(57)【要約】【課題】  遠隔チャンバでプラズマ化されたクリーニング用のガスによって、成膜チャンバに形成された付着物だけでなく、排気系に形成された付着物も安定して除去することを目的とする。【解決手段】  成膜チャンバ１１と、成膜チャンバ１１をクリーニングするためのクリーニングガスをプラズマ励起によって生成する遠隔チャンバ１５、及びこれらのチャンバを排気する排気系を有する半導体装置において、成膜チャンバ１１と遠隔チャンバ１５との間にコンダクタンス制御バルブ１８を設け、遠隔チャンバ１５の真空度を安定させる。【選択図】  図１
2005310819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板を処理する第１のチャンバと、
前記第１のチャンバをクリーニングするクリーニングガスを放電により励起し、前記クリ
ーニングガスを前記第１のチャンバへ送出する第２のチャンバと、
前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバへガスを供給するガス供給系と、
前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバに供給された前記ガスを排気する排気系とを
備え、
前記第２のチャンバと前記第１のチャンバの間にコンダクタンス制御バルブを有すること
を特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
半導体基板を処理する複数の第１のチャンバと、前記第１のチャンバをクリーニングす
るクリーニングガスを放電により励起し、前記クリーニングガスを前記第１のチャンバへ
送出する少なくとも１つの第２のチャンバとを含む３つ以上のチャンバからなるチャンバ
系と、
前記チャンバ系へガスを供給するガス供給系と、
前記チャンバ系に供給された前記ガスを排気する排気系とを備え、
前記第２のチャンバと前記第１のチャンバの間にコンダクタンス制御バルブを有すること
を特徴とする半導体製造装置。
【請求項３】
前記第２のチャンバが、前記第２のチャンバの圧力をモニタする真空ゲージを備え、か
つ、前記コンダクタンス制御バルブが、前記真空ゲージのモニタ結果のフィードバックに
より圧力を制御する制御機構を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半
導体製造装置。
【請求項４】
前記第２のチャンバにおいて前記クリーニングガスを生成時、前記排気系及び前記コン
ダクタンス制御バルブが、前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバの圧力範囲を５０
乃至１，６００Ｐａに制御する制御機構を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３
のいずれか1項に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記排気系に少なくとも１個のターボ分子ポンプを含み、前記ターボ分子ポンプが前記
第１のチャンバを介さずに前記第２のチャンバと接続し、かつ、前記コンダクタンス制御
バルブが前記ターボ分子ポンプと前記第２のチャンバとの間に設置されていることを特徴
とする請求項１乃至請求項４のいずれか1項に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、薄膜形成に用いられる半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置に用いられる各種の薄膜は、その製造工程において、ＣＶＤ法等により形成
される。近年、ＬＳＩの微細化に伴い、その製造工程で、高いアスペクト比を有する穴、
溝等にこれら薄膜を埋め込む技術が必要とされている。
【０００３】
例えば、高密度プラズマを用いたＣＶＤ法による半導体製造装置において、シリコン酸
化膜、シリコン窒化膜等の薄膜が半導体基板上の穴、溝等の中に埋め込み、形成される。
このとき、例えば、成膜時に使用するソースガスの解離効率を高密度プラズマによって上
げ、また、成膜種の直進性を改善することによって薄膜の穴、溝等への埋め込みを、より
容易に行う。
【０００４】
しかし、成膜時に使用するソースガスの解離効率を上げると、その成膜時に、成膜チャ
