(57)【要約】【課題】  シールドを反応室内の壁面に取付けるための取付手段がプラズマダメージにより消耗するのを防止でき、また、取付手段に付着した反応生成物が剥離して塵埃が発生するのを防止できる半導体製造装置を提供する。【解決手段】  シールド２９が取付手段３２により壁面２３ａに着脱自在に取付けられ、取付手段３２は、取付用溝３５と、取付用溝３５に対して挿脱自在な取付用突起３６とで構成され、取付用突起３６は壁面２３ａに設けられ、取付用溝３５はシールド２９に形成されて取付面２９ｃに開口し、取付用溝３５は、取付用突起３６の挿脱を許容する挿脱許容部３５ａと、挿入された取付用突起３６の脱抜を阻止する脱抜阻止部３５ｂとを有し、シールド２９を壁面２３ａに沿って所定軸心の周りに回動させることにより、取付用突起３６が挿脱許容部３５ａから脱抜阻止部３５ｂに出し入れされる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応室内でプラズマを発生させて加工を行う半導体製造装置であって、
反応室内の壁面がシールドによって保護され、
シールドは、壁面に当接自在な取付面を有し、且つ、取付手段によって壁面に着脱自在に取付けられ、
取付手段は、取付用溝と、この取付用溝に対して挿脱自在な取付用突起とで構成され、
壁面とシールドとのいずれか一方に取付用突起が設けられるとともに他方に取付用溝が形成され、
取付用溝は、取付用突起の挿脱を許容する挿脱許容部と、挿入された取付用突起の脱抜を阻止する脱抜阻止部とを有し、
脱抜阻止部は挿脱許容部に連通し、
シールドを壁面に沿って移動させることにより、取付用突起が挿脱許容部から脱抜阻止部に出し入れされることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
取付用突起は、軸部と、この軸部よりも大きな径の係合部とを有し、
取付用溝はシールドの取付面と反応室内の壁面とのいずれかに開口する開口部を有し、
開口部は、取付用突起の軸部と係合部との挿脱を許容する幅広部と、軸部の挿脱を許容し且つ係合部よりも幅の狭い幅狭部とから構成され、
幅広部が挿脱許容部に具備され、
幅狭部が脱抜阻止部に具備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３】
挿脱許容部は取付用溝の一端に形成され、
脱抜阻止部は取付用溝の他端と挿脱許容部との間にわたり形成され、
脱抜阻止部に、取付用突起の係合部を取付用溝の奥へ案内する案内面が形成され、
案内面は、取付用溝の他端ほど取付用溝の奥へ向かって傾斜していることを特徴とする請求項２記載の半導体製造装置。
【請求項４】
シールドは壁面に対して所定軸心周りに回動可能であり、
取付手段は所定軸心を中心とする円周上に配置されており、
壁面に対してシールドを所定軸心周りに回動させることによって、取付用突起が取付用溝の挿脱許容部から脱抜阻止部に出し入れされることを特徴とする請求項１から請求項３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、プラズマを用いたドライエッチングやＣＶＤ等を行って半導体基板等を加工処理する半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
低温プラズマを利用するプラズマエッチングは、微細素子パターンを有する半導体集積回路の製造工程において広く使用されている。図８（ａ）は、平行平板型プラズマエッチングの半導体製造装置１の内部構造を示す概略図の一例である。この装置１を用いた処理手順を説明すると、被加工物であるウエハ２が、ウエハ搬入用ゲートバルブ３から減圧可能な反応室４内に搬入され、ＲＦ印加電極５の上方に置かれる。次に、エッチング反応ガスが、ガス導入口６から反応室４内に導入され、ＲＦ印加電極５により印加された電力でプラズマ７化され、ウエハ２の加工を行った後、真空排気口８より排気される。
【０００３】
