JP2003124172A - ウェーハの処理方法、ウェーハの処理装置、エッチング方法およびエッチング装置 - Google Patents
ウェーハの処理方法、ウェーハの処理装置、エッチング方法およびエッチング装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体製造工程中のウェーハ処理方法及びこ
れを実施するための装置、また、ウェーハ上に形成され
た物質をエッチングするための方法及びこれを実施する
ための装置を提供する。 【解決手段】 第１冷却部４４０及び第２冷却部４５０
は複数のウェーハ周辺の温度を第１の温度に調整する。
第１の温度で複数のウェーハの上部に反応ガスを導入し
てウェーハを処理する。また、加熱部４３０はウェーハ
周辺の温度を第１の温度より高い第２の温度まで急速上
昇させながら、ウェーハ処理時に発生された反応副産物
を部分的に分離させる。第２の温度でウェーハを維持し
て反応副産物の大部分をウェーハ周辺から分離させる。
全て工程を同一空間内でインサイチュにより実施する。
複数のウェーハ上に形成されている自然酸化膜をインサ
イチュ方式によりエッチングすることができるので、工
程の効率を増大させることができる。
れを実施するための装置、また、ウェーハ上に形成され
た物質をエッチングするための方法及びこれを実施する
ための装置を提供する。 【解決手段】 第１冷却部４４０及び第２冷却部４５０
は複数のウェーハ周辺の温度を第１の温度に調整する。
第１の温度で複数のウェーハの上部に反応ガスを導入し
てウェーハを処理する。また、加熱部４３０はウェーハ
周辺の温度を第１の温度より高い第２の温度まで急速上
昇させながら、ウェーハ処理時に発生された反応副産物
を部分的に分離させる。第２の温度でウェーハを維持し
て反応副産物の大部分をウェーハ周辺から分離させる。
全て工程を同一空間内でインサイチュにより実施する。
複数のウェーハ上に形成されている自然酸化膜をインサ
イチュ方式によりエッチングすることができるので、工
程の効率を増大させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェーハの処理方
法、ウェーハの処理装置、エッチング方法およびエッチ
ング装置に関するものであり、より詳細には、半導体製
造工程中にウェーハ上に形成される自然酸化膜のような
物質を処理するための方法及び装置、また前記物質をエ
ッチングするための方法及び装置に関するものである。
法、ウェーハの処理装置、エッチング方法およびエッチ
ング装置に関するものであり、より詳細には、半導体製
造工程中にウェーハ上に形成される自然酸化膜のような
物質を処理するための方法及び装置、また前記物質をエ
ッチングするための方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近来、コンピュータのような情報媒体の
急速な普及により、半導体装置は飛躍的に発展してい
る。その機能面において、半導体装置は高速で動作する
と同時に大容量の貯蔵能力を有することが要求される。
これにより、半導体装置は、集積度、信頼度および応答
速度などを向上させる方向に製造技術が発展している。
急速な普及により、半導体装置は飛躍的に発展してい
る。その機能面において、半導体装置は高速で動作する
と同時に大容量の貯蔵能力を有することが要求される。
これにより、半導体装置は、集積度、信頼度および応答
速度などを向上させる方向に製造技術が発展している。
【０００３】半導体装置のうち、ＤＲＡＭ素子の場合、
製造技術の発展は２５６メガビットＤＲＡＭ（Ｍｅｇａ
ｂｉｔ ＤＲＡＭ）の量産化及びギガビットＤＲＡＭ
（Ｇｉｇａ ｂｉｔ ＤＲＡＭ）の量産化を許諾した。
製造技術の発展は２５６メガビットＤＲＡＭ（Ｍｅｇａ
ｂｉｔ ＤＲＡＭ）の量産化及びギガビットＤＲＡＭ
（Ｇｉｇａ ｂｉｔ ＤＲＡＭ）の量産化を許諾した。
【０００４】２５６メガビットＤＲＡＭ及びギガビット
ＤＲＡＭは多層配線構造からなる。
ＤＲＡＭは多層配線構造からなる。
【０００５】多層配線構造に対する例は、たとえば、特
許文献１（ｉｓｓｕｅｄ ｔｏ Ｆｕｋｕｄａ ｅｔ
ａｌ．）及び特許文献２（ｉｓｓｕｅｄ ｔｏ Ｔｏｔ
ｔｏｒｉ）などに開示されている。
許文献１（ｉｓｓｕｅｄ ｔｏ Ｆｕｋｕｄａ ｅｔ
ａｌ．）及び特許文献２（ｉｓｓｕｅｄ ｔｏ Ｔｏｔ
ｔｏｒｉ）などに開示されている。
【０００６】多層配線構造は、多層配線構造を形成する
各層の順に積層して形成される。各層の積層工程の実施
の際には、ウェーハが大気中に露出される場合が頻繁に
起こる。ウェーハが大気中に露出されると、ウェーハ上
に存在するシリコンが大気中の酸素と反応して自然酸化
膜を形成することになる。
各層の順に積層して形成される。各層の積層工程の実施
の際には、ウェーハが大気中に露出される場合が頻繁に
起こる。ウェーハが大気中に露出されると、ウェーハ上
に存在するシリコンが大気中の酸素と反応して自然酸化
膜を形成することになる。
【０００７】図１は、自然酸化膜１２が成長されている
ウェーハ１０を示す。ウェーハ１０が大気中の酸素と接
触する場合、ウェーハ１０の構成物質であるＳｉと反応
して図示するような自然酸化膜１２が成長する。このよ
うな自然酸化膜１２はウェーハ１０上に数Å程度の厚さ
を有して成長する。このようなウェーハ上に形成された
自然酸化膜１２は、例えば特許文献３（ｉｓｓｕｅｄ
ｔｏ Ｙａｍａｚａｋｉ ｅｔ ａｌ．）に開示されて
いる。
ウェーハ１０を示す。ウェーハ１０が大気中の酸素と接
触する場合、ウェーハ１０の構成物質であるＳｉと反応
して図示するような自然酸化膜１２が成長する。このよ
うな自然酸化膜１２はウェーハ１０上に数Å程度の厚さ
を有して成長する。このようなウェーハ上に形成された
自然酸化膜１２は、例えば特許文献３（ｉｓｓｕｅｄ
ｔｏ Ｙａｍａｚａｋｉ ｅｔ ａｌ．）に開示されて
いる。
【０００８】自然酸化膜は、後続される積層工程に不良
要素に作用するだけでなく、半導体装置の動作速度及び
信頼性などに支障をきたすコンタクト抵抗などを高くす
る原因として作用する。
要素に作用するだけでなく、半導体装置の動作速度及び
信頼性などに支障をきたすコンタクト抵抗などを高くす
る原因として作用する。
【０００９】図２は自然酸化層２２が成長されているウ
ェーハ２０を示す。即ち、絶縁層２４のパターニングに
より形成されたコンタクト２６の基底部のシリコンが大
気中の酸素と反応して自然酸化層２２が成長されてい
る。このような、自然酸化膜はコンタクト抵抗を高くす
る原因となるので、自然酸化膜を除去することが望まし
い。
ェーハ２０を示す。即ち、絶縁層２４のパターニングに
より形成されたコンタクト２６の基底部のシリコンが大
気中の酸素と反応して自然酸化層２２が成長されてい
る。このような、自然酸化膜はコンタクト抵抗を高くす
る原因となるので、自然酸化膜を除去することが望まし
い。
【００１０】自然酸化膜を除去する工程に対する例は、
たとえば、特許文献４（ｉｓｓｕｅｄ ｔｏ Ｋａｗａ
ｍｕｒａ）及び特許文献５（ｉｓｓｕｅｄ ｔｏ Ｙａ
ｍａｚａｋｉ）などに開示されている。
たとえば、特許文献４（ｉｓｓｕｅｄ ｔｏ Ｋａｗａ
ｍｕｒａ）及び特許文献５（ｉｓｓｕｅｄ ｔｏ Ｙａ
ｍａｚａｋｉ）などに開示されている。
【００１１】特許文献５に開示されたように、ウェット
エッチングにより自然酸化膜をエッチングする。しか
し、アスペクト比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏｎ）が大
きいコンタクトホールを有する構造では、ウェットエッ
チングによる自然酸化膜のエッチングが容易でない。ま
た、ウェットエッチングはケミカルを使用するために、
ウェーハ上に積層されている他の構造物にも影響を及ぼ
す。
エッチングにより自然酸化膜をエッチングする。しか
し、アスペクト比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏｎ）が大
きいコンタクトホールを有する構造では、ウェットエッ
チングによる自然酸化膜のエッチングが容易でない。ま
た、ウェットエッチングはケミカルを使用するために、
ウェーハ上に積層されている他の構造物にも影響を及ぼ
す。
【００１２】特許文献４に開示されたように、ドライエ
ッチングにより自然酸化膜をエッチングする。即ち、エ
ッチングガスを使用して自然酸化膜をエッチングするた
めに、アスペクト比が大きいコンタクトホールを有する
構造でも、自然酸化膜を容易にエッチングすることがで
きる。また、エッチングガスはウェットエッチングで使
用するケミカルよりウェーハ上に積層されている構造物
に少ない影響を及ぼす。ドライエッチングはウェーハを
枚葉式に処理するために、ドライエッチングによる自然
酸化膜のエッチングは生産性が相当に低い。
ッチングにより自然酸化膜をエッチングする。即ち、エ
ッチングガスを使用して自然酸化膜をエッチングするた
めに、アスペクト比が大きいコンタクトホールを有する
構造でも、自然酸化膜を容易にエッチングすることがで
きる。また、エッチングガスはウェットエッチングで使
用するケミカルよりウェーハ上に積層されている構造物
に少ない影響を及ぼす。ドライエッチングはウェーハを
枚葉式に処理するために、ドライエッチングによる自然
酸化膜のエッチングは生産性が相当に低い。
【００１３】最近、ウェーハ上に薄膜を形成した後に後
続工程を実施する以前に、自然酸化膜の成長を阻止する
ための前処理方法が提示されている。即ち、薄膜を形成
した空間内で自然酸化膜の成長を抑制する前処理を実施
した後、後続工程を実施する。このような、前処理工程
の例が、特許文献６及び特許文献７などに開示されてい
る。
続工程を実施する以前に、自然酸化膜の成長を阻止する
ための前処理方法が提示されている。即ち、薄膜を形成
した空間内で自然酸化膜の成長を抑制する前処理を実施
した後、後続工程を実施する。このような、前処理工程
の例が、特許文献６及び特許文献７などに開示されてい
る。
【００１４】特許文献６に開示されたように、ウェーハ
上に薄膜を形成した後に、薄膜を形成した同一空間内で
熱処理及び冷却を手順に実施する方法を使用して、薄膜
上に自然酸化膜が成長することを阻止する。また、特許
文献７には、薄膜を形成するためのチャンバ内に冷却部
材とヒータが設けられる装置が開示されている。ウェー
ハ上に薄膜を形成した後に、チャンバ内で熱処理及び冷
却を手順に実施することにより自然酸化膜が成長するこ
とを阻止する。
上に薄膜を形成した後に、薄膜を形成した同一空間内で
熱処理及び冷却を手順に実施する方法を使用して、薄膜
上に自然酸化膜が成長することを阻止する。また、特許
文献７には、薄膜を形成するためのチャンバ内に冷却部
材とヒータが設けられる装置が開示されている。ウェー
ハ上に薄膜を形成した後に、チャンバ内で熱処理及び冷
却を手順に実施することにより自然酸化膜が成長するこ
とを阻止する。
【００１５】しかし、前処理を実施するにもかかわら
ず、自然酸化膜の成長を完全に抑制することは不可能で
ある。即ち、大気中の酸素と接触する場合には、自然酸
化膜が成長することを完全に無視できないためである。
また、日本許公開公報の開示内容によると、前処理のた
めの部材が薄膜を形成するためのチャンバ内に設けられ
るために、チャンバは空間的な制限があり、経済的にも
チャンバを形成するための費用が上昇する。
ず、自然酸化膜の成長を完全に抑制することは不可能で
ある。即ち、大気中の酸素と接触する場合には、自然酸
化膜が成長することを完全に無視できないためである。
また、日本許公開公報の開示内容によると、前処理のた
めの部材が薄膜を形成するためのチャンバ内に設けられ
るために、チャンバは空間的な制限があり、経済的にも
チャンバを形成するための費用が上昇する。
