(57)【要約】【課題】  半導体装置が形成される基板上に異物が付着することを抑制できる半導体製造装置を提供する。【解決手段】本発明に係る半導体製造装置は、被処理基板が搬入され、蓋３１と本体３２とを有するロードロック室４０と、ロードロック室３０から被処理基板が搬送され、該被処理基板に処理を行う反応室４０と、ロードロック室３０と反応室４０を繋ぎ、搬送中の被処理基板が内部を通るバッファー室１とを具備する。ロードロック室３０の本体３２は、バッファー室１の開口部１ａを内側から塞ぐようにバッファー室１の内面２２に着脱し、かつ内面２２に面する部分に、Ｏリングが嵌め込まれるリング状の溝３５を有する。本体３２は、内面２２に面する部分において、リング状の溝３５より内側の部分３４ｂが、リング状の溝３５より外側の部分３４ａより低い。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板が搬入され、蓋と本体とを有するロードロック室と、
前記ロードロック室から前記被処理基板が搬送され、該被処理基板に処理を行う反応室と、
前記ロードロック室と前記反応室を繋ぎ、搬送中の前記被処理基板が内部を通るバッファー室と、
を具備し、
前記バッファー室は開口部を有しており、
前記ロードロック室の蓋は、前記開口部を外側から塞ぐように前記バッファー室の外面に着脱し、
前記ロードロック室の本体は、前記開口部を内側から塞ぐように前記バッファー室の内面に着脱し、かつ前記バッファー室の内面に面する部分に、前記ロードロック室と前記バッファー室とを遮断するＯリングが嵌め込まれるリング状の溝を有し、
前記本体は、前記バッファー室の内面に面する部分において、前記リング状の溝より内側の部分が、前記リング状の溝より外側の部分より低い半導体製造装置。
【請求項２】
前記反応室は、前記被処理基板に形成されたＴｉを含む膜を、Ｆを含むガスでエッチングするための容器である請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記リング状の溝は、内周側面の上端が、該溝の外周側面の上端より０．５ｍｍ以上低い請求項１又は２に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
基板に対する処理が行われる反応室本体と、
前記反応室本体に着脱可能な蓋と、
前記反応室本体と前記蓋の一方における、互いが面する部分に設けられ、前記反応室の内部を外部から遮断するＯリングが嵌め込まれるリング状の溝と、
を具備し、
前記一方において、前記リング状の溝が設けられた部分は、前記リング状の溝より内側の部分が前記リング状の溝より外側の部分より低い半導体製造装置。
【請求項５】
被処理基板をロードロック室内に搬入する工程と、
前記被処理基板を、バッファー室を経由して前記ロードロック室から反応室に搬送する工程と、
前記反応室で前記被処理基板を処理する工程と、
を具備し、
前記バッファー室には開口部が設けられており、
前記ロードロック室は、
前記ロードロック室の蓋は、前記開口部を外側から塞ぐように前記バッファー室の外面に着脱し、
前記ロードロック室の本体は、前記開口部を内側から塞ぐように前記バッファー室の内面に着脱し、かつ前記バッファー室の内面に面する部分に、前記ロードロック室と前記バッファー室とを遮断するＯリングが嵌め込まれるリング状の溝を有し、
前記本体は、前記バッファー室の内面に面する部分において、前記リング状の溝より内側の部分が、前記リング状の溝より外側の部分より低く、
前記被処理基板を前記ロードロック室内に搬入する工程において、前記蓋が前記バッファー室の外面から外され、
前記被処理基板を前記反応室に搬送する工程において、前記本体が前記バッファー室の内面から外される半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置及び半導体装置の製造方法に関する。特に本発明は、半導体装置が形成される基板上に異物が付着することを抑制できる半導体製造装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５（Ａ）及び（Ｂ）は、従来の半導体製造装置の構造を説明する為の断面図である。この半導体製造装置は、ロードロック室及びエッチング室がバッファー室で繋がれた装置であり、エッチング室において、シリコンウェハ（図示せず）に形成されたＡｌ合金膜をエッチングする装置である。Ａｌ合金膜の上にはＴｉＮ膜が形成されており、Ａｌ合金膜の下にはＴｉＮ及びＴｉの積層膜が形成されている。エッチング室では、ＣＨ２Ｆ２を含むエッチングガスが用いられる。
