JPH09148308A - Semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate or reduce undesirable chemical or physical deposition in a process chamber by heating it by radiation and conduction from a lining for absorbing electromagnetic energy incident on the chamber. SOLUTION: A quartz cylinder 107 and a wafer holder 109 are covered with a high-dielectric-loss absorber 110 of microwave or high-frequency radiation 104. The absorber comprises an organic polymer, such as silicone rubber or fluorine rubber, which is not melted, largely deformed, or modified at a temperature above 150 deg.C; alumina; or feldspar ceramic. When absorbing microwave or high-frequency radiation 104, the absorber 110 heats the quartz cylinder 107, the wafer holder 109, and others by conduction and radiation. As a result, undesired deposition inside the cylinder is reduced, and thus its removal is required less frequently.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
関する。[0001] The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus.

【０００２】[0002]

【従来の技術】例えば、ドライエッチング装置などで、
ウエハを多数処理していくにつれて、装置内の発塵量が
増えたり、プロセスが安定しなくなって、歩留まりが低
下してしまうという問題が生じている。その原因は、処
理チャンバの内壁や、部品の表面に、反応生成物が堆積
していき、そこから塵埃が発生したり、何らかの原因で
プロセスが不安定になるからであると考えられている。
そこで、処理チャンバを大気開放して、堆積している反
応生成物（以降、「デポ物」と呼ぶことにする）を清掃
することにより、プロセスの歩留まり回復を図ってい
た。2. Description of the Related Art For example, in a dry etching device,
As a large number of wafers are processed, the amount of dust generated in the apparatus increases, the process becomes unstable, and the yield decreases. It is considered that the cause is that reaction products are accumulated on the inner wall of the processing chamber and the surface of parts, dust is generated from the reaction products, and the process becomes unstable for some reason.
Therefore, the process chamber is opened to the atmosphere to clean the deposited reaction product (hereinafter, referred to as “deposit”) to recover the process yield.

【０００３】一方、処理チャンバの内壁や、処理チャン
バ内の部品を加熱すると、デポ物の生成が抑制された
り、蒸発して無くなったりすることが知られていた。そ
こで、例えば、特開平1−145814号公報にはチャンバ表
面に導電性シートを設け、通電加熱することによってデ
ポ物を減少させる方法が記載されている。On the other hand, it has been known that when the inner wall of the processing chamber and the parts inside the processing chamber are heated, the production of deposits is suppressed or evaporated to disappear. Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-145814 describes a method in which a conductive sheet is provided on the surface of a chamber and heating is conducted to reduce the amount of deposits.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、ヒータに電流
を供給するためには、配線や電流導入などの機構が必要
となり、これら機構へのデポ物の付着による信頼性の問
題や、機構が複雑化してしまう問題点があった。また、
導電性のある部分には高周波やマイクロ波などが電搬し
て外部に漏洩してしまうなどの問題点もある。However, in order to supply an electric current to the heater, a mechanism such as wiring or current introduction is required, and there is a problem of reliability due to adhesion of deposits to these mechanisms and the mechanism is complicated. There was a problem that it became. Also,
There is also a problem that high frequencies and microwaves are carried to the electrically conductive portion and leak to the outside.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】処理室内に入射する電磁
波などのエネルギを吸収する吸収体を、処理室の筐体の
内面や、その一部に取付ける。吸収体が入射した電磁波
などのエネルギを吸収して発熱し、そこからの輻射熱や
伝熱などによって、周囲の筐体や部品などを加熱する。
高温になった部分では、デポ物の生成が抑制されたり、
あるいは蒸発してしまい、デポ物が低減される。An absorber for absorbing energy such as electromagnetic waves entering a processing chamber is attached to an inner surface of a housing of the processing chamber or a part thereof. The absorber absorbs energy such as incident electromagnetic waves to generate heat, and radiant heat or heat transfer from the absorber heats the surrounding casing and parts.
In the hot part, the generation of deposits is suppressed,
Or it evaporates and the amount of deposits is reduced.

