JP2003249493A - 誘導結合プラズマ装置 - Google Patents
誘導結合プラズマ装置Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
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- H01J37/3244—Gas supply means
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 誘導結合型プラズマ装置を提供する。
【解決手段】 ウェーハサセプタが設けられる下部プロ
セスチャンバ２と、下部プロセスチャンバ２の上に設け
られる上部プラズマソースチャンバ１と、上部プラズマ
ソースチャンバ１内に設けられ、ガスが流動するチャン
ネル３３を有してプラズマ反応物を下部プロセスチャン
バ２に供給する反応器３と、上部プラズマソースチャン
バ１と反応器３との間に設けられ、反応器３を囲繞する
インダクタ４と、インダクタ４が設置される反応器３の
周囲の空間と下部プロセスチャンバ２との間に設けられ
る開口部とこれを開閉するシャッタ９とを具備して構成
される。これにより、プラズマソースから放出されるラ
ジカルをより均一に放射させることが可能となる。
セスチャンバ２と、下部プロセスチャンバ２の上に設け
られる上部プラズマソースチャンバ１と、上部プラズマ
ソースチャンバ１内に設けられ、ガスが流動するチャン
ネル３３を有してプラズマ反応物を下部プロセスチャン
バ２に供給する反応器３と、上部プラズマソースチャン
バ１と反応器３との間に設けられ、反応器３を囲繞する
インダクタ４と、インダクタ４が設置される反応器３の
周囲の空間と下部プロセスチャンバ２との間に設けられ
る開口部とこれを開閉するシャッタ９とを具備して構成
される。これにより、プラズマソースから放出されるラ
ジカルをより均一に放射させることが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化学気相蒸着（Ｃ
ＶＤ）に適用される誘導結合プラズマ装置に関する。
ＶＤ）に適用される誘導結合プラズマ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体の加工に用いられるプラズマプロ
セス（工程）は、比較的低い温度かつ高い効率で行うこ
とが可能という利点を有している。たとえば、シリコン
酸化物の蒸着では、Ｏ2のプラズマソースとＳｉＨ4とを
用いて、２００℃以下の温度で、１００〜５００ｎｍ／
分という蒸着速度を具現することが可能である。
セス（工程）は、比較的低い温度かつ高い効率で行うこ
とが可能という利点を有している。たとえば、シリコン
酸化物の蒸着では、Ｏ2のプラズマソースとＳｉＨ4とを
用いて、２００℃以下の温度で、１００〜５００ｎｍ／
分という蒸着速度を具現することが可能である。
【０００３】しかし、その際、比較的大きな面積（たと
えば、直径３００ｍｍのウェーハ）に、膜厚の均一性が
高いコーティングを具現するためには、前記プラズマソ
ースで極めて高い効率でプラズマを生成する必要があ
り、さらに、単位時間当たりに単位面積を横切って流れ
る量（フラックス）が均一なプラズマを形成することが
必要である。そこで、このような要求を満足させるため
に、当該分野においては、各種の高密度プラズマソース
（Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｌａｓｍａ ｓｏｕｒ
ｃｅ；以下、「ＨＤＰ」という）が用いられている。
えば、直径３００ｍｍのウェーハ）に、膜厚の均一性が
高いコーティングを具現するためには、前記プラズマソ
ースで極めて高い効率でプラズマを生成する必要があ
り、さらに、単位時間当たりに単位面積を横切って流れ
る量（フラックス）が均一なプラズマを形成することが
必要である。そこで、このような要求を満足させるため
に、当該分野においては、各種の高密度プラズマソース
（Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｌａｓｍａ ｓｏｕｒ
ｃｅ；以下、「ＨＤＰ」という）が用いられている。
【０００４】前記ＨＤＰの開発史を紐解いてみると、Ｈ
ＤＰの開発はＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔ
ｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）プラズマの応用に始ま
