JPH04302143A

JPH04302143A - 表面処理装置

Info

Publication number: JPH04302143A
Application number: JP6589191A
Authority: JP
Inventors: Sadayuki Jinbo; 定之神保; Koji Shimomura; 下村　幸二; Nobuo Hayasaka; 伸夫早坂; Haruo Okano; 晴雄岡野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 1992-10-26

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造プロセスに
おけるエッチング，ＣＶＤ，レジスト剥離等の表面処理
等に使用される表面処理装置に係わり、特に多孔質材料
を用いてガスの活性化又は不活性化を行う機構を備えた
表面処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体素子の製造プロセスにおい
ては、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）やケミカルド
ライエッチング（ＣＤＥ）等のドライエッチング技術が
広く採用されている。これらのドライエッチングでは、
ハロゲン元素や酸素元素を含むガスが反応性ガスとして
用いられる。

【０００３】ＣＤＥに代表されるダウンフロー技術は、
荷電粒子による損傷がないことからＵＬＳＩの製造に有
効な方法として注目されている。ダウンフロープロセス
は、例えばＣＦ４　等の反応性ガスから生成したＦ＊（
ラジカル）等の反応性の高い活性種の化学反応を主に、
シリコン基板等の表面に形成された多結晶シリコン膜を
エッチングする方法（掘池他：Ｊｐｎ．　Ｊ．Ａｐｌ．
Ｐｌｙｓ．１５（１９７６）ｐ．１３）、Ｆ＋Ｃｌ２　
の反応を用いるＳｉ３　Ｎ４　のＳｉＯ２　に対する高
選択エッチング技術（Ｎ．Ｈａｙａｓａｋａｅｔ　ａｌ
：Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｔｅｃｈ　（１９８８，Ａ
ｐｒ．）ｐ１２７）、Ｆ＋Ｈ２Ｏの反応を用いるレジス
トの剥離技術（Ｎ．Ｈａｙａｓａｋａ．　ｅｔ　ａｌ．
１９８８　Ｄｒｙ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕ
ｍ）等の応用が考えられている。さらに、ダウンフロープロセスは、エッチングや剥離等
の表面処理のみならず、ＣＶＤ等の膜形成への応用も考
えられている。

【０００４】ところで、これらの方法では、活性種を生
成する手段として、主に反応性ガスの減圧下で高周波に
より放電させる方法が用いられており、反応容器内を減
圧に保つための排気装置や反応性ガスを放電させるため
の放電装置が必要である。これらの装置が装置全体に占
める割合は、スペース的にもコスト的にも非常に大きく
、これが装置構成の小型化や低コスト化を妨げる大きな
要因の一つとなっている。

【０００５】また、活性種の生成に放電を用いる場合、
大きな体積を放電させるのは技術的に困難で、さらに放
電は減圧下で行うため、生成される活性種の絶対数も少
ないものである。このため、大面積ウェハを均一にエッ
チングすることは極めて困難である。これは、近い将来
見込まれるシリコンウェハの大口径化への面でも大きな
課題となっている。

【０００６】一方、放電等により励起されたガスの活性
種は、一部は反応に費やされるものの、残りは未反応の
まま反応容器から真空排気装置へと排気される。残留活
性種の一部は、気相中の反応により安定な化合物へ変化
するが、未反応のガスは活性な状態のまま真空排気装置
へ排気される。このため、真空排気装置の構成材料の腐
食やオイルの劣化等の悪影響をもたらす問題があった。

【０００７】これを解決する方法として、真空排気装置
の直前に液体窒素トラップを入れた容器を設け、活性化
されたガスをトラップしたり、吸着式の排ガス処理装置
を設けたりして、排気系に活性なガスが導入されるのを
防ぐ方法がある。しかし、例えば液体窒素で一時的にト
ラップした場合、エッチング後に液体窒素を捨てること
が必要となり、このときトラップされた活性ガスが再び
ガス化して危険性が高い。また、吸着式の排ガス処理方
法では、吸着したものが再び放出されたり、固体吸着材
と反応するものは目詰まりを起こしたりすることがある
。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように従来、放電
によりガスを活性化して反応容器内に導入する装置にお
いては、排気装置や放電装置が必要となり、これが装置
コストの低減及び装置構成の小型化を阻む要因となって
いる。さらに、放電を利用してガスを活性化する場合、
一度に多量のシリコンウェハを処理することは困難であ
り、大口径の均一エッチングが困難である等の問題があ
った。

