(57)【要約】【課題】捕獲装置の交換頻度を増大させることなくコンダクタンスの上昇を抑えるとともに、捕獲効率を変動させることが可能な捕獲装置及び捕獲方法を提供する。【解決手段】被処理基板が導入、載置される成膜室３と、前記成膜室に成膜ガスを導入するガス導入手段５と、前記成膜室よりガスを排出するガス排出手段８と、前記ガス排出手段と接続され、前記成膜室３からの排出ガス中の反応副生成物を捕獲する捕獲装置７を具備し、前記捕獲装置７は、前記排出ガス中の前記反応副生成物を付着させる翼状薄板７４と、前記翼状薄板を回転させる手段７７を備えることを特徴とする半導体製造装置を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板が導入、載置される成膜室と、
前記成膜室に成膜ガスを導入するガス導入手段と、
前記成膜室よりガスを排出するガス排出手段と、
前記ガス排出手段と接続され、前記成膜室からの排出ガス中の反応副生成物を捕獲する捕獲装置を具備し、
前記捕獲装置は、
前記排出ガス中の前記反応副生成物を付着させる翼状薄板と、
前記翼状薄板を回転させる手段を備えることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記翼状薄板の回転速度を制御する手段を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記翼状薄板は、前記排出ガスの流方向と垂直となるように配置されることを特徴とする請求項1又は２に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
成膜室に成膜ガスを導入して被処理基板上に成膜を行う工程と、
前記成膜室からからガスを排出する工程と、
前記排出されたガスを、回転する翼状薄板と接触させる工程と、
前記翼状薄板表面に反応副生成物を付着させる工程を備えることを特徴とする半導体製造方法。
【請求項５】
前記翼状薄板の回転速度を変動させることを特徴とする請求項４に記載の半導体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体製造工程において、成膜装置から排出される反応副生成物の捕獲に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、例えば、減圧化学気相成長装置などの成膜装置を用いて、半導体基板上への成膜が行われている。
【０００３】
一般に、減圧熱化学気相成長装置において、複数の被処理半導体基板を搭載するボートが挿入される成膜室は、成膜ガスを導入するインジェクターと接続されるとともに、成膜室内を減圧するためのポンプと接続されている。
【０００４】
このような成膜装置において、成膜に寄与しない余剰な未反応成膜種は、成膜室より排出されるが、成膜室より温度が低いポンプでは、反応副生成物が内部に付着（固着）し、ポンプの回転を止めてしまうなどの問題が発生する。そこで、ポンプの前段に、反応副生成物を故意に付着させて捕獲する捕獲装置を設け、ポンプ内に付着する反応副生成物を抑制する手法が用いられている（例えば特許文献1参照）。
【０００５】
通常、捕獲装置の外囲器内部には、複数の薄板フィンが互いに平行となるように配置されている。そして、外囲器内に導入された排出ガスは、後段に設けられるポンプにより吸引され、捕獲装置を通過する際に、薄板フィン表面及び端面にぶつかり、反応副生成物が付着する。
【０００６】
しかしながら、成膜を重ねるにつれて付着する反応副生成物量が増大するため、捕獲装置内のコンダクタンスが上昇し、反応管内の圧力が制御不能に陥ってしまう。このような状態では、被処理基板に対して所望の成膜が困難となる。さらに反応副生成物が付着すると、薄板フィン間を閉塞してしまう、という問題が生じる。従って、付着した反応副生成物量に応じて、定期的に捕獲装置を交換する必要がある。また、捕獲効率を上げるには、薄板フィンの間隔を狭くする必要があるため、さらにコンダクタンスが上昇し、交換頻度が増大するという問題があった。
【０００７】
また、付着する反応副生成物量は、プロセスや使用状況により変動するが、捕獲効率は捕獲装置の仕様に依存するため、プロセスや使用状況が変動する度に、薄板フィンの枚数や構造の最適化、仕様の変更が必要となるという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−１４０３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、捕獲装置のコンダクタンスの上昇を抑え、捕獲効率を上げ、捕獲装置の交換頻度を減少することが可能な半導体製造装置及び半導体製造方法を提供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】
【０００９】
本発明の一態様によれば、被処理基板が導入、載置される成膜室と、前記成膜室に成膜ガスを導入するガス導入手段と、前記成膜室よりガスを排出するガス排出手段と、前記ガス排出手段と接続され、前記成膜室からの排出ガス中の反応副生成物を捕獲する捕獲装置を具備し、前記捕獲装置は、前記排出ガス中の前記反応副生成物を付着させる翼状薄板と、前記翼状薄板を回転させる手段を備えることを特徴とする半導体製造装置が提供される。
【００１０】