り、現在では、その応用技術の大部分が高周波で駆動さ
れる誘導結合プラズマ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃ
ｙ ｄｒｉｖｅｎ Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐｌｅ
ｄ Ｐｌａｓｍａ；以下、「ＩＣＰ」という）に帰着し
ている。
ＤＰの開発はＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔ
ｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）プラズマの応用に始ま
り、現在では、その応用技術の大部分が高周波で駆動さ
れる誘導結合プラズマ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃ
ｙ ｄｒｉｖｅｎ Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐｌｅ
ｄ Ｐｌａｓｍａ；以下、「ＩＣＰ」という）に帰着し
ている。
【０００５】前記ＩＣＰのソースは、設計が比較的簡単
であり、しかも、比較的広い出力の範囲と圧力ウィンド
ウとを有して、その動作に補助的なマグネットを必要と
しない。そして、蒸着やエッチングを高い効率で行える
ように改善されたＩＣＰ装置として、フラットスパイラ
ルコイルから構成されたインダクタが提案されている
（たとえば、特許文献１参照）。
であり、しかも、比較的広い出力の範囲と圧力ウィンド
ウとを有して、その動作に補助的なマグネットを必要と
しない。そして、蒸着やエッチングを高い効率で行える
ように改善されたＩＣＰ装置として、フラットスパイラ
ルコイルから構成されたインダクタが提案されている
（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】しかし、前記ＩＣＰ装置は、このＩＣＰ装
置が提案される以前から指摘されてきている、ＩＣＰの
ソースに起因する欠点を有している。すなわち、コイル
によってプロセスチャンバへ供給されるＲＦ（Ｒａｄｉ
ｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）のパワーは、一般に、石英か
ら構成された誘電体のウィンドウを介して供給されるこ
とが必要である。この誘電体のウィンドウは、大気圧に
対する耐圧性を満たすために数ｃｍ程度の厚さが要求さ
れる。そして、装置の規模が大きくなるにつれて、要求
される前記誘電体のウィンドウの厚さは次第に厚くな
る。さらに、前記誘電体のウィンドウの真空側の面は、
コイルの高い電圧、及び極めて大きな容量結合によって
誘起されるスパッタリングの作用を受ける。
置が提案される以前から指摘されてきている、ＩＣＰの
ソースに起因する欠点を有している。すなわち、コイル
によってプロセスチャンバへ供給されるＲＦ（Ｒａｄｉ
ｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）のパワーは、一般に、石英か
ら構成された誘電体のウィンドウを介して供給されるこ
とが必要である。この誘電体のウィンドウは、大気圧に
対する耐圧性を満たすために数ｃｍ程度の厚さが要求さ
れる。そして、装置の規模が大きくなるにつれて、要求
される前記誘電体のウィンドウの厚さは次第に厚くな
る。さらに、前記誘電体のウィンドウの真空側の面は、
コイルの高い電圧、及び極めて大きな容量結合によって
誘起されるスパッタリングの作用を受ける。
【０００７】また、ヘリカルインダクタコイルの共振条
件の下で動作するＩＣＰのソースの一種であるヘリカル
共振器が提案されている（特許文献２参照）。このヘリ
カル共振器における共振は、ＲＦの電磁場に関連して放
電を生じさせるインダクタワイヤの長さＬを、波長λに
対して適宜調節することにより実現される。この共振条
件は、Ｌ＝（λ／４）×ｍの式で表される。前記式中、
ｍは整数である。このｍの値は、インダクタにおける定
在波（スタンディングウエーブ）のモードと一義的に対
応する。
件の下で動作するＩＣＰのソースの一種であるヘリカル
共振器が提案されている（特許文献２参照）。このヘリ
カル共振器における共振は、ＲＦの電磁場に関連して放
電を生じさせるインダクタワイヤの長さＬを、波長λに
対して適宜調節することにより実現される。この共振条
件は、Ｌ＝（λ／４）×ｍの式で表される。前記式中、
ｍは整数である。このｍの値は、インダクタにおける定
在波（スタンディングウエーブ）のモードと一義的に対
