特開 2024-175661 反応チャンバー及び酸化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175661

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】反応チャンバー及び酸化装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/316 20060101AFI20241211BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

H01L21/316 X

H01L21/31 C

【審査請求】有

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024085343

(22)【出願日】2024-05-27

(31)【優先権主張番号】202310659848.4

(32)【優先日】2023-06-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】520111187

【氏名又は名称】ベイジン イータウン セミコンダクター テクノロジー カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｅ－Ｔｏｗｎ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ． ８ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ， Ｎｏ． ２８ Ｊｉｎｇｈａｉ Ｅｒ Ｒｄ．， Ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｚｏｎｅ， １００１７６ Ｂｅｉｊｉｎｇ， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】チアンミン チー

(72)【発明者】

【氏名】ハイウェイ リー

(72)【発明者】

【氏名】ウェンシュエ スー

【テーマコード（参考）】

5F045

5F058

【Ｆターム（参考）】

5F045AA08

5F045AB32

5F045AC11

5F045AD10

5F045AD11

5F045AD12

5F045AD13

5F045AD14

5F045AD15

5F045AD16

5F045AE23

5F045BB08

5F045DP04

5F045EF01

5F045EF02

5F045EH18

5F058BA06

5F058BC02

5F058BF07

5F058BF29

5F058BF37

(57)【要約】      （修正有）

【課題】生成された二酸化シリコンの品質を向上させる反応チャンバー及び酸化装置を提供する。
【解決手段】チャンバー本体１と、導流管１２と、を備える反応チャンバーであって、チャンバー本体の内部にウェーハ載置台１１が設けられ、ウェーハ載置台にはウェーハを収容するための反応領域が形成され、反応領域の上面はウェーハの上面よりも低くない。チャンバー本体の側壁には、孔１３が設けられている。導流管は、チャンバー本体の内部に設けられ、管本体１２１を含み、管本体の吸気口１２２が孔に連通して反応領域に向かって延設され、排気口１２３がプラズマを反応領域の上面に輸送することに用いられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部にウェーハ載置台が設けられるチャンバー本体であって、前記ウェーハ載置台には、ウェーハを収容するための反応領域が形成されており、前記反応領域の上面は前記ウェーハの上面よりも低くなく、前記チャンバー本体の側壁には、前記チャンバー本体の内部へプラズマを輸送するための孔が設けられている、チャンバー本体と、
前記チャンバー本体の内部に設けられる導流管であって、一端の吸気口が前記孔に連通し、前記プラズマを前記ウェーハの上面と反応させるように前記プラズマを前記反応領域の上面に輸送するための他端の排気口が前記反応領域に向かって延設される、管本体を含む、導流管と、を備える、
ことを特徴とする反応チャンバー。

【請求項2】

前記排気口の下縁部は前記反応領域の上面よりも上に位置し、前記排気口の端面は前記反応領域の縁部の外側に位置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の反応チャンバー。

【請求項3】

前記チャンバー本体の高さ方向において、前記排気口の下縁部と前記反応領域の上面との間の垂直距離は２ｍｍ～５ｍｍであり、
前記チャンバー本体の幅方向において、前記排気口の端面と前記反応領域の外縁との間の水平距離は２ｍｍ～５ｍｍである、
ことを特徴とする請求項２に記載の反応チャンバー。

【請求項4】

前記管本体は、伸縮可能な可撓性管本体であり、及び／又は、前記排気口は前記管本体に回転可能に連結される、
ことを特徴とする請求項１に記載の反応チャンバー。

【請求項5】

前記導流管の材質は石英材質である、ことを特徴とする請求項１に記載の反応チャンバー。

【請求項6】

前記孔の中心軸は前記ウェーハ載置台の中心軸と交差し、且つ前記孔の中心軸は前記排気口の端面の中心軸と平行であり、前記排気口の端面は、前記孔の所在する平面と平行であり、前記排気口の前記チャンバー本体の幅方向における両側の縁部は、前記ウェーハ載置台の中心軸に対して対称に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の反応チャンバー。

【請求項7】

前記管本体は徐々に拡張する構造であり、前記管本体の拡径端は前記排気口を形成し、前記管本体の縮径端は前記吸気口を形成し、前記チャンバー本体の幅方向における前記排気口の口径は、前記チャンバー本体の幅方向における前記吸気口の口径よりも大きい、
ことを特徴とする請求項６に記載の反応チャンバー。

【請求項8】

前記孔の中心軸は前記ウェーハ載置台の中心軸からずれており、前記排気口の端面は、前記チャンバー本体の高さ方向に平行であり、前記孔の端面に対して傾斜して設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の反応チャンバー。

