CN100539029C - 等离子掺杂方法和等离子处理装置 - Google Patents

等离子掺杂方法和等离子处理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN100539029C
CN100539029C CNB2006800102282A CN200680010228A CN100539029C CN 100539029 C CN100539029 C CN 100539029C CN B2006800102282 A CNB2006800102282 A CN B2006800102282A CN 200680010228 A CN200680010228 A CN 200680010228A CN 100539029 C CN100539029 C CN 100539029C
Authority
CN
China
Prior art keywords
vacuum chamber
valve
plasma
sample
plasma doping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2006800102282A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101151709A (zh
Inventor
奥村智洋
佐佐木雄一朗
冈下胜己
水野文二
伊藤裕之
中山一郎
金成国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN101151709A publication Critical patent/CN101151709A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100539029C publication Critical patent/CN100539029C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/223Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a gaseous phase
    • H01L21/2236Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a gaseous phase from or into a plasma phase
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32412Plasma immersion ion implantation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458Vessel
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means
    • H01J37/32633Baffles

Abstract

本发明的目的是提供在导入到样品的表面的杂质的浓度均匀性方面优秀的等离子掺杂方法,和能均匀地进行样品的等离子处理的等离子处理装置。在根据本发明的等离子掺杂装置中,用作为排放装置的涡轮分子泵(3)经由排气口(11)将真空室(1)抽空,同时从气体供应装置(2)导入预定的气体,以使用调压阀(4)使真空室(1)的内部保持预定的压力。13.56MHz的高频电由高频电源(5)供应到线圈(8),以在真空室(1)内产生感应耦合等离子体,所述线圈设置在与样品电极(6)相对的介电窗(7)的附近。将高频电供应到样品电极(6)的高频电源(10)被设置。通过驱动活门(18)和盖住贯通门(16),处理的均匀性得到增强。

