JP2001007041A - イオン注入装置の汚染された表面を除去する装置および方法 - Google Patents

イオン注入装置の汚染された表面を除去する装置および方法

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JP2001007041A JP2000135933A JP2000135933A JP2001007041A JP 2001007041 A JP2001007041 A JP 2001007041A JP 2000135933 A JP2000135933 A JP 2000135933A JP 2000135933 A JP2000135933 A JP 2000135933A JP 2001007041 A JP2001007041 A JP 2001007041A
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Ronald Joseph Eddy
ジョセフ エディー ロナルド
Peter Miltiadis Kopalidis
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Abstract

(57)【要約】 【課題】イオン注入装置の汚染された表面を洗浄して汚
染物質を取り除くようにした装置および方法を提供する
こと。 【解決手段】シリコン被膜表面からシリコンの一部分を
制御しながら取り除くための装置及び方法であり、この
装置は、部分的に反応性ガスを含むガス供給源80と、シ
リコン被膜表面の近くに配置され、反応性ガスを分離し
た反応性ガス原子のプラズマに変換し、かつ前記ガス原
子をシリコン被膜表面に向けるＲＦプラズマ源を含む分
離装置70とを有する。制御装置102が、分離室74に供給
するガスの流量比と電力量、及びシリコン表面をプラズ
マにさらす所要時間とを決定して前記表面からシリコン
を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にイオン注
入装置に関し、特に、イオン注入装置のシリコン被覆さ
れた表面を洗浄するための改良された装置および方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】イオン注入装置は、集積回路の大規模製
造において、半導体に不純物を混入させるために、産業
界に望ましい技術として発展してきた。イオン線量およ
びイオンエネルギーは、注入工程を形成するために使用
される最も重要な２つの変数である。
【０００３】イオン線量は、所定の半導体材料のための
注入されたイオンの集中に関する。一般的に、高電流イ
オン注入装置（イオンビーム電流が１０ｍＡ以上のも
の）は、高いイオン線量の注入のために用いられ、一
方、中電流イオン注入装置（イオンビーム電流が約１ｍ
Ａまでの能力を有するもの）は、低いイオン線量の利用
に用いられる。
【０００４】イオンエネルギーは、半導体素子における
ジャンクション深さを制御するのに用いられる良く知ら
れたパラメータである。イオンビームを作り上げるイオ
ンのエネルギーレベルは、注入されるイオンの深さの程
度により決まる。そのような高エネルギー処理では、半
導体素子にレトログレード・ウエル(retrograde wells)
を形成するために、注入において２〜３ミリオン電子ボ
ルト（ＭｅＶ）を必要とする。一方、浅いジャンクショ
ンでは、1000電子ボルト(１ＫｅＶ）以下の超低エネル
ギーレベル（ＵＬＥ）を必要とするだけである。
【０００５】一般的なイオン注入装置は、次の３つのセ
クション及びサブシステムを含む。 (a) イオンビームを出力するためのイオン源、(b ) イ
オンビームを質量分析するための質量分析磁石を含むビ
ームライン、(c) イオンビームによって注入されるべ
き半導体ウエハまたは他の基板を含むターゲット室、
【０００６】イオン注入装置のイオン源は、一般的に、
イオン源室内でイオン源ガスをイオン化することにより
イオンビームを発生し、イオン源ガスの成分は、所望の
ドーパント要素であり、かつイオンビームの形でイオン
化ガスを引き出す。
【０００７】ビームラインに沿ってかつターゲット室内
に配置されたイオン注入装置の内部部品は、連続作業の
工程中に、イオン注入されるイオン種によって汚染され
る。高電流イオン注入装置において、例えば、ターゲッ
トウエハが、ターゲット室内のアルミニウム製ディスク
の周囲に配置されている。このディスクは、イオンビー
ムがウエハの全表面にイオンを注入するように、固定の