【請求項9】

前記管本体は徐々に拡張する構造であり、前記管本体の拡径端は前記排気口を形成し、前記管本体の縮径端は前記吸気口を形成し、前記チャンバー本体の幅方向における前記排気口の口径は、前記チャンバー本体の幅方向における前記吸気口の口径よりも大きい、
ことを特徴とする請求項８に記載の反応チャンバー。

【請求項10】

前記チャンバー本体の高さ方向における前記排気口の口径は、前記チャンバー本体の高さ方向における前記吸気口の開口径よりも小さい、
ことを特徴とする請求項６に記載の反応チャンバー。

【請求項11】

前記排気口の形状は扁平な口状であり、及び／又は、前記吸気口の形状は円形である、
ことを特徴とする請求項１０に記載の反応チャンバー。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか１項に記載の反応チャンバーと、
前記反応チャンバーの外部に設けられるプラズマ源であって、前記プラズマ源のプラズマ出力ポートが前記孔に連通するプラズマ源と、を備える、
ことを特徴とする酸化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体技術分野に関し、特に反応チャンバー及び酸化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ウェーハの酸化プロセスにおいて、酸素ガスと水素ガスとの混合ガス（マイクロ波プラズマ）は、マイクロ波プラズマ源を通じて酸素フリーラジカルが豊富なプラズマに解離され、プラズマは反応チャンバーに入り、ウェーハ表面に二酸化シリコンを生成する。酸素フリーラジカルの濃度とウェーハ表面上の分布は、二酸化シリコンの成長速度に直接影響する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本開示は、反応チャンバー及び酸化装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本開示の一態様によれば、チャンバー本体と、導流管と、を備える反応チャンバーを提供する。

【0005】

チャンバー本体の内部には、ウェーハ載置台が設けられ、ウェーハ載置台には、ウェーハを収容するための反応領域が形成され、反応領域の上面はウェーハの上面よりも低くない。チャンバー本体の側壁には、チャンバー本体の内部へプラズマを輸送するための孔が設けられている。

【0006】

導流管はチャンバー本体の内部に設けられ、導流管は管本体を含み、管本体の一端の吸気口が孔に連通し、他端の排気口が反応領域に向かって延設され、排気口がプラズマをウェーハの上面と反応させるようにプラズマを反応領域の上面に輸送することに用いられる。

【0007】

本開示の別の態様によれば、
本開示の実施形態の何れかに記載の反応チャンバーと、
反応チャンバーの外部に設けられるプラズマ源であって、プラズマ源のプラズマ出力ポートが孔に連通するプラズマ源と、を備える、酸化装置を提供する。

【発明の効果】

【0008】

本開示の形態によれば 、孔とウェーハ載置台との間に導流管が設けられるため、孔を通過してチャンバー本体の内部に進入したプラズマが、導流管を介して輸送されてウェーハの上面に集まり、それにより、ウェーハの上面以外の領域へのプラズマの拡散を回避し、ウェーハの上面におけるプラズマの濃度を高めることで、ウェーハの上面で生成される二酸化シリコンの成長速度を高め、生成された二酸化シリコンの品質を向上させる。

【0009】

発明の概要に記述された内容は、本開示の実施例の主要な特徴又は重要な特徴を特定することを意図したものではなく、本開示の範囲を限定するものでもないことが理解されるべきである。本開示の他の特徴は、以下の説明によって容易に理解される。

【0010】

図面を参照して以下の詳細な説明を参照すると、本開示の各実施例の上記及びその他の特徴、利点、及び態様は、より明らかになる。図面において、同一又は類似の符号は、同一又は類似の要素を表している。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本開示の実施例の反応チャンバーの構造を示す模式図である。

【図2】本開示の実施例の反応チャンバーの構造を示す模式図である。

【図3】本開示の実施例の反応チャンバーの構造を示す模式図である。

【図4】本開示の実施例の導流管の構造を示す模式図である。

【図5】本開示の実施例の導流管の構造を示す模式図である。

【図6】本開示の実施例の導流管の構造を示す模式図である。

【図7】本開示の実施例の導流管の構造を示す模式図である。

【図8】本開示の実施例の酸化装置の構造を示す模式図である。

【図9】本開示の実施例の酸化装置の構造を示す模式図である。

【図10】本開示の実施例の酸化装置の構造を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して本開示の例示的な実施例を説明し、説明において理解を助けるために本開示の実施例の様々な詳細を含めるが、これらは単に例示的なものとみなされるべきである。したがって、当業者は、本開示の範囲及び精神から逸脱することなく、本明細書に記載された実施例に様々な変更及び修正を加えることができることを認識すべきである。同様に、以下の説明では、周知の機能及び構造の説明は、明確化及び簡潔化のために省略されている。

