(57)【要約】【課題】  装置内に付着した不純物を簡単に除去可能な半導体製造装置および製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の半導体製造装置１は、半導体ウェハを帯電させる帯電機構を有し半導体ウェハ上に成膜するための真空処理室４あるいは６、半導体ウェハを搬送するための真空搬送室３、マイナスイオンを発生させるイオン発生手段、イオン発生手段が発生させたマイナスイオンを真空処理室に供給するイオン供給手段を有する。マイナスイオンが供給された真空処理室で、マイナスイオンを真空処理室内のパーティクルと反応させ、帯電機構により半導体ウェハをイオン化されたパーティクルが付着しないように負に帯電させて、真空処理室内のパーティクルを除去する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハを処理するための真空処理室と半導体ウェハを搬送するための搬送室とを有する半導体製造装置において、
マイナスイオンを発生させるイオン発生手段と、
前記イオン発生手段が発生させたマイナスイオンを、前記真空処理室に供給するイオン供給手段とを有し、
前記マイナスイオンが供給された前記真空処理室は、半導体ウェハを帯電させる帯電機構を有し、前記マイナスイオンを前記真空処理室内のパーティクルと反応させ、前記帯電機構により半導体ウェハを反応したパーティクルが付着しないように負に帯電させて、前記真空処理室内のパーティクルを除去することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記イオン発生手段は、前記マイナスイオンを含有するマイナスイオンソースを加熱するソース加熱手段と、
前記ソース加熱手段によって加熱された前記マイナスイオンソースに電界を印可することにより、該マイナスイオンソースに含有されているマイナスイオンを取り出す電界印可手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記搬送室は、半導体ウェハを搬送するロボットアームを有することを特徴とする請求項３に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
半導体ウェハを処理するための真空処理室と半導体ウェハを搬送するための搬送室とを用いた半導体製造方法において、
マイナスイオンを前記真空処理室あるいは前記搬送室のいずれかに供給して、前記真空処理室内あるいは前記搬送室内の不純物をイオン化し、
イオン化された不純物を集塵すると共に、不純物が集塵された前記真空処理室あるいは前記搬送室内に半導体ウェハを搬送する、ことを特徴とする半導体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空処理室あるいは搬送室を有する半導体製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来用いられている半導体製造装置は、効率的に半導体ウェハの製造を行うため、枚葉式でかつ複数のチャンバから構成されるマルチチャンバ型が広く利用されている。
【０００３】
このような半導体装置は、外部からは遮断された真空条件下でそれぞれのチャンバ間で、半導体ウェハの移動を行うようにされている。そのため、外部から粉塵などの不純物の装置内への進入はある程度防止することができる。
【０００４】
また、半導体製造プロセス中に処理室内で発生するパーティクルの半導体ウェハ上の落下に対しては、基板上にカバーを設けたり、カバーの駆動タイミングを制御したりするなどのさまざまな工夫がなされている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許３３０１４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、マルチチャンバ方式では、搬送アームの駆動機構やウェハカセットなどからの発塵があり、これらの不純物が半導体ウェハに付着していた。また、半導体の成膜チャンバ内で反応副生成物が半導体ウェハに付着していた。
