JPH09199509A - 半導体成膜装置 - Google Patents

半導体成膜装置

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JPH09199509A
JPH09199509A JP571096A JP571096A JPH09199509A JP H09199509 A JPH09199509 A JP H09199509A JP 571096 A JP571096 A JP 571096A JP 571096 A JP571096 A JP 571096A JP H09199509 A JPH09199509 A JP H09199509A
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宏行 高浜
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クライオポンプの連続的使用が可能なチャン
バを有する半導体成膜装置を提供することである。 【解決手段】 内部にチャンバ12を有するハウジング
14と、チャンバ内を加熱するウエハ加熱器を備える半
導体成膜装置において、チャンバ12は、内部にウエハ
保持部20を有すると共にチャンバ内のガスを排気する
クライオポンプ用排気ポート18を有し、ウエハ保持部
20とクライオポンプ用排気ポート18の間にヒートシ
ールド26を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、内部が加熱され
るチャンバを有する半導体成膜装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】半導体製造プロセスにおいては、Alリ
フロープロセス等チャンバ内の加熱を必要とするプロセ
スが存在する。ここで、Alリフロープロセスとは、ス
パッタリングによりAl膜を形成し、このAl膜により
電極等の形成を行なう際に、Al膜形成後、ウエハの加
熱を行なうことにより電気的導通を完全にするものであ
る。即ち、半導体デバイスの集積度が上がるとコンタク
トホール等も微細化し、スパッタリングによりAl膜を
形成した場合に、コンタクトホール内にAl膜の形成が
行なわれないことから電気的導通が不完全になる。そこ
で、Alリフロープロセスにおいて、スパッタリングに
よりAl膜を形成した後に、ウエハを加熱することによ
りAl膜を溶融させ、コンタクトホール内にAlを流し
込み電気的導通を完全にするものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Alリ
フロープロセスにおいては、リフローチャンバ内のウエ
ハを600℃程度に加熱する必要があるため、高温にな
ったプロセスガスや、ウエハ加熱器からの輻射熱によ
り、低温(約−260℃)での運転を必要とするクライ
オポンプの連続的使用が不可能になるという問題があっ
た。即ち、従来の、リフローチャンバ等においては、チ
ャンバ内のガスの排気効率を高めるため、ウエハ加熱器
とクライオポンプが近接して設置されていることからク
ライオポンプが高温のプロセスガスや、ウエハ加熱器か
らの輻射熱の影響を受けやすくクライオポンプを低温に
保つことが困難になり、クライオポンプを冷却する間、
使用が不可能になるという問題があった。
【0004】この発明の課題は、充分な排気速度を確保
しつつクライオポンプの連続的使用が可能なチャンバを
有する半導体成膜装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体成
膜装置は、内部にチャンバを有するハウジングと、チャ
ンバ内を加熱するウエハ加熱器を備える半導体成膜装置
において、前記チャンバは、内部にウエハ保持部を有す
ると共に前記チャンバ内のガスを排気する排気ポートを
有し、前記ウエハ保持部と前記排気ポートの間にヒート
シールドを備えることを特徴とする。
【0006】従って、チャンバ内のウエハ保持部側で加
熱されたガスがウエハ保持部と排気ポートの間に設けら
れているヒートシールドにぶつかり、冷却され、方向を
変えられた後に排気ポートから排出されることとなるた
め、チャンバ内のウエハ保持部側の熱が排気ポートに伝
わりにくくなる。
【0007】また、請求項2記載の半導体成膜装置は、
請求項1記載の半導体成膜装置の前記チャンバを、Al
リフローチャンバとしたことを特徴とする。
【0008】従って、Alリフロープロセスを連続的に
行なうことができ、Alリフロー膜の量産が可能とな
る。
【0009】また、請求項3記載の半導体成膜装置は、
請求項1又は請求項2記載の半導体成膜装置の前記ヒー
トシールドの前記ウエハ保持部側の表面に反射防止処理
を施したことを特徴とする。
【0010】従って、チャンバ内を加熱するために用い
られるハロゲンランプの光を反射防止処理が施されてい
