[发明专利]半导体处理用收集单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种在处理半导体晶片等被处理基板的半导体处理装置中使用的收集单元和使用该收集单元的半导体处理用的成膜装置。在此，半导体处理是指，通过在晶片或LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)这样的FPD(Flat Panel Display：平板显示器)用的玻璃基板等被处理基板上以规定的图形形成半导体层、绝缘层、导电层等，用于在该被处理基板上制造包含半导体器件、与半导体器件连接的布线、电极等的构造物而实施的各种处理。

背景技术

在构成半导体集成电路的半导体器件的制造中，对被处理基板，例如对半导体(例如硅)晶片实施成膜、蚀刻、氧化、扩散、改性、退火、自然氧化膜的去除等各种处理。作为能够一次对多片半导体晶片通过CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)来实施成膜处理的装置，有立式的(所谓批量式的)成膜装置。

在该立式成膜装置中，首先，将半导体晶片从晶片盒中移送装载到立式的晶舟上，并将其多层地支撑。在晶片盒中，能够容纳例如25片晶片，在晶舟中能够承载30～150片晶片。接着，将晶舟从热壁型处理容器的下方装入其内部，并且密封处理容器。接着，在处理气体的流量、处理压力、处理温度等各种处理条件被控制的状态下，执行规定的成膜处理。

由成膜处理生成的反应产物不仅堆积在半导体晶片的表面上，还作为副产物膜堆积(附着)在例如处理容器的内表面和各种夹具等上。若在副产物膜附着在处理容器内的状态下继续进行成膜处理，则会因构成处理容器的石英和副产物膜的热膨胀系数不同而产生的应力，使石英和副产物膜发生部分剥离。由此，就会产生微粒，而成为使制造出的半导体器件的成品率下降、或者使处理装置的部件劣化的原因。

因此，在多次进行成膜处理后，进行处理容器内的清洁。以往，例如通常使用氟化氢(HF)溶液对处理容器进行湿法清洁(wetcleaning)。在该情况下，通过湿法蚀刻去除副产物膜。但是，在湿法清洁中，需要进行卸下处理容器、手工进行清洁、再次安装及调整的操作。此外，由于必须长时间停止成膜装置，因而产生大量的停机时间，降低运转率。

基于这种观点，最近，通常使用不分解处理容器的干法清洁。在该干法清洁中，向由加热器加热到规定温度的处理容器内供给清洁气体，例如氟和含卤酸性气体的混合气体。利用清洁气体对附着在处理容器的内表面等的副产物膜进行干法蚀刻而将其去除。再有，这样的清洁处理的趋势不仅对批量式的成膜装置，而且对一片片地处理半导体晶片的单片式的成膜装置也是一样的。

例如，在日本专利特开平3-31479号公报、日本专利特开平4-155827号公报、日本专利特开平6-151396号公报和日本专利特开2004-343095号公报中，公开了这种清洁处理涉及的技术。

对于上述这种成膜装置，在从处理容器排出的排气气体中含有因成膜而产生的副产物。因此，为了从排气气体中收集并去除副产物，在与处理容器连接的排气系统中配设有去除副产物的收集单元。

图11是表示使用例如TEOS(Tetraethyl Orthosilicate：原硅酸四乙酯)作为成膜气体堆积SiO₂薄膜时所采用的现有收集单元的一个例子的截面图。如图所示，收集单元2主要由圆筒状的壳体4和配设在其内部的收集器(trap)本体6构成。在壳体4的一端形成有气体入口4A，在另一端配设有借助于螺栓8能够进行装卸的盖体10。在该盖体的中央部形成有气体出口4B。

收集器本体6的结构为，借助于支撑杆14，以规定的间隔连接、支撑多个圆形环状的金属制的翼片(fin)12，在其上游侧配设有半球状的盖16。此外，收集器本体6的下游侧安装在盖体10上而被支撑。

在上述结构中，在成膜时从处理容器侧排出的排气气体从气体人口4A进入到收集单元2的壳体4内。该排气气体与各翼片12的表面接触，同时，通过该环状的翼片12的中心部从气体出口4B排出。此时，该排气气体中含有的副产物就会附着在各翼片12的表面而被收集，从排气气体中被去除。

在该情况下，副产物虽然主要被各翼片12收集，但也会附着在该排气气体接触部分的任何地方。因此，盖16的表面和壳体4的内壁面等上也会某种程度地附着副产物，而将其从排气气体中去除。

如上所述，利用在清洁时流过处理容器内的ClF₃气体和HF气体等清洁气体，将收集的副产物和处理容器内的副产物一起去除。由此能够防止收集单元2内发生堵塞。

发明内容