【０００６】
真空条件下の半導体製造装置内に存在するパーティクルが巻き上げられて半導体ウェハに付着することを防ぐため、ブレイクフィルタなどが利用されている。しかし、上述のような搬送アームの駆動機構やウェハカセットなどからの発塵という、装置内部からの発塵に関して有効ではなかった。
【０００７】
反応処理室内では、いわゆるプラズマクリーニングによる洗浄があるが、プラズマクリーニング中は、その反応処理室では成膜はできなくなるので、プラズマクリーニングの頻度が多いと、半導体製造装置全体の処理能力が低下する。
【０００８】
本願発明はこのような不都合を解消するために発明されたもので、装置内に付着した不純物を簡単に除去可能な半導体製造装置および製造方法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】
【０００９】
上記目的を達成するため、第一の解決手段として代表的な発明は、半導体ウェハを処理するための真空処理室と半導体ウェハを搬送するための搬送室とを有する半導体製造装置において、マイナスイオンを発生させるイオン発生手段と、前記イオン発生手段が発生させたマイナスイオンを真空処理室に供給するイオン供給手段とを有し、前記マイナスイオンが供給された前記真空処理室は、半導体ウェハを帯電させる帯電機構を有し、前記マイナスイオンを前記真空処理室内のパーティクルと反応させ、前記帯電機構により半導体ウェハを反応したパーティクルが付着しないように負に帯電させて、前記真空処理室内のパーティクルを除去することを特徴とする。
【００１０】
イオン発生手段は、マイナスイオンを含有するマイナスイオンソースを加熱するソース加熱手段と、ソース加熱手段によって加熱されたマイナスイオンソースに電界を印可することにより、該マイナスイオンソースに含有されているマイナスイオンを取り出す電界印可手段と、さらに有してもよい。
【００１１】
半導体ウェハを搬送するための搬送室は、半導体ウェハを搬送するロボットアームを、さらに有するように構成してもよい。
【００１２】
また、本願の第二の解決手段として代表的な発明は、半導体ウェハを処理するための真空処理室と半導体ウェハを搬送するための搬送室とを用いた半導体製造方法において、マイナスイオンを前記真空処理室あるいは前記搬送室のいずれかに供給して、前記真空処理室内あるいは前記搬送室内の不純物をイオン化し、イオン化された不純物を集塵すると共に、不純物が集塵された前記真空処理室あるいは前記搬送室内に半導体ウェハを搬送する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の半導体製造装置および製造方法によれば、装置内に付着したパーティクルの洗浄を簡単に実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係る半導体製造装置および製造方法について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係るマルチチャンバ型半導体製造装置を示す図である。半導体製造装置１は、半導体ウェハを搬入し加熱、成膜、マイナスイオンによる洗浄などの一連の処理を行うことができる枚葉式のマルチチャンバ型を採用している。
【００１５】
半導体製造装置１は、特に制限されないが、本実施の形態では、ロードロック室２、常圧搬送室３、処理室４、処理室６、処理室７の５つのチャンバから構成されている。半導体製造装置１は、半導体ウェハを、ロードロック室２から常圧搬送室３を介して、処理室４、処理室６または処理室７のそれぞれのチャンバに搬入し、目的に応じた成膜が行われる。そして、成膜が完了あるいは別の半導体製造装置へ移送される場合は、ロードロック室２から半導体ウェハをウェハカセットに一旦搬出する。
【００１６】
ロードロック室２は、半導体ウェハを半導体製造装置１の外部から搬入し、処理が終了した時に、半導体ウェハを外部へ搬出するロードロック機構を有している。具体的には、半導体ウェハを搬入すると、ロードロック室２は、室内雰囲気を外部および常圧搬送室３から隔離し、大気圧から真空状態に雰囲気を変化させる。そして、真空状態になったら、ロードロック機構は、半導体ウェハをロードロック室２から処理室４、６または７へ搬入する。