ンバの側壁、ガス排気配管などにも生成物が付着されやすくなり、その付着した生成物が
剥がれることによりダストとして成膜チャンバの中の半導体基板上に付着し、製品歩留ま
りが劣化する問題がある。
【０００５】
このような付着物をクリーニングするため、成膜チャンバとは別のチャンバとして、遠
隔チャンバを設置し、その遠隔チャンバの中にクリーニング用のガスを流し、更に遠隔チ
ャンバの中でクリーニング用のガスをプラズマ化し、活性種を生成する。そのプラズマ化
した活性種によって付着物をクリーニングする等、対策が行われている（例えば、特許文
献１参照。）。
【０００６】
しかし、高密度プラズマを用いるＣＶＤ法では、比較的高真空中で成膜を行うため、そ
の排気系に、例えばターボ分子ポンプ等の比較的高真空に対応可能なポンプが用いられる
。そこで、遠隔チャンバの中でクリーニング用のガスをプラズマ化した場合、例えばター
ボ分子ポンプでは、遠隔チャンバの中の放電安定動作に必要な比較的低真空を保てず、そ
の結果、遠隔チャンの中の放電を安定して維持させる事が困難となり、不安定な動作が発
生するという問題がある。
【０００７】
また、排気ラインをターボ分子ポンプでなくドライポンプの様な低真空動作ポンプに切
り替える方法もあるが、成膜時の排気ラインとクリーニング時の排気ラインが異なるため
、成膜時の排気ライン配管やポンプの中のクリーニングができなくなり、この部分に付着
物が留まる。この付着物が成膜時或いは半導体基板搬送時に舞い上がり、ダストの一因と
なり製品歩留まりを劣化させる問題がある。
【特許文献１】特開２００１―８５４１８号公報  （第１７ページ、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、遠隔チャンバでプラズマ化された
クリーニング用のガスによって、成膜チャンバに形成された付着物だけでなく、排気系に
形成された付着物も含めて除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の第１の態様は、半導体製造装置として、半導体基
板を処理する第１のチャンバと、前記第１のチャンバをクリーニングするクリーニングガ
スを放電により励起し、前記クリーニングガスを前記第１のチャンバへ送出する第２のチ
ャンバと、前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバへガスを供給するガス供給系と、
前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバに供給された前記ガスを排気する排気系とを
備え、前記第２のチャンバと前記第１のチャンバの間にコンダクタンス制御バルブを有す
ることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の第２の態様は、半導体製造装置として、半導体基板を処理する少なくと
も１つの第１のチャンバと、前記第１のチャンバをクリーニングするクリーニングガスを
放電により励起し、前記クリーニングガスを前記第１のチャンバへ送出する少なくとも１
つの第２のチャンバとを含む３つ以上のチャンバからなるチャンバ系と、前記チャンバ系
へガスを供給するガス供給系と、前記チャンバ系に供給された前記ガスを排気する排気系
とを備え、前記第２のチャンバと前記第１のチャンバの間にコンダクタンス制御バルブを
有することを特徴とする半導体製造装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、第１のチャンバと、第２のチャンバとの間にコンダクタンス制御バルブ
を設けることにより、第２のチャンバ内の圧力を安定させ、第１のチャンバだけでなく、
排気系のクリーニングも可能となる。このため、薄膜形成中にその膜に付着するダスト数
が減少し、半導体装置の歩留まり向上が得られる半導体製造装置を提供することが可能に
なる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の第１の実施例である半導体製造装置について図１乃至図５を用いて説明する。
図１は本実施例の半導体製造装置の全体構成を示す概略図である。図２は本実施例におけ
る半導体製造装置の主要部分である成膜チャンバを示す断面の模式図である。図３は本実
施例の半導体製造装置のポイントである配管コンダクタンス制御バルブの一例を示す模式
