JP4987220B2

JP4987220B2 - Etching equipment

Info

Publication number: JP4987220B2
Application number: JP2004005213A
Authority: JP
Inventors: 光銘李; 基泳尹; 在旭金; 在赫安; 勝基蔡; 魯鉉許; 伸二柳沢; 賢吾堤; 誠一高橋
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-01-13
Filing date: 2004-01-13
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2024-01-13
Also published as: JP2005203405A

Description

本発明は、例えば半導体ウェーハ表面に形成される自然酸化膜を真空中でエッチング処理するエッチング装置に関する。 The present invention relates to an etching apparatus for etching a natural oxide film formed on, for example, a semiconductor wafer surface in a vacuum.

半導体装置を製造する工程においては、例えば半導体ウェーハのコンタクトホール表面に形成される自然酸化膜を除去する必要がある。 In the process of manufacturing a semiconductor device, for example, it is necessary to remove a natural oxide film formed on the contact hole surface of a semiconductor wafer.

このような自然酸化膜を除去するエッチング方法として、近年、ラジカル状態の水素（Ｈ^*）とＮＦ₃ガスを使用する方法がいくつか提案されている。
特開平１０−３３５３１６号特開２００１−２８４３０７号公報特開２００３−１２４１７２号公報 In recent years, several methods using radical hydrogen (H ^* ) and NF ₃ gas have been proposed as etching methods for removing such a natural oxide film.
JP-A-10-335316 JP 2001-284307 A JP 2003-124172 A

しかしながら、このような従来技術においては、処理後の面内均一性を確保するのが困難であるという問題がある。 However, such a conventional technique has a problem that it is difficult to ensure in-plane uniformity after processing.

特に多数の半導体ウェーハを同時に処理する場合に、真空処理槽内の半導体ウェーハの位置によって面内均一性がばらつくという問題がある。 In particular, when a large number of semiconductor wafers are processed simultaneously, there is a problem that in-plane uniformity varies depending on the position of the semiconductor wafer in the vacuum processing tank.

本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、処理後の処理対象物の面内均一性を確保することが可能なエッチング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the conventional technique, and an object thereof is to provide an etching apparatus capable of ensuring in-plane uniformity of a processed object after processing. .

上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、真空処理槽内に複数配置された処理対象物である半導体ウェーハ表面の自然酸化膜をエッチングするエッチング装置であって、前記真空処理槽に接続され、水素ラジカルを含有する第１の処理ガスを前記真空処理槽内に導入する第１の処理ガス導入部と、第２の処理ガスとしてＮＦ ³ガスを前記真空処理槽内に導入する第２の処理ガス導入部とを備え、前記第１の処理ガス導入部が、前記第１の処理ガスを前記真空処理槽内に導入する導入口を複数有する第１のノズル部を備え、当該第１のノズル部の複数の導入口から導入された前記第１の処理ガスを前記所定間隔で複数配置された処理対象物の間で且つ当該処理対象物の中央部分にそれぞれ導くように構成され、前記第２の処理ガス導入部が、前記第２の処理ガスを前記真空処理槽内に導入する導入口を複数有する第２のノズル部を備え、当該第２のノズル部の複数の導入口から導入された当該第２の処理ガスを前記所定間隔で複数配置された処理対象物の間で且つ当該処理対象物の中央部分にそれぞれ導くように構成され、前記第１及び第２のノズル部の導入口は、前記所定間隔で複数配置された処理対象物の間全てに位置するように設けられ、前記処理対象物は、前記真空処理槽内において回転するように構成されているエッチング装置である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１の処理ガス導入部の第１のノズル部が、前記第１の処理ガスを前記処理対象物の回転中心軸を通過させるように構成され、前記第２の処理ガス導入部の第２のノズル部が、前記第２の処理ガスを前記処理対象物の回転中心軸を通過させるように構成されているものである。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２のいずれか１項記載の発明において、前記第１のノズル部の導入口と前記第２のノズル部の導入口の少なくともいずれか一方は、その口径が複数の前記処理対象物間の間隔より小さいものである。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の発明において、前記第１の処理ガス導入部が、前記第１のノズル部に設けられた前記導入口から前記第１の処理ガスを分散させて均一に噴出させるように設けられた分散部材を更に有するものである。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の発明において、前記第１及び第２のノズル部が、前記処理対象物の中央部分から等しい距離の位置に設けられた導入口を有するものである。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an etching apparatus for etching a natural oxide film on a surface of a semiconductor wafer as a processing object arranged in a vacuum processing tank, wherein the vacuum processing is performed. A first processing gas introduction unit connected to a tank and introducing a first processing gas containing hydrogen radicals into the vacuum processing tank; and an NF ³ gas as a second processing gas is introduced into the vacuum processing tank. A second process gas introduction part, and the first process gas introduction part comprises a first nozzle part having a plurality of introduction ports for introducing the first process gas into the vacuum processing tank , The first processing gas introduced from the plurality of inlets of the first nozzle portion is configured to be guided between the plurality of processing objects arranged at the predetermined interval and to the central portion of the processing object, respectively. And the second process Scan introducing section is provided with a second nozzle portion having a plurality of inlets for introducing the second process gas into the vacuum processing chamber, the introduced from a plurality of inlets of the second nozzle portion a consists of two of the processing gas to direct respectively the central portion of and the process target object among the plurality arranged processing object at the predetermined intervals, the first and inlet of the second nozzle portion, said It is an etching apparatus that is provided so as to be positioned between all of the plurality of processing objects arranged at a predetermined interval, and the processing object is configured to rotate in the vacuum processing tank .
According to a second aspect of the invention, pass in the invention according to the first aspect, the first nozzle portion before Symbol first processing gas inlet unit, the first process gas a rotational center axis of the processing object And the second nozzle part of the second processing gas introduction part is configured to allow the second processing gas to pass through the rotation center axis of the processing object.
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2 , wherein at least one of the introduction port of the first nozzle part and the introduction port of the second nozzle part is The aperture is smaller than the interval between the plurality of processing objects.
According to a fourth aspect of the invention, in the first aspect of the invention according to any one of the first to third aspects, the first processing gas introduction part is formed from the introduction port provided in the first nozzle part. The dispersion member is further provided so as to disperse the process gas and uniformly eject it.
The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4 , wherein the first and second nozzle portions are provided at positions at equal distances from a central portion of the processing object. It has an inlet .