応する。
【０００８】また、ＩＣＰ装置に含まれるコイルは、終
端部が電気的に接地または浮遊され、電流と電圧の波形
に対する境界条件を決定づけるものである。このコイル
でＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を発生させ
るための電力（パワー）が印加される部分は、通常、コ
イルの両端部の間の略中間部である。そして、前記境界
条件、及び前記インダクタワイヤの長さが変化すること
により、このプラズマソースは、寄生容量結合の効果が
安定化される（非特許文献１参照）。
端部が電気的に接地または浮遊され、電流と電圧の波形
に対する境界条件を決定づけるものである。このコイル
でＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を発生させ
るための電力（パワー）が印加される部分は、通常、コ
イルの両端部の間の略中間部である。そして、前記境界
条件、及び前記インダクタワイヤの長さが変化すること
により、このプラズマソースは、寄生容量結合の効果が
安定化される（非特許文献１参照）。
【０００９】前記プラズマソースは、円筒状の幾何学構
造を有するとともに誘電体から形成されるプラズマを封
入するための容器を備えることが必要である。このプラ
ズマを封入する容器は、一般に、円筒状の石英管で形成
されて真空チャンバとしての機能を有し、その内部でプ
ラズマによる反応を誘起させる反応器として構成され
る。そして、このようなプラズマソースがＨＤＰに適用
されている。
造を有するとともに誘電体から形成されるプラズマを封
入するための容器を備えることが必要である。このプラ
ズマを封入する容器は、一般に、円筒状の石英管で形成
されて真空チャンバとしての機能を有し、その内部でプ
ラズマによる反応を誘起させる反応器として構成され
る。そして、このようなプラズマソースがＨＤＰに適用
されている。
【００１０】さらに、前記プラズマソースに含まれるイ
ンダクタは接地された表面に対するプラズマ電位を最小
化するようにバランスがとられ、その結果、前記反応器
を構成する材料におけるスパッタリングが最小化される
ようになっている。このようなインダクタは、１３３．
３２Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）またはこれより高い圧力の下で
行われる乾式エッチングに応用されており、極めて高い
エッチング効率、及び放射状に広がった広範な領域で極
めて高いエッチング均一性を発揮する。
ンダクタは接地された表面に対するプラズマ電位を最小
化するようにバランスがとられ、その結果、前記反応器
を構成する材料におけるスパッタリングが最小化される
ようになっている。このようなインダクタは、１３３．
３２Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）またはこれより高い圧力の下で
行われる乾式エッチングに応用されており、極めて高い
エッチング効率、及び放射状に広がった広範な領域で極
めて高いエッチング均一性を発揮する。
【００１１】それにも拘わらず、前記インダクタは、圧
力が１．３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）以下になると、円
筒状の幾何学構造を有するＨＤＰは、軸心方向に沿った
領域で中性の化学種の枯渇を生じさせるイオンポンピン
グ効果により、ガス流れの放射状の方向における均一性
を失ってしまう。このイオンポンピング効果は、特に、
低圧かつ高温、たとえば、荷電粒子の濃度が高い条件の
下で、さらに促進される。そして、重要な点は、均一性
の高い中性の化学種を生起させるには、大面積のプラズ
マソースが必要とされることである（非特許文献２参
照）。
力が１．３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）以下になると、円
筒状の幾何学構造を有するＨＤＰは、軸心方向に沿った
領域で中性の化学種の枯渇を生じさせるイオンポンピン
グ効果により、ガス流れの放射状の方向における均一性
を失ってしまう。このイオンポンピング効果は、特に、
低圧かつ高温、たとえば、荷電粒子の濃度が高い条件の
下で、さらに促進される。そして、重要な点は、均一性
の高い中性の化学種を生起させるには、大面積のプラズ
マソースが必要とされることである（非特許文献２参
照）。
【００１２】従来のＩＣＰの応用技術では、通常、前記
インダクタが真空チャンバの外部に配置されているが、