【０００９】また、反応容器内から未反応な状態のまま
排気される活性なガスは極めて有害であり、これが真空
排気装置の構成材料の劣化やオイルの寿命を短くすると
いう問題があった。

【００１０】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、放電を利用することな
くガスを活性化することができ、装置コストの低減及び
小型化をはかると共に、処理効率の向上をはかり得る表
面処理装置を提供することにある。

【００１１】また、本発明の他の目的は、活性な状態で
排気されるガスを不活性な状態に変換することができ、
真空排気装置やこれに用いるオイルの長寿命化をはかり
得る表面処理装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、ガスの
流れる通路に多孔質材料を設置し、この多孔質材料を通
ることにより、ガスの活性化又は不活性化を行うことに
ある。

【００１３】即ち本発明（請求項１）は、被処理基体を
収容する反応容器と、この容器内に所定のガスを導入す
るための手段と、容器内のガスを排気する手段とを備え
、試料のエッチングや膜形成等に供される表面処理装置
において、容器のガス導入側で、ガスを通過させる配管
の途中に多孔質体を設けると共に、この多孔質体を加熱
する機構を設け、多孔質体にガスを通過させることによ
り、ガスを活性化するようにしたものである。

【００１４】また本発明（請求項２，３）は、被処理基
体を収容する反応容器と、この容器内に所定のガスを導
入するための手段と、容器内のガスを排気する手段とを
備え、試料のエッチングや膜形成等に供される表面処理
装置において、容器のガス排気側で、ガスを通過させる
配管の途中に多孔質体を設けると共に、この多孔質体を
加熱する機構を設け、多孔質体にガスを通過させること
により、ガスを不活性化するようにしたものである。こ
こで、本発明（請求項１）の望ましい実施態様としては
、次のものがあげられる。（１）　導入ガスは、ハロゲン等の反応性ガスである。（２）　多孔質体は、炭素，セラミック，金属，又はこ
れらの混合物から形成されている。（３）　多孔質体は、導入ガスと反応する材料で形成さ
れている。また、本発明（請求項２）の望ましい実施態
様としては、次のものがあげられる。（１）　導入ガスは、ハロゲン等の反応性ガスである。（２）　多孔質体は、炭素，セラミック，金属，又はこ
れらの混合物から形成されている。（３）　多孔質体は、導入ガスと反応して安定な化合物
を生成する材料で形成されている。（４）　多孔質体の前（ガスの上流側）に、排ガスを励
起する機構を設ける。（５）　多孔質体を複数段設け、上流側の多孔質体を活
性なガスと反応しない材料で形成し、下流側の多孔質体
を活性なガスと反応する材料で形成する。（６）　多孔質体の上流側で排ガスに他のガスを混合さ
せる。

【００１５】

【作用】本発明（請求項１）によれば、高圧ガスボンベ
から反応容器までガスを導く配管の途中を、ガスが通過
可能な多孔質な材料（多孔質体）で遮り、その多孔質体
を加熱している。このため、反応性ガスが多孔質体を通
過する際、熱により励起・分解されて活性種が生成され
る。このとき、反応ガスは多孔質体を通過する際に効率
良く励起・分解されるため、大量の活性種を生成するこ
とができ、大面積なガス供給口を形成することにより大
口径ウェハを均一性良く処理することができる。

【００１６】また、ガス加熱により活性種を生成するた
め減圧にする必要はなく、大気圧又は大気圧以上の加圧
状態での動作が可能である。大気圧又は加圧状態での動
作の場合、真空排気装置は必要なく、また本方法では放
電装置を必要としないため、コストの低減及び装置の小
型化に大きく貢献することができる。さらに、熱的なガ
スの励起を行うため、ガス粒子は基本的に中性粒子であ
り、プラズマ中でのように大きな運動エネルギーを持つ
ことがないために、粒子照射による被処理基体へのダメ
ージの発生がない。

