(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応性ガスから均一な厚さの層を半導体ウェハの表面上に形成する装置であって、
処理の間半導体ウェハを収容するように構成されたチャンバを内部に画定するハウジングと、
ガス混合キャビティを画定する混合ブロックと、
一方の方向から前記ガス混合キャビティ内に第一の反応性ガスを受け入れる、前記ガス混合キャビティの第一の入り口と、
反対の方向から前記ガス混合キャビティ内に第二の反応性ガスを受け入れる第二の入り口にして、前記第一と第二の入り口を通過するガスが前記ガス混合キャビティ内で渦を巻いて混合するようにする第二の入り口と、
ウェハが処理された後に前記第一及び第二の反応性ガスの化学残留物を取り除くため、クリーニングガスを前記ガス混合キャビティ及び前記チャンバを介して流すために前記混合ブロックの上部に取り付けられているクリーニングガス供給ラインと、
半導体ウェハに接近した、前記ガス混合キャビティの出口と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
複数の貫通孔を画定している第一及び第二のガス分散板を更に備える請求項１に記載の装置であって、該第一のガス分散板がその中央に貫通孔を有しておらず、
前記第一のガス分散板が、前記ガス混合キャビティの出口に接近して配置される貫通孔を有し、かつ、前記第二のガス分散板に接近して配置され、
前記第二のガス分散板が、半導体ウェハの表面上に均一な厚さの層を形成するように、半導体ウェハの表面に接近して排出口を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
半導体ウェハの表面上に均一の層を堆積させるように反応性ガスを用いて半導体ウェハを処理する装置であって、
処理の間ウェハを収容するように構成されたチャンバを画定するハウジングと、
前記ハウジングとともに前記チャンバの周りに気密封止部を形成する、前記ハウジングの頂部のリッドフレームと、
処理の間、ウェハを垂直軸線に沿って中心決めし、周囲温度より高い温度に保持するために前記チャンバの内部に設けたヒータアセンブリと、
前記リッドフレームに取り付けられて、中心軸に沿って略整列されたガス混合キャビティを有する混合ブロックと、
一方の方向から前記ガス混合キャビティ内に連通するように前記ガス混合キャビティの第一の入り口に接続され、第一の反応性ガスを供給する第一の反応性ガス供給源と、
反対の方向から前記ガス混合キャビティ内に連通するように前記ガス混合キャビティの第二の入り口に接続され、第二の反応性ガスを供給する第二の反応性ガス供給源であって、前記第一及び第二の入り口を通過するガスが前記ガス混合キャビティ内で渦を巻いて直ちに混合するようにする第二の反応性ガス供給源と、
ウェハの領域とほぼ等しい領域を有する少なくとも一つの貫通孔付き分散板を有するガス拡散手段と、
ウェハが処理された後に前記第一及び第二の反応性ガスの化学残留物を取り除くため、クリーニングガスを前記ガス混合キャビティ、前記ガス拡散手段、及び前記チャンバを介して流すために前記混合ブロックの上部に取り付けられているクリーニングガス供給ラインと、
前記ガス混合キャビティから前記ガス拡散手段を介して前記チャンバの外へガスを排気するポンプと、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項４】
前記ガス拡散手段が、互いに接近して間隔を置いて配置されて、かつ、互いに一直線に並べられたブロッカ板とフェース板とを備え、
直径が３００ｍｍの半導体ウェハがその表面上に均一の厚さの層を形成させるように、前記ブロッカ板は、複数の貫通孔を画定しているが中央孔を有しておらず、前記フェース板は、垂直軸線に沿って前記ウェハの中心と前記ガス混合キャビティとに一直線に並べられている中央孔を含む複数の貫通孔を画定することを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