本発明の場合、第１の処理ガス導入部及び第２の処理ガス導入部が、処理対象物の中央部分に当該処理ガスを導くように構成されたノズル部を有していることから、第１の処理ガスと第２の処理ガスが処理対象物の中央部分において反応し、処理対象物の表面の周縁部に向って均一な状態で反応性中間生成物が生成されるようになるため、処理後の面内均一性を向上させることが可能になる。 In the case of the present invention, since the first process gas introduction part and the second process gas introduction part have a nozzle part configured to guide the process gas to the central part of the processing object, Since the first processing gas and the second processing gas react in the central portion of the processing target, and a reactive intermediate product is generated in a uniform state toward the peripheral edge of the surface of the processing target, It is possible to improve in-plane uniformity after processing.

本発明において、第１の処理ガス導入部及び第２の処理ガス導入部が、当該処理ガスを前記処理対象物の回転中心軸を通過させるように構成されたノズル部を有している場合には、処理対象物の表面の周縁部に向ってより均一な状態で反応性中間生成物を生成することができ、処理後の面内均一性を一層向上させることが可能になる。 In the present invention, when the first processing gas introduction unit and the second processing gas introduction unit have a nozzle portion configured to pass the processing gas through the rotation center axis of the processing object. Can generate the reactive intermediate product in a more uniform state toward the peripheral edge of the surface of the processing object, and can further improve the in-plane uniformity after processing.

また、本発明において、第２の処理ガス導入部が、第１のガス導入部のノズル部を挟む位置に設けられた二つのノズル部を有している場合、特に第２のノズル部が、第１のノズルのガスの導入方向に対して対称となる位置に設けられている場合には、第１及び第２の処理ガスを対称な状態で処理対象物の中央部分に導くことができ、これにより反応性中間生成物の均一性を高めて処理後の面内均一性を一層向上させることができる。 Further, in the present invention, when the second processing gas introduction part has two nozzle parts provided at positions sandwiching the nozzle part of the first gas introduction part, the second nozzle part in particular, When provided at a position that is symmetric with respect to the gas introduction direction of the first nozzle, the first and second processing gases can be guided to the central portion of the processing object in a symmetric state, Thereby, the uniformity of a reactive intermediate product can be improved and the in-plane uniformity after a process can be improved further.