イオンビームに対して回転運動と並進移動を共に行な
う。その結果、ウエハによって覆われないディスク部分
は、２つの理由で問題となるドーパント用のイオン種で
汚染されるようになる。
【０００８】第１には、イオン注入装置は、種々の処理
方法を用いて操作されるので、種々のタイプのイオン源
ガスがイオン源に流れ込んで、所望のドーパントイオン
のイオン種からなるイオンビームが作られる。しかし、
ターゲットディスク（または他のビームライン構成要
素）は、前の処理工程中にイオン種の注入 (例えば、１
つのイオン種としてリンが含まれる）によって汚染され
る場合、後の処理工程（例えば、1つには、砒素を含
む）により、この相互汚染によって逆の影響が生じるこ
とがある。
【０００９】第２には、特別の処理工程中に、イオンビ
ームがディスク表面と衝突することにより、ディスク材
料のスパッタリングが生じる場合に、アルミニウム汚染
の問題が発生することである。
【００１０】ディスク表面材料のスパッタリングについ
ての問題を解決するための公知の方法は、ディスクをシ
リコンで被膜することである。しかし、この被覆された
ディスクは、ディスク上のシリコン層が特定のイオン種
で注入される時、相互汚染が生じる問題が残る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このような事情に鑑み
て、本発明は、表面を洗浄して汚染を取り除くようにし
た装置および方法を提供することを目的としている。
【００１２】また、本発明の更なる目的は、イオン注入
装置または他の真空処理装置における構成要素の表面を
洗浄するのに使用するための装置およびその方法を提供
することである。また、別の目的は、イオン注入装置の
ターゲットディスクを洗浄するための装置および方法を
提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、各請求項に記載の構成を有する。本発明
は、シリコン被膜された表面、例えば、イオン注入装置
の内部部分から、シリコンの部分を制御しながら取り除
くための装置および方法である。この装置は、(a)少な
くとも部分的に反応性ガス(例えば、フッ素）を含むガ
ス供給源と、(b)シリコン被膜された表面の近くに配置
され、前記供給源のガスを、分離した反応性ガス原子を
含むプラズマに変換し、そして、除去される前記シリコ
ン被膜の表面に向けてプラズマ内の分離した反応性ガス
原子を指向するための無線周波帯の強力プラズマ源とし
ての分離装置とを有する。
【００１４】また、他の実施形態によれば、制御装置
が、分離装置に供給されるガスの流量比と電力量、及び
シリコン被膜された表面をプラズマにさらしている所要
時間を制御することによって、前記表面から前記シリコ
ンを除去する比率を決定する。
【００１５】本発明は、他のものの中で、イオン注入装
置内のウエハ支持ディスクから汚染物質が積載されたシ
リコン層を取り除くために有益であり、このシリコン被
膜された表面は、プラズマ強化された化学蒸着法(plasm
a enhanced chemical vapordeposition [ＰＥＣＶＤ］)
により表面上にシリコン層を付着させることによって形
成されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１は、参照符号１０で示すイオン注入
装置が開示されており、このイオン注入装置１０は、イ
オン源１２、質量分析磁石１４、ビームラインアセンブ
リ１６、及びターゲット、即ち端部ステーション１８か
ら構成されている。
【００１７】本発明の１つの利用は、図１に示すような
低エネルギーイオン注入装置であり、この装置では、低
エネルギービームが伝播中に拡散(即ち、ブローアッ
プ）する性質により、ビームラインアセンブリ１６は、
その長さが比較的短い。
【００１８】イオン源１２は、プラズマ室２２とイオン
引き出しアセンブリ２４を形成するハウジング２０を含
んでいる。ビームラインアセンブリ１６は、真空ポンプ
２８によって排気される分析ハウジング２６と、プラズ
マフラッド(plasma flood)３８を含むビーム中和器３６
を有する。分析ハウジング２６は、ターミナル開口３
０、分析開口３２、フラグファラデー３４を含んでい
る。また、ビーム中和器３６は、電子シャワー３８を含
むが、これらは、本発明の一部分を構成していない。
【００１９】ビーム中和器３６の下流側には、端部ステ
ーション１８が設けられ、この端部ステーションは、デ
ィスク形状のウエハ支持ディスク４０を備え、このディ
スク上に、処理されるべきウエハＷが取り付けられる。