反応性ガスの混合体を用いて準大気化学気相成長法により半導体ウェハの表面上に均一な厚さの二酸化ケイ素の層を形成する、３００ｍｍもの直径を有する半導体ウェハを処理する装置であって、
前記ウェハの処理のためにチャンバを収容するハウジングと、
前記チャンバの気密封止部を前記ハウジングとともに形成するリッドアセンブリと、
処理のために正しい位置でウェハを垂直軸線に中心決めすると共にウェハを高温に保つために前記チャンバの内部に設けたヒータアセンブリと、
前記リッドアセンブリに取り付けられ、前記垂直軸線と整列して前記チャンバに開口しているガス混合キャビティを有するガス混合ブロックと、
第一の反応性ガスを前記ガス混合キャビティ内に注入するための第一の反応性ガス供給ラインと、
第二の反応性ガスを前記ガス混合キャビティ内に注入するための第二の反応性ガス供給ラインと、
前記ガス混合キャビティ直下の前記リッドアセンブリの下側に取り付けられ、半導体ウェハの表面の領域とほぼ等しい広さの領域全体に広がる貫通孔付きブロッカ板と、
前記ブロッカ板のすぐ下で前記リッドアセンブリの下側に取り付けられ、ウェハの領域よりも広い領域全体に亘り前記第１及び第２の反応性ガスを拡散して均一な混合体とする貫通孔付きフェース板と、
ウェハが処理された後に前記第一及び第二の反応性ガスの化学残留物を取り除くため、クリーニングガスを前記ガス混合キャビティ、前記ブロッカ板、前記フェース板、及び前記チャンバを介して流すために前記ガス混合ブロックの上部に取り付けられているクリーニングガス供給ラインと、
を備え、
前記ガス混合キャビティに注入された前記第一及び第二の反応性ガスが渦を巻いて混合されるように、前記第一の反応性ガス供給ラインが前記ガス混合キャビティの一方の側に接続され、前記第二の反応性ガス供給ラインが前記ガス混合キャビティの反対側に、かつ前記第一の供給ラインと反対の方向に接続されており、
前記ブロッカ板とフェース板とが互いに一直線に並ぶと共に前記垂直軸線とも一直線に並んでおり、前記ブロッカ板が複数の貫通孔を画定する一方で中央孔を含んでおらず、前記フェース板が前記垂直軸線に沿った中央貫通孔と複数の他の貫通孔とを画定し、前記ブロッカ板と前記フェース板の前記孔が、二酸化ケイ素の均一な層を半導体ウェハの表面上に堆積するように所定のパターンに配列されている、ことを特徴とする装置。
【請求項６】
前記フェース板の前記中央貫通孔の直径が２３ミルで、前記フェース板の残余の前記孔と前記ブロッカ板の前記孔の直径が２８ミルであることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
反応性ガスの混合体を用いて準大気化学気相成長法によって、各半導体ウェハの表面上に均一な厚さの二酸化ケイ素の層を設けるように、３００ｍｍもの直径を有する二つの半導体ウェハを同時に処理する装置であって、
前記処理のためにそれぞれ垂直軸線を有する第一及び第二のチャンバキャビティを収容するハウジングと、
前記ハウジングとともに各チャンバキャビティの気密封入部を形成するリッドアセンブリと、
処理のために正しい位置で各垂直軸線上にウェハを中心決めし、高温に保つために、それぞれの前記チャンバキャビティの内部に設けられた第一及び第二のヒータアセンブリと、
前記リッドアセンブリに取り付けられ、各垂直軸線と整列して各チャンバキャビティに開口したガス混合キャビティを有する第一及び第二のガス混合ブロックと、
第一の反応性ガスを各ガス混合キャビティ内に注入する第一の反応性ガス供給ライン及び第二の反応性ガスを各ガス混合キャビティ内に注入する第二の反応性ガス供給ラインであって、各ガス混合キャビティ内に注入された前記第一及び第二の反応性ガスが該ガス混合キャビティ内で渦を巻いて直ちに完全に混合するように、該第一の反応性ガス供給ラインが各ガス混合キャビティの一方の側に位置し、該第二の反応性ガス供給ラインが該第一の反応性ガス供給ラインと反対方向に各ガス混合キャビティの反対側に位置している、第一及び第二の反応性ガス供給ラインと、