さらに、本発明では、第１及び第２のガス導入部の第１及び第２のノズル部が、所定の間隔をおいて配置された複数の処理対象物の間で且つ当該処理対象物の中央部分に当該処理ガスをそれぞれ導入するための複数の導入口を有するとともに、第１及び第２のノズル部の導入口は、所定間隔で複数配置された処理対象物の間全てに位置するように設けられていることから、複数（多数）の処理対象物に対して処理後の面内均一性を向上させることができるとともに、複数の処理対象物間の均一性も向上させることができ、多数の処理対象物を短時間で均一に処理することが可能になる。
さらにまた、第１及び第２のノズル部の少なくとも一方が、複数の導入口を有し、当該導入口の少なくともいずれか一方は、その口径が複数の処理対象物間の間隔より小さい場合には、処理後の面内均一性をより向上させることが可能になる。
加えて、第１の処理ガス導入部が、第１のノズル部に設けられた導入口から前第１の処理ガスを分散させて噴出させるための分散部材を更に有する場合には、第１のノズル部の導入口から第１の処理ガスを均一に噴出させることが可能になる。
Further, in the present invention, the first and second nozzle portions of the first and second gas introduction portions are located between a plurality of processing objects arranged at a predetermined interval and in the center of the processing object. the process gas with each having a plurality of inlets for introducing portion, the first and inlet of the second nozzle portion, so as to be located all between a plurality arranged processing object at predetermined intervals Since it is provided, in- plane uniformity after processing can be improved for a plurality (many) of processing objects, and uniformity between the processing objects can also be improved. This processing object can be processed uniformly in a short time.
Furthermore, when at least one of the first and second nozzle portions has a plurality of introduction ports, and at least one of the introduction ports has a diameter smaller than the interval between the plurality of processing objects. Thus, it is possible to further improve the in-plane uniformity after processing.
In addition, when the first process gas introduction part further includes a dispersion member for dispersing and ejecting the previous first process gas from the introduction port provided in the first nozzle part, It becomes possible to uniformly eject the first processing gas from the inlet of the nozzle portion.

本発明によれば、処理後の処理対象物の面内均一性を向上させることができる。 According to the present invention, the in-plane uniformity of the processed object after processing can be improved.

以下、本発明に係るエッチング装置の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態をエッチング装置を示す斜視図、図２は、同エッチング装置の真空処理槽の内部構成を示す横断面図、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。
また、図４は、本発明の原理を示す説明図である。 Hereinafter, preferred embodiments of an etching apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a perspective view showing an etching apparatus according to the present embodiment, FIG. 2 is a transverse sectional view showing an internal configuration of a vacuum processing tank of the etching apparatus, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA in FIG. is there.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the principle of the present invention.

図１〜３に示すように、本実施の形態のエッチング装置１は、図示しない真空排気系に接続された仕込取出槽２と、仕込取出槽２の上方に設けられた真空処理槽３を有している。 As shown in FIGS. 1 to 3, the etching apparatus 1 of the present embodiment includes a preparation / extraction tank 2 connected to a vacuum exhaust system (not shown) and a vacuum processing tank 3 provided above the preparation / extraction tank 2. is doing.

仕込取出槽２内には、図示しない駆動機構によって所定速度で回転可能なターンテーブル２０が設けられている。 A turntable 20 that can be rotated at a predetermined speed by a drive mechanism (not shown) is provided in the charging / discharging tank 2.

このターンテーブル２０は、半導体ウェーハ１０を保持するボート１１を支持するもので、仕込取出槽２の上部に鉛直方向に延びるように設けられたボールねじ２１に沿って上下動するように構成されている。 The turntable 20 supports the boat 11 that holds the semiconductor wafer 10, and is configured to move up and down along a ball screw 21 that is provided in the upper part of the loading / unloading tank 2 so as to extend in the vertical direction. Yes.

仕込取出槽２と真空処理槽３とは、連通口２ａを介して接続され、上述したターンテーブル２０の上下動によってボート１１の受け渡しが行われる。 The charging / unloading tank 2 and the vacuum processing tank 3 are connected via the communication port 2a, and the boat 11 is transferred by the vertical movement of the turntable 20 described above.

なお、処理中において仕込取出槽２と真空処理槽３とは雰囲気的に隔離されるようになっている。 Note that the charging / discharging tank 2 and the vacuum processing tank 3 are isolated from each other during processing.

本実施の形態においては、真空処理槽３に２系統の処理ガスを導入して処理を行うように構成されている。 In the present embodiment, two processing gases are introduced into the vacuum processing tank 3 for processing.

この場合、真空処理槽３の側方から水素ラジカル（Ｈ^*）を導入する第１のガス導入部（第１の処理ガス導入部）３０が設けられている。 In this case, a first gas introduction part (first treatment gas introduction part) 30 for introducing hydrogen radicals (H ^* ) from the side of the vacuum processing tank 3 is provided.

図２〜図４に示すように、第１のガス導入部３０は、第１の処理ガス（本実施の形態の場合はＮ₂＋ＮＨ₃）に対してマイクロ波を用いてプラズマ状態にし、真空処理槽３の上下に取り付けられた二つの導入路３０ａ及び真空処理槽３内に設けられた導入管（第１のノズル部）３１を介して水素ラジカルを導入するように構成されている。 As shown in FIGS. 2 to 4, the first gas introduction unit 30 is brought into a plasma state using a microwave with respect to the first processing gas (N ₂ + NH _{3 in} the case of the present embodiment), and is evacuated. Hydrogen radicals are introduced through two introduction paths 30 a attached to the upper and lower sides of the processing tank 3 and an introduction pipe ( first nozzle portion) 31 provided in the vacuum processing tank 3.

