JP2011003744A - Surface treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高アスペクト比の溝又は穴を有するワーク表面に表面処理する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for surface-treating a workpiece surface having a high aspect ratio groove or hole.
近年、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)と呼ばれる1mm以下の開口で高アスペクト比の溝又は穴を有する構造物を化学反応により形成した製品が実用化されている。半導体素子の微細化が進むにつれ、高アスペクト比の穴を形成し導電性材料を埋め込む素子構造が実用化されている。このような構造を実現するための共通の加工技術として、高アスペクト比の穴、溝の加工、成膜が必要となっている。 In recent years, a product called MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) in which a structure having a groove or a hole having a high aspect ratio with an opening of 1 mm or less is formed by a chemical reaction has been put into practical use. As miniaturization of semiconductor elements progresses, element structures in which holes having a high aspect ratio are formed and a conductive material is embedded have been put into practical use. As a common processing technique for realizing such a structure, processing of high aspect ratio holes and grooves and film formation are required.
図1は、ワーク表面近傍の速度境界層と高アスペクト比(縦横比、縦l/横・径d)の穴又は溝を説明する説明図である。一般に、連続流れの下で、気相反応により表面処理する場合、ワーク表面近傍は速度境界層(速度境界層とは、層流・乱流関係なく、物体壁面から主流まで間で速度変化がある領域層h)が形成され、ワーク表面ではガス流速が0となる。速度境界層寸法に比して小さい溝、穴(静圧差無し)の中へはガス流れは生じず、反応原料は濃度差による拡散(図1中A)によってのみ溝、穴内のワーク表面に到達する。
拡散による反応原料の輸送はガス流による場合に比べ非常に小さいため、高アスペクト比の穴、溝の内部へは原料到達量が少なくなってしまい、表面処理に長時間が必要になってしまうことになる。
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a velocity boundary layer in the vicinity of a workpiece surface and a hole or groove having a high aspect ratio (aspect ratio,
Since the transport of reaction raw materials by diffusion is much smaller than that by gas flow, the amount of raw materials that reach the inside of holes and grooves with a high aspect ratio is reduced, requiring a long time for surface treatment. become.
また、PVD、プラズマエッチングといった反応原料粒子を物理的にワーク表面に衝突させて表面処理する場合は、高アスペクト比の溝、穴内部に反応原料粒子が到達できる飛来角度が狭くなり、原料到達量が減るため、表面処理が長時間になってしまう。 In addition, when reactive material particles such as PVD and plasma etching are physically impacted against the workpiece surface for surface treatment, the flying angle at which the reactive material particles can reach the inside of the grooves and holes with a high aspect ratio is narrowed, and the amount of material reached Therefore, the surface treatment takes a long time.
アスペクト比が高い穴が設けられた基板の成膜技術として、従来、特許文献1の方法が知られている。成膜の核となる材料を堆積するプロセスと成膜反応プロセスとを分けて実施することで、高アスペクト比の穴内へ高い被覆率で成膜させる方法が示されている。この方法は、高アスペクト比の穴内の表面反応を改善させる方法であって、反応ガスが到達し難いことを改善させるものではないため、反応材料、下地等が特定されて制約が生じ、任意の気相の表面処理はできない。
Conventionally, the method of
特許文献2の方法にみられるように、真空槽内の反応ガスを電離させて生成するプラズマを介して真空槽内の被処理物体を加工処理するに際し、被処理物体の加工処理プロセスの進行中に真空槽内の反応ガスの圧力を、0.1Pa超過の高圧値と、プラズマの維持が不可能な低圧値との間で、周期的に変動させて、プラズマ中の活性種の存在比率を制御することを特徴とする物体の加工処理方法が知られている。
As seen in the method of
この従来技術は、真空槽内の反応ガスの圧力を、高圧値と低圧値との間で周期的に変動させて、圧力が一定の条件ではプラズマを維持できないような低圧値における活性種の存在比率に近い、平均の存在比率を安定的に実現させるものである。この技術の圧力の変動の狙いは、新しい知見に基づいて、あくまでも真空槽内のプラズマ中の活性種の存在比率を制御すること目的としている。また、圧力が高いほど活性種同士の衝突回数が増え、活性度合いが失活してしまうので、この従来技術の場合できる限り低い圧力でプロセスを構成しようとしている。その際、ネックになるプラズマ生成圧力限界を下回る圧力でプロセスを組むことを狙ったものである。 In this conventional technique, the presence of active species at a low pressure value in which the plasma cannot be maintained under a constant pressure condition by periodically changing the pressure of the reaction gas in the vacuum chamber between the high pressure value and the low pressure value. An average existence ratio close to the ratio is stably realized. The purpose of the pressure fluctuation of this technology is to control the abundance ratio of active species in the plasma in the vacuum chamber based on new knowledge. In addition, since the number of collisions between active species increases and the degree of activity is deactivated as the pressure is higher, this conventional technique attempts to configure the process at the lowest possible pressure. At that time, the aim is to set up the process at a pressure below the plasma generation pressure limit that becomes a bottleneck.