図である。図４は半導体製造工程に本実施例における半導体製造装置を適用した例を示す
半導体装置の断面の模式図である。更に、図５は本実施例の半導体製造装置の具体的な実
験例を示すグラフである。
【００１４】
図１は本実施例の半導体製造装置を示すブロック構成図である。半導体製造装置である
プラズマＣＶＤ装置１０は以下のような構成である。先ず、容器であるチャンバとして、
ＳｉＨ４ガス等を用い、例えばシリコン酸化膜を半導体基板上に形成させる第１のチャン
バである成膜チャンバ１１、及びその成膜チャンバ１１をクリーニングするため、ＮＦ３
、CF４、C２F６等といった成膜チャンバ１１のクリーニングガスを、例えば誘導結合プラ
ズマ方式を用いて解離させ、活性種を形成する第２のチャンバである遠隔チャンバ１５を
有する。上述のガスはガス供給系１２によって所定のガス種の選択、流量設定等が行われ
、上述のガスがチャンバへ供給される。
【００１５】
排気機構として比較的高真空に対応するターボ分子ポンプ１３及び比較的低真空に対応
するドライポンプ１４を備えている。成膜チャンバ１１はドライポンプ１４によって比較
的低真空まで圧力を下げること可能なようにバイパス配管を含んだ配管系が形成されてい
る。また、これらの主要構成部を接続する配管ラインと、ガス流を止め、或いは調整する
バルブ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、及び圧力調整バルブ１７ａ、１７ｂが要所に配
置されている。
【００１６】
成膜チャンバ１１と遠隔チャンバ１５との間に、配管コンダクタンスを制御するため、
開度調整が可能なコンダクタンス制御バルブ１８が設置されており、遠隔チャンバ１５に
取り付けられた真空ゲージ１９からのフィードバックを受けて真空度を制御する。
【００１７】
その結果、ターボ分子ポンプ１３の排気系を用いた場合においても、遠隔チャンバ１５
の中の真空度を１００Ｐａ程度の比較的低真空に保つことができる。これにより、成膜チ
ャンバ１１から排気系の配管を経て、ターボ分子ポンプ１３に至るまでのクリーニングが
可能となる。
【００１８】
図２に成膜チャンバの断面の模式図を示す。成膜チャンバ２０は気密に構成された略円
筒状のチャンバドーム２１及びチャンバボディ２１ａを有している。チャンバドーム２１
は、例えばセラミック製であり、一方、チャンバボディ２１ａは、例えばアルミニウム製
である。また、チャンバボディ２１ａの底部には排気ポートが設置されており、真空排気
が可能になっている。
【００１９】
チャンバボディ２１ａの中に被処理体である半導体基板２３を設置する試料台２２が配
置されている。試料台２２には、例えば静電チャック機構が付いており、半導体基板２３
を保持し、固定する。更に、試料台２２には基板温度制御機構２２ａがあり、ヒータ（図
示せず）等の発熱により、半導体基板２３を加熱する。また、基板温度制御機構２２ａに
は、耐食性向上或いは周囲の冷却のため、例えばヘリウムガスを流すことができる。また
、マッチングボックス２５を備えた高周波電源２５ａにより基板温度制御機構２２ａのヒ
ータ（図示せず）を発熱させる。
【００２０】
更に、チャンバドーム２１の上部にはマッチングブックス２５ｄを介して高周波電源２
５ｅが接続されている。また、チャンバドーム２１の側部にもマッチングブックス２５ｂ
を介して高周波電源２５ｃが接続されている。これらの高周波電源２５ｅ、２５ｃから高
周波電力が印加され、これにより、チャンバドーム２１の中に流入したガスがプラズマ化
される。
【００２１】
また、チャンバボディ２１ａの底部には排気ポート２１ｂが設置されており、図１に示
したターボ分子ポンプ１３及びドライポンプ１４に接続する排気系２７の配管が接続され
る。
【００２２】
チャンバドーム２１の上部にはガス導入口２６が試料台２２と対向するように設置され
ている。また、ガス流の均一性が精度良く得られるように、チャンバドーム２１の側面に
もガス導入口２６ａが配置されている。  例えば、ガス供給系１２から流入されるガスに
よって、半導体基板上にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の薄膜が形成される。また、
遠隔チャンバ１５からクリーニングガスが流入されることにより、チャンバドーム２１及
びチャンバボディ２１がクリーニングされる。
【００２３】
