JPS63205914A

JPS63205914A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JPS63205914A
Application number: JP3790887A
Authority: JP
Inventors: Yuzuru Komiyama; 小宮山　譲
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-02-23
Filing date: 1987-02-23
Publication date: 1988-08-25

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】〔産業上の利用分野〕この発明はプラズマＣＶＤ装置、プラズマエツチング装
置等のプラズマを利用して基盤を処理する半導体製造装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のプラズマを利用して基盤を処理する半導体製造装
置においては、菅野卓雄編著「半導体プラズマプロセス
技術」（昭和５５年）産業図書１５５．１５６頁に記載
されているよ５に、反応室の壁部に真空排気系が接続さ
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、プラズマＣＶＤ装置により窒化ケイ素からな
る薄膜を形成する場合の原料ガスであるシランガスとア
ンモニアガスとの反応式はつぎのように表わされる。

３ＳｉＨ４＋４ＮＨ，−ｐｓｉｓＮ４＋１２Ｈ２ここで
、Ｓｉ、Ｎ４は固体であり、他は気体であって、上記式
から明らかなように、原料ガスは７モルであるのに対し
て、反応後におけるガスは１２モルとなり、体積が増加
する。そして、実際のプラズマ中では、上記のような化
学量論的な反応ではないうえに、種々の反応が生じてお
り１反応生成物としてＳｉＨ２，ＳｉＨ、Ｓｉ　、ＮＨ
，Ｎ２．Ｎなどの存在が確認されている。このように、
基盤上に薄膜を形成する際に、原料ガスの分解、反応に
よって、局所的に体積が増加し、圧力が高くなるととも
に、形成される薄膜と異なる成分の分解生。

酸物が存在する。

また、プラズマエツチング装置によりＢＣｌ３゜Ｃ１２
、ＣＣｌ４の混合反応ガスを用いてＡ１をエツチングす
る場合には、各反応ガスが次式のように分解する。

ＢＣｌ３→Ｂ−）−３ＣＩＣ１２→２ＣＩＣＣ：１４→Ｃ＋４Ｃ：１このように、各反応ガスはそれぞれ４．２．５モルにな
るから、体積が増加する。また、各反応ガスから発生し
たＣ１がＡ１と次式のように反応する。

Ａｌ＋　３　Ｃ１→ＡｌＣｌ。

ここで、ＡｌＣｌ３は固体であり、Ｃ１は５モル消費さ
れるが１分解生成されるＣ１の量の方が多（、しかもＡ
ｌＣｌ、はプラズマ中で解離するから１局所的に体積が
増加し、圧力が高くなる。さらに。

基盤上の局所的な位置にＢＣ１□、ＢＣＩ、ＣＣＩ□。

ＣＣＩ、ＣユＣ１１ｌ、ＡｌＣｌ、Ａｌなどが存在する
。

そして、従来の半導体製造装置においては、反応室の壁
部に真空排気系が接続されているので、真空排気系によ
って反応室内の全圧が制御されるだけであるから、基盤
近傍の局所的な位置に発生した分解生成物、反応生成物
を有効に除去することができないので、分解生成物、反
応生成物あるいは分解生成物と反応生成物との衝突等に
よる再結合で発生した異物が基盤または基盤上の薄膜に
付着してしまうとともに、基盤近傍の局所的な位置に発
生した分解生成物、反応生成物が薄膜形成、エツチング
を阻害するので、膜形成速度、エツチング速度が低下す
る。

この発明は上述の問題点を解決するためになされたもの
で、基盤近傍の局所的な位置に発生した分解生成物１反
応生成物を有効に除去することができる半導体製造装置
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するため、この発明においては、プラズ
マを利用して基盤を処理する半導体製造装置において１
反応室の壁部に接続された第１の真空排気系と、上記基
盤の近傍に開口した排気口と。

上記排気口に接続された第２の真空排気系とを設ける。

〔作用〕

この半導体製造装置においては、第２の真空排気系によ
り基盤近傍の局所的な位置に発生した分解生成物、反応
生成物が除去される。

〔実施例〕

第１図はこの発明に係る半導体製造装置を示す概略構成
図である。図において、２は反応室、３゜４は反応室２
内に対向して設けられた電極、１は電極５に接続された
プラズマ発生用高周波電源、５は電極６上に載置された
基盤で、基盤５に薄膜形成、エツチング等の処理が行な
われる。５１〜５５は反応室２に接続されたガス供給管
で、ガス供給管５１〜５３により薄膜形成用の原料ガス
、エツチング用の反応ガスが反応室２内に供給される。

