DE102005015829A1

DE102005015829A1 - Verfahren zum Reinigen des Inneren einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre sowie Vorrichtung und Verfahren zum Verarbeiten eines Substrats unter Verwendung derselben

Info

Publication number: DE102005015829A1
Application number: DE102005015829A
Authority: DE
Inventors: Jae-Young Park; Seung-Jin Lee; Young-Min Kim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Ulvac Inc; Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2005-04-06
Publication date: 2005-12-15
Also published as: KR20050111202A; CN1716526A; KR100580584B1; US20050257890A1; TW200539239A; JP2005340787A

Abstract

Ein Verfahren zum Reinigen einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verarbeiten eines Substrats unter Verwendung desselben weisen das Liefern eines Reinigungsgases in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre zum Erzeugen eines fernen Plasmas, wobei die Fern-Plasmaerzeugungsröhre mit einer Verarbeitungskammer zum Verarbeiten eines Substrats unter Verwendung des fernen Plasmas verbunden ist, das Bilden eines Reinigungsplasmas aus dem Reinigungsgas und das Entfernen von Partikeln, die innerhalb der Fern-Plasmaerzeugungsröhre gebildet sind, unter Verwendung des Reinigungsplasmas auf.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verarbeiten eines Halbleitersubstrats. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zum Reinigen eines Inneren einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Halbleitersubstrats unter Verwendung derselben.

2. BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK

Halbleitervorrichtungen werden allgemein durch Durchführen eines Fertigungsverfahrens, bei dem elektrische Schaltungen an einem Siliziumwafer gebildet werden, und eines elektrischen Chipsortier- (EDS-; EDS = Electrical Die Sorting) Verfahrens, bei dem die elektrischen Charakteristika der elektrischen Schaltungen, die durch das Fertigungsverfahren gebildet werden, untersucht werden, hergestellt. Die Halbleitervorrichtungen werden zusätzlich unabhängig unter Verwendung eines Epoxidharzes bei einem Packungsverfahren eingekapselt.

Eine Halbleitervorrichtung, wie z. B. ein DRAM mit 256 Megabit oder ein SRAM mit Gigabits, weist typischerweise eine mehrschichtige Struktur auf. Bei einer herkömmlichen Halbleitervorrichtung ist eine Mehrzahl von Schichten aufeinander folgend auf ein Halbleitersubstrat gestapelt, um die mehrschichtige Struktur an dem Halbleiter substrat zu bilden. Während der Bildung dieser Schichten kann das Halbleitersubstrat häufig einer Atmosphäre ausgesetzt sein, die Sauerstoff- (O2-) Gas aufweist. Wenn das Halbleitersubstrat einem Sauerstoffgas ausgesetzt ist, kann Silizium, das das Halbleitersubstrat aufweist, mit dem Sauerstoffgas reagieren, was einen nativen bzw. natürlichen Oxidfilm an dem Halbleitersubstrat bildet.

1 stellt eine Querschnittsansicht eines natürlichen Oxidfilms dar, der an einem Halbleitersubstrat, wie es herkömmlicherweise auftritt, gebildet ist.

Wenn ein Halbleitersubstrat 10, das Silizium aufweist, Sauerstoffgas berührt, wird ein natürlicher Oxidfilm 12 an dem Halbleitersubstrat 10 aufgrund einer Reaktion zwischen dem Sauerstoff und dem Silizium gebildet. Der natürliche Oxidfilm 12 kann allgemein eine Dicke von mehreren Ångström (Å) an der Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 aufweisen. Der natürliche Oxidfilm 12 kann einen Ausfall einer Halbleitervorrichtung mit der mehrschichtigen Struktur verursachen. Der natürliche Oxidfilm 12 kann zusätzlich den Kontaktwiderstand der Halbleitervorrichtung vergrößern, derart, dass die Halbleitervorrichtung eine schlechte Zuverlässigkeit und Ansprechgeschwindigkeit aufweisen kann.

2 stellt eine Querschnittsansicht eines natürlichen Oxidfilms dar, der an einem Halbleitersubstrat gebildet ist, in dem ein Kontaktloch positioniert ist, wie es herkömmlicherweise auftritt.

Bezug nehmend auf 2 wird, nachdem eine Isolationsschicht 24 an einem Halbleitersubstrat 20 gebildet ist, die Isolationsschicht 24 teilweise geätzt, um ein Kontaktloch 26 zu bilden, das einen Abschnitt des Halbleitersubstrats 20, der einer Kontaktregion entsprechen kann, freilegt.

Ein natürlicher Oxidfilm 22 wird an dem freigelegten Abschnitt des Halbleitersubstrats 20 aufgrund einer Reaktion zwischen dem Silizium in dem Halbleitersubstrat 20 und dem Sauerstoffgas in der Atmosphäre gebildet. Wenn sich der natürliche Oxidfilm 22 an der Kontaktregion bildet, kann sich der Kontaktwiderstand der Halbleitervorrichtung vergrößern, nachdem ein Kontaktstecker oder eine Kontaktanschlussfläche (nicht gezeigt) gebildet ist, um das Kontaktloch 26 zu füllen. Der natürliche Oxidfilm 22 erfordert eine Entfernung von dem Halbleitersubstrat 20. Ein solcher natürlicher Oxidfilm 22 kann unter Verwendung von einem von mehreren herkömmlichen Verfahren entfernt werden.

Gemäß einem herkömmlichen Verfahren wird ein natürlicher Oxidfilm durch ein Nassätzverfahren von einem Substrat entfernt. Der natürliche Oxidfilm kann jedoch nicht ohne weiteres durch das Nassätzverfahren entfernt werden, wenn der natürliche Oxidfilm in einem Kontaktloch mit einem hohen Seitenverhältnis positioniert ist. Eine Chemikalie, die bei dem Nassätzverfahren verwendet wird, kann ferner andere Schichten oder Verdrahtungen, die an dem Substrat gebildet sind, beschädigen.

Bei anderen herkömmlichen Verfahren wird ein natürlicher Oxidfilm von einem Substrat durch ein Trockenätzverfahren entfernt. Der natürliche Oxidfilm wird insbesondere unter Verwendung eines Ätzgases geätzt, derart, dass der natürliche Oxidfilm ohne weiteres entfernt werden kann, wenn der natürliche Oxidfilm in einem Kontaktloch mit einem hohen Seitenverhältnis gebildet ist. Das Ätzgas kann zusätzlich eine geringere Beschädigung an Schichten, die an dem Substrat gebildet sind, im Vergleich zu der Chemikalie, die bei dem Nassätzverfahren verwendet wird, verursachen.

Das Ätzgas kann ein NHxFy-Gas aufweisen, das durch Reagieren eines Wasserstoffradikals mit einem Stickstoff-Trifluorid- (NF3-) Gas gebildet wird. Das Wasserstoffradikal kann in einer Fern-Plasmaerzeugungsvorrichtung, die mit einer Verarbeitungskammer bzw. Prozesskammer verbunden ist, erzeugt werden und kann unter Verwendung eines Reaktionsgases, das Wasserstoff (H2) oder Ammoniak (NH3) aufweist, gebildet werden.

Die Fern-Plasmaerzeugungsvorrichtung weist eine Fern-Plasmaerzeugungsröhre, zu der das Reaktionsgas geliefert wird, und eine Energiequelle zum Liefern von Energie, um das Reaktionsgas in eine Plasmaphase anzuregen, auf. Die Energiequelle kann eine Mikrowellenleistungsquelle zum Liefern einer Mikrowellenenergie mit einer Frequenz von etwa 2,45 GHz aufweisen. Das Reaktionsgas in der Fern-Plasmaerzeugungsröhre wird durch die Mikrowellenenergie, die von der Energiequelle transportiert wird, zu der Plasmaphase angeregt.

Das angeregte ferne Plasma kann jedoch verursachen, dass Partikel an dem Inneren der Fern-Plasmaerzeugungsröhre haften. Die Partikel können sich ferner von der Fern-Plasmaerzeugungsröhre lösen. Wenn sich die Partikel lösen und in die Verarbeitungskammer eingeleitet werden, können Halbleitersubstrate in der Verarbeitungskammer durch die Partikel verunreinigt werden. Halbleitervorrichtungen können als ein Resultat schlecht funktionieren und eine schlechte Zuverlässigkeit aufgrund der Partikel zeigen. Ein Verfahren zum Reinigen des Inneren der Fern-Plasmaerzeugungsröhre, um die Partikel von der Fern-Plasmaerzeugungsröhre zu entfernen, ist daher erforderlich.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist daher auf ein Verfahren zum Reinigen eines Inneren einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre sowie auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Halbleitersubstrats unter Verwendung derselben gerichtet, die im Wesentlichen eines oder mehrere der Probleme aufgrund der Begrenzungen und Nachteile der verwandten Technik überwinden.

Ein Merkmal eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Reinigen einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre zu schaffen, um verschiedene Partikel unter Verwendung eines Reinigungsplasmas aus einem Inneren der Fern-Plasmaerzeugungsröhre zu entfernen, wodurch eine Verunreinigung von verarbeiteten Halbleitersubstraten verhindert wird.

