JP4987219B2 - Etching equipment - Google Patents

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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底部の基板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 substrate surface at the bottom of a contact hole 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、多数の処理対象物の高速処理が可能で、かつ、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 in order to solve the above-described problems of the conventional technology, and can process a large number of processing objects at high speed and ensure in-plane uniformity of the processing objects after processing. An object of the present invention is to provide an etching apparatus that can perform the above-described process.

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、真空処理槽内に所定間隔で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鉛直方向に延びるパイプ形状の第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当該第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し前記第１の処理ガス導入部の第１のノズル部を挟む位置に設けられた複数の第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２のノズル部が、前記第１のノズル部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２の処理ガス導入部が、前記第１の処理ガス導入部の第１のノズル部を挟む位置に設けられた二つの第２のノズル部を有しているものである。
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及び第２の処理ガス導入部が、前記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ているものである。
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６記載の発明は、請求項１乃至５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。 The invention according to claim 1 made to achieve the above object is an etching apparatus for etching a natural oxide film on a surface of a semiconductor wafer, which is a processing object arranged at a predetermined interval 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; and NF 3 gas as a second processing gas. A pipe that extends in the vertical direction, and has a plurality of inlets for introducing the first processing gas into the vacuum processing tank. comprising a first nozzle portion having a shape, to direct each between the first nozzle portion a plurality arranged processing object multiple introduced from the inlet was the first process gas at the predetermined intervals Configured and said Multiple processing gas introducing unit, provided the second process gas to the first position sandwiching the nozzle portion of the plurality having the first processing gas inlet introducing port for introducing into said vacuum processing vessel the second includes a nozzle portion, configured to direct respectively between the plurality arranged processing object a plurality of the second processing gas introduced from the inlet at the predetermined intervals of the second nozzle portion of the The inlets of the first and second nozzle portions are provided so as to be positioned between all of the plurality of processing objects arranged at the predetermined interval, and the processing object is disposed in the vacuum processing tank. An etching apparatus configured to rotate .
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the second nozzle portion is provided at a position that is symmetric with respect to the gas introduction direction of the first nozzle portion. .
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the second processing gas introduction part sandwiches the first nozzle part of the first processing gas introduction part. It has two 2nd nozzle parts provided in.
The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the first and second processing gas introduction sections guide the processing gas to a central portion of the processing object. It is configured.
The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4 , 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.
The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5 , wherein the first and second nozzle portions are provided at a position at an equal distance from a central portion of the processing object. It has an inlet .

本発明の場合、第２の処理ガス導入部が、第１のガス導入部に設けられた第１のノズル部を挟む位置に設けられた複数（例えば二つ）の第２のノズル部を有していることから、第２の処理ガスが、第１のガス導入部から導入された第１の処理ガスの例えばガスカーテン状態となり、その結果、第１の処理ガスの流れに対して左右対称的な状態で第２の処理ガスを流すことができ、比較的短寿命の第１の処理ガスを効率良く処理対象物上に導くことができる。また、これにより処理対象物の表面に対して均一な状態で反応性中間生成物が生成されるため、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, the second process gas introduction part has a plurality of (for example, two) second nozzle parts provided at positions sandwiching the first nozzle part provided in the first gas introduction part. Therefore, the second processing gas becomes, for example, a gas curtain state of the first processing gas introduced from the first gas introduction unit, and as a result, is symmetrical with respect to the flow of the first processing gas. In this state, the second processing gas can be flowed, and the first processing gas having a relatively short life can be efficiently guided onto the processing object. Moreover, since a reactive intermediate product is produced | generated in a uniform state with respect to the surface of a process target object by this, it becomes possible to improve the in-plane uniformity after a process.

また、本発明によれば、短寿命のガスを効率良く導入することができるので、処理速度を向上させることが可能になる。   In addition, according to the present invention, it is possible to efficiently introduce a short-lived gas, so that the processing speed can be improved.

本発明において、第２のノズル部が、第１のノズル部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の処理ガスの流れに対する第２の処理ガスの対称性を向上させることができ、これにより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。   In the present invention, when the second nozzle portion is provided at a position that is symmetrical with respect to the gas introduction direction of the first nozzle portion, the second processing gas with respect to the flow of the first processing gas. The in-plane uniformity after processing can be further improved.