Description

等离子掺杂方法和等离子处理装置
技术领域
本发明涉及用于将杂质导入例如半导体衬底的固体样品的表面的等离子掺杂方法和用于等离子处理样品的等离子处理装置。
背景技术
作为一种把杂质导入固体样品的技术,等离子掺杂方法已知用较低的能量离子化杂质和将离子化的杂质导入到固体内(例如,参考专利文献1)。图9显示了作为专利文献1中描述的杂质导入方法的相关技术的用于等离子掺杂方法的等离子处理装置的通常配置。在图9中,用于安放硅衬底组成的样品9的样品电极6设置在真空室1中。在真空室1中设置有气体供应装置2,用来供应例如B2H6的掺杂的稀有原料气体;和用来降低真空室1内部的压力的泵3,以保持真空室1的内部处于恒定的压力。微波经由作为介电窗的石英板42从微波波导管41辐射到真空室1。微波和电磁体43形成的DC磁场的相互作用在真空室1内形成高磁场微波等离子体44(电子回旋共振等离子体)。样品电极6经由电容器45连接高频电源10,以控制样品电极6的电压。从气体供应装置2供应的气体从气体流出孔46导入到真空室1内,且从排气口11排出到泵3内。
在这样配置的等离子处理装置中,从气体入口46导入的例如B2H6的掺杂原料气体,被包括微波波导管41和电磁体43在内的等离子体发生装置转变成等离子体,且等离子体44内的硼离子通过高频电源10导入样品9的表面内。
在杂质已导入其上的样品9上形成金属线路层之后,在预设的氧化气氛中薄氧化膜在金属线路层上形成,接着通过使用CVD装置或类似的装置在样品9上形成新电极,以获得例如MOS晶体管。
在通常的等离子处理装置领域内,包括活门(gate shutter)的等离子处理装置是公知的(例如,参考专利文献2)。图10显示了专利文献2描述的相关领域干蚀刻装置的一般配置。在图10中,样品经由真空室1的贯通门(门通道)51被传送到真空室1内,然后样品被安放在真空室1内的样品电极6上,且在真空室1内的样品上进行等离子处理。作为真空室的反应室1包括盖子52,当作为样品的半导体晶片在作为真空室的反应室1内处理时,其通过覆盖作为反应室内的门通道51的开口的反应室的开口,来防止反应产物聚集在门通道51。盖子52包括防护板53和防护板53安放其上的基座54。防护板53是沿反应室1的内壁1b形成的带状薄板,且具有的宽度尺寸大于反应室开口的宽度尺寸,以覆盖整个反应室的开口。数字55表示预备室,56表示门阀,57表示传送臂,并且58表示驱动装置。(具有星号(*)的组件的描述被省略)
专利文献1:美国专利No.4912065
专利文献2:日本专利文献JP-A-10-199957
发明内容
本发明要解决的问题
相关技术存在的问题是导入到样品平面的杂质的导入量(剂量)的均匀度较差。气体流出孔46被设置成各向异性,因此剂量在靠近气体流出孔46的位置较大而在远离流出孔46的位置较小。另一个问题是由于贯通门(未示出)的影响导致的剂量的变化。
因此,已经尝试通过使用专利文献2中描述的等离子处理装置进行等离子掺杂,结果是活门被驱动时产生微粒。
本发明考虑以上情况而完成。本发明的目的是提供一种在导入到样品表面的杂质的浓度均匀性方面优秀的等离子掺杂方法,和能均匀地进行样品的等离子处理的等离子处理装置。
解决问题的手段
本发明提供的等离子掺杂方法包括以下步骤:经由真空容器的贯通门将样品传送到真空室内;将样品安放在真空室内的样品电极上;将真空室的内部排空,同时几乎各向同性地从与样品相对的表面朝样品吹气体;在真空室内产生等离子体,同时将真空室内部控制在预定的压力;和使等离子体内的杂质离子与样品的表面碰撞,以把杂质离子导入样品的表面;其中贯通门在等离子体产生时被活门盖住。
采用该设置,可以提供一种在导入到样品的表面的杂质的浓度均匀性方面优秀的等离子掺杂方法。
根据本发明的等离子掺杂方法优选地使可在所述贯通门开启的打开位置和所述贯通门被盖住的关闭位置之间移动的活门位于打开位置,从而将样品安放在真空室的样品电极上;在产生等离子体时,用驱动装置驱动活门,从而使活门位于关闭位置并盖住贯通门;通过用高频电供应等离子源而在真空室内产生等离子体。利用该设置,可以高速进行等离子掺杂,同时保持导入样品表面的杂质的均匀性。
根据本发明的等离子掺杂方法,利用包括电机、与活门紧密接触的旋转体和传动件的驱动装置而将电机的转动传递给旋转体,驱动活门处于关闭位置而盖住活门,而进行等离子体掺杂。另外,如果样品是硅制成的半导体衬底,根据本发明的等离子掺杂方法是特别有用的等离子掺杂方法。如果杂质是砷、磷、硼、铝或锑,该等离子掺杂方法特别有用。
利用该设置,可以制造超细微硅半导体装置。
本发明提供的等离子处理装置包括:真空室;样品电极:用来将气体供应到真空室内的气体供应装置;各向同性地设置同时与样品电极相对的气体流出孔;用来将真空室内部排空的排气口;用来控制真空室内部压力的压力控制器;和用来给样品电极供应电的样品电极电源;其中真空室包括贯通门和活门,该活门包括在贯通门开启的打开位置和贯通门被覆盖的关闭位置之间可以移动的驱动装置,该驱动装置包括电机、与活门紧密接触的旋转体和将电机的转动传递给旋转体的传动件。