この従来技術では、ガス流れ(連続流)ではなく、活性種(ラジカル、イオン)の自由運動、衝突の現象を対象としていると考えられ、ガス流れの流入出を対象とした装置となっていない。そして、高圧側が0.1Pa超過(高々、10Pa)程度であり、分子の平均自由工程(散乱で妨害されること無く進むことの出来る距離の平均値)は1〜100mmである。一般に、シリコンウエハの厚みは0.5〜1mmなので、高アスペクト比(5以上)の微細穴の穴寸法は、最大で200μm程度(代表長さ)となる。
したがって、この従来技術では、クヌーセン数(平均自由工程/代表長さ)が、5〜500程度となるため、微細穴周りは連続流でなく自由分子流(高度に希薄化された状態)の領域と考えられる(連続流となるためには、クヌーセン数<0.1が必要)。
In this prior art, it is considered that the target is not the gas flow (continuous flow), but the free movement of the active species (radicals and ions) and the phenomenon of collision, and the device is not intended for the inflow and outflow of the gas flow. . The high pressure side is over 0.1 Pa (at most 10 Pa), and the mean free path of the molecule (the average value of the distance that can travel without being disturbed by scattering) is 1 to 100 mm. In general, since the thickness of a silicon wafer is 0.5 to 1 mm, the hole size of a fine hole having a high aspect ratio (5 or more) is about 200 μm (representative length) at the maximum.
Therefore, in this prior art, the Knudsen number (average free process / representative length) is about 5 to 500, so the area around the microhole is not a continuous flow but a free molecular flow (highly diluted state). (Knusen number <0.1 is necessary for continuous flow).
自由分子流の状況では、流れの物質輸送に作用する影響は僅かで、活性種は、自由運動(熱運動)で、微細穴の出入りをするので、圧力が変動しても、流れによる物質の輸送現象は殆ど無いと言えるものである。
したがって、この従来技術でも、拡散による反応原料の輸送はガス流による場合に比べ非常に小さいため、高アスペクト比の穴、溝の内部へは原料到達量が少なくなってしまい、表面処理に長時間が必要になってしまうことになる。
In the situation of free molecular flow, there is little effect on the mass transport of the flow, and the active species move in and out of the microhole by free motion (thermal motion), so even if the pressure fluctuates, It can be said that there is almost no transport phenomenon.
Therefore, even in this conventional technology, since the transport of the reaction raw material by diffusion is very small compared to the case of using a gas flow, the amount of the raw material that reaches the inside of the holes and grooves having a high aspect ratio is reduced, and the surface treatment takes a long time. Will be needed.
特許文献3では、基板処理室の排気量の制御によらずに、圧力調整ガスにより、処理室の圧力を予め設定された一定圧力になるように制御する技術が開示されているに過ぎず、反応ガスの圧力を高圧値と低圧値との間で周期的に変動させるものではない。
本発明は、上記問題に鑑み、高アスペクト比の溝又は穴を有するワーク表面に表面処理する装置を提供するものである。 In view of the above problems, the present invention provides an apparatus for surface-treating a workpiece surface having a high aspect ratio groove or hole.