また、第１及び第２のガス導入部が、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ている場合には、処理対象物の表面に対してより均一な状態で反応性中間生成物が生成され、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。   In addition, when the first and second gas introduction units are configured to guide the processing gas to the central portion of the processing target, the reactivity is more uniform with respect to the surface of the processing target. An intermediate product is generated, and the in-plane uniformity after processing can be further improved.

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。
Further, in the present invention, the first and second nozzle portions of the first and second gas introduction portions respectively introduce the processing gas between a plurality of processing objects arranged at a predetermined interval. A plurality of inlets for the first and second nozzle portions are provided so as to be positioned between all the processing objects arranged at a predetermined interval. In-plane uniformity after processing can be improved for a large number of processing objects, and uniformity among multiple processing objects can be improved, so that a large number of processing objects can be made uniform in a short time. Can be processed.
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.

本発明によれば、多数の処理対象物を高速に処理することができるとともに、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。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to process many process target objects at high speed, the in-plane uniformity of the process target object after a process 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１の断面図及び図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.
FIG. 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 of FIG. FIG.
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 configured to be introduced through an introduction pipe (first nozzle portion) 31 provided in the 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.

一方、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, in the present embodiment, a second gas introduction part (second process gas introduction part) 40 is provided so as to sandwich the introduction pipe 31 of the first gas introduction part 30.

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、鉛直方向に延びる一対のパイプ形状のシャワーノズル（第２のノズル部）４１、４２を有している。 The second gas introduction unit 40 includes a pair of pipe-shaped shower nozzles (second nozzle units) 41 and 42 that are connected to a gas supply source (not shown) and extend 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、それぞれ複数の導入口４３、４４が設けられている。
シャワーノズル４１の各導入口４３、４４は、例えば円形に形成されている。 The shower nozzles 41 and 42 are provided with a plurality of introduction ports 43 and 44, respectively.
The introduction ports 43 and 44 of the shower nozzle 41 are 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、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 diameters of the introduction ports 43 and 44 of the shower nozzle 41 are not particularly limited, but are preferably smaller than the distance 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、４４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 inlet 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、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、４２の各導入口４３、４４の方向が設定されている。 Between these semiconductor wafers 10, the directions of the inlets 43 and 44 of the shower nozzles 41 and 42 are set so as to introduce NF 3 toward the central portion of each 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、４４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 this embodiment, the introduction port 32 of the introduction pipe 31 on the H radical introduction side and the introduction ports 43 and 44 of the shower nozzle 41 on the NF 3 introduction side are connected to the semiconductor wafer 10. However, for convenience of explanation, in FIG. 4, they are drawn at different distances from the central part 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及び第２のガス導入部３０、４０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。   Further, in the case of the present embodiment, a discharge unit 50 is provided at a position facing the first and second gas introduction units 30 and 40 of the vacuum processing tank 3, and vacuum exhaust is performed via the discharge unit 50. It is configured.

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から水素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、４２の導入口４３、４４からＮＦ3を導入し、これらを混合させて反応させる。 And as shown in FIG. 4, while introducing the hydrogen radical from the inlet 32 of the inlet pipe 31 of the 1st gas introduction part 30, the inlet 43 of the shower nozzles 41 and 42 of the 2nd gas introduction part 40, NF 3 is introduced from 44, and these are mixed and reacted.

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→ＮＨXＦY（ＮＨ4ＦＨ、ＮＨ4ＦＨＦ等）
ＮＨXＦY＋ＳiＯ2→（ＮＨ4Ｆ）ＳｉＦ6＋Ｈ2Ｏ↑

すなわち、ＮＨXＦY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、第２のガス導入部４０が、第１のガス導入部３０の導入管３１を挟む位置に設けられた二つのシャワーノズル４１、４２を有していることから、ＮＦ3ガスが、第１のガス導入部３０から導入されたＨラジカルの例えばガスカーテン状態となり、その結果、Ｈラジカルの流れに対して左右対称的な状態でＮＦ3ガスを流すことができ、比較的短寿命のＨラジカルを効率良く半導体ウェーハ１０上に導くことができる。また、これにより半導体ウェーハ１０の表面に対して均一な状態で反応性中間生成物が生成されるため、処理後の面内均一性を向上させることが可能になる。
(NH 4 F) 2 SiF 6 → NH 3 ↑ + HF ↑ + SiF 4 ↑