【０００６】[0006]

【発明の実施の形態】本発明の実施例を、マイクロ波エ
ッチャ装置を例として説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described by taking a microwave etcher device as an example.

【０００７】図１に本発明の一実施例を示す。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.

【０００８】処理室は、上部チャンバ１０１と下部チャ
ンバ１０２とから構成され、内部は、例えば、０.０１m
Torr以下の真空に保たれている。導波管１０３を通った
マイクロ波１０４が石英窓１０５を透過して、上部チャ
ンバ１０１内へ導入される。同時に上部チャンバ１０１
の中には、例えば、塩素ガスなどが導入され、ウエハ１
０６には高周波が印加される。このようにすると、処理
室内部にプラズマが発生し、そこで生じたラジカルやイ
オンなどによって、ウエハ１０６上の膜がエッチングさ
れる。この時、上部チャンバ１０１がエッチングされた
りすることのないように、石英筒１０７が設けられてい
る。ラジカルやイオンにさらされる石英筒１０７やウエ
ハ台１０９の表面にデポ物１０８が付着し、これが蓄積
すると、そこから発生する塵埃がウエハ１０６に付着し
てしまい、歩留まり低下の原因となってしまう。The processing chamber is composed of an upper chamber 101 and a lower chamber 102, and the inside is, for example, 0.01 m.
The vacuum is maintained below Torr. The microwave 104 passing through the waveguide 103 passes through the quartz window 105 and is introduced into the upper chamber 101. At the same time, the upper chamber 101
Chlorine gas, for example, is introduced into the inside of the wafer 1
A high frequency is applied to 06. By doing so, plasma is generated inside the processing chamber, and the film on the wafer 106 is etched by radicals and ions generated therein. At this time, a quartz cylinder 107 is provided so that the upper chamber 101 is not etched. If deposits 108 adhere to the surfaces of the quartz cylinder 107 and the wafer table 109 that are exposed to radicals and ions, and accumulate, the dust generated from the deposits 108 adheres to the wafers 106, causing a reduction in yield.

【０００９】そこで、本発明では、石英筒１０７の外周
やウエハ台１０９の表面に、マイクロ波１０４や高周波
に対する誘電損失の高い吸収体１１０を装着する。具体
的には、１５０度以上の温度でも溶けたり著しく変形し
たり、変質したりしないものであれば良い。例えば、フ
ッ素系ゴムやシリコン系ゴムなどの有機高分子材料や、
アルミナや長石質磁器などでもよい。１ＭＨｚでの誘電
損失は、石英が１から５なのに対して、これら材料は１
０から２００程度ある。吸収体１１０を装着する場所
は、図で示された場所に限らず、例えば、上部チャンバ
１０１の内面、石英窓１０５の表面など、加熱したい部
分であればどこでもよい。また、導入される塩素ガスな
どによって腐食したりすることのないように、表面をポ
リテトラフルオロエチレンなどの膜で被覆したり、ポリ
テトラフルオロエチレンの箔で覆ったりしてもよい。Therefore, in the present invention, the absorber 110 having a high dielectric loss with respect to the microwave 104 and high frequency is mounted on the outer periphery of the quartz cylinder 107 and the surface of the wafer table 109. Specifically, it may be one that does not melt, significantly deform, or deteriorate even at a temperature of 150 degrees or higher. For example, organic polymer materials such as fluorine rubber and silicone rubber,
Alumina or feldspar porcelain may be used. Quartz has a dielectric loss of 1 to 5 at 1 MHz, whereas these materials have a dielectric loss of 1 to 5.
There are about 0 to 200. The place where the absorber 110 is mounted is not limited to the place shown in the figure, and may be any place where heating is desired, such as the inner surface of the upper chamber 101 or the surface of the quartz window 105. Further, the surface may be covered with a film of polytetrafluoroethylene or a foil of polytetrafluoroethylene so as not to be corroded by the introduced chlorine gas or the like.