Ein weiteres Merkmal eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Verarbeiten eines Substrats unter Verwendung einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre zu schaffen, das die Verunreinigung reduziert, ohne den Durchsatz des Verfahrens zu reduzieren.

Ein weiteres Merkmal eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Substrats unter Verwendung einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre zu schaffen, das in der Lage ist, eine Verunreinigung eines darin verarbeiteten Substrats zu verhindern.

Mindestens eines der vorhergehenden und weiteren Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können durch Schaffen eines Verfahrens zum Reinigen einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre realisiert werden, das das Liefern eines Reinigungsgases in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre zum Erzeugen eines fernen Plasmas, wobei die Fern-Plasmaerzeugungsröhre mit einer Verarbeitungskammer zum Verarbeiten eines Substrats unter Verwendung des fernen Plasmas verbunden ist, das Bilden eines Reinigungsplasmas aus dem Reinigungsgas und das Entfernen von Partikeln, die innerhalb der Fern-Plasmaerzeugungsröhre gebildet sind, unter Verwendung des Reinigungsgases aufweist.

Das Bilden des Reinigungsgases kann das Verwenden von Mikrowellenenergie aufweisen.

Das Reinigungsgas kann ein inaktives Gas aufweisen. Das Reinigungsgas kann ein Gas, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Stickstoff- (N2-) Gas und Argon- (Ar) Gas aufweist, aufweisen.

Die Fern-Plasmaerzeugungsröhre kann Quarz (SiO2) aufweisen. Die Partikel können Reaktionsnebenprodukte, die durch eine Reaktion zwischen dem Quarz und einem Reaktionsgas zum Verarbeiten des Substrats erzeugt werden, aufweisen. Das Reaktionsgas kann ein Gas, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Wasserstoff (H2) und Ammoniak (NH3) aufweist, aufweisen.

Mindestens eines der vorhergehenden und anderen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung könne durch Schaffen eines Verfahrens zum Verarbeiten eines Substrats unter Verwendung einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre realisiert werden, das das Bilden eines fernen Plasmas aus einem ersten Reaktionsgas unter Verwendung der Fern-Plasmaerzeugungsröhre, die mit einer Verarbeitungskammer zum Verarbeiten eines Substrats in der Verarbeitungskammer verbunden ist, das Einleiten des fernen Plasmas in die Verarbeitungskammer, um das Substrat zu verarbeiten, das Liefern eines Reinigungsgases in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre, das Bilden eines Reinigungsplasmas aus dem Reinigungsgas und das Entfernen von Partikeln, die in der Fern-Plasmaerzeugungsröhre gebildet sind, unter Verwendung des Reinigungsplasmas aufweist.

Das erste Reaktionsgas kann ein Gas, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Wasserstoff und Ammoniak aufweist, aufweisen. Die Fern-Plasmaerzeugungsröhre kann Quarz aufweisen. Die Partikel können Reaktionsnebenprodukte, die durch eine Reaktion zwischen dem ersten Reaktionsgas und dem Quarz erzeugt werden, aufweisen. Die Partikel können Silizium-Oxynitrid (SiON) aufweisen.

Das ferne Plasma kann ein Wasserstoffradikal aufweisen. Das Einleiten des fernen Plasmas in die Verarbeitungskammer, um das Substrat zu verarbeiten, kann ferner das Ätzen einer Schicht, die an dem Substrat gebildet ist, aufweisen. Die Schicht, die an dem Substrat gebildet ist, kann einen natürlichen Oxidfilm aufweisen. Das Ätzen der Schicht kann ferner das Liefern eines zweiten Reaktionsgases in die Verarbeitungskammer, um ein Ätzgas durch eine Reaktion zwischen dem Wasserstoffradikal und dem zweiten Reaktionsgas zu bilden, das Reagieren des Ätzgases mit dem natürlichen Oxidfilm, um Reaktionsnebenprodukte an dem Substrat zu bilden, und das Entfernen der Reaktionsnebenprodukte aufweisen. Das Reagieren des Ätzgases mit dem natürlichen Oxidfilm kann bei einer Temperatur von etwa 15 bis etwa 30°C durchgeführt werden.

Das Entfernen der Reaktionsnebenprodukte kann ferner das Verdampfen der Reaktionsnebenprodukte durch Vergrößern einer Temperatur um das Substrat herum zu einem Bereich von etwa 100 bis etwa 200°C und das Entladen der verdampften Reaktionsnebenprodukte aufweisen.

Das zweite Reaktionsgas kann Stickstoff-Trifluorid (NF3) aufweisen.

Das Einleiten des fernen Plasmas in die Verarbeitungskammer kann das Verarbeiten einer Mehrzahl von Substraten aufweisen.

Das Bilden des fernen Plasmas und das Bilden des Reinigungsplasmas kann das Verwenden einer Mikrowellenenergie aufweisen.

Das Reinigungsgas kann ein inaktives Gas aufweisen. Das Liefern des Reinigungsgases kann das Liefern des Reinigungsgases mit einer Flussrate von etwa eins (1) bis etwa fünf (5) Standardlitern pro Minute (SLM) aufweisen.

Das Liefern des Reinigungsgases, das Bilden des Reinigungsgases und das Entfernen der Partikel kann für etwa dreißig (30) Sekunden bis etwa fünf (5) Minuten durchgeführt werden.

Das Verfahren kann ferner das Laden des zu verarbeitenden Substrats in die Verarbeitungskammer und das Entladen eines verarbeiteten Substrats aus der Verarbeitungskammer aufweisen. Das Liefern des Reinigungsgases, das Bilden des Reinigungsplasmas und das Entfernen der Partikel kann durchgeführt werden, während das verarbeitete Substrat aus der Verarbeitungskammer entladen wird. Das Liefern des Reinigungsgases, das Bilden des Reinigungsplasmas und das Entfernen der Partikel kann zwischen dem Entladen des verarbeiteten Substrats aus der Verarbeitungskammer und dem Laden eines zu verarbeitenden Substrats in die Verarbeitungskammer durchgeführt werden.

Das Bilden des fernen Plasmas und das Einleiten des fernen Plasmas kann nach dem Entfernen der Partikel wiederholt durchgeführt werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Liefern des Reinigungsgases, das Bilden des Reinigungsplasmas und das Entfernen der Partikel vor dem Bilden des fernen Plasmas und dem Einleiten des fernen Plasmas durchgeführt werden, und das Verfahren kann ferner das Laden des Substrats in die Verarbeitungskammer nach dem Entfernen der Partikel und dann das Bilden des fernen Plasmas durch Liefern des ersten Reaktionsgases in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre aufweisen. Das Laden des Substrats in die Verarbeitungskammer kann das Laden einer Mehrzahl von Substraten in die Verarbeitungskammer aufweisen, und das ferne Plasma wird in die Verarbeitungskammer eingeleitet, um die Mehrzahl von Substraten zu verarbeiten. Das Verfahren kann ferner das Entladen eines verarbeiteten Substrats aus der Verarbeitungskammer, das Liefern des Reinigungsgases in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre, das Bilden des Reinigungsplasma aus dem Reinigungsgas und das Entfernen der Partikel, die in der Fern-Plasmaerzeugungsröhre gebildet sind, während des Entladens des verarbeiteten Substrats aus der Verarbeitungskammer durchführen. Das Verfahren kann alternativ ferner das Entladen einer Mehrzahl von verarbeiteten Substraten aus der Verarbeitungskammer aufweisen, wobei das Liefern des Reinigungsgases in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre, das Bilden des Reinigungsplasmas aus dem Reinigungsgas und das Entfernen der Partikel, die in der Fern-Plasmaerzeugungsröhre gebildet sind, zwischen dem Entladen der verarbeiteten Substrate aus der Verarbeitungskammer und dem Laden der zu verarbeitenden Substrate in die Verarbeitungskammer durchgeführt werden.

Das Bilden des Reinigungsplasmas und das Bilden des fernen Plasmas können das Verwenden einer Mikrowellenenergie, die durch die Fern-Plasmaerzeugungsröhre transportiert wird, aufweisen.

Das Laden des Substrats in die Verarbeitungskammer kann das Verwenden einer Schüssel bzw. eines Schiffchens, in dem das Substrat angeordnet ist, und das Bewegen des Schiffchens in die Verarbeitungskammer aufweisen.

Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann vor dem Liefern des Reinigungsgases in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre das Verfahren ferner das Einleiten eines zweiten Reaktionsgases in die Verarbeitungskammer, während das ferne Plasma eingeleitet wird, das Bilden eines dritten Reaktionsgases durch Reagieren des fernen Plasmas mit dem zweiten Reaktionsgas, das Bilden von Reaktionsnebenprodukten durch Reagieren des dritten Reaktionsgases mit einer Schicht, die an dem Substrat, das in die Verarbeitungskammer geladen ist, gebildet ist, das Verdampfen der Reaktionsnebenprodukte und das Entladen der verdampften Reaktionsnebenprodukte aus der Verarbeitungskammer aufweisen. Die Schicht kann einen natürlichen Oxidfilm aufweisen. Das ferne Plasma kann ein Wasserstoffradikal aufweisen. Das zweite Reaktionsgas kann ein Stickstoff-Trifluorid aufweisen. Das Verdampfen der Reaktionsnebenprodukte kann das Verdampfen der Reaktionsnebenprodukte bei einer Temperatur von etwa 100 bis etwa 200°C aufweisen. Die Fern-Plasmaerzeugungsröhre kann Quarz aufweisen, und das erste Reaktionsgas kann ein Gas, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Wasserstoff und Ammoniak aufweist, aufweisen. Das Reinigungsgas kann ein Gas aufweisen, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Stickstoff und Argon aufweist.