采用该设置,可以提供一种能在样品上均匀进行等离子处理的等离子处理装置。特别地,均匀等离子掺杂变得可能。
在根据本发明的等离子处理装置中,活门优选地具有圆柱形形状。采用该设置,可以均匀地处理圆形样品。
真空室优选地具有圆柱形状。采用该装置,可以均匀地处理圆形样品。
等离子处理装置优选地包括固定到真空室且在活门内的圆柱形内室。采用该设置,可以增强该装置的保湿性。
内室的最低部分优选地定位于活门的最低部分的下方。采用该设置,可以增强该装置的保湿性。
内室的最低部分优选地定位于样品电极的上表面的下方。采用该设置,可以增强该装置的保湿性。
驱动装置优选地包括电机、紧密接触活门的旋转体和用来把电机的旋转运动传递给旋转体的传动件。采用该设置,可以平稳地驱动活门。
旋转体优选地由弹性树脂制成,采用该设置,可以防止由于活门的旋转导致的微粒的产生。
内室优选地通过在真空室的上表面上设置在圆柱外面伸出的盖件来固定到真空室。采用该设置,可以防止由于活门的旋转导致的微粒的产生。
内室和活门优选地利用圆柱形轴承单元相互配合。采用该设置,可以平稳地旋转活门。
该等离子处理装置优选地包括在上位和下位这两个位置中的每一个的轴承单元。采用该设置,可以防止由于活门的旋转导致的微粒的产生。
优选地,在活门的圆柱内伸出的凸件的内周固定到设置在内室的圆柱外部的凹件,轴承单元设置在凸件和凹件之间,且凸件的内径小于内室的圆柱的外部形状。采用该设置,可以防止由于活门的旋转导致的微粒的产生。
附图说明
图1是本发明的第一实施例使用的等离子掺杂室的横截面视图;
图2是本发明的第一实施例的介电窗的平面视图;
图3是本发明的第一实施例的驱动装置的横截面视图;
图4是本发明的第二实施例中使用的等离子掺杂室的横截面视图;
图5是本发明的第三实施例的活门和内室连接件的横截面视图;
图6是本发明的第四实施例中使用的等离子掺杂室的横截面视图;
图7是本发明的第四实施例中使用的活门和内室的透视图;
图8是本发明的第四实施例中使用的活门和内室的透视图;
图9是相关技术的示例中使用的等离子掺杂装置的横截面视图;
图10是相关技术的示例中使用的干蚀刻装置的横截面视图。
参考标号和符号说明
1:真空室
2:气体供应装置
3:涡轮分子泵
4:调压阀
5:用于等离子源的高频电源
6:样品电极
7:介电窗
8:线圈
9:衬底衬底
10:用于样品电极的高频电源
11:排气口
12:支柱
13:气体导入通道
14:气体主通道
15:气体流出孔
16:贯通门
17:内室
18:活门
19:驱动装置
本发明的最佳实施例方式
本发明的实施例将参考附图予以描述。
(实施例1)
本发明的实施例1将参考附图1至3予以描述。
图1是本发明的第一实施例中使用的等离子掺杂装置的横截面视图。在图1中,用作为排气装置的涡轮分子泵3将真空室1抽空,同时从气体供应装置2导入预定的气体,以使用调压阀4使真空室1的内部保持预定的压力。13.56MHz的高频电由高频电源5供应到线圈8(其横截面如图1中所示),以在真空室1内产生感应耦合等离子体,所述线圈设置在与样品电极6相对的介电窗7的附近。作为样品的硅衬底9被安放在样品电极6上。将高频电供应到样品电极6的高频电源10被设置。高频电源10起电压源的作用,用来控制样品电极6的电势,使得作为样品的衬底9将具有相对于等离子体的负电势。这使得可以使等离子体中的离子加速朝向样品的表面且把杂质导入该样品的表面。由气体供应装置2供应的气体从排气口11排放到泵3。该涡轮分子泵3和排气口11设置成正好在样品电极6的下面。调压阀4是设置成正好在样品电极6的下面且正好在涡轮分子泵3的上面的升降阀。样品电极6是衬底9安放其上的近似正方形的基座,且经由总共4个支柱12固定到真空室1的各侧。
设置在气体供应装置2内的流量控制器(质量流量控制器)控制包括杂质材料气体的气体流量。通常,通过用氦稀释杂质材料气体获得的气体,例如,通过用氦(He)将乙硼烷(B2H6)稀释到0.5%所得到的气体用作掺杂材料气体,通过第一质量流量控制器进行流量控制。氦的流量控制是由第二质量流量控制器进行的。流量被第一和第二质量流量控制器控制的气体在气体供应装置2内相互混合,且合成的混合气体经由管道(气体导入通道)13被导入气体主通道14内。混合气体经由与气体主通道14连通的多个孔从气体流出孔15导入真空室1内。多个气体流出孔15从与样品9相对的表面朝向样品9流出气体。
图2是图1中的介电窗7的从底部观察的平面视图。从图2可以知道,气体流出孔15设置成几乎关于介电窗7的中心对称,以几乎各向同性地朝样品流出气体。换句话说,多个气体流出孔15设置得几乎各向同性。
