(57)【要約】【課題】ウェハに面内均一性の良い膜を長期的に成膜する。【解決手段】ウェハ５がセットされるボート２及びそれを支持するキャップ３を覆う炉芯管４に、ウェハセット領域５ａの側方に配置されるように保護管７を配置する。保護管７は、その一端を炉芯管４の上部側に引き出し、その一端からプラズマ電極６を挿入する。この保護管７に近接して原料ガス導入用のシャワーノズルを配置し、シャワーノズルから放出される原料ガスを、保護管７内のプラズマ電極６の放電によってプラズマ化し、ボート２側に供給する。プラズマ電極６を保護管７の引き出し口から挿入してウェハセット領域５ａの側方に配置するため、成膜時の加熱等によるプラズマ電極６の自重による縮みの発生が抑えられ、ボート２の上部から下部にわたるウェハ５に対し、略均一な条件で長期的に成膜を行うことが可能になる。【選択図】図１
2010010570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板が載置される載置部を覆う炉芯管と、
前記炉芯管内の少なくとも前記被処理基板の側方に配置されると共に、前記炉芯管上部側の外部に一端が引き出されている保護管と、
前記保護管の前記一端から他端側に挿入された電極と、
前記炉芯管内にガスを導入する導入部と、
前記炉芯管内を加熱する加熱部と、
を有することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記電極は、前記保護管の前記他端側の先端部に重りが取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記保護管は、前記一端から前記他端まで直線状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記保護管は、前記他端が前記炉芯管下部側の外部に引き出されていて、前記他端側で前記電極の先端部が固定されていることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記保護管は、前記一端側が直線状になっており、前記他端側が部分的に屈曲していることを特徴とする請求項４記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置に関し、特に、プラズマを利用した半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造分野では、プラズマを利用して各種成膜を行う成膜装置が広く用いられている。例えば、半導体製造で用いる成膜装置として、縦方向に延びる炉芯管内に複数ウェハを縦積み配置してその成膜を行う、いわゆる縦型ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置がある。
【０００３】
縦型ＣＶＤ装置は、被成膜対象が配置される炉芯管内を加熱するヒータ等の加熱機構、炉芯管内に成膜原料ガスを導入するシャワーノズル等のガス導入機構、及び成膜原料ガスをプラズマ化するための電源用・接地用のプラズマ電極等を備えている。このうち、プラズマ電極には、例えば棒状のものが使用され、その場合、プラズマ電極は、炉芯管内からその下部側で外に引き出した保護管を設けておき、その下部側の保護管挿入口から上部側へ挿入することで設置される。また、板状のプラズマ電極を使用し、それを管壁にピン等を利用して固定する方法等も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
なお、従来、ウェハ処理装置の熱電対設置方法として、熱電対をその保護管の下部から上部へ押し込む方法等が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。また、熱処理炉の炉芯管中心に設けた保護管内に電極を挿入して炉芯管への金属不純物の析出を防ぐ方法等が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開２００６−３３２４９８号公報
【特許文献２】特開２００５−１９１１６８号公報
【特許文献３】特開平８−５５８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、縦型ＣＶＤ装置において、上記のようにプラズマ電極を保護管の炉芯管下部側の挿入口から炉芯管上部側まで挿入して設置する構成とした場合には、次のような問題点があった。
【０００６】