Mindestens eines der vorhergehenden und anderen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können durch Schaffen einer Vorrichtung zum Verarbeiten eines Substrats unter Verwendung einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre realisiert werden, die eine Verarbeitungskammer zum Aufnehmen eines zu verarbeitenden Substrats, eine Fern-Plasmaerzeugungsröhre, die mit der Verarbeitungskammer verbunden ist, eine Energiequelle zum Anlegen von Energie an die Fern-Plasmaerzeugungsröhre, um ein Gas, das in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre geliefert wird, zu einer Plasmaphase anzuregen, eine Reaktionsgas-Zuführeinheit zum Zuführen eines Reaktionsgases zu der Fern-Plasmaerzeugungsröhre, um ein fernes Plasma zum Verarbeiten des Substrats zu bilden, und eine Reinigungsgas-Zuführeinheit zum Zuführen eines Reinigungsgases zu der Fern-Plasmaerzeugungsröhre, um ein Reinigungsplasma zum Entfernen von Partikeln, die innerhalb der Fern-Plasmaerzeugungsröhre gebildet sind, zu bilden, aufweist.

Die Energiequelle kann eine Mikrowellenleistungsquelle aufweisen.

Die Vorrichtung kann ferner eine zweite Reaktionsgas-Zuführeinheit zum Zuführen eines zweiten Reaktionsgases in die Verarbeitungskammer aufweisen. Die Vorrichtung kann ferner eine Dispersionsplatte bzw. eine Verteilungsplatte mit einer Mehrzahl von Schlitzen, um das Reaktionsgas in die Verarbeitungskammer gleichmäßig zu liefern, aufweisen.

Die Vorrichtung kann ferner eine Ladeschleusenkammer, die benachbart zu der Verarbeitungskammer angeordnet ist, aufweisen, wobei die Ladeschleusenkammer ein verarbeitetes Substrat und das zu verarbeitende Substrat vorübergehend lagert. Die Vorrichtung kann ferner eine Schüssel bzw. ein Schiffchen zum Aufnehmen einer Mehrzahl von Substraten aufweisen, wobei das Schiffchen betreibbar ist, um sich zwischen der Verarbeitungskammer und der Ladeschleusenkammer zu bewegen.

Die Vorrichtung kann ferner eine Heizvorrichtung zum Heizen des Substrats aufweisen. Die Vorrichtung kann ferner eine Spannvorrichtung, die in der Verarbeitungskammer angeordnet ist, um das Substrat zu tragen, aufweisen.

Die Vorrichtung kann ferner eine Vakuumeinheit aufweisen, die mit der Verarbeitungskammer verbunden ist, um Reaktionsnebenprodukte, die während des Verarbeiten des Substrats erzeugt werden, und Partikel, die von der Fern-Plasmaerzeugungsröhre entfernt werden, zu entladen.