ガス導入口２６、２６ａに図１に示したコンダクタンス制御バルブ１８と接続する配管
が設置される。図３にコンダクタンス制御バルブの一例を示す。コンダクタンス制御バル
ブ３０はスロットルバルブ３１によって、スロットルプラグ３１ａの中に形成された穴３
１ｂを流れるガス流を制御する。前面カバー３２が設置され、オーリング３３、保持シー
ル３４、リップシール３５、保持リング３６等により気密が保持される。図１で示した遠
隔チャンバ１５の中の真空度を真空ゲージ１９でモニタし、その結果をこのコンダクタン
ス制御バルブ３０へフィードバックする。このコンダクタンス制御バルブ３０では、ステ
ッピングモータ（図示せず）によってスロットルバルブ３１ｂを動作させ、穴３１ａに対
する開度を制御する。
【００２４】
一方、図１に示した遠隔チャンバ１５の構成は、図２の成膜チャンバ２０と比べ、基本
構成として、半導体基板２４を設置する部分は必要ない。また、他の部分は基本的に同じ
である。従って、ここでは説明を省く。
【００２５】
次に、本実施例よる半導体製造装置をＣＭＯＳ回路構造の絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタにおける製造工程の素子分離形成工程へ適用した例を説明する。図４は本実施例よ
る半導体製造装置が用いられた半導体装置の製造工程を工程順に示す断面図である。
【００２６】
図４（ａ）乃至図４（ｃ）を用いて、半導体基板に素子分離領域を形成する製造工程に
ついて説明する。
【００２７】
図４（ａ）に示すように、半導体基板として、Ｐ型のシリコン基板４０を用意する。次
に、シリコン基板４０の表面領域に、第１の絶縁膜４１及び第２の絶縁膜４２をＣＶＤ法
により、積層して形成する。第１の絶縁膜４１として、例えばシリコン酸化膜、第２の絶
縁膜４２として、例えばシリコン窒化膜を用いる。続いて、リソグラフィ法及びエッチン
グ法を用いて、第２の絶縁膜４２及び第１の絶縁膜４１を選択的にエッチングし、マスク
パターンを形成する。
【００２８】
次に、第２の絶縁膜４２及び第１の絶縁膜４１をマスクにドライエッチング法を用いて
、シリコン基板４０をエッチングし、浅いトレンチ溝を形成する。更に、図４（ｂ）に示
すように、本実施例で示した半導体製造装置を用い、プラズマＣＶＤ法により第３の絶縁
膜４３として例えばシリコン酸化膜を形成する。第３の絶縁膜４３は溝に埋め込まれ、か
つ、シリコン基板４０の上にも厚さ０．５μｍ程度堆積する。
【００２９】
第３の絶縁膜４３の形成条件は、例えば、ガスとしてＳｉＨ４ガスを６０ｃｃ／分程度
、酸素ガスを９０ｃｃ／分程度、更にヘリウムガスを数ｃｃ／分程度添加する。シリコン
基板４０の温度は４００℃乃至５００℃、成膜チャンバの真空度は０．１Ｐａ乃至１Ｐａ
である。第３の絶縁膜４３であるシリコン酸化膜をシリコン基板４０の上に形成すること
によって、成膜チャンバの中で形成されたシリコン酸化膜及びその中間生成物等が成膜チ
ャンバ内或いは排気系に付着する。付着した膜は後述するように所定の回数の薄膜形成が
行われた後、クリーニングによって除去される。
【００３０】
次に、シリコン基板４０の上に形成されたシリコン酸化膜である第３の絶縁膜４３をシ
リコン基板４０の表面の平坦性を保持しながら第２の絶縁膜４２の表面が露出するまで、
ハロゲン系ガスを含む処理用ガスを用いてエッチングする。
【００３１】
更に、図４（ｃ）に示すように、シリコン基板４０表面のマスクとして用いた第２の絶
縁膜４２及び第１の絶縁膜４１を除去する。これにより、第３の絶縁膜４３が埋め込まれ
た浅いトレンチ溝の素子分離領域４４が形成される。続いて、イオン注入法等を用い、Ｎ
型ウェル領域４５ａ及びＰ型ウェル領域４５ｂを形成する。更に、トランジスタ形成工程
、多層配線形成工程等を進め、半導体装置として完成させる。
【００３２】
次に、成膜チャンバ内或いは排気系に付着したシリコン酸化膜及びその中間生成物等の
クリーニングについて説明する。
【００３３】
例えば、ＮＦ３ガスを１，５００ｃｃ／分程度、図１に示すガス供給系１２から遠隔チ
ャンバ１５へ流入させる。遠隔チャンバ１５の中のガスをプラズマ放電させ、クリーニン
グに必要な活性種を生成する。
【００３４】
クリーニングを実施する場合、成膜チャンバ１１の中は比較的低真空の方がクリーニン
グ効率を良好にし、また、比較的短時間で終了する。従って、クリーニング時の初期は成