在图1中,真空室1几乎是圆柱形。真空室1包括贯通门16和固定到真空室1的圆柱形内室17。该内室17通过在真空室1的上表面上设置在圆柱外侧伸出的盖件而固定到真空室1。真空室1还包括圆柱形活门18,其在贯通门16打开的敞开位置和贯通门被覆盖的关闭位置之间可以移动。该移动是由驱动装置19驱动的旋转运动。内室17设置在活门18内部。内室17和活门18通过圆柱形轴承单元20相互联接。
内室17的最低部分定位于活门18的最低部分的下面。而且,内室17的最低部分定位于样品电极6的上表面的下面。
图3是驱动装置19的横截面视图。在图3中,内室17和活门18通过圆柱形轴承单元20相互联接。而轴承单元20未在图3中详细示出,轴承单元20包括内圆柱、外圆柱和轴承。内圆柱固定到内室17且外圆柱固定到活门18。该设置使得可以任意改变内室17和活门18的关于共轴运动的相对位置。活门18具有粘附其上的由弹性树脂(抗化学反应树脂,如Viton或Kalrez)制成的旋转体21。该旋转体21固定到轴22,且较小的齿轮23固定到轴22的几乎中心处。与较小齿轮23配合的较大的齿轮24被设置,且经由轴25和梯形齿轮26连接到电机轴27。当电机28运转时,其旋转经由包括电机轴27、梯形齿轮26、轴25、较大齿轮24、较小齿轮23和轴22的传动件传递给旋转体21,由此允许内室17和活门18的关于共轴运动的相对位置被任意改变。
由于活门18处于在打开位置,样品9经由真空室1的贯通门16传送到真空室1内。接下来,样品9安放在真空室1内的样品电极6上。然后贯通门16被活门18覆盖。也就是,驱动装置19被驱动以旋转与内室17共轴的活门18,以将活门移动到关闭位置。当流出气体几乎各向同性地从与样品9相对的表面吹向样品9时,真空室1的内部被排空。真空室1的内部被控制在预设的压力水平且等离子体在真空室1内产生。等离子体内的杂质离子被导致与样品9的表面碰撞,以把杂质离子导入样品9的表面。更详细的,在样品电极6的温度保持在25℃的情况下,用氦稀释的B2H6气体以及氦气体分别以5sccm和100sccm供应到真空室1内。在真空室1内的压力保持在0.5Pa的情况下,1300W的高频电供应给线圈8,以在真空室1内产生等离子体。同时,250W的高频电源被供应给样品电极6,以致使等离子体内的硼离子与衬底9的表面碰撞,由此把硼导入衬底9的表面附近。导入衬底9的表面附近的硼的浓度(剂量)的内面均匀度是较好的±0.95%。当样品9传送出真空室1时,驱动装置19被再次驱动以旋转与内室17共轴的活门18,以把活门移动到打开位置。
为了比较,除了活门18保持在打开位置以外,同样条件下的处理已显示较差的剂量内面均匀度。只有在内室17和活门18的浸湿保养后,靠近贯通门16的剂量较大(±1.8%)。在几百个晶片被处理后,靠近贯通门16的剂量较小(±3.4%)。在几百个晶片被处理后,靠近贯通门16的剂量再次较大(±2.8%)。
这样的结果的可能原因将予以讨论。在刚保湿后,没有硼沉淀存在于活门18和内室17的内壁上。贯通门16的内壁表面与等离子较远,使得硼积淀的积累过程比在其它区域的慢。在靠近贯通门16的区域单位时间从蒸气状态失去的硼基的数量比其它的区域要小。这样,等离子体内的硼基的浓度较大且在接近贯通门16处的剂量相应较大。
几百个晶片处理后得到的结果将予以讨论。在该阶段,相当数量的硼沉淀聚集在活门18和内室17内壁表面上。如上文讨论的,在远离贯通门16的区域硼积淀积累较快。由于随着沉淀增加硼基的吸收的可能性降低,远离贯通门16的区域内的积淀量较早饱和。少量硼基在远离贯通门16的区域内被吸收。这样,在远离贯通门16的区域内等离子体内的硼基的浓度更高且剂量更大。
几百个晶片处理后得到的结果将予以讨论。在该阶段,相当数量的硼沉淀在活门18和内室17以及贯通门16的内壁表面上积累且饱和。换句话说,对等离子体暴露的真空室1内的部分中的硼基的吸收可能性在任意地点较低。贯通门16的内壁表面具有比其它地方大的对等离子体暴露的表面区域。这样,通过从积淀分离而产生的硼基增加,即,在靠近贯通门16的区域内剂量增加。
根据该实施例,上述的剂量的非均匀性通过把活门17移动到关闭位置而被成功地消除。
在实施例1中,活门18是圆柱形。该设置允许圆形样品的均匀处理。真空室1具有圆柱形形状。
采用该设置,圆形样品9被均匀处理。固定于真空室1的圆柱形内室17设置在活门18的内侧。该设置增强了装置的保湿性。内室17的最低部分定位于活门18的最低部分之下。
采用该设置,在等离子处理中,积淀仅在活门18的靠近内室17的开口的区域内积累。这增强了装置的保湿性。
内室17的最低部分定位于样品电极6的上表面的下方。等离子体主要产生在样品电极6的上表面的上方,因此更多的积淀积累在样品电极6的上表面的上方。该设置增强了装置的保湿性。