Gemäß den verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können Partikel, die in einem Inneren einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre erzeugt werden, unter Verwendung eines Reinigungsplasmas effektiv bzw. wirksam entfernt werden. Eine Verunreinigung von Halbleitersubstraten kann daher während eines Ätzens von vorbestimmten Schichten, die an den Halbleitersubstraten gebildet sind, verhindert werden. Die Produktivität eines Verfahrens zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen kann zusätzlich verbessert sein. Wenn eine Stapeltyp- bzw. Beschickungstyp-Substratverarbeitungsvorrichtung verwendet wird, kann die innere Fern-Plasmaerzeugungsröhre zwischen dem Laden und Entladen der Halbleitersubstrate in oder aus einer Verarbeitungskammer gereinigt werden, derart, dass die Halbleitersubstrate effizienter verarbeitet werden können, ohne den Durchsatz der Stapeltyp-Substratverarbeitungsvorrichtung zu verringern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorhergehenden und weiteren Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute durch Beschreiben von detaillierten exemplarischen Ausführungsbeispielen derselben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlicher, in denen:
1 eine Querschnittsansicht eines natürlichen Oxidfilms darstellt, der an einem Halbleitersubstrat, wie es herkömmlicherweise auftritt, gebildet ist;
2 eine Querschnittsansicht eines natürlichen Oxidfilms darstellt, der an einem Halbleitersubstrat, in dem ein Kontaktloch positioniert ist, wie es herkömmlicherweise auftritt, gebildet ist;
3 eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung mit einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre zum Verarbeiten eines Substrats gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung mit einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre zum Verarbeiten eines Substrats gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Verarbeiten eines Substrats unter Verwendung der Vorrichtung, die mit der Fern-Plasmaerzeugungsröhre in 3 ausgerüstet ist, darstellt;
6 eine graphische Darstellung ist, die eine Varianz von Partikeln an einem Halbleitersubstrat relativ zu der Zahl von Beschickungen bzw. Stapeln, wenn ein Ammoniakgas verwendet wird, zeigt;
7 eine Draufsicht von Partikeln, die auf einem Halbleitersubstrat verteilt sind, darstellt;
8 und 9 Rasterelektronenmikroskop- (SEM-) Bilder sind, die Partikel an einem Halbleitersubstrat darstellen;
10 eine graphische Darstellung ist, die ein Resultat einer Auger-Elektronenspektroskopieanalyse hinsichtlich von Partikeln an einem Halbleitersubstrat zeigen; und
11 eine graphische Darstellung ist, die Mengen von Partikeln nach dem Reinigen einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre unter Verwendung eines Reinigungsplasmas gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die koreanische Patentanmeldung Nr. 2004-36416, eingereicht am 21. Mai 2004 beim Koreanischen Amt für Geistiges Eigentum und mit dem Titel "Method of Cleaning a Surface of a Remote Plasma Generating Tube and Apparatus and Method for Processing a Substrate Using the Same", ist hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen.
Die vorliegende Erfindung ist im Folgenden vollständiger unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt sind, beschrieben. Die Erfindung kann jedoch in unterschiedlichen Formen ausgeführt sein und soll nicht auf die hierin dargelegten Ausführungsbeispiele begrenzt aufgefasst werden. Diese Ausführungsbeispiele sind vielmehr vorgesehen, so, dass diese Offenbarung gründlich und vollständig ist und vollständig den Schutzbereich der Erfindung Fachleuten vermittelt. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich durchgehend auf gleiche Elemente.
3 stellt eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung mit einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre zum Verarbeiten eines Substrats gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar.
Bezug nehmend auf 3 weist eine Vorrichtung 100 zum Verarbeiten eines Substrats eine Stapeltyp-Verarbeitungskammer 110 auf, in der eine Mehrzahl von Halbleitersubstraten 30 verarbeitet wird.
Die Verarbeitungskammer 110 weist eine innere Kammer 114, in der die Halbleitersubstrate 30 verarbeitet werden, und eine äußere Kammer 112, die die innere Kammer 114 umschließt, auf.
Eine Ladeschleusenkammer 116 ist benachbart zu, z. B. unterhalb, der Verarbeitungskammer 110 angeordnet. Ein Flansch 118 ist zwischen der Verarbeitungskammer 110 und der Ladeschleusenkammer 116 angeordnet, um die Verarbeitungskammer 110 mit der Ladeschleusenkammer 116 zu verbinden. Die Ladeschleusenkammer 116 kann vorübergehend die Halbleitersubstrate 30 entweder vor oder nach dem Verarbeiten in der Verarbeitungskammer 110 lagern bzw. speichern.
Die Verarbeitungskammer 110 und die Ladeschleusenkammer 116 sind voneinander durch Anordnen eines Schlitzventils 120 zwischen der Verarbeitungskammer 110 und der Ladeschleusenkammer 116 getrennt.
Ein Schiffchen 122 zum Aufnehmen der Halbleitersubstrate 30 ist angeordnet, um zwischen der Verarbeitungskammer 110 und der Ladeschleusenkammer 116 bewegbar zu sein.
Eine erste Antriebseinheit 124 ist unter der Ladeschleusenkammer 116 angeordnet, um eine vertikale Antriebskraft zu dem Schiffchen 122 zu liefern. Die erste Antriebseinheit 124 überträgt bzw. transportiert das Schiffchen 122 aufwärts und abwärts. Die erste Antriebseinheit 124 lädt das Schiffchen 122, das die zu verarbeitenden Substrate 30 aufweist, in die Verarbeitungskammer 110 oder entlädt das Schiffchen 122, das die verarbeiteten Substrate 30 aufweist, aus der Verarbeitungskammer 110.
Eine zweite Antriebseinheit 126 ist an bzw. auf der äußeren Kammer 112 angeordnet, um eine Drehantriebskraft zu dem Schiffchen 122 zu liefern. Die zweite Antriebseinheit 126 dreht das Schiffchen 122, nachdem die zweite Antriebseinheit 126 das Schiffchen 122 sichert, das in die innere Kammer 114 durch die erste Antriebseinheit 124 transportiert wird.
Die zu verarbeitenden Halbleitersubstrate 30 werden in die Ladeschleusenkammer 116 durch ein Sperrventil 128, das an einer Seitenwand der Ladeschleusenkammer 116 angeordnet ist, geladen. Die verarbeiteten Halbleitersubstrate 30 werden zusätzlich von der Ladeschleusenkammer 116 durch das Absperrventil 128 entladen.
Eine Wärmequelle 130, z. B. eine Mehrzahl von Halogenlampen, kann in der äußeren Kammer 112 eingebaut sein, um die innere Kammer 114 zu heizen bzw. zu wärmen. Wärme, die von den Halogenlampen 130 erzeugt wird, wird zu den Halbleitersubstraten 30 durch die innere Kammer 114 transportiert. Die äußere und die innere Kammer 112 und 114 können ein Metall oder eine Metalllegierung mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Die äußere und die innere Kammer 112 und 114 können beispielsweise Aluminium oder eine Aluminiumlegierung aufweisen.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann eine erste Kühlschlange (nicht gezeigt) um eine äußere Oberfläche der inneren Kammer 114 eingebaut sein, um eine Temperatur der Halbleitersubstrate 30 unter Verwendung eines Kühlmittels, das durch die erste Kühlschlange läuft, zu steuern.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann eine Kühlgas-Zuführleitung (nicht gezeigt) in einem Raum zwischen der äußeren Kammer 112 und der inneren Kammer 114 vorgesehen sein. Die Kühlgas-Zuführleitung liefert ein Kühlgas in den Raum zwischen der äußeren Kammer 112 und der inneren Kammer 114.
Reaktionsnebenprodukte, die während des Verarbeitens der Halbleitersubstrate 30 erzeugt werden, werden von der inneren Kammer 114 durch eine Vakuumeinheit 132, die mit der inneren Kammer 114 verbunden ist, abgesaugt bzw. entleert. Die Vakuumeinheit 132 steuert einen inneren Druck der inneren Kammer 114 und entlädt die Reaktionsnebenprodukte aus der inneren Kammer 114. Die Vakuumeinheit 132 saugt zusätzlich Partikel aus einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134, die mit der inneren Kammer 114 verbunden ist, ab, wenn die Partikel während eines Reinigens des Inneren der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 erzeugt werden.
Die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 kann mit einer Verteilungsplatte 136, die in der inneren Kammer 114 angeordnet ist, verbunden sein. Die Verteilungsplatte 136 weist eine Mehrzahl von Schlitzen zum gleichmäßigen Liefern eines fernen Plasmas, das in der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 erzeugt wird, in die innere Kammer 114 auf.
Ein Verbindungsbauglied 138 verbindet die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 mit der Verteilungsplatte 136. Die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 ist ferner mit einer ersten Reaktionsgas-Zuführeinheit 140 und einer Reinigungsgas-Zuführeinheit 142 verbunden.
Die erste Reaktionsgas-Zuführeinheit 140 liefert ein erstes Reaktionsgas in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134, um das ferne Plasma in der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 zu erzeugen. Die Reinigungsgas-Zuführeinheit 142 liefert ein Reinigungsgas in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134, um das Innere der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 zu reinigen. Das erste Reaktionsgas kann Wasserstoff- (H2-) Gas oder Ammoniak- (NH3-) Gas aufweisen, während das Reinigungsgas ein inaktives Gas, z. B. Stickstoff- (N2-) Gas oder Argon- (Ar-) Gas, aufweisen kann.
Die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 kann mit der ersten Reaktionsgas-Zuführeinheit 140 durch eine erste Massenflusssteuerung (MFC; MFC = Mass Flow Controller) 140a und ein erstes Schaltventil 140b verbunden sein. Die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 kann ähnlicherweise mit der Reinigungs-Zuführeinheit 142 durch eine zweite MFC 142a und ein zweites Schaltventil 142b verbunden sein.