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、ワーク(1)の表面に形成された、2以上の高アスペクト比の穴又は溝(2)に、絶縁物又はシリコンに導電性を付与するための微小量の不純物をドープした材料を、埋め込むために、反応ガスを化学反応させる表面処理装置であって、該表面処理装置が、前記ワーク(1)の表面に前記反応ガスを化学反応させる処理室(3)と、前記反応ガスの導入経路を通じて前記処理室に前記反応ガスを供給する反応ガス供給部(6)と、前記反応ガスの導入経路とは別に、前記処理室に導入ガスを供給することにより前記処理室の圧力を変動させる圧力変動部(8)とを具備する表面処理装置において、6666Pa〜101325Paの範囲内で高圧と低圧に周期的に前記導入ガスの圧力を変動させて、前記導入ガスを、前記圧力変動部(8)から導入ガス供給部(7)を経由して前記処理室に供給することにより、前記処理室内の圧力を変動させて前記反応ガスを前記穴又は溝(2)に流入出させるようにした表面処理装置である。
In order to solve the above problems, the invention of
これにより、処理室内の圧力を周期的に変動させることで、ワーク表面の微小な溝、穴内へ強制的に反応ガスを導入、排出することで、ワーク表面全体を高速、高均一で表面処理できる。ガス流(連続流)発生下での表面処理であるので、処理室に導入ガスを供給することにより処理室の圧力を変動させることにより、高アスペクト比の穴、溝の内部に対しても、積極的に原料を到達させることができる。 As a result, by periodically changing the pressure in the processing chamber, the reactive gas is forcibly introduced and discharged into the minute grooves and holes on the workpiece surface, so that the entire workpiece surface can be surface-treated at high speed and with high uniformity. . Since it is a surface treatment under the occurrence of gas flow (continuous flow), by changing the pressure of the processing chamber by supplying the introduction gas to the processing chamber, even inside the holes and grooves with a high aspect ratio, The raw material can be positively reached.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記導入ガスの圧力を、0.1〜100Hzの周期で変動させることを特徴とする。
The invention of
請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記処理室(3)が上面部(3’)、側面部(3’’)、下面部(3’’’)から構成され、前記上面部(3’)には、前記反応ガス供給部(6)と、前記反応ガス供給部(6)を取り囲むように設置された前記導入ガス供給部(7)とが設けられ、前記下面部(3’’’)には、前記ワーク(1)が配置される支持台(4)が設けられていることを特徴とする。
これにより、圧力変動用の導入ガスが表面処理するワーク表面に到達しないようにすることができる。
According to a third aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the processing chamber (3) includes an upper surface portion (3 ′), a side surface portion (3 ″), and a lower surface portion (3 ′ ″). The part (3 ′) is provided with the reaction gas supply part (6) and the introduction gas supply part (7) installed so as to surround the reaction gas supply part (6). 3 ′ ″) is provided with a support base (4) on which the workpiece (1) is arranged.
Thereby, it is possible to prevent the introduced gas for pressure fluctuation from reaching the workpiece surface to be surface-treated.
請求項4の発明は、請求項3の発明において、さらに、前記側面部(3’’)にも前記導入ガス供給部(7)が設けられており、前記導入ガス供給部(7)が前記側面部(3’’)に設けられた複数個の導入穴を具備し、前記側面部(3’’)全体から前記導入ガスが前記処理室に供給されることを特徴とする。
これにより、処理室の側面から、ワークの表面処理に不適当な不純物の放出をより抑止することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the introduction gas supply unit (7) is further provided in the side surface portion (3 ''), and the introduction gas supply unit (7) A plurality of introduction holes provided in the side surface (3 ″) are provided, and the introduced gas is supplied to the processing chamber from the entire side surface (3 ″).
Thereby, it is possible to further suppress the release of impurities inappropriate for the surface treatment of the workpiece from the side surface of the processing chamber.