【0013】

本開示の実施例は、図１～図３に示すように、チャンバー本体１と、導流管１２と、を備える、反応チャンバーを提供する。

【0014】

チャンバー本体１は内部にウェーハ載置台１１が設けられ、ウェーハ載置台１１には、ウェーハを収容するための反応領域１１１が形成されており、反応領域１１１の上面がウェーハの上面よりも低くない。チャンバー本体１の側壁には、チャンバー本体１の内部へプラズマを輸送するための孔１３が設けられている。

【0015】

導流管１２は、チャンバー本体１の内部に設けられ、管本体１２１を含む。管本体１２１の一端の吸気口１２２は孔１３に連通し、管本体１２１の他端の排気口１２３は反応領域１１１に向かって延設され、排気口１２３はプラズマをウェーハの上面と反応させるようにプラズマを反応領域１１１の上面に輸送することに用いられる。

【0016】

本開示の実施例によれば、以下のことについて説明する。

【0017】

図１及び図２は、反応チャンバーの上面図であり、図１及び図２における反応チャンバーの左右方向及び上下方向のいずれもチャンバー本体１の幅方向と定義し、図１及び図２における反応チャンバーの前後方向をチャンバー本体１の高さ方向と定義する。

【0018】

図３は、反応チャンバーの側面図であり、図３における反応チャンバーの左右方向をチャンバー本体１の幅方向と定義し、図３における反応チャンバーの上下方向を、チャンバー本体１の高さ方向と定義する。

【0019】

チャンバー本体１の内部は、チャンバー本体１の内側壁により囲まれたウェーハの酸化反応を行うための空間であると理解されてもよく、チャンバー本体１の内部の形状及びサイズは、必要に応じて選択したり調整したりすることができるので、ここでは特に限定しない。例えば、チャンバー本体１の内部は、矩形構造、円筒形構造や角柱構造であってもよい。

【0020】

チャンバー本体１の内部でのウェーハ載置台１１の配置位置は、必要に応じて選択したり調整したりすることができる。例えば、ウェーハ載置台１１は、チャンバー本体１の幅方向に沿って水平配置されてもよく、空間的には孔１３の下方に又は孔１３とほぼ水平に配置されてもよい。

【0021】

チャンバー本体１におけるウェーハ載置台１１の配置方式は、必要に応じて選択したり調整したりすることができる。例えば、ウェーハ載置台１１をチャンバー本体１内において回転可能に設けることで、導流管１２を介して輸送されたプラズマをウェーハの上面に均一に分布させる。及び／又は、ウェーハ載置台１１をチャンバー本体１内において昇降可能に設けることで、導流管１２の排気口１２３に対する、ウェーハ載置台１１の高さの位置が調整可能となり、導流管１２を介して輸送されたプラズマが、ウェーハの上面以外の領域に漏れることなく、できるだけすべてウェーハの上面に輸送される。

【0022】

反応領域１１１は、ウェーハ載置台１１の上端面に位置する所定の空間であると理解されてもよく、この所定の空間はウェーハを完全に収容し得る。

【0023】

ウェーハ載置台１１には、ウェーハを収容するための反応領域１１１が形成されており、反応領域１１１の上面はウェーハの上面よりも低くない。これは、反応領域１１１の外縁がウェーハの外縁に相当し、反応領域１１１の上面がウェーハの上面に相当するか、ウェーハの上面よりも高いと理解されてもよい。つまり、反応領域１１１はウェーハを完全に包むことができる。

【0024】

チャンバー本体１の側壁には孔１３が設けられている。これは、チャンバー本体１の任意の側壁の任意の位置に孔１３が設けられていると理解されてもよい。ここで、孔１３、プラズマ源２のプラズマ出力ポートや排気口１２３の形状及びサイズは互いに適合する。

【0025】

導流管１２の吸気口１２２及び排気口１２３は連通しており、プラズマ源２のプラズマ出力ポートは、プラズマを、側壁の孔１３、管本体１２１の吸気口１２２、及び管本体１２１の排気口１２３を順次通過させて、チャンバー本体１の内部の反応領域１１１まで輸送する。

【0026】

管本体１２１の他端の排気口１２３は反応領域１１１に向かって延設され、ここで、排気口１２３と反応領域１１１との相対位置の関係は、必要に応じて選択したり調整したりすることができる。例えば、排気口１２３は、排気口１２３の下縁部が反応領域１１１の上面の上方に位置する位置まで延伸し、且つ排気口１２３の端面が反応領域１１１の縁部の外側に位置する位置まで延伸する。例えば、排気口１２３は、排気口１２３の下縁部が反応領域１１１の上面と面一になる位置まで延伸し、且つ排気口１２３の端面が反応領域１１１の縁部の外側に位置する位置まで延伸する。例えば、排気口１２３は、排気口１２３の下縁部が反応領域１１１の上面の上方に位置する位置まで延伸し、且つ排気口１２３の端面が反応領域１１１の縁部に接する位置まで延伸する。例えば、排気口１２３は、排気口１２３の下縁部が反応領域１１１の上面と面一になる位置まで延伸し、且つ、排気口１２３の端面が反応領域１１１の縁部と接する位置まで延伸する。