各ガス混合キャビティの直下で前記リッドアセンブリの下側に取り付けられて、各ガス混合キャビティから流れる混合された反応性ガスをウェハの領域とほぼ等しい広さの領域に亘り拡散する、第一と第二の貫通孔付きブロッカ板と、
各ブロッカ板のすぐ下で前記リッドアセンブリの下側に取り付けられて、ウェハの領域よりも広い領域全体に亘り反応性ガスを拡散して均一な混合体にする第一及び第二の貫通孔付きフェース板と、
ウェハが処理された後に前記第一及び第二の反応性ガスの化学残留物を取り除くため、クリーニングガスを各ガス混合キャビティ、各ブロッカ板、各フェース板及び各チャンバを介して流すために各ガス混合ブロックの上部に取り付けられているクリーニングガス供給ラインと、
を備え、
各ブロッカ板と各フェース板とが互いに一直線に並ぶと共に各垂直軸線とも一直線に並んでおり、各ブロッカ板が複数の貫通孔を画定しているが中央孔を含んでおらず、各フェース板が中央孔と複数の他の貫通孔とを画定し、前記ブロッカ板と前記フェース板の前記孔が、処理される各半導体ウェハの表面にケイ素の均一な層が堆積されるように所定のパターンに配列されている、装置。
【請求項８】
各フェース板の前記中央孔の直径が２３ミルで、前記フェース板の残余の前記孔と前記ブロッカ板の前記孔の直径が２８ミルであることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大口径の半導体ウェハを集積回路（及び同様の装置）に処理する方法に関し、露出しているウェハに対して混合ガス（本技術で周知である）を化学反応させることにより、各ウェハの露出表面上に薄く均一な絶縁層又は酸化ケイ素（ＳｉＯ2）の層を堆積することを含む一つ以上のステップである、一連の処理ステップにウェハをかけるものである。一般的に用いられる処理ステップの一つは、準大気化学気相成長法（ＳＡＣＶＤ）TMとして周知である。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェハ（例えば、単結晶シリコンの薄いディスク）を各種の集積回路（及び同様の装置）に処理することは、技術的に周知である。このため、製造業者は、この目的のための装置に関する種々の型や設計を世界中に提案している。構成の精密さ及び係る装置に必要な操作の精密さ、また、製造される装置の仕様の範囲内で高い歩留まりを得るために必要な処理の均一性のために、係る装置の製造と稼働には費用がかかる。従って、任意の製造スループットに対する係る装置の資本及び稼働コストを可能なかぎり削減することは、非常に望ましい。
【０００３】
最近になって、３００ｍｍ（０．３メートル）の直径を有する半導体ウェハが、集積回路製造業者に利用されるようになってきた。以前利用されていた２００ｍｍのウェハ（いくぶん小型のウェハ）と比較して、３００ｍｍのウェハは、生産性が二対一を越えるポテンシャルゲインを提供する。従って、３００ｍｍのウェハを使用することは、コストという観点から非常に魅力がある。
【０００４】
ＳＡＣＶＤTM処理ステップにおいて、酸化ケイ素を絶縁体としてウェハ上に堆積して、反応性ガス（ヘリウム又は窒素、及びオゾン内での有機気相として技術的に周知である）を、反応性ガスを使用する場所の極めて近くで別々に混合して、次に直ちに気密封止チャンバ内に導入する。混合ガスは所望の圧力と流量でチャンバ内に流入して、ポンプによりこのチャンバ内から連続して排気される。チャンバ内のウェハは、所望の温度（例えば、２００から８００℃の範囲内）に保持されるとともに、反応性ガスがウェハの露出した表面全体を流れることでその上に酸化ケイ素の絶縁体の薄層を堆積する。ウェハ上に堆積された酸化ケイ素の層は、中心から縁までのウェハ表面全体で可能なかぎり均一でなければならないので、反応性ガス流は、ウェハに衝突する前にその成分ガスを完全に混合させなければならない。そして、混合されたガスは、理想的な、もしくはほぼ理想的な均一性でウェハの露出表面の全領域上に流れなけばならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