膜チャンバ１１の中をドライポンプ１４の排気ラインを用いて真空引きし、主として成膜
チャンバ１１のクリーニングを先ず実施する。
【００３５】
続いて、排気ラインをターボ分子ポンプ１３の排気ラインに切り替え、コンダクタンス
制御バルブ１８を用い、遠隔チャンバ１５の中を１００Ｐａ乃至４００Ｐａ程度の比較的
高真空に保ち、主として排気系の配管等及びターボ分子ポンプ１３の中のクリーニングを
実施する。
【００３６】
また、半導体基板を所定の枚数だけ組にし、ロット構成として本実施例の半導体製造装
置を用いて処理する場合、ロット処理開始時には、排気ラインをターボ分子ポンプ１３の
排気ラインに切り替え、コンダクタンス制御バルブ１８を用い、遠隔チャンバ１５の中を
１００Ｐａ乃至４００Ｐａ程度の比較的高真空に保ち、主として排気系の配管等及びター
ボ分子ポンプ１３の中のクリーニングを実施し、また、半導体基板を処理中のクリーニン
グは所望の半導体基板処理枚数ごとに成膜チャンバ１１の中をドライポンプ１４の排気ラ
インを用いて真空引きし、主として成膜チャンバ１１のクリーニングを実施する方法を取
っても良い。
【００３７】
図５に従来の方法であるドライポンプ排気ラインだけで所定の半導体基板処理枚数ごと
にクリーニングを行った場合（以下、クリーニング条件Ａ）、及び、ロット処理開始時だ
け圧力調整バルブを用いて遠隔チャンバの中を１００Ｐａ乃至４００Ｐａ程度に保ち、タ
ーボ分子ポンプ排気ラインを用いてクリーニングを行い、半導体基板処理中のクリーニン
グは所定の半導体基板処理枚数ごとにドライポンプ排気ラインを用いてクリーニングを行
った場合（以下、クリーニング条件Ｂ）のシリコン酸化膜の成膜時におけるダスト数と処
理枚数との関係を示す。
【００３８】
前者のクリーニング条件Ａでは半導体基板処理枚数が２，０００枚を越すとダストが増
加傾向になってきているが、後者のクリーニング条件Ｂの場合には２，０００枚を越えて
もダスト増加傾向がなかった。また、２，０００枚処理後に排気系の配管内の確認を行い
、前者のクリーニング条件Ａではシリコン酸化膜が大量に付着していたが、後者のクリー
ニング条件Ｂではシリコン酸化膜の付着はほとんどなく、この違いが成膜時におけるダス
ト付着の経時変化の違いとして表れたものと考えられる。
【００３９】
以上、述べたように、遠隔チャンバと成膜チャンバ間にコンダクタンス制御バルブを入
れることにより、ターボ分子ポンプ排気ラインを用いても遠隔チャンバの中を１００Ｐａ
乃至４００Ｐａ程度に保つことが可能となる。これにより、排気ラインの配管とターボ分
子ポンプ内のクリーニングを安定して実施することができ、従って、薄膜形成時のダスト
発生を少なくすることができる。このため、半導体装置の歩留まりの向上が図れる。
【００４０】
更に、半導体製造装置におけるメンテナンス頻度を少なくし、稼働率の増加を図ること
も可能となる。
【実施例２】
【００４１】
本発明における第２の実施例である半導体製造装置の基本構成は第１の実施例とほぼ同
じである。異なる点は、ガス供給系とコンダクタンス制御バルブからの成膜チャンバへの
配管が統合され、成膜チャンバのガス導入口に接続されていることである。
【００４２】
図６は本実施例の半導体製造装置を示すブロック構成図である。半導体製造装置である
プラズマＣＶＤ装置１０は以下のような構成である。先ず、容器であるチャンバとして、
ＳｉＨ４ガス等を用い、例えばシリコン酸化膜を半導体基板上に形成させる第１のチャン
バである成膜チャンバ１１、及びその成膜チャンバ１１をクリーニングするため、ＮＦ３
、CF４、C２F６等といった成膜チャンバ１１のクリーニングガスを、例えば誘導結合プラ
ズマ方式を用いて解離させ、活性種を形成する第２のチャンバである遠隔チャンバ１５を
有する。上述のガスはガス供給系１２によって所定のガス種の選択、流量設定等が行われ
、上述のガスがチャンバへ供給される。
【００４３】
排気機構として比較的高真空に対応するターボ分子ポンプ１３及び比較的低真空に対応
するドライポンプ１４を備えている。成膜チャンバ１１はドライポンプ１４によって比較
的低真空まで圧力を下げること可能なようにバイパス配管を含んだ配管系が形成されてい
る。また、これらの主要構成部を接続する配管ラインと、ガス流を止め、或いは調整する
