器内を排気した後、成
膜された被処理基板３を、図示してないが、反応容器１
に連接するロードロック室に搬出する。次にクリーニン
グガス導入用バルブ１１を開け、クリーニングガス活性
化手段１２により活性化されたクリーニングガス（ＳＦ
₆等）を反応ガス導入ライン１５ａ及び１５ｂに流す。
これにより反応ガス導入ライン１５ａ及び１５ｂの壁面
に付着している反応生成物を除去する。さらに、この活
性化されたクリーニングガスは、反応容器１内に導入さ
れ、反応容器内に残留している反応生成物を除去する。
これにより、反応容器１とこれに連結する反応ガス導入
ライン１５ａ及び１５ｂ、排気口２等の容器の内部は洗
浄される。その後、公知の方法により、反応容器１内に
次に成膜される被処理基板を収容し、タングステンの成
膜を行なう。

【００３２】図２に示すプラズマＣＶＤ装置を使用し
て、被処理基板面にタングステン薄膜を形成する製造方
法において、成膜後に反応容器内及びこれに連結する反
応ガス導入ライン等の容器内の洗浄方法は、前記図１の
減圧ＣＶＤ装置の場合に準ずる。この場合、本装置で
は、洗浄のため反応容器内に導入された活性化されたク
リーニングガスを、所望により反応容器内にプラズマを
発生させ、その洗浄効果を高めることができる。

【００３３】図３ないし図５は、クリーニングガス活性
化手段の構成の実施例を示す概要断面図である。

【００３４】図３に示す活性化手段１２ａは、石英から
成る円筒型のガス導入ライン１８ａに、コイル状の導体
１３を巻いたもので、コイル導体１３に高周波電源（例
えば13.56ＭＨｚ）１７を印加すると、電磁誘導により
ガス導入ライン１８ａの減圧された内部にプラズマが発
生し、導入されるガスは活性化される。この手段は誘導
型とも呼ばれる。

【００３５】図４に示す活性化手段１２ｂは、平行平板
型と呼ばれ、ガス導入ライン１９（ステンレス鋼）の内
部に、対向する平行平板電極１４ａ及び１４ｂが設けら
れ、高周波電源１７が両極板間に印加され、両板間に発
生する高周波電界により、減圧されたガス導入ライン内
部にプラズマが発生する。

【００３６】図５は、マイクロ波（例えば2.45ＧＨｚ）
を利用した活性化手段１２ｃを示す。２１は導波管、２
１ａは空洞共振器（キャビティ）で、マイクロ波の電磁
界によりプラズマが発生する領域である。符号１８ｂ
は、導波管内に設けられる石英から成るガス導入ライン
である。また矢線ｍはマイクロ波の進入方向を示す。

【００３７】クリーニングガス活性化手段は、図３ない
し図５に示す手段に限定されない。例えば直流電圧電源
を用いてプラズマを発生させてもよい。さらには、紫外
線、放射線等の光エネルギー等による活性化手段を利用
することもできる。

【００３８】ガス供給ライン機構の構成要素であるクリ
ーニングガス活性化手段１２や、開閉バルブ１１等の配
置は、図１及び図２に示すガス供給ライン機構１６ａ及
び１６ｂに限定されない。

【００３９】次に図１に示す本発明による製造装置と本
発明による製造方法とにより、被処理基板上にタングス
テン薄膜を形成した場合と、図１４に示す従来の製造装
置を使用し、従来の方法で薄膜を形成した場合との成膜
状況の比較を行なった。

【００４０】図１２は、基板の処理枚数と基板上の反応
生成物による粉塵（パーティクル）の個数との関係を示
す図である。横軸は基板の処理枚数、縦軸は基板 1枚当
たりの粉塵の付着個数である。粉塵の個数は、パーティ
クルカウンターにより、粒径約0.数μｍ以上の大きさの
パーティクルを粉塵として計数した。従来の半導体製造
装置において、反応容器内のみを洗浄した場合の基板処
理枚数と反応生成物による粉塵の個数との関係を曲線ａ
（点線）で示し、本発明の半導体製造装置を用いた場合
を曲線ｂ（実線）で示す。

【００４１】従来の半導体製造装置と半導体装置の製造
方法では、基板処理枚数が増加するとともに、反応生成
物による粉塵の個数は増加し、基板処理枚数が1000枚を
超えると急激に増加する。しかしながら本発明の装置と
製造方法においては、基板処理枚数の増加に対し、基板
上の反応生成物による粉塵の個数は、ほとんど増減がな
く、基板処理枚数が1000枚を超えても、急激な増加は認
められなかった。