驱动装置19包括电机28、与活门18紧密接触的旋转体21和用于把电机28的旋转运动传动到旋转体21的传动件。该设置允许活门18的平滑驱动。旋转体21由弹性树脂制成。这抑制由于活门18的旋转导致的微粒的产生。为进一步减少微粒,磁性联接可被使用。
内室17通过在真空室1的上表面上设置在圆柱外侧伸出的盖件而固定到真空室1。这抑制了由于活门18的旋转导致的微粒的产生。
在活门18或内室17与轴承单元20之间的接触件处,以及在活门18与旋转体21之间的接触件处,产生的微粒被从内室17的圆柱向外面伸出的盖件阻止,且不会进入样品9的这侧及落到内室17的最下部分的下面。
这样的特殊的作用在等离子掺杂处理中特别显著。在干蚀刻中,积累在真空室或内室的内部的积淀主要是蚀刻反应的产物,且等离子体内的蚀刻剂(管理蚀刻反应的基的种类)浓度很少变化。在等离子CVD和干蚀刻中,在CVD反应中带头的活性气体对供应到真空室内的气体的比例通常是10%或更多或至少3%。
在此情况下,在等离子体中的反应物的浓度很少根据在真空室或内室内积累的积淀的量而变化以损害处理的均匀性。换句话说,如果反应中带头的活性气体(乙硼烷、磷化氢、胂等)而不是稀有气体的比例小于10%或特别地小于3%,如在等离子掺杂中的类似,本发明尤其具有优点。
(实施例2)
本发明的实施例2将参考附图4予以描述。图4是本发明的实施例2中使用的等离子掺杂装置的横截面视图。在图4中的基本配置与图1所示的实施例1相同,尽管两个轴承单元20分别设置在上位和下位。采用该设置,与内室17共轴的活门18的旋转运动的精确性得到增强。这减少了活门18的内壁与内室17的外壁接触的可能性,由此抑制微粒的产生。
(实施例3)
本发明的实施例3将参考图5予以说明。图5是本发明的实施例3中使用的等离子掺杂装置的横截面视图,该装置具有位于内室17和活门18之间被增大的连接件。在图5中,在活门18的圆柱内伸出的凸件29的内周被安放到设置在内室17的圆柱外侧的凹件30。轴承单元20设置在凸件29和凹件30之间。凸件29的内径小于内室17的圆柱的外部形状。采用该设置,可以防止由于活门17的旋转导致的微粒的产生。由于活门17的旋转,在活门18或内室17与轴承单元20之间的接触件处产生的微粒,几乎堵塞了设置在内室17的圆柱的外侧的凹件30,且显著地更少数量的微粒落在内室17和活门18之间。
(实施例4)
本发明的实施例4将参考图6至8予以说明。图6是本发明的实施例4中使用的等离子掺杂装置的横截面视图。图6中的基本配置与图1所示的实施例1的相同,尽管真空室1不是圆柱形,作为排气装置的泵3设置在贯通门16的相反侧,且内室17设置有内室底部。
采用该设置,远离贯通门16(靠近泵3)的区域中气体的排放更快。如果没有活门18或当活门18位于打开位置时进行等离子处理,剂量出现的非均匀性比实施例1更显著。即,在此配置中,通过具有处于打开位置的活门18的等离子处理,均匀性改善作用是卓越的。
图7是内室17和活门18的透视图。在图7中,内室17几乎是圆柱形,但是门口31被设置在与贯通门16对应的位置,且窗口32设置在与等离子观察窗对应的位置。内室底部33是用来抑止在真空室的底部的沉淀的积累的盖子。排气口34是用来排空真空室内部的开口。
活门18具有设置在与贯通门对应的位置的门口35,且窗口36设置在与等离子观察窗对应的位置。
图7显示了打开位置的设置。关闭位置的设置在图8中示出。
前述实施例仅涵盖在本发明的范围内的真空室、等离子源系统和其设置的形状的各种变化的一部分。当应用本发明时,各种其它变化可被使用。
例如,线圈8可具有平面形状。或,螺旋波等离子源、磁性中性环等离子源、高磁场微波等离子源(电子回旋共振等离子源)或平行的平面类形的等离子源可被使用。
感应耦合等离子源的使用使得可以容易地在与样品(电极)相对的表面内形成气体流出孔,该方法在装置配置方面是有利的。
除了氦其它惰性气体可被使用。至少氖、氩、氪和氙之外的气体可被使用。这样的惰性气体具有在样品上产生更小的负面影响的优点。
尽管在实施例中使用的样品是由硅制成的半导体衬底,本发明可用于处理由其它材料制成的样品。注意,如果使用的样品是由硅制成的半导体衬底,本发明是尤其有用的等离子掺杂方法。如果纯净物是砷、磷、硼、铝或锑,该等离子掺杂方法特别有用。采用该设置,可以生产超细微硅半导体装置。
根据本发明的等离子处理装置可应用于干蚀刻和等离子CVD以及等离子掺杂。
虽然本发明已详细说明了其具体实施例,本领域技术人员将认识到各种改变和修改可在未脱离其精神和范围内得到。
本发明基于2005年3月30日申请的日本专利申请No.2005-099149,且其内容于此引入以作参考。
工业实用性
根据本发明的等离子掺杂方法和等离子处理装置提供了在导入到样品的表面的杂质的浓度均匀性方面优秀的等离子掺杂方法,和能均匀地进行样品的等离子处理的等离子处理装置。本发明可应用于对于半导体的杂质掺杂处理、用于液晶的薄膜晶体管的制造、各种材料的表面质量的改善等。