また、本発明の一態様によれば、成膜室に成膜ガスを導入して被処理基板上に成膜を行う工程と、前記成膜室からからガスを排出する工程と、前記排出されたガスを、回転する翼状薄板と接触させる工程と、前記翼状薄板表面に反応副生成物を付着させる工程を備えることを特徴とする半導体製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一実施態様によれば、半導体製造装置及び半導体製造方法において、捕獲装置のコンダクタンスの上昇を抑え、捕獲効率を上げ、捕獲装置の交換頻度を減少することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の実施形態について、図１〜３を参照して説明する。図１に、本実施形態の捕獲装置が設置される半導体製造装置（減圧熱化学気相成長装置）を示す。図に示すように、複数の被処理半導体基板（Ｓｉウェーハ）１を搭載するボート２が挿入される反応管（成膜室）３の周囲に、成膜ガスを加熱する発熱体４が配置されている。そして、反応管３は、成膜ガスを導入する成膜ガス導入用インジェクター５と接続されるとともに、ゲート弁６、捕獲装置７を介して、反応管３内を減圧するためのポンプ８と接続されている。
【００１３】
図２に、捕獲装置７の断面図を示す。捕獲装置７において、ゲート弁６側に導入口７１、ポンプ８側に排出口７２が設けられた外囲器７３内に、複数枚、例えば３０枚の翼状薄板７４が、排出ガスの流れに影響を与えないよう流方向と垂直に、例えば５ｍｍ間隔となるように夫々平行に配置されており、夫々中央部において軸７５により固定されている。翼状薄板７４は、図３に図２のＡ−Ａ’断面図を示すように、例えば直径１５０ｍｍで中心角４５度の扇形の４枚の翼７４ａを有している。そして、翼状薄板７４を固定する軸７５は、軸受け７６により保持され、モータ７７により所定の回転が与えられる。
【００１４】
このような減圧熱化学気相成長装置を用いて、半導体基板１上にＳｉＯ２膜を形成する。成膜条件は、ＴＥＯＳガスを１５０ｓｃｃｍで導入し、成膜温度６５０℃、圧力６０Ｐａとする。この条件で、１回の成膜につき約５００ｎｍのＳｉＯ２膜を形成するとともに、捕獲装置７において、翼状薄板７４を、ポンプ８に過負荷をかけない適正な捕獲率が得られる回転数（例えば１ｒｐｍ）で回転させる。そして、外囲器７３内に導入された排出ガスは、後段のポンプ８により吸引され、捕獲装置７内を通過する際に、翼状薄板７４表面及び端面にぶつかり、反応副生成物９が付着する。
【００１５】
ここで、上記条件で成膜を繰り返し行い、反応管が圧力制御不能となり、捕獲装置の交換を行ったときの、交換時の累積膜厚とその平均値を表１に示す。比較例として、従来の捕獲装置を用いて同様に得られた累積膜厚を併せて示す。
【表１】
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【００１６】
このように、従来は累積膜厚が平均で２．３μｍ毎に捕獲装置の交換が必要になっていたが、本実施形態においては、累積膜厚が平均で７．３μｍ毎での交換となり、３倍以上も捕獲装置の延命が可能となった。これは、排出ガスの流方向のクリアランスが従来より広くなったためであると考えられる。
【００１７】
本実施形態において、翼状薄板として翼が４枚のものを示したが、翼の数は特に限定されるものではない。しかしながら、捕獲効率を考慮すると、４枚以上のものが好ましい。
【００１８】
また、本実施形態においては、翼状薄板７４の回転速度を、適正な捕獲率が得られる回転数で一定としたが、モータ７７の回転速度が変動するように、制御機構を設けて制御することも可能である。例えば、翼状薄板７４への反応副生成物の付着により、捕獲効率が変動（上昇／低下）するため、これをキャンセルするために、回転速度を経時的に変動（低速化／高速化）するように制御してもよい。また、反応副生成物の付着量が多い導入口７１側より、排出口７２側の捕獲効率が高くなるように、翼状薄板７４の位置に応じて回転速度を変動させてもよい。また、翼状薄板の翼は、重なるように配置しても、重ならないように配置してもよい。
【００１９】
さらに、本実施形態においては、翼状薄板７４を流方向と垂直に配置しているが、必ずしも垂直である必要はなく、流方向と所定の角度を有していてもよい。
【００２０】
また、本実施形態においては、減圧熱化学気相成長装置に適用しているが、成膜装置であれば特に限定されるものではなく、プラズマ化学気相成長装置などに適用することが可能である。
【００２１】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。その他要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一態様の半導体製造装置（減圧熱化学気相成長装置）を示す図。
【図２】本発明の一態様における捕獲装置を示す図。
【図３】本発明の一態様における翼状薄板の形状を示す図。
【符号の説明】
【００２３】
１  半導体基板
２  ボート
３  反応管
４  発熱体
５  成膜ガス導入用インジェクター
６  ゲート弁
７  捕獲装置
８  ポンプ
９  反応副生成物
７１  導入口
７２  排出口
７３  外囲器
７４  翼状薄板
７５  軸
７６  軸受け
７７  モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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