As described above, according to the present embodiment, the second gas introduction unit 40 has the two shower nozzles 41 and 42 provided at positions sandwiching the introduction pipe 31 of the first gas introduction unit 30. Therefore, the NF 3 gas becomes, for example, a gas curtain state of the H radical introduced from the first gas introduction unit 30. As a result, the NF 3 gas is symmetric with respect to the flow of the H radical. The H radicals having a relatively short lifetime can be efficiently guided onto the semiconductor wafer 10. Moreover, since a reactive intermediate product is produced | generated in a uniform state with respect to the surface of the semiconductor wafer 10 by this, it becomes possible to improve the in-plane uniformity after a process.

また、本実施の形態によれば、短寿命のＨラジカルを効率良く導入することができるので、処理速度を向上させることが可能になる。   In addition, according to the present embodiment, it is possible to efficiently introduce short-lived H radicals, so that the processing speed can be improved.

特に、本実施の形態においては、第２のガス導入部４０のシャワーノズル４１、４２が、第１のガス導入部３０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ことから、Ｈラジカルの流れに対するＮＦ3ガスの対称性を向上させることができ、比較的短寿命の第１の処理ガスをより効率良く処理対象物上に導くことができる。 In particular, in the present embodiment, the shower nozzles 41 and 42 of the second gas introduction unit 40 are provided at positions that are symmetrical with respect to the gas introduction direction of the first gas introduction unit 30. The symmetry of the NF 3 gas with respect to the flow of H radicals can be improved, and the first processing gas having a relatively short life can be more efficiently guided onto the processing object.

しかも、第１及び第２のガス導入部３０、４０が、半導体ウェーハ１０の中央部分にそれぞれＨラジカルとＮＦ3ガスをを導くように構成されていることから、半導体ウェーハ１０の表面に対してより均一な状態で反応性中間生成物が生成され、処理後の面内均一性をより向上させることができる。 In addition, since the first and second gas introduction units 30 and 40 are configured to guide H radical and NF 3 gas to the central portion of the semiconductor wafer 10, respectively, A reactive intermediate product is produced in a more uniform state, and the in-plane uniformity after treatment can be further 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、４４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（多数）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、多数の半導体ウェーハ１０を短時間で均一に処理することができる。 Further, in the present embodiment, the plurality of semiconductor wafers 10 in which the introduction port 32 of the first gas introduction unit 30 and the introduction ports 43 and 44 of the second gas introduction unit 40 are arranged at a predetermined interval. Since the H radicals and the NF 3 gas are respectively introduced between the plurality of semiconductor wafers 10, the in-plane uniformity after processing can be improved for a plurality of (many) semiconductor wafers 10. Uniformity between objects to be processed can be improved, and a large number of semiconductor wafers 10 can be uniformly processed in a short time.

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を挟む位置に二つのシャワーノズル４１、４２を設けるようにしたが、本発明はこれに限られず、第１のガス導入部３０の導入管３１を挟む位置であれば、４つ以上設けることも可能である。   For example, in the above-described embodiment, the two shower nozzles 41 and 42 are provided at a position between which the introduction pipe 31 of the first gas introduction unit 30 is sandwiched, but the present invention is not limited to this, and the first It is also possible to provide four or more if it is a position that sandwiches the introduction pipe 31 of the gas introduction unit 30.

また、上述の実施の形態においては、第１及び第２のガス導入部３０、４０が、半導体ウェーハ１０の中央部分にそれぞれＨラジカルとＮＦ3ガスを導くように構成したが、本発明はこれに限られず、処理後の面内均一性を損なわない限り、ＨラジカルとＮＦ3ガスの導入方向を適宜変更することができる。 In the above-described embodiment, the first and second gas introduction units 30 and 40 are configured to guide the H radical and the NF 3 gas to the central portion of the semiconductor wafer 10, respectively. However, the introduction direction of the H radical and the NF 3 gas can be appropriately changed as long as the in-plane uniformity after the treatment is not impaired.

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＞
上述したエッチング装置を用い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>
The surface of the semiconductor wafer was etched using the etching apparatus described above.

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、１．５ｓｌｍ、ＮＦ3の流量は、５ｓｌｍとし、真空処理槽内の圧力が１Ｐａとなるように調整した。 The NH 3 flow rate was adjusted to 1.5 slm, the flow rate of NF 3 was adjusted to 5 slm, and the pressure in the vacuum processing tank was adjusted to 1 Pa.