【００１７】
常圧搬送室３は、ロボットアームなどを有する半導体ウェハの搬送チャンバである。常圧搬送室３は、各チャンバ間の半導体ウェハの移動を行う。
【００１８】
処理室４は、半導体ウェハ上に半導体を成膜するチャンバである。処理室４は、ＣＶＤ成膜処理やプラズマクリーニングやスパッタ処理などの、様々な成膜装置やクリーニング装置で構成してもよく、製造する半導体の種類に応じて変更が可能である。
【００１９】
マイナスイオン洗浄装置５は、マイナスイオン洗浄のためのマイナスイオンの取り出しと供給を行う装置である。すなわち、マイナスイオン洗浄装置５で形成されたマイナスイオンを、搬送室３、処理室４あるいは処理室６へ供給し、それぞれのチャンバ内の壁、シャワーヘッド、テーブル、搬送アームの駆動機構あるいはウェハカセットなどの構造物に付着したパーティクルの洗浄を行う。
【００２０】
本実施の形態では、マイナスイオンは、酸化物イオン（Ｏ２−）、酸素マイナスイオンラジカル（Ｏ−）または酸化物イオンと酸素マイナスイオンラジカルの混合物（単原子イオン）などから構成されている。これにより、炭素を主成分にするパーティクルがチャンバ内に付着している場合などに、高い除去効率を期待することができる。なお、マイナスイオン洗浄装置５の構成例については、図２に詳述する。
【００２１】
処理室６および処理室７は、半導体ウェハ上に半導体を成膜するチャンバであり、処理室４と同様に、ＣＶＤ成膜処理やプラズマクリーニングやスパッタ処理などの様々な成膜装置やクリーニング装置で構成してもよい。製造する半導体の種類に応じて、処理室４と処理室６、処理室７の組み合わせは、種々変更が可能である。
【００２２】
なお、本実施形態では、半導体製造装置１をロードロック室２、搬送室３、処理室４、処理室６、処理室７の５つのチャンバから構成したが、成膜する半導体の種類に応じて、種々変更が可能である。また、本実施の形態では、半導体ウェハの加熱用のチャンバを特に設けていないが、加熱用チャンバを別途設けてもよい。
【００２３】
さらに、本実施の形態における半導体製造装置１が成膜する対象は、必ずしも半導体ウェハに限られるものではなく、たとえば液晶表示装置用の基板であってもよい。特に、ソーダガラスなどの本質的に不純物の多い基板において、本実施の形態のマイナスイオン洗浄装置５によって、歩留まりの向上が期待できる。
【００２４】
図２は、図１に示すマイナスイオン洗浄装置５の構成例を示す図である。マイナスイオン洗浄装置５は、マイナスイオンを搬送室３、処理室４、処理室６あるいは処理室７へ供給して、それぞれの室内で電界をかけて、室内の洗浄を行う洗浄装置である。マイナスイオン洗浄装置５は、イオン取り出しユニット２１およびイオン搬送ユニット２２から構成される。
【００２５】
イオン取り出しユニット２１は、処理室３１、接触電極３１ａ、引出し電極３１ｂ、ヒータ３１ｃ、温度センサ３１ｄ、圧力センサ３１ｅ、直流電源３２、ガス供給装置３３、排気装置３４、制御装置３５、ガス供給管３６およびガス排気管３７から構成される。
【００２６】
処理室３１は、マイナスイオンソースＳからマイナスイオンを取り出すための処理室である。酸化物イオン（Ｏ２−）、酸素マイナスイオンラジカル（Ｏ−）または酸化物イオンと酸素マイナスイオンラジカルの混合物（単原子イオン）などを生成するマイナスイオンソースＳには、たとえば、細野  秀雄  他、セラミックス３７（２００２）Ｎｏ．１２、ｐ９６８−９７１「ナノポーラス結晶  １２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３を舞台とした活性酸素のエンジニアリングとその応用」および、Ｋ．Ｈａｙａｓｈｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ  ｖｏｌ．４１９，ｐ４６２（２００２）「Ｌｉｇｈｔ−ｉｎｄｕｃｅｄ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｏｆ  ａｎ  ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ  ｏｘｉｄｅ  ｉｎｔｏ  ａ  ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ」に開示されている材料を適用することが可能である。