【００１６】従って、最近ではウェーハの処理のため
に、生産性を向上させ、空間的な制約を最少化するため
の方法及び処理を必要とする。
に、生産性を向上させ、空間的な制約を最少化するため
の方法及び処理を必要とする。
【００１７】
【特許文献１】米国特許第６，２５５，１５１号明細書
【特許文献２】米国特許第６，２６５，７７８号明細書
【特許文献３】米国特許第６，２２５，２１８号明細書
【特許文献４】米国特許第５，３２８，５５８号明細書
【特許文献５】米国特許第６，０１５，７２４号明細書
【特許文献６】特開昭６４−６８９２０号公報
【特許文献７】特開平６−５３１４１号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複数
枚のウェーハを同一空間内で熱処理するための半導体ウ
ェーハの処理方法を提供することにある。
枚のウェーハを同一空間内で熱処理するための半導体ウ
ェーハの処理方法を提供することにある。
【００１９】本発明の第２目的は、複数のウェーハを同
一空間内で処理するに適合した半導体ウェーハの処理装
置を提供することにある。
一空間内で処理するに適合した半導体ウェーハの処理装
置を提供することにある。
【００２０】本発明の第３目的は、同一空間内で複数枚
のウェーハ上部に形成されている任意の物質をエッチン
グするためのエッチング方法を提供することにある。
のウェーハ上部に形成されている任意の物質をエッチン
グするためのエッチング方法を提供することにある。
【００２１】本発明の第４目的は、エッチング方法を実
施するに適合したエッチング装置を提供することにあ
る。
施するに適合したエッチング装置を提供することにあ
る。
【００２２】
【発明の解決するための手段】上述した目的を達成する
ための本発明は、ウェーハ周辺の温度を第１の温度に調
整する段階ｉ）と、第１の温度でウェーハの上部に反応
ガスを導入してウェーハを処理する段階ｉｉ）と、ウェ
ーハ周辺温度を第１の温度より高い第２の温度まで急速
上昇させながら、前記ウェーハを処理する時生成された
反応副産物を前記ウェーハから部分的に分離させる段階
ｉｉｉ）と、第２の温度にウェーハを維持させ、前記反
応副産物の大部分をウェーハ周辺から分離する段階ｉ
ｖ）とを備え、前記ｉ）乃至ｉｖ）段階は同一空間内で
インサイチュに実施することを特徴とするウェーハの処
理方法を提供する。
ための本発明は、ウェーハ周辺の温度を第１の温度に調
整する段階ｉ）と、第１の温度でウェーハの上部に反応
ガスを導入してウェーハを処理する段階ｉｉ）と、ウェ
ーハ周辺温度を第１の温度より高い第２の温度まで急速
上昇させながら、前記ウェーハを処理する時生成された
反応副産物を前記ウェーハから部分的に分離させる段階
ｉｉｉ）と、第２の温度にウェーハを維持させ、前記反
応副産物の大部分をウェーハ周辺から分離する段階ｉ
ｖ）とを備え、前記ｉ）乃至ｉｖ）段階は同一空間内で
インサイチュに実施することを特徴とするウェーハの処
理方法を提供する。
【００２３】上述した他の目的を達成するための本発明
は、ウェーハを収容するための第１チャンバと、第１チ
ャンバを収容し、その内面が第１チャンバの外面と対向
して真空断熱空間を形成する第２チャンバと、第１チャ
ンバに輻射熱を印加して第１チャンバを加熱するための
加熱手段と、第１チャンバの外部に備えられ、第１チャ
ンバを冷却するための第１冷却手段と、第１チャンバ内
に配置され、前記ウェーハ及び第１チャンバを下降させ
るための第２冷却手段とを含むことを特徴とするウェー
ハの処理装置を提供する。
は、ウェーハを収容するための第１チャンバと、第１チ
ャンバを収容し、その内面が第１チャンバの外面と対向
して真空断熱空間を形成する第２チャンバと、第１チャ
ンバに輻射熱を印加して第１チャンバを加熱するための
加熱手段と、第１チャンバの外部に備えられ、第１チャ
ンバを冷却するための第１冷却手段と、第１チャンバ内
に配置され、前記ウェーハ及び第１チャンバを下降させ
るための第２冷却手段とを含むことを特徴とするウェー
ハの処理装置を提供する。
【００２４】本発明によると、適切な温度調整を通じて
同一空間内でウェーハを処理することができる。特に、
複数枚のウェーハを対象で工程を実施することができる
ので、生産性を向上させることができる。
同一空間内でウェーハを処理することができる。特に、
複数枚のウェーハを対象で工程を実施することができる
ので、生産性を向上させることができる。
【００２５】上述した他の目的を達成するための本発明
は、任意の物質が形成されている複数枚のウェーハが導
入されたチャンバ内の温度を前記物質をエッチングする
に適合した１５乃至３０℃に調整する段階ｉ）と、前記
１５乃至３０℃の温度でチャンバ内に物質をエッチング
するためのエッチングガスを導入して前記ウェーハ上に
形成されている物質をドライエッチングする段階ｉｉ）
と、チャンバ内の温度を１００乃至２００℃まで急速上
昇させながら、前記ウェーハを加熱して前記物質をエッ
チングする時に生成された反応副産物を部分的に気化及
び排気させるさせる段階ｉｉｉ）と、前記１００乃至２
００℃温度でチャンバ及び前記ウェーハを維持して前記
反応副産物の大部分を気化及び排気させ、反応副産物が
ウェーハ上部及びチャンバ内に付着されることを抑制さ
せる段階ｉｖ）と、前記チャンバ内の温度を前記１５乃
至３０℃に下降させ、前記物質をエッチングするに適合
した１５乃至３０℃の温度に再調整する段階ｖ）に備
え、前記ｉ）乃至ｖ）段階は同一空間内でインサイチュ
に実施することを特徴とエッチング方法を提供する。
は、任意の物質が形成されている複数枚のウェーハが導
入されたチャンバ内の温度を前記物質をエッチングする
に適合した１５乃至３０℃に調整する段階ｉ）と、前記
１５乃至３０℃の温度でチャンバ内に物質をエッチング
するためのエッチングガスを導入して前記ウェーハ上に
形成されている物質をドライエッチングする段階ｉｉ）
と、チャンバ内の温度を１００乃至２００℃まで急速上
昇させながら、前記ウェーハを加熱して前記物質をエッ
チングする時に生成された反応副産物を部分的に気化及
び排気させるさせる段階ｉｉｉ）と、前記１００乃至２
００℃温度でチャンバ及び前記ウェーハを維持して前記
反応副産物の大部分を気化及び排気させ、反応副産物が
ウェーハ上部及びチャンバ内に付着されることを抑制さ
せる段階ｉｖ）と、前記チャンバ内の温度を前記１５乃
至３０℃に下降させ、前記物質をエッチングするに適合
した１５乃至３０℃の温度に再調整する段階ｖ）に備
え、前記ｉ）乃至ｖ）段階は同一空間内でインサイチュ
に実施することを特徴とエッチング方法を提供する。
【００２６】上述した他の目的を達成するための本発明
は、複数枚のウェーハが積載されているボートを収容
し、エッチングガスを導入して前記ウェーハ上の形成さ
れている物質をエッチングするための第１チャンバと、
第１チャンバを収容し、その内面が前記第１チャンバの
外面と対向して真空断熱空間を形成する第２チャンバ
と、第２チャンバ内周面に配置され、第１チャンバを加
熱してウェーハに熱を印加するための加熱手段と、第１
チャンバ外周面に配置され、第１チャンバを冷却させる
ための第１冷却手段と、第１チャンバ内に配置され、第
１チャンバ及びウェーハを冷却させるための第２冷却手
段と、ボートを回転させ、ボートに積載されているウェ
ーハを均一に加熱及び冷却させるための回転手段と、第
１チャンバに接続され、ボートを待機及び保管するため
のロードロックチャンバと、ロードロックチャンバに備
えられ、第１チャンバとロードロックチャンバとの間
で、ボートを移送するための移送手段とを含むことを特
徴とするエッチング装置を提供する。
は、複数枚のウェーハが積載されているボートを収容
し、エッチングガスを導入して前記ウェーハ上の形成さ
れている物質をエッチングするための第１チャンバと、
第１チャンバを収容し、その内面が前記第１チャンバの
外面と対向して真空断熱空間を形成する第２チャンバ
と、第２チャンバ内周面に配置され、第１チャンバを加
熱してウェーハに熱を印加するための加熱手段と、第１
チャンバ外周面に配置され、第１チャンバを冷却させる
ための第１冷却手段と、第１チャンバ内に配置され、第
１チャンバ及びウェーハを冷却させるための第２冷却手
段と、ボートを回転させ、ボートに積載されているウェ
ーハを均一に加熱及び冷却させるための回転手段と、第
１チャンバに接続され、ボートを待機及び保管するため
のロードロックチャンバと、ロードロックチャンバに備
えられ、第１チャンバとロードロックチャンバとの間
で、ボートを移送するための移送手段とを含むことを特
徴とするエッチング装置を提供する。
【００２７】本発明によると、複数枚のウェーハ上に形
成されている任意の物質を同一空間内でエッチングする
ことができるので、生産性を極大化させることができ
る。
成されている任意の物質を同一空間内でエッチングする
ことができるので、生産性を極大化させることができ
る。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の望
ましい一実施例を詳細に説明する。
ましい一実施例を詳細に説明する。
【００２９】図３は本発明の一実施形態によるウェーハ
の処理方法を説明するための工程図である。
の処理方法を説明するための工程図である。
【００３０】図３に示すように、ウェーハの周辺温度を
第１の温度に調整する（段階Ｓ３０）。例えば、自然酸
化膜を除去するための工程においては、第１の温度は１
５乃至３０℃程度に調整する。温度調整は冷却剤を使用
して調整する。冷却剤としては、例えば、液化窒素、二
酸化炭素などを使用することができる。これらは単独又
は混合して使用する。冷却剤としては水のような冷却流
体などを使用することができる。
第１の温度に調整する（段階Ｓ３０）。例えば、自然酸
化膜を除去するための工程においては、第１の温度は１
５乃至３０℃程度に調整する。温度調整は冷却剤を使用
して調整する。冷却剤としては、例えば、液化窒素、二
酸化炭素などを使用することができる。これらは単独又
は混合して使用する。冷却剤としては水のような冷却流
体などを使用することができる。
【００３１】次に、第１の温度でウェーハを処理する
（段階Ｓ３２）。ウェーハの処理として、例えば、ウェ
ーハ上に形成されている自然酸化膜のような物質のエッ
チングがある。また、自然酸化物のエッチング工程は例
えば、次のとおりに実施する。
（段階Ｓ３２）。ウェーハの処理として、例えば、ウェ
ーハ上に形成されている自然酸化膜のような物質のエッ
チングがある。また、自然酸化物のエッチング工程は例
えば、次のとおりに実施する。
【００３２】第１の温度でウェーハの上部に反応ガスを
導入する。反応ガスはキャリアガスを使用してウェーハ
上に導入する。反応ガスはリモートプラズマ発生体を使
用して励起させた状態にウェーハ上に導入する。反応ガ
スをプラズマに励起させた後に、励起された反応ガスを
導入して自然酸化物をエッチングする。反応ガスは酸化
物を容易にエッチングするフッ素化合物を含む。具体的
に、反応ガスとしてはＮＦ3などのようなフッ素化合物
を使用する。キャリアガスとしては窒素ガス、水素ガ
ス、又はこれらの混合ガスを使用することができる。
導入する。反応ガスはキャリアガスを使用してウェーハ
上に導入する。反応ガスはリモートプラズマ発生体を使
用して励起させた状態にウェーハ上に導入する。反応ガ
スをプラズマに励起させた後に、励起された反応ガスを
導入して自然酸化物をエッチングする。反応ガスは酸化
物を容易にエッチングするフッ素化合物を含む。具体的
に、反応ガスとしてはＮＦ3などのようなフッ素化合物
を使用する。キャリアガスとしては窒素ガス、水素ガ
ス、又はこれらの混合ガスを使用することができる。
【００３３】ウェーハ上に形成される自然酸化膜は数Å
程度の厚さを有する。自然酸化膜の厚さを考慮して、自