【００１７】ガス加熱による励起・分解は、例えば分子
の振動・回転エネルギーの励起を行ったり、またその励
起により分子を分解することなどである。例えば、Ｃｌ
２　を例にとると、熱分解によるＣｌ２　→２Ｃｌは１
１５０Ｋ程度からしか生じない。従って、Ｃｌ２　を１
１５０Ｋ以上に加熱して分解してＣｌを生成し、このＣ
ｌによりＳｉ，ポリＳｉ等をエッチングすることができ
る。また、１１５０Ｋ以下の温度でもＣｌ２　を熱励起
することができ、この熱励起Ｃｌ２　でもＳｉ，ポリＳ
ｉ等のエッチングを行うことができる。例えば、Ｃｌ２
　を８００℃程度で加熱・励起し、ポリＳｉをエッチン
グすることにより、５０ｎｍ／ｍｉｎ程度でエッチング
を行うことができる。

【００１８】ガスの加熱方法として、加熱した多孔質材
料中にガスを通過させて加熱する方法は、ガスと熱源と
の衝突頻度が高く、励起効率は極めて良い。図４に多孔
質材料を用いてガスを加熱する場合と、加熱したパイプ
を用いてガスを加熱する場合についての説明図を示す。

【００１９】図４（ａ）は多孔質材料を用いて加熱する
場合であり、４１はガス導入管、４２は加熱された多孔
質体、４３は励起前の分子、４４は励起後のガス分子を
各々示す。ガス分子は多孔質体４２を通過する際に必ず
、多孔質体４２と衝突するようになっており、そのため
多孔質体４２を通過した分子は殆ど励起された分子にな
っている。

【００２０】図４（ｂ）はガス導入管４１を外部ヒータ
４５で加熱し、そこをガスを流すことにより加熱する方
法であるが、この場合加熱された管４１に衝突した分子
は励起されるが、管４１の中心を流れる分子は励起され
ない。このため、加熱領域を通過しても、励起されない
分子が存在する。つまり、本発明のように多孔質体４２
を設置することにより、ガスの活性化効率を格段に向上
させることが可能である。

【００２１】また、本発明（請求項２）では、多孔質体
に不安定な分子・原子等を含む排ガスを通過させ、多孔
質体を通過する際に、不安定ガス粒子同士の反応を高効
率に行うことにより、ガスを安定化させることができる
。また、多孔質体を活性なガスと反応し揮発性の物質を
生成する材料で形成し、多孔質体に排ガスを通過させて
該活性種を安定な化合物に変えることにより、不活性化
させることができる。また、反応容器から放出される排
ガスに、不完全に分解された分子や準安定な分子・原子
等を含む場合、それらと反応しない材料で構成された第
１の多孔質体を通過させることにより、再び熱励起・熱
分解等により励起して活性度を高め、その後他のガスと
混合して反応させて安定な化合物としたり、或いはその
後再びガスと反応する第２の多孔質体を通過させ、その
多孔質体と反応させて安定な化合物とすることも可能で
ある。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。

【００２３】図１は、本発明の一実施例に係わるドライ
エッチング装置を示す概略構成図である。図中１０は真
空チャンバ（反応容器）であり、このチャンバ１０内に
は被処理基体１１を載置する試料台１２が収容されてい
る。チャンバ１０内には第１及び第２のガス導入口１３
，１４から所定のガスが導入され、またチャンバ１０内
のガスはガス排気口１５から排気されるものとなってい
る。

【００２４】ガス導入口１３には、ガス導入用配管１６
が接続されている。この配管１６の途中には多孔質体１
７が挿入されている。多孔質体１７は、例えば炭素の焼
結体であり、炭素の真密度に対して７０％の密度を有す
るものであり、真空下でのコンダクタンスは０．２リッ
トル／Ｓ程度である。多孔質体１７の設置部位において
、配管１６と同軸的に誘導コイル１８が設置されている
。そして、この誘導コイル１８に高周波電源１９から電
流を流すことにより、多孔質体１７は加熱されるものと
なっている。

