JPH02295116A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体製造装置、特に、反応性ガスによっ
て半導体基板の表面処理例えばエッチング、成膜処理等
を行う半導体製造装置に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は従来の半導体製造装置と示す概略図であり、図
において、一般に円筒型形状をしたチャンバ（１）内に
は、ホルダー（３）で固定された半導体基板（２）が配
置されている。反応性ガスは、ガス供給管（４ａ》を介
しガス供給口く４》がらチャンバく１）内に供給され、
チャンバ（１）内を矢印（６）のように流れ、基板（２
》表面に到達する。反応に供されなかった反応性ガスは
、排気口（５）からチャンバ（１）の外へ排気される．
排気口（５）に接続された排気管《７ａ）には、排気量
を調節する例えば排気量自動調・節バルブ（７）が設け
られている。

従来の半導体製造装置は上述したように構成され、次の
ように動作する．まず、基板（２）をチャンバ（１》内
のホルダー（３）にセットする。次に、Ｎ２−ガス等に
よりチャンバ（１）内を不活性雰囲気にした後、ガス供
給口（４》がら所定の流量で反応性ガスをチャンバ（１
）内に供給する．この反応性ガスは、例えばエッチング
を行う場合にはエッチングガスとしてＨＦガス及びＮ２
ガスを混合したものを用いる．この時、チャンバ（１》
内の圧力をセンサ（図示しない》により連続的にセンシ
ングし、排気量自動調節バルブ（７）によりチャンバ（
１冫内を所定の一定圧力に調節する．所定時間経過した
後、チャンバ（１》内の反応性ガスを置換するために、
置換ガス例えばＮ２ガス、空気等をガス供給口（４冫か
ら供給する。反応性ガスによる基板《２》表面の反応は
、反応性ガスをチャンバ（１）内に供給した直後から始
まり、置換ガスにより反応性ガスが完全にチャンバ（１
》外に排出されるまで進行する．反応性ガスがチャンバ
（１）から完全に排出された後、基板（２）をチャンバ
《１）の外に取り出す。

［発明が解決しようとする課題コ 上述したような半導体製造装置では、チャンバ（１）に
は反応性ガス及び置換ガス用のガス供給口（４）と排気
口《５》がそれぞれ１つずつ設けられているだけの楕遺
であるため、チャンバ（１》の形状、ガス供給口（４）
及び排気口（５）の取り付け位置等に影響され、チャン
バ（１》内で不均一なガス流速、方向性が生じる。この
ため、基板（２）表面に供給される反応性ガス量にばら
つきを生じ、基板（２）面内で良好な処理精度が得られ
ないという問題点があった． この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、反応性ガスを基板表面に均一に供給できると
共に、基板面内で良好な処理精度が得られる半導体製造
装置と得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段コ この発明に係る半導体製造装置は、反応性ガスをチャン
バ内に均等に供給、排気する手段を設けると共に、反応
性ガスの流速及び方向性を一定とする２つの整流手段を
設けたものである。

［作　用］ この発明においては、チャンバ内に均等に供給された反
応性ガスは、２つの整流手段により反応ガスが均一な流
速及び方向性で基板表面に供給されるので、基板表面で
の反応性ガスの濃度が均一となり、高い精度で表面処理
を行うことができる．〔実施例〕 第１図はこの発明の一実施例による半導体製造装置を示
す概略図であり、第３図に示したものと同じ符号は、同
一又は相当部分を示す。図において、例えば円筒形状を
したチャンバ（ＩＡ）内の下方には、−ホルダー（３）
に支持された半導体基板《２》が配置されている。チャ
ンバ（ＩＡ）の上方には、反応性ガス（例えばエッチン
グガスとしてＨＦ及びＮ２ガス）又は置換ガス等のガス
をガス供給管（４ａ》を介してチャンバ（ＩＡ》内に供
給するガス供給口《４》が設けられている．このガス供
給口（４）の先端には、ガスをチャンバ（ＩＡ）内に均
等に供給するガス供給手段として例えばガス供給ノズル
（１０）が接続されている。このガス供給ノズル（１０
》には、少なくとも基板（２）の幅より大きい範囲にガ
ス噴．射孔（１１）が複数個上方に向けて設けられてい
る．このガス噴射孔（１１）は、ガスをチャンバ（ＩＡ
》内に均等に噴射するために、直径１００ＩＪＩＩ１〜
１０Ｉの孔を設けたものである．また、基板（２）が円
板状である場合、ガス供給ノズル（１０）は例えば第２
図に示すような渦巻き形状のものが好適に使用できる。

このガス供給ノズル＜１０）のガス噴射孔（１１》から
、ガスがチャンバ〈ＩＡ）の上方に向けて噴き出される
。ガス供給ノズル（１０》と基板く２冫との間には、第
１の整流手段として耐腐食性の材料例えばテフロン樹脂
等で作られたフィルター（８ａ）がチャンバ（ＩＡ｝内
を区切って設けられている。また、基板（２）に対し第
１の整流手段（８ａ》と反対側の下方にも第２の整流手
段であるフィルター（８ｂ）がチャンバ（ＩＡ）内を区
切って設けられている。すなわち、これらフィルター（
８ａ），（８ｂ）によって、チャンバ（ＩＡ）内はガス
供給部（Ａ）、基板処理部（Ｂ）及びガス排気部（Ｃ）
に分離するように区切られている。フィルター（８ｂ）
の下方には、排気口（５）に接続された排気手段例えば
排気ノズル（１２）が設けられている。この排気ノズル
（１２）は、好適にはガス供給ノズル（１０）と同様な
形状であり、チャンバ（ＩＡ）の上方に向けて複数個の
排気孔（１３）が設けられている。この排気孔（１３）
は、ガス噴射孔（１１）と同様な直径の孔である。