【0027】

管本体１２１の形状は、必要に応じて選択したり調整したりすることができ、例えば、管本体１２１の排気口１２３に近い端部のチャンバー本体１の幅方向におけるサイズが、管本体１２１の吸気口１２２に近い端部のチャンバー本体１の幅方向におけるサイズよりも大きく、それにより、プラズマがより広い面積で排気口１２３から外へ拡散しやすくなる。

【0028】

導流管１２の材質は、必要に応じて選択したり調整したりすることができ、例えば、導流管１２は、ウェーハの反応の際に二酸化シリコンの生成品質に悪影響を与えないように、石英材質を採用してもよい。

【0029】

ウェーハに酸化プロセスを施す際、反応ガスである酸素ガスと水素ガスとの混合ガスはプラズマ源２によって酸素フリーラジカルが豊富なプラズマに解離され、プラズマは導流管１２を介してチャンバー本体１内に輸送され、ウェーハの上面に集まり、それにより、ウェーハの上面に高品質の二酸化シリコン酸化膜が生成される。

【0030】

本開示の実施例によれば、孔１３に連通する導流管１２をチャンバー本体１の内部に設けることによって、孔１３とウェーハとの間の隙間が小さくなり、孔１３を通ってチャンバー本体１の内部に進入したプラズマが導流管１２を介してウェーハの上面まで直接導流されることが可能となり、それにより、プラズマがチャンバー本体１に進入した後ウェーハの上面以外の領域へ拡散して漏れることを回避し、チャンバー本体１内に輸送されたプラズマの損耗を減少させる。また、プラズマがウェーハの上面に直接集まるので、ウェーハの上面におけるプラズマの濃度を高め、さらにウェーハの上面への二酸化シリコン薄膜の成長速度を高めることができる。

【0031】

一例では、チャンバー本体１の内部を低圧環境にしてもよく、内部気圧が２０トール未満であってもよい。

【0032】

本開示の実施例によれば、低圧環境の反応チャンバーにおいては、プラズマがチャンバー本体１の内部に進入した後自由拡散しないため、導流管１２を介してプラズマが反応領域１１１に直接輸送され、これにより、プラズマは、ウェーハの上面以外の領域へ拡散することなく、ウェーハの上面に集まり、このようにして、ウェーハの上面のプラズマの濃度が上昇し、ウェーハの上面への二酸化シリコン酸化膜の成長速度が高くなる。

【0033】

一例では、反応チャンバーのプロセスの環境は、少なくとも、プロセス温度が６００℃～１２００℃であること、プロセスの圧力が２０トール未満であること、ガス流速が１ＳＬＭ～３０ＳＬＭであること、水素ガスと酸素ガスとの混合ガスが解離して酸素フリーラジカルが豊富なプラズマ（水素の割合は３０％未満）となることのうちのいずれか１つ又はこれらの任意の組み合わせを満たす。

【0034】

一実施例では、排気口１２３の下縁部は反応領域１１１の上面よりも上に位置し、排気口１２３の端面は反応領域１１１の縁部の外側に位置する。つまり、反応領域１１１の上面は排気口１２３の下縁部の斜め下の位置にある。

【0035】

本開示の実施例によれば、以下のことについて説明する。

【0036】

排気口１２３の下縁部は、排気口１２３の反応領域１１１に近い側の縁部であると理解されてもよい。

【0037】

排気口１２３の端面は、排気口１２３の外縁輪郭で囲まれた平面であると理解されてもよい。

【0038】

本開示の実施例によれば、排気口１２３を反応領域１１１の上面の斜め上の位置に設けることによって、プラズマは、導流管１２を経てチャンバー本体１の内部に進入し、排気口１２３から反応領域１１１の上面に直接排出され、それにより、ウェーハの底面やウェーハの外側へのプラズマの拡散が回避される。また、排気口１２３とウェーハとの衝突も回避される。

【0039】

一実施例では、チャンバー本体１の高さ方向において、排気口１２３の下縁部と反応領域１１１の上面との間の垂直距離は２ｍｍ～５ｍｍであり、また、チャンバー本体１の幅方向において、排気口１２３の端面と反応領域１１１の外縁との間の水平距離は２ｍｍ～５ｍｍである。

【0040】

本開示の実施例によれば、排気口１２３を反応領域１１１の上面の斜め上の位置に設けることによって、プラズマは、導流管１２を経てチャンバー本体１の内部に進入し、排気口１２３から反応領域１１１の上面に直接排出され、それにより、ウェーハの底面やウェーハの外側へのプラズマの拡散が回避される。また、排気口１２３とウェーハとの衝突も回避される。