【００２５】このような構成においては、配管１６に例
えば弗素（Ｆ）等のハロゲン元素を含むガスが供給され
ると、このガスは加熱された多孔質体１７を通る際に加
熱される。この加熱によりガスが励起，分解して活性種
が生成され、この活性種がチャンバ１０内に導入される
。また、チャンバ１０内のガスは、真空排気装置を介す
ることなく、直接排気ダクト又は排ガス処理装置に排気
される。次に、本装置を用いたエッチング方法について
説明する。

【００２６】まず、図２（ａ）に示すように、シリコン
基板２１上にシリコン酸化膜２２を形成し、さらにこの
上に多結晶シリコン膜２３を形成し、これを被処理基体
とした。この被処理基体をチャンバ１０内の試料台１２
上に載置した。次いで、反応性ガスとしてＳＦ６　を用
い、配管１６内に導入し、誘導加熱により１０００℃に
加熱した多孔質体１７を通過させることにより活性種を
生成した。そして、この活性種をチャンバ１０内に導入
して被処理基体に供給し、多結晶シリコン膜２３をエッ
チングした。ここで、ＳＦ６　ガスの流量を５０ｓｃｃ
ｍ、チャンバ１０内の圧力は大気圧である。

【００２７】このとき、エッチング速度は５０ｎｍ／分
であった。この場合、ＳＦ６　は１０００℃程度では分
解しないことが知られており、上記の方法ではＳＦ６　
が熱的に励起されたものがエッチング種となっていると
考えられる。ＳＦ６　の代わりにＮＦ３　を用いると、
ＮＦ３　は３００℃以上で解離されＦを生じる。この場
合は、解離されたＦによりエッチングされる。このよう
にＳＦ６　の代わりに他のハロゲンを含むガスを用いて
もよい。また、ＦだけでなくＣｌ２　，ＣＣｌ４等のＣ
ｌを含むガス、又はこれらの混合ガスを用いてもよい。

【００２８】従来のダウンフロープロセスでは、放電管
の位置を被処理基体に近付け過ぎると、放電によって生
成した寿命の短い荷電粒子までも被処理基体に到達して
しまい、被処理基体にダメージを与えるため、放電管を
荷電粒子が消滅する程度の距離だけ被処理基体から離さ
なければならない。このため、エッチング活性種の輸送
の効率という点から見ても問題があった。

【００２９】これに対し本実施例では、熱により反応性
ガスを励起・分解して活性種を生成できるため、荷電粒
子が生成することはなく、活性種を生成する位置が近け
れば近いほど輸送の効率が良い。このため、従来のダウ
ンフロープロセスと比較して効率良く活性種を被処理基
体に供給することができる。この場合、熱源がウェハに
近付くことによるウェハの温度上昇に気を付ける必要が
あり、場合によってはウェハを冷却する必要がある。

【００３０】このように本実施例によれば、被処理基体
１１になるべく近い位置に多孔質体１７を設置し、これ
を加熱して反応性ガスを通過させることにより、反応性
ガスを励起又は分解して活性種を生成するため、大量の
活性種を効率良く被処理基体１１に供給することができ
る。従って、従来のダウンフロープロセスと同様に、被
処理基体をエッチングすることができる。また、反応性
ガスを加熱することにより活性種を生成させるので、チ
ャンバ１０を減圧にしなくても装置を動作させることが
可能となる。この場合、真空排気装置及び放電装置が不
用となり、装置全体の小型化及び低コスト化をはかるこ
とができる。さらに、将来の大口径化に向けても、多孔
質体１７の面積を拡大することにより容易に対応するこ
とができる。

【００３１】なお、チャンバ１０内は大気圧でなくても
よく、真空排気装置を接続して、減圧してガスの流れに
対して多孔質体１７の前後で差圧を生じさせてもよい。差圧の程度は、多孔質体１７の長さや密度（充填率）等
を変化させ、ガス通路のコンダクタンスを変化させるこ
とにより変化させることができる。また、多孔質体１７
の加熱方法は、誘導加熱の他にヒータを用いてもよい。