バルブ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、及び圧力調整バルブ１７ａ、１７ｂが要所に配
置されている。
【００４４】
成膜チャンバ１１と遠隔チャンバ１５との間に、配管コンダクタンスを制御するため、
開度調整が可能なコンダクタンス制御バルブ１８が設置されており、遠隔チャンバ１５に
取り付けられた真空ゲージ１９からのフィードバックを受けて真空度を制御する。コンダ
クタンス制御バルブ１８から成膜チャンバ１１への配管は、ガス供給系１２からの配管と
統合されている。
【００４５】
その結果、ターボ分子ポンプ１３の排気系を用いた場合においても、遠隔チャンバ１５
の中の真空度を１００Ｐａ程度の比較的低真空に保つことができる。これにより、成膜チ
ャンバ１１から排気系の配管を経て、ターボ分子ポンプ１３に至るまでのクリーニングが
可能となる。
【００４６】
以上、述べたように、遠隔チャンバと成膜チャンバ間にコンダクタンス制御バルブを入
れることにより、ターボ分子ポンプ排気ラインを用いても遠隔チャンバの中を１００Ｐａ
乃至４００Ｐａ程度に保つことが可能となる。これにより、排気ラインの配管とターボ分
子ポンプ内のクリーニングを安定して実施することができ、従って、薄膜形成時のダスト
発生を少なくすることができる。このため、半導体装置の歩留まりの向上が図れる。
【００４７】
更に、半導体製造装置におけるメンテナンス頻度を少なくし、稼働率の増加を図ること
も可能となる。
【００４８】
また、コンダクタンス制御バルブから成膜チャンバへの配管を、ガス供給系からの配管
と統合することにより、両者のガス流の制御効率が上がる。
【実施例３】
【００４９】
本発明における第３の実施例である半導体製造装置の基本構成は第１の実施例とほぼ同
じである。異なる点は、遠隔チャンバから成膜チャンバを経由せず、クリーニングガスが
コンダクタンス制御バルブを通過後、直接ターボ分子ポンプへ流入させることができる点
である。
【００５０】
図７は本実施例の半導体製造装置を示すブロック構成図である。半導体製造装置である
プラズマＣＶＤ装置１０は以下のような構成である。先ず、容器であるチャンバとして、
ＳｉＨ４ガス等を用い、例えばシリコン酸化膜を半導体基板上に形成させる第１のチャン
バである成膜チャンバ１１、及びその成膜チャンバ１１をクリーニングするため、ＮＦ３
、CF４、C２F６等といった成膜チャンバ１１のクリーニングガスを、例えば誘導結合プラ
ズマ方式を用いて解離させ、活性種を形成する第２のチャンバである遠隔チャンバ１５を
有する。上述のガスはガス供給系１２によって所定のガス種の選択、流量設定等が行われ
、上述のガスがチャンバへ供給される。
【００５１】
排気機構として比較的高真空に対応するターボ分子ポンプ１３及び比較的低真空に対応
するドライポンプ１４を備えている。成膜チャンバ１１はドライポンプ１４によって比較
的低真空まで圧力を下げること可能なようにバイパス配管を含んだ配管系が形成されてい
る。また、これらの主要構成部を接続する配管ラインと、ガス流を止め、或いは調整する
バルブ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、及び圧力調整バルブ１７ａ、１７ｂが要所に配
置されている。
【００５２】
成膜チャンバ１１と遠隔チャンバ１５との間に、配管コンダクタンスを制御するため、
開度調整が可能なコンダクタンス制御バルブ１８が設置されており、遠隔チャンバ１５に
取り付けられた真空ゲージ１９からのフィードバックを受けて真空度を制御する。更に、
コンダクタンス制御バルブ１８の後に、クリーニングガスがコンダクタンス制御バルブを
通過後、直接ターボ分子ポンプへ流入させることができるようにバルブ１６ｅ、１６ｆを
設置する。
【００５３】
その結果、ターボ分子ポンプ１３の排気系を用いた場合においても、遠隔チャンバ１５
の中の真空度を１００Ｐａ程度の比較的低真空に保つことができる。これにより、成膜チ
ャンバ１１から排気系の配管を経て、ターボ分子ポンプ１３に至るまでのクリーニングが
可能となる。
【００５４】
以上、述べたように、遠隔チャンバと成膜チャンバ間にコンダクタンス制御バルブを入
れることにより、ターボ分子ポンプ排気ラインを用いても遠隔チャンバの中を１００Ｐａ
乃至４００Ｐａ程度に保つことが可能となる。これにより、排気ラインの配管とターボ分