【００２７】
処理室３１は、接触電極３１ａ、引出し電極３１ｂ、ヒータ３１ｃ、温度センサ３１ｄおよび圧力センサ３１ｅから構成されている。そして、マイナスイオンソースＳは、接触電極３１ａ上にセットされ、引出し電極３１ｂは接触電極３１ａと対向して配置される。
【００２８】
接触電極３１ａは、ガス供給装置３３によって供給される原料ガスが通過する１以上の開口を有する。図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、接触電極３１ａは、その外形状に応じた開口形状を有する。この開口を介して、原料ガスが、マイナスイオンソースＳの接触電極３１ａに接している面にのみ供給される。接触電極３１ａのマイナスイオンソースＳと反対側の面には、ヒータ３１ｃが配置されている。
【００２９】
引出し電極３１ｂは、マイナスイオンソースＳから取り出されたマイナスイオンが通過する開口を有する。
【００３０】
温度センサ３１ｄは、ヒータ３１ｃの温度を測定するセンサである。ヒータ３１ｃは、マイナスイオンソースＳからマイナスイオンが容易に取り出せる温度に設定されている。たとえば、処理室内の温度は、本実施の形態においては、約２５０℃〜約１０００℃、好ましくは約４００℃〜約８００℃、より好ましくは約７００℃に設定されている。２５０℃以下ではマイナスイオンソースＳ中のマイナスイオンが活性化せず、取り出すのが困難になる。１０００℃以上では、活性なマイナスイオンが通常に比して非常に多く発生し、マイナスイオンソースＳは変性するおそれがある。また、マイナスイオンソースＳを取り付ける部分の耐熱性を確保するため特殊なセラミックや金属が必要になるなど、装置上の制約が多くなる。
【００３１】
圧力センサ３１ｅは、処理室３１内の圧力を測定する。処理室３１内の圧力は、マイナスイオンソースＳから取り出されたマイナスイオンソースが、イオン搬送ユニット２２にスムースに供給される圧力に設定されている。たとえば、処理室内の圧力は、本実施の形態においては、約１０−３Ｐａに設定されている。
【００３２】
直流電源３２は、制御装置３５の制御にしたがって接触電極３１ａと引出し電極３１ｂとの間に所定の電圧を印加する。これにより、接触電極３１ａ上にセットされたマイナスイオンソースＳに、マイナスイオンを取り出すために最適な電圧が印加される。
【００３３】
マイナスイオンソースＳが、ヒータ３１ｃによって所定の温度に加熱されると、印加された電界によって、マイナスイオンソースＳからマイナスイオンが取り出される。この際に、印加された電界が弱すぎると、処理に必要なマイナスイオンを取り出すことができない。一方で、印加される電界が強すぎると、搬送室３、処理室４，６を洗浄するために必要な量を超えたマイナスイオンが取り出される。
【００３４】
必要以上のマイナスイオンが取り出されると、処理対象物以外の部分（引出し電極３１ｂ、ヒータ３１ｃまたは処理室３１の内壁など）において生じるマイナスイオンとの反応が、本来必要な処理に影響を与えることとなる。
【００３５】
このため、直流電源３２が印加する電圧の大きさは、マイナスイオンソースＳに印加される電界の強さが、搬送室３、処理室４，６の洗浄処理に必要な量のマイナスイオンを取り出すことができるような強さに設定されている。具体的には、マイナスイオンソースＳに印加される電界の大きさが、約１００〜約６００Ｖ／ｃｍ、好ましくは約２００〜５００Ｖ／ｃｍ、さらに好ましくは３００Ｖ／ｃｍ近傍になるように、直流電源３２が印加する電圧の大きさが設定される。６００Ｖ／ｃｍ以上では電極３１ａ，３１ｂ間で放電の可能性が生じ、１００Ｖ／ｃｍ未満ではマイナスイオンが取り出せないことがある。
【００３６】