【００３２】多孔質体１７（炭素焼結体）中に金属（Ｐ
ｔ，Ｐｄ等）を分散させたものを用いると、金属を分散
させないものに比べてガスの分解効率が向上する。例え
ば、ＮＦ３　を熱分解し、Ｓｉをエッチングする場合、
金属を分散させた多孔質材料を用いることにより、金属
を分散させない場合に比べ、数１０％のエッチング速度
の向上があった。この場合、分散させた金属が触媒とし
て働き、ガスの分解効率を向上させる。

【００３３】多孔質体１７の材料としては、炭素の他に
、セラミック，金属等のものを用いてもよい。また、こ
の多孔質体１７の加熱方法は、ヒータ，赤外線等の外部
からの加熱源で加熱してもよい。さらに、誘導性の材料
であれば誘導加熱の他に、通電加熱を行ってもよい。さらに、多孔質体１７は炭素粒を高温プレスにより成形
すること等により作られたものを用いが、高温プレス以
外にも生成方法は多種あり、いずれの方法で作られたも
のでもよい。また、多孔質体１７は、炭素の真密度を任
意に選択することができ、ガスの流れに対してコンダク
タンスを任意に設定すればよい。

【００３４】図３は、本発明の第２の実施例に係わるＣ
ＶＤ装置を示す概略構成図である。なお、図１と同一部
分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。基本的な構成は図１とほぼ同様であるが、本実施例にお
いてはガス導入用配管１６に相当する活性化部３１の径
が被処理基体１１とほぼ同径又はそれより大きくなって
いる。そして、この活性化部３１にガス導入管３２から
所定のガスが導入される。また、試料台１２はヒータ３
３により加熱されるものとなっている。

【００３５】このような装置において、チャンバ１０内
に被処理基体１１を収容し、排気口１５より真空排気さ
せながら、ＴＥＯＳをガス導入管３２より活性化部３１
に導入し、加熱した多孔質体１７を通過させることによ
り熱的に励起・分解させ、ガス導入口１３よりチャンバ
１０内に導入した。これと同時に、別の導入口１４より
チャンバ１０内にＯ３　を導入し、被処理基体１１上に
ＳｉＯ２　を堆積させた。被処理基体１１はヒータ３３
で加熱できる構造になっており、熱的に励起されたＴＥ
ＯＳが被処理基体１１上でＯ３　と反応し、堆積する温
度に調整できる。

【００３６】本実施例では、ＴＥＯＳの流量１０ｓｃｃ
ｍ、Ｏ３　の流量１０ｓｃｃｍ、多孔質体１７の温度２
５０℃、基板温度は３００℃とした。また、圧力は大気
圧とした。その結果、ＳｉＯ２　が被処理基体１１上に
均一に堆積し、本実施例方法がエッチングだけではなく
、ガスの種類や選択により、ＣＶＤにも応用できるのが
確認できた。

【００３７】このように本実施例によれば、被処理基体
１１になるべく近い位置に多孔質体１７を載置し、それ
を加熱して反応性ガスを通過させることにより、反応性
ガスを励起又は分解して活性種を生成するため、第１の
実施例と同様に大量の活性種を効率良く被処理基体１１
に供給することができる。また、活性化部３１の径が被
処理基体１１とほぼ同径又はそれより大きいので、ＣＶ
Ｄにより被処理基体１１上に均一な薄膜を形成すること
ができる。

【００３８】図５は、本発明の第３の実施例に係わるド
ライエッチング装置を示す概略構成図である。なお、図
１と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は
省略する。

【００３９】この実施例は、ガス導入側ではなくガス排
気側に多孔質体を配置したものである。ガス導入用配管
１６には多孔質体１７は設置されておらず、ガスの活性
化はマイクロ波放電により行われる。即ち、配管１６に
はマイクロ波電源５２に接続された放電管５１が連結さ
れている。この場合、ガス導入管５３から導入されたガ
スは、放電管５１内のマイクロ波放電により活性化され
、配管１６を介してチャンバ１０内に導入される。