即ち、保護管に挿入されたプラズマ電極は、成膜処理が繰り返し実施されることで、成膜時の通電や加熱によって徐々に劣化していき、その自重等によって縮んでしまう。装置の使用に伴ってこのようなプラズマ電極の縮みが発生すると、その先端部の位置が下部側に下がることで、炉芯管上部でのプラズマ密度が低下し、成膜する膜の薄膜化や、膜厚のウェハ面内分布の悪化といった異常が発生してしまう。
【０００７】
このような点に鑑み、使用に伴う性能劣化を抑え、高品質の膜を安定して成膜することのできる半導体製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、次のような半導体製造装置が提供される。この半導体製造装置は、被処理基板が載置される載置部を覆う炉芯管、前記炉芯管内の少なくとも前記被処理基板の側方に配置されると共に、前記炉芯管上部側の外部に一端が引き出されている保護管、前記保護管の前記一端から他端側に挿入された電極、前記炉芯管内にガスを導入する導入部、及び前記炉芯管内を加熱する加熱部を有する。
【０００９】
このような半導体製造装置によれば、保護管が、炉芯管内の被処理基板の側方に配置され、さらに、炉芯管上部側の外部に引き出されている。そして、その外部に引き出された保護管の一端から電極が炉芯管下部側の方に挿入される。
【発明の効果】
【００１０】
開示の半導体製造装置によれば、使用に伴う性能劣化を抑え、高品質の膜を安定して成膜することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して詳細に説明する。
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は第１の実施の形態のＣＶＤ装置の要部縦断面模式図、図２は第１の実施の形態の縦型ＣＶＤ装置の要部横断面模式図である。また、図３は、第１の実施の形態のＣＶＤ装置が備えるプラズマ電極及びその保護管の模式図である。
【００１２】
図１及び図２に示す第１の実施の形態のＣＶＤ装置１は、成膜を行うウェハ５が水平姿勢でセットされるボート２、ボート２を支持するキャップ３、及びキャップ３上のボート２を覆うように配置される炉芯管４を備えている。炉芯管４は、例えば石英を用いて形成される。
【００１３】
ボート２には、複数枚のウェハ５を所定間隔で縦積みすることができるようになっている。被処理基板であるウェハ５の載置部となるボート２及びキャップ３は、一体で昇降可能になっており、ウェハ５のセット時には降下して炉芯管４から離され、ウェハ５のセット後は炉芯管４側に上昇し、それにより、ボート２及びキャップ３が炉芯管４で覆われるようになる。
【００１４】
炉芯管４には、プラズマ発生用の電極（プラズマ電極）６を保護するための保護管７が設けられている。保護管７は、例えば石英を用いて形成される。保護管７は、炉芯管４の上部側から下部側に延び、ボート２のウェハ５がセット可能な領域（ウェハセット領域）５ａをカバーする側方に配置され、その上部側端部が炉芯管４の外部に引き出されている。
【００１５】
保護管７は、図３に示すように、有底の第１，第２保護管７ａ，７ｂがそれらの先端部において、管状の接続部７ｃで接続されており、第１，第２保護管７ａ，７ｂ内は、接続部７ｃを介して連通されている。炉芯管４の上部側外部に引き出される第１，第２保護管７ａ，７ｂの端は、共に開口端７ｄ，７ｅになっている。このような保護管７に、プラズマ電極６の高周波電源用及び接地用の一対の電極（第１，第２電極）６ａ，６ｂが、それぞれ第１，第２保護管７ａ，７ｂの開口端７ｄ，７ｅからその下部側へと挿入されて設置される。第１，第２電極６ａ，６ｂは、第１，第２保護管７ａ，７ｂの開口端７ｄ，７ｅ側においてそれぞれ固定されるようになっている。なお、このＣＶＤ装置１では、第１，第２保護管７ａ，７ｂの開口端７ｄ，７ｅ側の端部を、部分的に屈曲させた形状としている。
【００１６】
炉芯管４には、このような保護管７のほか、保護管７に近接して、原料ガスの導入部が設けられている。ここでは、図１及び図２に示したように、原料ガス導入用のシャワーノズルが設けられている。例えば、アンモニア（ＮＨ3）ガスとジクロロシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2（ＤＣＳ））ガスを用いてＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法で窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を形成する場合、炉芯管４には、ＮＨ3用シャワーノズル８及びＤＣＳ用シャワーノズル９が設けられる。