＜比較例＞
第２のガス導入部のシャワーノズルを１本だけ設け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>
The etching process was performed under the same conditions as in the example except that only one shower nozzle of the second gas introduction part was provided.

図５は、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、図６は、実施例と比較例によるエッチングレートを示すグラフである。   FIG. 5 is a graph showing in-plane uniformity after etching according to the example and the comparative example, and FIG. 6 is a graph showing etching rates according to the example and the comparative example.

図５に示すように、実施例のエッチング装置は、比較例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. 5, 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 apparatus of the comparative example.

また、図６に示すように、各位置の半導体ウェーハのエッチングレートも大幅に向上していることが理解される。   Moreover, as shown in FIG. 6, it is understood that the etching rate of the semiconductor wafer at each position is also greatly improved.

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. 同エッチング装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 etching apparatus 図１の断面図及び図２のＡ−Ａ線断面図1 and AA line cross-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 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 実施例と比較例によるエッチングレートを示すグラフThe graph which shows the etching rate by an Example and a comparative example

符号の説明Explanation of symbols

１…エッチング装置 ３…真空処理槽 ５…ランプヒーター １０…半導体ウェーハ（処理対象物） １１…ボート ２０…ターンテーブル ２１…ボールねじ 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、４２…シャワーノズル（第２のノズル部） ４３、４４…導入口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Etching apparatus 3 ... Vacuum processing tank 5 ... Lamp heater 10 ... Semiconductor wafer (object to be processed) 11 ... Boat 20 ... Turntable 21 ... Ball screw 30 ... 1st gas introduction part (1st process gas introduction part) 31 ... Introducing pipe (first nozzle part) 32 ... Introducing port 40 ... Second gas introducing part (second processing gas introducing part) 41, 42 ... Shower nozzle (second nozzle part) 43, 44 ... Introducing mouth

Claims (6)

真空処理槽内に所定間隔で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鉛直方向に延びるパイプ形状の第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当該第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し前記第１の処理ガス導入部の第１のノズル部を挟む位置に設けられた複数の第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。 An etching apparatus for etching a natural oxide film on the surface of a semiconductor wafer, which is a processing object arranged at predetermined intervals 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 part includes a pipe-shaped first nozzle part extending in a vertical direction and having a plurality of introduction ports for introducing the first process gas into the vacuum processing tank, and the first nozzle Each of the first processing gases introduced from a plurality of inlets of the part is guided between the plurality of processing objects arranged at the predetermined interval,
The second processing gas introduction part has a plurality of introduction ports for introducing the second processing gas into the vacuum processing tank, and is provided at a position sandwiching the first nozzle part of the first processing gas introduction part. A plurality of second nozzle portions provided, and the second processing gas introduced from the plurality of inlets of the second nozzle portion is guided between the plurality of processing objects arranged at the predetermined intervals. is configured to,
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 . 前記第２のノズル部が、前記第１のノズル部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請求項１記載のエッチング装置。 The etching apparatus according to claim 1, wherein the second nozzle portion is provided at a position that is symmetrical with respect to a gas introduction direction of the first nozzle portion . 前記第２の処理ガス導入部が、前記第１の処理ガス導入部の第１のノズル部を挟む位置に設けられた二つの第２のノズル部を有している請求項１又は２のいずれか１項記載のエッチング装置。   3. The method according to claim 1, wherein the second process gas introduction part has two second nozzle parts provided at positions sandwiching the first nozzle part of the first process gas introduction part. An etching apparatus according to claim 1. 前記第１及び第２の処理ガス導入部が、前記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ている請求項１乃至３のいずれか１項記載のエッチング装置。   The etching apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the first and second processing gas introduction units are configured to guide the processing gas to a central portion of the processing object. 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請求項１乃至４のいずれか１項記載のエッチング装置。 Wherein the first at least one nozzle section of the inlet and of the inlet of the second nozzle portion of the any one of intervals smaller claims 1 to 4 between its caliber plurality of the processing object The etching apparatus as described. 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請求項１乃至５のいずれか１項記載のエッチング装置。 The etching apparatus according to any one of claims 1 to 5 , wherein the first and second nozzle portions have an introduction port provided at an equal distance from a central portion of the processing object .
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