ここに使用されるウエハＷは、イオンビームで注入され
るどんな種類の基板も包含されるであろう。
【００２０】エネルギーがイオン化可能なドーパントガ
スまたは気化物質に与えられて、プラズマ室２２内にイ
オンを発生させる。一般的に、正のイオンが発生する
が、本発明では、イオン源によって負のイオンが発生す
るシステムにも利用可能である。複数の電極を含むイオ
ン引き出しアセンブリ２４によってプラズマ室２２に設
けたスリットを介して正のイオンが引き出される。した
がって、イオン引き出しアセンブリは、プラズマ室から
引き出し開口プレート４６を介して正のイオンのビーム
４４を引き出し、さらに、引き出されたイオンを質量分
析磁石１４に向けて加速するように機能する。
【００２１】質量分析磁石１４は、適当な電荷対質量比
のイオンのみをビームラインアセンブリ１６に通過させ
るように機能する。質量分析磁石１４は、湾曲したビー
ム通路４８を含み、この通路は、イオン源１２に接続さ
れたアルミニウム製ビームガイド５０によって形成され
る。この通路の排気は、真空ポンプ２８，５４によって
与えられる。この通路に沿って伝播するイオンビーム４
４は、質量分析磁石１４によって発生した磁界によって
影響される。
【００２２】磁界は、イオンビーム４４を湾曲したビー
ム通路４８に沿って、第１の、即ち、イオン源に近い入
口軌道５６から第２の、即ち、分析ハウジング２６に近
い出口軌道５８に移動する。不適当な電荷対質量比を有
するイオンからなるビーム４４の部分４４’と４４”
は、湾曲した軌道から離れて、アルミニウムのビームガ
イド５０の壁に向かって偏向する。このように、質量分
析磁石１４は、ビーム４４内で所望の電荷対質量比を有
するイオンのみをビームラインアセンブリ１６に通過さ
せる。
【００２３】端部ステーションにあるウエハ支持ディス
ク４０は、モータ６２によって回転する。ディスク形状
の支持ディスク４０は、そこに取り付けられたウエハＷ
を有し、モータ６２によって一定の角速度で回転し、さ
らに、モータ６４及びリードネジ(図示略）によって図
１の紙面を貫通する方向に垂直移動する。このように、
ウエハの全表面は、ある一定の時間でウエハの小さい部
分のみをカバーする固定のビームによってイオン注入さ
れる。ディスク４０とこれに配置されたウエハは、処理
室ハウジング６６内に置かれ、その内部室６７が簡単な
ポンプ６８によって排気される。
【００２４】ウエハ支持ディスク４０(図２および図３
を参照）は、イオン注入工程中アルミニウム表面のスパ
ッタリングを防止するために、アルミニウムで作られか
つシリコンで被膜されている。
【００２５】本発明は、分離装置(dissociation)７０の
形で具体化されており、この分離装置は、シリコン層内
に注入されたいかなる汚染物質をも除去するために、ウ
エハ支持ディスクからシリコンの限られた層を制御しな
がら取り除く。ここで用いられる用語「侵食」、「洗
浄」、「エッチング」、「取り除く」及び「脱着」等
は、全て、ウエハ支持ディスク４０等の表面から汚染物
質を選択的に取り除くことを意味する。
【００２６】分離装置７０は、処理室ハウジング６６に
ボルトまたは他の標準固定具を用いて開口又は孔７３の
位置に取り付けられるハウジング７２を含む。ハウジン
グ７２の内側には、励起要素７６によって駆動される分
離室７４が設けられている。分離室７４の内部が図示さ
れているが、励起要素７６は、室７４の外側に配置して
も良いし、また、分離が起こる室内にエネルギーを向け
るようにすることもできる。分離装置７０は、また、分
離した反応性ガス原子を分離室７４から支持ディスク４
０に指向させるためのノズル７８を含む。取り除き用の
ガス供給源は、導管８２およびハウジング入口８４によ
ってハウジング７２に接続される。
【００２７】図２に示すように、支持ディスク４０は、
アルミニウムからなるほぼ円形部材であり、この場合、
ウエハＷが保持できるようにわずかに持ち上がった１３
個のワーク受け台８６を有する。図２に示すように、ウ
エハＷは、支持ディスク上に位置決めされていない。ク
ランプピン８８とストップ９０がディスク上でウエハと
噛み合い位置にある。ディスクの流れスロット９２は、
イオンビームの一部が分析されるべきディスクを貫通で
きるようにし、また、チャージセンサ９４は、ウエハの
チャージングに関する情報を与える。
【００２８】図３に示すように、ウエハ支持ディスク４
０は、シリコンの層９８で被覆されている。このシリコ
ンは、ウエハが配置されるワーク受け台８６と隣接する
ワーク受け台の間およびその回りのディスク部分を除い