上記のようなプラズマエッチングの半導体製造装置１では、反応室４内の壁面１０の一部に上部シールド１１や下部シールド１２が設けられており、これらシールド１１，１２によって、反応室４内の壁面１０をプラズマダメージや反応生成物の堆積から保護することができ、さらには、シールド１１，１２を交換することで、シールド１１，１２上に堆積した反応堆積物を容易に反応室４内より除去することが可能となる。
【０００４】
上記上部シールド１１や下部シールド１２はそれぞれ、複数の固定用ボルト１４によって反応室４内の壁面１０に取付けられて固定されている。
しかしながら上記の従来形式では、固定用ボルト１４の表面がプラズマダメージによりエッチングされ、固定用ボルト１４を構成している金属材料がウエハ２上に付着し、金属汚染を引き起こすといった問題がある。また、プラズマ７により発生した反応生成物１５が固定用ボルト１４に堆積し、この反応生成物１５が剥離してウエハ２上に落下し付着してパーティクルとなり、デバイス特性劣化や歩留低下を引き起こすといった問題もある。
【０００５】
さらに、固定用ボルト１４の頭部１４ａが反応室４内に露出しているため、上記反応生成物１５は、固定用ボルト１４の表面だけではなく、図８（ａ）に示すように、固定用ボルト１４の頭部１４ａと各シールド１１，１２との間にも付着して堆積する。この場合、プラズマ７から受ける熱により、上部シールド１１と下部シールド１２とが熱膨張し、固定用ボルト１４の頭部１４ａと各シールド１１，１２との間に付着した反応生成物１５が剥離して、ウエハ２上に落下し付着するといった問題がある。このようなメカニズムで、ウエハ２上に異物が落下すると、デバイスパターンに損傷を与え、歩留り低下やデバイス特性劣化の原因となった。
【０００６】
また、上部シールド１１を固定している固定用ボルト１４の頭部１４ａがプラズマダメージによりエッチングされ、エッチングされた分だけ上部シールド１１がずり落ちて、図８（ｂ）に示すように、上部シールド１１と壁面１０との間に隙間Ｓが発生するといった問題があり、このような隙間Ｓが発生すると、上部シールド１１と壁面１０との間で異常放電が発生する恐れがある。
【０００７】
また、上部シールド１１と下部シールド１２とをそれぞれ着脱させる場合、全ての固定用ボルト１４をそれぞれ回して取付け取外しを行う必要があるため、シールド１１，１２の着脱作業に手間がかかるといった問題がある。
【０００８】
尚、下記特許文献１には、真空チャンバ内に設置され、Ａｌスパッタリングによって半導体装置の配線層を形成するスパッタリング装置が記載されており、このスパッタリング装置の回転自在な保持板の上方には固定シールド板が配設され、固定シールド板の表面の一部が小型のシールド板によって保護されている。上記小型のシールド板は複数のねじによって固定シールド板に取付け固定されている。
【特許文献１】特開平８−４１６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、シールドを反応室内の壁面に取付けるための取付手段がプラズマダメージによって消耗するのを防止することができ、また、取付手段に付着した反応生成物が剥離するといった取付手段の周辺部からの発塵を防止することができ、さらに、シールドと反応室内の壁面との間に隙間が発生するのを防止することができ、また、シールドを容易に着脱することが可能な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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本第１発明は、反応室内でプラズマを発生させて加工を行う半導体製造装置であって、反応室内の壁面がシールドによって保護され、シールドは、壁面に当接自在な取付面を有し、且つ、取付手段によって壁面に着脱自在に取付けられ、取付手段は、取付用溝と、この取付用溝に対して挿脱自在な取付用突起とで構成され、壁面とシールドとのいずれか一方に取付用突起が設けられるとともに他方に取付用溝が形成され、取付用溝は、取付用突起の挿脱を許容する挿脱許容部と、挿入された取付用突起の脱抜を阻止する脱抜阻止部とを有し、脱抜阻止部は挿脱許容部に連通し、シールドを壁面に沿って移動させることにより、取付用突起が挿脱許容部から脱抜阻止部に出し入れされるものである。