るヒートシールドのウエハ保持部側の表面で吸収し、熱
をハウジングに逃がすことができることから、排気ポー
ト側のチャンバ内の温度の上昇を抑制することができ
る。
【0011】また、請求項4記載の半導体成膜装置は、
請求項1又は請求項2記載の半導体成膜装置の前記ハウ
ジングの外壁面に、更にウォータジャケットを備え、前
記ヒートシールドは、前記ウォータジャケットが接して
いるハウジングの外壁面に対応する前記ハウジングの内
壁面に備えられていることを特徴とする。
【0012】従って、ヒートシールドから伝えられた熱
により加熱されたハウジングは、ウォータジャケットに
より効率的に冷却される。
【0013】また、請求項5記載の半導体成膜装置は、
請求項1又は請求項2記載の半導体成膜装置の前記排気
ポートが、前記チャンバの前記ウエハ保持部が備えられ
ている位置に対して反対側であり、前記チャンバを構成
するハウジングの底面に設けられていることを特徴とす
る。
【0014】従って、ヒートシールドを通過したガスは
排気ポート側のハウジングの内壁等にぶつかり方向が変
えられた後に排気ポートから排出されることとなり、高
温のガスが直接排気ポートから排出されるのを防止する
ことができる。
【0015】また、請求項6記載の半導体成膜装置は、
請求項1又は請求項2記載の半導体成膜装置の前記ハウ
ジングの前記ウエハ保持部側の内壁面に、鏡面処理が施
されていることを特徴とする。
【0016】従って、チャンバ内の加熱を行なうための
ハロゲンランプの光を反射させ、チャンバ内を効率的に
加熱することができる。
【0017】更に、請求項7記載の半導体成膜装置は、
請求項1又は請求項2記載の半導体成膜装置の前記ハウ
ジングの前記排気ポート側の内壁面に、反射防止処理が
施されていることを特徴とする。
【0018】従って、チャンバ内の加熱を行なうための
ハロゲンランプの光が、チャンバの排気ポート側に入射
した場合であっても、反射防止処理が施されている排気
ポート側の内壁面で吸収することができ、反射した光が
直接排気ポートを照射することを防止することができ
る。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態を説明する。
【0020】図1及び図2において符号10で示すもの
は、この発明の実施の形態にかかる半導体成膜装置のA
lリフローチャンバであり、マルチチャンバシステムの
1つのチャンバとして用いられるものである。
【0021】Alリフローチャンバ10は、内部にチャ
ンバ12を有するハウジング14を備え、このハウジン
グ14の一端の側壁にはウエハ搬送口16が設けられて
いると共に、ハウジング14の他端の底面には、クライ
オポンプ用排気ポート18が設けられている。また、ハ
ウジング14の上面には、開口部が設けられ、この開口
部は蓋体14aにより覆われている。
【0022】ハウジング14のウエハ搬送口16側のウ
エハ搬送口側内壁面14b及び蓋体14aの裏面14c
には、鏡面処理が施されている。一方、ハウジング14
のクライオポンプ用排気ポート18側のクライオポンプ
用排気ポート側内壁面14dには、反射防止処理が施さ
れている。
【0023】チャンバ12内には、ウエハ搬送口16側
の底面にウエハ加熱器(図示せず)を内蔵する円盤状の
ウエハ保持部20が設置され、ウエハ22はその上面に
おいて保持される。また、ウエハ保持部20の両側部に
は、チャンバ12内を加熱するための円筒状のハロゲン
ランプ24が設置されている。
【0024】また、チャンバ12内には、ウエハ保持部
20とクライオポンプ用排気ポート18との間に、チャ
ンバ12内のウエハ保持部20側の熱を遮断し、クライ
オポンプ用排気ポート18側に伝えないようにするため
のヒートシールド26が設けられている。ここで、ヒー
トシールド26は、円弧状のアッパーヒートシールド2
6a及びロワーヒートシルド26bから構成され、アッ
パーヒートシールド26aは、ウエハ保持部20を囲む
ように形成され、ハウジング14の蓋体14aの裏面に
取り付けられている。また、ロワーヒートシルド26b
は、クライオポンプ用排気ポート18を囲むように形成
され、ハウジング14の底面に取り付けられている。こ
こで、アッパーヒートシールド26a及びロワーヒート
シルド26bのウエハ保持部20側の表面には、反射防
止処理が施されている。
【0025】なお、アッパーヒートシールド26aの下
端とロワーヒートシルド26bの側面との距離Xは、チ
ャンバ12内の圧力が1mTorrの場合には、50m
mとされる。これは、チャンバ12内の圧力が1mTo
rrの場合のガスの平均自由行程が50mmであること
から、ガスの排気を効率的に行なうためには、平均自由
行程よりも大きい隙間が必要になるためである。
【0026】更に、ハウジング14の上面の略全体、ハ
ウジング14の下面のロワーヒートシルド26bが取り
