JPH0230126A

JPH0230126A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JPH0230126A
Application number: JP18057888A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Mihara; 智三原
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-07-20
Filing date: 1988-07-20
Publication date: 1990-01-31

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】〔概要］本発明は、半導体基板を冷却する機能を存する微細化に
適した半導体製造装置、特に冷却中に冷媒の輸送管の周
囲に水分が結露したり、該水分が凍りついたりするのを
防止した微細化に適した半導体製造装置に関し、冷媒の輸送管の腐食・破損又は装置の漏電および装置の
大型化を防止し、半導体製造装置の耐久性、安全性およ
びコンパクト性を向上することを目的とし、少なくとも冷却するための冷媒の輸送管の周囲に水分が
結露したり、該水分が凍りついたりするのを防止する程
度に該輸送管の周囲の圧力を下げることを特徴とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、半導体基板を冷却する機能を有する微細化に
適した半導体製造装置、特に冷却中に冷媒の輸送管に水
分が結露したり、該水分が凍りついたりするのを防止し
た微細化に適した半導体製造装置に関する。

近年、半導体ＩＣにおいては、微細化のため種々のドラ
イエツチング技術が開発されてきたが、更に加工精度を
向上するためエンチングされる半導体基板を冷却しなが
ら処理をおこなう方法が開発されている。

ところが冷却するための冷媒を輸送する管に周囲の大気
中の水分が結露したり、又凍りついたりして輸送管を腐
食・破損したり、装置が漏電したリする問題を生起して
いる。

この問題点を解決する為、種々の対策が講じられている
。

〔従来の技術〕

第４図は、従来の改良された半導体製造装置の概念模式
図である。

図において、１０１は半導体基板の処理をおこなう真空
チャンバ、１０２は半導体基板を冷却するための冷却器
、１０３はエタノール等の冷媒を真空チャンバ（１０２
）内の半導体基板まで送る例えばステンレスの輸送管、
１０４は断熱材を示す。

断熱材（１０４）は、冷たい輸送管（１０３）を覆い、
外気がその冷たい輸送管（１０３）の表面にふれて結露
を生じさせないようにするために用いられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし上述の従来の半導体製造装置によると、輸送管（
１０３）を覆った断熱材（１０４）は完全ではなく、そ
の継ぎ目等で輸送管（１０３）は結露を生じたり、凍り
ついたりして、輸送管（１０３）の腐食・破損又は装置
の漏電などの問題が生じていた。

又上述の問題が生じないように、輸送管（１０３）を断
熱材（１０４）で完全に覆おうとすると、管が太くなり
装置が大きくなる欠点があった。

そこで本発明は、上記の問題点を解決し、半導体製造装
置の耐久性・安全性およびコンパクト性を向上すること
を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、半導体基板を冷却する機能を有する半導体
製造装置において、少なくとも冷却するための冷媒の輸
送管に水分が結露したり、凍りついたりするのを防止す
る程度に該輸送管の周囲の圧力を下げることを特徴とす
る半導体製造装置によって達成される。

〔作用］即ち本発明によれば、第１図に本発明の半導体製造装置
の概念模式図に示すように、冷媒を真空チャンバ（１）
内の半導体基板まで送る輸送管（３）を密閉管（５）で
包みこみ、排気口（６）より密閉管（５）内のガスを排
気し、その内部の圧力を、第３図の水の状態図に示すよ
うに、輸送する冷媒の種類によって決まる輸送管（３）
の有する一定の温度で、少なくとも水または氷が生じな
い程度まで下げることにより、結露又は氷結による輸送
管（３）の腐食・破損又は装置の漏電を防止すること、
また断熱材を用いる必要がないので、装置のコンパクト
性を向上することが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の一実施例により具体的に説明する
。

第２図は、本発明に係る平行平板型反応性スパンタエッ
チング装置の模式図である。

図において、２は例えばエタノールを冷媒とする冷却器
、３は冷媒をエツチングチャンバ（１１）内の半導体基
板（１３）まで送るステンレス製の輸送管、５は輸送管
（３）を包みこみ、排気口（６）よりガスを排気して圧
力を下げるための密閉管、１２は反応ガス入口（１５）
より導入された反応ガスをプラズマ化し、あるいは活性
化し、半導体基板（１３）にイオン活性な原子あるいは
ラジカル分子を導くための陽極電極、１４はエンチング
される半導体基板（１３）を載置する陽極電極（１２）
と対をなす陰極電極、１６は真空チャンバ（１１）内を
一定圧力に保つための排気口であり、１．１７は陰極電
極を負の電位に保つためのコンデンサ、１８はプラズマ
イオンをつくり、コンデンサ（１７）に充電するととも
にプラズマイオンを半導体基板（１３）に導くための高
周波電源を示す。