混合ガスの混合及び／又は流れが均一でないと、絶縁層（ＳｉＯ2）が平坦に堆積されない結果となる。従って、得られる層が、ある場所では別の場所よりも厚く、もしくは薄くなる。もっと小さな山及び／又は谷が絶縁層に現れる場合には、ウェハ上に製造される集積回路（又は同様の装置）が不良となって、廃物となることがある。しかしながら、ウェハの領域がますます広くなっている（例えば、直径２００ｍｍから直径３００ｍｍ以上）ので、大量の混合ガスの混合及び流れを完全に均一にすることがますます困難になっている。従って、実際的な効果において、３００ｍｍのウェハを処理できて、かつ、欠陥がゼロ、もしくはゼロに近い集積回路を製造するのに十分なほど大型にするために、２００ｍｍのウェハ向けの製造装置の大きさを単純に拡大することは不可能である。装置における実質的な修正が必要となる。本発明は、その態様の一つにおいて、大口径ウェハ（例えば、３００ｍｍ）用のチャンバで均一な処理を達成するという課題に対して効果的で経済的な解決を提供する。
【０００６】
ウェハの直径がずっと小さかった以前においては、二つのウェハプロセスチャンバキャビティを単一の装置にまとめる試みがなされていた。従って、ハウジング、プラットフォーム、ガス供給装置、制御回路等といった、ある種の装置のエレメントを共用することができた。従って、デュアルキャビティチャンバ装置の設備は、資本コストを実質的に節約するとともに、増加した製造スループットを提供していた。しかし、他の理由の中でも、上述の均一に処理するという問題が、３００ｍｍのウェハに適したデュアルキャビティチャンバ装置を阻んでいた。
本発明は、別の態様において、係る二つの半導体ウェハを同時に処理することが可能なデュアルキャビティチャンバ装置を実現する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様に基づいて、反応性ガスにより二酸化ケイ素絶縁体の非常に均一な層を処理チャンバ内の大口径半導体ウェハ上に堆積するように、二つの別々の共に反応するガス流を混合して、ガス流を直ちにウェハ処理チャンバに流入させる方法を提供する。ウェハは、処理チャンバ内の加熱エレメント上に置かれていて、適した高い温度で保持されているとともに、処理チャンバ壁の内部及び周囲にポンプで送られている冷却流体により、処理チャンバの壁はより低い温度で保たれている。
【０００８】
別々のガス流を、直ちに均一に混合させるためには、一方の流れを縦方向の小さなキャビティを有する混合ブロックに接線方向に注入し、もう一方の流れを接線方向の反対方向からそのキャビティに注入する。これにより、二つのガス流がキャビティ内に入る際に、二つのガス流が激しく攪拌して混合する。目下の混合反応性ガスが、複数の貫通孔付きガス分散板を介して途切れずに混合キャビティから流れ落ちるので、ガスを一様に分散して、ウェハの領域よりもわずかに広い領域上を流れる非常に均一な混合体になる。ウェハ上を流れる、必要とする高い度合いの均一性を有するガス流を得るために、各分散板、混合キャビティ及びウェハに対して、分散板は特別に構成されて取り付けられている。反応性ガスは、ウェハの露出した上面全体に渡って流れ降り、排気ポンプにより処理チャンバ底部から排気される。所望の厚さ（かつ事実上完璧な均一性）の絶縁層がウェハ上に堆積された後、自動機構（技術的に周知である）によりウェハは処理チャンバから取り出されて、クリーニングガスが処理チャンバ内へポンプで送り込まれる。クリーニングガスは混合キャビティ、ガス分散板を通って下に行き、処理チャンバから出る。従って、前の処理ステップもしくは絶縁層形成ステップから残された化学残留物は、処理チャンバの通路及び壁から排出されて、装置は別のウェハ処理ステップの用に準備される。
【０００９】
