JPH05190471A - 成膜処理装置 - Google Patents

成膜処理装置

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JPH05190471A
JPH05190471A JP2568692A JP2568692A JPH05190471A JP H05190471 A JPH05190471 A JP H05190471A JP 2568692 A JP2568692 A JP 2568692A JP 2568692 A JP2568692 A JP 2568692A JP H05190471 A JPH05190471 A JP H05190471A
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Abstract

(57)【要約】 [目的]被処理基板の不所望な部分への成膜を防止また
は除去して、パーティクルの発生源をつくらないように
する。 [構成]半導体ウエハ12の外周側に、エッチングガス
案内板30が断面L形の環状支持板32の内周縁部に取
付固定される。このエッチングガス案内板30は半導体
ウエハ12の外周に沿って延び、半導体ウエハ12とは
接触せず、半導体ウエハ12の外周縁部との間に所定の
間隙Gを形成している。また、エッチングガスを導入す
るためのガス管またはチューブ34が処理室10の下部
に引かれ、そのガス吐出口34aが遮光板20の内側に
位置している。ガス吐出口34aより出たエッチングガ
スは上昇して、半導体ウエハ12の裏面に沿って半導体
ウエハ12の外周端側へ周り、エッチングガス案内板3
0で案内されながら上記間隙Gを通って半導体ウエハ1
2の表面側へ出て、排気口26へ送られる。

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
理基板に被膜を堆積させて成膜する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】成膜処理は、大別して、被処理基板を直
接酸化または窒化して該被処理基板の表面を酸化膜また
は窒化膜に変質させる処理と、外部から被処理基板上に
化学的または物理的に被膜を堆積させる処理とに分類さ
れる。CVD (Chemical VaporDoposition)やPVD (P
hysical Vapor Doposition)等の成膜技術は後者の処理
を行うためのものである。たとえば、CVD装置では、
適当なヒータによって被処理基板を加熱しながら所定の
反応ガスを供給し、そのガスの反応生成物または分解生
成物を半導体ウエハ上に堆積させる。また、PVD装置
として代表的なスパッタ装置では、相対向する一対の電
極間にプラズマを発生させ、陰極上に置いたターゲット
をプラズマ中のイオンではじき飛ばし、陽極上に置いた
被処理基板上に被膜を堆積させる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、歩留まり向
上の観点から、成膜は被処理基板の予め定められた部分
にだけ行われ、他の部分には行われないほうが望まし
い。たとえば、被処理基板が半導体ウエハの場合は、ウ
エハの表面(片面)だけが成膜され、ウエハの端側面や
裏面は成膜されないほうがよい。
【0004】しかしながら、上記のようなCVD装置、
PVD装置等の成膜処理装置では、ガス分子またはスパ
ッタされた原子はどうしても半導体ウエハの端側面や裏
面に入射または侵入するため、そこにも被膜が形成され
る。このように半導体ウエハの端側面や裏面に形成され
た被膜は、半導体ウエハのアンローディング時あるいは
搬送時に接触・衝撃等によって剥れ落ちることがあり、
剥がれ落ちた被膜片は大きなパーティクル源となって歩
留まりを低下させる。
【0005】そこで、従来は、半導体ウエハの外周縁部
をリング状のカバーで押さえ付けることにより、ウエハ
の側面や裏面にガス分子等が侵入するのを防止して、そ
れらの部分に被膜が堆積しないようにしていた。しか
し、この方法は、強い押圧力で半導体ウエハをステージ
等に押し付ける手法であるために、その接触および擦れ
によってウエハ自体およびリングステージ表面が削れ
て、そこからパーティクルが発生するという不具合があ