Eine zweite Reaktionsgas-Zuführeinheit 144 ist mit der inneren Kammer 114 verbunden, um ein zweites Reaktionsgas in die innere Kammer 114 zu liefern. Das zweite Reaktionsgas kann ein Stickstoff-Trifluorid- (NF3-) Gas aufweisen. Das zweite Reaktionsgas kann mit der inneren Kammer 114 durch eine dritte MFC 144a und ein drittes Schaltventil 144b verbunden sein.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die zweite Reaktionsgas-Zuführeinheit 144 mit der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 verbunden sein. Das zweite Reaktionsgas und das erste Reaktionsgas können zusammen insbesondere in die innere Kammer 114 durch die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 geliefert werden.
Eine Energiequelle 148 liefert durch einen Wellenleiter 146 eine Mikrowellenenergie zu der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134, derart, dass das erste Reaktionsgas und das Reinigungsgas angeregt werden, um das ferne Plasma in der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 zu bilden. Der Wellenleiter 146 kann im Wesentlichen senkrecht zu der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 angeordnet sein. Die Energiequelle 148 kann eine Mikrowellenleistungsquelle zum Erzeugen einer Mikrowellenenergie aufweisen. Die Mikrowellenleistungsquelle kann einen Oszillator bzw. einen Schwingungserzeuger zum Erzeugen einer Mikrowelle mit einer Frequenz von etwa 2,5 GHz und einen Verstärker zum Verstärken der Mikrowelle, die von dem Oszillator erzeugt wird, aufweisen.
Die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 kann Quarz (SiO2) aufweisen. Eine zweite Kühlschlange (nicht gezeigt) kann um eine äußere Oberfläche der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 gewunden sein, um die Temperatur der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 zu steuern.
Wenn beim Betrieb das Schiffchen 122, das die Halbleitersubstrate 30 aufweist, in die Verarbeitungskammer 110 geladen wird, wird das erste Reaktionsgas von der ersten Reaktionsgas-Zuführeinheit 140 zu der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 geliefert. Das erste Reaktionsgas tritt in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 ein, um das ferne Plasma durch die Mikrowellenenergie, die durch den Wellenleiter 146 und die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 transportiert wird, zu bilden.
Das ferne Plasma, das das Wasserstoffradikal aufweist, wird dann in die Verarbeitungskammer 110 durch die Verteilungsplatte 136 eingeleitet. Das ferne Plasma reagiert dann mit dem zweiten Reaktionsgas, das von der zweiten Reaktionsgas-Zuführeinheit 144 geliefert wird, um ein drittes Reaktionsgas in der Verarbeitungskammer 110 zu bilden.
Das dritte Reaktionsgas reagiert mit dem Oxid in den natürlichen Oxidfilmen, die an den Halbleitersubstraten 30 gebildet sind, um Reaktionsnebenprodukte, z. B. Fluorsilicate, an den Halbleitersubstraten 30 zu bilden. Die Reaktionsnebenprodukte werden durch die Wärme verdampft, die durch die Halogenlampen 130 erzeugt wird, und dann werden die verdampften Reaktionsnebenprodukte von der Verarbeitungskammer 110 durch die Vakuumeinheit 132 abgesaugt.
Die zweite Antriebseinheit 126 dreht das Schiffchen 122, das die Halbleitersubstrate 30 aufweist, mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, während die Halbleiter substrate 30 in der Verarbeitungskammer 110 unter Verwendung des dritten Reaktionsgases verarbeitet werden. Das dritte Gas kann dementsprechend gleichmäßig auf die Halbleitersubstrate 30 geliefert werden, und die durch die Halogenlampen 130 erzeugte Wärme kann ebenfalls gleichmäßig zu den Halbleitersubstraten 30 transportiert werden. Die Halbleitersubstrate 30 können zusätzlich gleichmäßig gekühlt werden, da die zweite Antriebseinheit 126 das Schiffchen 122, das die Halbleitersubstrate 30 aufweist, dreht.
Nach dem Verarbeiten wird das Schiffchen 122 mit den verarbeiteten Halbleitersubstraten 30 durch die erste Antriebseinheit 124 aus der Verarbeitungskammer 110 zu der Ladeschleusenkammer 116 entladen.
Das entladene Schiffchen 122 mit den verarbeiteten Halbleitersubstraten 30 wird von der Ladeschleusenkammer 116 durch das Absperrventil 128 transportiert. Nachdem ein weiteres Schiffchen 122 mit Halbleitersubstraten 30, die zu verarbeiten sind, in die Ladeschleusenkammer 116 durch das Absperrventil 128 transportiert ist, wird das Schiffchen 122 mit den zu verarbeitenden Halbleitersubstraten 30 durch die erste Antriebseinheit 124 in die Verarbeitungskammer 110 geladen.
Das Innere der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 kann zwischen dem Entladen des Schiffchens 122, das die verarbeiteten Halbleitersubstrate 30 aufweist, und dem Laden des Schiffchens 122, das die zu verarbeitenden Halbleitersubstrate 30 aufweist, gereinigt werden. Eine innere Oberfläche der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 kann vorzugsweise während des Entladens des Schiffchens 122 mit den verarbeiteten Halbleitersubstraten 30 gereinigt werden.
Ein Verfahren zum Reinigen eines Inneren einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre und ein Verfahren zum Verarbeiten eines Substrats unter Verwendung der Fern-Plasmaerzeugungsröhre sind im Folgenden detaillierter beschrieben.
4 stellt eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung mit einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre zum Verarbeiten eines Substrats gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar.
Bezug nehmend auf 4 weist eine Vorrichtung 200 zum Verarbeiten des Substrats eine Einzeltyp-Verarbeitungskammer 210 zum Verarbeiten eines einzelnen Halbleitersubstrats 30 auf.
Eine Spannvorrichtung 212 zum Tragen des Halbleitersubstrats 30 ist in der Verarbeitungskammer 210 angeordnet. Die Verarbeitungskammer 210 ist mit einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre 216 durch ein Verbindungsbauglied 214, das an der Verarbeitungskammer 210 angeordnet ist, verbunden.
Eine Energiequelle 218 zum Liefern von Mikrowellenenergie zu der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 216 ist mit einem Wellenleiter 220, der im Wesentlichen senkrecht zu der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 216 angeordnet sein kann, verbunden.
Die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 216 ist mit einer Reinigungsgas-Zuführeinheit 222 und mit einer ersten Reaktionsgas-Zuführeinheit 224 verbunden. Die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 216 kann Quarz (SiO2) aufweisen, derart, dass die Mikrowellenenergie durch die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 216 transportiert wird.
Ein Reinigungsgas kann von der Reinigungsgas-Zuführeinheit 222 zu der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 216 durch ein erstes Schaltventil 222a und eine erste MFC 222b geliefert werden. Ein erstes Reaktionsgas kann von der ersten Reaktionsgas-Zuführeinheit 224 zu der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 216 durch ein zweites Schaltventil 224a und eine zweite MFC 224b geliefert werden. Das erste Reaktionsgas kann Wasserstoff- (H2-) Gas oder Ammoniak- (NH3-) Gas aufweisen, um einen natürlichen Oxidfilm, der an dem Halbleitersubstrat 30 gebildet ist, zu entfernen. Das Reinigungsgas kann Stickstoff- (N2-) Gas oder Argon- (Ar-) Gas aufweisen, um Partikel an einem Inneren der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 216 zu entfernen.
Das erste Reaktionsgas in der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 216 wird angeregt, um ein fernes Plasma, das ein Wasserstoffradikal aufweist, zu bilden. Das ferne Plasma wird dann von der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 216 zu der Verarbeitungskammer 210 durch das Verbindungsbauglied 214 transportiert.
Eine zweite Reaktionsgas-Zuführeinheit 226 zum Zuführen eines zweiten Reaktionsgases, z. B. eines Wasserstoff-Trifluorid- (NF3-) Gases, ist mit der Verarbeitungskammer 210 verbunden, um das zweite Reaktionsgas in die Verarbeitungskammer 210 zu liefern. Das zweite Reaktionsgas kann zu der Verarbeitungskammer 210 durch ein drittes Schaltventil 226a und eine dritte MFC 226b eingeleitet werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die zweite Reaktionsgas-Zuführeinheit 226 mit der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 216 verbunden sein. Das erste Reaktionsgas und das zweite Reaktionsgas können insbesondere durch die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 216 zusammen in die Verarbeitungskammer 210 geliefert werden.
Ein Inneres der Verarbeitungskammer 210 kann in eine Verarbeitungsregion 210a zum Verarbeiten des Halbleitersubstrats 30 und eine Mischregion 210b zum Mischen des fernen Plasmas und des zweiten Reaktionsgases geteilt sein. Eine Verteilungsplatte 228 ist in der Verarbeitungskammer 210 eingebaut, um die Verarbeitungsregion 210a und die Mischregion 210b zu teilen. Die Verteilungsplatte 228 weist eine Mehrzahl von Schlitzen oder Löchern auf, um ein drittes Reaktionsgas auf das Halbleitersubstrat 30, das durch die Spannvorrichtung 212 getragen ist, gleichmäßig zu liefern. Das dritte Reaktionsgas wird in der Verarbeitungskammer 210 durch eine Reaktion zwischen dem Wasserstoffradikal, das in dem fernen Plasma enthalten ist, und dem zweiten Reaktionsgas gebildet.
Eine Wärmequelle (nicht gezeigt), z. B. eine Mehrzahl von Halogenlampen, kann in oder an einer Seite der Verarbeitungskammer 210 positioniert sein, um eine Tempe ratur um das Halbleitersubstrat 30 zu vergrößern. Die Spannvorrichtung 212 kann zusätzlich mit einer Heizvorrichtung (nicht gezeigt) ausgerüstet sein, um die Temperatur um das Halbleitersubstrat 30 zu vergrößern. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Verteilungsplatte 228 aus der Verarbeitungskammer 210 weggelassen werden.
Eine Kühlleitung 230 zum Liefern eines Kühlgases oder eines Kühlwassers ist innerhalb der Spannvorrichtung 212 eingebaut, um eine Temperatur des Halbleitersubstrats 30 zu steuern.
Reaktionsnebenprodukte werden in der Verarbeitungsreaktion 210a durch Reagieren des dritten Reaktionsgases mit einem natürlichen Oxidfilm an dem Halbleitersubstrat 30 erzeugt. Nachdem die Reaktionsnebenprodukte durch Vergrößern der Temperatur um das Halbleitersubstrat 30 verdampft sind, werden die verdampften Reaktionsnebenprodukte von der Verarbeitungskammer 210 durch eine Vakuumeinheit 232, die mit der Verarbeitungskammer 210 verbunden ist, entladen.