然酸化物のエッチングは２０乃至４０秒間、望ましくは
約３０秒間実施する。
程度の厚さを有する。自然酸化膜の厚さを考慮して、自
然酸化物のエッチングは２０乃至４０秒間、望ましくは
約３０秒間実施する。
【００３４】ウェーハの周辺温度を第１の温度から第２
の温度まで急速上昇させる（段階Ｓ３４）。この時、ウ
ェーハを処理する時に生成された反応副産物は、ウェー
ハから部分的に除去される。第２の温度は約１００乃至
２００℃である。また、温度は分当り約３５乃至９２．
５℃程度の温度上昇速度を有して上昇する。第１の温度
から第２の温度までの急速上昇は約５分以内、望ましく
は２分程度以内に実施する。温度上昇は、例えば、ハロ
ゲンランプを熱源として使用して実施する。
の温度まで急速上昇させる（段階Ｓ３４）。この時、ウ
ェーハを処理する時に生成された反応副産物は、ウェー
ハから部分的に除去される。第２の温度は約１００乃至
２００℃である。また、温度は分当り約３５乃至９２．
５℃程度の温度上昇速度を有して上昇する。第１の温度
から第２の温度までの急速上昇は約５分以内、望ましく
は２分程度以内に実施する。温度上昇は、例えば、ハロ
ゲンランプを熱源として使用して実施する。
【００３５】第２の温度でウェーハを加熱してウェーハ
を処理する時に生成される反応副産物の大部分をウェー
ハ周辺から分離させる（段階Ｓ３６）。段階Ｓ３２でウ
ェーハを処理する時に反応副産物が発生するが、反応副
産物をウェーハ周辺から分離させない場合には、反応副
産物がウェーハ上部に付着され望ましくない。反応副産
物はウェーハを加熱して反応副産物を気化させる。ま
た、段階Ｓ３４及び段階Ｓ３６で、反応副産物はウェー
ハから完全に分離される。反応副産物の分離時間、即
ち、反応副産物の分離工程の実施時間は１５０秒乃至２
１０秒間、望ましくは約３分間実施する。
を処理する時に生成される反応副産物の大部分をウェー
ハ周辺から分離させる（段階Ｓ３６）。段階Ｓ３２でウ
ェーハを処理する時に反応副産物が発生するが、反応副
産物をウェーハ周辺から分離させない場合には、反応副
産物がウェーハ上部に付着され望ましくない。反応副産
物はウェーハを加熱して反応副産物を気化させる。ま
た、段階Ｓ３４及び段階Ｓ３６で、反応副産物はウェー
ハから完全に分離される。反応副産物の分離時間、即
ち、反応副産物の分離工程の実施時間は１５０秒乃至２
１０秒間、望ましくは約３分間実施する。
【００３６】次に、ウェーハ周辺の温度を第２の温度か
ら第１の温度まで急速に下降させる（段階Ｓ３８）。段
階Ｓ３８での第１の温度は段階Ｓ３０及び段階Ｓ３２で
の第１の温度と同一である。前記温度の下降は一般に、
温度の上昇時の上昇率に比べて小さい速度に下降する。
しかし、最大限冷却効率を考慮して分当り１４乃至３７
℃程度の温度下降速度に温度を下降させる。第２の温度
から第１の温度までの下降は速いほどよいが、冷却効率
を考慮して約５分程度が所要されるように調整する。前
記温度の下降では、段階Ｓ３０で第１の温度を調整する
時に使用した冷却剤と同一の冷却剤を使用する。即ち、
温度の下降に使用される冷却剤は液化窒素、二酸化炭素
またはこれらの混合物を使用することができる。その他
も、冷却剤として、冷却水を使用することもできる。
ら第１の温度まで急速に下降させる（段階Ｓ３８）。段
階Ｓ３８での第１の温度は段階Ｓ３０及び段階Ｓ３２で
の第１の温度と同一である。前記温度の下降は一般に、
温度の上昇時の上昇率に比べて小さい速度に下降する。
しかし、最大限冷却効率を考慮して分当り１４乃至３７
℃程度の温度下降速度に温度を下降させる。第２の温度
から第１の温度までの下降は速いほどよいが、冷却効率
を考慮して約５分程度が所要されるように調整する。前
記温度の下降では、段階Ｓ３０で第１の温度を調整する
時に使用した冷却剤と同一の冷却剤を使用する。即ち、
温度の下降に使用される冷却剤は液化窒素、二酸化炭素
またはこれらの混合物を使用することができる。その他
も、冷却剤として、冷却水を使用することもできる。
【００３７】このように、第１の温度まで下降させるこ
とにより、段階Ｓ３６でウェーハに加えられた熱的スト
レスを減少させることができる。
とにより、段階Ｓ３６でウェーハに加えられた熱的スト
レスを減少させることができる。
【００３８】段階Ｓ３０乃至段階Ｓ３８は、同一空間内
でインサイチュからなる。このように、ウェーハの処理
方法は同一の空間の温度を適切に調整し、同一空間内か
らなる。従って、本処理方法では、複数枚のウェーハを
同時に処理することができる。例えば、２５乃至１００
枚のウェーハを同時に処理することができる。
でインサイチュからなる。このように、ウェーハの処理
方法は同一の空間の温度を適切に調整し、同一空間内か
らなる。従って、本処理方法では、複数枚のウェーハを
同時に処理することができる。例えば、２５乃至１００
枚のウェーハを同時に処理することができる。
【００３９】このように、本処理方法は温度調整を適切
に実施することにより、同一空間内で複数枚のウェーハ
をインサイチュにより処理することができる。したがっ
て、半導体装置の生産性を向上させることができる。
に実施することにより、同一空間内で複数枚のウェーハ
をインサイチュにより処理することができる。したがっ
て、半導体装置の生産性を向上させることができる。
【００４０】図４は、ウェーハ処理方法を実施するに適
合したウェーハ処理装置４０の一例を示す。
合したウェーハ処理装置４０の一例を示す。
【００４１】図４に示すように、ウェーハ処理装置４０
は第１チャンバ４００及び第２チャンバ４１０を含む。
第１チャンバ４００はウェーハＷを処理するための収容
空間４００ａを有する。収容空間４００ａは複数枚のウ
ェーハＷを同時に収容することができる程度のサイズを
有する。具体的に、収容空間４００ａは２５乃至１００
枚程度のウェーハＷを積載するボート４２０が収容され
るサイズを有する。
は第１チャンバ４００及び第２チャンバ４１０を含む。
第１チャンバ４００はウェーハＷを処理するための収容
空間４００ａを有する。収容空間４００ａは複数枚のウ
ェーハＷを同時に収容することができる程度のサイズを
有する。具体的に、収容空間４００ａは２５乃至１００
枚程度のウェーハＷを積載するボート４２０が収容され
るサイズを有する。
【００４２】第２チャンバ４１０は第１チャンバ４００
を収容する。従って、第２チャンバ４１０の内面と第１
チャンバ４００の外面が互いに対向する。第２チャンバ
４１０と第１チャンバ４００間には、真空断熱空間４１
０ａが形成される。真空断熱空間４１０ａはウェーハＷ
を処理する時、第１チャンバ４００の収容空間４００ａ
内に熱を均一に分散させ、第２チャンバ４１０の外部に
熱が放出されることを抑制する。
を収容する。従って、第２チャンバ４１０の内面と第１
チャンバ４００の外面が互いに対向する。第２チャンバ
４１０と第１チャンバ４００間には、真空断熱空間４１
０ａが形成される。真空断熱空間４１０ａはウェーハＷ
を処理する時、第１チャンバ４００の収容空間４００ａ
内に熱を均一に分散させ、第２チャンバ４１０の外部に
熱が放出されることを抑制する。
【００４３】また、第１チャンバ４００の壁厚さは第２
チャンバ４１０の壁厚さより薄く形成することが望まし
い。これは、第１チャンバ４００の収容空間４００ａ内
に印加される熱の伝達速度を高くするためである。
チャンバ４１０の壁厚さより薄く形成することが望まし
い。これは、第１チャンバ４００の収容空間４００ａ内
に印加される熱の伝達速度を高くするためである。
【００４４】ウェーハ処理装置４０は第１チャンバ４０
０内の収容空間４００ａ内に熱を印加するための加熱部
４３０を含む。また、加熱部４３０は第２チャンバ４１
０の内周面に配置されるが、第２チャンバ４１０の中心
軸と平行に配置される。加熱部４３０で輻射熱を発生さ
せ、第１チャンバ４００を加熱すると、第１チャンバ４
００は加熱され、収容空間４００ａ内に熱を印加するこ
とにより、収容空間４００ａ内に収容されるウェーハＷ
に熱を印加することができる。第１チャンバ４００及び
第２チャンバ４１０は、例えば熱導電性が優れるアルミ
ニウム、アルミニウム合金のような金属に製造すること
ができる。
０内の収容空間４００ａ内に熱を印加するための加熱部
４３０を含む。また、加熱部４３０は第２チャンバ４１
０の内周面に配置されるが、第２チャンバ４１０の中心
軸と平行に配置される。加熱部４３０で輻射熱を発生さ
せ、第１チャンバ４００を加熱すると、第１チャンバ４
００は加熱され、収容空間４００ａ内に熱を印加するこ
とにより、収容空間４００ａ内に収容されるウェーハＷ
に熱を印加することができる。第１チャンバ４００及び
第２チャンバ４１０は、例えば熱導電性が優れるアルミ
ニウム、アルミニウム合金のような金属に製造すること
ができる。
【００４５】図５は、加熱部４３０の概略的な構成を示
す。図５に示すように、加熱部４３０はハロゲンランプ
組立体の構成を有する。具体的に、ハロゲンランプ組立
体は第２チャンバ４１０の軸方向と平行に配置されるハ
ロゲンランプ４３０ａを含む。また、ハロゲンランプ４
３０ａをカバーリングするカバー４３０ｂをさらに含
む。ハロゲンランプ４３０ａはカバー４３０ｂにより外
部から保護される。また、カバー４３０ｂは例えば、石
英のような耐熱性透明材質からなる。従って、ハロゲン
ランプ４３０ａは輻射熱を発生し、輻射熱は透明なカバ
ー４３０ｂを通過して第１チャンバ４００に熱を印加す
る。
す。図５に示すように、加熱部４３０はハロゲンランプ
組立体の構成を有する。具体的に、ハロゲンランプ組立
体は第２チャンバ４１０の軸方向と平行に配置されるハ
ロゲンランプ４３０ａを含む。また、ハロゲンランプ４
３０ａをカバーリングするカバー４３０ｂをさらに含
む。ハロゲンランプ４３０ａはカバー４３０ｂにより外
部から保護される。また、カバー４３０ｂは例えば、石
英のような耐熱性透明材質からなる。従って、ハロゲン
ランプ４３０ａは輻射熱を発生し、輻射熱は透明なカバ
ー４３０ｂを通過して第１チャンバ４００に熱を印加す
る。
【００４６】加熱部４３０は第２チャンバ４１０の内周
面に配置される。図５にはハロゲンランプ４３０ａが二
つ設けられているハロゲンランプ組立体を示している
が、これは制限的ではなく、加熱部４３０が第１チャン
バ４００の収容空間４００ａ内に工程条件に適合する熱
を印加することができる限り、加熱部４３０のハロゲン
ランプ４３０ａの個数には特別の制限がない。本発明の
他の実施形態によると、加熱部４３０は第２チャンバ４
１０の側壁を切開した後、切開部に加熱部４３０を挿入
させ形成することができる。
面に配置される。図５にはハロゲンランプ４３０ａが二
つ設けられているハロゲンランプ組立体を示している
が、これは制限的ではなく、加熱部４３０が第１チャン
バ４００の収容空間４００ａ内に工程条件に適合する熱
を印加することができる限り、加熱部４３０のハロゲン
ランプ４３０ａの個数には特別の制限がない。本発明の
他の実施形態によると、加熱部４３０は第２チャンバ４
１０の側壁を切開した後、切開部に加熱部４３０を挿入
させ形成することができる。
【００４７】ウェーハ処理装置４０は第１チャンバ４０
０を冷却させるための第１冷却部として、冷却剤循環ラ
イン４４０ａを含む。冷却剤循環ライン４４０ａは第１
チャンバ４００の温度を効果的に迅速に下降させること
ができる。図示するように、冷却剤循環ライン４４０ａ
は第１チャンバ４００の外周面に配置されるが、第１チ
ャンバ４００の中心軸と平行に配置される。
０を冷却させるための第１冷却部として、冷却剤循環ラ
イン４４０ａを含む。冷却剤循環ライン４４０ａは第１
チャンバ４００の温度を効果的に迅速に下降させること
ができる。図示するように、冷却剤循環ライン４４０ａ
は第１チャンバ４００の外周面に配置されるが、第１チ
ャンバ４００の中心軸と平行に配置される。