請求項5の発明は、請求項3又は4の発明において、前記圧力変動部(8)が、前記導入ガスのガス供給源(20)と、前記導入ガスの供給又は停止を周期的に制御するバルブ(21)とを具備することを特徴とする。これにより、ワーク表面の微小な溝又は穴内へ強制的に反応ガスを導入、排出することで、ワーク表面全体を高速、高均一で表面処理できる。
The invention according to
請求項6の発明は、請求項3又は4の発明において、前記圧力変動部(8)が、前記導入ガス供給部(7)に連結するシリンダ(22)と、該シリンダ(22)内を摺動するピストン(23)と、該ピストン(23)を周期的に伸縮駆動させるアクチュエータとを具備することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the third or fourth aspect of the present invention, the pressure fluctuation section (8) slides in the cylinder (22) connected to the introduced gas supply section (7) and the cylinder (22). It comprises a moving piston (23) and an actuator for periodically extending and contracting the piston (23).
請求項7の発明は、請求項3又は4の発明において、前記圧力変動部(8)が、前記導入ガス供給部(7)に連結する可変容量部(24)と、該可変容量部(24)を周期的に伸縮駆動させるアクチュエータを具備することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the third or fourth aspect of the invention, the pressure fluctuation section (8) is connected to the introduction gas supply section (7), and the variable capacity section (24) ) Is periodically expanded and contracted.
なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol attached | subjected above is an example which shows a corresponding relationship with the specific embodiment as described in embodiment mentioned later.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
図2は、ワーク1の表面に形成された溝又は穴2に、絶縁物又はシリコンに導電性を付与するための微小量の不純物をドープした材料2’が、埋め込まれた状態を説明する説明図である。図3は、本発明の一実施形態である表面処理装置にワーク1を搬入、搬出する説明図である。図4は、本発明の一実施形態である表面処理装置を示す概略図である。図5は、本発明の一実施形態における圧力変動装置8を示す概略図である。
ワーク1としては、シリコンウエハ、基板、半導体デバイスなどが挙げられる。表面処理としては、例示として、CVD、プラズマCVDなどが挙げられる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. About each embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the part of the same structure, and the description is abbreviate | omitted.
FIG. 2 is a diagram for explaining a state in which a
Examples of the
シリコンウエハ1上に形成した、幅1〜200μm、アスペクト比2以上の深溝又は穴2内に、シリコンに導電性を付与するための微小量の不純物をドープした材料2’を、熱CVD法、プラズマCVDなどで成膜して埋め込む一実施形態を以下に説明する。図2に示すように、材料2’を埋め込む場合について説明するが、溝又は穴に成膜する場合でも本発明が同様に適用できることは明らかである。シリコン高アスペクト比加工は、一般には開口部が数〜数十μm、深さは100μm以下のものが代表的である。
In a deep groove or
本実施形態の表面処理装置は、図3、4に示すように、上面部3’、側面部3’’、 下面部3’’’から構成された処理室3、ワークを載置する支持台4、加熱装置5、上面部3’において複数穴で連結した反応ガス供給部6、圧力変動装置8、圧力変動装置8からの圧力変動用の導入ガスを処理室3に導入する導入ガス供給部7、排気口9、排気ポンプ15、表面処理した装置を冷却する保持室11、排気ガスの除外装置12、搬送台13、及び、搬送装置14で構成される。
図3に示すように、ワークとしてのシリコンウエハ1は、処理室3に、表面処理するシリコンウエハ1が搬入、搬出される。他の搬送装置により、シリコンウエハ1は、搬送台13に載置された後、搬送装置14により、開閉機構のある扉10を通して処理室3に搬入され、シリコンウエハ1を保持する支持台4に載置される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the surface treatment apparatus of this embodiment includes a
As shown in FIG. 3, the