Claims (14)

1.一种等离子掺杂方法,包括以下步骤:
经由真空室的贯通门将样品传送到真空室内;
将所述样品安放在所述真空室内的样品电极上;
将所述真空室的内部排空,同时各向同性地使气体从与所述样品相对的表面流向所述样品;在所述真空室内产生等离子体,同时将所述真空室内部控制在预定的压力;和
使所述等离子体内的杂质离子与所述样品的表面碰撞,以把所述杂质离子导入所述样品的表面;
其中贯通门在所述等离子体产生时被活门覆盖。
2.如权利要求1所述的等离子掺杂方法,还包括以下步骤:
使可在所述贯通门开启的打开位置和所述贯通门被盖住的关闭位置之间移动的活门位于打开位置,从而将样品安放在真空室的样品电极上;
在产生等离子体时,用驱动装置驱动活门,从而使活门位于关闭位置并盖住贯通门;
通过用高频电供应等离子源,在真空室内产生等离子体。
3.如权利要求2所述的等离子掺杂方法,其中利用电机、与活门紧密接触的旋转体和传动件而将电机的转动传递给旋转体,驱动活门进入关闭位置而盖住活门。
4.如权利要求1所述的等离子掺杂方法,其中所述样品是由硅制成的半导体衬底,所述杂质是砷、磷、硼、铝或锑。
5.一种等离子处理装置,包括:
真空室;
样品电极;
用来将气体供应到所述真空室内的气体供应装置;
各向同性地设置同时与所述样品电极相对的气体流出孔;用来将所述真空室内部排空的排气口;
用来控制所述真空室内部压力的压力控制器;和
用来给所述样品电极供应电的样品电极电源;
其中所述真空室包括贯通门和活门,包括驱动装置的所述活门可以在所述贯通门开启的打开位置和所述贯通门被盖住的关闭位置之间移动;
所述驱动装置包括电机、与所述活门紧密接触的旋转体和用来把所述电机的旋转运动传递给所述旋转体的传动件。
6.如权利要求5所述的等离子掺杂装置,其中所述活门具有圆柱形形状。
7.如权利要求6所述的等离子掺杂装置,其中所述真空室具有圆柱形形状。
8.如权利要求5所述的等离子掺杂装置,还包括在所述活门内固定到所述真空室的圆柱形内室。
9.如权利要求8所述的等离子掺杂装置,其中所述内室的最低部分定位于所述活门的最低部分之下。
10.如权利要求8所述的等离子掺杂装置,其中所述内室的最低部分定位于所述样品电极的上表面之下。
11.如权利要求5所述的等离子掺杂装置,其中所述旋转体是由弹性树脂制成。
12.如权利要求8所述的等离子掺杂装置,其中所述内室通过将伸出所述圆柱外的盖件设置在所述真空室的上表面来固定到所述真空室。
13.如权利要求12所述的等离子掺杂装置,其中所述内室和所述活门用圆柱形轴承单元相互联接。
14如权利要求13所述的等离子掺杂装置,还包括在上位和下位这两个位置中的每一个的所述轴承单元。
15.如权利要求13所述的等离子掺杂装置,其中在所述活门的圆柱内伸出的凸件的内周配合到设置在所述内室的圆柱外的凹件,其中所述轴承单元设置在所述凸件和所述凹件之间,且其中所述凸件的内径小于所述内室的圆柱的外部形状。
CNB2006800102282A 2005-03-30 2006-03-29 等离子掺杂方法和等离子处理装置 Expired - Fee Related CN100539029C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005099149 2005-03-30
JP099149/2005 2005-03-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101151709A CN101151709A (zh) 2008-03-26
CN100539029C true CN100539029C (zh) 2009-09-09