り、根本的な解決法とはいえなかった。
【0006】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、非接触方式により被処理基板の不所望な部分へ
の成膜を防止または除去して、パーティクルを発生させ
ないようにした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
めに、本発明の成膜処理装置は、被処理基板上に化学的
または物理的な方法によって被膜を堆積せしめる成膜処
理装置において、前記被処理基板の所定の部分と間隙を
あけて対向するように配設されたエッチングガス案内手
段と、前記間隙にエッチングガスを流すエッチングガス
供給手段とを具備する構成とした。
【0008】
【作用】成膜中、前記間隙にエッチングガスが流れるこ
とによって、反応ガス等が前記間隙に侵入したり、ある
いは前記間隙を通ることができなくなり、間隙内の被処
理基板部分およびその先の被処理基板部分で被膜が堆積
しにくく、たとえ堆積してもエッチングガスによってす
ぐに除去され、被膜形成までには至らない。また成膜後
に、前記間隙にエッチングガスを流すことも可能であ
り、間隙付近に形成された不要な被膜はエッチングガス
によって除去される。このように、本発明では、リング
カバーのような被処理基板に直接接触する部材を使わず
に、不所望な部分への成膜を防止する。
【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は一実施例による枚葉式CVD装置の全体
構成を示す断面図、図2はウエハ支持部の構成を示す平
面図、および図3〜図6はエッチング案内部の種々の構
成例を示す断面図である。
【0010】図1において、この実施例のCVD装置の
処理室10はたとえばAl(アルミニウム)からなる円
筒状のチャンバで、処理室10の中央部に被処理体であ
る半導体ウエハ12が配置される。このCVD装置で
は、サセプタ(基板設置台)を使用せず、後述するよう
に、120゜間隔で配設した3本のピンで半導体ウエハ
12を平行に三点支持するようにしている。
【0011】処理室10の底面中央部には石英板14が
取り付つけられ、この石英板14の下に加熱用のハロゲ
ンランプ16が配設されている。成膜時には、ハロゲン
ランプ16からの光が石英板14を介して半導体ウエハ
12の裏面に照射することにより、半導体ウエハ12が
加熱される。石英板14の周縁部に隣接してリング状の
支持部材18が処理室10に固着され、この支持部材1
8の内周縁上に筒状の遮光板20が立設されている。ま
た、処理室10の底面にはハロゲンランプ16を囲むよ
うに有底筒状の遮光板22が取付されている。これらの
遮光板20,22により、ハロゲンランプ16の光は半
導体ウエハ12に効率的に供給されると同時に、温度測
定装置等の周囲の装置から隔離されている。
【0012】処理室10の上面中央部にはガス導入口2
4が設けられ、このガス導入口24から反応ガスが導入
され、導入された反応ガスは真下の半導体ウエハ12の
表面に供給される。そして、成膜のプロセスで発生した
ガスや余った反応ガス等は処理室側壁に設けられた排気
口26より外部へ排出される。
【0013】排気口26と対向する処理室10の側壁に
はゲートバルブ28が設けられ、このゲートバルブ28
を介してロボットアーム等のウエハ搬送機構が半導体ウ
エハ12をローディングまたはアンローディングするよ
うになっている。
【0014】半導体ウエハ12の外周側には、たとえば
石英からなるリング状のエッチングガス案内板30が断
面L形の環状支持板32の内周縁部に取付固定されてい
る。このエッチングガス案内板30は、半導体ウエハ1
2の外周に沿って延び、半導体ウエハ12とは接触せ
ず、半導体ウエハ12の外周縁部との間に所定の間隙G
を形成している。また、エッチングガスを導入するため
のガス管またはチューブ34が処理室10の下部に引か
れ、そのガス吐出口34aが遮光板20の内側に位置し
ている。
【0015】ガス管34はエッチングガス供給部(図示
せず)に接続されており、成膜中または成膜後に該エッ
チングガス供給部よりエッチングガスが所定の流量で供
給される。このエッチングガスは、半導体ウエハ12上