【００１０】マイクロ波１０４や高周波が吸収体１１０
に吸収されると、吸収体１１０の誘電損失によって発熱
し、そこからの輻射熱や伝熱によって、石英筒１０７や
ウエハ台１０９、及びその周囲の部品が加熱される。例
えば、石英筒１０７に関しては、温度が約１５０度以上
になるように、吸収体１１０の厚みや大きさを調節する
と、デポ物１０８の生成を抑制する効果が現れる。The microwaves 104 and high frequencies are absorbed by the absorber 110.
Is absorbed by the absorber 110, heat is generated due to the dielectric loss of the absorber 110, and the radiant heat and heat transfer from the absorber 110 heat the quartz cylinder 107, the wafer stage 109, and the peripheral components. For example, regarding the quartz tube 107, if the thickness and size of the absorber 110 are adjusted so that the temperature is about 150 degrees or more, the effect of suppressing the generation of the deposit 108 appears.

【００１１】吸収体１１０と、それを装着する部品との
間の伝熱特性を向上させるため、少量のシリコン系のグ
リースを間に塗ってもよい。A small amount of silicon-based grease may be applied between the absorber 110 and the components to which it is attached to improve the heat transfer characteristics.

【００１２】吸収体１１０そのもので筒を作り、石英筒
１０７のかわりとしてもよい。例えば、アルミナ磁器で
作れば、石英より数倍の誘電損失を持つことから、石英
筒１０７よりも高温に保つことが可能になる。The absorber 110 itself may be used as a cylinder to replace the quartz cylinder 107. For example, if it is made of alumina porcelain, it has a dielectric loss several times that of quartz, so it can be kept at a higher temperature than the quartz cylinder 107.

【００１３】また、石英の筒をポリエステルやエポキシ
の積層構造材料としてもよい。これらは、１５０から４
００程度の誘電損失を持っており、材料全体が加熱され
るので、加熱効率がよくなる。Further, the quartz tube may be made of a laminated structure material of polyester or epoxy. These are 150 to 4
Since the material has a dielectric loss of about 00 and the entire material is heated, the heating efficiency is improved.

【００１４】また、誘電損失が高いが、高温で溶けたり
著しく変形してしまう吸収体でも、石英の二重管の間に
挟む構造にすれば、利用することができる。このように
すると、ポリ塩化ビニル，ナイロン，ポリカーボネー
ト，フェノール樹脂なども使用できる。Further, even an absorber which has a high dielectric loss but which melts or is significantly deformed at a high temperature can be used if it has a structure sandwiched between quartz double tubes. By doing so, polyvinyl chloride, nylon, polycarbonate, phenol resin, etc. can be used.