ガス供給装置３３は、ガス供給管３６を介して処理室３１に接続されている。ガス供給装置３３は、制御装置３５の制御にしたがって、マイナスイオンが取り出されたマイナスイオンソースＳに、新たなマイナスイオンを補充するためのガスを、処理室３１内に供給する。本実施の形態では、処理室３１内の圧力よりも高い分圧で、酸素ガスを供給する。マイナスイオンソースＳの両面に酸素分圧の勾配が形成され、マイナスイオンソース中を引出し電極側に流れるイオン流の駆動力となるため、処理が行われている工程中において、継続的にマイナスイオンソースＳから、マイナスイオンを取り出すことができる。
【００３７】
排気装置３４は、ガス排気管３７を介して処理室３１に接続されている。排気装置３４は、排気ポンプなどを備え、制御装置３５の制御にしたがって、処理室３１内のガスを排気し、処理室３１内の圧力を所定の圧力に設定する。
【００３８】
制御装置３５は、マイクロコンピュータなどで制御され、マイナスイオンをマイナスイオンソースＳから取り出すためのプログラムを記憶している。制御装置３５は、記憶しているプログラムにしたがってイオン取り出しユニット２１の動作を制御し、マイナスイオンをマイナスイオンソースＳから取り出す。
【００３９】
イオン搬送ユニット２２は、ガス供給装置４１およびイオン搬送管４２から構成される。イオン搬送ユニット２２は、イオン取り出しユニット２１で取り出したマイナスイオンを、搬送室３、処理室４、処理室６あるいは処理室７に搬送するために設けられている。
【００４０】
ガス供給装置４１は、イオン搬送管４２を介して、搬送室３、処理室４、処理室６あるいは処理室７に接続される。ガス供給装置４１は、キャリアガスを供給して、イオン取り出しユニット２１で取り出したマイナスイオンを、搬送室３、処理室４、処理室６あるいは処理室７に供給する。本実施の形態では、不活性ガス、もしくは不活性ガスと原料ガスの混合ガスから成るキャリアガスを、処理室３１内の圧力に対応させて、約５０ｓｃｃｍで供給する。
【００４１】
このようにマイナスイオンは、マイナスイオンソースＳを加熱して電界を印加するという簡単な方法で得ることができる。これにより、イオン取り出しユニット２１を簡単な構成とすることができる。
【００４２】
なお、上記したマイナスイオンソースＳからは、目的の酸化物イオン（Ｏ２−）等と共に、目的以外のイオン（例えばＨ−イオンなど）が取り出される場合がある。この場合は、イオン取出ユニット２１とイオン搬送ユニット２２との間に、質量分離器等から構成されるイオン選別ユニットを設け、単色化、即ち酸化物イオン（Ｏ２−）または酸素マイナスイオンラジカル（Ｏ−）の選別を行ってもよい。
【００４３】
また、マイナスイオンを用いた除去処理は、準大気圧下で実行可能であるため、上記したマイナスイオン洗浄装置を、複雑な圧力制御機構等を設けることなく、大気圧下で処理を実行する他の装置に搭載したり、組み合わせたりすることができる。
【００４４】
例えば、上記した除去装置を、洗浄装置、メッキ装置およびウェハプローバ装置等に搭載して、または、組み合わせて、大気圧下で行われる洗浄処理、メッキ処理およびプローブ処理の前や後に上記した除去処理を行うことができる。なお、メッキ装置やウェハプローバ装置では、金属が半導体ウェハ表面に存在し、酸化による有機物の除去は難しいため、水素を利用した還元により有機物を除去する。
【００４５】
本実施の形態のマイナスイオン洗浄装置５は、必要に応じて種々の変更が可能であって、たとえば処理室３１内の温度や圧力は、使用する環境やマイナスイオンソースに応じてそれぞれ異なる。
【００４６】
図４は、本発明の第二の実施形態に係るマルチチャンバ型半導体製造装置を示す図である。第一の実施の形態と異なる点は、半導体を成膜する処理室を１つ多く設けて、マイナスイオン洗浄装置５を、処理室４、処理室６および処理室８に接続している点である。
【００４７】
すなわち、製造する半導体の種類によっては、成膜チャンバの数が多く必要になる場合に、マイナスイオン洗浄装置５の配置を工夫している。そして、パーティクルの発生が比較的多い成膜室に、マイナスイオン洗浄装置５を接続して、プラズマクリーニングの頻度を下げている。
【００４８】