このようなインダクタの外部配置の形態は、以下のよう
な問題点を招来する。
インダクタが真空チャンバの外部に配置されているが、
このようなインダクタの外部配置の形態は、以下のよう
な問題点を招来する。
【００１３】すなわち、第１の問題点は、前記ヘリカル
インダクタ、または、前記フラットスパイラルインダク
タの場合、誘電体のポートが広い面積を有するために、
誘電体の真空容器が比較的大きくなるとともに複雑化す
ることである。
インダクタ、または、前記フラットスパイラルインダク
タの場合、誘電体のポートが広い面積を有するために、
誘電体の真空容器が比較的大きくなるとともに複雑化す
ることである。
【００１４】第２の問題点は、外部に設けられるインダ
クタは、超高電圧（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａ
ｇｅ：ＵＨＶ）の設計と互換性がないことである。
クタは、超高電圧（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａ
ｇｅ：ＵＨＶ）の設計と互換性がないことである。
【００１５】第３の問題点は、ウェーハサセプタの表面
積が電気的に接地された領域の面積に比べて小さく、こ
のため、ＲＦを発生させるために高い電力（パワー）を
印加しなくても基板上で負（ネガティブ）電圧を制御で
きるように構成されることが望ましいが、現状では、前
記ウェーハサセプタに対するチャンバの導電性部分の比
率が非常に小さい。
積が電気的に接地された領域の面積に比べて小さく、こ
のため、ＲＦを発生させるために高い電力（パワー）を
印加しなくても基板上で負（ネガティブ）電圧を制御で
きるように構成されることが望ましいが、現状では、前
記ウェーハサセプタに対するチャンバの導電性部分の比
率が非常に小さい。
【００１６】第４の問題点は、装置の規模をあまり大き
くできないことである。ラジカルアシストシーケンシャ
ル化学気相蒸着（Ｒａｄｉｃａｌ−Ａｓｓｉｓｔｅｄ
Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＲＡＳ ＣＶＤ）法の工程に
適用されたＨＤＰソースが公知となっている（たとえ
ば、特許文献３参照）。前記ＲＡＳ ＣＶＤ法の原理
は、時分割的に２つの前駆体が基板に供給されるという
点で、たとえば、原子層蒸着（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅ
ｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＡＬＤ）法と類似してい
る。
くできないことである。ラジカルアシストシーケンシャ
ル化学気相蒸着（Ｒａｄｉｃａｌ−Ａｓｓｉｓｔｅｄ
Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＲＡＳ ＣＶＤ）法の工程に
適用されたＨＤＰソースが公知となっている（たとえ
ば、特許文献３参照）。前記ＲＡＳ ＣＶＤ法の原理
は、時分割的に２つの前駆体が基板に供給されるという
点で、たとえば、原子層蒸着（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅ
ｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＡＬＤ）法と類似してい
る。
【００１７】しかし、前記ＲＡＳ ＣＶＤ法において
は、前駆体のいずれか１種がラジカル種であり、化学的
に安定した成分ではない。この点が前記ＡＬＤ法とは異
なっている。このようなＲＡＳ ＣＶＤ法は、原子層
（モノレイヤー）レベルでの精密な蒸着によって薄膜形
成の過程を高度に制御できるので、必要にして充分な膜
厚の均一性を具現することが可能な技術である。しか
し、このようなＲＡＳ ＣＶＤ法において生成される前
駆体のうちの１種は、基板に対する吸着確率が低い成
分、換言すれば、化学的に安定した成分であると、この
工程はあまり効率的なものとはならない。
は、前駆体のいずれか１種がラジカル種であり、化学的
に安定した成分ではない。この点が前記ＡＬＤ法とは異
なっている。このようなＲＡＳ ＣＶＤ法は、原子層
（モノレイヤー）レベルでの精密な蒸着によって薄膜形
成の過程を高度に制御できるので、必要にして充分な膜
厚の均一性を具現することが可能な技術である。しか
し、このようなＲＡＳ ＣＶＤ法において生成される前
駆体のうちの１種は、基板に対する吸着確率が低い成
分、換言すれば、化学的に安定した成分であると、この