【００４０】チャンバ１０のガス排気口１５には、ガス
排気用配管５４の一端が接続されている。この配管５４
の途中には、炭素で形成された多孔質体５５が設置され
ている。配管５４の他端は真空ポンプ５７に接続されて
いる。また、配管５６の他端と多孔質体設置部位との間
には、ガスを供給するためのガス導入管５６が接続され
ている。なお、多孔質体５５は図示しないヒータにより
加熱可能な構成となっている。次に、上記装置を用いた
ポリシリコンのエッチング方法について説明する。

【００４１】まず、ポリシリコン膜の形成された被処理
基体１１をチャンバ１０内に収容する。次いで、弗素元
素を含む反応性ガスであるＣＦ４　ガスと酸素ガス（Ｏ
２　）をガス導入管５３から供給し、放電管５１で励起
する。これにより生成された弗素（Ｆ）ラジカルをチャ
ンバ１０内に導入し、被処理基体１１上に形成されたポ
リシリコン膜をエッチングした。このエッチングに関し
ては、従来方法と同様である。

【００４２】ところで、放電により励起されたＦラジカ
ルは、チャンバ１０内で一部はエッチング反応に費やさ
れるが、残りは未反応のまま排気される。この残留活性
種が排気されると真空ポンプ５７の構成材料の腐食やオ
イルの劣化等の悪影響をもたらす。そこで、本実施例で
は前述した多孔質体５５を設けることにより、この問題
を解決している。

【００４３】即ち、チャンバ１０から排気された活性種
は、配管５４内に設置された炭素を含む多孔質体５５を
通過する。このとき、Ｆラジカルは多孔質体５５の炭素
と反応して安定なＣＦ４　となり、真空ポンプ５７へ排
気される。なお、放電管５１で励起した際発生するラジ
カルは、Ｆラジカル以外にも、例えばＣＦ３　，ＣＦ２
　，ＣＦ，ＣＯＦ，ＳｉＦ３　，ＳｉＦ２　等、様々な
活性種ができている。これらの活性種がチャンバ１０よ
り真空ポンプ５７へ排気される際、炭素を含む多孔質体
５５を通過する。このとき、多孔質体５５を通過した活
性種はＣＦ４　，ＣＯＦ２，ＣＯ２　，ＳｉＦ４　等の
不活性な状態となり、真空ポンプ５７へ排気される。

【００４４】このように、排ガスを炭素を含む多孔質体
５５を通過させることにより、活性なガスが不活性化さ
れることになり、真空ポンプオイルの交換時期が今まで
の２か月から６か月に向上した。また、エッチングに用
いた反応性ガスは、先の実施例で述べたＣＦ４　，Ｏ２
　に限らず、ハロゲン元素を含むものであれば、ＮＦ３
　，Ｃｌ２　等何でもよい。また、多孔質体５５の材料
についても、炭素を含むものに限らず、Ｓｉ，Ｗ等でも
排ガスと反応して不活性化できるものであればよい。さ
らに、多孔質体部分を加熱することにより、効率が高め
られることも確認されており、活性種に応じて加熱する
ようにしてもよい。なお、多孔質体の真密度は任意に設
定可能だが、チャンバ内の圧力を低く保持する必要のあ
る場合は、あまり大きくないことが望ましい。図６は、
本発明の第４の実施例の要部構成を示す断面図である。

【００４５】この実施例では、ガス排気用配管５４の途
中に第１及び第２の多孔質体６１，６２が挿入されてい
る。チャンバ側の第１の多孔質体６１はＡｌ２　Ｏ３　
で形成され、真空ポンプ側の第２の多孔質体６２はＣで
形成されている。配管５４の多孔質体６１，６２間には
ガス導入管５６が接続されている。多孔質体６１の設置
部位において、配管５４の回りにはヒータ６３が設けら
れている。また、多孔質体６２の設置部位において、配
管５４の回りには加熱用ワーキングコイル６４が設けら
れ、このコイル６４には高周波電源６５が接続されてい
る。