に形成される被膜をエッチングできるようなものであ
る。たとえば、被膜がタングステン系の場合、ClF3
ガスがそのままエッチングガスとして、あるいはClF
3 ガスをN2 ガスもしくはArガス等で所定の濃度に希
釈したものがエッチングガスとして供給される。
【0016】ガス吐出口34aより出たエッチングガス
は上昇して、半導体ウエハ12の裏面に沿って半導体ウ
エハ12の外周端側へ周り、エッチングガス案内板30
で案内されながら上記間隙Gを通って半導体ウエハ12
の表面側へ出て、排気口26へ送られる。その際、間隙
Gにおいて、エッチングガスは逆方向からくる反応ガス
の侵入を妨げ、半導体ウエハ12の表面部分に被膜が堆
積しているときは、その被膜をエッチングして除去す
る。
【0017】なお、図1では、半導体ウエハ12に向け
て1つのガス吐出口34aからエッチングガスを供給す
るように示しているが、半導体ウエハ12の円周方向で
エッチングガスの供給を均一化するように、たとえば1
20゜間隔で3つのガス吐出口を設けてもよい。
【0018】筒状遮光板20の外側には環状の支持板3
6が配設され、この支持板36に、図2に示すように9
0゜間隔で配設された4本のプッシャピン38の基端部
が固着されている。半導体ウエハ12をローディングま
たはアンローディングする時は、図示しない昇降機構に
よって支持板36が点線36’の位置まで上昇すること
により、各プッシャピン38が点線位置38’まで上昇
し、ウエハ搬送機構との間で半導体ウエハ12の受け渡
しを行うようになっている。
【0019】また、底部の環状支持部材18の上面に
は、図2に示すように120゜間隔で3本の支持ピン4
0が垂直に立設されており、半導体ウエハ12はこれら
3本の支持ピン40によって水平に支持される。これら
3本の支持ピン40の中の少なくとも1本を熱電対のプ
ローブピンで構成してよく、そうすることによって半導
体ウエハ12の温度測定を行うことができる。なお、図
2において、円筒状の遮光板20は、各プッシャピン3
8および各支持ピン40が位置するところで局所的に内
側に凹んでいる。
【0020】次に、図3〜図6につきエッチングガス案
内板30のいくつかの構成例を説明する。図中、図解を
容易にするため、遮光板20、プッシャピン38、支持
ピン40等を省略している。
【0021】まず、図3の例は、半導体ウエハ12の端
側面12aに間隙Gをあけて対向するようにエッチング
ガス案内板30の内径をウエハ12の外径よりもわずか
に大きくしたものである。この構成によれば、下方から
送られてきたエッチングガスは、エッチングガス案内板
30の内側面30aに案内されながら狭い間隙Gを高い
圧力で通って、半導体ウエハ12の表面側に抜け出る。
これにより、反応ガスは半導体ウエハ12の端側面12
aないし裏面側には回れ込めなくなり、それらの部分に
堆積しにくくなる。また、たとえ堆積してもエッチング
ガスによってすぐに除去される。この構成例は、半導体
ウエハ12の端側面12aへの成膜を防止するのに特に
効果的である。
【0022】図4の例は、半導体ウエハ12の裏面の周
縁部12bに間隙Gをあけて対向するようにエッチング
ガス案内板30をウエハ12の下側に配設したものであ
る。この構成例によれば、エッチングガスは、エッチン
グガス案内板30の上面の内周縁部30bに案内されな
がら狭い間隙Gを高い圧力で通って、半導体ウエハ12
の表面側に抜け出る。これにより、反応ガスは半導体ウ
エハ12の裏面側には回れ込めなくなり、裏面側に被膜
が堆積しにくくなる。また、たとえ堆積してもエッチン
グガスにすぐに除去される。この構成例は、半導体ウエ
ハ12の裏面への成膜を防止するのに好適である。
【0023】図5の例は、半導体ウエハ12の端側面1
2aおよび裏面の周縁部12bにそれぞれ間隙G1,G2
をあけて対向するようにエッチング案内板30の内側面
を段状に構成したものである。この構成例によれば、エ
ッチングガスは、エッチングガス案内板30の段部30
cに案内されながら間隙Gを通って、半導体ウエハ12
の表面側に抜け出る。これによって、反応ガスは半導体
ウエハ12の端側面への侵入および裏面側への回れ込み
を妨げられる。また、たとえそこに堆積してもエッチン