【００１１】
これによると、シールドを反応室内の壁面に取付ける場合、取付用突起を、取付用溝の挿脱許容部に挿入し、シールドを壁面に沿って移動させて、挿脱許容部から脱抜阻止部へ入り込ませる。これにより、取付用突起は、取付用溝に挿入された状態で、脱抜阻止部において脱抜が阻止される。したがって、シールドが取付手段により反応室内の壁面に取付けられ、この際、取付用突起は、取付用溝に挿入されているためシールドに覆われ、反応室内に露出することはない。これにより、取付用突起がプラズマダメージによって消耗するのを防止することができ、さらに、反応生成物が取付用突起に付着するのを防止することができる。
【００１２】
また、シールドを壁面に沿って移動させて、取付用突起を取付用溝の脱抜阻止部から挿脱許容部へ退出させる。これにより、取付用突起は挿脱許容部において取付用溝からの挿脱が許容され、取付用突起を挿脱許容部から脱抜することにより、シールドを反応室内の壁面から取外すことができる。
【００１３】
本第２発明は、取付用突起は、軸部と、この軸部よりも大きな径の係合部とを有し、取付用溝はシールドの取付面と反応室内の壁面とのいずれかに開口する開口部を有し、開口部は、取付用突起の軸部と係合部との挿脱を許容する幅広部と、軸部の挿脱を許容し且つ係合部よりも幅の狭い幅狭部とから構成され、幅広部が挿脱許容部に具備され、幅狭部が脱抜阻止部に具備されているものである。
【００１４】
これによると、シールドを反応室内の壁面に取付ける場合、取付用突起を取付用溝の開口部の幅広部から挿脱許容部に挿入し、シールドを壁面に沿って移動させて、取付用突起の軸部を開口部の幅広部から幅狭部へ挿入する。この際、上記幅狭部は取付用突起の係合部よりも幅が狭いため、上記係合部は、取付用溝内に挿入された状態で、脱抜阻止部において脱抜が阻止される。
【００１５】
また、シールドを壁面に沿って移動させて、取付用突起の軸部を開口部の幅狭部から幅広部へ退出させる。これにより、取付用突起が脱抜阻止部から挿脱許容部へ退出し、上記係合部は開口部の幅広部において取付用溝からの挿脱が許容される。したがって、取付用突起を開口部の幅広部から取付用溝の挿脱許容部の外部へ脱抜することにより、シールドを反応室内の壁面から取外すことができる。
【００１６】
本第３発明は、挿脱許容部は取付用溝の一端に形成され、脱抜阻止部は取付用溝の他端と挿脱許容部との間にわたり形成され、脱抜阻止部に、取付用突起の係合部を取付用溝の奥へ案内する案内面が形成され、案内面は、取付用溝の他端ほど取付用溝の奥へ向かって傾斜しているものである。
【００１７】
これによると、シールドを反応室内の壁面に取付ける場合、取付用突起を取付用溝の一端の挿脱許容部に挿入し、上記取付用突起が取付用溝の一端から他端へ相対的に移動するように、シールドを壁面に沿って移動させ、取付用突起を挿脱許容部から脱抜阻止部に入り込ませる。
【００１８】
この際、挿入された取付用突起の係合部が案内面によって取付用溝の奥へ案内されるため、シールドが反応室内の壁面に押付けられて密接する。したがって、シールドを反応室内の壁面に取付けた際、シールドと反応室内の壁面との間に隙間が発生するのを防止することができ、これにより、シールドと反応室内の壁面との間で異常放電が発生するのを抑制することができる。
【００１９】
本第４発明は、シールドは壁面に対して所定軸心周りに回動可能であり、取付手段は所定軸心を中心とする円周上に配置されており、壁面に対してシールドを所定軸心周りに回動させることによって、取付用突起が取付用溝の挿脱許容部から脱抜阻止部に出し入れされるものである。
【００２０】
これによると、取付用突起を取付用溝の挿脱許容部に挿入し、シールドを所定軸心周りの一方向に回動させることにより、取付用突起を取付用溝の挿脱許容部から脱抜阻止部に入り込ませる。これにより、シールドが反応室内の壁面に取付けられる。
【００２１】
また、上記のようにシールドを反応室内の壁面に取付けた後、シールドを所定軸心周りの他方向に回動させて、取付用突起を取付用溝の脱抜阻止部から挿脱許容部に退出させ、取付用突起を挿脱許容部から脱抜することにより、シールドが反応室内の壁面から取外される。
