JPH0680639B2 - 半導体ウエハの処理方法 - Google Patents

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、半導体ウエハの処理方法に関する。

（従来の技術） 従来、半導体ウエハの処理装置例えばプラズマエッチン
グ装置やスパッタリング装置等を使用したウエハの処理
作業は、高真空の環境下で行われている。

例えば、スパッタエッチン装置では、高真空の処理室内
に一対の電極例えば高周波電極を配置し、該電極に高周
波電力を印加して処理室内に導入した反応気体例えばア
ルゴンガス等をプラズマ化する。そしてこんぼプラズマ
粒子を利用して基板例えば半導体ウエハ（以下、ウエ
ハ）のエッチング処理を行う装置である。

このようなウエハ処理作業では、ユニフォミティの向上
を図ること、薄膜中に不純物が混入しないようにするこ
と等の理由から、真空ポンプ等で処理室内を高真空とし
て塵埃や水分等を完全に除去した雰囲気の中で処理を行
わなければならない。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、ウエハや装置全体を構成している部材例
えばシリコンやステンレス等には若干ではあるが水分が
含有されており、このようなウエハ処理装置による処理
作業時には、この水分等の含有物質がウエハ処理中に処
理室内に徐々に蒸発し、この放出ガスにより、ユニフォ
ミティの低下や薄膜中の不純物の混入が発生するという
問題があった。この問題を解決するために真空ポンプの
能力を向上させることも考えられるが、装置が大型化す
るばかりかコスト高になるという問題があり、さらに装
置構造上ウエハ処理部近傍に真空ポンプを設置すること
は困難であるため、放出ガスや処理室内に残留している
塵埃を迅速に除去することは不可能であった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされ、処理
室内で発生した放出ガスや残留塵埃等の不純物粒子を迅
速に除去できる半導体ウエハの処理方法を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明方法は、真空処理室内に半導体ウエハを配置して
処理を行う半導体ウエハの処理方法において、この真空
処理室内を真空ポンプにより高真空にした後、この真空
処理室内に配設したゲッターポンプにより処理室内部の
露呈面にゲッター面を形成し、しかる後所定の真空度で
半導体ウエハの処理を行うことを特徴とする。

（作用） 真空処理室内に形成されたゲッター面は、化学的に活性
な物質であり、処理室内で発生した放出ガスや残留塵埃
は、活性化金属のゲッター作用によりゲッター面に吸着
され、処理室内の排気到達圧力を著しく向上させること
ができる。

（実施例） 以下、本発明方法をスパッタエッチング装置に適用した
一実施例について第１図および第２図を参照して説明す
る。

気密を保持する処理室１の一方の内壁には高周波電源２
に接続した円盤状の高周波電極３が嵌挿されており、他
方の内壁からは円筒状の隔壁４が処理室１のほぼ中間の
位置まで延設されている。

半導体ウエハ５は搬送機構により搬送されて高周波電極
３に当接される。

高周波電極３には、その軸部を貫通して処理室１内へ反
応気体例えばアルゴンガスを導入するためのガス導入管
６が設けられており、反応気体の一部はこの導入管６内
を流れて高周波電極３表面外周に設けられた排出口6aよ
り処理室１内へと流入する。

隔壁４前縁部内周にはウエハ５と平行なフランジ部を有
する円筒状のアースシールド７が取付けられており、エ
ッチング処理室１内で生成されたプラズマガスＢがエッ
チング処理室外へ影響をおよぼさないようにしている。
このアースシールド７はステンレス製の薄板からなり、
その表面は粗面を形成している。

該アースシールド７の中心軸上には、ゲッターポンプ例
えばチタンサブリメーションポンプ８が高周波電極の対
向側の内壁を貫通して処理室のほぼ中央部に位置するよ
うに配設されている。

このチタンサブリメーションポンプ８としては、本例で
はチタン製ケーシング内にヒータを内蔵し、この内蔵ヒ
ータを過熱させてケーシングのチタンを蒸発させるいわ
ゆる輻射型のものを使用したが、チタンのリボン等を通
電過熱して直接蒸発させる直接過熱型のものでもよい。