たディスク全体を被覆する。シリコンの層９８は、プラ
ズマ強化型の化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）によって付着さ
れる。
【００２９】アメリカ合衆国、マサチューセッツ、バー
リングトンのサーメット社は、このようなＰＥＣＶＤシ
リコン被膜を提供する企業である。プラズマまたは火炎
溶射によるシリコンの被膜では、予想できないエッチン
グ特性を有するかなりざらざらした表面を与えるのに対
して、ＰＥＣＶＤによるシリコンの被膜では、予想可能
なエッチング速度を示す祖粒構造において、同種均質な
表面を与えることができる。好ましくは、祖粒の寸法
は、十分に細かくかつ十分に高密度であり、Ｒa＝0.2〜
0.4ミクロン(μｍ）の表面あらさを与えて、その結果、
予想可能な均一性と繰り返し可能なシリコンの除去を確
実にする。
【００３０】ディスク４０の表面に約２５ミクロンの厚
さを有する層が形成されるように、シリコン被膜が付着
する。この厚さは、かなりのものであるが、ディスク４
０上に形成される層は、これと異なる厚さであってもよ
い。シリコン層の選択された厚さは、通常の作業時間で
本発明の洗浄装置および方法を用いて、均一に除去（エ
ッチング）することができることが予想される。
【００３１】イオン注入中に、ワーク受け台６８に配置
されたウエハと、隣接するワーク受け台の間およびその
回りのディスク部分１００の両方が、ドーパントイオン
でイオン注入される。ウエハが配置された外側のディス
ク部分１００内に注入されたイオンは、後に続く注入に
おいて汚染問題を呈することになる。
【００３２】注入されたイオン(例えば、ボロンまたは
リン）は、約1000オングストロームまたは0．1ミクロン
までの厚さでディスク部分１００に注入される。しか
し、約５００オングストローム（0.0 5μｍ）だけシリ
コン層を除去することにより、注入されたイオン種の大
部分がディスク４０から取り除かれることがわかってき
た。シリコン層９８は、約２５ミクロン（一般的に、１
８〜３５ミクロンの範囲内）の元の厚さを有するので、
理論的に、ディスク４０は、シリコン層９８の全体がエ
ッチングで取り除かれる前に、５００回まで剥ぎ取るこ
とができる。
【００３３】分離装置７０で使用される好ましい脱着、
洗浄、エッチング等の薬品は、いくつかの方法で得られ
た、化合していない塩素(free chlorine)又は好ましく
は化合していないフッ素(free fluorine)である。例え
ば、ＮＦ3，ＣＦ4，またはＣ2Ｆ6等のガスが商業的に利
用可能である。また、硫黄の汚染物質が増加しないよう
に抑えることが望ましいが、ＳＦ6の使用も可能であ
る。また、Ｆ2は、別に可能なフッ素源であり、このよ
うな形式も取り扱いの困難性を小さくする。
【００３４】好ましい実施形態では、フッ素含有ガス
が、供給源またはタンク８０に蓄えられ、かつ導管８２
およびハウジング入口８４を介して分離室７０に導び非
反応性ガスである。励起要素は、例えば、マイクロ波源
または無線周波帯（RF)源のいずれかによって駆動され
るアンテナ、または他の電気的に加熱されたフィラメン
トとすることができる。マイクロ波源のための一般的な
作動範囲は、2.45ギガヘルツ(GHz)、無線周波帯源の一
般的な作動範囲は、13.56メガヘルツ(MHz)の各オーダー
である。また、加熱されたフィラメントは、2000〜3000
℃のオーダーである。
【００３５】全ての場合において、励起要素７６は、フ
ッ素等の反応種の要素を含むイオン源ガスを活性化し、
プラズマまたは他の分離した反応性原子のフッ素原子基
(radicals)の供給源を作り出す。ノズル７８がエッチン
グすべきディスク４０への通路の両側に設けられてい
る。フッ素含有ガスが、反応性原子のフッ素原子基に分
離すると、プラズマ内の反応性原子のフッ素原子基がノ
ズル７８によってシリコン層９８の方に指向される。
【００３６】ダミーウエハＤＷが、ワーク受け台８６上
に設けられ、その結果、ディスク４０のウエハ支持部分
は汚染されていないことから洗浄されない。こうして、
ワーク受け台８６の間とその回りのディスク部分１００
だけが、シリコン除去処理を受ける。非反応性のイオン
ビームは、固定式のままで、ディスク４０が、回転しか
つ垂直に移動するので、ディスク部分１００の全体が、
シリコン除去を成し遂げるためにプラズマ内の反応性の
原子種にさらされる。
【００３７】シリコンの制御された除去作業のための機
構は、(a)反応性のフッ素原子基をシリコン表面に吸収
すること、(b)シリコンの表面と反応性のフッ素原子基