ところで、この平行平板型反応性スパッタエツチング装
置を使ったＳｉのエツチングの原理について第２図面の
簡単な説明すると、まず陰極電極（１４）上にＳｉ基板
（１３）を載置して、真空チャンバ（１１）を密閉し、
排気口キ（１６）より排気する。同時に排気口（６）よ
り密閉管（５）を排気しながら、より冷たいエタノール
（〜−７０°Ｃ）を冷媒として真空チャンバ（１１）内
のＳｉ基板を冷却するため、輸送管（３）をとおして循
環させる。次に真空チャンバ（１１）内に反応ガス入口
（１５）より反応ガスＳＦ、を流量１００ｃｃ／ｍｉｎ
で導入して圧力を約Ｑ、　ｌ　ｔｏｒｒとし、高周波電
源により高周波電力（パワー４００Ｗ、周波数１３．５
６ＭＨｚ　）を印加する。真空チャンバ（１１）内の反
応ガスは、電子を放電してＦ９や中性ラジカルなどを発
生する。

しかし、電子の移動度はイオンのそれに比べて大きいの
で、陰極電極（１４）が正のときに電子のみが陰極型１
（１４）に到達して、コンデンサ（１７）を介して電流
が流れ、コンデンサ（１７）が負に充電される。この結
果陰ｐｉ降下が生じて、陰極電極（１４）表面近傍にイ
オンシース層ができて、数百ｖ程度の陰極電極（１４）
へ向かう電圧が生じる。この電圧によりＦ９イオンは加
速され、Ｓｉ基板（１３）に衝突して異方性エツチング
が進行する。ところがプラズマ中に存在する中性ラジカ
ルにより化学的エツチングも同時に進行する。この化学
的エツチングは等方性な性質をもち、Ｓｉｉ板（１３）
の微細化を目的とした工、チング形状に悪影響を及ぼす
。この欠点を避けるため、Ｓｉ基板（１３）を冷却して
、化学的エツチングを抑制することが行われている。こ
うすることにより理想的に近い微細化に適した異方性エ
ツチング形状が得られる。

同様に、平行平板型反応性イオンエツチングにおいても
、より異方性の大きいエツチング形状を得たい時は、Ｓ
ｉ基板を冷却しながらエツチングを行うことができる。

一方、冷媒メタノールを循環させている輸送管（３）は
、約−７０°Ｃの温度を有するが、この輸送管（３）を
包みこんでいる本発明に係る装置の要部である密閉管（
５）内部の圧力をＱ、１ｔｏｒｒに保っているので、第
３図の水の状態図に示されるように、輸送管（３）の表
面に水分が結露したり、凍ったりすることはない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、微細化に適したエ
ンチング形状を得るために、半導体基板を冷却するのに
、冷媒の輸送管の周囲の気圧を下げ、輸送管の表面の結
露・氷結を防止しているので、輸送管の腐食や破損又は
漏電の防止ができ、装置の耐久性・安全性の向上が図れ
る。また断熱材も必要としないので、装置のコンパクト
性の向上も図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の半導体製造装置の概念模式第２図は
、本発明の一実施例の平行平板型反応性スパンタエッチ
ング装置図、第３図は、水の状態図、第４図は、従来例の半導体製造装置の概念模式（符号の
説明）１．１１．１０１・・・真空チャンバ、２．１０２・・
・冷却器、３．１０３・・・輸送管、１０４・・・断熱材、５・・・密閉管、６．１６・・・排気口、排気口↓、１２・・・陽極電極１３・・・半導体基板、１４・・・陰極電極、１５・・・反応ガス入口、１７・・・コンデンサ、１８・・・高周波電源、ＩＮ、ＯＵＴ・・・冷媒の入口、出口、を示す。

Claims

【特許請求の範囲】半導体基板を冷却する機能を有する半導体製造装置にお
いて、少なくとも冷却するための冷媒の輸送管の周囲に水分が
結露したり、該水分が凍りついたりするのを防止する程
度に、該輸送管の周囲の気圧を下げることを特徴とする
半導体製造装置。