上述したように構成された半導体製造装置においては、
まず、チャンバ（ＩＡ）内のホルダー（３）に基板（２
）をセットし、Ｎ２ガス等によりチャンバ（ＩＡ）内を
不活性雰囲気にした後、反応性ガスをガス供給口（４）
からチャンバ（ＩＡ》内に供給する。なお、通常、処理
は常温で行われる。ガス噴射孔（１１）は上向きに複数
個設けられているので、反応性ガス等はガス噴射孔（１
１）からチャンバ（ＩＡ）内へほぼ均等に噴出され、チ
ャンバ（ＩＡ）の天井にぶつかり、その方向性を失う。

フィルタ−（８ａ）の上方では反応性ガスによる静圧が
印加されているので、このチャンバ（ＩＡ）内の圧力差
によって反応性ガスはフィルター（８ａ）を下方へ通過
する。これにより、反応性ガスは均一な速度及び方向性
を持ったガス流として基板（２）の表面上に供給される
。このフィルター（８ａ）のボアサイズは、好適には０
．０１リ〜１００１４１１である。

フィルター（８ａ）、（８ｂ）は反応性ガス中の塵埃を
除去する作用もあるので、そのボアサイズは小さい程望
ましい。しかし、余りボアサイズが小さ過ぎると、通過
する反応性ガスの圧力損失が大きくなるので、０．０１
μｍ程度以上のボアサイズが必要である。また、ボアサ
イズが１００μより大きくなると均一な速度及び方向性
を持ったガス流が得られなくなるので好ましくない。な
お、さらに良好なボアサイズは、０．０５ｕ＋〜１０ｕ
＋の範囲である。

基板（２）上に到達しなかった反応性ガスは、フィルタ
ー（８ｂ）を通過した後、排気口（５）に接続された排
気ノズル（１２）を介してチャン／＜＜ＬＡ）の外へ排
気される。従って、両フィルター（８ａ）（８ｂ）の共
働作用によりガス流の速度及び方向性は一層均一なもの
となる。第２のフィルター（８ｂ）のボアサイズも第１
のフィルター（８ａ）と同様な範囲のものを使用するこ
とができる。また、第１と第２のフィルター（８　ａ　
），（８　ｂ　）のボアサイズは、同じものを使用する
のが望ましいが、両者のボアサイズを上記の範囲内で変
更してもよい．なお、上記実施例では、ガス供給ノズル
（１０）及び排気ノズル（１２）の形状は渦巻き状のも
のを示したが、他の形状であってもよい。また、ガス供
給ノズル（１０）及び排気ノズル（１２》に設けられた
複数個のガス噴射孔（１１）は、上記実施例では上側に
設けられていたが、これに限定されるものではなく、横
側、下側に設けてもよい。また、基板（２）を第１図に
示す駆動手段（３ａ）により回転させてもよく、これに
より基板（２）表面の処理を一層均一化させることがで
きる。フィルター（８ａ），（８ｂ）の端部は、ボアが
閉塞されていてもよく、少なくとも基板（２）より大き
い面積で上記所定のボアサイズを持っていればよい。

さらに、上述した実施例では、ガス供給ノズル（１０）
をチャンバ（ＩＡ）の上方に配置し、排気ノズル（１２
）を下方に配置しているが、これらの配置を逆にしで、
ガス供給ノズル（１０）をチャンバ（ＩＡ）の下方に配
置し、排気ノズル（１２）を上方に配置してもよく、上
記と同様な効果を奏する。

［発明の効果］ この発明は、以上説明したとおり、チャンバと、このチ
ャンバ内に配置された半導体基板を支持する手段と、上
記基板に対向してチャンバ内に設けられ、ガスをチャン
バ内に均等に供給するガス供給手段と、このガス供給手
段と上記基板との間にチャンバ内を区切って配置され、
上記ガス供給手段から供給されるガスの流速及び方向性
を一定とする第１の整流手段と、上記基板に対して上記
第１の整流手段と反対側に設けられ、ガスをチャンバ内
から均等に排気するガス排気手段と、このガス排気手段
と上記基板との間にチャンバ内と区切って配置され、上
記反応性ガスの流速及び方向性を一定とする第２の整流
手段とを備えたので、基板面内で良好な処理精度を持っ
た表面処理を行うことができるという効果企奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による半導体製造装置を示
す概略図、第２図は第１図に示した装置のガス供給ノズ
ル及び排気ノズルの平面図、第３図は従来の半導体製造
装置を示す概略図である．図において、（ＩＡ）はチャ
ンバ、（２）は半導体基板、《３》はホルダー、（３ａ
）は駆動手段、（４）はガス供給口、（５）は排気口、
（８　ａ　），（８　ｂ　）はフィルター、（１０）は
ガス供給ノズル、（１１）はガス噴射孔、（１２）は排
気ノズル、（１３）は排気孔、（Ａ）はガス供給部、Ｃ
Ｂ）は基板処理部、（Ｃ）はガス排気部である． なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. チャンバと、このチャンバ内に配置された半導体基板を
   支持する手段と、上記基板に対向してチャンバ内に設け
   られ、ガスをチャンバ内に均等に供給するガス供給手段
   と、このガス供給手段と上記基板との間にチャンバ内を
   区切つて配置され、上記ガス供給手段から供給されるガ
   スの流速及び方向性を一定とする第１の整流手段と、上
   記基板に対して上記第１の整流手段と反対側に設けられ
   、ガスをチャンバ内から均等に排気するガス排気手段と
   、このガス排気手段と上記基板との間にチャンバ内を区
   切つて配置され、上記反応性ガスの流速及び方向性を一
   定とする第２の整流手段とを備えたことを特徴とする半
   導体製造装置。