【００４２】一方、反応ガス導入ラインに反応生成物が
付着すると、成膜速度が低下するという問題がある。こ
のため従来及び本発明の前記半導体製造装置及び製造方
法において、それぞれの基板の処理枚数と成膜速度との
関係を調べた。

【００４３】図１３は、その結果を示すもので、横軸は
基板の処理枚数、縦軸は成膜速度（nm／min ）を表わ
す。従来の場合の基板の処理枚数と成膜速度の関係を曲
線ｃ（点線）で示し、本発明の場合を曲線ｄ（実線）で
示す。従来の半導体製造装置と製造方法では、基板処理
枚数が増加するとともに、成膜速度は低下し、基板処理
枚数が 500枚を超えると約10％、1000枚を超えると約30
％低下した。しかし本発明の場合には、基板処理枚数が
増加し、1000枚を超えても、成膜速度にほとんど変化が
認められなかった。

【００４４】従来の半導体製造装置と製造方法では、反
応ガス導入ライン内に付着した反応生成物を取り除くこ
とができなかったため、基板処理枚数が増加すると反応
生成物による粉塵の数が増大し、かつ成膜速度が低下す
るため、定期的に反応ガス導入ラインを酸等により洗
浄、もしくは新しいものと交換するという必要があっ
た。

【００４５】しかし本発明の半導体装置と製造方法を用
いることにより、反応ガス導入ラインを、反応容器内を
大気中に晒すことなく、クリーニングを行なうことがで
きるようになり、反応容器内を極めて良好な状態に保つ
ことができるようになった。

【００４６】図６は、本発明の請求項３に係る半導体製
造装置の実施例の構成の概要を示す断面図である。減圧
ＣＶＤ装置で、シリコン基板上にタングステン薄膜を形
成する場合を例にとり、以下説明する。

【００４７】図６に示すように本製造装置は、反応容器
３１を有し、反応容器３１内には、被処理基板３が収容
され、基板３は、静電吸着用電極８及びヒーター７を埋
め込んだホットプレート９上に静電チャックされる。反
応容器３１の器壁には、ゲートバルブ３４ｆを介して反
応ガス導入ライン２５が設けられ、また排気口２２ａ、
ゲートバルブ３４ｄ、排気ライン２３ａを介して排気手
段３３ａが設けられる。またゲートバルブ３４ｂを介し
反応容器３１に連接する図示しないロードロック室が設
けられる。

【００４８】集塵プレート処理室３２は、集塵プレート
出し入れ用ゲートバルブ３４ａを介して反応容器３１に
連接して設けられる。集塵プレート処理室３２内には、
集塵プレート３０、集塵プレートの帯電及び除電を行な
う手段３５、及び集塵プレートを反応容器３１内に搬送
する手段３６等が設けられる。集塵プレート処理室の底
部には、排気口２２ｂ、ゲートバルブ３４ｅ、排気ライ
ン２３ｂを介して排気手段３３ｂが設けられ、該処理室
内を0.数m Ｔorr 以下の減圧状態にすることができる。
またゲートバルブ３４ｃは、集塵プレートを外部で洗浄
したりする等のため設けられる。

【００４９】図７は集塵プレート３０の実施例を示す構
成図で、同図（ａ）及び（ｂ）は、集塵プレートの一例
を示すそれぞれ平面図及び断面図である。絶縁物３０ｂ
の表面側に導電体３０ａを埋め込んでいる。導電体に
は、金、銀等の反応ガスと反応し難い材料が好ましい。
また絶縁物は、Ｓi Ｏ₂、Ｔａ₂Ｏ₂等の誘電率の高い
材料が好ましい。また集塵プレートの寸法は、被処理基
板の大きさに等しいことが好ましい。

【００５０】図７の（ｃ）及び（ｄ）は集塵プレートの
他の例を示すそれぞれ平面図及び断面図である。絶縁物
３０ｄは、導電体３０ｃの周縁部分を保持し、導電体３
０ｃは両主面が露出するようになっている。

【００５１】図７において導電体３０ａ及び３０ｃは格
子状（メッシュ状）であっても差し支えないし、絶縁物
３０ｂ、３０ｄの外形は円板状または円環状に限定され
ない。絶縁物は導電体の一部に接し、これを保持するも
のでも差し支えないが、導電体はこれを保持する絶縁物
等によって周囲と絶縁されていることが必要である。

【００５２】反応容器３１の外囲壁は、アース電位に保
たれていて、集塵プレート３０の導電体は、例えば 4ｋ
Ｖの電位に帯電される。この帯電した集塵プレートを、
被処理基板の処理の前に、反応容器内を搬送し、種々の
処理を施す反応容器内に残留する粉塵を静電力により吸
着する。