７〜９はガス流量計、１０〜１２はバルブで、ガス流量
計７〜９．バルブ１０〜１２はガス供給管５１〜５５に
設けられており、ガス流量計７〜９がガス供給管５１〜
５３内を流れるガスの流量を測定し、その測定値に応じ
てパルプ１０〜１２が開閉され、最適な組成のガスが反
応室２に供給される。５４は反応室２の壁部に接続され
た排気管、５９は真空計、１４はバルブ、２７は可変パ
ルプ、２９はメカニカルブースタポンプ、１９はパルプ
、３１は液体窒素トラップ、２１はパルプ、３６は油回
転ポンプ、２４はバルブで、これらは排気管５４に設け
られており１反応室２内の圧力を調節する真空排気系６
１を構成している。５５は反応室２の壁部に接続された
排気管、１５はバルブ、４０は真空計、５２は液体窒素
トラップ、５５は水冷バッフル、５４は油拡散ポンプ、
２２゜２５はバルブで、これらは排気管５５に設げられ
ている。５８は排気管５５に接続された排気管。

１７はパルプ、３７は油回転ポンプで、これらは排気管
５８に設けられており、排気管５５．５８に設けられた
機器により真空排気系６１よりも反応室２内を高真空度
の状態に保つ真空排気系６２を構成している。６ａ％６
ｂは基盤５の近傍に開口した排気口、５６は排気口６ａ
に接続された排気管、５８は真空計、１３はパルプ、２
６は可変パルプ、２８はメカニカルブースタポンプ、１
８はパルプ、３０は液体窒素トラップ、２０はパルプ、
３５は油回転ポンプ％　２３はパルプで、これらは排気
管５６に設けられており、真空排気系６３を構成してい
る。５７は排気口６ｂ、排気管５５に接続された排気管
、１６はパルプ、４１は真空計で、これらは排気管５７
に設けられており、排気管５５．５７．５８およびそれ
らに設けられた機器で真空排気系６４を構成している。

この半導体製造装置においては、真空排気系６１．６２
で反応室２の全圧を調整する。そして１通常の薄膜形成
、エツチング等の処理の際には真空排気系６１を用いる
。また、反応室２の内壁、電極３．４、基盤５等の表面
に付着したガス、水分を除去する際、真空排気系６１よ
りも高真空度の条件で薄膜形成、エツチング等の処理を
行なう必要がある際には真空排気系６２を用いる。さら
に、真空排気系６５．６４により基盤５の近傍の局所的
な位置に発生した分解生成物１反応生成物を除去する。

なお、上述実施例においては、第１の真空排気系として
真空排気系６１．６２を設けたが、薄膜形成、エツチン
グ等の処理条件によっては、真空排気系６１．６２のい
ずれか一方を設げてもよい。

また、上述実施例においては、第２の真空排気系として
真空排気系６３．６４を設けたが、真空排気系６３．６
４のいずれか一方を設けてもよい。

さらに、第１．第２の真空排気系の構成は上述実施例の
ものく限定されず、しかも第１の真空排気系と第２の真
空排気系とで真空ポンプを共用してもよい。また、液体
窒素トラップ５０〜５２の代わりにフィルタを用いても
よい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明に係る半導体製造装置に
おいては、基盤近傍の局所的な位置に発生した分解生成
物、反応生成物を除去することができるから、分解生成
物、反応生成物あるいは分解生成物と反応生成物との衝
突等による再結合で発生した異物が基盤または基盤上の
薄膜に付着することがなく、また基盤近傍の局所的な位
置に発生した分解生成物、反応生成物により薄膜形成、
エツチングが阻害されないので、膜形成速度、エツチン
グ速度が低下することはない。このように、この発明の
効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る半導体製造装置を示す概略構成
図である。２・・・反応室　　　　　　　５・・・基盤６ａ、６ｂ
・・・排気口６１．６２．６５．６４・・・真空排気系。第　１　口

Claims

【特許請求の範囲】

１、プラズマを利用して基盤を処理する半導体製造装置
において、反応室の壁部に接続された第１の真空排気系
と、上記基盤の近傍に開口した排気口と、上記排気口に
接続された第２の真空排気系とを具備することを特徴と
する半導体製造装置。