【００４８】図６は、第１冷却部である冷却剤循環ライ
ン４４０ａを含む冷却装置４４０の一実施形態を示す。
図６に示すように、第１冷却部である冷却剤循環ライン
４４０ａは第１チャンバ４００の軸方向に並行に冷却体
が通過するように配置される。具体的に、冷却剤循環ラ
イン４４０ａは冷却剤が第１チャンバ４００の軸方向に
流れるように、第１チャンバ４００の外周面上に複数個
のラインが配置されるように構成される。冷却剤循環ラ
イン４４０ａは第１チャンバ４００の上端又は下端で隣
接するラインが交互的に連結され、全体的に一つの冷却
剤循環ライン４４０ａをなす。本実施形態では、隣接す
るライン同士交互的に連結されることを示しているが、
上端又は下端で少なくとも一つの隣接するラインが連結
され冷却剤が通過することができれば十分である。この
ように、冷却剤循環ライン４４０ａを形成することによ
り、第１チャンバ４００の上端又は下端付近に冷却剤循
環ライン４４０ａに冷却剤を導入する入口と冷却剤が噴
出する出口を同時に形成することができる。また、本発
明の他の実施形態によると、冷却剤循環ライン４４０ａ
を第１チャンバ４００の外周面にコイル形状で巻くこと
ができる。このような場合には、第１チャンバ４００の
上端に冷却剤の導入口が形成され、反対側である下端に
冷却剤の出口が形成される。
ン４４０ａを含む冷却装置４４０の一実施形態を示す。
図６に示すように、第１冷却部である冷却剤循環ライン
４４０ａは第１チャンバ４００の軸方向に並行に冷却体
が通過するように配置される。具体的に、冷却剤循環ラ
イン４４０ａは冷却剤が第１チャンバ４００の軸方向に
流れるように、第１チャンバ４００の外周面上に複数個
のラインが配置されるように構成される。冷却剤循環ラ
イン４４０ａは第１チャンバ４００の上端又は下端で隣
接するラインが交互的に連結され、全体的に一つの冷却
剤循環ライン４４０ａをなす。本実施形態では、隣接す
るライン同士交互的に連結されることを示しているが、
上端又は下端で少なくとも一つの隣接するラインが連結
され冷却剤が通過することができれば十分である。この
ように、冷却剤循環ライン４４０ａを形成することによ
り、第１チャンバ４００の上端又は下端付近に冷却剤循
環ライン４４０ａに冷却剤を導入する入口と冷却剤が噴
出する出口を同時に形成することができる。また、本発
明の他の実施形態によると、冷却剤循環ライン４４０ａ
を第１チャンバ４００の外周面にコイル形状で巻くこと
ができる。このような場合には、第１チャンバ４００の
上端に冷却剤の導入口が形成され、反対側である下端に
冷却剤の出口が形成される。
【００４９】冷却装置４４０は冷却剤循環ライン４４０
ａに提供される冷却剤を貯蔵する冷却剤貯蔵部４４０ｂ
をさらに含むことができる。また、冷却剤循環ライン４
４０ａには、冷却剤の提供を制御するためのバルブ４４
０ｃが設けられることができる。第１チャンバ４００を
加熱する時には、バルブ４４０ｃを遮断して冷却剤の供
給を中断させる。
ａに提供される冷却剤を貯蔵する冷却剤貯蔵部４４０ｂ
をさらに含むことができる。また、冷却剤循環ライン４
４０ａには、冷却剤の提供を制御するためのバルブ４４
０ｃが設けられることができる。第１チャンバ４００を
加熱する時には、バルブ４４０ｃを遮断して冷却剤の供
給を中断させる。
【００５０】冷却剤循環ライン４４０ａを通じて冷却剤
を循環させることにより、第１チャンバ４００を迅速に
冷却させることができる。即ち、第１冷却部である冷却
剤循環ライン４４０ａを使用して第１チャンバ４００に
温度を下降させると同時に、加熱部４３０を冷却させる
ことができる。
を循環させることにより、第１チャンバ４００を迅速に
冷却させることができる。即ち、第１冷却部である冷却
剤循環ライン４４０ａを使用して第１チャンバ４００に
温度を下降させると同時に、加熱部４３０を冷却させる
ことができる。
【００５１】冷却装置４４０は冷却剤循環ライン４４０
ａから分岐される分岐ライン４４０ｄ及び分岐ライン４
４０ｄに設けられるバルブ４４０ｃを含む。分岐ライン
４４０ｄは冷却剤循環ライン４４０ａにパージガスを提
供する。加熱部４３０を駆動する前に、第１冷却部４４
０内に残留する冷却剤を完全にパージさせ冷却剤を除去
した後に、加熱部４３０を駆動すると、加熱部４３０の
加熱効率が極大化される。第１冷却部４４０に冷却剤が
存在する場合、加熱部４３０の加熱効率が若干低下され
るためである。
ａから分岐される分岐ライン４４０ｄ及び分岐ライン４
４０ｄに設けられるバルブ４４０ｃを含む。分岐ライン
４４０ｄは冷却剤循環ライン４４０ａにパージガスを提
供する。加熱部４３０を駆動する前に、第１冷却部４４
０内に残留する冷却剤を完全にパージさせ冷却剤を除去
した後に、加熱部４３０を駆動すると、加熱部４３０の
加熱効率が極大化される。第１冷却部４４０に冷却剤が
存在する場合、加熱部４３０の加熱効率が若干低下され
るためである。
【００５２】図７は第１冷却部４４０に対する他の実施
形態を示す。図７に示すように、第１冷却部である冷却
剤循環ライン４４０ａは第２チャンバ４１０の外周面に
設けることができる。第１冷却部４４０を通じて冷却剤
を循環させると、第２チャンバ４１０がまず迅速に冷却
され、第２チャンバ４１０は第１チャンバ４００から熱
を吸収して第１チャンバ４００を冷却させる。
形態を示す。図７に示すように、第１冷却部である冷却
剤循環ライン４４０ａは第２チャンバ４１０の外周面に
設けることができる。第１冷却部４４０を通じて冷却剤
を循環させると、第２チャンバ４１０がまず迅速に冷却
され、第２チャンバ４１０は第１チャンバ４００から熱
を吸収して第１チャンバ４００を冷却させる。
【００５３】本発明の他の実施形態によると、冷却剤循
環ライン４４０ａは第１チャンバ４００の外周面及び第
２チャンバ４１０の外周面に同時に設けることもでき
る。このような場合には、加熱部４３０により加熱され
た第１チャンバ４００と加熱部４３０が付着されている
第２チャンバ４１０を同時に冷却して冷却効率をさらに
向上させることができる。
環ライン４４０ａは第１チャンバ４００の外周面及び第
２チャンバ４１０の外周面に同時に設けることもでき
る。このような場合には、加熱部４３０により加熱され
た第１チャンバ４００と加熱部４３０が付着されている
第２チャンバ４１０を同時に冷却して冷却効率をさらに
向上させることができる。
【００５４】図８は、加熱部４３０及び第１冷却部４４
０に対するさらに他の実施形態を示す。図８に示すよう
に、第１冷却部４４０の冷却剤循環ライン４４０ａは加
熱部４３０が配置される軸方向の両側及び加熱部４３０
の下端又は上端を過ぎるように配置される。図８に示し
た加熱部４３０及び第１冷却部４４０の冷却剤循環ライ
ン４４０ａの配置構造は第２チャンバ４１０に付着させ
る場合に使用される。即ち、第２チャンバ４１０の外周
面に示したように、第２チャンバ４１０の外周面を取囲
むように冷却剤循環ライン４４０ａを配置し、第２チャ
ンバの側壁の切開後、切開部に加熱部４３０のカバー４
３０ｂが第１チャンバ４００に向かうように加熱部４３
０を配置する。加熱部４３０に使用されるハロゲンラン
プ組立体は、図では三つ示している。この時、加熱部４
３０に対する冷却効率を向上させるためには一つの加熱
部４３０ごとに冷却剤循環ライン４４０ａが両側と下端
を各々通過することができるように配置されている。
０に対するさらに他の実施形態を示す。図８に示すよう
に、第１冷却部４４０の冷却剤循環ライン４４０ａは加
熱部４３０が配置される軸方向の両側及び加熱部４３０
の下端又は上端を過ぎるように配置される。図８に示し
た加熱部４３０及び第１冷却部４４０の冷却剤循環ライ
ン４４０ａの配置構造は第２チャンバ４１０に付着させ
る場合に使用される。即ち、第２チャンバ４１０の外周
面に示したように、第２チャンバ４１０の外周面を取囲
むように冷却剤循環ライン４４０ａを配置し、第２チャ
ンバの側壁の切開後、切開部に加熱部４３０のカバー４
３０ｂが第１チャンバ４００に向かうように加熱部４３
０を配置する。加熱部４３０に使用されるハロゲンラン
プ組立体は、図では三つ示している。この時、加熱部４
３０に対する冷却効率を向上させるためには一つの加熱
部４３０ごとに冷却剤循環ライン４４０ａが両側と下端
を各々通過することができるように配置されている。
【００５５】本発明のウェーハ処理装置４０は第１チャ
ンバ４００内に収容されているウェーハＷの温度を直接
的に下降させるための第２冷却部４５０を含む。第２冷
却部４５０は第１チャンバ４００内に、第１チャンバ４
００の軸方向と平行に配置される。また、第２冷却部４
５０は第１チャンバ４００内のウェーハＷが収容される
部位の隣接部位に配置される。
ンバ４００内に収容されているウェーハＷの温度を直接
的に下降させるための第２冷却部４５０を含む。第２冷
却部４５０は第１チャンバ４００内に、第１チャンバ４
００の軸方向と平行に配置される。また、第２冷却部４
５０は第１チャンバ４００内のウェーハＷが収容される
部位の隣接部位に配置される。
【００５６】図９は第２冷却部４５０を概略的に示す。
図９に示すように、第２冷却部４５０は第１チャンバ４
００内に収容されているウェーハＷの側面部位に冷却ガ
スを噴射するようにする。具体的に、第２冷却部４５０
はウェーハＷの側面部位と対向する位置にホール４５０
ｂを有する噴射ノズル４５０ａを含む。噴射ノズル４５
０ａには冷却ガス貯蔵部４５５が連結されている。第２
冷却部４５０は冷却ガス貯蔵部４５５から提供される冷
却ガスを噴射ノズル４５０ａのホール４５０ｂを通じて
ウェーハＷの側面部位に噴射する。この時、冷却ガスは
ウェーハＷ間に噴射されることが望ましい。噴射ノズル
４５０ａ及びホール４５０ｂの位置と個数はウェーハＷ
の均一な冷却と冷却速度を考慮して適当に調整すること
ができる。
図９に示すように、第２冷却部４５０は第１チャンバ４
００内に収容されているウェーハＷの側面部位に冷却ガ
スを噴射するようにする。具体的に、第２冷却部４５０
はウェーハＷの側面部位と対向する位置にホール４５０
ｂを有する噴射ノズル４５０ａを含む。噴射ノズル４５
０ａには冷却ガス貯蔵部４５５が連結されている。第２
冷却部４５０は冷却ガス貯蔵部４５５から提供される冷
却ガスを噴射ノズル４５０ａのホール４５０ｂを通じて
ウェーハＷの側面部位に噴射する。この時、冷却ガスは
ウェーハＷ間に噴射されることが望ましい。噴射ノズル
４５０ａ及びホール４５０ｂの位置と個数はウェーハＷ
の均一な冷却と冷却速度を考慮して適当に調整すること
ができる。
【００５７】本発明のウェーハ処理装置４０は加熱部４
３０を使用してウェーハＷの温度を急速に上昇させ、第
１冷却部４４０及び第２冷却部４５０を使用してウェー
ハＷの温度を急速に下降させることができる。従って、
ボート４２０に積載されている複数枚のウェーハＷを容
易に処理することができる。
３０を使用してウェーハＷの温度を急速に上昇させ、第
１冷却部４４０及び第２冷却部４５０を使用してウェー
ハＷの温度を急速に下降させることができる。従って、
ボート４２０に積載されている複数枚のウェーハＷを容
易に処理することができる。
【００５８】ウェーハ処理装置４０は第１チャンバ４０
０の上部に設けられる回転部４６０をさらに含むことが
できる。回転部４６０は第１チャンバ４００内に収容さ
れるボート４２０を回転部４６０がパージした後に回転
させる。従って、回転部４６０を使用して一定した速度
に回転させることにより、ウェーハＷに印加される熱を
均一に伝達することができ、均一に冷却することができ
る。
０の上部に設けられる回転部４６０をさらに含むことが
できる。回転部４６０は第１チャンバ４００内に収容さ
れるボート４２０を回転部４６０がパージした後に回転
させる。従って、回転部４６０を使用して一定した速度
に回転させることにより、ウェーハＷに印加される熱を