【００５３】図８は、集塵プレート３０の帯電及び除電
を行なう手段３５の構成の一例を示す図である。集塵プ
レート３０を帯電または除電する場合には、まず集塵プ
レート３０を、アース電位の台３５ａ上に載置する。次
に電圧を印加するための電極３５ｂを集塵プレート３０
の導電体３０ａに接触させる。そして電源３５ｄにより
例えば 4ｋＶの高電圧を印加し、導電体３０ａを帯電す
る。また除電は、電極３５ｂをアース電位３５ｅにする
ことにより行なう。スイッチ３５ｃは、電極３５ｂを電
源３５ｄ或いはアース電位３５ｅに切り換えるために設
ける。このときの帯電は、集塵プレート処理室内を真空
排気した後、行なうことが望ましく、また除電は大気中
で行なうことが望ましい。

【００５４】また集塵プレート３０に吸着した粉塵の除
去は、集塵プレート３０を集塵プレート処理室３２より
取り出し、水洗または集塵プレートにガスを吹き付ける
ことにより行なう。これにより集塵プレートの再使用は
可能となる。

【００５５】次に図６に示す本発明の請求項３に係る半
導体製造装置を使用する請求項４に係る本発明の半導体
装置の製造方法について説明する。図６の反応容器３１
内の被処理基板３は、成膜工程終了直後の状態にあるも
のと仮定する。ゲートバルブ３４ｆを閉じ、反応ガスの
導入を中止して、反応容器３１内を排気する。次に成膜
済みの基板３を、ゲートバルブ３４ｂを経て、図示しな
いロードロック室に搬出する。一方、集塵プレート処理
室３２内に収納され、帯電された集塵プレート３０に接
触する電極３５ｂ（図８参照）は切り離され、集塵プレ
ート搬送手段３６により、図９に示すように、ゲートバ
ルブ３４ａを経て、反応容器３１内に搬送される。この
ときゲートバルブ３４ｆ及び３４ｂは閉じられ、反応容
器３１内は排気口２２ａを経て排気状態にある。このと
き粉塵１０は反応容器３１中に残留している。

【００５６】次に図１０に示すように、集塵プレート３
０は、被処理基板をセットする時とほぼ同様の操作手順
により、ホットプレート９上に載置されると共に、ゲー
トバルブ３４ｆを開き、ゲートバルブ３４ａ、３４ｂを
閉じ、反応ガス導入ライン２５より反応ガスを導入し、
排気口２２ａより排気する。この時粉塵１０は、従来技
術で被処理基板をセットする時と同様、反応容器３１内
で舞い上がり、被処理基板に代えて載置した集塵プレー
ト３０に吸着される。

【００５７】次に図１１に示すように、ゲートバルブ３
４ｆを閉じ、反応ガスの導入を止め、反応室内の反応ガ
スを排気した後、集塵プレート３０を集塵プレート処理
室３２に搬出する。この時、粉塵１０は、集塵プレート
３０に吸着されたまま反応容器３１外に搬出され除去さ
れる。なお図１０において、反応ガス導入ライン２５よ
り導入されるガスは、反応容器３１内の雰囲気を保つた
め、実際に被処理基板の処理に用いる反応ガスと同じも
のが好ましいが、不活性ガスを用いることもできる。

【００５８】次に公知の方法により、反応容器３１内に
ゲートバルブ３４ｂを経て、被処理基板を収容し、反応
により該基板面に薄膜を形成する。

【００５９】上記実施例においては、被処理基板上に薄
膜を形成する工程の前に、被処理基板に代えて、帯電し
た集塵プレートを反応容器内に収容し、反応ガス導入ラ
インを経由して反応容器内に反応ガスを噴出し、反応容
器内や反応ガス導入ライン等に残留する粉塵を舞い上が
らせ、集塵プレートにより吸着除去するので、その後に
成膜された被処理基板上に堆積する粉塵の個数は、著し
く少なくなり、半導体装置の不良の発生率を大きく下げ
ることができると共に、反応ガス導入ラインに付着する
粉塵等に起因する成膜速度の低下を軽減することができ
た。

【００６０】これまで減圧ＣＶＤ装置で被処理基板上に
薄膜を形成する場合について述べたが、本発明の骨子
は、帯電させた集塵プレートを用い、反応容器内に残留
する粉塵を除去することにあるので、該粉塵が悪影響を
もたらすその他の半導体製造装置に対しても適用でき
る。

【００６１】

【発明の効果】これまで詳述したように、本発明によ
り、反応容器内及び反応ガス導入ライン内に残留する粉
塵を効率よく除去し、被処理基板上への粉塵の付着を軽
減すると共に、残留粉塵による成膜速度の低下を防止で
きる半導体製造装置及び半導体装置の製造方法を提供す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１に係る半導体製造装置の実施
例の構成の概略を示す断面図である。