付けられている位置に対応する位置及びクライオポンプ
用排気ポート18側の外側壁には、ハウジング14を冷
水を流すことにより冷却するためのウォータジャケット
28が設けられている。
【0027】なお、クライオポンプ用排気ポート18に
は、バルブ30を介して、チャンバ12内のガスを排気
するためのクライオポンプ32が接続されている。
【0028】次に、このAlリフローチャンバ10を、
Alリフロープロセスにおいて用いる場合について説明
する。
【0029】まず、チャンバ12内のウエハ保持部20
を約600℃に加熱し、さらにウエハ保持部20の両側
部に備えられているハロゲンランプ24の光により、充
分、チャンバベークを行ない、チャンバ12内に存在す
るガスをクライオポンプ32により排気する。
【0030】ここで、ハウジング14のウエハ保持部2
0側のウエハ搬送口側内壁面14bには、鏡面処理が施
されていることから、ハロゲンランプ24の光が鏡面処
理が施されているウエハ搬送口側内壁面14bにより反
射して、チャンバ12内を効率良く加熱することができ
る。
【0031】一方、ウエハ保持部20側のチャンバ内で
加熱されたガスは、クライオポンプ32により排気され
る際に、ヒートシールド26にぶつかり、進路を変更さ
れた後にクライオポンプ32により吸引されるため、加
熱されたガスが直接クライオポンプ32により吸引され
ることがなく、クライオポンプ32の温度の上昇を抑制
することができる。
【0032】また、アッパーヒートシールド26a及び
ロワーヒートシルド26bのウエハ保持部20側の表面
には、反射防止処理が施されているため、ハロゲンラン
プ24の光が、このアッパーヒートシールド26a及び
ロワーヒートシルド26bのウエハ保持部20側の表面
により吸収される。この光の吸収により、アッパーヒー
トシールド26a及びロワーヒートシルド26bの温度
は上昇するが、アッパーヒートシールド26a及びロワ
ーヒートシルド26bの取り付けられているハウジング
14の位置に対応するハウジング14の上面及び下面に
は、ウォータージャケット28が備えられていることか
ら、アッパーヒートシールド26a及びロワーヒートシ
ルド26bの熱を、ウォータージャケット28側に逃が
すことができ、クライオポンプ用排気ポート18側のチ
ャンバ12内の温度を上昇させることがない。
【0033】更に、ハロゲンランプ24の光がクライオ
ポンプ用排気ポート18側のチャンバ12に入射した場
合であっても、反射防止処理が施されているクライオポ
ンプ用排気ポート側内壁面14dにより光が吸収される
ため、ハロゲンランプ24の光がクライオポンプ用排気
ポート18を直接照射することがない。
【0034】また、ウエハ搬送口側内壁面14bに、鏡
面処理が施されていることからウエハ搬送口側内壁面1
4bの表面積が減少すると共に、チャンバ12内のガス
のウエハ搬送口側内壁面14bへの付着量を減少させる
ことができ、チャンバ12内のガスの排気を十分に行な
うことができる。
【0035】上述のようにして、チャンバ12内を加熱
し、チャンバ12内のガスを排気した後に、ウエハ22
をウエハ搬送口16からチャンバ12内に搬入し、ウエ
ハ保持部20の上面で保持する。このウエハ保持部20
により保持されているウエハ22は、ウエハ保持部20
に内蔵されているウエハ加熱器の輻射熱及びウエハ保持
部20の両側部に備えられているハロゲンランプの光に
より約600℃まで加熱され、Alリフローが実行され
る。
【0036】この発明の実施の形態のAlリフローチャ
ンバによれば、クライオポンプ32に対する熱負荷を減
少されることができ、クライオポンプの連続運転が可能
になる。従って、Alリフローチャンバの効率的な運転
が可能となり、安定したAlリフロー膜を大量に生産す
ることができる。
【0037】なお、上述の実施の形態においては、ヒー
トシールド26がアッパーヒートシールド26a及びロ
ワーヒートシルド26bにより構成されているが、これ
に限定されることなく、1枚のヒートシールドにより構
成してもよい。
【0038】また、上述の実施の形態においては、Al
リフローチャンバについて説明したが、これに限定され
ることなく、SiON膜を形成する熱酸窒化処理等で用
いられるチャンバであってもよい。
【0039】
【発明の効果】この発明によれば、ウエハ保持部と排気
ポートとの間にヒートシールドを備えるため、チャンバ
内のウエハ保持部側の熱が排気ポートに伝わりにくくな
り、クライオポンプの温度上昇を抑制することができ、
クライオポンプを連続的に運転することができる。
【0040】また、チャンバをAlリフローチャンバと
した場合には、Alリフロープロセスを連続的に行なう
ことができ、Alリフロー膜の量産が可能となる。
【0041】また、ヒートシールドのウエハ保持部側の
表面に反射防止処理を施した場合には、チャンバ内を加
熱するために用いられるハロゲンランプの光を反射防止
