DE4202734A1

DE4202734A1 - Strahlungsquelle, insbesondere fuer strahlungs-induzierte aetz- und cvd-anlagen

Info

Publication number: DE4202734A1
Application number: DE19924202734
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr Gegenwart; Werner Dipl Ing Katzschner
Original assignee: Leybold AG
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1993-08-05

Description

Die Erfindung betrifft eine Strahlungsquelle, insbesondere für strahlungsinduzierte Ätz- und CVD-Anlagen entsprechend dem Ober begriff des Patentanspruchs 1.

Es sind Anlagen bekannt, in denen als Strahlungsquelle für Ätz- und CVD-Verfahren beispielsweise Quecksilberdampflampen oder Eximer-Lichtquellen eingesetzt werden. Weiterhin kennt man Teil chenquellen (DE 38 03 355), welche insbesondere für reaktive Io nenstrahlätz- oder Plasmadepositionsanlagen, vorzugsweise zur Herstellung elektrisch leitender oder elektrisch nicht leitender Schichten für die Mikroelektronik verwenden werden, in denen durch die Plasmaanregung ebenfalls ein breites Strahlungsspektrum erzeugt wird.

Diese bekannten Strahlungsquellen haben den Nachteil, dar sie ein nur sehr eingeschränktes Strahlungsspektrum erzeugen und somit auch nur ein stark begrenzter Bereich der jeweils nutzbaren Wel lenlänge zur Verfügung steht. Da jedoch für unterschiedliche Prozeßgase oder -gasgemische auch unterschiedliche Anregungszu stände erforderlich sind, wäre es wünschenswert, ein größeres Strahlungsspektrum zur Verfügung zu haben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Strahlungsquelle zu entwickeln, mit der ein größeres Strahlungsspektrum erzeugt werden kann als mit herkömmlichen Strahlungsquellen. Durch ge eignete Wahl der Gase kann die Anregung der Prozeßgase zudem se lektiv erfolgen. Diese zu entwickelnde Strahlungsquelle sollte einerseits für strahlungsinduzierte Prozesse, wie z. B. Ätz- und Depositionsprozesse, und andererseits auch für RTP- (Rapid Ther mal Processing) und RTA- (Rapid Thermal Annealing) Anlagen ein setzbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst wie im Hauptanspruch 1 beschrieben.

Die erfindungsgemäße Strahlungsquelle erfüllt die gestellte Auf gabe unter Verwendung der bislang bekannten Anlagenkomponenten lediglich durch Ergänzung von im wesentlichen einer Quarzglas scheibe. Auf diese Scheibe wird mit Vorteil die bereits vor bekannte Quarzglasglocke aufgesetzt und mittels eines, zwischen den beiden Bauteilen angeordneten Dichtrings, entsteht ein ge schlossener Behälter, in dem Gasart und -druck unabhängig von den Verhältnissen in der Prozeßkammer gewählt werden können. Die im Behälterinneren erforderlichen Prozeßparameter lassen sich nun vorteilhaft und wunschgemäß variieren.

Weitere Ausführungsmöglichkeiten und Merkmale sind in den Unter ansprüchen näher beschrieben und gekennzeichnet.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu, ein Beispiel davon ist in der anhängenden Zeichnung näher dargestellt, und zwar zeigt diese Figur einen radialsymmetrischen Aufbau mit einem geschlossenen Entladungsraum und einer Magnet anordnung zur Erzeugung eines ECR-Mikrowellenfeldes.

In einer Vakuumprozeßkammer 1 ist mittig ein Substratträger 2 angeordnet. Die Kammer 1 weist auf ihrer ebenen Oberseite eine kreisförmige Öffnung auf. Oberhalb dieser Öffnung ist ein ge schlossener Behälter 3 vorgesehen, der aus einer ebenen kreis förmigen Scheibe 4, einer Glocke 5 und einem Dichtring 6 besteht, wobei die Glocke 5 einen kreiszylindrischen unteren Teil und ei nen kalottenförmigen oberen Teil aufweist. Der Dichtring 6 be steht aus einem ringförmigen Adapter, der zur Quarzglocke 5 und zur Scheibe 4 abgedichtet ist und Öffnungen zum Einlassen und Abpumpen der Gase enthält.