表面処理するシリコンウエハ1は台13上に載置されると、搬送装置14により処理室内に搬入される。搬送後、処理室の扉2を閉じ、処理室内はH2ガスで置換される。次にワーク加熱装置5にて表面処理する装置を処理温度(一例として約1000℃)まで加熱する。加熱後、反応ガスを反応ガス供給部6から供給する。反応ガスとしては、一例として、SiH4、SiH2Cl2、SiHCl3を成膜主原料とし、B2H6、PH3、AsH3などを適当量混合し、H2で希釈したものなどを用いる。
When the
図5に示す圧力変動装置8として、ガス供給源20、バルブ21から構成され、バルブ21は、ガス供給源20と処理室3との間に設置されている。ガス供給源20は、処理室3より高い圧力を供給する。一例としては、処理室内の2倍以上の圧力ガス(H2,N2,Ar等)を処理室3に供給する。表面処理を実施している間、バルブ21は、0.01〜1000Hz程度で開閉することで、0.01〜1000Hz程度の圧力変動を処理室に発生させる。
The
反応ガスは、反応ガス供給部6により、反応ガスの導入経路を通じて処理室3に供給される。また、反応ガスの導入経路とは別に、導入ガス供給部7により、処理室3に導入ガスが供給される。図4に示すように、導入ガス供給部7は、処理室3の上面部3’において、反応ガス供給部6を取り囲むように設置されている。処理室3の下面部3’’’には、ワークであるシリコンウエハ1が配置される支持台4が設けられている。圧力変動用の導入ガスが表面処理するワーク表面に到達しないように、処理室内に設置する導入ガス供給部7が、処理室3の上面部3’においてワーク位置以外の位置に設置されている。排気口9は、本実施形態では、導入ガス供給部7の噴出しに対応した処理室3の下面部3’’’であって、支持台4の外周に設けられている。
処理室壁面に沿う方向にガスを導入し、排気口まで到達させる処理室構造にすることで、ワークには圧力変動のための供給ガスを到達させずに表面処理をすることができる。このような、圧力調整用の導入ガス供給部7が、ワーク位置より外側に設置されて、不活性ガスを供給する仕組みにより、圧力変動付与と同時に、装置壁面を保護する機能を有している。導入ガスは壁面全体に沿って供給される。
The reaction gas is supplied to the
By adopting a processing chamber structure in which gas is introduced in a direction along the processing chamber wall surface and reaches the exhaust port, the workpiece can be surface-treated without reaching the supply gas for pressure fluctuation. By such a mechanism that the introduction
処理室内でワークであるシリコンウエハ1を表面処理反応させている時に、処理室内の圧力を周期的に変動させることで、ワーク表面の微小な溝又は穴内へ強制的に反応ガスを導入、排出することで、ワーク表面全体を高速、高均一で表面処理できる。圧力が変化する過程でワーク上の穴又は溝内へ原料ガスの流入、流出を起こし、原料を溝又は穴に供給する。1000Hz以上では圧力変動を発生させる設備構造が難しくなり、0.01Hz以下ではガス流を起こさせる圧力変動頻度が少なく、ガス流による原料供給作用が拡散に対して小さくなってしまう。導入ガスの圧力を、0.1〜100Hzの周期で変動させ、0.1〜100Hz程度の圧力変動を処理室に発生させることが好ましい。
When the
圧力変動の際は、処理室が低圧時は、溝、穴内からガスが排出され、高圧時に穴、溝内へ原料ガスが流入する。そのため、圧力変動幅(振幅)と変動周期が同じ場合、1周期において、より多くの原料を穴、溝内へ流入させるためには、低圧時間を短く、高圧の時間を長くすると良い。このため、低圧時間を1秒以下にできる排気能力がある設備が好ましい。圧力変動させれば、変動させない場合より深穴、溝内への原料ガス流入出を増加させることができる。矩形波、正弦波、三角波、のこぎり波、又は、これらの組み合わせで形成したカーブを用いることが出来る。
When the pressure fluctuates, the gas is discharged from the grooves and holes when the processing chamber is at a low pressure, and the raw material gas flows into the holes and grooves when the pressure is high. Therefore, when the pressure fluctuation width (amplitude) and the fluctuation cycle are the same, in order to allow more raw materials to flow into the holes and grooves in one cycle, it is preferable to shorten the low pressure time and lengthen the high pressure time. For this reason, the installation which has the exhaust capability which can make
所定の反応が得られたら、原料ガス供給、表面処理されたシリコンウエハ1(ワーク)の加熱を止め、不活性ガス(Ar、N2)を供給しながら搬送可能温度に到達するまで冷却する。搬送可能温度に到達したら、処理室の扉2を開き、搬送装置14にて処理室3から保持室(冷却室)11に搬送する。保持室(冷却室)11に搬送されたワークを取り出し温度に到達するまで冷却する。ワーク温度が取り出し温度まで到達したら、保持室11からワークを取り出す。