処理が施されているヒートシールドのウエハ保持部側の
表面で吸収し、熱をハウジングに逃がすことができるこ
とから、排気ポート側のチャンバ内の温度の上昇を抑制
することができる。
【0042】また、ハウジングの外壁面にウォータジャ
ケットを備え、ヒートシールドをウォータジャケットが
接しているハウジングの外壁面に対応するハウジングの
内壁面に備える場合には、ヒートシールドから伝えられ
た熱により加熱されたハウジングは、ウォータジャケッ
トにより効率的に冷却される。
【0043】また、排気ポートをチャンバのウエハ保持
部が備えられている位置に対して反対側であり、チャン
バを構成するハウジングの底面に設ける場合には、ヒー
トシールドを通過したガスは排気ポート側のハウジング
の内壁等にぶつかり方向が変えられた後に排気ポートか
ら排出されることとなり、高温のガスが直接排気ポート
から排出されるのを防止することができる。
【0044】また、ハウジングのウエハ保持部側の内壁
面に鏡面処理が施されている場合には、チャンバ内の加
熱を行なうためのハロゲンランプの光を反射させ、チャ
ンバ内を効率的に加熱することができる。
【0045】更に、ハウジングの排気ポート側の内壁面
に反射防止処理が施されている場合には、チャンバ内の
加熱を行なうためのハロゲンランプの光が、チャンバの
排気ポート側に入射した場合であっても、反射防止処理
が施されている排気ポート側の内壁面で吸収することが
でき、反射した光が直接排気ポートを照射することを防
止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態にかかる半導体成膜装置
のAlリフローチャンバの垂直断面図である。
【図2】この発明の実施の形態にかかる半導体成膜装置
のAlリフローチャンバの水平断面図である。
【符号の説明】 10…Alリフローチャンバ、12…チャンバ、14…
ハウジング、14a…蓋体、14b…ウエハ搬送口側内
壁面、14d…クライオポンプ用排気ポート側内壁面、
16…ウエハ搬送口、18…クライオポンプ用排気ポー
ト、20…ウエハ保持部、22…ウエハ、24…ハロゲ
ンランプ、26…ヒートシールド、26a…アッパーヒ
ートシールド、26b…ロワーヒートシールド、28…
ウォータジャケット、30…バルブ、32…クライオポ
ンプ。
フロントページの続き (72)発明者 高浜 宏行 千葉県成田市新泉14−3野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 (72)発明者 中村 哲也 千葉県成田市新泉14−3野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 (72)発明者 斎藤 昭彦 千葉県成田市新泉14−3野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部にチャンバを有するハウジングと、
    チャンバ内を加熱するウエハ加熱器を備える半導体成膜
    装置において、 前記チャンバは、内部にウエハ保持部を有すると共に前
    記チャンバ内のガスを排気する排気ポートを有し、前記
    ウエハ保持部と前記排気ポートの間にヒートシールドを
    備えることを特徴とする半導体成膜装置。
  2. 【請求項2】 前記チャンバは、Alリフローチャンバ
    であることを特徴とする請求項1記載の半導体成膜装
    置。
  3. 【請求項3】 前記ヒートシールドは、前記ウエハ保持
    部側の表面に反射防止処理が施されていることを特徴と
    する請求項1又は請求項2記載の半導体成膜装置。
  4. 【請求項4】 前記ハウジングの外壁面に、更にウォー
    タジャケットを備え、前記ヒートシールドは、前記ウォ
    ータジャケットが接しているハウジングの外壁面に対応
    する前記ハウジングの内壁面に備えられていることを特
    徴とする請求項1又は請求項2記載の半導体成膜装置。
  5. 【請求項5】 前記排気ポートは、前記チャンバの前記
    ウエハ保持部が備えられている位置に対して反対側であ
    り、前記チャンバを構成するハウジングの底面に設けら
    れていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の
    半導体成膜装置。
  6. 【請求項6】 前記ハウジングの前記ウエハ保持部側の
    内壁面は、鏡面処理が施されていることを特徴とする請
    求項1又は請求項2記載の半導体成膜装置。
  7. 【請求項7】 前記ハウジングの前記排気ポート側の内
    壁面は、反射防止処理が施されていることを特徴とする
    請求項1又は請求項2記載の半導体成膜装置。
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