【図２】本発明の請求項１に係る半導体製造装置の他の
実施例の構成の概略を示す断面図である。

【図３】図１及び図２に示す装置のクリーニングガス活
性化手段の実施例を示す断面図である。

【図４】図１及び図２に示す装置のクリーニングガス活
性化手段の他の実施例を示す断面図である。

【図５】図１及び図２に示す装置のクリーニングガス活
性化手段のその他の実施例を示す断面図である。

【図６】本発明の請求項３に係る半導体製造装置の実施
例の構成の概略を示す断面図である。

【図７】同図（ａ）及び（ｂ）は、図６に示す装置の集
塵プレートの実施例のそれぞれ平面図及び断面図であ
り、同図（ｃ）及び（ｄ）は、集塵プレートの他の実施
例のそれぞれ平面図及び断面図である。

【図８】図６に示す装置の集塵プレートの帯電除電を行
なう手段の構成の実施例を示す図である。

【図９】本発明の請求項４に係る半導体装置の製造方法
の工程を説明する図である。

【図１０】図９に示す工程に続く製造工程を説明する図
である。

【図１１】図１０に示す工程に続く製造工程を説明する
図である。

【図１２】図１に示す本発明の半導体製造装置及び図１
４に示す従来の半導体製造装置を使用したそれぞれの場
合における基板の処理枚数と基板上の粉塵数との関係を
示す特性図である。

【図１３】図１に示す本発明の半導体製造装置及び図１
４に示す従来の半導体製造装置を使用したそれぞれの場
合における基板の処理枚数と成膜速度との関係を示す特
性図である。

【図１４】従来の半導体製造装置の構成の一例を示す断
面図である。

【図１５】従来の半導体製造装置の構成の他の例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１，３１反応容器２，２２ａ，２２ｂ排気口３被処理基板４基板固定治具５ａ，５ｂ反応ガス導入ライン８静電チャック用電極９ホットプレート１０粉塵１１バルブ１２クリーニングガス活性化手段１５ａ，１５ｂ，２５反応ガス導入ライン１６ａ，１６ｂガス供給ライン機構２３ａ，２３ｂ排気ライン３０集塵プレート３０ａ，３０ｃ導電体（集塵プレートの）３０ｂ，３０ｄ絶縁物（集塵プレートの）３２集塵プレート処理室３３ａ，３３ｂ排気手段３４ａ集塵プレート出し入れ用ゲート
バルブ３５集塵プレートの帯電除電手段３６集塵プレートの搬送手段

フロントページの続き (72)発明者古澤進二大分県大分市大字松岡3500 株式会社東芝大分工場内 (72)発明者遠藤隆之神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理基板を収容し反応により該基板面に
薄膜形成を行なう反応容器と、該反応容器内を減圧する
ための排気手段と、前記反応容器内に反応ガスを導入す
るラインであると共にクリーニングガスを活性化し、こ
のクリーニングガスを導入する手段を含むガス供給ライ
ン機構とを、具備することを特徴とする半導体製造装
置。
【請求項２】請求項１記載の半導体製造装置を使用して
被処理基板面に薄膜を形成するに当たり、ガス供給ライ
ン機構のクリーニングガス活性化手段により活性化され
たクリーニングガスを、反応ガス導入ラインを経て反応
容器内に供給し、反応ガス導入ライン及び反応容器内に
残留する粉塵を除去した後、反応容器内に被処理基板を
収容し、反応により該基板面に薄膜を形成する工程を含
むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】被処理基板を収容し反応により該基板面に
薄膜形成を行なう反応容器と、該反応容器内を減圧する
ための排気手段と、前記反応容器内に反応ガスを導入す
るガス導入ラインと、静電力により粉塵を吸着する導電
体を絶縁物で保持して成る集塵プレートと、集塵プレー
トの出し入れ用ゲートバルブを介して前記反応容器に連
接して設けられる集塵プレート処理室と、集塵プレート
処理室内に設けられ、集塵プレートの帯電及び除電を行
なう手段並びに集塵プレートを前記反応容器内に搬送す
る手段とを、具備することを特徴とする半導体製造装
置。
【請求項４】請求項３記載の半導体製造装置を使用して
被処理基板面に薄膜を形成するに当たり、帯電した集塵
プレートを反応容器内に搬送設置し、ガス導入ラインよ
り反応ガスまたは不活性ガスを反応容器内に導入し、反
応容器内に残留する粉塵を舞い上げ、集塵プレートの静
電力吸着により前記粉塵を除去した後、反応容器内に被
処理基板を収容し、反応により該基板面に薄膜を形成す
る工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。