【０００３】
図５の各図は、ロードロック室２３０、及びロードロック室２３０の周囲に位置するバッファー室２００を示している。シリコンウェハは、まずロードロック室２３０に搬入され、その後バッファー室２００を経由してエッチング室２４０に搬送される。図５（Ｂ）は、ロードロック室２３０にシリコンウェハを搬入するときの半導体製造装置の状態を示しており、図５（Ａ）はロードロック室２３０からエッチング室２４０にシリコンウェハを搬送するときの半導体製造装置の状態を示している。
【０００４】
バッファー室２００は壁材２２０を有しているが、壁材２２０には開口部２２０ａが形成されている。ロードロック室２３０は、ロードロック室の本体２３２と蓋２３１を有しているが、それぞれ開口部２２０ａの外側及び内側を塞ぐ位置に、壁材２２０に着脱可能な状態で配置されている。
【０００５】
ロードロック室２３０にシリコンウェハを搬入するとき、図５（Ｂ）に示すように、ロードロック室２３０の本体２３２は上方に移動し、縁２３４が開口部２２０ａの下面側周辺部２２２に接触する。そして、蓋２３１は上方に移動して壁材２２０から外れる。これにより、ロードロック室２３０の内部は大気に開放されるが、縁２３４に配置されたＯリング２４１が下面側周辺部２２２に押し付けられているため、バッファー室２００の内部は真空に保たれる。
【０００６】
一方、シリコンウェハをロードロック室２３０の内部からエッチング室２４０に搬送するとき、ロードロック室２３０の蓋２３１が下方に移動し、開口部２２０ａの上面側周辺部２２１に密着する。そして、本体２３２が下方に移動して壁材２２０から外れる。これにより、シリコンウェハを、バッファー室２００を経由してエッチング室２４０に搬送できるようになる。この状態において、ロードロック室２３０とエッチング室２４０とはバッファー室２００を介して繋がるため、ロードロック室２３０には、エッチング室２４０から、エッチングガス及びエッチングされた成分（Ａｌ及びＴｉを含む）がバッファー室２００を経由して入ってくる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したように、半導体装置が形成される基板をロードロック室からエッチング室に搬送するとき（図５（Ａ）に示す状態）、ロードロック室には、エッチングガス及びエッチングされた成分が入ってくる。一方、ロードロック室に基板を搬入するとき（図５（Ｂ）に示す状態）、ロードロック室のＯリングが設けられた面のうち、Ｏリングより内側の部分は大気に触れる。このため、この内側の部分では、大気中の成分が、エッチングガスやエッチングされた成分と反応し、膜状の堆積物が生成する。
【０００８】
一方、ロードロック室の本体のうちＯリングが設けられた面は、ロードロック室内に基板を搬入するとき（図５（Ｂ）に示す状態）、バッファー室の壁材と接触する。このため、図５（Ｂ）に示した状態から図５（Ａ）に示した状態に移行する際に、上記した堆積物が剥がれ、基板に落下する場合があった。また、上記した接触部分が劣化している場合、接触部分が異物の発生源となり、基板に異物が付着することがあった。
【０００９】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、半導体装置が形成される基板上に異物が付着することを抑制できる、半導体製造装置及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る半導体製造装置は、被処理基板が搬入され、蓋と本体とを有するロードロック室と、
前記ロードロック室から前記被処理基板が搬送され、該被処理基板に処理を行う反応室と、
前記ロードロック室と前記反応室を繋ぎ、搬送中の前記被処理基板が内部を通るバッファー室と、
を具備し、
前記バッファー室は開口部を有しており、
前記ロードロック室の蓋は、前記開口部を外側から塞ぐように前記バッファー室の外面に着脱し、
前記ロードロック室の本体は、前記開口部を内側から塞ぐように前記バッファー室の内面に着脱し、かつ前記バッファー室の内面に面する部分に、前記ロードロック室と前記バッファー室とを遮断するＯリングが嵌め込まれるリング状の溝を有し、
前記本体は、前記バッファー室の内面に面する部分において、前記リング状の溝より内側の部分が、前記リング状の溝より外側の部分より低い。
【００１１】