【００４６】次に、この装置を用いたＣｌ２　ガスの放
電に用いるＲＩＥの排ガス処理について説明する。Ｃｌ
２　ガス放電により生成される排ガスとしてはＣｌ，Ｃ
ｌＸ　等の不安定物質の他にＣｌ２　が多く含まれてい
る。Ｃｌ２　自体は反応性が強く、不安定である。そこ
で、図６に示す装置において、加熱した多孔質体６１を
通すと、ＣｌＸ　，Ｃｌ２　等は熱分解し、より反応性
の高いＣｌ原子となる。このＣｌ原子を加熱した多孔質
体６２を通過させることにより、ＣとＣｌの反応により
安定なＣＣｌ４　となる。

【００４７】次に、装置のクリーニングに用いられるＦ
Ｃｌ３　ガスの排ガス処理方法について述べる。このガ
スは、それ自体で反応性が強く、多くの材料と反応する
。そこで、ＦＣｌ３　を加熱した多孔質体６１に通すこと
でＦ，Ｃｌ原子のようなより反応性の高いものに分解・
励起し、その後加熱された第２の多孔質体６２に通すこ
とにより、ＣＦ４　，ＣＣｌ４　等の安定な物質に変え
ることができる。

【００４８】次に、Ｂｒ系のガスの排ガスの排ガス処理
方法について述べる。Ｂｒ２　，ＣＢｒＦ３　等のガス
放電に生成されるＢｒ，ＣＢｒ，ＣＢｒＦｘ　（ｘ＝１
．２）等の不安定物質を前述と同様に、加熱された第１
の多孔質体６１に通し熱により励起・分解し、その後第
２の多孔質体６２を通しＣと反応させ、ＣＦ４　，ＣＢ
ｒＦ３　にする。また、第１の多孔質体６１を通して励
起・分解した後に、さらにその後例えばＣＦ４　ガス放
電により発生したＣＦ３　，ＣＦ２　，ＣＦ，Ｆ等の不
安定化合物ガスをパイプ５６より入れ混合させ、それら
の混合ガスを第２の多孔質体６２中を通すことにより、
気相反応を促進させ、ＣＦ４，ＣＢｒＦ３　等の安定な
化合物に変える。さらに、放電により生成したＢｒ，Ｂ
ｒＸ　，ＣＢｒ等を多孔質体６１としてのＡｌ２　Ｏ３
　中を通し、ＣＢｒＦＸ　等の順安定物質に変え、そこ
でＣＦ４　放電等により生成したＦと混合し、さらに第
２の多孔質体６２を通しそこで反応を生じさせ、ＣＢｒ
Ｆ３　，ＣＦ４　等の安定な化合物にする。

【００４９】このように本実施例によれば、不安定なガ
スを多孔質体６１，６２を通すことにより安定なガスに
変えることができ、ポンプへの負担を大幅に軽減するこ
とができる。また、排気管等に発生し易い錆（腐食）が
発生することなく交換不要になった。さらに、従来使用
ガスによっては大きな排ガス処理装置が必要であり、ス
ペースを取っていたが、本実施例によればこれが不用と
なり省スペース化が実現できた。

【００５０】図６の実施例の場合、排ガスの励起に加熱
した第１の多孔質体６１を通すことにより、熱励起・分
解を行っているが、多孔質材料を用いた熱励起以外に、
例えば排気用配管５４の中で放電を生成させたり、光照
射したり、また荷電粒子ビームを用いたりして励起・分
解を生じさせてもよい。また、図６のように２段の多孔
質体の他に、３段，４段、またそれぞれの段に他のガス
を導入する手段を付加したもの等、様々な変形が考えら
れる。

【００５１】図７は、本発明の第５の実施例に係わる半
導体製造装置（エッチング，ＣＶＤ装置）を示す概略構
成図である。なお、図５と同一部分には同一符号を付し
て、その詳しい説明は省略する。