ここで、導入管３１は、鉛直方向に延びる角形パイプ形状に形成されている。そして、導入管３１の側面には、複数の導入口３２が列状に設けられている。 Here, the introduction pipe 31 is formed in a rectangular pipe shape extending in the vertical direction. A plurality of introduction ports 32 are provided in a row on the side surface of the introduction pipe 31.

図４に示すように、本実施の形態の場合は、真空処理槽３内において、多数（５０枚程度）の半導体ウェーハ１０が、一定の間隔をおいて水平に重ねて配置される。 As shown in FIG. 4, in the case of the present embodiment, a large number (about 50) of semiconductor wafers 10 are horizontally stacked in a vacuum processing tank 3 with a certain interval.

なお、半導体ウェーハ１０のうち最上部と最下部の両側にはダミーの基板１０ｄが配置される。 Note that dummy substrates 10 d are arranged on both the uppermost and lowermost sides of the semiconductor wafer 10.

本実施の形態の場合、導入管３１の各導入口３２は、例えば円形に形成されている。 In the case of the present embodiment, each introduction port 32 of the introduction pipe 31 is formed in a circular shape, for example.

本発明の場合、導入管３１の各導入口３２の口径は特に限定されることはないが、面内均一性を向上させる観点からは、半導体ウェーハ１０の間隔より小さいことが好ましい。 In the present invention, the diameter of each inlet 32 of the inlet pipe 31 is not particularly limited, but is preferably smaller than the interval between the semiconductor wafers 10 from the viewpoint of improving in-plane uniformity.

また、導入管３１の各導入口３２は、面内均一性を向上させる観点から、真空処理槽３内に配置される各半導体ウェーハ１０の間に位置するように設けることが好ましい。 Moreover, it is preferable to provide each introduction port 32 of the introduction pipe 31 so that it may be located between each semiconductor wafer 10 arrange | positioned in the vacuum processing tank 3 from a viewpoint of improving in-plane uniformity.

そして、これら半導体ウェーハ１０の間において、各半導体ウェーハ１０の中央部分に向ってＨラジカルを導入するように導入管３１の各導入口３２の方向が設定されている。 Between these semiconductor wafers 10, the direction of each introduction port 32 of the introduction pipe 31 is set so as to introduce H radicals toward the central portion of each semiconductor wafer 10.

特に、本例の導入管３１は、Ｈラジカルを半導体ウェーハ１０の回転中心軸１００を通過させるように構成されている。 In particular, the introduction tube 31 of this example is configured to allow H radicals to pass through the rotation center axis 100 of the semiconductor wafer 10.

なお、本実施の形態においては、図２及び図３に示すように、各導入路３０ａと導入口３２との間に板状の分散部材３３が設けられ、この分散部材３３によって導入管３１に沿ってＨラジカルを分散させて各導入口３２からＨラジカルを均一に噴出させるように構成されている。 In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, a plate-like dispersion member 33 is provided between each introduction path 30 a and the introduction port 32, and the dispersion member 33 provides the introduction pipe 31 with the plate-like dispersion member 33. The H radicals are dispersed along the same, and the H radicals are uniformly ejected from the inlets 32.

一方、真空処理槽３内の第１のガス導入部３０の導入管３１に隣接する部位には、第２のガス導入部（第２の処理ガス導入部）４０が設けられている。 On the other hand, a second gas introduction part (second process gas introduction part) 40 is provided at a site adjacent to the introduction pipe 31 of the first gas introduction part 30 in the vacuum processing tank 3.

この第２のガス導入部４０は、図示しないガス供給源に接続され、鉛直方向に延びるパイプ形状のシャワーノズル（第２のノズル部）４１を有している。 The second gas introduction part 40 is connected to a gas supply source (not shown) and has a pipe-shaped shower nozzle ( second nozzle part) 41 extending in the vertical direction.

そして、シャワーノズル４１の側部は、複数の導入口４３が設けられている。
シャワーノズル４１の各導入口４３は、例えば円形に形成されている。 A plurality of inlets 43 are provided on the side of the shower nozzle 41.
Each inlet 43 of the shower nozzle 41 is formed in a circular shape, for example.