と反応させて、揮発性反応生成物を形成すること、(c)
この反応生成物を脱着させてガス相に変えること、の３
つのステップ工程を有すると考えられる。さらに、反応
生成物は、揮発性でありかつガス状のものであるので、
これらは、排気ポンプ６８によって処理室６７から連続
的に取り除かれる。
【００３８】非イオン化されなかったフッ素原子は、除
去されるシリコン層９８の部分１００と最も良く反応す
ることがわかっている。Ｆ2、Ｆ＋およびＦ−イオン
は、より反応が低くなることがわかる。反応性のフッ素
原子がシリコン層をエッチングする方法およびその反応
比率は、いくつかの作業パラメータを監視しかつ制御す
ることによって注意深く制御することができる。
【００３９】第１に、タンク８０から分離室７４へのガ
スの流量比は、反応性のフッ素原子基に分離するのに役
立つガス量を決定するために制御することが可能であ
る。このガスの流量比は、排気ポンプ６８の速度と処理
室６７の容積が固定されたままであるので、一般的に、
処理室６７の内圧を決定することになる。
【００４０】他のファクターは、シリコンのエッチング
の方法と比率を決定する。例えば、処理室６７に導かれ
るガスは、アルゴンまたは窒素等の不活性ガスで希釈す
ることにより、分離のために役立つフッ素の量を減少す
ることができる。次に、励起要素７６に加えられる電力
は、分離率を決定するために制御される。励起要素に加
えられる電力に関連して、プラズマの形成または供給源
ガスの分離のやり方があり、この種のエネルギーに基づ
いてフッ素含有ガス(たとえば、マイクロ波、ＲＦ波、
又は温度）に分与される。さらに、シリコン層９８が反
応性のフッ素原子にさらされる間の所要時間が制御され
る。この露出時間と関連させて、ディスク４０の回転及
び並進速度を制御可能に変えることができる。
【００４１】総合的な制御装置１０２または個別の制御
装置を用いて、これらのいくつかまたは全てのパラメー
タを監視しかつ制御して、シリコン層９８のエッチング
速度および反応性フッ素原子によってエッチングされる
シリコンの総量または深さを正確に制御する。本発明の
一実施形態では、希釈されない６フッ化硫黄（ＳＦ6）
ガスが、タンク８０から分離室７４に１分間当り、５．
５標準リッターの割合で供給され、マイクロ波の励起要
素７６が２キロワット（ｋＷ）の電力レベルで作動し
た。また、ディスク４０のシリコン被膜された層９８
は、マイクロ波で発生したプラズマに６０秒間さらされ
た。
【００４２】図４は、ディスク４０から取り除かれるシ
リコンの結果を示す。６０秒間経過すると、０．９ミク
ロン（μｍ）のシリコンが、取り除いた材料内に含まれ
る汚染物質（例えば、リン）と共にディスク４０から除
去される。４０秒間では、０．６ミクロン（μｍ）のシ
リコンが除去される。シリコンの除去される割合は、時
間に比例しているので、０．０５μｍ（５００オングス
トローム）のシリコンは、約３．３３秒で取り除かれ
る。この評価は、以下の公式に基づいている。 除去される厚さ（ＴＲ）＝０．０１５×時間（ｔ）[秒]
【００４３】上記露出時間は、ディスク４０表面上で約
１インチ平方面積に関する。それゆえ、洗浄すべきディ
スク全体に対する全露出時間は、洗浄すべき全面積を乗
算することにより得られる。もちろん、シリコン除去率
は、上述で要約した種々の要因に基づいて変えられるで
あろう。
【００４４】例えば、本発明において有効であろう１つ
の形式の分離装置７０は、アメリカ合衆国、マサチュー
セッツのウォバーンにあるApplied Science and Techno
logy社のブランド名「Astex」シリーズの登録商標「Ast
ron 」モデルとして販売されている無線周波帯（ＲＦ）
プラズマ発生器である。一般的に、このようなプラズマ
発生器は、上記データに示された値よりも高いレベルの
出力(例えば、３ｋＷ）ではあるが、低流量比（およ
び、ここでは低圧力）で作動する。
【００４５】光学発光分光学（ＯＥＳ）装置を用いて、
処理室ハウジング６６内のディスクの表面に存在するガ
スの構成要素を監視する。例えば、リンの汚染物質がデ
ィスクから除去されるシリコン層９８の部分にある場
合、作り出された反応生成物は、フッ化リン(例えば、
ＰＦ、ＰＦ2、またはＰＦ3）の族の中にある。
【００４６】監視工程のある時点では、リンの汚染物質
の大部分が、シリコン層９８から取り除かれることを示
すフッ化リンの量は、低下するであろう。このように、
洗浄工程は、シリコンが不必要に大量に除去されずに、
時間とシリコンが浪費されることがないように、最適化
することができる。