【００１７】
ＮＨ3用シャワーノズル８は、保護管７と同様、炉芯管４の上部側外部に導入口が設けられ、炉芯管４内の上部側から下部側まで、ボート２のウェハセット領域５ａをカバーする側方に配置されている。ＮＨ3用シャワーノズル８には、直径数ｍｍ程度の多数の放出孔８ａが設けられており、炉芯管４の上部側外部から導入されてＮＨ3用シャワーノズル８内を流通してくるＮＨ3ガスは、放出孔８ａから放出されるようになっている。
【００１８】
炉芯管４内の保護管７とＮＨ3用シャワーノズル８は、炉芯管４の内壁側部に設けたバッファ室１０内に配置されている。バッファ室１０は、例えば石英を用いて形成される。このバッファ室１０の壁にも多数の放出孔１０ａが設けられており、ＮＨ3用シャワーノズル８の放出孔８ａから放出されたＮＨ3ガスは、プラズマ電極６の放電によってプラズマ化され、バッファ室１０の放出孔１０ａからボート２側へ放出されるようになっている。
【００１９】
一方、ＤＣＳ用シャワーノズル９は、炉芯管４の下部側外部に導入口が設けられ、炉芯管４内の下部側から上部側まで、ボート２のウェハセット領域５ａをカバーする側方に配置されている。このＤＣＳ用シャワーノズル９にも、同様に多数の放出孔９ａが設けられており、炉芯管４の下部側外部から導入されてＤＣＳ用シャワーノズル９内を流通してくるＤＣＳガスが、放出孔９ａからボート２側へ放出されるようになっている。
【００２０】
また、図１に示したように、炉芯管４には、排気口４ａが設けられており、この排気口４ａを用いて、炉芯管４内を所定圧力に制御したり、炉芯管４内のガスを排気したりすることができるようになっている。
【００２１】
また、炉芯管４の外周には、成膜時の炉芯管４内の温度を制御するための加熱部が設けられている。ここでは、図１及び図２に示したように、加熱部としてヒータ１１が設けられている。ヒータ１１は、ボート２のウェハセット領域５ａの側方に、炉芯管４の外側を囲むようにして配置されている。
【００２２】
上記のような構成を有するＣＶＤ装置１を用いたＡＬＤ法によるＳｉＮ膜の成膜は、例えば、次のような流れで実施される。
まず、ボート２及びキャップ３を下降させ、下降状態のボート２に所定枚数のウェハ５を所定位置にセットする。その後、ウェハ５をセットしたボート２及びキャップ３を上昇させ、キャップ３上のボート２を炉芯管４で覆う。
【００２３】
次いで、ヒータ１１により所定成膜温度への加熱を行い、プラズマ電極６に高周波電圧を印加しながらＮＨ3用シャワーノズル８からＮＨ3ガスを放出し、プラズマ化してバッファ室１０からボート２側に放出する。なお、その際、保護管７内には、例えば第１保護管７ａの開口端７ｄから接続部７ｃを介して第２保護管７ｂの開口端７ｅへ、窒素（Ｎ2）ガスやアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスを流通させる。
【００２４】
所定量のＮＨ3ガスの導入後は、ＮＨ3ガスの導入をストップし、炉芯管４内のＮＨ3ガスを排気口４ａから排気する。続いて、ＤＣＳ用シャワーノズル９からＤＣＳガスをボート２側に放出し、所定量のＤＣＳガスの導入後は、ＤＣＳガスの導入をストップし、炉芯管４内のＤＣＳガスを排気口４ａから排気する。
【００２５】
このようなＮＨ3ガスの導入とＤＣＳガスの導入とを所定回数交互に繰り返し、ウェハ５上に所定膜厚のＳｉＮ膜を成膜する。
上記のように、この第１の実施の形態のＣＶＤ装置１では、ボート２のウェハセット領域５ａをカバーする側方に保護管７を配置し、その保護管７の端部を炉芯管４の上部側外部に引き出し、引き出したその端部側から先端部までプラズマ電極６を挿入する。ここで、プラズマ電極６の構成とその保護管７への挿入状態について、より詳細に説明する。
【００２６】
図４は保護管にプラズマ電極が挿入された状態を示す模式図である。
図４に示すように、プラズマ電極６の第１，第２電極６ａ，６ｂはいずれも、電極芯６ｃと、それを被覆する電極メッシュ６ｄとを有しており、電極芯６ｃと電極メッシュ６ｄとは、電極接続部６ｅによって接続され、一体化されている。電極芯６ｃ及び電極メッシュ６ｄは、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）等を用いて形成される。
【００２７】