処理ステップの一態様から見ると、本発明は、反応性ガスの混合体から化学気相成長法により、半導体ウェハの表面上に均一な厚さの層を形成する方法を目的としている。この方法は、別々の第一と第二のガス流から、均一な厚さの層がその上に堆積される半導体ウェハに極めて接近して、渦巻き状の渦流ガス混合体を形成するステップと、混合ガスから反応性ガスの均一な混合体を形成するステップと、均一な厚さの層を半導体ウェハの表面上に形成するように混合反応性ガスをウェハの表面上にわたって流すステップとを備えている。
【００１０】
装置の一態様から見ると、本発明は、反応性ガスから均一な厚さの層を半導体ウェハの表面上に形成する装置を目的としている。この装置は、処理の間に半導体ウェハを内部に収めるよう構成されたチャンバを内部に画定するハウジングと、ガス混合キャビティを画定する混合ブロックとを備える。混合キャビティの第一の入り口は、接線方向の一方の方向から混合キャビティ内に入る第一の反応性ガスを受け入れる。混合キャビティの第二の入り口は、接線方向の反対の方向から混合キャビティ内に入る第二の反応性ガスを受け入れて、第一と第二の入り口に流入するガスが渦を巻いてキャビティ内で混合するようにする。混合チャンバの出口は、半導体ウェハに極めて接近している。好適な実施形態においては、装置は更に、板を貫通する複数の孔が各板に画定されている第一と第二の分散板を含むブロッカ板とシャワーヘッドとを備えており、第一の分散板にはその中央に貫通孔はない。第一の分散板は、板に貫通孔を有し、混合キャビティの出口及び第二の分散板の極めて近くに配置されている。第二の分散板は、均一な厚さの層を半導体ウェハの表面上に形成するように、半導体ウェハの表面すぐ近くに排出口を有している。
【００１１】
添付の図面及び請求項と共に以下のより詳細な説明から、本発明はより十分に理解されるであろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず図１を参照すると、本発明に基づく装置１０が示されている。装置１０は、半導体ウェハの処理に有用で、ツーキャビティチャンバ（他は図示せず）を有するチャンバハウジング１２（一部破断されている）と、リッドアセンブリ１４と、自動機構（図示せず）を収めるプラットフォーム１６（一部破断されている）とを備えている。この機構が、ハウジング１２の後部にある水平スロット（図示せず）を介してウェハを各チャンバに挿入して、処理ステップの後にウェハを取り出す。係る機構は周知であり、ここで更に説明されることはない。
【００１３】
リッドアセンブリ１４は、フレーム板１８と、ガス混合ブロック２０及び２２と、クリーニングガス供給ライン２４及び同様のクリーニングガス供給ライン２６と、反応性ガス供給管３０及び同様の反応性ガス供給管３２とを備える。実線で閉じた位置で、破線で開いた位置で図示されているリッドアセンブリ１４は、その後部とハウジング１２とを３４の位置で蝶番で止められていて、閉じられた（下の位置）場合には、ハウジング１２内部のチャンバ（図示せず）の二つの独立したウェハプロセスキャビティを気密封止する。
【００１４】
各ガス混合ブロック２０及び２２は、ハウジング１２内部の各チャンバキャビティと縦に中心が合わせられている。ブロック２０はその頂部で、混合ブロック２０、そしてリッドアセンブリ１４の下のチャンバ（図示せず）の各キャビティにクリーニングガス（イオン化ＮＦ3）流を（必要の場合には）供給するガス供給ライン２４に接続されている。同様のクリーニングガス供給ライン２６は、混合ブロック２２の頂部に接続されている。ガス供給ライン２４及び２６の他の端部はともに、イオン化ガスソース（図示せず）に接続されている共用供給ライン３６に接続されている。ガス管３０及び３２は、それぞれ混合ブロック２０及び２２に接続されていて、二つの別々の反応性ガス流を各々供給する。直に説明されるが、各ガス管３０及び３２の内部には一組の独立したガス路（図示せず）があって、未混合のガスを各混合ブロック２０及び２２に供給する。ガス管３０及び３２（及びそれらの各内部ガス路）のもう一方の端部は、ガスソース（図示せず）に接続されている。