なお、マイナスイオン洗浄装置５は、必ずしも１つである必要はなく、成膜する環境に応じて、複数の装置構成にすることができる。たとえば、パーティクル汚染の多い環境や集積度の高い膜を成膜する半導体製造装置では、マイナスイオン洗浄装置５を複数設け、装置全体の稼働率と歩留まり向上に寄与することができる。
【００４９】
図５は、図１に示す処理室６（あるいは処理室４または処理室７）の構成例を示す図である。処理室６は、半導体製造装置１の目的に応じて、さまざまな構成を取ることができるが、本実施形態では、平行平板のプラズマＣＶＤ装置を採用している。
【００５０】
処理室６は、特に制限されないが、本実施の形態では、反応室６１、上部電極６２、下部電極６３、シャワーヘッド６４、ガス入力管６５、ガス源６６、排出管６７およびポンプ６８から構成されている。
【００５１】
反応室６１は、半導体ウェハＷを上部電極６２と下部電極６３の間に配置して、プラズマ雰囲気中にした状態で、目的に応じた反応ガスを供給し、所定の成膜を行う。
【００５２】
上部電極６２は、いわゆるシャワーヘッド型の電極６４を用いており、内部の空洞部にガス入力管６５を介して、ガス源６６のガスを供給する。下部電極６３は、半導体ウェハＷが保持可能なテーブルを有しており、直流電流が流されている。
【００５３】
テーブルや内壁は、図示しないヒータによって加熱されており、それによって付着したパーティクルを除去するのに適した温度に設定される。適切な温度を維持することによって、マイナスイオンの高い反応性を得ることができるので、具体的には、３０〜１５０℃、好ましくは８０〜１００℃に設定される。
【００５４】
ガス源６６は、半導体製造装置１の目的に応じて、複数種類のガスタンクから構成されており、成膜やクリーニングの目的に応じて、さまざまなガスを反応室６１に供給する。
【００５５】
排出管６７は、反応室６１の反応ガスを半導体製造装置１の外部へ排出する。排出管６７は、ポンプ６８と連結されており、本実施の形態では、ターボ分子ポンプを使用している。
【００５６】
バイアス電源６９は、半導体ウェハＷに負のバイアス電圧、たとえば約−５Ｖ〜約−５０Ｖを印加する。
【００５７】
次に、上記したマイナスイオン洗浄装置５の動作について、図１および図２を例として説明する。マイナスイオンソースＳは、予め接触電極３１ａ上に固定されている。また、搬送室３、処理室４あるいは処理室６のうちの処理対象のチャンバとイオン搬送ユニット２２の接続口が開口される。
【００５８】
イオン取り出しユニット２１の制御装置３５、イオン搬送ユニット２２のガス供給装置４１および処理対象のチャンバは、例えばオペレータの処理開始指示に応答して、以下に示す動作をそれぞれ開始する。
【００５９】
制御装置３５は、初めに、ガス供給装置３３を制御して、酸素ガス（または酸素ガスと不活性ガスとの混合ガス）を処理室３１内に供給する。続いて、制御装置３５は、圧力センサ３１ｅによる測定結果を用い、排気装置３４を制御して処理室３１内の圧力を所定の圧力（約１０−３Ｐａ）に設定する。
【００６０】
また、制御装置３５は、温度センサ３１ｄによる測定結果を用い、ヒータ３１ｃを制御して接触電極３１ａ上にセットされたマイナスイオンソースＳを約７００℃に加熱する。その後、制御装置３５は、直流電源３２を制御して、接触電極３１ａと引出し電極３１ｂとの間に電圧を印加することにより、上記した強さの電界をマイナスイオンソースＳに印加する。これにより、マイナスイオンソースＳ内のマイナスイオンが印加された電界によって取り出され、引出し電極３１ｂが有する開口を介してイオン搬送ユニット２２に供給される。
【００６１】
上記イオン取り出しユニット２１で取り出されたマイナスイオンは、イオン搬送ユニット２２のガス供給装置４１によって、キャリアガスと共に処理対象のチャンバ内に搬送される。処理対象のチャンバは、図示しない温度センサによる測定結果を用い、室内の構造物の温度を所定の温度に加熱する。
【００６２】
また、制御装置３５は、図示しない処理対象のチャンバの圧力センサによる測定結果を用い、図示しない排気装置を制御してチャンバ内の圧力をパーティクルがイオン化しやすい真空レベルに設定する。