なお、このＣＶＤ装置１では、図３に示したように、第１，第２保護管７ａ，７ｂの上部側を部分的に屈曲させている。そのため、第１，第２電極６ａ，６ｂは、そのような形状の第１，第２保護管７ａ，７ｂに挿入可能なように、ある程度の柔軟性を有するような構成とされる。
【００２８】
成膜処理にあたり、第１，第２電極６ａ，６ｂは、図４に示したように、共にその先端部が第１，第２保護管７ａ，７ｂの底部まで挿入される。それにより、炉芯管４内の上部側から下部側にわたってボート２に縦積み配置された全ウェハ５に対し、略均一な条件で成膜が行えるようにしている。
【００２９】
そして、このように炉芯管４の上部側から第１，第２電極６ａ，６ｂを挿入して配置した場合には、それらを炉芯管４の下部側から上部側へ挿入して配置した場合に比べ、成膜時の通電や加熱によっても、それらの自重による縮みの発生が抑えられるようになる。そのため、ボート２の上部から下部にわたるウェハ５に対し、略均一な条件の成膜処理を、長期的に、安定して、行うことが可能になる。
【００３０】
ここで、プラズマ電極６を炉芯管４の下部側から上部側へ挿入する別形態のＣＶＤ装置について説明する。
図５は別形態のＣＶＤ装置の要部縦断面模式図、図６は別形態のＣＶＤ装置が備えるプラズマ電極及びその保護管の模式図である。なお、図５及び図６において、図１及び図２に示した要素と同一の要素については同一の符号を付している。
【００３１】
図５に示すＣＶＤ装置１００には、炉芯管４の下部側から上部側に延び、下部側の端部が炉芯管４の外部に引き出された保護管１０１が設けられている。
保護管１０１は、図６に示すように、上部側が閉じた第１，第２保護管１０１ａ，１０１ｂと、それらを連通させて接続する接続部１０１ｃを有している。そして、炉芯管４の下部側外部に引き出された第１，第２保護管１０１ａ，１０１ｂの開口端１０１ｄ，１０１ｅから、プラズマ電極６の第１，第２電極６ａ，６ｂがそれぞれ炉芯管４の上部側へと挿入される。挿入された第１，第２電極６ａ，６ｂは、開口端１０１ｄ，１０１ｅ側において固定される。
【００３２】
なお、ＮＨ3用シャワーノズル８も、炉芯管４の下部側外部に導入口が設けられ、炉芯管４の下部から上部にわたって配置されている。炉芯管４内の保護管１０１とＮＨ3用シャワーノズル８は、バッファ室１０２内に配置されている。
【００３３】
図７は別形態のＣＶＤ装置の電極の状態を説明する図であって、（Ａ）は正常な状態を示す図、（Ｂ）は電極に縮みが発生した状態を示す図である。
ＣＶＤ装置１００での成膜処理にあたり、第１，第２電極６ａ，６ｂは、まず図７（Ａ）に示すように、その先端部が第１，第２保護管１０１ａ，１０１ｂの上部まで達するように挿入される。これにより、ＣＶＤ装置１００の使用初期には、炉芯管４内での成膜条件の均一化が図られるようになる。
【００３４】
しかしながら、第１，第２電極６ａ，６ｂをこのように下部側から挿入して配置した場合には、ＣＶＤ装置１００の使用に伴い、第１，第２電極６ａ，６ｂが通電や加熱によって次第に劣化し、図７（Ｂ）に示すように、その自重に耐えられずにうねって縮んでしまうようになる。
【００３５】
なお、成膜時には、保護管１０１内に、例えば第１保護管１０１ａの開口端１０１ｄから接続部１０１ｃを介して第２保護管１０１ｂの開口端１０１ｅへ、不活性ガスが流通される。この場合、不活性ガス下流側に配置されている第２電極６ｂが、より大きく縮みやすくなる。
【００３６】
図７（Ｂ）に示したように第１，第２電極６ａ，６ｂに縮みが発生すると、炉芯管４内では、成膜条件が不均一化し、次に例示するように、膜厚の変動や面内均一性の低下等が発生してしまうようになる。
【００３７】
図８は別形態のＣＶＤ装置を用いて複数回の成膜処理を行った場合の膜厚の推移を示す図である。また、表１〜表３に、所定回の成膜処理で成膜された膜の膜厚データを示す。
【００３８】
【表１】
2010010570.tif 000003
【００３９】
【表２】
2010010570.tif 000004
【００４０】
【表３】
2010010570.tif 000005
【００４１】
ここでは、成膜温度５４５℃の条件で、狙い膜厚を４０ｎｍとして、１２回のＳｉＮ膜の成膜処理Ａ〜Ｌを行った。成膜処理Ａ〜Ｌの各回について、複数枚のウェハ５に対するＳｉＮ膜の成膜を行った。成膜したＳｉＮ膜の膜厚測定にあたっては、ボート２の中央部（ＣＴＲ）、底部（ＢＴＭ）、上部（ＴＯＰ）、中央部と底部の間（Ｃ−Ｂ）、及び中央部と上部の間（Ｃ−Ｔ）にセットしたウェハ５ついて、それぞれ測定を行った。さらに、各ウェハ５については、異なる９点の測定点座標におけるＳｉＮ膜の膜厚測定を行った。