When a predetermined reaction is obtained, the supply of the raw material gas and the heating of the surface-treated silicon wafer 1 (workpiece) are stopped, and the inert gas (Ar, N 2 ) is supplied and cooled until the transportable temperature is reached. When the transferable temperature is reached, the
本実施形態の表面処理装置では、50〜760Torr(6666〜101325Pa)と高圧で、穴・溝幅1mm以下、好ましくは、微小穴・溝幅1〜200μmの製品を対象としており、クヌーセン数<0.1の領域でプロセスが構築される。
このため、ワーク1の表面に形成された、2以上の高アスペクト比の穴又は溝2に、絶縁物又はシリコンに導電性を付与するための微小量の不純物をドープした材料を、埋め込む場合、希薄気体力学(機械工学便覧基礎編α4等参照)でいうところの連続流が発生する。
The surface treatment apparatus of the present embodiment is intended for products having a high pressure of 50 to 760 Torr (6666 to 101325 Pa) and a hole / groove width of 1 mm or less, and preferably a microhole / groove width of 1 to 200 μm, and the Knudsen number <0. The process is built in the area of .1.
For this reason, when a hole or
一方、特許文献2の自由分子流の状況下では、拡散による反応原料の輸送はガス流による場合に比べ非常に小さい。このため、流れの物質輸送に作用する影響は僅かで、自由運動(熱運動)で、微細穴の出入りをするので、圧力が変動しても、流れによる物質の輸送現象は殆ど無いと言えるものである。
これに対して、本実施形態の表面処理装置は、ガス流(連続流)発生下での表面処理であるので、処理室3に導入ガスを供給することにより処理室の圧力を変動させることにより、高アスペクト比の穴、溝の内部に対しても、積極的に原料を到達させることができる。このため、表面処理に長時間かけずに、反応ガスを化学反応させ埋め込むことが出来るのである。
On the other hand, in the situation of the free molecular flow of
On the other hand, since the surface treatment apparatus of the present embodiment is a surface treatment under the generation of a gas flow (continuous flow), by supplying the introduction gas to the
次に、圧力変動装置8と導入ガス供給部7について、本発明の別の実施態様を説明する。図6は、本発明の他の一実施形態における導入ガス供給部7を示す概略図である。図7は、本発明の他の一実施形態における圧力変動装置8を示す概略図である。図8は、本発明の他の一実施形態における圧力変動装置8を示す概略図である。
Next, another embodiment of the present invention will be described for the
図6に示す本発明の他の一実施形態においては、処理室3の側面部3’’に、一箇所又は複数箇所、導入ガス供給部7が設けられている。この場合、導入ガス供給部7は、処理室3の上面部3’において設置しなくても良いが、処理室3の上面部3’にも導入ガス供給部7を設置したほうが、より好ましい。処理室3の上面部3’と、側面部3’’全面とから同時に導入ガスを供給すれば、処理室の側面から、ワークの表面処理に不適当な不純物の放出をより抑止することができる。
In another embodiment of the present invention shown in FIG. 6, one or more introduction
処理室3の側面部3’’全面から導入ガスを供給するには、処理室の側面部3’’に複数の導入穴を全体的に設置すると良い。導入ガス供給部7から導入ガスを導入穴に供給するには、導管で連結してもよいが、処理室の側面部3’’を外周から取り囲むようにして空間を設けて供給しても良い。処理室3の側面部3’’から導入ガスを供給する場合、処理室3の側面部3’’から供給する導入ガスの圧力を、処理室3の上面部3’から供給する導入ガスの圧力に比較して、導入ガスが表面処理を行うワーク表面に達しないように適宜調整すると良い。
In order to supply the introduction gas from the
圧力変動装置8の別の実施態様としては、図7に示すように、圧力変動部8が、導入ガス供給部7に導入穴で連結するシリンダ22と、シリンダ22内を摺動するピストン23と、ピストン23を周期的に伸縮駆動させるアクチュエータ(図示せず)とを具備するものであってもよい。さらに、図8に示すように、圧力変動部8が、導入ガス供給部7に連結する可変容量部24と、可変容量部24を周期的に伸縮駆動させるアクチュエータ(図示せず)を具備するものであってもよい。可変容量部24は、図8に示す蛇腹状の容量部やその他弾性体で構成されたものであっても良い。上記2つの別の実施態様において、導入ガス供給部7から導入ガスを導入穴に供給するには、導管で連結してもよいが、処理室の側面部3’’を、外周全体で取り囲むようにした空間を設けて供給しても良い。
As another embodiment of the
