(57)【要約】【課題】半導体基板のプラズマ処理装置等に好適で、半導体基板に処理過程で生成されたパーティクルが付着することを防止できるパーティクルの除去装置及び除去方法を提供する。【解決手段】半導体基板Ｗの製造処理の過程で生成されたパーティクルが該半導体基板Ｗに付着することを防止するパーティクルの除去装置１０，２０であって、半導体基板Ｗを収容保持し、該半導体基板Ｗに所定の処理を施す処理チャンバ１１を有し、所定の処理後に、処理チャンバ１１内で半導体基板Ｗにパーティクルを吹き飛ばすためのガスを噴射するガスノズル１６，２６が設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の製造処理の過程で生成されたパーティクルが該半導体基板に付着することを防止するパーティクルの除去装置であって、
前記半導体基板を収容保持し、該半導体基板に所定の処理を施す処理チャンバを有し、
前記所定の処理後に、前記処理チャンバ内で前記半導体基板に、パーティクルを吹き飛ばすためのガスを噴射するガスノズルが設けられていることを特徴とするパーティクルの除去装置。
【請求項２】
前記ガスノズルが、前記ガスが噴射される噴射口側端部が伸縮可能な構成であることを特徴とする請求項１に記載のパーティクルの除去装置。
【請求項３】
半導体基板の製造処理の過程で生成されたパーティクルが該半導体基板に付着することを防止するパーティクルの除去方法であって、
前記半導体基板が収容保持された処理チャンバ内において所定の処理を行った後に、前記処理チャンバ内で前記半導体基板に、パーティクルを吹き飛ばすためのガスをガスノズルから噴射することを特徴とするパーティクルの除去方法。
【請求項４】
前記ガスノズルが、前記ガスが噴射される噴射口側端部が伸縮可能な構成あり、前記所定の処理を行った後、前記噴射口側端部を前記半導体基板に近づけてから前記ガスを噴射することを特徴とする請求項３に記載のパーティクルの除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーティクルの除去装置及び除去方法に関し、特に、半導体素子の製造工程において半導体基板に付着するパーティクルを除去するパーティクルの除去装置及び除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の製造工程では、半導体基板（ウエハ）上に素子材料を成膜するため、下記特許文献１に示すように、プラズマＣＶＤやドライエッチング等の処理をプラズマ装置によって施している。プラズマ装置は、処理チャンバの内部で放電によりプラズマ中に生成する反応生成物を半導体基板上に堆積させることで、薄膜を形成する。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２４３１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、プラズマ処理の過程のおいて発生する反応生成物は、処理チャンバ内の雰囲気中に拡散するとともに、半導体基板以外の、処理チャンバ内壁面やその他のプラズマ処理装置の構成部材の表面にも堆積する。プラズマ処理後において、このように雰囲気中を浮遊する反応生成物や半導体基板以外に付着した反応生成物が、半導体基板表面にパーティクルとして付着してしまうことがある。このように半導体基板にパーティクルが付着させた状態のままで、その後に続く製造工程へ移行した場合、半導体基板の性能に悪い影響を与えてしまう。
【０００５】
特に、半導体装置の製造ラインにおいてマルチチャンバ処理を行う場合には、付着したパーティクルをそのまま次のエッチング処理を行うチャンバへ持ち込んでしまうと、パーティクルに起因するエッチング残りが発生する原因となるため、改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、半導体基板のプラズマ処理装置等に好適で、半導体基板に処理過程で生成されたパーティクルが付着することを防止できるパーティクルの除去装置及び除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、半導体基板の製造処理の過程で生成されたパーティクルが該半導体基板に付着することを防止するパーティクルの除去装置であって、前記半導体基板を収容保持し、該半導体基板に所定の処理を施す処理チャンバを有し、前記所定の処理後に、前記処理チャンバ内で前記半導体基板に、パーティクルを吹き飛ばすためのガスを噴射するガスノズルが設けられていることを特徴とするパーティクルの除去装置によって達成される。
【０００８】
また、本発明の上記目的は、半導体基板の製造処理の過程で生成されたパーティクルが該半導体基板に付着することを防止するパーティクルの除去方法であって、前記半導体基板が収容保持された処理チャンバ内において所定の処理を行った後に、前記処理チャンバ内で前記半導体基板に、パーティクルを吹き飛ばすためのガスをガスノズルから噴射することを特徴とするパーティクルの除去方法によって達成される。