【００４２】
図８には、成膜処理Ａ〜Ｌの各回でこのようにして得られる４５点分の膜厚平均値の推移を示している。但し、成膜処理Ａ〜Ｌのうち、成膜処理Ｉの後には三フッ化窒素（ＮＦ3）による炉芯管４内のクリーニングを実施している。また、成膜処理Ｋの後にはプラズマ電極６（第１，第２電極６ａ，６ｂ）の交換と炉芯管４の洗浄を実施している。
【００４３】
また、表１には、ＮＦ3クリーニング前の成膜処理Ｉの膜厚データを示している。表２には、ＮＦ3クリーニング後の成膜処理Ｋの膜厚データを示している。表３には、第１，第２電極６ａ，６ｂの交換と炉芯管４の洗浄を行った後の成膜処理Ｌの膜厚データを示している。表１〜表３には、各ウェハについて測定された膜厚の最大値、最小値、最大・最小値の差分、標準偏差、及び面内均一性も併せて示している。
【００４４】
図８より、成膜処理Ａ〜Ｇでは、ボート２内のウェハ５の膜厚平均値がほぼ４０ｎｍとなったが、続く成膜処理Ｈ，Ｉでは、成膜されたＳｉＮ膜の薄膜化が認められた。この成膜処理Ｈ，Ｉの段階では、第１，第２保護管７ａ，７ｂ内で第１，第２電極６ａ，６ｂの縮みが発生していることが確認された。
【００４５】
成膜処理Ｉの後にＮＦ3クリーニングを実施し、成膜処理Ｊ，Ｋを行ったが、ＳｉＮ膜の薄膜化は解消されなかった。表１に示したＮＦ3クリーニング前の成膜処理Ｉの膜厚データと、表２に示したＮＦ3クリーニング後の成膜処理Ｋの膜厚データとを比較すると、ボート２の上部（ＴＯＰ）にセットされたウェハ５について差が大きくなっていることがわかる。即ち、成膜処理ＫのＴＯＰのウェハ５は、膜厚平均値が３８．４２ｎｍと小さくなり、さらに、膜厚の最大・最小値の差分及び標準偏差が大きくなって、膜厚の面内均一性が悪化している。
【００４６】
ＣＶＤ装置１００において、第１，第２電極６ａ，６ｂの縮みが発生すると、ボート２のＴＯＰのウェハ５と、その側方に配置していた第１，第２電極６ａ，６ｂの先端部との位置が変化し、ＴＯＰのウェハ５に対するプラズマ密度が低下してしまう。そのため、一旦第１，第２電極６ａ，６ｂの縮みが発生すると、その後ＮＦ3クリーニングを実施しても、ＳｉＮ膜の薄膜化や面内均一性の悪化を抑えることは困難である。
【００４７】
このような膜厚データが得られた成膜処理Ｋの後に、第１，第２電極６ａ，６ｂの交換と炉芯管４の洗浄を実施し、その後、成膜処理Ｌを実施したところ、図８に示したように、ボート２内のウェハ５の膜厚平均値が再びほぼ４０ｎｍに回復した。表３に示した成膜処理Ｌの膜厚データより、ボート２のＴＯＰのウェハ５は膜厚平均値が４０．０２ｎｍに回復し、さらに、膜厚の最大・最小値の差分及び標準偏差が小さくなって、膜厚の面内均一性が回復していることがわかる。
【００４８】
このように、縮みの発生した第１，第２電極６ａ，６ｂを交換することで、発生していたＳｉＮ膜の薄膜化や面内均一性の悪化を回復させることが可能になる。
図９は別形態のＣＶＤ装置を用いた場合の成膜速度の推移を示す図である。
【００４９】
図９には、ＳｉＮ膜の成膜処理日と成膜速度の推移との関係の一例を示している。ここでは、まず３／１２の時点で使用を開始した第１，第２電極６ａ，６ｂを用い、ＳｉＮ膜の成膜処理を行った。５／３１の時点では、ボート２のＴＯＰにセットしたウェハ５の成膜速度が、ボート２の他の領域（Ｃ−Ｔ，ＣＴＲ，Ｃ−Ｂ，ＢＴＭ）にセットしたウェハ５の成膜速度に比べ、大きく減少していることがわかる。その後、使用を続けると、ウェハ５の成膜速度は全体的に低下する傾向が認められ、特にＴＯＰにセットしたウェハ５の成膜速度の低下傾向が著しい。
【００５０】
そして、図９に示したようなタイミングで再度第１，第２電極６ａ，６ｂを交換すると、ＴＯＰのウェハ５のほか、他の領域（Ｃ−Ｔ，ＣＴＲ，Ｃ−Ｂ，ＢＴＭ）のウェハ５も、成膜速度が回復する傾向が認められた。
【００５１】
このように、プラズマ電極６（第１，第２電極６ａ，６ｂ）を炉芯管４の下部側から挿入するＣＶＤ装置１００では、その使用に伴い、プラズマ電極６の自重等による縮みが発生してしまう。それにより、ボート２にセットされたウェハ５、特にそのＴＯＰ側にセットされたウェハ５について、成膜する膜が薄膜化してしまったり、膜の面内均一性が悪化してしまったりする。
【００５２】
これに対し、第１の実施の形態のＣＶＤ装置１では、プラズマ電極６（第１，第２電極６ａ，６ｂ）を炉芯管４の上部側から挿入する構成とする。これにより、ＣＶＤ装置１の使用に伴ってプラズマ電極６が自重等で縮んでしまうのを効果的に抑制することができる。その結果、ボート２の上部から下部にわたるウェハ５に対し、面内均一性の良い膜を、長期的に、安定して、成膜することが可能になる。