Während des Verarbeitens des Halbleitersubstrats 30, wie im Vorhergehenden beschrieben, können Partikel, die innerhalb der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 216 gebildet werden, durch Reinigen einer inneren Oberfläche der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 216 unter Verwendung eines Reinigungsplasmas entfernt werden.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Verarbeiten eines Substrats unter Verwendung der mit der Fern-Plasmaerzeugungsröhre in 3 ausgerüsteten Vorrichtung zeigt.
Bezug nehmend auf 3 und 5 werden bei einem Schritt S100 die Halbleitersubstrate 30 in die Verarbeitungskammer 110 geladen. Vorbestimmte Schichten können an den Halbleitersubstraten 30 gebildet werden, und Filme, die Silizium aufweisen, können zwischen den vorbestimmten Schichten und den Halbleitersubstraten 30 jeweils gebildet werden. Muster bzw. Strukturen mit Kontaktlöchern, die teilweise das Halblei tersubstrat 30 freilegen, werden zusätzlich zwischen den vorbestimmten Schichten und den Halbleitersubstraten 30 gebildet. Jede der vorbestimmten Schichten kann einen natürlichen Oxidfilm aufweisen.
Die Halbleitersubstrate 30 können in die Verarbeitungskammer 110 unter Verwendung des Schiffchens 122 geladen werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Mehrzahl von Halbleitersubstraten 30 gleichzeitig in die Verarbeitungskammer 110 geladen. Die in 4 gezeigte Einzeltyp-Verarbeitungskammer 210 kann alternativ zum einzelnen Verarbeiten eines einzelnen Halbleitersubstrats 30 verwendet werden.
Bei einem Schritt S102 wird das erste Reaktionsgas in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134, die mit der Verarbeitungskammer 110 verbunden ist, geliefert. Das erste Reaktionsgas kann Wasserstoff- (H2-) Gas oder Ammoniak- (NH3-) Gas aufweisen. Das erste Reaktionsgas kann in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 unter Verwendung eines Trägergases eingeleitet werden. Das Trägergas kann ein inaktives Gas, z. B. Stickstoff- (N2-) Gas oder Argon- (Ar-) Gas, aufweisen.
Bei einem Schritt S104 wird das ferne Plasma aus dem ersten Reaktionsgas in der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 erzeugt. Es kann eine Mikrowellenenergie von etwa 2 bis etwa 2,8 kW verwendet werden, um das erste Reaktionsgas anzulegen, um das erste Reaktionsgas in die Plasmaphase umzuwandeln. Die Mikrowellenenergie kann eine Frequenz von etwa 2,45 GHz aufweisen. Die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 kann Quarz (SiO2) aufweisen, derart, dass die Mikrowellenenergie durch die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 transportiert wird.
Bei einem Schritt S106 wird das ferne Plasma in die Verarbeitungskammer 110 eingeleitet, und das zweite Reaktionsgas wird ebenfalls in die Verarbeitungskammer 110 eingeleitet. Das Wasserstoffradikal in dem fernen Plasma reagiert mit dem zweiten Reaktionsgas, um das dritte Reaktionsgas in der Verarbeitungskammer 110 zu bilden. Das dritte Reaktionsgas wird als ein Ätzgas verwendet, um die natürlichen Oxid filme, die an den Halbleitersubstraten 30 gebildet sind, zu entfernen. Das ferne Plasma wird in die Verarbeitungskammer 110 durch das Verbindungsbauglied 138 und die Verteilungsplatte 136 geliefert. Das zweite Reaktionsgas kann eine Fluor-aufweisende Verbindung aufweisen. Das Stickstoff-Trifluorid- (NF3-) Gas kann beispielsweise als das zweite Reaktionsgas verwendet werden. Das dritte Reaktionsgas kann Ammonium-Fluorid (NHxFy) aufweisen, das durch eine Reaktion zwischen dem Wasserstoffradikal und dem Stickstoff-Trifluorid- (NF3-) Gas gebildet wird. Das zweite Reaktionsgas kann alternativ in die Verarbeitungskammer 110 über die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 geliefert werden. In diesem Fall kann das zweite Reaktionsgas in der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 angeregt werden und dann in die Verarbeitungskammer 110 geliefert werden. Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, kann das zweite Reaktionsgas Stickstoff-Trifluorid-Gas aufweisen.
Bei einem Schritt S108 reagiert das dritte Reaktionsgas mit den natürlichen Oxidfilmen an den Halbleitersubstraten 30, um Reaktionsnebenprodukte, z. B. Fluorsilicate, zu bilden. Wenn die Reaktionsnebenprodukte erzeugt werden, werden die Halbleitersubstrate 30 vorzugsweise bei einer ersten Temperatur von etwa 15 bis etwa 30°C gehalten. Ein Kühlmittel kann verwendet werden, um die Temperatur um die Halbleitersubstrate 30 einzustellen. Das Kühlmittel kann verflüssigten Stickstoff oder Kohlendioxid aufweisen. Das Kühlwasser kann alternativ verwendet werden, um die Temperatur um die Halbleitersubstrate 30 zu steuern.
Die Zeit, die erforderlich ist, um die Reaktionsnebenprodukte unter Verwendung des dritten Reaktionsgases zu erzeugen, kann von der Dicke des natürlichen Oxidfilms an den Halbleitersubstraten 30 abhängen. Da der natürliche Oxidfilm allgemein eine Dicke von mehreren Ångström (Å) aufweist, kann die Zeit, die erforderlich ist, um die Reaktionsnebenprodukte zu erzeugen, in einem Bereich von etwa zwanzig (20) bis etwa vierzig (40) Sekunden liegen.
Bei einem Schritt S110 wird die erste Temperatur um die Halbleitersubstrate 30 zu einer zweiten Temperatur von etwa 100 bis etwa 200°C schnell vergrößert. Die erste Temperatur um die Halbleitersubstrate 30 vergrößert sich aufgrund der Wärme, die von den Halogenlampen 130 transportiert wird. Wenn sich die Temperatur um die Halbleitersubstrate 30 vergrößert, können die Reaktionsnebenprodukte teilweise verdampft werden. Die Temperatur um die Halbleitersubstrate 30 kann sich vorzugsweise mit einer Rate von etwa 35 bis etwa 92,5°C/Minute vergrößern. Es ist ferner wünschenswert, dass die Temperatur um die Halbleitersubstrate 30 in weniger als etwa fünf (5) Minuten, vorzugsweise weniger als etwa zwei (2) Minuten, vergrößert wird. Die erste Temperatur wird insbesondere zu der zweiten Temperatur innerhalb etwa fünf Minuten, vorzugsweise innerhalb etwa zwei Minuten, vergrößert. Die verdampften Reaktionsnebenprodukte werden von der Verarbeitungskammer 110 durch die Vakuumeinheit 132, die mit der Verarbeitungskammer 110 verbunden ist, entladen.
Bei einem Schritt 5112 wird die Temperatur um die Halbleitersubstrate 30 bei der zweiten Temperatur gehalten, um die Reaktionsnebenprodukte von den Halbleitersubstraten 30 zu verdampfen. Die Zeit, die erforderlich ist, um die Reaktionsnebenprodukte zu verdampfen, kann in einem Bereich von etwa 150 bis etwa 210 Sekunden liegen. Die Reaktionsnebenprodukte können innerhalb von beispielsweise etwa 180 Sekunden verdampft werden.
Bei einem Schritt S114 wird die Temperatur um die Halbleitersubstrate 30 von der zweiten Temperatur zu der ersten Temperatur schnell verringert. Die Temperatur um die Halbleitersubstrate 30 verringert sich mit einer Rate von etwa 14 bis etwa 37°C/Minute. Die Temperatur um die Halbleitersubstrate 30 kann ferner vorzugsweise von der zweiten Temperatur zu der ersten Temperatur innerhalb etwa fünf (5) Minuten reduziert werden. Ein Kühlmittel kann verwendet werden, um die Temperatur um die Halbleitersubstrate 30 zu verringern. Das Kühlmittel kann verflüssigten Stickstoff, Kohlendioxid oder eine Kombination derselben aufweisen. Das Kühlwasser kann alternativ verwendet werden, um die Temperatur um die Halbleitersubstrate 30 zu verringern.
Die Halbleitersubstrate 30 werden vorteilhafterweise gedreht, um die Effizienz des Entfernens der natürlichen Oxidfilme von dem Halbleitersubstrat 30 zu verbessern.
Das dritte Reaktionsgas kann auf das Halbleitersubstrat 30 gleichmäßig geliefert werden, während die Halbleitersubstrate 30 gedreht werden. Die Drehung der Halbleitersubstrate 30 verbessert zusätzlich die Effizienz des Wärmetransports.
Bei einem Schritt 5116 werden die verarbeiteten Halbleitersubstrate 30 von der Verarbeitungskammer 110 entladen. Die Halbleitersubstrate werden insbesondere von der Verarbeitungskammer 110 zu der Ladeschleusenkammer 116, die unterhalb der Verarbeitungskammer 110 positioniert ist, unter Verwendung des Schiffchens 122 entladen. Die Halbleitersubstrate 30 werden dann aus der Ladeschleusenkammer 116 durch das Absperrventil 128, das mit der Ladeschleusenkammer 116 verbunden ist, transportiert. Wenn die Einzeltyp-Substratverarbeitungsvorrichtung 200 in 4 verwendet wird, kann ein Halbleitersubstrat 30 von der Einzeltyp-Verarbeitungskammer 210 unter Verwendung eines Transportroboters (nicht gezeigt) durch ein Absperrventil (nicht gezeigt), das an einer Seitenwand der Einzeltyp-Verarbeitungskammer 210 eingebaut ist, entladen werden.
Partikel werden in der Zwischenzeit innerhalb der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 gebildet, da das ferne Plasma von dem ersten Reaktionsgas umgewandelt wird. Wenn insbesondere Ammoniak- (NH3-) Gas als das erste Reaktionsgas verwendet wird, wird ein Oxynitrid, z. B. Siliziumoxynitrid (SiON), an der inneren Oberfläche der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 aufgrund der aktivierten An N* in dem fernen Plasma, das durch die Mikrowellenenergie angeregt wird, erzeugt. Wenn sich Oxynitrid von der inneren Oberfläche der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 ablöst, kann das abgelöste Oxynitrid die Halbleitersubstrate 30 verunreinigen.
Wenn Wasserstoff- (H2-) Gas als das erste Reaktionsgas verwendet wird, kann die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 durch das Wasserstoffplasma korrodiert bzw. angegriffen werden, und Partikel, z. B. SiO oder OH, die aufgrund der Korrosion der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 erzeugt werden, können die Halbleitersubstrate 30 verunreinigen.
6 ist eine graphische Darstellung, die eine Varianz von Partikeln auf einem Halbleitersubstrat relativ zu der Zahl von Stapeln bzw. Beschickungen zeigt, wenn Ammoniakgas als das erste Reaktionsgas verwendet wird. 7 stellt eine Draufsicht von Partikeln dar, die auf einem Halbleitersubstrat verteilt sind. 8 und 9 sind Rasterelektronenmikroskop- (SEM-; SEM = Scanning Electron Microscope) Bilder, die Partikel an bzw. auf Halbleitersubstraten darstellen. 10 ist eine graphische Darstellung, die ein Resultat einer Auger-Elektronenspektroskopie- (AES-) Analyse hinsichtlich von Partikeln an einem Halbleitersubstrat zeigt.