【００１５】
これから図２を参照するが、ガス混合ブロックの一つ（即ちブロック２０）の分解組立図が示されている。もう一つのブロック（即ちブロック２２）は、鏡像ではあるが実質的に同一であることが理解されるであろう。ブロック２０は、上部３７と、下部中空スタブ４０と「Ｏ」リング４２と円筒状部材４４とを有する下部３８とを備える。直に更に説明されるが、上部３７と下部３８とが垂直軸線４６に沿って組み立てられる際に、円筒状部材４４は入れ子状に下部３８内部に収まる。
【００１６】
図２から判るように、混合ブロック２０の上部３７は、クリーニングガス路２４（この図では図示されていないが図１に図示されている）の一端部と接続する平坦面５０を有している。平坦面５０のオリフィス５２は、上部３７内の内部通路（この図では図示せず）への入り口となるので、矢印５４で示されているように、クリーニングガスが混合ボックス内に入り、軸４６に沿って流れ降りて、装置１０の各ウェハプロセスチャンバを通過することができる。混合ブロック２０の下部３８は、ガス管３０（この図では図示されていないが図１に図示されている）の一端部と接続する開口部５５を有している。下部３８の開口部５５の第一のオリフィス５６と第二のオフィス５８とは、下部３８内の内部通路（この図では図示せず）を分ける入り口になる。各矢印６０及び６１で示されているように、ガス管３０内の独立したガス路（この図では図示せず）により供給される反応性ガスが、これらのオリフィス５６と５８とに流入する。
【００１７】
更に図２を参照すると、円筒状部材４４は、垂直円筒状壁６４と、軸４６に沿って中心が位置決めされている中央ガス混合キャビティ６５とを有している。円筒状部材４４の下端部近くの対向する面に、第一の壁カットアウト６６と第二の壁カットアウト６８とがある。各カットアウト６６及び６８は、壁６４を介してガス混合キャビティ６５に入る接線方向開口部(a tangential opening)となる。各反応性ガス流（矢印６０及び６２で示されている）は、これらのカットアウト６６及び６８を介して流れ、ガスが激しく混合するキャビティ６５内に流入する。次に、矢印６９で示されているように、混合ガスは直ちに中空スタブ４０を介して流れ降りる。
【００１８】
図３を参照すると、組み立てられた混合ブロック２０の入れ子状になった円筒状部材４４の概略断面図が図示されている。矢印６０で示されている一方の反応性ガス流のフローは、内部通路７０に沿っていて、この内部通路７０は、円筒状部材４４のカットアウト６６（図２も参照のこと）を介してフローがキャビティ６５に流入する直前にこのガス流のフローを逆流させる。矢印６２により示されているもう一方の反応性ガス流のフローは、短い内部通路７２に沿っていて、第一のガス流の方向と反対の方向に、カットアウト６８を介してキャビティ６５に流入する。これにより、二つのガス流が渦巻き状に激しく混合して攪拌して、図２中の矢印６９により示されているように、中空スタブ４０を介して、混合すると直ちに流れ降りる。
【００１９】
図４を参照すると、装置１０の一部の概略断面図が示されている。リッドフレーム１８と、混合ブロック２０及びその部品（図２も参照のこと）と、ガス路２４と、前述のガス管３０とが図示されている。また、図４で示されているのは、孔８１で貫通された第一のガス分散（ブロッカ）板８０と、孔８３及び中央孔８５で貫通された第二のガス分散（フェース）板（シャワーヘッド）８２と、ヒータアセンブリ８４と、ヒータアセンブリ８４の上面８６に配置されている大口径半導体ウェハＷとが示されている。以下で更に説明されるが、ブロッカ板８０及びフェース板（シャワーヘッド）８２はともに、反応性ガスの非常に均一な混合体をウェハＷ上に流す手段となる。装置１０内部の二つのチャンバキャビティ（図示せず）各々のフェース板８２（及びシャワーヘッド）である二つのフェース板８２は、図１中で、破線の輪郭（リッドは開いている）で示されていることに注目されたい。