【００５３】
次に、第２の実施の形態について説明する。
図１０は第２の実施の形態のＣＶＤ装置の要部縦断面模式図である。なお、図１０において、図１に示した要素と同一の要素については同一の符号を付している。
【００５４】
図１０に示す第２の実施の形態のＣＶＤ装置２０は、保護管７に挿入されたプラズマ電極６の先端部に重り２１が取り付けられている点で、上記第１の実施の形態のＣＶＤ装置１と相違する。重り２１は、図３に示した第１，第２保護管７ａ，７ｂにそれぞれ挿入される第１，第２電極６ａ，６ｂの先端部に、同じように取り付けられる。
【００５５】
プラズマ電極６の先端部に取り付ける重り２１には、成膜時の通電や加熱によっても溶融しないような材料が用いられる。例えば、重り２１には、Ａｌ、Ｎｉ、Ｗ等の金属、或いは石英やＳｉＣ等の材料を用いることができる。
【００５６】
重り２１は、例えば、プラズマ電極６の先端に溶接等によって直接取り付けたり、重り２１と同等の材質からなるワイヤ等の細線でプラズマ電極６の先端に吊るすようにして取り付けたりすることができる。また、プラズマ電極６の先端部の内部に重り２１を作り込むようにして取り付けることもできる。
【００５７】
この第２の実施の形態のＣＶＤ装置２０のように、プラズマ電極６の先端部に重り２１を取り付けることにより、プラズマ電極６は、成膜時に通電や加熱が行われても、重り２１によってその先端側に引っ張られ、縮みの発生が効果的に抑制されるようになる。そのため、この第２の実施の形態のＣＶＤ装置２０によれば、ボート２の上部から下部にわたるウェハ５に対し、略均一な条件の成膜処理を、長期的に、安定して、行うことができる。
【００５８】
次に、第３の実施の形態について説明する。
図１１は第３の実施の形態のＣＶＤ装置の要部縦断面模式図である。なお、図１１において、図１に示した要素と同一の要素については同一の符号を付している。
【００５９】
図１１に示す第３の実施の形態のＣＶＤ装置３０は、直線状の保護管３１が用いられ、その直線状の保護管３１にプラズマ電極６が挿入されている点で、上記第１の実施の形態のＣＶＤ装置１と相違する。
【００６０】
この第３の実施の形態のＣＶＤ装置３０の保護管３１は、上記第１の実施の形態のＣＶＤ装置１の保護管７において（図１，図３）、炉芯管４の上部側外部に引き出された部分が直線状とされている点で、上記保護管７と相違し、その他の構成は同じにしている。
【００６１】
即ち、保護管３１は、直線状の第１，第２保護管がそれらの先端部において、管状の接続部で連通するように接続されており、このような形状の保護管３１が、ボート２のウェハセット領域５ａをカバーする側方に配置されている。そして、この保護管３１の第１，第２保護管に、図３と同様に、先端部側へとプラズマ電極６の第１，第２電極６ａ，６ｂが挿入され、挿入された第１，第２電極６ａ，６ｂが第１，第２保護管の上部側において固定される。
【００６２】
この第３の実施の形態のＣＶＤ装置３０のように、保護管３１を直線状とすることにより、部分的に屈曲させた保護管に挿入する場合に比べ、プラズマ電極６の挿入作業の容易化を図ることが可能になる。プラズマ電極６を保護管３１内に真っ直ぐ挿入することができるため、プラズマ電極６が挿入時に折れ曲がって縮んでしまうのを抑えることができるようになる。
【００６３】
また、保護管３１を直線状とするため、プラズマ電極６は、必ずしも柔軟性を有していることを要せず、プラズマ電極６として、種々の材質のもの、例えばより硬質のものを利用することも可能になる。
【００６４】
次に、第４実施の形態について説明する。
図１２は第４の実施の形態のＣＶＤ装置の要部縦断面模式図である。なお、図１２において、図１０に示した要素と同一の要素については同一の符号を付している。
【００６５】
図１１に示す第４の実施の形態のＣＶＤ装置４０は、直線状の保護管３１を用いると共に、その保護管３１に挿入されるプラズマ電極６の先端に重り４１が取り付けられている点で、上記第３の実施の形態のＣＶＤ装置３０と相違する。重り４１は、保護管３１の第１，第２保護管に挿入される第１，第２電極６ａ，６ｂの先端に、同じように取り付けられる。
【００６６】
重り４１には、上記第２の実施の形態で述べた重り２１と同様の材料を用いることができ、また、重り４１は、上記第２の実施の形態で述べたのと同様の方法でプラズマ電極６の先端部に取り付けることができる。