この半導体製造装置において、前記ロードロック室に前記被処理基板を搬入するとき、前記本体は前記バッファー室の開口部を塞いでいるが、前記蓋は前記開口部から外れた状態になる。この状態において、前記本体のうち前記バッファー室の内面に面する部分は、前記溝より内側の部分が大気と接触する。一方、前記ロードロック室から前記反応室に前記被処理基板を搬送するとき、前記ロードロック室と前記反応室とは前記バッファー室を介して繋がる。この状態において、前記本体は、該反応室で用いられる反応ガス及び生成物と接触する。このため、前記溝より前記ロードロック室の内側の部分には、前記した反応ガス及び生成物と、大気とが反応することにより膜状の堆積物が生成する。
【００１２】
しかし、前記本体のうち前記バッファー室の内面に面する部分は、前記リング状の溝より内側の部分が、前記リング状の溝より外側の部分より低い。従って、前記リング状の溝より内側の部分が前記バッファー室の内面と接触することが抑制され、その結果、接触によって膜状の堆積物が剥離して基板に付着することが抑制される。
【００１３】
また、前記本体のうち前記バッファー室の内面に面する部分が劣化している場合、この部分が前記バッファー室の内面と接触すると、異物が発生し、前記被処理基板上に付着することがある。これに対し、本発明によれば、これらの部分の接触が抑制されるため、劣化した部分が異物の発生源となることを抑制できる。
【００１４】
前記反応室は、例えば前記基板に形成されたＴｉを含む膜を、Ｆを含むガスでエッチングするための容器である。前記リング状の溝の内周側面の上端は、該溝の外周側面の上端より、０．５ｍｍ以上低いのが好ましい。
【００１５】
本発明に係る他の半導体製造装置は、基板に対する処理が行われる反応室本体と、
前記反応室本体に着脱可能な蓋と、
前記反応室本体と前記蓋の一方における、互いが面する部分に設けられ、前記反応室の内部を外部から遮断するＯリングが嵌め込まれるリング状の溝と、
を具備し、
前記一方において、前記リング状の溝が設けられた部分は、前記リング状の溝より内側の部分が前記リング状の溝より外側の部分より低い。
【００１６】
本発明においても、前記溝より前記反応室の内側の部分には膜状の堆積物が生成するが、前記溝より内側の部分において、前記反応室と前記蓋の接触が抑制される。従って、膜状の堆積物が剥離して基板に付着することが抑制される。
【００１７】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、被処理基板をロードロック室内に搬入する工程と、
前記被処理基板を、バッファー室を経由して前記ロードロック室から反応室に搬送する工程と、
前記反応室で前記被処理基板を処理する工程と、
を具備し、
前記バッファー室には開口部が設けられており、
前記ロードロック室は、
前記ロードロック室の蓋は、前記開口部を外側から塞ぐように前記バッファー室の外面に着脱し、
前記ロードロック室の本体は、前記開口部を内側から塞ぐように前記バッファー室の内面に着脱し、かつ前記バッファー室の内面に面する部分に、前記ロードロック室と前記バッファー室とを遮断するＯリングが嵌め込まれるリング状の溝を有し、
前記本体は、前記バッファー室の内面に面する部分において、前記リング状の溝より内側の部分が、前記リング状の溝より外側の部分より低く、
前記被処理基板を前記ロードロック室内に搬入する工程において、前記蓋が前記バッファー室の外面から外され、
前記被処理基板を前記反応室に搬送する工程において、前記本体が前記バッファー室の内面から外される。
【００１８】
本発明によれば、基板上に異物が付着することを抑制できる。従って、半導体装置の歩留まりが向上する。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体製造装置を説明する為の平面図である。この半導体製造装置は、エッチング装置であり、シリコンウェハ（図示せず）に形成されたＡｌ合金膜をパターニングする際に使用される。Ａｌ合金膜の上にはＴｉＮ膜が形成されており、Ａｌ合金膜の下にはＴｉＮ及びＴｉの積層膜が形成されている。エッチングガスには、ＣＨ２Ｆ２が含まれている。
【００２０】
この半導体製造装置において、ロードキャリア１０に保持されているシリコンウェハは、ロードロック室３０に搬入される。シリコンウェハには、上記したＴｉＮ及びＴｉの積層膜、Ａｌ合金膜、並びにＴｉＮ膜（以下、Ａｌ合金膜等と記載）が予め形成されている。また、ＴｉＮ膜上には、Ａｌ合金膜等をエッチングするときのマスクとなるレジストパターン（図示せず）が予め形成されている。
【００２１】
次いで、シリコンウェハは搬送アーム７１によってロードロック室３０からエッチング室４０に搬送される。エッチング室４０ではＡｌ合金膜等がエッチングされ、配線パターンが形成される。
【００２２】