【００２０】
図４から判るように、ブロッカ板８０及びフェース板８２は、ふさわしい手段により取り付けられているか、さもなければ、リッドフレーム１８の下側に取り付けられていて、垂直軸線４６に中心が合わせられている。ヒータ面８６の縁を取り囲んで、ウェハＷの縁と当接するタッパーショルダー８８により、ウェハＷは、自動的にこの軸４６に中心が合わせられる。ヒータアセンブリ８４は、「上」の位置にあるので、処理の間ウェハＷはフェース板８２直下に正しく保持される。任意の処理ステップの後、ヒータアセンブリは、矢印８９で示されるように「下」の位置に移動する（この機構は図示されず）ので、ウェハＷをチャンバキャビティから取り除いて別のウェハを挿入することができる。ヒータアセンブリ８４は、三本以上のリフトフィンガー９０（実際には二つのみ図示する）をウェハＷの下に有し、これらフィンガー９０は、「下」の位置から上に上げられて（この機構は図示されず）ウェハＷをヒータ面８６の上に持ち上げ、そして、前述のようにチャンバキャビティからウェハＷを簡単に取り出すことができる。
【００２１】
キャビティ６５内で混合された後で、反応性ガスは、矢印６９で示されているように下に流れて、まずブロッカ板８０とその孔８１とによりウェハＷにより限定されている領域全体に分散される。次に、ブロッカ板８０よりもずっと多数の貫通する孔８３を有するフェース板８２は更に、反応性ガスをウェハＷの露出表面上に流れ落ちる均一な混合体に分散する。流れる反応性ガスは、ポンプ（図示せず）により各チャンバの下部から排気される。各チャンバと、リッドアセンブリ１４及びリッドフレーム１８の壁は、図示されていないパイプや通路を通る冷却液のフローにより、ヒータアセンブリ８４とウェハＷとの温度よりももっと低い温度で保たれる。
【００２２】
図５を参照すると、ブロッカ板８０及びそれを貫通する孔８１（図４も参照のこと）の概略平面図が示されている。孔８１はここでは概略的に図示されているが、実際には、本発明の一態様に基づいて提供される、ある特定のパターンで同心円状に配置されている。ブロッカ板８０は、孔８１の基準となる９２で示されている、ゼロ（「０」）インデックスを有する。次の表１は、３００ｍｍウェハＷを処理するために設計された本発明の装置の特定の一実施形態におけるブロッカ板８０の各円の半径及び角の位置と孔８１の数とを示している。孔８１は、約０．３インチの厚さのブロッカ板８０を貫通する直径が約２８ミル（１０００分の数インチ）である。全部で約１３１０個の孔８１が開けられているが、ブロッカ板８０の中央に孔は全く開けられていない。例示の実施形態においては、孔は、２８の同心円に沿って等間隔で配置されている。同心円の直径はインチで表されている。
【００２３】
【表１】
0004560166.tif 000002
【００２４】
図６を参照すると、フェース板８２とそれを貫通する孔８３及び中央孔８５（図４も参照のこと）の概略平面図が示されている。孔８３（及び孔８５）は、ここでは概略として図示されているが、実際には、これらの孔もまた、本発明の一態様に基づいて提供される、ある特定のパターンで同心円状に配置されている。
フェース板８３は、孔８３の基準となる、９３で示されているゼロ（「０」）インデックスを有している。フェース板８２とブロッカ板８０とがリッドフレーム１８（図４を参照）の下に共に組み立てられる際に、このインデックス９３とブロッカ板８０のインデックス９２は、互いに一直線に並べられる。次の表２は、３００ｍｍウェハＷの処理用に設計された本発明の装置１０の特定の一実施形態におけるフェース板８２の各円の半径及び角の位置と孔８３の数とを示している。例示の実施形態においては、孔８３は、約０．６インチの厚さのフェース板８２を貫通する直径が約２８ミル（１０００分の数インチ）である。全部で約７３５０個の孔が開けられている。中央孔８５（直径はより短い）がフェース板８２の中央を貫通していて、垂直軸線４６（図４を参照）と一直線に並べられている。孔８３及び中央孔８５は、５０の同心円（中心を含む）に沿って等間隔で配置されている。同心円の直径はインチで表されている。孔８３及び中央孔８５について、以下でかなり詳細に説明する。