【００１５】図２に石英チャンバ２０１を用いた実施例
を示す。図１の上部チャンバ１０１と石英筒１０７のか
わりに、石英チャンバ２０１を用いた場合である。この
ような構造でも、図１で説明したのと同様な作用で、装
置内の各部分が、吸収体110の発熱により加熱され、デ
ポ物１０８の生成が抑制される。ただし、本実施例の場
合には、石英チャンバ２０１のシール部２０２にＯリン
グ３０３が用いられているため、その耐熱性が問題にな
る。例えば、Ｏリング３０３にバイトンを使用したとす
ると、石英チャンバ２０１の下部が約１５０度以上にな
ったときに真空シール性能が低下してしまうおそれがあ
る。そこで、シール部２０２の付近に吸収体１１０を装
着しないことにより、シール部２０２の温度を抑制する
ことも可能であるが、温度が低くなることによって、シ
ール部２０２付近のデポ物１０８を抑制することができ
なくなってしまう。そこで、高温に保たれる部分をなる
べく広くするために、シール部２０２付近のみを冷却す
る手段が必要になる。図３はシール部２０２の拡大図で
ある。石英チャンバ２０１と外リング３０１及び内リン
グ３０２の間にはＯリング３０３があり、さらに外リン
グ３０１及び内リング３０２と下部チャンバ１０２との
間にもＯリング３０３がある。これらの部品によって囲
まれた空間である熱媒体流路３０４には、例えば、ヘリ
ウムガスが約１００Torr程度満たされている。ヘリウム
ガスは、ウエハ１０６とウエハの冷却機構との伝熱特性
を向上させるために使用されるヘリウムガスを利用して
もよい。このようにすると、石英チャンバ２０１のＯリ
ング３０３に接している部分の熱が、ヘリウムガスによ
る伝熱によって下部チャンバ１０２に逃がされ、例えば
バイトンの耐熱温度である１５０度以下に保つことがで
きる。もちろん、このような機構でなくとも、例えば、
Ｏリング３０３を使用している部分に水冷配管を施した
り、付近に空冷ファンを設けたりすることによって、積
極的に冷却してもよい。また、外リング３０１や内リン
グ３０２などに冷却配管などを設け、これらを冷却する
ことによって、Ｏリング３０３を冷却するようにしても
よい。FIG. 2 shows an embodiment using the quartz chamber 201. This is a case where a quartz chamber 201 is used instead of the upper chamber 101 and the quartz cylinder 107 in FIG. Even with such a structure, each part in the apparatus is heated by the heat generation of the absorber 110 and the generation of the deposit 108 is suppressed by the same operation as described in FIG. However, in the case of this embodiment, since the O-ring 303 is used for the seal portion 202 of the quartz chamber 201, its heat resistance becomes a problem. For example, if Viton is used for the O-ring 303, the vacuum sealing performance may be deteriorated when the lower portion of the quartz chamber 201 reaches about 150 degrees or more. Therefore, it is possible to suppress the temperature of the seal portion 202 by not mounting the absorber 110 near the seal portion 202, but the deposition object 108 near the seal portion 202 is suppressed by lowering the temperature. I will not be able to. Therefore, in order to widen the portion kept at high temperature as much as possible, a means for cooling only the vicinity of the seal portion 202 is required. FIG. 3 is an enlarged view of the seal portion 202. An O-ring 303 is provided between the quartz chamber 201 and the outer ring 301 and the inner ring 302, and an O-ring 303 is further provided between the outer ring 301 and the inner ring 302 and the lower chamber 102. The heat medium passage 304, which is a space surrounded by these components, is filled with, for example, about 100 Torr of helium gas. The helium gas may be the helium gas used to improve the heat transfer characteristics between the wafer 106 and the wafer cooling mechanism. By doing so, the heat of the portion of the quartz chamber 201 that is in contact with the O-ring 303 is released to the lower chamber 102 by the heat transfer by the helium gas, and can be maintained at, for example, the heat resistant temperature of Viton of 150 degrees or less. . Of course, even if it is not such a mechanism, for example,
The O-ring 303 may be actively cooled by providing a water-cooling pipe in the portion where it is used or providing an air-cooling fan in the vicinity. Further, the O-ring 303 may be cooled by providing a cooling pipe or the like on the outer ring 301, the inner ring 302, etc. and cooling them.

【００１６】図４に吸収体の形状の例を示す。（ａ）の
ような任意形状の吸収体１１０を作成し、これを処理室
内の任意の場所に貼り付けたり、挟んだり、ねじで留め
たりする。FIG. 4 shows an example of the shape of the absorber. The absorber 110 having an arbitrary shape as shown in (a) is prepared, and the absorber 110 is attached, sandwiched, or screwed at an arbitrary place in the processing chamber.

【００１７】（ｂ）は吸収体１１０をバンド状にし、吸
収体１１０自身が持つ弾力性を利用して、例えば円筒形
の部品の外周にぴったりとはめることができる。In (b), the absorber 110 is formed into a band shape, and by utilizing the elasticity of the absorber 110 itself, the absorber 110 can be fitted exactly to the outer periphery of a cylindrical component, for example.