本発明の場合、シャワーノズル４１の各導入口４３の口径は特に限定されることはないが、面内均一性を向上させる観点からは、半導体ウェーハ１０の間隔より小さいことが好ましい。 In the present invention, the diameter of each inlet 43 of the shower nozzle 41 is not particularly limited, but is preferably smaller than the interval between the semiconductor wafers 10 from the viewpoint of improving in-plane uniformity.

また、シャワーノズル４１の各導入口４３は、面内均一性を向上させる観点から、真空処理槽３内に配置される各半導体ウェーハ１０の間に位置するように設けることが好ましい。 Moreover, it is preferable to provide each introduction port 43 of the shower nozzle 41 so that it may be located between each semiconductor wafer 10 arrange | positioned in the vacuum processing tank 3 from a viewpoint of improving in-plane uniformity.

そして、これら半導体ウェーハ１０の間において、各半導体ウェーハ１０の中央部分に向ってＮＦ₃を導入するようにシャワーノズル４１の各導入口４３の方向が設定されている。 The direction of each inlet 43 of the shower nozzle 41 is set so as to introduce NF ₃ between the semiconductor wafers 10 toward the central portion of each semiconductor wafer 10.

特に、本例のシャワーノズル４１は、ＮＦ₃を上記半導体ウェーハ１０の回転中心軸１００を通過させるように構成されている。 In particular, the shower nozzle 41 of this example is configured to pass NF ₃ through the rotation center axis 100 of the semiconductor wafer 10.

図２に示すように、本実施の形態の場合、Ｈラジカル導入側である導入管３１の導入口３２と、ＮＦ₃導入側であるシャワーノズル４１の各導入口４３は、半導体ウェーハ１０の中央部分から等しい距離の位置に設けられているが、説明の便宜上、図４においては、半導体ウェーハ１０の中央部分から異なる距離の位置にあるように描かれている。 As shown in FIG. 2, in the case of the present embodiment, the introduction port 32 of the introduction pipe 31 on the H radical introduction side and each introduction port 43 of the shower nozzle 41 on the NF ₃ introduction side are arranged at the center of the semiconductor wafer 10. Although it is provided at a position at an equal distance from the portion, for convenience of explanation, in FIG. 4, it is depicted as being at a position at a different distance from the central portion of the semiconductor wafer 10.

また、本実施の形態の場合、真空処理槽３の第１のガス導入部３０の導入管３１及び第２のガス導入部４０のシャワーノズル４１と対向する位置に排出部５０が設けられ、この排出部５０を介して真空排気を行うように構成されている。 In the case of the present embodiment, a discharge unit 50 is provided at a position facing the introduction pipe 31 of the first gas introduction unit 30 and the shower nozzle 41 of the second gas introduction unit 40 of the vacuum processing tank 3. Vacuum exhaust is performed through the discharge unit 50.

なお、真空処理槽３には、中間生成物を熱分解して気化させるためのランプヒータ５が設けられている。 The vacuum processing tank 3 is provided with a lamp heater 5 for thermally decomposing and vaporizing the intermediate product.

このような構成を有する本実施の形態において半導体ウェーハ１０のエッチング処理を行うには、半導体ウェーハ１０を保持したボート１１を真空処理槽３内に搬入してチャンバー内を気密状態にし、所定の圧力となるように真空排気を行う。 In order to perform the etching process of the semiconductor wafer 10 in the present embodiment having such a configuration, the boat 11 holding the semiconductor wafer 10 is carried into the vacuum processing tank 3 so that the inside of the chamber is airtight, and a predetermined pressure is applied. Evacuate so that

そして、図４に示すように、第１のガス導入部３０の導入管３１の導入口３２からＨラジカルを導入するとともに、第２のガス導入部４０のシャワーノズル４１の導入口４３からＮＦ₃を導入し、これらを混合させて反応させる。 Then, as shown in FIG. 4, H radicals are introduced from the introduction port 32 of the introduction pipe 31 of the first gas introduction unit 30, and NF _{3 is} introduced from the introduction port 43 of the shower nozzle 41 of the second gas introduction unit 40. Are introduced and mixed to react.

この場合の反応式は、次のようになると考えられる。 The reaction formula in this case is considered as follows.

Ｈ^*＋ＮＦ₃→ＮＨ_XＦ_Y（ＮＨ₄ＦＨ、ＮＨ₄ＦＨＦ等）
ＮＨ_XＦ_Y＋ＳiＯ₂→（ＮＨ₄Ｆ）ＳｉＦ₆＋Ｈ₂Ｏ↑

すなわち、ＮＨ_XＦ_Yと半導体ウェーハ１０の表面の自然酸化膜（ＳiＯ₂）が反応して反応生成物（（ＮＨ₄Ｆ）ＳｉＦ₆）が形成される。
H ^* + NF ₃ → NH _X F _Y (NH ₄ FH, NH ₄ FHF, etc.)
NH _X F _Y + SiO ₂ → (NH ₄ F) SiF ₆ + H ₂ O ↑

That is, NH _X F _Y and a natural oxide film (SiO ₂ ) on the surface of the semiconductor wafer 10 react to form a reaction product ((NH ₄ F) SiF ₆ ).