Die Scheibe 4 und die Glocke 5 sind vorzugsweise aus Quarzglas hergestellt. Der Behälter 3 ist mit einem Gas oder Gasgemisch 7 gefüllt und befindet sich in einem abgeschlossenen Raum, der einerseits durch die Kammer 1 begrenzt und andererseits von einem Trichter 8 mit einem Trichterflansch 9 umgeben ist.

Der zylindrische Teil des Trichterflansches 9 weist etwa dieselbe Länge auf, wie der zylindrische Teil der Glocke 5 und umschließt diesen. An den Flansch 9 schließt sich der Trichter 8 an, der wiederum an seinem oberen Ende mit einem Mikrowelleneinkoppler 10 verbunden ist. Über diesen Einkoppler 10 werden die Mikrowel len MW in den Innenraum des Trichters 8 und des Behälters 3 ein gespeist.

Der zylindrische Teil des Trichterflansches 9 ist von einem kreisringförmigen Joch 11 umgeben, auf dessen radial innenlie gender Ringfläche ein ebenso kreisringförmiger Permanentmagnet 12 angeordnet ist. Vor den beiden Polen des Magnets 12 stellen sich Magnetfeldlinien 13 ein, die durch die Wände des Trichter flansches 9 und der Glocke 5 bis in den Innenraum des Behälters 3 hineinreichen, wobei die Magnetfeldlinien 13 ein torusförmiges Magnetfeld 14 bilden.

Teileverzeichnis

1 Vakuumprozeßkammer
2 Substratträger
3 Behälter
4 Scheibe
5 Glocke
6 Dichtring
7 Gas, Gasgemisch
8 Trichter
9 Trichterflansch
10 Mikrowelleneinkoppler, -Zuführung
11 Joch
12 Permanentmagnet
13 Magnetfeldlinien
14 Magnetfeld
MW Mikrowellen

Claims

1. Strahlungsquelle, insbesondere für strahlungsinduzierte Ätz- und CVD-Anlagen mit einem Behälter aus dielektrischem Mate rial, der ein für die Plasmaanregung vorgesehenes Gas oder Gasgemisch (7) enthält, eine mit dem Behälter korrespondie rende Vakuumprozeßkammer (1), einer Zuführung (10) für elektromagnetische Wellen, vorzugsweise Mikrowellen (MW), welche dem Gas oder Gasgemisch (7) Mikrowellenenergie zu führt sowie einer Anordnung von Magneten (12), die die Seitenwände des Behälters so umschließen, daß sich ein vor zugsweise torusförmiges Magnetfeld (14) ausbildet, das in das Innere des Behälters hineinwirkt und dessen Magnetfeld linien beim Eintritt in den und beim Austritt aus dem Be hälter im wesentlichen auf der Behälter-Innenwand senkrecht stehen, und daß durch das Magnetfeld (14) eine Elektron- Cyclotron-Resonanz des Mikrowellenfeldes in dem Behälter anregbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (3) geschlossen ist und vorzugsweise O₂, N₂, Hg oder ein Inertgas (7) durch einen Gaseinlaß- und Dichtring (6) in den Behälter (3) einlaßbar ist und das Strahlungsspektrum der aus dem Behälter (3) in die Vakuumprozeßkammer (1) austre tenden Strahlungsenergie, vorzugsweise Photonenstrahlung einstellbar ist, beispielsweise durch Variation der Gasmi schung, des Gasdrucks, der eingestrahlten elektromagne tischen Wellen, vorzugsweise Mikrowellen (MW) sowie des Ma gnetfeldes (14).

2. Strahlungsquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (3) vorzugsweise aus einer kreisförmigen, ebenen Scheibe (4) und einer Glocke (5) besteht.

3. Strahlungsquelle nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Behälter (3) vorzugsweise aus Quarz hergestellt ist.

4. Strahlungsquelle nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Scheibe (4) und der Gloc ke (5) ein Gaseinlaß- und Dichtring (6) einsetzbar ist.

5. Strahlungsquelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaseinlaß in das Innere des Behälters (3) mittels einer Vorrichtung erfolgt, welche vorzugsweise in den Dichtring (6) integriert ist.

6. Strahlungsquelle nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß durch Variation von Gasdruck und Mikro welleneinkopplung die räumliche Leistungsverteilung ein stellbar ist.