Wenn beispielsweise die Stapeltyp-Verarbeitungskammer 110 verwendet wird, um die Halbleitersubstrate 30 zu verarbeiten, werden einhundert Halbleitersubstrate 30 auf das Schiffchen 122 geladen. Ammoniakgas wird als das erste Reaktionsgas verwendet, und Stickstoff-Trifluorid-Gas wird als das zweite Reaktionsgas verwendet. Die Reaktionsnebenprodukte werden an den Halbleitersubstraten 30 unter Verwendung des dritten Reaktionsgases für weniger als etwa dreißig (30) Sekunden erzeugt. Die Temperatur in der Verarbeitungskammer 110 wird bei etwa 20°C gehalten. Nachdem die Temperatur der Verarbeitungskammer 110 auf etwa 150°C schnell vergrößert wird, wird die Temperatur der Verarbeitungskammer 110 bei etwa 150°C gehalten, um die Reaktionsnebenprodukte von den Halbleitersubstraten 30 zu verdampfen. Die Temperatur der Verarbeitungskammer 110 wird für etwa 180 Sekunden mit einer Rate von etwa 65°C/min vergrößert. Die Temperatur der Verarbeitungskammer 110 wird für etwa 180 Sekunden gehalten. Die Temperatur der Verarbeitungskammer 110 wird dann von etwa 150 auf etwa 20°C verringert. Die Temperatur der Verarbeitungskammer 110 wird innerhalb von etwa fünf (5) Minuten mit einer Rate von etwa 26°C/min verringert. Die verarbeiteten Halbleitersubstrate 30 werden dann aus der Verarbeitungskammer 110 zu der Ladeschleusenkammer 116 entladen und dann von der Ladeschleusenkammer 116 durch das Absperrventil 128 transportiert.
Bezug nehmend auf 6 nimmt die Zahl der Partikel wesentlich zu, nachdem Halbleitersubstrate in einem 50. Stapel bzw. einer 50. Beschickung verarbeitet sind, und die Zahl von Partikeln nimmt noch beträchtlicher zu, nachdem Halbleitersubstrate in einem 100. Stapel verarbeitet sind.
Bezug nehmend auf 7 bis 10 werden Partikel 32 über eine gesamte Oberfläche des Halbleitersubstrats 30 verteilt, und die Partikel 32 weisen allgemein Siliziumoxynitrid (SiON) auf. Wie in 10 gezeigt ist, kann erkannt werden, dass die Partikel Stickstoff und Sauerstoff aufweisen, wenn die Analyse eines Siliziumsubstrats 40 mit einer Analyse von Partikeln 42 verglichen wird. Es sei somit bemerkt, dass die Partikel aufgrund eines Oxynitrids, das sich von dem Inneren der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134, die Quarz aufweist, löst, erzeugt werden.
Bezug nehmend zurück auf 3 und 5 wird bei einem Schritt S118 das Reinigungsgas in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 geliefert, um das Innere der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 zu reinigen. Das inaktive Gas, z. B. Stickstoffgas oder Argongas, kann als das Reinigungsgas verwendet werden.
Bei einem Schritt S120 wird das Reinigungsplasma aus dem Reinigungsgas, das in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 eingeleitet wird, unter Verwendung einer Mikrowellenenergie von etwa 2 bis etwa 2,8 kW erzeugt. Die Mikrowellenenergie kann eine Frequenz von etwa 2,45 GHz aufweisen.
Bei einem Schritt S122 werden die Partikel an der inneren Oberfläche der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 unter Verwendung des Reinigungsplasmas entfernt. Die Partikel können von der inneren Oberfläche der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 durch ein Sputtern bzw. Zerstäuben des Reinigungsplasmas entfernt werden. Das Reinigungsgas wird in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 mit einer Flussrate von etwa eins (1) bis etwa fünf (5) Standardlitern pro Minute (SLM) geliefert, und das Innere der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 wird für etwa dreißig (30) Sekunden bis etwa fünf (5) Minuten gereinigt.
Die Partikel, die von der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 entfernt werden, werden aus der Verarbeitungskammer 110 durch die Vakuumeinheit 132, die mit der Verarbeitungskammer 110 verbunden ist, entladen.
11 ist eine graphische Darstellung, die eine Menge von Partikeln zeigt, die nach dem Reinigen der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 unter Verwendung des Reinigungsplasmas erzeugt werden. Die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 wird gereinigt, nachdem Halbleitersubstrate in einem sechsten Stapel verarbeitet sind, und ein Stickstoffplasma wird als das Reinigungsplasma verwendet.
Bezug nehmend auf 11 verringert sich eine Zahl von Partikeln an den Halbleitersubstraten 30 nach dem Reinigen der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 unter Verwendung des Reinigungsplasmas wesentlich. Bei diesem Beispiel werden die Halbleitersubstrate 30 unter Verwendung der Stapeltyp-Verarbeitungskammer 110 in 3 verarbeitet.
Wenn die Stapeltyp-Verarbeitungskammer 110 verwendet wird, wird das Innere der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 vorzugsweise zwischen dem Entladen der verarbeiteten Halbleitersubstrate 30 aus der Verarbeitungskammer 110 und dem Laden der zu verarbeitenden Halbleitersubstrate 30 in die Verarbeitungskammer 110 gereinigt. Das Innere der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 wird vorzugsweise während des Entladens der verarbeiteten Halbleitersubstrate 30 aus der Verarbeitungskammer 110 gereinigt. Wenn die Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 zusammen mit dem Entladen der verarbeiteten Halbleitersubstrate 30 gereinigt wird, kann eine zusätzliche Zeit zum Reinigen der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 nicht erforderlich sein. Es kann daher verhindert werden, dass die Halbleitersubstrate 30 verunreinigt werden, ohne den Durchsatz der Stapeltyp-Substratverarbeitungsvorrichtung 100 zu verringern.
Das Innere der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 kann vor oder nach dem Verarbeiten jedes Stapels der Halbleitersubstrate konstant gereinigt werden. Das Innere der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 134 kann alternativ nach dem sequentiellen Verarbeiten einer vorbestimmten Zahl von Stapeln gereinigt werden.
Wenn die in 4 gezeigte Einzeltyp-Verarbeitungskammer 210 verwendet wird, kann das Innere der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 216 nach dem Entladen des verarbeiteten Halbleitersubstrats 30 aus der Verarbeitungskammer 210 gereinigt werden. Das Innere der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 216 kann zusätzlich vor oder nach dem Verarbeiten von jedem Halbleitersubstrat 30 konstant gereinigt werden. Das Innere der Fern-Plasmaerzeugungsröhre 216 kann alternativ nach dem sequentiellen Verarbeiten einer vorbestimmten Zahl von Halbleitersubstraten gereinigt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können Partikel, die an einem Inneren einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre erzeugt werden, unter Verwendung eines Reinigungsplasmas wirksam entfernt werden. Eine Verunreinigung von Halbleitersubstraten kann daher während des Ätzens von vorbestimmten Schichten, die an den Halbleitersubstraten gebildet sind, verhindert werden. Die Produktivität eines Verfahrens zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen kann zusätzlich verbessert sein.
Wenn zusätzlich eine Stapeltyp-Substratverarbeitungsvorrichtung verwendet wird, wird das Innere der Fern-Plasmaerzeugungsröhre zwischen dem Laden und Entladen der Halbleitersubstrate in oder aus der Verarbeitungskammer gereinigt, derart, dass die Halbleitersubstrate effizienter verarbeitet werden können, ohne den Durchsatz der Stapeltyp-Substratverarbeitungsvorrichtung zu verringern.
Exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind hierin offenbart, und, obwohl spezifische Ausdrücke verwendet werden, werden dieselben lediglich in einem allgemeinen und beschreibenden Sinn und nicht zum Zweck der Begrenzung verwendet und interpretiert. Es ist dementsprechend für Fachleute offensichtlich, dass verschiedene Änderungen an der Form und von Details durchgeführt werden können, ohne von dem Geist und dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen dargelegt ist, abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Reinigen einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre, mit folgenden Schritten: Liefern eines Reinigungsgases in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre zum Erzeugen eines fernen Plasmas, wobei die Fern-Plasmaerzeugungsröhre mit einer Verarbeitungskammer zum Verarbeiten eines Substrats unter Verwendung des fernen Plasmas ver-bunden ist; Bilden eines Reinigungsplasmas aus dem Reinigungsgas; und Entfernen von Partikeln, die innerhalb der Fern-Plasmaerzeugungsröhre gebildet sind, unter Verwendung des Reinigungsplasmas.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bilden des Reinigungsplasmas das Verwenden von Mikrowellenenergie aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Reinigungsgas ein inaktives Gas aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Reinigungsgas ein Gas aufweist, das aus einer Gruppe, die aus Stickstoff- (N2-) Gas und Argon- (Ar-) Gas besteht, ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Fern-Plasmaerzeugungsröhre Quarz (SiO2) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Partikel Reaktionsnebenprodukte enthalten, die durch eine Reaktion zwischen dem Quarz und einem Reaktionsgas zum Verarbeiten des Substrats erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Reaktionsgas ein Gas aufweist, das aus einer Gruppe, die aus Wasserstoff (H2) und Ammoniak (NH3) besteht, ausgewählt ist.