【００５２】この実施例では、チャンバ１０からの活性
な排ガスは、排気管７１を通り耐蝕性ドライポンプ７２
へと排気される。耐蝕性ドライポンプ７２を通過した排
ガスは、活性な状態のまま、排気用配管５４を通りロー
タリーポンプ５７へ排気される。ここで、配管５４内の
一部には、例えばヒータを具備した多孔質体５５が設置
されており、第３，第４の実施例と同様の原理で排ガス
は不活性化される。従って、ロータリーポンプ５７へは
不活性化な排ガスが排気されることになる。なお、配管
５４の途中、具体的には多孔質体５５よりもポンプ７２
側には、パージガス（Ｎ２　ガス）等を流せるようにガ
ス導入管７３が接続されている。

【００５３】上記装置を用いて、エッチング，ＣＶＤ等
のためにチャンバ１０内で、例えばＣｌ２　ガスによる
放電を行った場合、Ｃｌ，Ｃｌｘ　，Ｃｌ２　等、反応
性の高い活性な排ガスが発生する。そして、チャンバ１
０内での反応に費やされなかったガスは活性な状態のま
ま排気される。しかし、この排ガスは多孔質体５５を通
過する際、ＣＣｌ４　等の安定な排ガスとなり、ロータ
リーポンプ５７へ流れる。

【００５４】このように本実施例では、活性で不安定な
排ガスを多孔質体５５を通して、不活性でかつ安定な排
ガスにすることにより、ロータリーポンプ５７及びその
ポンプオイルの寿命を４倍程度に延ばすことができた。さらに、半導体製造装置の排気系の一部に上記多孔質体
５５のように場所を取ることなく、排ガス処理できる装
置を設けることにより、低コスト，省スペース等、様々
な効果を得ることができた。

【００５５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明（請求項１）
によれば、ガス導入用配管内の一部に多孔質体を設置し
、この多孔質体を通すことによりガスの活性化を行って
いるので、放電を利用することなくガスを活性化するこ
とができ、装置コストの低減及び小型化をはかると共に
、処理効率の向上をはかり得る表面処理装置を実現する
ことが可能となる。

【００５６】また、本発明（請求項２，３）によれば、
ガス排気用配管内の一部に多孔質体を設置し、この多孔
質体を通すことによりガスの不活性化を行っているので
、活性な状態で排気されるガスを不活性な状態に変換す
ることができ、真空排気装置やこれに用いるオイルの長
寿命化をはかり得る表面処理装置を実現することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係わるドライエッチン
グ装置を示す概略構成図。

【図２】第１の実施例装置を用いたエッチング工程を説
明するための断面図。

【図３】本発明の第２の実施例を示す概略構成図。

【図４】本発明の作用を説明するための模式図。

【図５】本発明の第３の実施例を示す概略構成図。

【図６】本発明の第４の実施例を示す概略構成図。

【図７】本発明の第５の実施例を示す概略構成図。

【符号の説明】

１０…チャンバ（反応容器）、１１…被処理基体、１２…試料台、１３，１４…ガス導入口、１５…ガス排気口、１６…ガス導入用配管、１７…多孔質体、１８…誘導コイル、１９…高周波電源。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理基体を収容する反応容器と、この容
器内に所定のガスを導入するためのガス導入用配管と、
この配管内の一部に設けられた多孔質体と、この多孔質
体を加熱する手段とを具備してなることを特徴とする表
面処理装置。
【請求項２】被処理基体を収容する反応容器と、この容
器内に所定のガスを導入する手段と、前記容器内のガス
を排気するためのガス排気用配管と、この配管内の一部
に設けられた多孔質体と、この多孔質体を加熱する手段
とを具備してなることを特徴とする表面処理装置。
【請求項３】被処理基体を収容する反応容器と、この容
器内に所定のガスを導入する手段と、前記容器内のガス
を排気するためのガス排気用配管と、この配管内の一部
に設けられ、該配管内を通るガスと反応して安定な化合
物を生成する物質からなる多孔質体と、この多孔質体を
加熱する手段とを具備してなることを特徴とする表面処
理装置。