子ポンプ内のクリーニングを安定して実施することができ、従って、薄膜形成時のダスト
発生を少なくすることができる。このため、半導体装置の歩留まりの向上が図れる。
【００５５】
また、半導体製造装置におけるメンテナンス頻度を少なくし、稼働率の増加を図ること
も可能となる。
【００５６】
更に、ロットスタート時に排気系の配管等とターボ分子ポンプの中のクリーニングを実
施することが可能になり、効率的なクリーニングができる。
【実施例４】
【００５７】
本発明の第４の実施例はマルチチャンバ方式の半導体製造装置で有り、そのチャンバ系
の一部に本発明の方式を適用したものである。
【００５８】
図１は、本発明の半導体製造装置の第１の実施例におけるマルチチャンバ方式の半導体
製造装置であるプラズマＣＶＤ装置の平面の模式図である。
【００５９】
先ず、本装置の構成を説明する。本マルチチャンバプラズマＣＶＤ装置５０は複数のチ
ャンバを有し、半導体基板上の薄膜形成工程に適用される。複数のチャンバ５１ａ、５１
ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ、５５はプラズマＣＶＤ装置５０の中央に設置されているベ
ース室系５４の外周囲に６室形成されている。ベース室系５４の中央部分にはロボットア
ームを有する搬送系５２が設置されている。搬送系５２はロードロック室５３ａ、５３ｂ
及び複数のチャンバ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ、５５と半導体基板のやり
取りが可能なように３６０度にわたって回転が出来るようになっている。２室のロードロ
ック室５３ａ、５３ｂは、それぞれ本装置に対する半導体基板の搬入口及び搬出口の役割
を果たす。また、ロードロック室５３ａ、５３ｂの中には、それぞれカセット台５３ｃ、
５３ｄが配置されている。なお、装置全体の動作を制御する制御系（図示せず）によって
、それぞれの系は制御される。
【００６０】
例えば、チャンバ５５を第２のチャンバである遠隔チャンバとし、他の複数のチャンバ
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅの一部或いは全部を第１のチャンバである成膜
チャンバとして使用する。遠隔チャンバと成膜チャンバとの接続は、例えば第１の実施例
乃至第３の実施例のいずれかを用いれば良い。
【００６１】
本実施例においても、遠隔チャンバと成膜チャンバ間にコンダクタンス制御バルブを入
れることにより、ターボ分子ポンプ排気ラインを用いても遠隔チャンバの中を１００Ｐａ
乃至４００Ｐａ程度に保つことが可能となる。これにより、排気ラインの配管とターボ分
子ポンプ内のクリーニングを安定して実施することができ、従って、薄膜形成時のダスト
発生を少なくすることができる。このため、半導体装置の歩留まりの向上が図れる。
【００６２】
また、半導体製造装置におけるメンテナンス頻度を少なくし、稼働率の増加を図ること
も可能となる。
【００６３】
更に、マルチチャンバ装置を用いることにより、一つの遠隔チャンバによって複数の成
膜チャンバをクリーニングすることができ、効率の良い装置構成になる。
【００６４】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱
しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００６５】
成膜チャンバは本実施例に限らず種々の形態が考えられる。例えば、基板加熱方法はラ
ンプを用いた輻射方式であっても良い。また。半導体基板の設置方向は、装置の底部に対
して横向き、下向きであっても良い。また、シャワーヘッド等のガス流に対する制御方法
も種々考えられる。
【００６６】
コンダクタンス制御バルブはスロットルバルブの他にも制御性が満足されるものであれ
ば良い。
【００６７】
また、排気系としてターボ分子ポンプ、ドライポンプの２段排気を用いたが、それを構
成するポンプは、例えばロータリーポンをドライポンプに代えて用いても良い。
【００６８】
また、遠隔チャンバに別途排気用の真空ポンプを設け、必要に応じて利用しても良い。
【００６９】
半導体製造装置はプラズマＣＶＤ装置に限らず、スパッタ装置、通常のＣＶＤ装置に適
用可能である。また、マルチチャンバ装置としてはチャンバが３つ以上あれば良く、その
なかで、成膜チャンバ及び遠隔チャンバが含まれれば良い。