【００１８】（ｃ）は半球状の薄い吸収体１１０で、ベ
ルジャの様な半球状の部品の外側に、帽子のように被せ
ることができる。もちろん完全な半球である必要はな
く、例えば円形の薄い吸収体１１０のシートを、単に被
せるだけでもよい。吸収体110の厚みを各部分で変える
ことにより、発熱量に分布を持たせることも可能であ
る。また、周囲を加熱するためでなくても、処理室内や
ウエハ上へのマイクロ波や高周波の入射強度を調節し
て、均一化を計るために、吸収体１１０の厚みによって
マイクロ波や高周波の透過率を場所によって変化させる
ことも可能である。(C) is a thin hemispherical absorber 110, which can be covered like a hat on the outside of a hemispherical part such as a bell jar. Of course, it need not be a complete hemisphere, and may simply be covered with, for example, a circular sheet of thin absorber 110. By changing the thickness of the absorber 110 at each part, it is possible to give a distribution to the heat generation amount. Further, even if it is not for heating the surroundings, in order to achieve uniformization by adjusting the incident intensity of microwaves or high frequencies into the processing chamber or on the wafer, the thickness of the absorber 110 allows transmission of microwaves or high frequencies. It is also possible to change the rate from place to place.

【００１９】（ｄ）は吸収体１１０の一部分に開口部４
０１を設けることによって、その部分の発熱量や、マイ
クロ波１０４や高周波の透過率を調節することができる
ようにしたものである。(D) shows an opening 4 in a part of the absorber 110.
By providing 01, it is possible to adjust the amount of heat generated at that portion and the transmittance of the microwaves 104 and high frequencies.

【００２０】（ｅ）は上部を切り取り、マイクロ波や高
周波が完全に透過するようにしたものである。In (e), the upper portion is cut off so that microwaves and high frequencies are completely transmitted.

【００２１】（ｆ）は下部に開口部４０１を設け、下部
の発熱量を押さえたものである。石英チャンバのよう
に、下部の真空シール部をあまり加熱したくない場合に
使用することができる。In (f), an opening 401 is provided in the lower part to suppress the heat generation amount in the lower part. It can be used when the lower vacuum seal part is not desired to be heated too much like a quartz chamber.

【００２２】以上説明した内容は、マイクロ波エッチャ
に限定されるものではなく、プラズマＣＶＤ装置など、
処理室内面へのデポ物が問題となる全ての半導体製造装
置に適用することが可能である。The contents described above are not limited to the microwave etcher, but may be applied to a plasma CVD apparatus or the like.
It can be applied to all semiconductor manufacturing apparatuses in which deposits on the inner surface of the processing chamber pose a problem.

【００２３】また、半導体製造装置に限らず、マイクロ
波や高周波を用いた装置、例えば電子レンジなどの内面
を、なんらかの目的で高温に保たねばならない場合に応
用することが可能である。Further, the invention is not limited to the semiconductor manufacturing apparatus, but can be applied to the case where the inner surface of a device using microwaves or high frequencies, such as a microwave oven, must be kept at a high temperature for some purpose.

【００２４】また、デポ物の抑制の効果に限らず、電磁
波により、特定の部品あるいは装置全体を加熱する目的
にも使用できる。Further, the present invention is not limited to the effect of suppressing deposits, but can also be used for the purpose of heating a specific component or the entire apparatus by electromagnetic waves.

【００２５】[0025]

【発明の効果】半導体製造装置で、内部に付着したデポ
物の生成を抑制することが可能になる。よって、デポ物
を除去するための作業を行う頻度が低減でき、装置の稼
働率と生産性を向上させることができる。EFFECTS OF THE INVENTION In a semiconductor manufacturing apparatus, it is possible to suppress the generation of deposits attached inside. Therefore, the frequency of performing the work for removing the deposits can be reduced, and the operating rate and productivity of the apparatus can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施例の断面図。FIG. 1 is a sectional view of one embodiment of the present invention.