【００６７】
このような第４の実施の形態のＣＶＤ装置４０によれば、プラズマ電極６を容易に保護管３１に挿入することが可能になると共に、成膜時の通電や加熱に対し、プラズマ電極６の縮みの発生を効果的に抑制することが可能になる。
【００６８】
次に、第５の実施の形態について説明する。
図１３は第５の実施の形態のＣＶＤ装置の要部縦断面模式図である。なお、図１３において、図１に示した要素と同一の要素については同一の符号を付している。
【００６９】
図１３に示す第５の実施の形態のＣＶＤ装置５０は、両端部が炉芯管４の上部側外部と下部側外部の双方に引き出された保護管５１が用いられ、そのような形状の保護管５１にプラズマ電極６が挿通されている点で、上記第１の実施の形態のＣＶＤ装置１と相違する。
【００７０】
このＣＶＤ装置５０の保護管５１は、第１，第２保護管を有し、いずれも両端が開口されている。それら第１，第２保護管は、両端部共に屈曲して炉芯管４の外部に引き出されている。このような第１，第２保護管に、プラズマ電極６の第１，第２電極６ａ，６ｂがそれぞれ挿通されるようになっている。そして、それら第１，第２電極６ａ，６ｂはそれぞれ、第１，第２保護管の上部開口端側において固定されると共に、先端部が第１，第２保護管の下部開口端側に固定されるようになっている。
【００７１】
保護管５１に挿通されたプラズマ電極６の先端部の固定は、ネジやピン等の固定部材５２を用いて行うことができる。例えば、プラズマ電極６の先端部にネジ孔を形成しておき、先端部が保護管５１の下部開口端を出た所で、そのネジ孔を用い、適所にネジ止めすることで行うことができる。或いは、プラズマ電極６の先端部にピン孔を形成しておき、先端部が保護管５１の下部開口端を出た所で、そのピン孔にピンを挿通し、そのピンを下部開口端等に係止させるような構成とすることも可能である。
【００７２】
この第５の実施の形態のＣＶＤ装置５０のように、保護管５１にプラズマ電極６を挿通し、その先端部を保護管５１の下部開口端側で固定することにより、成膜時の通電や加熱に対してプラズマ電極６の縮みの発生を効果的に抑制することが可能になる。
【００７３】
次に、第６の実施の形態について説明する。
図１４は第６の実施の形態のＣＶＤ装置の要部縦断面模式図である。なお、図１４において、図１３に示した要素と同一の要素については同一の符号を付している。
【００７４】
図１４に示す第６の実施の形態のＣＶＤ装置６０は、炉芯管４の上部側外部に引き出された端部が直線状とされた保護管６１が用いられ、そのような形状の保護管６１にプラズマ電極６が挿通されている点で、上記第５の実施の形態のＣＶＤ装置５０と相違する。
【００７５】
この第６の実施の形態のＣＶＤ装置６０の保護管６１は、上記第５の実施の形態で述べた保護管５１と同様に、それぞれ両端が開口された第１，第２保護管を有している。これら第１，第２保護管の屈曲した端部が、炉芯管４の下部側外部に引き出されている。このような第１，第２保護管に、プラズマ電極６の第１，第２電極６ａ，６ｂがそれぞれ挿通される。挿通された第１，第２電極６ａ，６ｂはそれぞれ、第１，第２保護管の上部開口端側に固定されると共に、先端部が第１，第２保護管の下部開口端側に固定部材５２で固定されるようになっている。
【００７６】
このような第６の実施の形態のＣＶＤ装置６０によれば、成膜時の通電や加熱に対してプラズマ電極６の縮みの発生を効果的に抑制することが可能になると共に、プラズマ電極６の保護管６１への挿入作業の容易化を図ることが可能になる。
【００７７】
以上説明した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）  被処理基板が載置される載置部を覆う炉芯管と、
前記炉芯管内の少なくとも前記被処理基板の側方に配置されると共に、前記炉芯管上部側の外部に一端が引き出されている保護管と、
前記保護管の前記一端から他端側に挿入された電極と、
前記炉芯管内にガスを導入する導入部と、
前記炉芯管内を加熱する加熱部と、
を有することを特徴とする半導体製造装置。
【００７８】
（付記２）  前記電極は、前記保護管の前記他端側の先端部に重りが取り付けられていることを特徴とする付記１記載の半導体製造装置。
（付記３）  前記重りは、アルミニウム、ニッケル、タングステン、石英、又は炭化ケイ素であることを特徴とする付記２記載の半導体製造装置。
【００７９】
（付記４）  前記保護管は、前記一端から前記他端まで直線状であることを特徴とする付記１から３のいずれかに記載の半導体製造装置。