【００２５】
【表２】
0004560166.tif 000003
【００２６】
表２中の４９番及び５０番の、最後の二つの孔の円が、３００ｍｍ口径のウェハＷの縁をいくらか越えていることに注意されたい。これにより、係るウェハの縁を越えて反応性ガスの均一なフローが確保され、これは、反応性ガスにより非常に均一な絶縁層を形成することにおいて重要なことである。実施例によれば、処理の間、フェース板８２の底部の約５０ミル下にウェハＷを保持する。
【００２７】
図７を参照すると、フェース板８２の中央部分を貫通する中央孔８５の詳細が拡大縦断面図に示されている。孔８５の上部は、９５に完全にではないが、フェース板８２の大半を貫通して延びている第一の口径の貫通孔を有している。孔８５の下部は、フェース板８２の残りの厚さ部分を貫通している、第二の口径の貫通孔を有している。第一の貫通孔の直径は、第二の貫通孔の直径よりも大きい。
孔８５の軸は、垂直軸線４６と一致する。孔８５の小貫通孔９６は、ウェハＷのすぐ上のフェース板８２の下部にある（図４を参照）。実施例では、中央孔８５の小貫通孔９６は、約２３ミルの直径を有しており、大貫通孔９５は、この約二倍の直径を有している。小貫通孔９６は、全厚さが約０．６インチの厚さのフェース板８２の約０．１インチを貫通して延びている。フェース板８２の孔８３は、中央孔８５の形状とほとんど同じであるが、孔８３の小貫通孔の直径は、中央孔８５の小貫通孔９６の直径よりもわずかに大きい（例えば、約２８ミル）。孔８３及び中央孔８５が幾分じょうご型の二重口径になっているので、形状の高い精密性と、孔の正確な位置を確実にする。この精密性が、その結果、ウェハＷ上に形成された絶縁層に事実上完全な均一性を得ることに寄与する。中央孔５の小貫通孔９６の直径を、孔８３の小貫通孔の対応する直径よりも小さくする（例えば、２３ミル対２８ミル）ことにより、ウェハＷの直径に渡る絶縁層の均一性を得ることに更に寄与することになる。
【００２８】
上述の記載は、説明を意図したものであって、本発明を限定するものではない。記載の方法及び装置における各種の小さな変更について、当業者なら思い当たるものであろうし、添付の請求の範囲で述べられる本発明の精神又は範囲を逸脱することなく実施できるものである。例えば、本発明は、二つのウェハＷを同時に処理すること、もしくは３００ｍｍの直径のウェハを処理することのみに限られるものではない。また、ガス分散板を貫通する孔の正確な数、大きさ及び形状をわずかに変更して、小さな変型をウェハ処理条件に適応させることができる。
更に、ガス混合ブロックの正確な大きさ及び形状をいくらか変更して、このような変形を処理条件に適応させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく大口径ウェハ処理装置のデュアルキャビティチャンバの一部が破断された斜視図である。
【図２】本発明に基づくガス混合ブロックの拡大斜視図である。
【図３】ガス混合キャビティとそれに接続された独立した反応性ガス供給ラインとを示す、ガス混合ブロック中央部分の略断面図である。
【図４】ガス混合ブロックとリッド下側に取り付けられているガス分散板の各セットと、ウェハを載置して装置チャンバ内部で処理するためのヒータアセンブリとを示す、図１の装置の一部の略断面図である。
【図５】図４のガス分散板の上の板の略平面図である。
【図６】図４のガス分散板の下の板の略平面図である。
【図７】図６のガス分散板の中央を貫通する孔の拡大縦断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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