【0041】

一実施例では、図４に示すように、管本体１２１は、伸縮可能な可撓性管本体１２１である。及び／又は、排気口１２３は、管本体１２１に回転可能に連結される。

【0042】

本開示の実施例によれば、以下のことについて説明する。

【0043】

伸縮可能な可撓性管本体１２１は、吸気口１２２と排気口１２３との間にある管本体１２１の部分が、必要に応じて長さや湾曲姿勢を調整することができると理解されてもよく、例えば、管本体１２１を引っ張ったり湾曲させたりすることにより、排気口１２３をウェーハに正対させる。

【0044】

排気口１２３は管本体１２１に回転可能に連結され、これは、排気口１２３が管本体１２１に対して独立して旋回でき、排気口１２３の向きを調整可能であると理解されてもよい。

【0045】

本開示の実施例によれば、排気口１２３とウェーハとの相対位置関係の調整が可能となり、プラズマを導流管１２の排気口１２３からウェーハの上面に直接排出することが可能となる。

【0046】

一実施例では、図１～３に示すように、チャンバー本体１には、ウェーハを配置または取り出すためのウェーハ配置口１４も設けられている。

【0047】

一実施例では、図１に示すように、孔１３の中心軸はウェーハ載置台１１の中心軸と交差し、且つ、孔１３の中心軸は排気口１２３の端面の中心軸と平行であり、排気口１２３の端面は、孔１３の所在する平面と平行であり、チャンバー本体１の幅方向における排気口１２３の両側の縁部は、ウェーハ載置台１１の中心軸に対して対称に設けられている。

【0048】

本開示の実施例によれば、以下のことについて説明する。

【0049】

排気口１２３の端面は、孔１３の所在する平面と平行である。これは、孔１３が円弧状の孔（孔１３の各辺は同一の垂直面にない）である場合、排気口１２３は円弧状の口であると理解されてもよい。孔１３が平面孔（孔１３の各辺は同一の垂直面にある）である場合、排気口１２３は平面口であると理解されてもよい。あるいは、孔１３は平面孔（孔１３の各辺は同一の垂直面にある）であり、排気口１２３は円弧状の口（排気口１２３の各辺は同一の垂直面にないが、排気口１２３の各辺は、そのうちの一辺の所在する垂直面での投影が孔１３の所在する平面と平行である）である。

【0050】

チャンバー本体１の幅方向における排気口１２３の両側の縁部はウェーハ載置台１１の中心軸に対して対称に設けられる。これは、排気口１２３の断面の形状が、左右対称の図形、例えば円形や方形、左右対称の任意の形状であると理解されてもよい。このようにして、排気口１２３の左右両側からウェーハ載置台１１や反応領域１１１の縁部までの距離は等しくなり、プラズマが排気口１２３からウェーハの上面に均一に出力されることを確保することができる。ここで、排気口１２３の幅は、必要に応じて選択したり調整したりすることができ、例えば、排気口１２３の幅は吸気口１２２の幅に等しいか、吸気口１２２の幅よりも大きい。

【0051】

本開示の実施例によれば、排気口１２３をウェーハに正対して設けることによって、排気口１２３の左右両側から出力されたプラズマの面積が同じとなり、プラズマが排気口１２３からウェーハの上面に均一に出力され、二酸化シリコンの生成の均一性を向上させることができる。

【0052】

一実施例では、図１及び図５に示すように、孔１３の中心軸はウェーハ載置台１１の中心軸と交差し、且つ孔の中心軸は排気口１２３の端面の中心軸と平行であり、排気口１２３の端面は孔１３が存在する平面と平行であり、チャンバー本体１の幅方向における排気口１２３の両側の縁部は、ウェーハ載置台１１の中心軸に対して対称に設けられる。管本体１２１は、自体の長さ方向に沿って軸対称に徐々に拡張する構造であり、管本体１２１の拡径端は排気口１２３を形成し、管本体１２１の縮径端は吸気口１２２を形成し、チャンバー本体１の幅方向における排気口１２３の口径が、チャンバー本体１の幅方向における吸気口１２２の口径よりも大きい。

【0053】

本開示の実施例によれば、以下のことについて説明する。

【0054】

チャンバー本体１の幅方向における排気口１２３の口径が、チャンバー本体１の幅方向における吸気口１２２の口径よりも大きい。これは、排気口１２３の幅が吸気口１２２の幅よりも大きく、排気口１２３の高さが吸気口１２２の高さよりも大きく、排気口１２３の端がより大きい口径の拡散端であり、或いは、排気口１２３の幅が吸気口１２２の幅よりも大きく、排気口１２３の高さが吸気口１２２の高さに等しく、排気口１２３の端が、高さの等しい口径の扁平な拡散端であり、或いは、排気口１２３の幅が吸気口１２２の幅よりも大きく、排気口１２３の高さが吸気口１２２の高さよりも小さく、排気口１２３の端が、高さの比較的小さい口径の扁平な拡散端であると理解されてもよい。