工程はあまり効率的なものとはならない。
【００１８】
【特許文献１】米国特許第６，１８４，１５８号明細書
（全頁）
（全頁）
【特許文献２】米国特許第５，９６５，０３４号明細書
（全頁）
（全頁）
【特許文献３】米国特許第６，２００，８９３号明細書
（全頁）
（全頁）
【非特許文献１】Ｇ．Ｋ．Ｖｉｎｏｇｒａｄｏｖ．著
「タイトル：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ｂ
ａｌａｎｃｅｄ ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｌａｓｍａ
ｓｏｕｒｃｅｓ．」（雑誌名：Ｐｌａｓｍａ Ｓｏｕｒ
ｃｅｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、第
９巻（２０００年）、ｐ４００〜４１２
「タイトル：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ｂ
ａｌａｎｃｅｄ ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｌａｓｍａ
ｓｏｕｒｃｅｓ．」（雑誌名：Ｐｌａｓｍａ Ｓｏｕｒ
ｃｅｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、第
９巻（２０００年）、ｐ４００〜４１２
【非特許文献２】Ｇ．Ｒ．Ｔｙｎａｎ．著「タイトル：
Ｎｅｕｔｒａｌ ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａ
ｎｓｐｏｒｔ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｉｎｌａｒｇｅ
−ａｒｅａ ｈｉｇｈ ｄｅｎｓｉｔｙ ｐｌａｓｍａ
ｓｏｕｒｃｅｓ」（雑誌名：Ｊｏｕｒｎａｌ Ａｐｐｌ
ｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ）、第８６巻（１９９９年発
行）、ｐ５３３６
Ｎｅｕｔｒａｌ ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａ
ｎｓｐｏｒｔ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｉｎｌａｒｇｅ
−ａｒｅａ ｈｉｇｈ ｄｅｎｓｉｔｙ ｐｌａｓｍａ
ｓｏｕｒｃｅｓ」（雑誌名：Ｊｏｕｒｎａｌ Ａｐｐｌ
ｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ）、第８６巻（１９９９年発
行）、ｐ５３３６
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
を改善するためになされたものであって、その目的は、
プラズマソースからラジカルを放射状に分散させて放出
させるとともに、このように放出されるラジカルの均一
性をより高めた誘導結合型の高密度プラズマ装置を提供
することにある。
を改善するためになされたものであって、その目的は、
プラズマソースからラジカルを放射状に分散させて放出
させるとともに、このように放出されるラジカルの均一
性をより高めた誘導結合型の高密度プラズマ装置を提供
することにある。
【００２０】また、本発明の他の目的は、インダクタに
おけるスパッタリングを抑止して、ガスの反応生成物が
インダクタに向けて逆流することを防止した誘導結合型
の高密度プラズマ装置を提供することにある。
おけるスパッタリングを抑止して、ガスの反応生成物が
インダクタに向けて逆流することを防止した誘導結合型
の高密度プラズマ装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係る誘導結合プラズマ装置は、基板が備えら
れるウェーハサセプタが設けられる下部プロセスチャン
バと、前記下部プロセスチャンバの上部に設けられる上
部プラズマソースチャンバと、前記上部プラズマソース
チャンバ内に設けられ、ガスが流動するチャンネルを有
してプラズマ反応物を前記下部プロセスチャンバに供給
する反応器と、前記上部プラズマソースチャンバと反応
器との間に設けられ、前記反応器を囲繞するインダクタ
と、前記インダクタが設置される反応器の周囲の空間と
前記下部プロセスチャンバとの間に設けられる開口部、
及びこの開口部を開閉するシャッタとを具備して構成さ
れる（請求項１）。
の本発明に係る誘導結合プラズマ装置は、基板が備えら
れるウェーハサセプタが設けられる下部プロセスチャン