（付記５）  前記保護管は、前記一端側が部分的に屈曲し、前記他端側が直線状になっていることを特徴とする付記１から３のいずれかに記載の半導体製造装置。
【００８０】
（付記６）  前記保護管は、前記他端が前記炉芯管下部側の外部に引き出されていて、前記他端側で前記電極の先端部が固定されていることを特徴とする付記１記載の半導体製造装置。
【００８１】
（付記７）  前記保護管は、前記一端側が直線状になっており、前記他端側が部分的に屈曲していることを特徴とする付記６記載の半導体製造装置。
（付記８）  前記保護管は、前記他端側と前記一端側とが共に部分的に屈曲していることを特徴とする付記６又は７に記載の半導体製造装置。
【００８２】
（付記９）  前記炉芯管は、内部に、前記被処理基板が載置される領域と連通する孔を設けたバッファ室を有し、
前記バッファ室内に、前記保護管の前記炉芯管内の部分と、前記導入部とが配置されていることを特徴とする付記１から８のいずれかに記載の半導体製造装置。
【００８３】
（付記１０）  前記導入部は、少なくとも前記被処理基板の側方に配置された導入管を有し、前記導入管内を流通するガスを前記炉芯管内に放出する孔を有していることを特徴とする付記１から９のいずれかに記載の半導体製造装置。
【００８４】
（付記１１）  前記加熱部は、前記炉芯管の外周で、少なくとも前記被処理基板の側方に配置されていることを特徴とする付記１から９のいずれかに記載の半導体製造装置。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】第１の実施の形態のＣＶＤ装置の要部縦断面模式図である。
【図２】第１の実施の形態の縦型ＣＶＤ装置の要部横断面模式図である。
【図３】第１の実施の形態のＣＶＤ装置が備えるプラズマ電極及びその保護管の模式図である。
【図４】保護管にプラズマ電極が挿入された状態を示す模式図である。
【図５】別形態のＣＶＤ装置の要部縦断面模式図である。
【図６】別形態のＣＶＤ装置が備えるプラズマ電極及びその保護管の模式図である。
【図７】別形態のＣＶＤ装置の電極の状態を説明する図であって、（Ａ）は正常な状態を示す図、（Ｂ）は電極に縮みが発生した状態を示す図である。
【図８】別形態のＣＶＤ装置を用いて複数回の成膜処理を行った場合の膜厚の推移を示す図である。
【図９】別形態のＣＶＤ装置を用いた場合の成膜速度の推移を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態のＣＶＤ装置の要部縦断面模式図である。
【図１１】第３の実施の形態のＣＶＤ装置の要部縦断面模式図である。
【図１２】第４の実施の形態のＣＶＤ装置の要部縦断面模式図である。
【図１３】第５の実施の形態のＣＶＤ装置の要部縦断面模式図である。
【図１４】第６の実施の形態のＣＶＤ装置の要部縦断面模式図である。
【符号の説明】
【００８６】
１，２０，３０，４０，５０，６０，１００  ＣＶＤ装置
２  ボート
３  キャップ
４  炉芯管
４ａ  排気口
５  ウェハ
５ａ  ウェハセット領域
６  プラズマ電極
６ａ  第１電極
６ｂ  第２電極
６ｃ  電極芯
６ｄ  電極メッシュ
６ｅ  電極接続部
７，３１，５１，６１，１０１  保護管
７ａ，１０１ａ  第１保護管
７ｂ，１０１ｂ  第２保護管
７ｃ，１０１ｃ  接続部
７ｄ，７ｅ，１０１ｄ，１０１ｅ  開口端
８  ＮＨ3用シャワーノズル
８ａ，９ａ，１０ａ  放出孔
９  ＤＣＳ用シャワーノズル
１０，１０２  バッファ室
１１  ヒータ
２１，４１  重り
５２  固定部材
【図１】
2010010570.tif 000006
【図２】
2010010570.tif 000007
【図３】
2010010570.tif 000008
【図４】
2010010570.tif 000009
【図５】
2010010570.tif 000010
【図６】
2010010570.tif 000011
【図７】
2010010570.tif 000012
【図８】
2010010570.tif 000013
【図９】
2010010570.tif 000014
【図１０】
2010010570.tif 000015
【図１１】
2010010570.tif 000016
【図１２】
2010010570.tif 000017
【図１３】
2010010570.tif 000018
【図１４】
2010010570.tif 000019