その後、ランプヒータ５によって半導体ウェーハ１０を所定温度で加熱することにより、上記反応生成物を分解して排出することができる。 Thereafter, by heating the semiconductor wafer 10 at a predetermined temperature by the lamp heater 5, the reaction product can be decomposed and discharged.

（ＮＨ₄Ｆ）₂ＳｉＦ₆→ＮＨ₃↑＋ＨＦ↑＋ＳiＦ₄↑

以上述べたように本実施の形態によれば、基板１０の中央部分、特に回転中心軸１００を通過させるようにＨラジカルとＮＦ₃をそれぞれ導く導入管３１とシャワーノズル４１を有していることから、ＨラジカルとＮＦ₃が基板１０の中央部分において反応し、基板１０の表面の周縁部に向って均一な状態で反応性中間生成物が生成されるようになるため、処理後の面内均一性を向上させることができる。
(NH ₄ F) ₂ SiF ₆ → NH ₃ ↑ + HF ↑ + SiF ₄ ↑

As described above, according to the present embodiment, it has the introduction pipe 31 and the shower nozzle 41 that respectively guide H radical and NF ₃ so as to pass through the central portion of the substrate 10, particularly the rotation center axis 100. From the above, the H radical and NF ₃ react in the central portion of the substrate 10 to generate a reactive intermediate product in a uniform state toward the peripheral edge of the surface of the substrate 10. Uniformity can be improved.

さらに、本実施の形態においては、第１のガス導入部３０の導入口３２及び第２のガス導入部４０の導入口４３が、所定の間隔をおいて配置された複数の半導体ウェーハ１０の間にそれぞれＨラジカルとＮＦ₃ガスを導入するように構成されていることから、複数の半導体ウェーハ１０に対して処理後の面内均一性を向上させることができ、多数の半導体ウェーハ１０を短時間で処理することができる。 Further, in the present embodiment, the introduction port 32 of the first gas introduction unit 30 and the introduction port 43 of the second gas introduction unit 40 are arranged between a plurality of semiconductor wafers 10 arranged at a predetermined interval. Since the H radical and the NF ₃ gas are respectively introduced into each of the semiconductor wafers 10, the in-plane uniformity after processing can be improved with respect to the plurality of semiconductor wafers 10, and a large number of semiconductor wafers 10 can be formed in a short time. Can be processed.

図５は、本発明の他の実施の形態のエッチング装置の真空処理槽の内部構成を示す横断面図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分については同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing the internal configuration of a vacuum processing tank of an etching apparatus according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, portions corresponding to those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals and details thereof are shown. The detailed explanation is omitted.

図５に示すように、本実施の形態においては、第１のガス導入部３０の導入管３１を挟むように二つの第２のガス導入部４０Ａ、４０Ｂが設けられている。 As shown in FIG. 5, in the present embodiment, two second gas introduction parts 40 </ b> A and 40 </ b> B are provided so as to sandwich the introduction pipe 31 of the first gas introduction part 30.

第２のガス導入部４０Ａ、４０Ｂは、図示しないガス供給源に接続され、鉛直方向に延びる一対のパイプ形状のシャワーノズル４１、４２を有している。 The second gas introduction parts 40A, 40B are connected to a gas supply source (not shown) and have a pair of pipe-shaped shower nozzles 41, 42 extending in the vertical direction.

本実施の形態のシャワーノズル４１、４２は、第１のガス導入部３０のＨラジカルの導入方向に対して対称となる位置に配置されている。 The shower nozzles 41 and 42 of the present embodiment are arranged at positions that are symmetric with respect to the H radical introduction direction of the first gas introduction unit 30.

これらシャワーノズル４１、４２は、上記実施の形態と同様にそれぞれ複数の導入口４３、４４が設けられている。 These shower nozzles 41 and 42 are provided with a plurality of introduction ports 43 and 44, respectively, as in the above embodiment.

シャワーノズル４１の各導入口４３、４４は、上記実施の形態と同様に例えば円形に形成されている。 The inlets 43 and 44 of the shower nozzle 41 are formed in a circular shape, for example, as in the above embodiment.

本発明の場合、シャワーノズル４１の各導入口４３、４４の口径は特に限定されることはないが、面内均一性を向上させる観点から、上記実施の形態と同様に半導体ウェーハ１０の間隔より小さいことが好ましい。 In the case of the present invention, the diameters of the introduction ports 43 and 44 of the shower nozzle 41 are not particularly limited, but from the viewpoint of improving in-plane uniformity, from the interval of the semiconductor wafer 10 as in the above embodiment. Small is preferable.