したがって、内部でピストンが往復する閉空間が表面処理室と連結しており、またピストンが処理室の反対側から往復動作させる装置を備えているので、ピストンにより処理室内に高圧ガスが周期的に導入され、処理室内に圧力周期が生じる。また、容積変化する圧力変動発生用の閉空間が表面処理室と連結しており、また圧力変動発生用の閉空間が外側から周期的に容積変化させる装置を備えているので、容積変化により、処理室内に高圧ガスが周期的に導入され、処理室内に圧力周期が生じる。 Therefore, the closed space in which the piston reciprocates is connected to the surface treatment chamber, and the piston is provided with a device that reciprocates from the opposite side of the treatment chamber. As a result, a pressure cycle is generated in the processing chamber. In addition, since the closed space for generating pressure fluctuation that changes in volume is connected to the surface treatment chamber, and the closed space for generating pressure fluctuation includes a device that periodically changes the volume from the outside, A high-pressure gas is periodically introduced into the processing chamber, and a pressure cycle is generated in the processing chamber.
1 ワーク、シリコンウエハ
2 穴又は溝
3 処理室
4 支持台
5 加熱装置
6 反応ガス供給部
7 導入ガス供給部
8 圧力変動部
9 排気口
10 扉
20 ガス供給源
21 バルブ
22 シリンダ
23 ピストン
24 可変容量部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
該表面処理装置が、前記ワーク(1)の表面に前記反応ガスを化学反応させる処理室(3)と、前記反応ガスの導入経路を通じて前記処理室に前記反応ガスを供給する反応ガス供給部(6)と、前記反応ガスの導入経路とは別に、前記処理室に導入ガスを供給することにより前記処理室の圧力を変動させる圧力変動部(8)とを具備する表面処理装置において、
6666Pa〜101325Paの範囲内で高圧と低圧に周期的に前記導入ガスの圧力を変動させて、前記導入ガスを、前記圧力変動部(8)から導入ガス供給部(7)を経由して前記処理室に供給することにより、前記処理室内の圧力を変動させて前記反応ガスを前記穴又は溝(2)に流入出させるようにした表面処理装置。 In order to embed an insulator or a material doped with a minute amount of impurities for imparting conductivity to silicon in a hole or groove (2) having a high aspect ratio of 2 or more formed on the surface of the work (1) And a surface treatment apparatus for chemically reacting the reaction gas,
The surface treatment apparatus has a treatment chamber (3) that chemically reacts the reaction gas with the surface of the workpiece (1), and a reaction gas supply unit that supplies the reaction gas to the treatment chamber through the reaction gas introduction path ( 6) and a surface treatment apparatus comprising a pressure fluctuation section (8) for varying the pressure of the processing chamber by supplying the introduction gas to the processing chamber separately from the reaction gas introduction path,
The pressure of the introduced gas is periodically fluctuated between high pressure and low pressure within a range of 6666 Pa to 101325 Pa, and the treatment of the introduced gas from the pressure fluctuation section (8) through the introduction gas supply section (7). A surface treatment apparatus in which the reaction gas is caused to flow into and out of the hole or groove (2) by changing the pressure in the treatment chamber by supplying to the chamber.
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