エッチング処理が終了したシリコンウェハは、搬送アーム７２によってアッシング室５０に搬送される。アッシング室５０では、レジストパターンのアッシング処理が行われる。次いで、シリコンウェハは、搬送アーム７２によってアッシング室５０からアンロードロック室６０に搬送される。その後、シリコンウェハはアンロードロック室６０からアンロードキャリア９０に搬出される。
【００２３】
なお、ロードロック室３０、エッチング室４０、アッシング室５０及びアンロードロック室６０は、バッファー室１に繋がっている。搬送アーム７１，７２はバッファー室１の中に配置されており、シリコンウェハはバッファー室１を経由して搬送アーム７１，７２によって搬送される。
【００２４】
図２（Ａ）は、ロードロック室３０の構造を説明する為の断面図である。ロードロック室３０は、蓋３１と本体３２を有する。バッファー室１の壁材２０には開口部１ａが設けられているが、ロードロック室３０の蓋３１は、開口部１ａをバッファー室１の外側から塞ぐ位置に配置されており、本体３２は、開口部１ａをバッファー室１の内側から塞ぐ位置に配置されている。
【００２５】
蓋３１は、軸３１ａが上下に移動することにより上下動する。蓋３１は、下方に移動したとき、下面が壁材２０の外面２１に接触する。外面２１には、開口部１ａを囲む溝２１ａが設けられており、溝２１ａ内にはＯリング８１が配置されている。蓋３１と外面２１の間でＯリング８１が押圧されることにより、ロードロック室３０は大気から遮断される。
【００２６】
また、本体３２は、軸３２ａが上下に移動することにより上下動する。本体３２は、上方に移動したとき、本体上面の縁部分３４が、壁材２０の開口部１ａの周縁部の下面２２に接触する。縁部分３４には、全周にわたるリング状の溝３５が設けられており、溝３５内にはＯリング８２が配置されている。本体３２の縁部分３４と、壁材２０の周縁部の下面２２の間でＯリング８２が押圧されることにより、バッファー室１とロードロック室３０は互いに遮断される。
【００２７】
図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の円Ａで囲んだ領域を拡大した図である。溝３５は、断面が略台形であり、底面に対する２つの側面それぞれの傾斜は、略７５°である。また、縁部分３４は、溝３５よりロードロック室３０の内側に位置する部分３４ｂが、溝３５よりロードロック室３０の外側に位置する部分３４ａより低くなっている。Ｏリングの太さが６ｍｍ±０．１８ｍｍである場合、溝３５の底面から外側の部分３４ａまでの高さは、５．１５ｍｍである。内側の部分３４ｂと外側の部分３４ａの段差は、例えば０．５ｍｍ以上である。
【００２８】
なお、図２（Ａ）及び（Ｂ）は、ロードロック室３０内に搬入されたシリコンウェハ（図示せず）をエッチング室４０に搬送する時の、ロードロック室３０の状態を示している。この状態において、ロードロック室３０の蓋３１は、下面が壁材２０の外面２１に接触し、Ｏリング８１が蓋３１の縁と外面２１の間で押圧される。ロードロック室３０の本体３２は下方に移動していて、縁部分３４が壁材２０の内面２２から離間している。このように、シリコンウェハをエッチング室４０に搬送する場合、ロードロック室３０の内部は、大気から遮断され、かつバッファー室１の内部と繋がる。
【００２９】
また、図示していないが、エッチング室４０もバッファー室１の内部に繋がっている。従って、エッチング室４０で用いられているエッチングガス及びエッチングによる生成物が、バッファー室１を経由してロードロック室３０の内部に入り込む。
【００３０】
図３（Ａ）は、ロードロック室３０にシリコンウェハ（図示せず）を搬入するときの、ロードロック室３０の状態を示す図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）において点線Ａで囲んだ部分を拡大した図である。これらの図において、ロードロック室３０の蓋３１は、上方に移動していて壁材２０の外面２１から離間している。このため、ロードロック室３０の内部は大気に開放される。
【００３１】
一方、本体３２は上方に移動していて、縁部分３４が壁材２０の内面２２に接触している。このため、Ｏリング８２が内面２２と本体３２の間で押圧され、バッファー室１の内部を大気から遮断している。
【００３２】
この状態において、縁部分３４のうち、溝３５より内側の部分３４ｂは大気と接する。一方、上記したように、図２の状態において、内側の部分３４ｂは、エッチングガス及びエッチングによる生成物と接する。従って、図２及び図３の少なくとも一方の状態において、内側の部分３４ｂには、大気中の成分と、エッチングガス及びエッチング生成物との反応物が膜状に堆積する。