バと、前記下部プロセスチャンバの上部に設けられる上
部プラズマソースチャンバと、前記上部プラズマソース
チャンバ内に設けられ、ガスが流動するチャンネルを有
してプラズマ反応物を前記下部プロセスチャンバに供給
する反応器と、前記上部プラズマソースチャンバと反応
器との間に設けられ、前記反応器を囲繞するインダクタ
と、前記インダクタが設置される反応器の周囲の空間と
前記下部プロセスチャンバとの間に設けられる開口部、
及びこの開口部を開閉するシャッタとを具備して構成さ
れる（請求項１）。
【００２２】前記誘導結合プラズマ装置において、反応
器は、内部シリンダと、この内部シリンダを囲繞する外
部シリンダと、内部シリンダと外部シリンダとの間に設
けられる環状チャンネルとを具備し、さらに、前記環状
チャンネルの上部は前記上部プラズマソースチャンバの
外部から延びるガスマニホールドと連結されて構成され
ることが望ましい（請求項２）。
器は、内部シリンダと、この内部シリンダを囲繞する外
部シリンダと、内部シリンダと外部シリンダとの間に設
けられる環状チャンネルとを具備し、さらに、前記環状
チャンネルの上部は前記上部プラズマソースチャンバの
外部から延びるガスマニホールドと連結されて構成され
ることが望ましい（請求項２）。
【００２３】本発明に係る一実施態様は、前記内部シリ
ンダは底部に向かって次第に狭く形成され、それにとも
なって前記内部シリンダと外部シリンダとの間に設けら
れる環状チャンネルの底部が次第に円形に変化するよう
に構成される（請求項３）。
ンダは底部に向かって次第に狭く形成され、それにとも
なって前記内部シリンダと外部シリンダとの間に設けら
れる環状チャンネルの底部が次第に円形に変化するよう
に構成される（請求項３）。
【００２４】また、本発明は、前記一実施態様の誘導結
合プラズマ装置において、環状チャンネルの上部に、多
数のオリフィスを備えるガス分散板を設けることができ
る（請求項４）。
合プラズマ装置において、環状チャンネルの上部に、多
数のオリフィスを備えるガス分散板を設けることができ
る（請求項４）。
【００２５】より具体的には、前記環状チャンネルの上
部に、ガス分散板を、所定距離をおいて複数設けること
ができる（請求項５）。
部に、ガス分散板を、所定距離をおいて複数設けること
ができる（請求項５）。
【００２６】また、前記の本発明に係る誘導結合プラズ
マ装置において、ウェーハサセプタは、下部プロセスチ
ャンバに対して電気的に浮遊するように構成される（請
求項６）。
マ装置において、ウェーハサセプタは、下部プロセスチ
ャンバに対して電気的に浮遊するように構成される（請
求項６）。
【００２７】本発明では、特に、前記ウェーハサセプタ
が、下部プロセスチャンバに対してその下部が設置され
るセラミックス振動遮断器により支持されるとともに下
部プロセスチャンバに対して電気的に浮遊するように構
成されることが望ましい（請求項７）。
が、下部プロセスチャンバに対してその下部が設置され
るセラミックス振動遮断器により支持されるとともに下
部プロセスチャンバに対して電気的に浮遊するように構
成されることが望ましい（請求項７）。
【００２８】前記の本発明に係る誘導結合プラズマ装置
において、上部プラズマソースチャンバで、インダクタ
が設置される反応器の周囲の空間にパージ用不活性ガス
が供給されることが望ましい（請求項８）。
において、上部プラズマソースチャンバで、インダクタ
が設置される反応器の周囲の空間にパージ用不活性ガス
が供給されることが望ましい（請求項８）。
【００２９】また、本発明は、前記インダクタの長さが
高周波電磁場フィールドの１／４波長と同一であること
が望ましい（請求項９）。
高周波電磁場フィールドの１／４波長と同一であること
が望ましい（請求項９）。
【００３０】そして、本発明は、高周波のパワーが前記
インダクタの両端部の間の一捲回で供給され、前記イン
ダクタの両端は接地または電気的に浮遊するように構成
されることがさらに望ましい（請求項１０）。
インダクタの両端部の間の一捲回で供給され、前記イン
ダクタの両端は接地または電気的に浮遊するように構成
されることがさらに望ましい（請求項１０）。
【００３１】また、本発明は、前記プラズマソースによ
り高周波または低周波電磁場が周期的に、または与えら
れたシーケンスに従って、断続されることが望ましい
（請求項１１）。
り高周波または低周波電磁場が周期的に、または与えら
れたシーケンスに従って、断続されることが望ましい
（請求項１１）。
【００３２】そして、前記の本発明に係る誘導結合プラ