チタンサブリメーションポンプ８の先端方向には、その
先端部からわずかな間隙をおおいてシールド板９が配設
されており、このシールド板９は、チタンサブリメーシ
ョンポンプ８から蒸発した活性化チタン原子Ａがウエハ
５に付着することのないような形状に構成されている。

このようなスパッタエッチング装置におけるエッチング
方法について以下に説明する。

ウエハ搬送機構により、エッチング処理室内の高周波電
極３にウエハ６を当接した後（101）、処理室１内をク
ライオポンプ等の真空ポンプ10により高真空例えば10^-7
Torr程度の真空度とする（102）。

次に、チタンサブリメーションポンプ８を作動させて活
性化したチタン原子Ａをアースシールド４や処理室１内
の内部露呈面の少なくとも一部に蒸着させて活性化チタ
ンの薄膜即ちゲッター面を形成する（103）。このとき
ウエハ５に向って飛翔したチタン粒子は、シールド板９
によって遮蔽されるためウエハ５に付着することはな
い。また、ポンプの作動は例えば1500℃で１〜５分程度
でよい。尚、ゲッター面はチタン粒子に限らずゲッター
作用を有するものであればいずれでもよい。

こうしてチタンの薄膜を形成した後、反応気体例えばア
ルゴンガスを処理室１内に導入して、処理室１内を10^-4
Torr程度の真空度とする（104）。しかる後予め定めら
れたタイミングで高周波電極３に高周波例えば13.75MHz
の電力を印加して高周波放電を発生させ、生成されたプ
ラズマ粒子Ｂによりエッチングを行う（105）。

このような処理方法では、ウエハ処理中にウエハ内部や
装置内部露呈面から蒸発した放出ガスや処理室内に残留
している塵埃は、ゲッター作用によりゲッター面に吸着
されるため、常にクリーンな状態でウエハの処理ができ
る。

またチタンサブリメーションポンプ８は、真空ポンプ10
の補助としても作用するため、処理室内を迅速に高真空
とすることができる。

上述実施例を用いて、アルゴンガスにより６インチウエ
ハを500ワットの高周波電力で60秒間高周波エッチング
したところ、従来は粒径0.3μｍの粒子が約300個付着し
ていたものが50個に低減され大きな効果が認められた。
尚、ゲッター面を形成するシールド板やその他の内部露
呈面を粗面としておけば薄膜の剥離防止効果があり好ま
しい。

ところで、形成したゲッター面は、処理室を大気解放し
なければその効果は持続し、定期的にゲッター面の再形
成を行えば100枚程度のウエハ処理が可能であり、作業
性にも優れている。

前述実施例では本発明方法をスパッタエッチング装置に
適用した例を示したが、本発明方法はこれに限定される
ものではなく、例えばプラズマエッチング装置等のエッ
チング装置やスパッタリング装置等の真空処理室内で半
導体の製造処理をする装置であればいずれにも適用可能
である。また使用するポンプとしては例えばオービトロ
ンポンプやスパッターイオンポンプ等、ゲッターポンプ
であれば機種を選ばない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の半導体ウエハの処理方法
によれば、ウエハ処理中に発生する放出ガスや残留ガス
を迅速に除去することができ、しかも処理室内の排気速
度および到達圧力速度を著しく向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法をスパッタエッチング装置に適用し
た実施例の構成を示す断面図、第２図は実施例の作業方
法を示すフローチャートである。 １……処理室、３……高周波電極、５……ウエハ、７…
…アースシールド、８……チタンサブリメーションポン
プ、９……シールド板、10……真空ポンプ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空処理室内に半導体ウエハを配置して処
   理を行う半導体ウエハの処理方法において、 前記真空処理室内を真空ポンプにより高真空にした後、
   この真空処理室内に配設したゲッターポンプにより処理
   室内部の露呈面にゲッター面を形成し、しかる後所定の
   真空度で半導体ウエハの処理を行うことを特徴とする半
   導体ウエハの処理方法。
2. 【請求項２】真空処理室内にゲッター面形成材が配設さ
   れ、このゲッター面形成材にゲッター面を形成すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体ウエハ
   の処理方法。
3. 【請求項３】真空処理室が、ゲッターポンプから飛翔し
   た粒子が半導体ウエハ上に付着しないように粒子軌跡上
   に遮蔽板を具備していることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の半導体ウエハの処理方法。