グガスによってすぐに除去される。この構成例は、半導
体ウエハ12の端側面12aおよび裏面への成膜を同時
に防止するのに効果的である。
【0024】図6の例は、半導体ウエハ12の端側面1
2aおよび表面の周縁部12cにそれぞれ間隙G1,G3
をあけて対向するようにエッチング案内板30の内側面
を段状に構成したものである。この構成例によれば、エ
ッチングガスはエッチングガス案内板30の段部30d
に案内されながら間隙Gを通って半導体ウエハ12の表
面側に抜け出るので、反応ガスは半導体ウエハ12の表
面の周縁部12cへの侵入も妨げられ、たとえそこに堆
積してもエッチングガスによってすぐに除去される。こ
の構成例は、半導体ウエハ12の表面の周縁部12cお
よび端側面12aへの成膜を同時に防止するのに効果的
である。
【0025】このように、本実施例のCVD装置におい
ては、成膜中または成膜後に半導体ウエハ12の外周縁
部とエッチングガス案内板30との間隙Gにエッチング
ガスを流すようにしたので、半導体ウエハ12の外周縁
部ないし裏面への成膜を効果的に除去することができ
る。そして、従来のリングカバーのように半導体ウエハ
12に直接接触する成膜防止部材を使用しないので、接
触に起因するパーティクルはいっさい発生しない。
【0026】上記した図3〜図6の構成例の外にも種々
の変形が可能である。たとえば、上記した実施例では、
エッチングガス案内板を半導体ウエハ12の外周縁部に
対して間隙をあけて対向するように構成したが、それに
限定されるものではなく、被処理基板の任意の部分に対
して間隙をあけて対向するように構成することも可能で
ある。
【0027】また、上記実施例では、半導体ウエハ12
を3本の支持ピン40によって三点支持し、ハロゲンラ
ンプ16からの光を石英板14を介して半導体ウエハ1
2に照射して加熱したが、サセプタを使用することも可
能である。その場合、半導体ウエハをサセプタに直接載
置するよりもリングまたはピン等を介して離間させて支
持し、サセプタからの熱を輻射によって半導体ウエハに
伝えるように構成したほうが、エッチングガス案内板の
配置構成を簡単にすることができる。
【0028】また、上記実施例はCVD装置に係るもの
であったが、スパッタ装置等の他の成膜処理装置にも本
発明は適用可能である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の成膜処理
装置によれば、被処理基板の所定の部分と間隙をあけて
対向するようにエッチングガス案内手段を配置し、その
間隙にエッチングガスを流すことにより、非接触方式
で、被処理基板の不所望な部分への成膜を防止するよう
にしたので、パーティクルの発生するおそれがなくな
り、歩留まりの向上をはかることができる。
【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
体構成を示す断面図である。
【図2】実施例装置内のウエハ支持部の構成を示す平面
図である。
【図3】実施例におけるエッチングガス案内板の第1の
構成例を示す断面図である。
【図4】実施例におけるエッチングガス案内板の第2の
構成例を示す断面図である。
【図5】実施例におけるエッチングガス案内板の第3の
構成例を示す断面図である。
【図6】実施例におけるエッチングガス案内板の第4の
構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
10 処理室 12 半導体ウエハ 14 石英板 16 ハロゲンランプ 20 遮光板 30 エッチングガス案内板 32 支持板 34 エッチングガス導入用のガス管 38 プッシャピン 40 支持ピン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理基板上に化学的または物理的な方
    法によって被膜を堆積せしめる成膜処理装置において、 前記被処理基板の所定の部分と間隙をあけて対向するよ
    うに配置されたエッチングガス案内手段と、前記間隙に
    エッチングガスを流すエッチングガス供給手段とを具備
    したことを特徴とする成膜処理装置。
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