【００２２】
このようにシールドを回動することによって、シールドを反応室内の壁面に取付けたり取外すことができるため、シールドの着脱作業が簡易化され、反応室内のクリーニング時間を大幅に短縮することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように本発明では、シールドを反応室内の壁面に取付けた場合、取付用突起は、取付用溝に挿入されてシールドで覆われているため、反応室内に露出することはない。これにより、取付用突起がプラズマダメージによって消耗するのを防止することができ、さらに、反応生成物が取付用突起に付着するのを防止することができ、取付用突起の周辺部からの発塵を防止することができる。
【００２４】
また、シールドを反応室内の壁面に取付ける際、挿入された取付用突起の係合部が案内面によって取付用溝の奥へ案内されるため、シールドが反応室内の壁面に押付けられて密接する。したがって、シールドと反応室内の壁面との間に隙間が発生するのを防止することができ、シールドと反応室内の壁面との間で異常放電が発生するのを抑制することができる。
【００２５】
さらに、シールドを回動することによって、シールドを反応室内の壁面に取付けたり取外すことができるため、シールドの着脱作業が簡易化され、反応室内のクリーニング時間を大幅に短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明における実施の形態を図１〜図７に基いて説明する。尚、先述した従来の部材と同じものについては同一の符号を付記して、詳細な説明を省略する。
図１は平行平板型プラズマエッチングの半導体製造装置１の内部構造を示している。この半導体製造装置１の反応室４は、円筒状の側壁２１と、側壁２１の上方に設けられた小径の円筒状の上部側壁２２と、側壁２１の上端と上部側壁２２の下端との間に連設された円環状の中間壁２３と、上部側壁２２の上端に設けられた天板２４と、側壁２１の下端に設けられた底板２５と、ウエハ２を保持する保持部２６とで構成されている。
【００２７】
上記保持部２６は円形の凸状に形成されており底板２５に設けられている。また、反応室４にはウエハ搬入用ゲートバルブ３とガス導入口６と真空排気口８とが設けられており、保持部２６にはＲＦ印加電極５が内蔵されている。
【００２８】
反応室４内の壁面、すなわち上部側壁２２と中間壁２３との内側の壁面２２ａ，２３ａは上部のシールド２９によって保護され、保持部２６の外周部の壁面２６ａは下部のシールド３０によって保護されている。
【００２９】
図１，図２に示すように、上部のシールド２９は、上部側壁２２の壁面２２ａを保護する円筒部２９ａと、円筒部２９ａの下端に設けられて中間壁２３の壁面２３ａを保護する円環板状の外側拡張部２９ｂとで構成されており、上記壁面２３ａに当接自在な取付面２９ｃを有している。
【００３０】
図１，図３に示すように、下部のシールド３０は、保持部２６の壁面２６ａを保護する円筒部３０ａと、円筒部３０ａの上端から内周側へ突出した内鍔部３０ｂとで構成されており、保持部２６の上端部の壁面２６ｂに当接自在な取付面３０ｃを有している。
【００３１】
上部のシールド２９は上部の取付手段３２によって壁面２２ａ，２３ａに着脱自在に取付けられ、下部のシールド３０下部の取付手段３３によって壁面２６ａ，２６ｂに着脱自在に取付けられている。
【００３２】
上部の取付手段３２は、複数の取付用溝３５と、各取付用溝３５に対して挿脱自在な複数の取付用突起３６とで構成されている。図４，図６に示すように、取付用突起３６は、中間壁２３の壁面２３ａに下向きに突出して設けられており、軸部３６ａと、軸部３６ａの先端に形成され且つ軸部３６ａよりも大径の係合部３６ｂとを有している。
【００３３】
図５に示すように、上記取付用溝３５は、上部のシールド２９の外側拡張部２９ｂに形成されて取付面２９ｃに開口しており、取付用突起３６の挿脱を許容する挿脱許容部３５ａと、挿入された取付用突起３６の脱抜を阻止する脱抜阻止部３５ｂとを有している。上記挿脱許容部３５ａは取付用溝３５の一端に形成され、脱抜阻止部３５ｂは取付用溝３５の他端と挿脱許容部３５ａとにわたり連通して形成されている。