【0055】

本開示の実施例によれば、排気口１２３の幅を大きくすることによって、排気口１２３からスプレーされるプラズマは、より広い面積でウェーハの上面を覆うことができ、ひいてはより広い面積にわたってウェーハの上面と接触し、ウェーハの上面におけるプラズマの濃度を向上させることができる。

【0056】

一実施例では、図２に示すように、孔１３の中心軸はウェーハ載置台１１の中心軸からずれており、排気口１２３の端面はチャンバー本体１の高さ方向に平行であり、孔１３の端面に対して傾斜して設けられる。

【0057】

本開示の実施例によれば、以下のことについて説明する。

【0058】

孔１３の中心軸はウェーハ載置台１１の中心軸からずれている。これは、孔１３はウェーハ載置台１１に正対しておらず、すなわち、孔１３の延伸領域の一部はウェーハ載置台１１のトップの領域と重なり、又は孔１３の延伸領域はウェーハ載置台１１のトップの領域の外側に位置しないと理解されてもよい。

【0059】

排気口１２３の端面はチャンバー本体１の高さ方向に平行である。これは、排気口１２３のすべての辺は同一の垂直面上にあり、この垂直面はチャンバー本体１の高さと平行であると理解されてもよい。つまり、排気口１２３の所在する平面はウェーハ載置台１１の所在する平面に垂直である。

【0060】

排気口１２３の端面は孔１３の端面に対して傾斜して設けられる。これは、排気口１２３の端面は、チャンバー本体１の高さ方向の所在する軸線に沿ってウェーハ載置台１１の中心に向かって回転可能であり、回転後の排気口１２３の端面は孔１３の端面に対して角をなして設けられると理解されてもよい。

【0061】

本開示の実施例によれば、チャンバー本体１の孔１３がウェーハ載置台１１の真ん中から離れて設けられる場合、排気口１２３を傾斜して設けることにより、プラズマはウェーハの上面まで導流され、プラズマがチャンバー本体１内に輸送されたときに、孔１３の位置による影響を受けずに、ウェーハの上面以外の領域に漏れることなくウェーハの上面まで完全に導流され、それにより、ウェーハの上面に高濃度のプラズマが集まることが保証される。

【0062】

一例では、図２に示すように、孔１３の中心軸がウェーハ載置台１１の中心軸の第１側にある場合、排気口１２３の端面は、チャンバー本体１の高さ方向に平行であり、孔１３の端面に対して第２側に向かって傾斜して設けられ、ここで、第２側は第１側と反対である。好ましくは、排気口１２３の左側辺の平面はウェーハ載置台１１の頂部の延伸領域と交差し、排気口１２３の右側辺の平面はウェーハ載置台１１の頂部の延伸領域の縁部に接するように設けられ、このような構成により、排気口１２３の右側辺から出力されたプラズマの自由拡散が低減される。

【0063】

一実施例では、図２及び図６に示すように、孔１３の中心軸はウェーハ載置台１１の中心軸からずれており、排気口１２３の端面は、チャンバー本体１の高さ方向に平行であり、孔１３の端面に対して傾斜して設けられる。管本体１２１は、自体の長さ方向に沿って非対称に徐々に拡張する構造であり、管本体１２１の拡径端は排気口１２３を形成し、管本体１２１の縮径端は吸気口１２２を形成し、チャンバー本体１の幅方向における排気口１２３の口径が、チャンバー本体１の幅方向における吸気口１２２の口径よりも大きい。管本体１２１のウェーハ載置台１１の中心軸に近い側の管壁は円弧状の管壁であり、当該管壁は、ウェーハ載置台１１の中心軸に向かって湾曲している。管本体１２１のウェーハ載置台１１の中心軸から離れた側の管壁は円弧状又は直線状の管壁であり、当該管壁が円弧状の管壁である場合、ウェーハ載置台１１の中心軸に向かって湾曲する。

【0064】

本開示の実施例によれば、以下のことについて説明する。

【0065】

チャンバー本体１の幅方向における排気口１２３の口径が、チャンバー本体１の幅方向における吸気口１２２の口径よりも大きい。これは、排気口１２３の幅が吸気口１２２の幅よりも大きく、排気口１２３の高さが吸気口１２２の高さよりも大きく、排気口１２３の端がより大きい口径の拡散端であり、或いは、排気口１２３の幅が吸気口１２２の幅よりも大きく、排気口１２３の高さが吸気口１２２の高さに等しく、排気口１２３の端が、高さの等しい口径の扁平な拡散端であり、或いは、排気口１２３の幅が吸気口１２２の幅よりも大きく、排気口１２３の高さが吸気口１２２の高さよりも小さく、排気口１２３の端が、高さの比較的小さい口径の扁平な拡散端であると理解されてもよい。

