JPH0425122A - 半導体処理装置 - Google Patents

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、半導体製造ガスを用いるドライプロセス装置
に関し。

微量のパーティクルも発生させることなく、半導体基板
を回転させる方法を提供することを目的とし。

■傾斜角度を持って、複数個のガス吹出口が基板ホルダ
内に斜め放射状に設けられ、該基板ホルダ」二に半導体
基板が装填され、該半導体基板の下側から反応ガスが吹
き出して、該半導体基板を反応ガスの吹き出し方向に回
転せしめる構造を有するように。

■該基板ホルダに導入する反応ガスを、不活性ガスで希
釈して導入するように。

■該基板ホルダに導入するガスとは別個に１反応室にガ
ス導入口を設けるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、半導体製造ガスを用いるドライブロセス装置
に関する。

近年、高集積化、高微細化に伴い、シリコンや反応ガス
との微細な反応生成物が、防塵上大きな問題となってく
る。

このため、処理装置内のパーティクルの発生を極力防ぐ
ことが必要がある。

〔従来の技術〕

従来から、半導体基板の薄膜成長やエツチングに９反応
ガスを用いたドライプロセス装置が各種ある。

これらの装置に共通している基本的な形状は。

反応ガスを励起させる励起源（例えば、熱、プラズマ、
光等）と９反応を促進させる熱源と、半導体基板を支え
る基板ホルダーと９反応室、ガスの導入口、排気口から
構成されている。

このような装置の課題は、励起源や熱原のエネルギー分
布を受けて、薄膜成長やエツチングの半導体基板面内分
布にばらつきが生じるのをいかに低く抑えるかというこ
とである。

〔発明が解決しようとする課題〕 面内分布のばらつきを抑えるのに一番簡潔な方法は、半
導体基板を回転させる事である。ところが１反応室内に
回転軸受けが存在すると、軸受けの磨耗により、軸受は
母材よりパーティクルが発生し、プロセスに悪影響を及
ぼす。

特に、近年は半導体素子寸法が微細化しており。

半導体基板上の微量なパーティクルが原因で半導体素子
が不良状態になる。

すなわち１反応室内には機械的に動作する部分を作るこ
とは出来ない。

そこで１本発明は、基板ホルダの形状を工夫して１機械
的な接触を一切なくシ、パーティクルを発生させること
なく、半導体基板を回転させる方法を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の構成の
一実施例の透視斜視図、第３図は本発明の実施例の模式
断面図である。

図において、１は半導体基板、２は基板ホルダ。

３はガス吹出口、４はガードリング、５はガス導入口、
６は反応室、７は第２のガス導入口、８は紫外線ランプ
、９は赤外線ヒータ、　１０は排気口である。

第１図（ａ）に斜視図で、第１図（ｂ）に断面図で示す
ように、基板ホルダ２は半導体基板Ｉが水平になるよう
に置かれる。この基板ホルダ２は表面が平滑で、斜め放
射状にガス吹出口３が複数個、半導体基板１の回転方向
に、角度を持って設けられている。

ガス吹田口３は基板ホルダ２の面に対して角度θをもっ
て斜めに取り付けられている。従って。

ガス導入口５から反応ガスを導入すると、ガスはガス吹
出口３から斜めに基板ホルダー２の表面に吹き出す。

そして、この基板ホルダ２の」二に半導体基板１を水平
にセットすると、下側からのガスの吹き出しにより半導
体基板１は浮上し、ガスと半導体基板１の裏面の粘性に
より、ガスの吹出方向に回転する。

半導体基板ｌは横にずれないように、ガイドリング４が
基板ホルダ２内の側壁に設けられている。

また、ガイドリング４と半導体基板２の接触を避けるた
めに、ガイドリング４の壁面にもガス吹出口を設ける方
法も考えられる。また９反応ガスは半導体基板１の下方
から均等に吹き出すため１反応室内のガス分布も均一と
なる。

このように９本発明によれば、完全に非接触な方法で半
導体基板１を回転させることができる。

即ち１本発明の目的は、第１図、第２図、第３図（ａ）
に示すように、゛先ず、傾斜角度を持って。

複数個のガス吹出口３が基板ホルダ２内に斜め放射状に
設けられ、該基板ホルダ２上に半導体基板１が装填され
、該半導体基板ｌの下側から反応ガス５が吹き出して、
該半導体基板１を反応ガス５の吹き出し方向に回転せし
める構造を有することにより、また、第３図（ｂ）に示
すように、該基板ホルダ２に導入する反応ガスを、不活
性ガスで希釈して導入することにより、或いは、第３図
（Ｃ）に示すように、該基板ホルダ２に導入するガスと
は別個に１反応室６に第２のガス導入ロアを設けること
により達成される。