均一に伝達することができ、均一に冷却することができ
る。
【００５９】ウェーハ処理装置４０は第１チャンバ４０
０と連結される反応ガス導入ライン４７０及び排気ライ
ン４８０をさらに含む。
０と連結される反応ガス導入ライン４７０及び排気ライ
ン４８０をさらに含む。
【００６０】図１０は導入ライン４７０及び排気ライン
４８０を示す。導入ライン４７０は第１チャンバ４００
の一側に連結され、ウェーハＷを処理する時に第１チャ
ンバ４００に反応ガスを導入する。また、排気ライン４
８０は導入ライン４７０が連結される一側と向き合う第
１チャンバ４００の他側に連結され、ウェーハＷを処理
する時に生成された反応副産物を排気する。特に、排気
ライン４８０は反応副産物の排気だけでなく、第１チャ
ンバ４００内の収容空間４００ａを真空に形成する役割
を有する。即ち、排気ライン４８０の一側に真空ポンピ
ングが可能である部材例を挙げると、真空ポンプ（図示
せず）を連結して収容空間４００ａを真空にし、又は収
容空間４００ａの反応副産物を排出することができるよ
うにする。また、排気ライン４８０は真空断熱空間と連
結される補助排気ライン４８０ａをさらに含むことがで
きる。これにより、第１チャンバ４００を真空に形成す
る時真空断熱空間４１０ａまた真空で形成することがで
きる。また、排気ライン４８０は加熱部４３０が配置さ
れる位置に近接するように設けることが望ましい。これ
は、周辺より温度が高い部位で反応副産物が容易に排気
されるためである。
４８０を示す。導入ライン４７０は第１チャンバ４００
の一側に連結され、ウェーハＷを処理する時に第１チャ
ンバ４００に反応ガスを導入する。また、排気ライン４
８０は導入ライン４７０が連結される一側と向き合う第
１チャンバ４００の他側に連結され、ウェーハＷを処理
する時に生成された反応副産物を排気する。特に、排気
ライン４８０は反応副産物の排気だけでなく、第１チャ
ンバ４００内の収容空間４００ａを真空に形成する役割
を有する。即ち、排気ライン４８０の一側に真空ポンピ
ングが可能である部材例を挙げると、真空ポンプ（図示
せず）を連結して収容空間４００ａを真空にし、又は収
容空間４００ａの反応副産物を排出することができるよ
うにする。また、排気ライン４８０は真空断熱空間と連
結される補助排気ライン４８０ａをさらに含むことがで
きる。これにより、第１チャンバ４００を真空に形成す
る時真空断熱空間４１０ａまた真空で形成することがで
きる。また、排気ライン４８０は加熱部４３０が配置さ
れる位置に近接するように設けることが望ましい。これ
は、周辺より温度が高い部位で反応副産物が容易に排気
されるためである。
【００６１】ウェーハ処理装置４０は第１チャンバ４０
０の下方に位置するので、ロードロックチャンバ４９０
をさらに含む。ロードロックチャンバ４９０は第１チャ
ンバ４００に収容するウェーハＷを待機させ、処理され
たウェーハＷを保管する。また、ロードロックチャンバ
４９０にはウェーハのローディング及びアンローディン
グ時にロードロックチャンバ４９０に雰囲気ガスを導入
するためのガス導入ライン４９０ａとロードロックチャ
ンバ４９０を真空で形成するためのガス排気ライン４９
０ｂが備えられている。ウェーハＷを第１チャンバ４０
０にローディングする時はロードロックチャンバ４９０
内を真空で形成することにより、ウェーハＷを第１チャ
ンバ４００の真空環境に予め適応させる。また、ウェー
ハＷを第１チャンバ４００からアンローディングする時
は、ガス導入ライン４９０ａから雰囲気ガスを導入して
ロードロックチャンバ４９０内を大気圧状態に形成する
ことにより、ウェーハＷを外部環境に予め適応させる。
従って、突然な環境変化によりウェーハＷに加えられる
ストレスを最少化することができる。
０の下方に位置するので、ロードロックチャンバ４９０
をさらに含む。ロードロックチャンバ４９０は第１チャ
ンバ４００に収容するウェーハＷを待機させ、処理され
たウェーハＷを保管する。また、ロードロックチャンバ
４９０にはウェーハのローディング及びアンローディン
グ時にロードロックチャンバ４９０に雰囲気ガスを導入
するためのガス導入ライン４９０ａとロードロックチャ
ンバ４９０を真空で形成するためのガス排気ライン４９
０ｂが備えられている。ウェーハＷを第１チャンバ４０
０にローディングする時はロードロックチャンバ４９０
内を真空で形成することにより、ウェーハＷを第１チャ
ンバ４００の真空環境に予め適応させる。また、ウェー
ハＷを第１チャンバ４００からアンローディングする時
は、ガス導入ライン４９０ａから雰囲気ガスを導入して
ロードロックチャンバ４９０内を大気圧状態に形成する
ことにより、ウェーハＷを外部環境に予め適応させる。
従って、突然な環境変化によりウェーハＷに加えられる
ストレスを最少化することができる。
【００６２】また、ロードロックチャンバ４９０はその
一側に設けられるゲートバルブ４９０ｃを含む。ゲート
バルブ４９０ｃを通じてウェーハＷがロードロックチャ
ンバ４９０内に移送又は搬出される。また、ロードロッ
クチャンバ４９０は第１チャンバ４００にウェーハＷを
移送する時、開閉される動作を実施するスロットバルブ
４９０ｄを含む。ウェーハＷを移送する時にスロットバ
ルブ４９０ｄを開けて、ウェーハＷを処理する時にスロ
ットバルブ４９０ｄは閉鎖される。スロットバルブ４９
０ｄは第１チャンバ４００とロードロックチャンバ４９
０を分離させる役割を有する。
一側に設けられるゲートバルブ４９０ｃを含む。ゲート
バルブ４９０ｃを通じてウェーハＷがロードロックチャ
ンバ４９０内に移送又は搬出される。また、ロードロッ
クチャンバ４９０は第１チャンバ４００にウェーハＷを
移送する時、開閉される動作を実施するスロットバルブ
４９０ｄを含む。ウェーハＷを移送する時にスロットバ
ルブ４９０ｄを開けて、ウェーハＷを処理する時にスロ
ットバルブ４９０ｄは閉鎖される。スロットバルブ４９
０ｄは第１チャンバ４００とロードロックチャンバ４９
０を分離させる役割を有する。
【００６３】ウェーハ処理装置４０はロードロックチャ
ンバ４９０の下方に配置され、上下駆動が可能であるウ
ェーハ移送部５００を含む。移送部５００は主に上下駆
動をするために、リフターを使用する。移送部５００は
第１チャンバ４００とロードロックチャンバ４９０間に
ウェーハＷを搭載したボートを移送する。
ンバ４９０の下方に配置され、上下駆動が可能であるウ
ェーハ移送部５００を含む。移送部５００は主に上下駆
動をするために、リフターを使用する。移送部５００は
第１チャンバ４００とロードロックチャンバ４９０間に
ウェーハＷを搭載したボートを移送する。
【００６４】ウェーハ処理装置４０は第１チャンバ４０
０と連結されるリモートプラズマ発生体５１０を含む。
リモートプラズマ発生体５１０は第１チャンバ４００内
に導入される反応ガスを励起させる。励起された反応ガ
スはプラズマ状態にウェーハＷ上に導入されウェーハを
処理する。
０と連結されるリモートプラズマ発生体５１０を含む。
リモートプラズマ発生体５１０は第１チャンバ４００内
に導入される反応ガスを励起させる。励起された反応ガ
スはプラズマ状態にウェーハＷ上に導入されウェーハを
処理する。
【００６５】本発明によるウェーハ処理装置は、同一空
間内で複数枚のウェーハＷをインサイチュに処理するこ
とができる。従って、処理装置を使用してウェーハＷを
エッチング処理する場合、生産性は極大化される。
間内で複数枚のウェーハＷをインサイチュに処理するこ
とができる。従って、処理装置を使用してウェーハＷを
エッチング処理する場合、生産性は極大化される。
【００６６】本発明のエッチング方法は、ウェーハに印
加される温度条件及び複数枚のウェーハについて工程を
実施することを除外してはウェーハ処理方法と同一にウ
ェーハを処理することができる。また、本発明によるエ
ッチング装置はウェーハ処理装置と類似する構成を有す
る。
加される温度条件及び複数枚のウェーハについて工程を
実施することを除外してはウェーハ処理方法と同一にウ
ェーハを処理することができる。また、本発明によるエ
ッチング装置はウェーハ処理装置と類似する構成を有す
る。
【００６７】本発明によるエッチング方法及びエッチン
グ装置を使用してウェーハ上に形成されている任意の物
質をエッチングする場合、生産性の向上を期待すること
ができる。特に、任意の物質が自然酸化物である場合に
本発明によるエッチング方法及びエッチング装置を使用
することが特に適している。
グ装置を使用してウェーハ上に形成されている任意の物
質をエッチングする場合、生産性の向上を期待すること
ができる。特に、任意の物質が自然酸化物である場合に
本発明によるエッチング方法及びエッチング装置を使用
することが特に適している。
【００６８】多層配線構造を有する半導体装置の製造で
は、ウェーハが大気中に露出される場合が頻繁に発生す
るために、ウェーハ上には自然酸化物が成長する。自然
酸化物は半導体装置を不良にするソースであるために、
自然酸化物をエッチングすることが望ましい。この時、
自然酸化物をエッチングする場合、複数枚のウェーハを
本発明によるエッチング方法及び装置を使用する場合に
は生産性を極大化させることができる。また、同一空間
内でインサイチュにより、自然酸化物をエッチングする
ことによって、生産性をさらに向上させることができ
る。また、エッチング装置は独立された構成を有する装
置であるために、多少の空間的制約及び経済的制約があ
る。しかし、各々の部材が設けられる従来の装置的構成
に比べては空間的制約及び経済的制約が節減される。
は、ウェーハが大気中に露出される場合が頻繁に発生す
るために、ウェーハ上には自然酸化物が成長する。自然
酸化物は半導体装置を不良にするソースであるために、
自然酸化物をエッチングすることが望ましい。この時、
自然酸化物をエッチングする場合、複数枚のウェーハを
本発明によるエッチング方法及び装置を使用する場合に
は生産性を極大化させることができる。また、同一空間
内でインサイチュにより、自然酸化物をエッチングする
ことによって、生産性をさらに向上させることができ
る。また、エッチング装置は独立された構成を有する装
置であるために、多少の空間的制約及び経済的制約があ
る。しかし、各々の部材が設けられる従来の装置的構成
に比べては空間的制約及び経済的制約が節減される。
【００６９】自然酸化物のエッチング
以下、本発明のエッチング方法及びエッチング装置を使
用して自然酸化物をエッチングする実施形態を図面を参
照して具体的に説明する。
用して自然酸化物をエッチングする実施形態を図面を参
照して具体的に説明する。
【００７０】図１１は自然酸化物のエッチングのための
温度条件を示すタイミングチャートである。
温度条件を示すタイミングチャートである。
【００７１】ウェーハ上に多層配線構造を有する半導体
装置を製造する。半導体装置は多層配線構造だけでな
く、コンタクト構造物を有する。多層配線構造を形成す
るためには、ウェーハが大気中に頻繁に露出される。ウ
ェーハ上のシリコンは大気中の酸素と接触して、ウェー
ハの最上部位及びコンタクト部位の低部に自然酸化物が
成長する。
装置を製造する。半導体装置は多層配線構造だけでな
く、コンタクト構造物を有する。多層配線構造を形成す
るためには、ウェーハが大気中に頻繁に露出される。ウ
ェーハ上のシリコンは大気中の酸素と接触して、ウェー
ハの最上部位及びコンタクト部位の低部に自然酸化物が
成長する。
【００７２】このように、自然酸化物が成長されている
ウェーハＷはボート４２０に続けて積載される。また、
ボート４２０に例えば、２５枚乃至１００枚のウェーハ
Ｗが積載された場合、ボート４２０はウェーハ処理装置
４０のロードロックチャンバ４９０に移送される。
ウェーハＷはボート４２０に続けて積載される。また、
ボート４２０に例えば、２５枚乃至１００枚のウェーハ