【0066】

本開示の実施例によれば、排気口１２３の幅を大きくすることによって、排気口１２３からスプレーされるプラズマは、より広い面積でウェーハの上面を覆うことができ、ひいてはより広い面積にわたってウェーハの上面と接触し、ウェーハの上面のプラズマの濃度を向上させることができる。

【0067】

一実施例では、図７に示すように、チャンバー本体１の高さ方向における排気口１２３の口径が、チャンバー本体１の高さ方向における吸気口１２２の口径よりも小さい。

【0068】

本開示の実施例によれば、排気口１２３の高さを小さくすることによって、プラズマが排気口１２３から出力される速度を高め、プラズマが排気口１２３から出力された後ウェーハの上面以外の領域に拡散することを回避することができる。

【0069】

一実施例では、孔１３の中心軸はウェーハ載置台１１の中心軸と交差し、且つ孔１３の中心軸は排気口１２３の端面の中心軸と平行であり、排気口１２３の端面は孔１３の所在する平面と平行であり、チャンバー本体１の幅方向における排気口１２３の両側の縁部は、ウェーハ載置台１１の中心軸に対して対称に設けられる。管本体１２１は、自体の長さ方向に沿って軸対称に徐々に拡張する構造であり、管本体１２１の拡径端は排気口１２３を形成し、管本体１２１の縮径端は吸気口１２２を形成し、チャンバー本体１の幅方向における排気口１２３の口径が、チャンバー本体１の幅方向における吸気口１２２の口径よりも大きい。チャンバー本体１の高さ方向における排気口１２３の口径が、チャンバー本体１の高さ方向における吸気口１２２の口径よりも小さい。

【0070】

一実施例では、孔１３の中心軸はウェーハ載置台１１の中心軸からずれており、排気口１２３の端面は、チャンバー本体１の高さ方向に平行であり、孔１３の端面に対して傾斜して設けられる。管本体１２１は、自体の長さ方向に沿って非対称に徐々に拡張する構造であり、管本体１２１の拡径端は排気口１２３を形成し、管本体１２１の縮径端は吸気口１２２を形成し、チャンバー本体１の幅方向における排気口１２３の口径が、チャンバー本体１の幅方向における吸気口１２２の口径よりも大きい。チャンバー本体１の高さ方向における排気口１２３の口径が、チャンバー本体１の高さ方向における吸気口１２２の口径よりも小さい。

【0071】

一実施例では、チャンバー本体１の高さ方向における排気口１２３の口径が、チャンバー本体１の高さ方向における吸気口１２２の口径よりも小さい。チャンバー本体１の幅方向における排気口１２３の口径が、チャンバー本体１の幅方向における吸気口１２２の口径に等しい。

【0072】

一実施例では、図５に示すように、排気口１２３の形状は扁平な口状であってもよく、及び／又は、吸気口１２２の形状は円形であってもよい。

【0073】

本開示の実施例によれば、扁平な口状の排気口１２３を設けることにより、排気口１２３の幅を増大し、排気口１２３の横断面においてプラズマを出力する面積が大きくなり、プラズマがより広い面積でウェーハの上面と接触し、ウェーハの上面でのプラズマの濃度を向上させることができる。また、円形の吸気口１２２を設けることにより、プラズマ源２の円形のプラズマ出力ポートにより適している。

【0074】

図８～図１０に示すように、本開示の実施例は、プラズマ源２と、上記の実施例の何れかに記載の反応チャンバーと、を備える、酸化装置を提供する。

【0075】

プラズマ源２は、反応チャンバーの外部に設けられ、プラズマ源２のプラズマ出力ポートが孔１３と連通する。

【0076】

本開示の実施例によれば、以下のことについて説明する。

【0077】

プラズマ源２は、従来技術における任意の構造のプラズマ発生器であると理解されてもよい。

【0078】

本開示の実施例によれば、孔１３と連通する導流管１２をチャンバー本体１の内部に設けることによって、孔１３とウェーハとの間の隙間が小さくなる。孔１３を通過してチャンバー本体１の内部に進入したプラズマが導流管１２を介してウェーハの上面まで直接導流されることが可能となり、それにより、プラズマがチャンバー本体１に進入した後ウェーハの上面以外の領域へ拡散して漏れることを回避し、チャンバー本体１内に輸送されたプラズマの損耗を減少させる。また、プラズマがウェーハの上面に直接集まるため、ウェーハの上面におけるプラズマの濃度が上昇し、ひいてはウェーハの上面への二酸化シリコン薄膜の成長速度を高めることができる。