Verfahren zum Verarbeiten eines Substrats unter Verwendung einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre, mit folgenden Schritten: Bilden eines fernen Plasmas aus einem ersten Reaktionsgas unter Verwendung der Fern-Plasmaerzeugungsröhre, die mit einer Verarbeitungskammer zum Verarbeiten eines Substrats in der Verarbeitungskammer verbunden ist; Einleiten des fernen Plasmas in die Verarbeitungskammer, um das Substrat zu verarbeiten; Liefern eines Reinigungsgases in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre; Bilden eines Reinigungsplasmas aus dem Reinigungsgas; und Entfernen von Partikeln, die innerhalb der Fern-Plasmaerzeugungsröhre gebildet sind, unter Verwendung des Reinigungsplasmas.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das erste Reaktionsgas ein Gas aufweist, das aus einer Gruppe, die aus Wasserstoff und Ammoniak besteht, ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Fern-Plasmaerzeugungsröhre Quarz aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Partikel Reaktionsnebenprodukte, die durch eine Reaktion zwischen dem ersten Reaktionsgas und dem Quarz erzeugt werden, aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Partikel Siliziumoxynitrid (SiON) aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das ferne Plasma ein Wasserstoffradikal aufweist.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Einleiten des fernen Plasmas in die Verarbeitungskammer, um das Substrat zu verarbeiten, ferner das Ätzen einer Schicht, die an dem Substrat gebildet ist, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Schicht, die an dem Substrat gebildet ist, einen natürlichen Oxidfilm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das Ätzen der Schicht ferner folgende Schritte aufweist: Liefern eines zweiten Reaktionsgases in die Verarbeitungskammer, um ein Ätzgas durch eine Reaktion zwischen dem Wasserstoffradikal und dem zweiten Reaktionsgas zu bilden; Reagieren des Ätzgases mit dem natürlichen Oxidfilm, um Reaktionsnebenprodukte an dem Substrat zu bilden; und Entfernen der Reaktionsnebenprodukte.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem das Reagieren des Ätzgases mit dem natürlichen Oxidfilm bei einer Temperatur von etwa 15 bis etwa 30°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem das Entfernen der Reaktionsnebenprodukte ferner folgende Schritte aufweist: Verdampfen der Reaktionsnebenprodukte durch Vergrößern einer Temperatur um die Substrate herum zu einem Bereich von etwa 100 bis etwa 200°C; und Entladen der verdampften Reaktionsnebenprodukte.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem das zweite Reaktionsgas Stickstoff-Trifluorid (NF3) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Einleiten des fernen Plasmas in die Verarbeitungskammer das Verarbeiten einer Mehrzahl von Substraten aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Bilden des fernen Plasmas und das Bilden des Reinigungsplasmas das Verwenden einer Mikrowellenenergie aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Reinigungsgas ein inaktives Gas aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Liefern des Reinigungsgases das Liefern des Reinigungsgases mit einer Flussrate von etwa eins (1) bis etwa fünf (5) Standardlitern pro Minute (SLM) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Liefern des Reinigungsgases, das Bilden des Reinigungsplasmas und das Entfernen der Partikel für etwa dreißig (30) Sekunden bis etwa fünf (5) Minuten durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, mit ferner folgenden Schritten: Laden des zu verarbeitenden Substrats in die Verarbeitungskammer; und Entladen eines verarbeiteten Substrats aus der Verarbeitungskammer.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem das Liefern des Reinigungsgases, das Bilden des Reinigungsplasmas und das Entfernen der Partikel während des Entladens des verarbeiteten Substrats aus der Verarbeitungskammer durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem das Liefern des Reinigungsgases, das Bilden des Reinigungsplasmas und das Entfernen der Partikel zwischen dem Entladen des verarbeiteten Substrats aus der Verarbeitungskammer und dem Laden eines zu verarbeitenden Substrats in die Verarbeitungskammer durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Bilden des fernen Plasmas und das Einleiten des fernen Plasmas nach dem Entfernen der Partikel wiederholt durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Liefern des Reinigungsgases, das Bilden des Reinigungsplasmas und das Entfernen der Partikel vor dem Bilden des fernen Plasmas und dem Einleiten des fernen Plasmas durchgeführt werden, wobei das Verfahren ferner folgende Schritte aufweist: Laden des Substrats in die Verarbeitungskammer nach dem Entfernen der Partikel und dann Bilden des fernen Plasmas durch Liefern des ersten Reaktionsgases in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre.
Verfahren nach Anspruch 29, bei dem das Laden des Substrats in die Verarbeitungskammer das Laden einer Mehrzahl von Substraten in die Verarbeitungskammer aufweist, und das ferne Plasma in die Verarbeitungskammer eingeleitet wird, um die Mehrzahl von Substraten zu verarbeiten.
Verfahren nach Anspruch 30, das ferner das Entladen eines verarbeiteten Substrats aus der Verarbeitungskammer aufweist, wobei das Liefern des Reinigungsgases in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre, das Bilden des Reinigungsplasmas aus dem Reinigungsgas und das Entfernen der Partikel, die innerhalb der Fern-Plasmaerzeugungsröhre gebildet sind, während des Entladens des verarbeiteten Substrats aus der Verarbeitungskammer durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 30, das ferner das Entladen einer Mehrzahl von verarbeiteten Substraten aus der Verarbeitungskammer aufweist, wobei das Liefern des Reinigungsgases in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre, das Bilden des Reinigungsplasmas aus dem Reinigungsgas und das Entfernen der Partikel, die innerhalb der Fern-Plasmaerzeugungsröhre gebildet sind, zwischen dem Entladen der verarbeiteten Substrate aus der Verarbeitungskammer und dem Laden von zu verarbeitenden Substraten in die Verarbeitungskammer durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 29, bei dem das Bilden des Reinigungsplasmas und das Bilden des fernen Plasmas das Verwenden einer Mikrowellenenergie, die durch die Fern-Plasmaerzeugungsröhre transportiert wird, aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 29, bei dem das Laden des Substrats in die Verarbeitungskammer folgende Schritte aufweist: Verwendung eines Schiffchens, in dem das Substrat angeordnet ist; und Bewegen des Schiffchens in die Verarbeitungskammer.
Verfahren nach Anspruch 8, das vor dem Liefern des Reinigungsgases in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre ferner folgende Schritte aufweist: Einleiten eines zweiten Reaktionsgases in die Verarbeitungskammer, während das ferne Plasma eingeleitet wird; Bilden eines dritten Reaktionsgases durch Reagieren des fernen Plasmas mit dem zweiten Reaktionsgas; Bilden von Reaktionsnebenprodukten durch Reagieren des dritten Reaktionsgases mit einer Schicht, die an dem Substrat, das in die Verarbeitungskammer geladen ist, gebildet ist; Verdampfen der Reaktionsnebenprodukte; und Entladen der verdampften Reaktionsnebenprodukte aus der Verarbeitungskammer.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Schicht einen natürlichen Oxidfilm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 35, bei dem das ferne Plasma ein Wasserstoffradikal aufweist.
Verfahren nach Anspruch 35, bei dem das zweite Reaktionsgas Stickstoff-Trifluorid aufweist.
Verfahren nach Anspruch 35, bei dem das Verdampfen der Reaktionsnebenprodukte das Verdampfen der Reaktionsnebenprodukte bei einer Temperatur von etwa 100 bis etwa 200°C aufweist.
Verfahren nach Anspruch 35, bei dem die Fern-Plasmaerzeugungsröhre Quarz aufweist, und bei dem das erste Reaktionsgas ein Gas aufweist, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff und Ammoniak besteht.
Verfahren nach Anspruch 35, bei dem das Reinigungsgas ein Gas aufweist, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Stickstoff und Argon besteht.
Vorrichtung zum Verarbeiten eines Substrats unter Verwendung einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre, mit: einer Verarbeitungskammer zum Aufnehmen eines zu verarbeitenden Substrats; einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre, die mit der Verarbeitungskammer verbunden ist; einer Energiequelle zum Anlegen von Energie an die Fern-Plasmaerzeugungsröhre, um ein Gas, das in die Fern-Plasmaerzeugungsröhre geliefert wird, zu einer Plasmaphase anzuregen; einer Reaktionsgas-Zuführeinheit zum Zuführen eines Reaktionsgases zu der Fern-Plasmaerzeugungsröhre, um ein fernes Plasma zum Verarbeiten des Substrats zu bilden; und einer Reinigungs-Zuführeinheit zum Zuführen eines Reinigungsgases zu der Fern-Plasmaerzeugungsröhre, um ein Reinigungsplasma zum Entfernen von Partikeln, die innerhalb der Fern-Plasmaerzeugungsröhre gebildet sind, zu bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 42, bei dem die Energiequelle eine Mikrowellenleistungsquelle aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 42, die ferner eine zweite Reaktionsgas-Zuführeinheit zum Zuführen eines zweiten Reaktionsgases in die Verarbeitungskammer aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 42, die ferner eine Verteilungsplatte mit einer Mehrzahl von Schlitzen aufweist, um das Reaktionsgas in die Verarbeitungskammer gleichmäßig zu liefern.
Vorrichtung nach Anspruch 42, die ferner eine Ladeschleusenkammer, die benachbart zu der Verarbeitungskammer angeordnet ist, aufweist, wobei die Ladeschleusenkammer ein verarbeitetes Substrat und das zu verarbeitende Substrat vorübergehend lagert.
Vorrichtung nach Anspruch 46, die ferner ein Schiffchen zum Aufnehmen einer Mehrzahl von Substraten aufweist, wobei das Schiffchen betreibbar ist, um sich zwischen der Verarbeitungskammer und der Ladeschleusenkammer zu bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 42, die ferner eine Heizvorrichtung zum Heizen des Substrats aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 42, die ferner eine Spannvorrichtung aufweist, die in der Verarbeitungskammer angeordnet ist, um das Substrat zu tragen.
Vorrichtung nach Anspruch 42, die ferner eine Vakuumeinheit aufweist, die mit der Verarbeitungskammer verbunden ist, um Reaktionsnebenprodukte, die während des Verarbeitens des Substrats erzeugt werden, und Partikel, die aus der Fern-Plasmaerzeugungsröhre entfernt werden, zu entladen. Verfahren zum Reinigen des Inneren einer Fern-Plasmaerzeugungsröhre sowie Vorrichtung und Verfahren zum Verarbeiten eines Substrats unter Verwendung derselben.