Ｗが積載された場合、ボート４２０はウェーハ処理装置
４０のロードロックチャンバ４９０に移送される。
【００７３】ウェーハＷを積載したボート４２０をロー
ドロックチャンバ４９０に導入する際には、ロードロッ
クチャンバ４９０のゲートバルブ４９０ｃがオープンさ
れる。また、ロードロックチャンバ４９０にボート４２
０を導入した後、ゲートバルブ４９０ｃが閉鎖される。
その後に、ガス排気ライン４９０ｂを通じて排気させ、
ロードロックチャンバ４９０の内部を真空に形成する。
この時、ロードロックチャンバ４９０の真空雰囲気はエ
ッチングからなる第１チャンバ４００の真空雰囲気と同
様の真空度を有する。
ドロックチャンバ４９０に導入する際には、ロードロッ
クチャンバ４９０のゲートバルブ４９０ｃがオープンさ
れる。また、ロードロックチャンバ４９０にボート４２
０を導入した後、ゲートバルブ４９０ｃが閉鎖される。
その後に、ガス排気ライン４９０ｂを通じて排気させ、
ロードロックチャンバ４９０の内部を真空に形成する。
この時、ロードロックチャンバ４９０の真空雰囲気はエ
ッチングからなる第１チャンバ４００の真空雰囲気と同
様の真空度を有する。
【００７４】ロードロックチャンバ４９０に真空雰囲気
が形成された後、ロードロックチャンバ４９０のスロッ
トバルブ４９０ｄがオープンされる。続いて、移送部５
００が上昇してボート４２０を第１チャンバ４００内の
収容空間４００ａに移送させる。回転部４６０はボート
４２０の上部をパージする。また、移送部５００は下降
し、スロットバルブ４９０ｄは閉鎖される。従って、第
１チャンバ４００内に例えば、１００枚のウェーハＷを
積載したボート４２０が収容される。
が形成された後、ロードロックチャンバ４９０のスロッ
トバルブ４９０ｄがオープンされる。続いて、移送部５
００が上昇してボート４２０を第１チャンバ４００内の
収容空間４００ａに移送させる。回転部４６０はボート
４２０の上部をパージする。また、移送部５００は下降
し、スロットバルブ４９０ｄは閉鎖される。従って、第
１チャンバ４００内に例えば、１００枚のウェーハＷを
積載したボート４２０が収容される。
【００７５】その後、ウェーハＷが積載されたボート４
２０を収容する第１チャンバ４００は排気ライン４８０
を通じて真空化される。この時、第１チャンバ４００と
第２チャンバ４１０間の真空断熱空間４１０ａも補助排
気ライン４８０ａを通じて排気され真空化される。
２０を収容する第１チャンバ４００は排気ライン４８０
を通じて真空化される。この時、第１チャンバ４００と
第２チャンバ４１０間の真空断熱空間４１０ａも補助排
気ライン４８０ａを通じて排気され真空化される。
【００７６】また、第１チャンバ４００は約２０℃の温
度を有するように調整される（段階Ｓ１１０）、温度は
自然酸化物をエッチングするのに適合した温度である。
この時、ボート４２０は回転部４６０により続けて回転
するためにウェーハＷが均一な温度分布を有することに
なる。温度は冷却剤循環ライン４４０ａを循環する冷却
剤により調節される。例えば、冷却剤循環ライン４４０
ａに液化窒素又は冷却水を循環させることにより、温度
を調節することができる。また、第２冷却部４５０を通
じて窒素ガスをボート４２０に積載されているウェーハ
Ｗに噴射させて温度を調整することもできる。
度を有するように調整される（段階Ｓ１１０）、温度は
自然酸化物をエッチングするのに適合した温度である。
この時、ボート４２０は回転部４６０により続けて回転
するためにウェーハＷが均一な温度分布を有することに
なる。温度は冷却剤循環ライン４４０ａを循環する冷却
剤により調節される。例えば、冷却剤循環ライン４４０
ａに液化窒素又は冷却水を循環させることにより、温度
を調節することができる。また、第２冷却部４５０を通
じて窒素ガスをボート４２０に積載されているウェーハ
Ｗに噴射させて温度を調整することもできる。
【００７７】続いて、約２０℃の温度で第１チャンバ４
００内に自然酸化物をエッチングするためのエッチング
ガスが反応ガス導入ライン４７０を通じて導入される。
これにより、ウェーハ上に形成されている自然酸化物が
エッチングされる（段階Ｓ１１２）。エッチングガスと
してフッ素化合物を含むＮＦ3を使用し、キャリアガス
として窒素及び水素が混合された混合ガスを使用する。
エッチングガスはリモートプラズマ発生体５１０を使用
して励起された状態でボート４２０内に導入される。自
然酸化物のエッチングは約３０秒間実施してウェーハ上
に形成された数Å程度の自然酸化物をエッチングする。
００内に自然酸化物をエッチングするためのエッチング
ガスが反応ガス導入ライン４７０を通じて導入される。
これにより、ウェーハ上に形成されている自然酸化物が
エッチングされる（段階Ｓ１１２）。エッチングガスと
してフッ素化合物を含むＮＦ3を使用し、キャリアガス
として窒素及び水素が混合された混合ガスを使用する。
エッチングガスはリモートプラズマ発生体５１０を使用
して励起された状態でボート４２０内に導入される。自
然酸化物のエッチングは約３０秒間実施してウェーハ上
に形成された数Å程度の自然酸化物をエッチングする。
【００７８】自然酸化物をエッチングした後に第１チャ
ンバの温度を約１５０℃に急速上昇させる（段階Ｓ１１
４）。この時、急速上昇は約１２０秒以内に実施され
る。この時の温度の上昇速度は６５℃／ｍｉｎ程度であ
る。温度の急速上昇は加熱部４３０を使用して実施す
る。また、温度を急速上昇させる前に、第１冷却部であ
る冷却剤循環ライン４４０ａに分岐ライン４４０ｄを通
じてパージガスを提供して第１冷却部である冷却剤循環
ライン４４０ａに残留する冷却剤を完全に除去する。こ
れは、温度を急速上昇させる時の効率を上昇させるため
である。温度が上昇されながら、自然酸化物をエッチン
グする時に生成されたフッ化珪素のような反応副産物が
気化を始めながら排気される。従って、温度上昇の間に
反応副産物は部分的にウェーハから分離される。
ンバの温度を約１５０℃に急速上昇させる（段階Ｓ１１
４）。この時、急速上昇は約１２０秒以内に実施され
る。この時の温度の上昇速度は６５℃／ｍｉｎ程度であ
る。温度の急速上昇は加熱部４３０を使用して実施す
る。また、温度を急速上昇させる前に、第１冷却部であ
る冷却剤循環ライン４４０ａに分岐ライン４４０ｄを通
じてパージガスを提供して第１冷却部である冷却剤循環
ライン４４０ａに残留する冷却剤を完全に除去する。こ
れは、温度を急速上昇させる時の効率を上昇させるため
である。温度が上昇されながら、自然酸化物をエッチン
グする時に生成されたフッ化珪素のような反応副産物が
気化を始めながら排気される。従って、温度上昇の間に
反応副産物は部分的にウェーハから分離される。
【００７９】また、１５０℃の温度に第１チャンバ４０
０及びウェーハを加熱する（段階Ｓ１１６）。自然酸化
物をエッチングする時に生成されたフッ化珪素のような
反応副産物が大部分気化され、反応ガス排気ライン４８
０を通じて大部分が排気される。１５０℃の温度に加熱
して反応副産物が気化され、これを排気ラインを通じて
排気させ、反応副産物をウェーハから完全に分離除去す
る。従って、反応副産物がウェーハの上部及びチャンバ
に付着されることを抑制させることができる。ここで、
温度上昇及び高温維持時間（段階Ｓ１１４及びＳ１１６
を実施する時間）は約１８０秒である。
０及びウェーハを加熱する（段階Ｓ１１６）。自然酸化
物をエッチングする時に生成されたフッ化珪素のような
反応副産物が大部分気化され、反応ガス排気ライン４８
０を通じて大部分が排気される。１５０℃の温度に加熱
して反応副産物が気化され、これを排気ラインを通じて
排気させ、反応副産物をウェーハから完全に分離除去す
る。従って、反応副産物がウェーハの上部及びチャンバ
に付着されることを抑制させることができる。ここで、
温度上昇及び高温維持時間（段階Ｓ１１４及びＳ１１６
を実施する時間）は約１８０秒である。
【００８０】続いて、第１及び第２チャンバ４００、４
１０内部の温度を約２０℃の温度に急速に下降させる
（段階Ｓ１１８）。即ち、１５０℃から２０℃に下降さ
せる。温度の下降は第１冷却部である冷却剤循環ライン
４４０ａ及び第２冷却部４５０により実施される。即
ち、第１冷却部である冷却剤循環ライン４４０ａに冷却
剤を循環させ、第１チャンバ４００を冷却させ第１チャ
ンバ４００の内部の温度を下降させる。また、第２冷却
部４５０を通じてウェーハＷに冷却ガスを噴射すること
により、ウェーハＷを冷却させると同時に、第１チャン
バ４００内部の温度を下降させる。温度の下降は約３０
０秒以内に実施される。この時、温度の下降速度は２６
℃／ｍｉｎ程度である。
１０内部の温度を約２０℃の温度に急速に下降させる
（段階Ｓ１１８）。即ち、１５０℃から２０℃に下降さ
せる。温度の下降は第１冷却部である冷却剤循環ライン
４４０ａ及び第２冷却部４５０により実施される。即
ち、第１冷却部である冷却剤循環ライン４４０ａに冷却
剤を循環させ、第１チャンバ４００を冷却させ第１チャ
ンバ４００の内部の温度を下降させる。また、第２冷却
部４５０を通じてウェーハＷに冷却ガスを噴射すること
により、ウェーハＷを冷却させると同時に、第１チャン
バ４００内部の温度を下降させる。温度の下降は約３０
０秒以内に実施される。この時、温度の下降速度は２６
℃／ｍｉｎ程度である。
【００８１】また、約２０℃の温度で自然酸化物をエッ
チングされたウェーハを安定化させる（段階Ｓ１２
０）。その後、エッチング工程を終わったウェーハＷは
第１チャンバ４００から搬出される。
チングされたウェーハを安定化させる（段階Ｓ１２
０）。その後、エッチング工程を終わったウェーハＷは
第１チャンバ４００から搬出される。
【００８２】温度が下降すると、再び第１チャンバ４０
０とロードロックチャンバ４９０間にあるスロットバル
ブ４９０ｄがオープンされる。その後、移送部５００は
上昇してウェーハＷを積載したボート４２０を支持し、
回転部４６０からボート４２０を分離させる。
０とロードロックチャンバ４９０間にあるスロットバル
ブ４９０ｄがオープンされる。その後、移送部５００は
上昇してウェーハＷを積載したボート４２０を支持し、
回転部４６０からボート４２０を分離させる。
【００８３】再び、移送部５００は下降してロードロッ
クチャンバ４９０内にボート４２０を収容する。そうす
ると、スロットバルブ４９０ｄは閉鎖される。
クチャンバ４９０内にボート４２０を収容する。そうす
ると、スロットバルブ４９０ｄは閉鎖される。
【００８４】その後、雰囲気ガス導入ライン４９０ａを
通じて大気圧下の雰囲気ガス、例えば、窒素ガスを導入
し、ロードロックチャンバ４９０を大気圧に維持させ
る。大気圧を維持した状態で、スロットバルブ４９０ｄ
がオープンされ、ウェーハを収納するボート４２０がロ
ードロックチャンバ４９０から搬出される。
通じて大気圧下の雰囲気ガス、例えば、窒素ガスを導入
し、ロードロックチャンバ４９０を大気圧に維持させ
る。大気圧を維持した状態で、スロットバルブ４９０ｄ
がオープンされ、ウェーハを収納するボート４２０がロ
ードロックチャンバ４９０から搬出される。
【００８５】以後、Ｓ１１０乃至Ｓ１２０段階を反復的
に実施することにより、複数のウェーハ上部に形成され
ている自然酸化物をエッチングする。
に実施することにより、複数のウェーハ上部に形成され
ている自然酸化物をエッチングする。
【００８６】このように、エッチング方法及びエッチン
グ装置を使用することにより、複数のウェーハ上に形成
されている自然酸化物を容易にエッチングすることがで
きる。しかも、適切な温度調整を通じて反応副産物から
ウェーハ及び前記装置を保護することができる。特に、
前記方法及び装置は複数枚のウェーハを対象にインサイ
チュ工程を実施する。自然酸化物のエッチングはドライ
エッチングであるために、本発明によるエッチング方法