【０００９】
本発明は、半導体素子の製造工程において、所定の処理を処理チャンバ内で行った後、反応生成物が生成され、処理チャンバ内に拡散していることがある。一例をあげると、処理チャンバ内でドライエッチングを行う場合には、ＣＦ４とＨ２の混合ガスやＣＨＦ３とＯ２の混合ガスやＣ２Ｆ６とＣＨＦ３の混合ガス等を用いてＳｉＯ２系材料層のエッチングや、ＣＦＣ系ガスによるＳｉ系材料層のエッチングを行うため、プラズマ中に炭素系ポリマーが生成されることがある。このような反応生成物は、プラズマ処理等の所定の処理中には、処理チャンバ内を浮遊しているが、処理後、半導体基板上にパーティクルとなって堆積する。本発明にかかる装置には、ガスノズルが備けられており、処理後にガスノズルからガスを噴射することで、半導体基板に付着したパーティクルを吹き飛ばして除去することができる。
したがって、本発明によれば、半導体基板にパーティクルが付着させた状態で、その後に続く製造工程へ移行することを防止することができ、半導体基板の性能に悪い影響を与えることを防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、半導体基板のプラズマ処理装置等に好適で、半導体基板に処理過程で生成されたパーティクルが付着することを防止できるパーティクルの除去装置及び除去方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。  
本発明にかかる実施形態では、半導体装置の製造工程において、半導体基板（本実施形態はシリコンウエハを使用した。以下、ウエハという。）にプラズマエッチング処理装置によって成膜を行い、その後、プラズマ処理装置内において、プラズマによって生成する反応生成物を除去するプロセスを例に説明する。しかし、本発明にかかるパーティクルの除去装置及び除去方法は、半導体装置の製造工程に限定されない。
【００１２】
最初に、本発明にかかるパーティクルの除去装置及び除去方法の第１実施形態を説明する。
図１は、プラズマエッチング処理装置の全体上面図である。図２は、図１のプラズマエッチング処理装置の処理の手順を示す図である。先ず、ウエハをロードロックチャンバ１にセットする（ステップＳ１１）。そして、ウエハをウエハオリエンタ２に搬送し、ウエハオリエンタ２において、ウエハの位置合わせを行う（ステップＳ１２）。
【００１３】
次に、プラズマ処理チャンバ３にウエハを搬送し、プラズマ処理チャンバ４内においてプラズマエッチング処理を行う（ステップＳ１３）。本実施形態においては、プラズマ処理チャンバ３に、プラズマ処理時に発生したパーティクルを除去する除去装置が設けられ、プラズマ処理後、プラズマ処理チャンバ３内において、ウエハに付着したパーティクルの除去を行う（ステップＳ１４）。なお、パーティクルを除去する手段については後述する。パーティクルを除去した後、プラズマ処理チャンバ３からウエハを搬出し（ステップＳ１５）、製造工程の次の処理を行う処理チャンバ４へ搬送する。
【００１４】
図３は、本実施形態のパーティクルの除去装置の構成を示す図である。図３に示すように、除去装置１０は、プラズマ処理を行うものと同じ処理チャンバ１１と、処理チャンバ１１内に設置されたステージ支持部１２と、該ステージ支持部１２に支持され、カソードステージ１３とを備えている。
【００１５】
プラズマ処理時には、処理チャンバ１１の側壁部に設けられた搬入口１５からウエハＷを搬入し、カソードステージ１３上にウエハＷを載置する。カソードステージ１３上には、載置したウエハＷの周縁側面に当接することで、該カソードステージ１３上に位置決めしつつ、保持するフォーカスリング１４が設けられている。
【００１６】
処理チャンバ１１には、プラズマ処理時に、内部に希薄なガスを供給するガス供給部が設けられている。このガス供給部は、後述するガスノズルを用いてもよい。
【００１７】
カソードステージ１３が処理チャンバ１１内において下方電極として機能し、処理チャンバ１１内に設けられた上方電極との間に電界を印加することにより、処理チャンバ１１内の希薄なガスを放電解離させてプラズマを発生させる。本実施形態では、処理チャンバ１１内において、プラズマを利用し、ドライエッチングを行う構成である。
【００１８】
処理チャンバ１１は、上方視（図３の上方からみた状態）において、略円筒形状を有し、側壁及び上壁の内側には複数のガスノズル１６が取り付けられている。ガスノズル１６は、プラズマの放電解離条件下で発生してウエハＷに付着したパーティクルを、ガスを強い圧力で噴射することで吹き飛ばし、除去するものである。
【００１９】
複数のガスノズル１６は、それぞれ、ガスを噴射するノズル口をそれぞれ、カソードステージ１３上に固定されたウエハＷの上側表面に向くように配置されている。ガスノズル１６の数は特に限定されず、ウエハＷの上側表面にほぼ均一の圧力でガスを吹き付けることができるようにそれぞれ配置されている。本実施形態では、ガスノズル１６を処理チャンバ１１内の側壁及び上壁に設けたが、側壁と上壁とのうちいずれか一方に設けられてもよい。