【００７０】
また、成膜チャンバにおいて成膜される薄膜は、シリコン酸化膜に限らず、シリコン窒
化膜、タンタル酸化膜等の金属酸化膜等の絶縁膜、シリコン、ガリウム砒素、ガリウム燐
等の半導体膜、タングステン、モリブデン、チタン、ニッケル、コバルト等の金属膜の形
成に適用できることは勿論である。
【００７１】
クリーニングガスとしてはＮＦ３、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６等以外にＣ３Ｆ８のフッ素系化合
物或いはＣｌ２等の塩素系化合物、更には他のハロゲン系化合物を用いても良い。
【００７２】
また、本発明は、以下の付記に記載されるような構成が考えられる。
【００７３】
付記１として、第２のチャンバにおいて、クリーニングガスを放電により励起し、前記
クリーニングガスを前記第１のチャンバへ送出する工程と、前記第１のチャンバ並びに前
記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバに供給された前記ガスを排気する排気系とをク
リーニングする工程とを有することを特徴とする半導体製造装置のクリーニング方法。
【００７４】
また、付記２として、第２のチャンバにおいて、クリーニングガスを放電により励起し
、前記クリーニングガスを前記第１のチャンバへ送出する工程と、前記第１のチャンバを
クリーニングする工程と、前記クリーニングガスを前記第１のチャンバ及び前記第２のチ
ャンバに供給された前記ガスを排気する排気系へ送出する工程と、前記排気系をクリーニ
ングする工程とを有することを特徴とする半導体製造装置のクリーニング方法。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明による半導体製造装置の第１の実施例における全体システムを示すブロック図。
【図２】本発明による半導体製造装置の第１の実施例における成膜チャンバの概略を示す断面の模式図。
【図３】本発明による半導体製造装置の第１の実施例におけるコンダクタンス制御バルブの例を示す概略図。
【図４】本発明による半導体製造装置の第１の実施例における半導体装置の製造工程を示す断面模式図。
【図５】本発明による半導体製造装置の第１の実施例における成膜チャンバのクリーニング効果を示すダスト数と処理数の関係図。
【図６】本発明による半導体製造装置の第２の実施例における全体システムを示すブロック図。
【図７】本発明による半導体製造装置の第３の実施例における全体システムを示すブロック図。
【図８】本発明による半導体製造装置の第４の実施例におけるマルチチャンバ構成の全体システムを示す平面模式図。
【符号の説明】
【００７６】
１０  成膜装置
１１、２０  成膜チャンバ
１２  ガス供給系
１３  ターボ分子ポンプ
１４  ドライポンプ
１５  遠隔チャンバ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ  バルブ
１７ａ、１７ｂ  圧力調整バルブ
１８、３０  コンダクタンス制御バルブ
１９  真空ゲージ
２１  チャンバドーム
２１ａ  チャンバボディ
２１ｂ  排気ポート
２２  試料台
２２ａ  基板音後制御機構
２３  半導体基板
２４、２４ａ  誘導コイル
２５、２５ｂ、２５ｄ  マッチングボックス
２５ａ、２５ｃ，２５ｅ  高周波電源
２６、２６ａ  ガス導入口
２７  排気系
３１  スロットルバルブ
３１ａ  スロットルバルブプラグ
３１ｂ  穴
３２  前面カバー
３３  オーリング
３４  保持シール
３５  リップシール
３６  保持リング
４０  シリコン基板
４１  第１の絶縁膜
４２  第２の絶縁膜
４３  第３の絶縁膜
４４  素子分離領域
４５ａ  Ｐ型ウェル領域
４５ｂ  Ｎ型ウェル領域
５０  マルチチャンバプラズマＣＶＤ装置
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ、５５  チャンバ
５２  搬送系
５３ａ、５３ｂ  ロードロック室
５３ｃ、５３ｄ  カセット台
５４  ベース室系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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