及び装置を使用する場合にドライエッチングによりウェ
ーハに加えられる損傷を最少化することができる。
グ装置を使用することにより、複数のウェーハ上に形成
されている自然酸化物を容易にエッチングすることがで
きる。しかも、適切な温度調整を通じて反応副産物から
ウェーハ及び前記装置を保護することができる。特に、
前記方法及び装置は複数枚のウェーハを対象にインサイ
チュ工程を実施する。自然酸化物のエッチングはドライ
エッチングであるために、本発明によるエッチング方法
及び装置を使用する場合にドライエッチングによりウェ
ーハに加えられる損傷を最少化することができる。
【００８７】以上、本発明の実施例を詳細に説明した
が、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分
野において通常の知識を有するものであれば本発明の思
想と精神を離れることなく、本発明の実施例を修正また
は変更できるであろう。
が、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分
野において通常の知識を有するものであれば本発明の思
想と精神を離れることなく、本発明の実施例を修正また
は変更できるであろう。
【００８８】
【発明の効果】本発明によると、ウェーハの処理を容易
に実施することができる。特に、室温及び高温がインサ
イチュにより交代する処理を容易に実施することができ
る。
に実施することができる。特に、室温及び高温がインサ
イチュにより交代する処理を容易に実施することができ
る。
【００８９】また、本発明によると、ウェーハ上に形成
された自然酸化物を容易にエッチングすることができ
る。特に、複数枚のウェーハを対象に自然酸化物のエッ
チングからなるために、生産性が向上される効果を期待
することができる。しかし、一つのウェーハを対象とす
る半導体製造工程にも使用することができる。本発明の
方法は多層配線構造を有する最近の半導体装置の製造に
特に適している。
された自然酸化物を容易にエッチングすることができ
る。特に、複数枚のウェーハを対象に自然酸化物のエッ
チングからなるために、生産性が向上される効果を期待
することができる。しかし、一つのウェーハを対象とす
る半導体製造工程にも使用することができる。本発明の
方法は多層配線構造を有する最近の半導体装置の製造に
特に適している。
【００９０】また、本発明のウェーハ処理及びエッチン
グ装置は独立された構成を有するために、半導体装置の
製造のための工程装置間に容易に配置することができ
る。従って、空間的制約及び経済的制約を最少化するこ
とができる。
グ装置は独立された構成を有するために、半導体装置の
製造のための工程装置間に容易に配置することができ
る。従って、空間的制約及び経済的制約を最少化するこ
とができる。
【図１】 従来のウェーハ上に成長されている自然酸化
層を示す断面図である。
層を示す断面図である。
【図２】 従来のコンタクト構造を有するウェーハ上に
成長されている自然酸化層を示す断面図である。
成長されている自然酸化層を示す断面図である。
【図３】 本発明の一実施形態によるウェーハの処理方
法を説明するための工程図である。
法を説明するための工程図である。
【図４】 本発明の一実施形態によるウェーハの処理装
置を説明するための概略的な構成図である。
置を説明するための概略的な構成図である。
【図５】 図４に配置される加熱部の概略的な構成を示
す断面図である。
す断面図である。
【図６】 図４の第１冷却部の一例を示す。
【図７】 第１冷却部の他の実施形態を示す。
【図８】 加熱部及び第１冷却部のまた他の実施形態を
示す。
示す。
【図９】 図４に配置される第２冷却部を説明するため
の概略的な構成図である。
の概略的な構成図である。
【図１０】 図４に配置される導入ライン及び排気ライ
ンを説明するための概略的な断面図である。
ンを説明するための概略的な断面図である。
【図１１】 本発明の一実施形態によるウェーハのエッ
チング方法での温度変化を説明するためのタイミングチ
ャートである。
チング方法での温度変化を説明するためのタイミングチ
ャートである。
４０…ウェーハ処理装置、
４００…第１チャンバ、
４００ａ…収容空間、
４１０…第２チャンバ、
４１０ａ…真空断熱空間、
４２０…ボート、
４３０…加熱部、
４４０ａ…冷却剤循環ライン、
４４０ｂ…冷却剤貯蔵部、
４４０ｃ…バルブ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 安 在 赫
大韓民国京畿道水原市八達区霊通洞1052−
２番地 黄骨双龍アパート245棟603号
(72)発明者 蔡 勝 基
大韓民国ソウル特別市瑞草区方背洞1038番
地 大宇孝令アパート103棟701号
(72)発明者 金 在 旭
大韓民国ソウル特別市江南区大峙洞511番
地 美道アパート206棟806号
Ｆターム(参考） 5F004 AA09 AA14 BA03 BB05 BB25
BB26 BC04 CA04 DA17 DA24
DA25 DB03
Claims (72)
- 【請求項１】 ウェーハ周辺の温度を第１の温度に調整
する段階ｉ）と、 前記第１の温度で前記ウェーハの上部に反応ガスを導入
して前記ウェーハを処理する段階ｉｉ）と、 前記ウェーハ周辺の温度を前記第１の温度より高い第２
の温度まで急速上昇させ前記ウェーハを処理する時に生
成された反応副産物を前記ウェーハから部分的に分離さ
せる段階ｉｉｉ）と、 前記第２の温度に前記ウェーハを維持させ、前記反応副
産物の大部分を前記ウェーハ周辺から分離する段階ｉ
ｖ）とを備え、 前記ｉ）乃至ｉｖ）段階は同一空間内でインサイチュに
実施することを特徴とするウェーハの処理方法。 - 【請求項２】 前記第１の温度は１５乃至３０℃である
ことを特徴とする請求項１に記載のウェーハの処理方
法。 - 【請求項３】 前記第１の温度は冷却剤として、液化窒
素、二酸化炭素又は冷却水を使用して調整することを特
徴とする請求項２に記載のウェーハの処理方法。 - 【請求項４】 前記冷却剤は少なくとも一つの冷却剤が
混合された混合物であることを特徴とする請求項３に記
載のウェーハの処理方法。 - 【請求項５】 前記ウェーハの処理は前記反応ガスを使
用して前記ウェーハ上に形成された自然酸化物をエッチ
ングすることを特徴とする請求項１に記載のウェーハの
処理方法。 - 【請求項６】 ａ）前記自然酸化物のエッチングは、 ｂ）前記反応ガスとしてフッ素化合物を含み、 窒素ガス、水素ガス及びこれらの混合ガスにより構成さ
れるグループから選択されるいずれか一つをキャリアガ
スに使用し、 ｃ）リモートプラズマを使用することを特徴とする請求
項５に記載のウェーハの処理方法。 - 【請求項７】 前記フッ素化合物はＮＦ3であることを
特徴とする請求項６に記載のウェーハの処理方法。 - 【請求項８】 前記自然酸化物のエッチングは２０乃至
４０秒間実施されることを特徴とする請求項５に記載の
ウェーハの処理方法。 - 【請求項９】 前記自然酸化物のエッチングは３０秒間
実施されることを特徴とする請求項８に記載のウェーハ
の処理方法。 - 【請求項１０】 前記第２の温度は１００乃至２００℃
であることを特徴とする請求項１に記載のウェーハの処
理方法。 - 【請求項１１】 前記第１の温度から第２の温度までの
温度上昇速度は分当り３５乃至９２．５℃であることを
特徴とする請求項１に記載のウェーハの処理方法。 - 【請求項１２】 前記第２の温度はハロゲンランプを使
用して上昇させることを特徴とする請求項１１に記載の
ウェーハの処理方法。 - 【請求項１３】 前記ｉｖ）段階で前記反応副産物は前
記ウェーハの周辺に気化（ｖａｐｏｒｉｚｉｎｇ）され
ることを特徴とする請求項１に記載のウェーハの処理方
法。 - 【請求項１４】 前記ｉｉｉ）及びｉｖ）段階は１５０
乃至２１０秒間実施することを特徴とする請求項１に記
載のウェーハの処理方法。 - 【請求項１５】 前記ｉｉｉ）及びｉｖ）段階は１８０
秒間実施することを特徴とする請求項１４に記載のウェ
ーハの処理方法。 - 【請求項１６】 前記処理方法は複数枚のウェーハに対
する処理からなることを特徴とする請求項１に記載のウ
ェーハの処理方法。 - 【請求項１７】 前記処理方法は、前記ウェーハ周辺の
温度を前記第２の温度から前記第１の温度まで下降させ
る段階Ｖ）をさらに備えることを特徴とする請求項１に
記載のウェーハの処理方法。 - 【請求項１８】 前記第２の温度から第１の温度までの
温度下降速度は分当り１４乃至３７℃であることを特徴
とする請求項１７に記載のウェーハの処理方法。 - 【請求項１９】 前記ｖ）段階において、前記第１の温
度には冷却剤として液化窒素、二酸化炭素又は冷却水を
使用して下降させることを特徴とする請求項１７に記載
のウェーハの処理方法。 - 【請求項２０】 前記冷却剤は少なくとも一つの冷却剤
が混合された混合物であることを特徴とする請求項１９
に記載のウェーハの処理方法。 - 【請求項２１】 前記ｖ）段階は前記ｉ）乃至ｉｖ）段
階と同一空間内でインサイチュに実施することを特徴と
する請求項１７に記載のウェーハの処理方法。 - 【請求項２２】 前記処理方法は複数枚のウェーハに対
する処理からなることを特徴とする請求項１７に記載の
ウェーハの処理方法。 - 【請求項２３】 任意の物質で形成されている複数枚の
ウェーハが導入されたチャンバ内の温度を前記物質をエ
ッチングするのに適合した１５乃至３０℃に調整する段
階ｉ）と、 前記１５乃至３０℃の温度で前記チャンバ内に前記物質
をエッチングするためのエッチングガスを導入して前記
ウェーハ上に形成されている物質をドライエッチングす
る段階ｉｉ）と、 前記チャンバ内の温度を１００乃至２００℃まで急速上
昇させ、前記ウェーハを加熱して前記物質をエッチング
する時に生成された反応副産物を部分的に気化及び排気
させる段階ｉｉｉ）と、 前記１００乃至２００℃の温度で前記チャンバ及び前記
ウェーハを維持して前記反応副産物の大部分を気化及び
排気させ、前記反応副産物が前記ウェーハ上部及び前記
チャンバ内に付着されることを抑制させる段階ｉｖ）
と、 前記チャンバ内の温度を前記１５乃至３０℃に下降さ
せ、前記物質をエッチングするに適合した１５乃至３０
℃の温度に再調整する段階ｖ）を備え、 前記ｉ）乃至ｖ）段階は同一空間内でインサイチュに実
施することを特徴とエッチング方法。 - 【請求項２４】 前記ｉ）段階で、前記物質をエッチン
グするに適合した温度は冷却剤として、液化窒素、二酸
化炭素又は冷却水を使用して調整することを特徴とする
請求項２３に記載のエッチング方法。 - 【請求項２５】 前記冷却剤は少なくとも一つの冷却剤
が混合された混合物であることを特徴とする請求項２４
に記載のエッチング方法。 - 【請求項２６】 ａ）前記物質は自然酸化物を含み、前
記自然酸化物のエッチングは、 ｂ）前記エッチングガスとしてフッ素化合物を含み、 窒素ガス、水素ガス及びこれらの混合ガスにより構成さ
れるグループから選択されるいずれか一つをキャリアガ
スに使用し、 ｃ）リモートプラズマを使用することを特徴とする請求
項２３に記載のエッチング方法。 - 【請求項２７】 前記フッ素化合物はＮＦ3であること
を特徴とする請求項２６に記載のエッチング方法。 - 【請求項２８】 前記自然酸化物のエッチングは２０乃
至４０秒間実施することを特徴とする請求項２６に記載
のエッチング方法。 - 【請求項２９】 前記自然酸化物のエッチングは３０秒
間実施することを特徴とする請求項２８に記載のエッチ
ング方法。 - 【請求項３０】 前記１５乃至３０℃の温度から１００
乃至２００℃の温度までの温度上昇速度は分当り３５乃
至９２．５℃であることを特徴とする請求項２３に記載
のエッチング方法。 - 【請求項３１】 前記ｉｉｉ）及びｉｖ）段階は１５０