また、シャワーノズル４１の各導入口４３、４４についても、面内均一性を向上させる観点から、真空処理槽３内に配置される各半導体ウェーハ１０の間に位置するように設けることが好ましい。 Moreover, it is preferable to provide each introduction port 43 and 44 of the shower nozzle 41 so that it may be located between each semiconductor wafer 10 arrange | positioned in the vacuum processing tank 3 from a viewpoint of improving in-plane uniformity.

そして、本実施の形態の場合も、半導体ウェーハ１０の間において、各半導体ウェーハ１０の中央部分に向って（図５に示す例においては回転中心軸１００を通過するように）、Ｈラジカルの各導入口３２の方向が設定されるとともに、ＮＦ₃の各導入口４３、４４の方向が設定されている。 Also in the present embodiment, each of the H radicals is arranged between the semiconductor wafers 10 toward the central portion of each semiconductor wafer 10 (so as to pass through the rotation center axis 100 in the example shown in FIG. 5). The direction of the introduction port 32 is set, and the direction of each of the introduction ports 43 and 44 of NF ₃ is set.

このような構成を有する本実施の形態によれば、Ｈラジカル及びＮＦ₃を対称な状態で基板１０の中央部分に導くことができ、これにより反応性中間生成物の均一性を高めて処理後の面内均一性を一層向上させることができる。その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。 According to the present embodiment having such a configuration, H radicals and NF ₃ can be guided to the central portion of the substrate 10 in a symmetric state, thereby improving the uniformity of the reactive intermediate product and after processing. The in-plane uniformity can be further improved. Since other configurations and operational effects are the same as those of the above-described embodiment, detailed description thereof is omitted.

なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made.

例えば、上述の実施の形態においては、第１のガス導入部３０の導入管３１と第２のガス導入部４０のシャワーノズル４１（４２）を、真空処理槽３内の排出部５０と対向する位置に隣接させて配置したが、本発明はこれに限られず、半導体ウェーハ１０の中央部分に処理ガスを導く構成である限り、導入管３１及びシャワーノズル４１（４２）の位置を適宜変更することができる。 For example, in the above-described embodiment, the introduction pipe 31 of the first gas introduction unit 30 and the shower nozzle 41 (42) of the second gas introduction unit 40 face the discharge unit 50 in the vacuum processing tank 3. Although the present invention is arranged adjacent to the position, the present invention is not limited to this, and the positions of the introduction pipe 31 and the shower nozzle 41 (42) are appropriately changed as long as the processing gas is guided to the central portion of the semiconductor wafer 10. Can do.

さらに、本発明は、エッチング装置に限られず、例えばアッシング装置にも適用することが可能である。 Furthermore, the present invention is not limited to an etching apparatus, and can be applied to, for example, an ashing apparatus.

以下、本発明に係るエッチング装置の実施例を比較例とともに詳細に説明する。＜実施例＞
図５に示すエッチング装置を用い、半導体ウェーハの間において、各半導体ウェーハの回転中心軸を通過するように、ＨラジカルとＮＦ₃を導入して半導体ウェーハの表面をエッチング処理した。 Hereinafter, examples of the etching apparatus according to the present invention will be described in detail together with comparative examples. <Example>
Using the etching apparatus shown in FIG. 5, the surface of the semiconductor wafer was etched by introducing H radicals and NF ₃ so as to pass through the rotation center axis of each semiconductor wafer between the semiconductor wafers.

この場合、半導体ウェーハは、６．３５ｍｍの間隔をおいて水平に５０枚重ねて配置した。
Ｈラジカルの導入口の口径は３ｍｍ、ＮＦ₃の導入口の口径は０．５ｍｍとした。 In this case, 50 semiconductor wafers were horizontally stacked with an interval of 6.35 mm.
The diameter of the H radical inlet was 3 mm, and the diameter of the NF ₃ inlet was 0.5 mm.

そして、ＮＨ₃流量は、１．３ｓ／ｍ、ＮＦ₃の流量は、４ｓ／ｍとし、真空処理槽内の圧力が４００Ｐａとなるように調整した。 The NH ₃ flow rate was 1.3 s / m, the NF ₃ flow rate was 4 s / m, and the pressure in the vacuum treatment tank was adjusted to 400 Pa.

＜比較例１＞
第２のガス導入部のシャワーノズルのＮＦ₃の導入方向を対向させるようにした以外は実施例と同一の条件でエッチング処理を行った。 <Comparative Example 1>
Etching was performed under the same conditions as in the example except that the NF ₃ introduction direction of the shower nozzle of the second gas introduction part was opposed.