【００３４】
取付用溝３５の開口部３７は、取付用突起３６の軸部３６ａと係合部３６ｂとの挿脱を許容する円形状の幅広部３７ａと、軸部３６ａの挿脱を許容し且つ係合部３６ｂよりも幅の狭い長円形状の幅狭部３７ｂとから構成されている。上記幅広部３７ａは挿脱許容部３５ａに具備され、幅狭部３７ｂが脱抜阻止部３５ｂに具備されている。
【００３５】
脱抜阻止部３５ｂには、挿入された取付用突起３６の係合部３６ｂを取付用溝３５の奥へ案内する案内面３８が形成されている。上記案内面３８は、取付用溝３５の他端ほど取付用溝３５の奥へ向かって傾斜している。
【００３６】
図１，図２に示すように、上部のシールド２９は壁面２２ａ，２３ａに対して所定軸心３９の周りに回動自在であり、各取付用溝３５と各取付用突起３６とは所定軸心３９を中心とする円周上に配置されており、各取付用溝３５が所定軸心３９を中心とする円周に沿って円弧状に湾曲している。
【００３７】
尚、一例として、図５（ｂ）に示すように、上部のシールド２９の取付面２９ｃに対する案内面３８の傾斜角度αは５．５°に設定され、図２（ｂ）に示すように、所定軸心３９を中心とする取付用溝３５の両端部間の角度βは１５°に設定されている。
【００３８】
図３，図７に示すように、下部の取付手段３３も同様に複数の取付用溝３５と複数の取付用突起３６とで構成されており、取付用溝３５は下部のシールド３０の内鍔部３０ｂに形成されて取付面３０ｃに開口しており、取付用突起３６は保持部２６の上端部の壁面２６ｂに上向きに突出して設けられている。また、下部のシールド３０は壁面２６ａ，２６ｂに対して所定軸心４０の周りに回動自在であり、各取付用溝３５と各取付用突起３６とは所定軸心４０を中心とする円周上に配置されている。
【００３９】
以下、上記構成における作用を説明する。
反応室４内に上部のシールド２９を取付ける場合、シールド２９の円筒部２９ａを上部側壁２２の内側に挿入し、図６（ａ）に示すように、取付用突起３６を取付用溝３５の開口部３７の幅広部３７ａから挿脱許容部３５ａに挿入し、図２に示すように、上部のシールド２９を所定軸心３９の周りに一方向Ａへ回動させて、取付用突起３６の軸部３６ａを開口部３７の幅広部３７ａから幅狭部３７ｂへ挿入する。
【００４０】
これにより、図６（ｂ）に示すように、取付用突起３６が挿脱許容部３５ａから脱抜阻止部３５ｂに入り込み、この際、幅狭部３７ｂは取付用突起３６の係合部３６ｂよりも幅が狭いため、係合部３６ｂは、取付用溝３５に挿入された状態で、脱抜阻止部３５ｂにおいて脱抜が阻止される。このようにして、上部のシールド２９が反応室４内の壁面２２ａ，２３ａに取付けられる。
【００４１】
また、上記上部のシールド２９の取付けにおいて、取付用突起３６が取付用溝３５の一端から他端へ相対的に移動する際、図６（ｂ）に示すように、取付用突起３６の係合部３６ｂが案内面３８に摺接しながら取付用溝３５の奥へ案内されるため、上部のシールド２９の取付面２９ｃが反応室４内の壁面２３ａに押付けられて密接する。したがって、上部のシールド２９と壁面２３ａとの間に隙間が発生するのを防止することができ、これにより、上部のシールド２９と壁面２３ａとの間で異常放電が発生するのを抑制することができる。
【００４２】
また、図６（ｂ）に示すように、取付用突起３６は取付用溝３５内に挿入されているため上部のシールド２９に覆われ、反応室４内に露出することはない。これにより、取付用突起３６がプラズマダメージによって消耗するのを防止することができ、さらに、反応生成物が取付用突起３６に付着するのを防止することができ、取付用突起３６の周辺部からの発塵を防止することができる。
【００４３】