【0079】

一例では、本開示の実施例の酸化装置は、プラズマ源２と、反応チャンバーと、を備える。反応チャンバーのチャンバー本体１の内部にウェーハ載置台１１が設けられ、ウェーハ載置台１１には、ウェーハを収容するための反応領域１１１が形成され、反応領域１１１の上面はウェーハの上面よりも低くない。チャンバー本体１の側壁には、孔１３が設けられ、孔１３はプラズマ源２のプラズマ出力ポートと連通する。反応チャンバーの導流管１２は、チャンバー本体１の内部に設けられ、導流管１２は管本体１２１を含み、管本体１２１の一端の吸気口１２２は孔１３に連通し、管本体１２１の他端の排気口１２３は反応領域１１１に向かって延設され、排気口１２３は、プラズマをウェーハの上面と反応させるように、プラズマを反応領域１１１の上面に輸送することに用いられる。

【0080】

一例では、酸化装置のプラズマ源２は、チャンバー本体１の側壁に取り付けられ、チャンバー本体１の内部は方形に設計され、チャンバー本体１の内部気圧は２０トール未満であり、プラズマ源２の出口はチャンバー本体１の内壁と面一であり、ウェーハは、反応チャンバーの中心位置にあり、ウェーハとプラズマ源２の出口と一定の隙間があり、イオン化されたプラズマは、プラズマ源２の出口から隙間を通過した後ウェーハの上面（上面）に流れて反応が行われるため、プラズマの一部は隙間に沿ってウェーハの下面に流れ、それにより、ウェーハの上面におけるプラズマの濃度が低下する。本開示の酸化装置によれば、プラズマ源２の発生器の出口において導流管１２を設けることで、プラズマが導流管１２を介してウェーハの表面に直接導流されるため、プラズマの損耗を回避し、酸化膜（二酸化シリコン）の成長速度を高めることができる。

【0081】

なお、本明細書の説明において、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」という用語により示される方位又は位置関係は、図面に示された方向又は位置関係に基づくものであり、単に本開示の説明を容易にし、説明を簡略化するために過ぎず、係る装置又は要素が特定の方位を有し、特定の方位で構成され、動作しなければならないことを指示又は示唆するのではなく、本開示を限定するものとして理解されるものではない。

【0082】

さらに、「第１」、及び「第２」という用語は、説明のためにのみ使用され、相対的重要性を指示又は暗示するか、又は示された技術的特徴の数を暗示するものとして理解されるものではない。したがって、「第１」、及び「第２」に限定される特徴は、１つ又は複数の当該特徴を明示的又は暗黙的に含むことができる。本開示の説明において、別段の明示的且つ具体的な限定がない限り、「複数」の意味は、２つ以上である。

【0083】

本開示では、特に明確な規定及び限定がない限り、「取り付ける」、「連結」、「接続」、「固定」等の用語は、広義に解釈することができ、例えば、固定接続、取り外し可能な接続、又は一体的なものであってもよく、機械的接続、電気的接続、通信的接続であってもよく、直接連結、中間媒体を介した間接連結、２つの要素の内部の連通、又は２つの要素の相互作用関係であってもよい。当業者にとっては、本開示における上記の用語の具体的な意味は、具体的な状況に応じて理解され得る。

【0084】

本開示では、特に明確な規定及び限定がない限り、第１特徴が第２特徴の「上」又は「下」にあるとは、第１及び第２特徴が直接接触することを含むことができ、第１及び第２特徴が直接接触するのではなく、それらの間の追加の特徴を介して接触することを含むことができる。さらに、第１特徴が第２特徴の「上」、「上方」、及び「よりも上」にあることは、第１特徴が第２特徴の直上及び斜め上にあること、又は単に第１特徴の水平方向の高さが第２特徴の水平方向の高さよりも高いことを意味する。第１特徴が第２特徴の「下」、「下方」、及び「よりも下」にあることは、第１特徴が第２特徴の直下及び斜め下にある、又は単に第１特徴の水平方向の高さが第２特徴の水平方向の高さよりも小さいことを意味する。

【0085】

上記の開示は、本開示の異なる構造を実現するための多くの異なる実施形態又は例を提供する。本開示の開示を簡略化するために、特定の例の構成要素及び構成が上記で説明されている。もちろん、これらは、単なる例であり、本開示を限定する目的ではない。さらに、本開示は、異なる実施例において参照数字および／または参照文字を繰り返すことがあり、このような繰り返しは、簡略化および明確化のためであり、それ自体は、議論される様々な実施および／または設定間の関係を示すものではない。

【0086】

上記の具体的な実施形態は、本開示の保護範囲を限定するものではない。当業者は、設計要件及び他の要素に応じて、様々な修正、組み合わせ、サブコンビネーション、置換等を行うことができることを理解されたい。 本開示の精神および原理の範囲内で行われる修正、均等な置換及び改良などは、すべて本開示の保護範囲に含まれるものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】