【００６３】
ガス供給装置４１によって処理対象のチャンバ内に供給されたマイナスイオンは、チャンバ内のパーティクルと反応する。詳細には、酸化物イオン、酸素マイナスイオンラジカルまたは酸化物イオンと酸素マイナスイオンラジカルを含む単原子イオンなどから構成される酸素マイナスイオンがパーティクルと反応する。
【００６４】
チャンバ内に付着している炭素（Ｃ）は、酸素マイナスイオンと反応してイオン化される。そして、チャンバ内に設けられた電極に電流が印加されると、イオン化されたパーティクルは、一方の電極側に集塵される。酸素マイナスイオンは、構造物の内部まで反応させることができるので、構造物に深くまで入り込んだパーティクルも除去が可能である。
【００６５】
ここで、処理対象のチャンバに半導体ウェハＷが配置されている場合であっても、半導体ウェハＷに負のバイアス電圧を印加し、イオン化されたパーティクルが半導体ウェハＷに付着しないようにして、チャンバ内のパーティクルを除去することが可能である。
【００６６】
さらに、搬送室３には、図示しない電極が必要となるが、処理室４または６においては、成膜時に使用する電極を用いて、マイナスイオンとパーティクルの反応を行うので、装置構成が簡単で済む。
【００６７】
なお、本発明においては、必要に応じて種々の変更が可能であって、たとえば、マルチチャンバ型の半導体装置構成ではなく、インライン型の半導体製造装置への利用も可能である。この場合に、マイナスイオン洗浄装置５は、成膜する内容に応じて配置する。
【００６８】
さらに、本実施の形態においては、搬送室および処理室を洗浄の対象にして説明したが、該搬送室および処理室内に配置された半導体ウェハの表面洗浄を含むものである。すなわち、マイナスイオンの照射による不純物の洗浄方法を利用すれば、チャンバ内のパーティクルのクリーニングと、半導体ウェハ上に形成された膜中に存在する有機物の除去も同時に行うことができる。
【００６９】
従来のプラズマクリーニングでは、半導体ウェハに形成された膜自体を削ってしまうため、チャンバ内のパーティクルの除去と、膜中に存在する有機物の除去つまり半導体の膜質改善はそれぞれ別に行わなければならなかった。しかしながら、本発明の半導体製造装置および製造方法では、マイナスイオンを利用しているので、チャンバ内のパーティクルの除去と、半導体の膜質改善の両者を同時に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るマルチチャンバ型半導体製造装置を示す図である。
【図２】図１に示すマイナスイオン洗浄装置の構成例を示す図である。
【図３】図２に示すマイナスイオン洗浄装置のマイナス電極の構成を示す図である。
【図４】本発明の第ニの実施形態に係るマルチチャンバ型半導体製造装置を示す図である。
【図５】図１に示す反応室の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１      半導体製造装置
２      ロードロック室
３      搬送室
４      処理室
５      マイナスイオン洗浄装置
６      処理室
７      処理室
８      処理室
２１    イオン取り出しユニット
２２    イオン搬送ユニット
３１    処理室
３１ａ  接触電極
３１ｂ  引出し電極
３１ｃ  ヒータ
３１ｄ  温度センサ
３１ｅ  圧力センサ
３２    直流電源
３３    ガス供給装置
３４    排気装置
３５    制御装置
３６    ガス供給管
３７    ガス排気管
４１    ガス供給装置
４２    イオン搬送管
６１    反応室
６２    上部電極
６３    下部電極
６４    シャワーヘッド
６５    ガス入力管
６６    ガス源
６７    排出管
６８    ポンプ
【図１】
2006222242.tif 000003
【図２】
2006222242.tif 000004
【図３】
2006222242.tif 000005
【図４】
2006222242.tif 000006
【図５】
2006222242.tif 000007