Family

ID=37214604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006800102282A Expired - Fee Related CN100539029C (zh) 2005-03-30 2006-03-29 等离子掺杂方法和等离子处理装置

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8257501B2 (zh)
JP (1) JP4979576B2 (zh)
CN (1) CN100539029C (zh)
TW (1) TWI385717B (zh)
WO (1) WO2006114976A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111383888A (zh) * 2018-12-27 2020-07-07 江苏鲁汶仪器有限公司 等离子体刻蚀机

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7682454B2 (en) * 2003-08-07 2010-03-23 Sundew Technologies, Llc Perimeter partition-valve with protected seals and associated small size process chambers and multiple chamber systems
WO2008059827A1 (fr) * 2006-11-15 2008-05-22 Panasonic Corporation Procédé de dopage de plasma
US9184072B2 (en) * 2007-07-27 2015-11-10 Mattson Technology, Inc. Advanced multi-workpiece processing chamber
US8193080B2 (en) 2009-07-27 2012-06-05 Panasonic Corporation Method for fabricating semiconductor device and plasma doping system
JP4598886B1 (ja) * 2009-07-27 2010-12-15 パナソニック株式会社 半導体装置の製造方法及びプラズマドーピング装置
TWI568319B (zh) * 2011-10-05 2017-01-21 應用材料股份有限公司 電漿處理設備及其蓋組件(二)
KR101390963B1 (ko) * 2011-12-29 2014-05-07 엘아이지에이디피 주식회사 화학기상 증착용 공정 시스템
CN102534622B (zh) * 2012-03-20 2014-01-08 常州比太科技有限公司 在晶硅太阳能电池片表面制绒的方法
CN104934353B (zh) * 2014-03-18 2018-01-19 北京北方华创微电子装备有限公司 传输系统、反应腔室及半导体加工设备
JP6991164B2 (ja) 2016-06-15 2022-01-12 エヴァテック・アーゲー 真空処理チャンバ及び真空処理された板状基板の製造方法
CN110375076A (zh) * 2019-07-30 2019-10-25 上海华力集成电路制造有限公司 反应腔体真空控制系统及方法及用于其中的压力控制阀门

