反応副生成物とは、エッチングやCVDの化学反応で目的の反応のついでにできる物質で、シリコンを塩素で削るとSiCl4などができます。揮発しにくいものはチャンバーの壁に再付着して処理のずれを生み、排気配管で固まると詰まりやポンプ故障の原因になります。一方で、その発光は終点検出に利用されます。
目次7項目
- 定義・解説
- 図解
- よくある質問
- 設備の製造メーカー
- 関連用語
- 比較・違いを学ぶ
- 出典・参考資料
定義・解説
反応副生成物とは、エッチングや成膜（CVD）の化学反応で、目的の反応のついでにできる物質のことです。エッチングでは削られた膜の成分とガスが結びついた物質（シリコンを塩素で削るとSiCl4、フッ素で削るとSiF4など）が、CVDでは原料が分解・反応した残り（塩化水素や塩化アンモニウムなど）ができます。
エッチングでは、副生成物がガスとして素早く排気されることが加工の前提です。揮発しにくい副生成物はチャンバーの壁やウェハの上に再び付着し、壁の状態が少しずつ変わることで、エッチングの速さが処理のたびにずれていく原因になります。一方で、副生成物の発光（プラズマの光）の変化を見張ることで、膜を削り終わった瞬間を知る終点検出にも利用されています。
排気の配管の中で副生成物が冷えて固まると、配管の詰まりや真空ポンプの故障の原因になります。たとえば、四塩化チタンとアンモニアで窒化チタンを作るCVDでは、白い粉の塩化アンモニウムが配管にたまります。そのため、配管を加熱して固まらないようにする、途中にトラップを置いて捕まえる、ポンプを窒素でパージするなどの対策をとり、最後は除害装置で無害化してから外へ出します。
図解
揮発しやすい副生成物を作るガスを選ぶことが、エッチングの基本。よくある質問（FAQ）
エッチングで副生成物が揮発しやすいことが大切なのはなぜですか？
削った膜の成分がガスとしてすぐに排気されないと、チャンバーの壁やウェハの上に再び付着してしまうからです。再付着した物質はパターンの形を変えたり、壁の状態を変えてエッチングの速さをずらしたりします。そのため、削りたい材料と揮発しやすい化合物を作るガスを選びます。
排気配管が詰まるのはなぜですか？
チャンバーの中ではガスだった副生成物が、温度の低い排気配管の中で冷えて固体になるためです。窒化チタンのCVDでできる塩化アンモニウムが代表例です。配管を加熱する、トラップで捕まえる、ポンプを窒素でパージする、といった対策をとります。
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