【００３３】
しかし、縁部分３４のうち、溝３５より内側の部分３４ｂは、溝３５より外側の部分３４ａに対して低い。従って、Ｏリング８２が内面２２と本体３２の間で押圧されている状態において、縁部分３４の外側の部分３４ａは壁材２０の内面２２と接触するが、内側の部分３４ｂは内面２２と接触しない。従って、内側の部分３４ｂに膜状の堆積物が生成しても、堆積物がバッファー室１の壁材２０と接することが抑制される。このため、堆積物が剥離してシリコンウェハ上に付着することを抑制できる。
【００３４】
以上、本実施形態によれば、ロードロック室３０の本体３２の縁部分３４において、Ｏリング８２が配置される溝３５より内側の部分３４ｂは、溝３５より外側の部分３４ａに対して低い。従って、内側の部分３４ｂに膜状の堆積物が生成しても、堆積物が壁材２０の内面２２と接することにより剥離し、シリコンウェハ上に付着することを抑制できる。
【００３５】
また、内側の部分３４ｂは内面２２と接触しないため、これらの部分が劣化していても、これらの部分が異物の発生源となることを抑制できる。従って、シリコンウェハ上に異物が付着することを更に抑制できる。
従って、半導体装置の歩留まりを向上させることができる。
【００３６】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る半導体製造装置を説明する為の断面図である。本図に示す半導体製造装置はＣＶＤ装置であり、反応室１０１の内部に、複数のシリコンウェハ１１０がホルダー１０４によって保持されている。ホルダー１０４の搬入及び搬出は、蓋１０２を反応室１０１の開口部１０１ａから取り外すことにより行われる。
【００３７】
開口部１０１ａが設けられた面には、開口部１０１ａの周囲を取り囲むリング状の溝１０５ｃが設けられている。また、溝１０５ｃが設けられた面のうち、溝１０５ｃより内側の部分１０５ｂは、溝１０５ｃより外側の部分１０５ａより低い。２つの間の段差は、例えば０．５ｍｍ以上である。
【００３８】
溝１０５ｃの中にはＯリング１０３が配置されている。蓋１０２が開口部１０１ａを塞ぐとき、Ｏリング１０３は蓋１０２の内面１０２ａと反応室１０１の間で押圧される。これにより、大気と反応室１０１の内部が遮断される。
【００３９】
本実施形態においても、溝１０５ｃより内側の部分１０５ｂは、ＣＶＤの原料ガスと大気の双方と接するため、膜状の堆積物が生成する。しかし、内側の部分１０５ｂは外側の部分１０５ａより低いため、第１の実施形態と同一の作用により、堆積物が剥離してシリコンウェハ上に付着することを抑制できる。また、内側の部分１０５ｂが発塵源となることを抑制できる。
【００４０】
尚、本発明は上述した実施形態に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可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１の実施形態に係る半導体製造装置を説明する為の平面図。
【図２】（Ａ）は、ロードロック室３０の構造を説明する為の断面図、（Ｂ）は（Ａ）において円Ａで囲んだ領域を拡大した図。
【図３】（Ａ）は、ロードロック室３０にシリコンウェハ（図示せず）を搬入するときの、ロードロック室３０の状態を示す図、（Ｂ）は（Ａ）において円Ａで囲んだ領域を拡大した図。
【図４】第２の実施形態に係る半導体製造装置を説明する為の断面図。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、従来の半導体製造装置の構造を説明する為の断面図。
【符号の説明】
【００４２】
１，２００…バッファー室、１ａ，１０１ａ，２２０ａ…開口部、１０…ロードキャリア、２０，２２０…壁材、２１…外面、２１ａ，３５，１０５ｃ…溝、２２，１０２ａ…内面、３０，２３０…ロードロック室、３１，１０２，２３１…蓋、３１ａ，３２ａ…軸、３２，２３２…本体、３４…縁部分、３４ａ，１０５ａ…溝より外側の部分、３４ｂ，１０５ｂ…溝より内側の部分、４０，２４０…エッチング室、５０…アッシング室、６０…アンロードロック室、７１，７２…搬送アーム、８１，８２，１０３，２４１…Ｏリング、１０１…反応室、１１０…シリコンウェハ、２２１…上面側周辺部、２２２…下面側周辺部
【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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