＜比較例２＞
第２のガス導入部のシャワーノズルのＮＦ₃の導入方向を半導体ウェーハの外周（真空処理槽内壁）方向に向けるようにした以外は実施例と同一の条件でエッチング処理を行った。 <Comparative example 2>
Etching was performed under the same conditions as in the example except that the NF ₃ introduction direction of the shower nozzle of the second gas introduction part was directed toward the outer periphery (inner wall of the vacuum processing tank) of the semiconductor wafer.

図６は、実施例と比較例１、２によるエッチング後の面内均一性を示すグラフである。 FIG. 6 is a graph showing the in-plane uniformity after etching according to the example and the comparative examples 1 and 2.

図６に示すように、実施例のエッチング装置は、比較例１、２のエッチング装置に比べて各位置の半導体ウェーハの面内均一性が大幅に向上していることが理解される。 As shown in FIG. 6, it is understood that the in-plane uniformity of the semiconductor wafer at each position is significantly improved in the etching apparatus of the example as compared with the etching apparatuses of Comparative Examples 1 and 2.

本発明の実施の形態をエッチング装置を示す斜視図1 is a perspective view showing an etching apparatus according to an embodiment of the present invention. 同エッチング置の真空処理槽の内部構成を示す横断面図Cross-sectional view showing the internal configuration of the vacuum processing tank of the same etching device 図２のＡ−Ａ線断面図AA line sectional view of FIG. 本発明の原理を示す説明図Explanatory drawing showing the principle of the present invention 本発明の他の実施の形態のエッチング装置の真空処理槽の内部構成を示す横断面図The cross-sectional view which shows the internal structure of the vacuum processing tank of the etching apparatus of other embodiment of this invention 実施例と比較例によるエッチング後の面内均一性を示すグラフGraph showing in-plane uniformity after etching according to Examples and Comparative Examples

Explanation of symbols

１…エッチング装置３…真空処理槽１０…半導体ウェーハ１１…ボート３０…第１のガス導入部（第１の処理ガス導入部）３１…導入管（第１のノズル部）３２…導入口４０…第２のガス導入部（第２の処理ガス導入部）４１…シャワーノズル（第２のノズル部）４３…導入口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Etching apparatus 3 ... Vacuum processing tank 10 ... Semiconductor wafer 11 ... Boat 30 ... 1st gas introduction part (1st process gas introduction part) 31 ... Introduction pipe ( 1st nozzle part) 32 ... Introduction port 40 ... 2nd gas introduction part (2nd process gas introduction part) 41 ... Shower nozzle ( 2nd nozzle part) 43 ... Introduction port

Claims

An etching apparatus for etching a natural oxide film on the surface of a semiconductor wafer, which is a processing object disposed in a vacuum processing tank,
A first processing gas introduction unit connected to the vacuum processing tank and introducing a first processing gas containing hydrogen radicals into the vacuum processing tank;
A second processing gas introduction part for introducing NF ³ gas into the vacuum processing tank as a second processing gas;
The first process gas introduction unit includes a first nozzle part having a plurality of introduction ports for introducing the first process gas into the vacuum processing tank, and a plurality of introduction ports of the first nozzle part are provided. configured to direct each introduced first process gas to the center portion of and the process target object among the plurality arranged processing object at the predetermined intervals,
The second process gas introduction part includes a second nozzle part having a plurality of introduction ports for introducing the second process gas into the vacuum processing tank, and a plurality of introduction ports of the second nozzle part are provided. The introduced second processing gas is configured to guide each of the plurality of processing objects arranged at a predetermined interval to a central portion of the processing object ,
The inlets of the first and second nozzle portions are provided so as to be positioned between all the processing objects arranged at a predetermined interval,
An etching apparatus configured to rotate the processing object in the vacuum processing tank .

Before SL first nozzle portion of the first processing gas inlet is configured the first process gas to pass the central axis of rotation of the processing object,
The etching apparatus according to claim 1, wherein the second nozzle portion of the second processing gas introduction unit is configured to pass the second processing gas through the rotation center axis of the processing object.

Wherein the first at least one nozzle section of the inlet and the inlet of the second nozzle portion of the any one of intervals smaller claim 1 or 2 between the diameter plurality of the processing object The etching apparatus as described.

The said 1st process gas introduction part further has a dispersion member provided so that the said 1st process gas may be disperse | distributed and uniformly ejected from the said inlet provided in the said 1st nozzle part. The etching apparatus according to any one of 1 to 3 .

The etching apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein the first and second nozzle portions have an introduction port provided at a position at an equal distance from a central portion of the processing object .