また、反応室４内の上部のシールド２９を取外す場合、図２に示すように、上部のシールド２９を所定軸心３９の周りに他方向Ｂへ回動させて、図５（ａ）の仮想線で示すように、取付用突起３６の軸部３６ａを開口部３７の幅狭部３７ｂから幅広部３７ａへ退出させる。これにより、図６（ａ）に示すように、取付用突起３６が脱抜阻止部３５ｂから挿脱許容部３５ａへ退出し、取付用突起３６の係合部３６ｂは、開口部３７の幅広部３７ａにおいて、取付用溝３５からの挿脱が許容される。したがって、取付用突起３６を上記幅広部３７ａから取付用溝３５の挿脱許容部３５ａの外部へ脱抜することにより、上部のシールド２９を壁面２２ａ，２３ａから取外すことができる。
【００４４】
このように上部のシールド２９を回動することによって、シールド２９を反応室４内の壁面２２ａ，２３ａに取付けたり取外すことができるため、上部のシールド２９の着脱作業が簡易化され、反応室４内のクリーニング時間を大幅に短縮することができる。
【００４５】
また、下部のシールド３０を壁面２６ａ，２６ｂに対して着脱する場合も、上記上部のシールド２９の着脱と同様に、図３に示すように、下部のシールド３０を所定軸心４０の周りに回動させればよい。
【００４６】
上記実施の形態では、図６に示すように、上部の取付手段３２の取付用突起３６を中間壁２３の壁面２３ａに設け、取付用溝３５を上部のシールド２９に形成しているが、取付用突起３６を上部のシールド２９の外側拡張部２９ｂの取付面２９ｃに立設し、取付用溝３５を中間壁２３の壁面２３ａに形成してもよい。
【００４７】
同様に、図３に示すように下部の取付手段３３の取付用溝３５を下部のシールド３０に形成し、図７に示すように取付用突起３６を保持部２６の壁面２６ｂに立設しているが、取付用突起３６を下部のシールド３０の内鍔部３０ｂの取付面３０ｃに下向きに突出させて設け、取付用溝３５を保持部２６の壁面２６ｂに形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明にかかる半導体製造装置は、真空にしてプラズマを発生させるドライエッチングやＣＶＤなどの半導体製造装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態における半導体製造装置の反応室の断面図である。
【図２】同、半導体製造装置の上部のシールドの図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ矢視図を示す。
【図３】同、半導体製造装置の下部のシールドの図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ矢視図を示す。
【図４】図１におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【図５】同、半導体製造装置の取付用溝の図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ矢視図を示す。
【図６】同、半導体製造装置の取付用溝と取付用突起の図であり、（ａ）は取付用突起を取付用溝の挿脱許容部に挿入した状態、（ｂ）は取付用突起を脱抜阻止部に挿入した状態を示す。
【図７】図１におけるＹ−Ｙ矢視図である。
【図８】従来の半導体製造装置の図であり、（ａ）は反応室の断面図、（ｂ）はシールドと壁面との拡大図を示す。
【符号の説明】
【００５０】
１      半導体製造装置
４      反応室
７      プラズマ
２２ａ，２３ａ，２６ａ，２６ｂ    壁面
２９，３０    シールド
２９ｃ，３０ｃ    取付面
３２，３３    取付手段
３５    取付用溝
３５ａ  挿脱許容部
３５ｂ  脱抜阻止部
３６    取付用突起
３６ａ  軸部
３６ｂ  係合部
３７    開口部
３７ａ  幅広部
３７ｂ  幅狭部
３８    案内面
３９，４０    所定軸心
【図１】
2007046086.tif 000003
【図２】
2007046086.tif 000004
【図３】
2007046086.tif 000005
【図４】
2007046086.tif 000006
【図５】
2007046086.tif 000007
【図６】
2007046086.tif 000008
【図７】
2007046086.tif 000009
【図８】
2007046086.tif 000010