【００２０】
ガスノズル１６からウエハＷに吹き付けるガスの種類としては、特に限定されないが、クリーンエアであることが好ましい。また、所定の処理を施したウエハＷに影響を与えない、不活性ガスであることが好ましい。
【００２１】
半導体素子の製造工程においては、所定の処理を処理チャンバ内で行った後、反応生成物が生成され、処理チャンバ内に拡散していることがある。本実施形態のように、処理チャンバ１１内でプラズマによるドライエッチングを行う場合には、ＣＦ４とＨ２の混合ガスやＣＨＦ３とＯ２の混合ガスやＣ２Ｆ６とＣＨＦ３の混合ガス等を用いてＳｉＯ２系材料層のエッチングや、ＣＦＣ系ガスによるＳｉ系材料層のエッチングを行うため、プラズマ中に炭素系ポリマーが生成されることがある。このような反応生成物は、プラズマ処理等の所定の処理中には、処理チャンバ内を浮遊しているが、処理後、ウエハＷ上にパーティクルとなって堆積する。本発明にかかる除去装置１０には、ガスノズル１６が備けられており、処理後にガスノズル１６からガスを噴射することで、ウエハＷに付着したパーティクルを吹き飛ばして除去することができる。
したがって、本発明によれば、ウエハＷにパーティクルが付着させた状態で、その後に続く製造工程へ移行することを防止することができ、ウエハＷの性能に悪い影響を与えることを防止できる。
【００２２】
次に、本発明にかかるパーティクルの除去装置の第２実施形態を説明する。
図４は、本実施形態の除去装置の構成を示す図である。図５は、除去装置のガスノズルの機構を説明する図である。なお、以下に説明する実施形態において、すでに説明した部材などと同等な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号又は相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。
【００２３】
本実施形態の除去装置２０は、図４及び図５に示すように、ガスノズル２６が伸縮可能な構成である点で上記実施形態とは相違する。
具体的に、ガスノズル２６は、処理チャンバ１１に固定された、略円筒形状を有する基端部２６ａと、基端部２６ａの内側にスライド可能に嵌挿された、略円筒形状の可動部２６ｂとから構成されている。可動部２６の先端部には、ガスを図５中矢印Ａ方向に噴射する噴射口２６ｃが設けられている。ガスノズル２６は、パーティクルの除去を行う際に、可動部２６ｂをスライドさせて基端部２６ａから突出させ、噴射口２６ｃをカソードステージ１２上に載置されたウエハＷに接近させることができる。そして、プラズマ処理時など、パーティクルの除去を行わない際には、可動部２６ｂを基端部２６ａ側に退避させた状態とすることで、噴射口２６ｃをウエハＷ側から離すことができる。
【００２４】
本実施形態の除去装置２０によれば、上記第１実施形態と同様に、プラズマ処理後にウエハＷに付着したパーティクルをガスの噴射によって吹き飛ばして除去することができる。このとき、ガスノズル２６の噴射口２６ｃをウエハＷに接近させることができるため、噴射させたガスをウエハＷの上側表面に確実に吹き付けることができ、付着したパーティクルより一層効率良く除去することができる。
【００２５】
また、本実施形態の除去装置２０は、プラズマ処理時には、ガスノズル２６の可動部２６ｂを基端部２６ａ側に退避させることができるため、発生したプラズマの妨げになることがなく、また、パーティクルがガスノズル２６の基端部２６ａに付着してしまうことを抑制することができる。
【００２６】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良などが可能である。
上記実施形態では、プラズマ処理装置に除去装置を備えた構成としたがこれに限定されず、プラズマ処理とは別に除去装置を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】プラズマエッチング処理装置の全体上面図である。
【図２】図１のプラズマエッチング処理装置の処理の手順を示す図である。
【図３】第１実施形態のパーティクルの除去装置の構成を示す図である。
【図４】第２実施形態のパーティクルの除去装置の構成を示す図である。
【図５】第２実施形態のパーティクルの除去装置のガスノズルの機構を説明する図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０，２０    除去装置
１１    処理チャンバ
１３    カソードステージ
１６，２６    ガスノズル
Ｗ    ウエハ（半導体基板）
【図１】
2007194358.tif 000003
【図２】
2007194358.tif 000004
【図３】
2007194358.tif 000005
【図４】
2007194358.tif 000006
【図５】
2007194358.tif 000007