【００４７】以上、シリコン被膜された表面を選択的に
かつ制御したエッチングを行なうための方法及び装置の
好ましい実施形態について説明してきた。しかし、上述
の記載は、一例としてのみ作られたものであり、本発明
は、ここに記載した特定の実施形態に制限されるもので
はなく、種々の再構成、修正、置換が、特許請求の範囲
およびこれに等価な構成によって限定されるものである
限り、本発明の範囲から逸脱しないで作ることができる
ことは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理に従って構成された除去装置の一
実施形態を包含するイオン注入装置の断面図である。
【図２】２‐２線に沿って見た図１のイオン注入装置に
おけるウエハ支持ディスクの平面図である。
【図３】３‐３線に沿って見た図２のウエハ支持ディス
クの断面図である。
【図４】本発明を用いて達成される時間の関数として見
たシリコン除去の代表値を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ イオン注入装置 １２ イオン源 １４ 質量分析磁石 １６ ビームラインアセンブリ １８ 端部ステーション ２２ プラズマ室 ２４ イオン引き出しアセンブリ ２６ 分析ハウジング ３６ ビーム中和器 ４０ ウエハ支持ディスク ４４ イオンビーム ６７ 内部室(真空室） ６８ ワーク受け台 ７０ 分離装置 ７４ 分離室 ７６ 励起要素 ７８ ノズル ８０ 供給源 ９８ シリコン １００ ディスク部分
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 14/48 Ｃ２３Ｃ 14/48 Ｚ 16/24 16/24 16/50 16/50 Ｃ２３Ｆ 4/00 Ｃ２３Ｆ 4/00 Ａ Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｎ (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ピーター ミルティアディス コパリディ ス アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02474 アーリントン アパートメント ６ アリゾナ テラス 19

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シリコン被膜された表面からシリコン（9
    8）の一部分を制御しながら取り除くための装置であっ
    て、 (a)少なくとも部分的に反応性ガスを含むガス供給源（8
    0）と、 (b)シリコン被膜された表面の近くに配置され、前記供
    給源のガスを分離した反応性のガス原子を含むプラズマ
    に変換するための分離装置（70）とを有し、 この分離装置は、ガスからプラズマへの変換を生じさせ
    る分離室（74）内にエネルギーを集中させるための励起
    要素（76）と、前記シリコン被膜の表面に向けてプラズ
    マ内の前記分離した反応性ガス原子を指向するためのノ
    ズル（78）とを含むことを特徴する装置。
  2. 【請求項２】前記供給源から分離室（74）内へのガスの
    流量比と、前記ガスからプラズマへの変換率を制御する
    ために前記励起要素（76）に供給する電力と、前記反応
    性ガス原子にシリコン被膜された表面をさらしている所
    要時間とを制御することによって、前記表面から前記シ
    リコン（98）を除去する比率を決定するための制御装置
    （102）をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の
    装置。
  3. 【請求項３】シリコン被膜された表面は、真空処理装置
    （10）の部品の内側部分を形成することを特徴とする請
    求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】反応性ガス原子は、フッ素原子であること
    を特徴とする請求項３記載の装置。
  5. 【請求項５】シリコン被膜された表面は、プラズマ強化
    型の化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）によって表面上にシリコ
    ンの層（98）を付着して形成されることを特徴とする請
    求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】シリコン被膜された表面は、１８〜３５ミ