乃至２１０秒間実施することを特徴とする請求項２３に
記載のエッチング方法。 - 【請求項３２】 前記ｉｉｉ）及びｉｖ）段階は１８０
秒間実施することを特徴とする請求項３１に記載のエッ
チング方法。 - 【請求項３３】 前記１００乃至２００℃の温度から１
５乃至３０℃温度までの温度下降速度は１４乃至３７℃
であることを特徴とする請求項２３に記載のエッチング
方法。 - 【請求項３４】 ウェーハを収容するための第１チャン
バと、 前記第１チャンバを収容し、その内面が前記第１チャン
バの外面と対向して真空断熱空間を形成する第２チャン
バと、 前記第１チャンバに輻射熱を印加して第１チャンバを加
熱するための加熱手段と、 前記第１チャンバの外部に備えられ、前記第１チャンバ
を冷却するための第１冷却手段と、 前記第１チャンバ内に配置され、前記ウェーハ及び前記
第１チャンバを下降させるための第２冷却手段とを含む
ことを特徴とするウェーハの処理装置。 - 【請求項３５】 前記第１冷却手段は前記第１チャンバ
の外周面に備えられていることを特徴とする請求項３４
に記載のウェーハの処理装置。 - 【請求項３６】 前記第１冷却手段は、前記第１チャン
バの外周面上に第１チャンバの軸方向に冷却剤が流れる
ように、前記第１チャンバを軸方向へ複数個のラインが
配置され、前記第１チャンバの一端部では少なくとも一
つの隣接するラインと連結される冷却剤循環ラインであ
り、 前記冷却剤循環ラインと連結される冷却剤貯蔵部と、 前記冷却剤循環ラインに設けられ、前記冷却剤の提供を
制御する（ｉｎ／ｏｕｔ）バルブをさらに含むことを特
徴とする請求項３５に記載のウェーハの処理装置。 - 【請求項３７】 前記隣接ラインは前記第１チャンバの
上側端部又は下側端部に選択的に連結されることを特徴
とする請求項３６に記載のウェーハの処理装置。 - 【請求項３８】 前記冷却剤循環ラインは第１チャンバ
の外周面に取囲まれていることを特徴とする請求項３６
に記載のウェーハの処理装置。 - 【請求項３９】 前記冷却剤循環ラインにパージガスを
提供する分岐ラインをさらに含むことを特徴とする請求
項３６に記載のウェーハの処理装置。 - 【請求項４０】 前記第１冷却手段は、前記第２チャン
バの外周面上に第２チャンバの軸方向に冷却剤が流れる
ように、前記第１チャンバを軸方向に複数個のラインが
配置され、前記第２チャンバの一端部では少なくとも一
つの隣接するラインと連結される冷却剤循環ラインであ
り、 冷却剤循環ラインと連結される冷却剤貯蔵部と、 前記冷却剤循環ラインに設けられ、前記冷却剤の提供を
制御する（ｉｎ／ｏｕｔ）バルブをさらに含むことを特
徴とする請求項３４に記載のウェーハの処理装置。 - 【請求項４１】 前記冷却剤循環ラインは第２チャンバ
の外周面に取囲まれていることを特徴とする請求項４０
に記載のウェーハの処理装置。 - 【請求項４２】 前記第１冷却手段は前記冷却剤循環ラ
インから分岐されることを特徴とする請求項４０に記載
のウェーハの処理装置。 - 【請求項４３】 前記第１冷却手段は前記第２チャンバ
と第２チャンバの外周面に同時に取囲まれていることを
特徴とする請求項３４に記載のウェーハの処理装置。 - 【請求項４４】 前記第１チャンバは複数枚のウェーハ
及び複数個のウェーハをローディングするためのボート
を収容するための収容空間を有することを特徴とする請
求項３４に記載のウェーハの処理装置。 - 【請求項４５】 前記第１チャンバの厚さは第２チャン
バの厚さより薄いことを特徴とする請求項３４に記載の
ウェーハの処理装置。 - 【請求項４６】 前記第１チャンバ及び第２チャンバは
優れる熱導電率を有する金属材質で形成されることを特
徴とする請求項３４に記載のウェーハの処理装置。 - 【請求項４７】 前記金属はアルミニウム又はアルミニ
ウム合金であることを特徴とする請求項４６に記載のウ
ェーハの処理装置。 - 【請求項４８】 前記加熱手段は前記第２チャンバの内
周面に前記第２チャンバの軸方向に平行に配置されるハ
ロゲンランプ組立体であることを特徴とする請求項３４
に記載のウェーハの処理装置。 - 【請求項４９】 前記ハロゲンランプ組立体は、 前記第２チャンバの軸方向に平行に配置されるハロゲン
ランプと、 前記ハロゲンランプをカバーリングして外部から保護す
るカバーを含むことを特徴とする請求項４８に記載のウ
ェーハの処理装置。 - 【請求項５０】 前記ハロゲンランプ組立体のハロゲン
ランプは少なくとも二つであることを特徴とする請求項
４８に記載のウェーハの処理装置。 - 【請求項５１】 前記ハロゲンランプ組立体は透明材質
の保護カバーを有することを特徴とする請求項４８に記
載のウェーハの処理装置。 - 【請求項５２】 前記保護カバーは石英材質であること
を特徴とする請求項５１に記載のウェーハの処理装置。 - 【請求項５３】 前記第２チャンバの側面一部分はカッ
ティングされ、前記加熱手段が前記カッティング部分内
に挿入されることを特徴とする請求項４８に記載のウェ
ーハの処理装置。 - 【請求項５４】 前記第１冷却手段は前記加熱手段を軸
方向に設けることを特徴とする請求項３４に記載のウェ
ーハの処理装置。 - 【請求項５５】 前記第２冷却手段は前記第１チャンバ
の軸方向に平行に前記第１チャンバ内に配置され、前記
第１チャンバ内に収容されているウェーハの側面部位に
冷却ガスを噴射し、前記ウェーハの温度を下降させるこ
とを特徴とする請求項３４に記載のウェーハの処理装
置。 - 【請求項５６】 前記第２冷却手段は、 前記第１チャンバ内に収容され、前記ウェーハの側面部
位と対向する位置にホールを有する噴射ノズルであり、 前記噴射ノズルと連結され、前記噴射ノズルに前記冷却
ガスを供給する冷却ガス貯蔵部とをさらに含むことを特
徴とする請求項５５に記載のウェーハの処理装置。 - 【請求項５７】 前記噴射ノズルは少なくとも二つであ
ることを特徴とする請求項５６に記載のウェーハの処理
装置。 - 【請求項５８】 前記第１チャンバに収容されている前
記ウェーハを回転させるための回転手段をさらに含むこ
とを特徴とする請求項３４に記載のウェーハの処理装
置。 - 【請求項５９】 前記装置は、 前記第１チャンバに連結され、前記ウェーハを処理する
ための反応ガスを前記第１チャンバに導入するための反
応ガス導入ラインと、 前記反応ガスを使用して前記ウェーハを処理する時に生
成された反応副産物を排気し、前記第１チャンバ及び前
記真空断熱空間を真空化するための排気ラインをさらに
含むことを特徴とする請求項３４に記載のウェーハの処
理装置。 - 【請求項６０】 前記排気ラインは前記真空断熱空間と
連結される補助排気ラインをさらに含むことを特徴とす
る請求項５９に記載のウェーハの処理装置。 - 【請求項６１】 前記装置は、 前記第１チャンバと連結され、前記第１チャンバに収容
するウェーハを待機及び保管するためのロードロックチ
ャンバと、 前記ロードロックチャンバの下方に配置され、上下駆動
により前記第１チャンバとロードロックチャンバとの間
に前記ウェーハを移送するための移送手段をさらに含む
ことを特徴とする請求項３４に記載のウェーハの処理装
置。 - 【請求項６２】 前記装置は、 前記第１チャンバと連結されるリモートプラズマ発生体
をさらに含み、前記リモートプラズマを使用して前記ウ
ェーハを処理することを特徴とする請求項３４に記載の
ウェーハの処理装置。 - 【請求項６３】 前記ロードロックチャンバの開閉のた
めに前記第１チャンバと前記ロードロックチャンバ間に
設けられるスロットバルブと、 前記ロードロックチャンバ内にボードをロード及びアン
ロードさせるために、前記ロードロックチャンバの一側
に設けられるゲートバルブと、 前記ロードロックチャンバを大気圧又は真空に維持する
ために、ロードロックチャンバに連結されるガス導入ラ
インとガス排気ラインをさらに含むことを特徴とする請
求項６１に記載のウェーハの処理装置。 - 【請求項６４】 複数枚のウェーハが積載されているボ
ートを収容し、エッチングガスを導入して前記ウェーハ
上の形成されている物質をエッチングするための第１チ
ャンバと、 前記第１チャンバを収容し、その内面が前記第１チャン
バの外面と対向して真空断熱空間を形成する第２チャン
バと、 前記第２チャンバ内周面に配置され、前記第１チャンバ
を加熱して前記ウェーハに熱を印加するための加熱手段
と、 前記第１チャンバ外周面に配置され、前記第１チャンバ
を冷却させるための第１冷却手段と、 前記第１チャンバ内に配置され、前記第１チャンバ及び
ウェーハを冷却させるための第２冷却手段と、 前記ボートを回転させ、前記ボートに積載されているウ
ェーハを均一に加熱及び冷却させるための回転手段と、 前記第１チャンバに接続され、前記ボートを待機及び保
管するためのロードロックチャンバと、 前記ロードロックチャンバに備えられ、前記第１チャン
バとロードロックチャンバとの間で、前記ボートを移送
するための移送手段とを含むことを特徴とするエッチン
グ装置。 - 【請求項６５】 前記第１チャンバの壁厚さは第２チャ
ンバの壁厚さより薄いことを特徴とする請求項６４に記
載のエッチング装置。 - 【請求項６６】 前記装置は、 前記第１チャンバに連結され、前記ウェーハを処理する
ための反応ガスを前記第１チャンバに導入するための反
応ガス導入ラインと、 前記反応ガスを使用して前記ウェーハを処理する時に生
成された反応副産物を排気し、前記第１チャンバ及び前
記真空断熱空間を真空化するための排気ラインをさらに
含むことを特徴とする請求項６４に記載のエッチング装
置。 - 【請求項６７】 前記第１チャンバと連結されるリモー
トプラズマ発生体をさらに含み、前記リモートプラズマ
を使用して前記ウェーハを処理することを特徴とする請
求項６６に記載のエッチング装置。 - 【請求項６８】 前記加熱手段は前記第２チャンバの内
周面の前記排気ライン付近に前記第２チャンバの軸方向
に平行に配置されているハロゲンランプ組立体であるこ
とを特徴とする請求項６４に記載のエッチング装置。 - 【請求項６９】 前記第１冷却手段は、前記第１チャン
バの外周面上に第１チャンバの軸方向に冷却剤が流れる
ように、前記第１チャンバを軸方向へ複数個のラインが
配置され、前記第１チャンバの一端部では少なくとも一
つの隣接するラインと連結される冷却剤循環ラインであ
り、 前記冷却剤循環ラインと連結される冷却剤貯蔵部と、 前記冷却剤循環ラインに設けられ、前記冷却剤の提供を
制御する（ｉｎ／ｏｕｔ）バルブをさらに含むことを特
徴とする請求項６４に記載のエッチング装置。 - 【請求項７０】 前記冷却剤供給ラインから分岐され、
前記冷却剤供給ラインにパージガスを供給する分岐ライ
ンをさらに含むことを特徴とする請求項６９に記載のエ
ッチング装置。 - 【請求項７１】 前記第２冷却手段は前記第１チャンバ
の軸方向に平行に配置され、前記第１チャンバ内に収容
されているウェーハの側面部位に冷却ガスを噴射し、前
記ウェーハを冷却させるために、前記ウェーハ側面部位
に対向する位置に少なくとも一つのホールを有する噴射
ノズルであり、前記噴射ノズルと連結され、前記噴射ノ
ズルに前記冷却ガスを供給する冷却剤貯蔵部とをさらに
含むことを特徴とする請求項６４に記載のエッチング装
置。 - 【請求項７２】 前記ロードロックチャンバの開閉のた
めに前記第１チャンバと前記ロードロックチャンバ間に
設けられるスロットバルブと、 前記ロードロックチャンバ内にボードをロード及びアン
ロードさせるために、前記ロードロックチャンバの一側
に設けられるゲートバルブと、 前記ロードロックチャンバを大気圧又は真空に維持する
ために、ロードロックチャンバに連結されるガス導入ラ
インとガス排気ラインをさらに含むことを特徴とする請
求項６４に記載のエッチング装置。
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