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4912065A (en) * 1987-05-28 1990-03-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Plasma doping method
US5592581A (en) * 1993-07-19 1997-01-07 Tokyo Electron Kabushiki Kaisha Heat treatment apparatus
US5891350A (en) * 1994-12-15 1999-04-06 Applied Materials, Inc. Adjusting DC bias voltage in plasma chambers
WO1997031389A1 (fr) * 1996-02-23 1997-08-28 Tokyo Electron Limited Dispositif de traitement thermique
JP2001506803A (ja) * 1996-11-27 2001-05-22 エムコア・コーポレイション 化学蒸着装置
JP4033511B2 (ja) 1997-01-06 2008-01-16 松下電器産業株式会社 基板処理装置及び方法
US6090304A (en) * 1997-08-28 2000-07-18 Lam Research Corporation Methods for selective plasma etch
US6050216A (en) * 1998-08-21 2000-04-18 M.E.C. Technology, Inc. Showerhead electrode for plasma processing
JP3160263B2 (ja) * 1999-05-14 2001-04-25 キヤノン販売株式会社 プラズマドーピング装置及びプラズマドーピング方法
US20040149214A1 (en) * 1999-06-02 2004-08-05 Tokyo Electron Limited Vacuum processing apparatus
JP4547119B2 (ja) 1999-06-02 2010-09-22 東京エレクトロン株式会社 真空処理装置
US6889627B1 (en) * 2001-08-08 2005-05-10 Lam Research Corporation Symmetrical semiconductor reactor
JP2003303812A (ja) * 2002-04-10 2003-10-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマ処理方法及び装置
US20070051471A1 (en) * 2002-10-04 2007-03-08 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for stripping
JP2005005328A (ja) * 2003-06-09 2005-01-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 不純物導入方法、不純物導入装置およびこれを用いて形成された半導体装置
KR100729126B1 (ko) * 2005-11-15 2007-06-14 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 소자의 금속 배선 및 그 형성 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111383888A (zh) * 2018-12-27 2020-07-07 江苏鲁汶仪器有限公司 等离子体刻蚀机

Also Published As

Publication number Publication date
US8652953B2 (en) 2014-02-18
TWI385717B (zh) 2013-02-11
WO2006114976A1 (ja) 2006-11-02
CN101151709A (zh) 2008-03-26
TW200703471A (en) 2007-01-16
US20120285818A1 (en) 2012-11-15
US8257501B2 (en) 2012-09-04
US20090176355A1 (en) 2009-07-09
JPWO2006114976A1 (ja) 2008-12-18
JP4979576B2 (ja) 2012-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100539029C (zh) 等离子掺杂方法和等离子处理装置
US11637037B2 (en) Method to create air gaps
US8980758B1 (en) Methods for etching an etching stop layer utilizing a cyclical etching process
US7498270B2 (en) Method of forming a silicon oxynitride film with tensile stress
KR101803768B1 (ko) 회전형 세미 배치 ald 장치 및 프로세스
US8709924B2 (en) Method for conformal plasma immersed ion implantation assisted by atomic layer deposition
CN101310036B (zh) 低温聚硅tft用的多层高质量栅介电层
TWI580810B (zh) 沈積保角氮化硼膜
US7393761B2 (en) Method for fabricating a semiconductor device
CN102956447B (zh) 成膜方法、包含该成膜方法的半导体装置的制造方法、成膜装置及半导体装置
WO2006121131A1 (ja) プラズマドーピング方法およびプラズマドーピング装置
TW418430B (en) Vacuum processing system and method of removing film deposited on inner face of vacuum vessel in the vacuum processing system
CN101971298A (zh) 表面处理设备和表面处理方法
WO2005093800A1 (ja) 不純物導入方法、不純物導入装置およびこの方法を用いて形成された半導体装置
CN102124543B (zh) 等离子体掺杂方法及半导体装置的制造方法
US9076651B1 (en) Gate stacks and ohmic contacts for SiC devices
CN1714430A (zh) 等离子体处理装置和等离子体处理方法
EP1492161A1 (en) Method for forming underlying insulation film
CN102870194A (zh) 基板处理设备
US20150170912A1 (en) Systems and Methods for Forming Semiconductor Devices
US9373516B2 (en) Method and apparatus for forming gate stack on Si, SiGe or Ge channels
US20150140836A1 (en) Methods to Control SiO2 Etching During Fluorine Doping of Si/SiO2 Interface
CN109642320A (zh) 用于施加薄膜涂层的真空装置和用该真空装置施加光学涂层的方法
US20140179095A1 (en) Methods and Systems for Controlling Gate Dielectric Interfaces of MOSFETs
JPH1050687A (ja) 薄膜形成装置および薄膜形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090909

Termination date: 20140329