    クロン（μｍ）の範囲内の厚さを有するシリコン層（9
    8）を付着して形成されることを特徴とする請求項５記
    載の装置。
  7. 【請求項７】シリコン被膜された表面は、イオン注入装
    置の内側部分を形成することを特徴とする請求項５記載
    の装置。
  8. 【請求項８】イオン注入装置の内側部分は、ウエハ支持
    ディスク（40）であることを特徴とする請求項７記載の
    装置。
  9. 【請求項９】制御装置（102）は、前記反応性ガス原子
    にシリコン被膜された表面をさらす所要時間を制御する
    ために、前記ノズル（78）の先にある前記ウエハ支持デ
    ィスクを回転しかつ垂直方向に並進移動させることを特
    徴とする請求項８記載の装置。
  10. 【請求項１０】分離装置（70）は、無線周波帯（ＲＦ）
    プラズマ源であることを特徴とする請求項８記載の装
    置。
  11. 【請求項１１】真空室（67）内のシリコン被膜された表
    面からシリコン（98）の一部分を制御しながら除去する
    方法であって、(a) 少なくとも部分的に反応性ガスを
    含むガス供給源（80）を設け、(b) 分離室（74）内
    で、前記供給源のガスを、励起要素（76）からのエネル
    ギーを用いて分離した反応性ガス原子を含むプラズマに
    変換し、(c) 前記プラズマ内の前記分離した反応性ガ
    ス原子の流れを前記シリコン被膜された表面に指向さ
    せ、(d) このシリコン表面上または表面内に前記分離
    した反応性ガス原子を吸収させ、(e) 前記シリコン表
    面と前記分離した反応性ガス原子とを反応させて、揮発
    性反応生成物に形成し、(f) この揮発性反応生成物を
    ガス相に脱着させる、各工程を含むことを特徴とする方
    法。
  12. 【請求項１２】前記真空室（67）をポンプ（68）によっ
    て排気することによって、前記真空室から前記ガス相内
    の前記反応生成物を取り除く工程をさらに含むことを特
    徴とする請求項１１記載の方法
  13. 【請求項１３】反応性ガス原子がフッ素原子であること
    を特徴とする請求項１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】不活性ガスを含むガス供給源（80）を希
    釈する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１３記
    載の方法。
  15. 【請求項１５】シリコンの表面から概略５００オングス
    トローム（0.5μｍ）厚さのシリコンが除去されること
    を特徴とする請求項１３記載の方法。
  16. 【請求項１６】前記供給源から分離室（74）内へのガス
    の流量比と、前記ガスからプラズマへの変換率を制御す
    るために前記励起要素（76）に供給する電力と、前記反
    応性ガス原子にシリコン被膜された表面をさらしている
    所要時間とを制御することによって、前記表面から前記
    シリコン（98）を除去する比率を決定する工程をさらに
    含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
  17. 【請求項１７】シリコン被膜された表面は、プラズマ強
    化型の化学的蒸着法（ＰＥＣＶＤ）によって表面上にシ
    リコンの層（98）を付着して形成されることを特徴とす
    る請求項１６記載の方法。
  18. 【請求項１８】真空室（67）は、イオン注入装置（10）
    の一部分であり、かつシリコン被膜された表面は、前記
    真空室内に配置されたウエハ支持ディスク（40）である
    ことを特徴とする請求項１６記載の方法。
  19. 【請求項１９】前記反応性ガス原子にシリコン被膜され
    た表面をさらす所要時間を制御する工程は、前記分離し
    た反応性ガス原子の流れの先で、前記ウエハ支持ディス
    クを回転しかつ垂直方向に並進移動させることを特徴と
    する請求項１８記載の方法。
  20. 【請求項２０】前記供給源ガスからプラズマに変換し、
    さらに前記分離した反応性ガス原子をシリコン被膜され
    た表面に指向する工程は、無線周波帯の強力プラズマ源
    を用いて達成されることを特徴とする請求項１８記載の
    方法。
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