〔作用〕

本発明では、第１図のように、斜め方向に複数取り付け
たガス吹き出し口により、ガスを噴出させることによっ
て、基板が浮き上がり、基板が回転する。

〔実施例〕

第２図は本発明の構成の一実施例の透視斜視図。

第３図は実施例の模式断面図である。

本発明は１反応室６内の圧力の大小や１反応ガスが必要
とする流量により９反応ガスの導入の仕方が幾通りか考
えられる。ここでは、光励起プロセスを例にとって説明
する。

まず、始めの実施例は、基板ホルダから導入するガスに
反応ガスをそのまま導入する場合である。

第３図（ａ）に示すように、基板ホルダ２の上方向から
ガスを励起させる紫外線ランプ８を、下方向には半導体
基板１を加熱する赤外線ヒータ９を配置させる。

排気口１０は反応室の上部側面の適当な位置に設ける。

この方法は１反応ガスの必要とする圧力が数百Ｔｏｒｒ
から数十Ｔｏｒｒと、定圧から減圧の比較的高い圧力領
域で有効で、半導体基板１は効果的に浮上９回転する。

次の実施例は、必要とする反応ガスの圧力が小さい場合
である。

反応室６内の圧力が低い場合、半導体基板１を回転させ
るガスの流量は少な（、流速を速くする必要がある。と
ころが、それでも半導体基板１を浮上させるのに十分な
力が得られない場合には。

第３図（ｂ）に示すように、ガス導入口５から導入する
ガスとして反応ガスを不活性なアルゴン（Ａｒ）ガス等
で希釈したものを用いる。反応ガスの分圧が必要とする
圧力になるように混合比を決定すれば良（、どのように
小さな減圧条件でも、半導体基板Ｉを効果的に浮上１回
転させることができる。

最後に、第３図（Ｃ）に示すように、基板ホルダ２へ通
ずるガス導入口５とは別に１反応室に第２のガス導入ロ
アを設ける場合である。

これは、第１図の前提とは逆に、ガスの導入量が大量に
必要とされるプロセスにおいては、基板ボルダ２から半
導体基板１が外れてしまうことが想定される。

この場合は、ガス導入ロアから反応ガスを分けて導入す
れば良い。基板ホルダ２に通ずるガス導入口５からは、
浮上ガスとしてＡｒガスのみを導入し、第２のガス導入
口からは必要量の反応ガスを導入する方法や、基板ホル
ダ２と第２のガス導入ロアの両方から分割して同時に反
応ガスを導入する方法が考えられる。

［発明の効果］ 以上説明したように５本発明によれば、基板ホルダ２に
非接触で半導体基Ｆｉ、１を回転させることができ、ト
ライプロセスにおいて、パーティクルフリーな基板の回
転が確実に実現され、半導体装置の品質特性や信頼性の
向上に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図。 第２図は本発明の構成の一実施例の透視斜視図。 第３図は本発明の実施例の模式断面図 である。 図において。 １は半導体基板 ３はガス吹出口。 ５はガス導入口 アは第２のガス導入口 ８は紫外線ランプ １０は排気口 ２は基板ホルダ。 ４はガードリング ６は反応室 ９は赤外線ヒータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）傾斜角度を持って、複数個のガス吹出口（３）が基
   板ホルダ内に斜め放射状に設けられ、 該基板ホルダ（２）上に半導体基板が装填され、該半導
   体基板（１）の下側から反応ガス（５）が吹き出して、
   該半導体基板（１）を反応ガス（５）の吹き出し方向に
   回転せしめる構造を有することを特徴とする半導体処理
   装置。 ２）該基板ホルダ（２）に導入する反応ガスを、不活性
   ガスで希釈して導入することを特徴とする請求項１記載
   の半導体処理装置。 ３）該基板ホルダ（２）に導入するガスとは別個に、反
   応室（６）にガス導入口（７）を設けることを特徴とす
   る請求項１記載の半導体処理装置。