【図２】石英チャンバを用いた例の断面図。FIG. 2 is a sectional view of an example using a quartz chamber.

【図３】図２のシール部の説明図。FIG. 3 is an explanatory view of a seal portion of FIG.

【図４】吸収体の形状の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a shape of an absorber.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０１…上部チャンバ、１０２…下部チャンバ、１０３
…導波管、１０４…マイクロ波、１０５…石英窓、１０
６…ウエハ、１０７…石英筒、１０８…デポ物、１０９
…ウエハ台、１１０…吸収体。101 ... Upper chamber, 102 ... Lower chamber, 103
… Waveguide, 104… Microwave, 105… Quartz window, 10
6 ... Wafer, 107 ... Quartz cylinder, 108 ... Deposition object, 109
... Wafer table, 110 ... Absorber.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】処理室と、前記処理室の内部に電磁波，光
や粒子などのエネルギを入射する手段とからなる半導体
製造装置において、 前記処理室の内部あるいは前記処理室の筐体の一部分
に、前記エネルギの吸収体を設け、前記吸収体を発熱さ
せ、前記吸収体からの輻射熱や伝熱によって、前記処理
室の前記筐体あるいは前記処理室内の部品を加熱するこ
とにより、そこに化学的又は物理的な作用により生じる
付着物質を、除去あるいは低減することを特徴とする半
導体製造装置。1. A semiconductor manufacturing apparatus comprising a processing chamber and means for injecting energy such as electromagnetic waves, light and particles into the processing chamber, wherein the inside of the processing chamber or a part of a housing of the processing chamber is provided. , Providing an absorber for the energy, causing the absorber to generate heat, and radiant heat or heat transfer from the absorber to heat the casing of the processing chamber or a component in the processing chamber, thereby chemically Alternatively, a semiconductor manufacturing apparatus characterized by removing or reducing an attached substance generated by a physical action. 【請求項２】請求項１において、前記処理室の内部に石
英の筐体があり、それに前記吸収体を取付ける半導体製
造装置。2. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein a quartz housing is provided inside the processing chamber, and the absorber is attached to the housing. 【請求項３】請求項１または２において、前記処理室の
筐体が石英であり、前記筐体に前記吸収体を取付けてあ
り、前記筐体のシール部分を冷却する手段を設けた半導
体製造装置。3. The semiconductor manufacturing according to claim 1, wherein the housing of the processing chamber is made of quartz, the absorber is attached to the housing, and means for cooling a sealing portion of the housing is provided. apparatus. 【請求項４】請求項１，２または３において、前記吸収
体の厚みを場所によって変えたり、前記吸収体に開口部
や切り欠きを設けたりすることによって、前記処理室の
筐体あるいは前記処理室内の部品の温度分布を調節した
り、前記処理室内に入射するエネルギの分布を調節する
半導体製造装置。4. The casing of the processing chamber or the processing according to claim 1, 2 or 3, wherein the thickness of the absorber is changed depending on the location, or the absorber is provided with an opening or a notch. A semiconductor manufacturing apparatus that adjusts the temperature distribution of components inside a chamber and adjusts the distribution of energy that enters the processing chamber. 【請求項５】請求項１，２，３または４において、入射
するエネルギが高周波またはマイクロ波である半導体製
造装置。5. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the incident energy is high frequency or microwave. 【請求項６】請求項１，２，３，４または５において、
前記処理室の前記筐体や前記処理室内の部品の一部ある
いは全体が、入射するエネルギを吸収する部材からなる
半導体製造装置。6. The method of claim 1, 2, 3, 4, or 5,
A semiconductor manufacturing apparatus in which the casing of the processing chamber or a part or the whole of components in the processing chamber is made of a member that absorbs incident energy. 【請求項７】請求項１，２，３，４，５または６の前記
装置で生産された生産物。7. A product produced by the apparatus of claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6.