ズマ装置において、基板に直流電圧のバイポーラパルス
が印加されることが望ましい（請求項１２）。
ズマ装置において、基板に直流電圧のバイポーラパルス
が印加されることが望ましい（請求項１２）。
【００３３】また、本発明は、前記電磁場のパルスと前
記ガス供給パルスとが同期され、ガスがシーケンシャル
で供給されることによって、改良されたラジカルアシス
トシーケンシャル（ＲＡＳ）法による蒸着工程を実行す
ることが望ましい（請求項１３）。
記ガス供給パルスとが同期され、ガスがシーケンシャル
で供給されることによって、改良されたラジカルアシス
トシーケンシャル（ＲＡＳ）法による蒸着工程を実行す
ることが望ましい（請求項１３）。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照しなが
ら、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明す
る。図１は、本発明に係る誘導結合プラズマ装置の望ま
しい１実施形態の構造を模式的に示す図である。図１に
示すように、本発明に係る誘導結合プラズマ装置は上部
プラズマソースチャンバ１と下部プロセスチャンバ２と
を含んで構成される。
ら、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明す
る。図１は、本発明に係る誘導結合プラズマ装置の望ま
しい１実施形態の構造を模式的に示す図である。図１に
示すように、本発明に係る誘導結合プラズマ装置は上部
プラズマソースチャンバ１と下部プロセスチャンバ２と
を含んで構成される。
【００３５】プラズマソースは上部プラズマソースチャ
ンバ１の内部に設けられている。このプラズマソースは
ヘリカルインダクタコイル４とプラズマ反応器３とを含
んで構成される。プラズマ反応が誘起される反応器３
は、ナット及びベローズ１２等で、Ｏ2、Ｎ2、Ａｒ等の
ガスを供給するガスマニホールド２０と連結されてい
る。反応器３でプラズマを生起するためのＲＦを発生さ
せる電力を投入するＲＦ電源部（ＲＦパワー）は、ＲＦ
ケーブル１１とＲＦフィードスルー（図示せず）を介し
て、誘電性シリンダ３２の外側面に捲回されているヘリ
カルインダクタコイル４の略中間部に連結され、さら
に、ヘリカルインダクタコイル４の両端部は接地されて
いる。なお、参照番号１４は、反応器３の内部で誘起さ
れたプラズマを示す。
ンバ１の内部に設けられている。このプラズマソースは
ヘリカルインダクタコイル４とプラズマ反応器３とを含
んで構成される。プラズマ反応が誘起される反応器３
は、ナット及びベローズ１２等で、Ｏ2、Ｎ2、Ａｒ等の
ガスを供給するガスマニホールド２０と連結されてい
る。反応器３でプラズマを生起するためのＲＦを発生さ
せる電力を投入するＲＦ電源部（ＲＦパワー）は、ＲＦ
ケーブル１１とＲＦフィードスルー（図示せず）を介し
て、誘電性シリンダ３２の外側面に捲回されているヘリ
カルインダクタコイル４の略中間部に連結され、さら
に、ヘリカルインダクタコイル４の両端部は接地されて
いる。なお、参照番号１４は、反応器３の内部で誘起さ
れたプラズマを示す。
【００３６】ここで、ヘリカルインダクタコイル４の全
長は、ＲＦの発生によって生起される電磁場の総波長と
同一である。このような条件の下で、電圧及び電流の定
在波（スタンディングウエーブ）がヘリカルインダクタ
コイル４で形成される。比較的大規模なシステムでは、
ヘリカルインダクタコイル４に沿った電流及び電圧の偏
向を防止できる長さ（短さ）でインダクタワイヤを作製
することが困難である。このため、ヘリカルインダクタ
コイル４は、適切な共振を生起させるためのチューニン
グが行えるような長さを有するように形成されることが
望ましい。
長は、ＲＦの発生によって生起される電磁場の総波長と
同一である。このような条件の下で、電圧及び電流の定
在波（スタンディングウエーブ）がヘリカルインダクタ
コイル４で形成される。比較的大規模なシステムでは、
ヘリカルインダクタコイル４に沿った電流及び電圧の偏
向を防止できる長さ（短さ）でインダクタワイヤを作製
することが困難である。このため、ヘリカルインダクタ
コイル４は、適切な共振を生起させるためのチューニン
グが行えるような長さを有するように形成されることが
望ましい。
【００３７】また、プラズマソースは、Ｏ2、Ｎ2、Ｃ2
Ｆ6、Ａｒ、Ｈｅより構成される群の中から選択される
１種、またはこれらを適宜混合して得られたガスが反応
器３を通過する際に、プラズマによってラジカルのフラ
ックスを適切に発生させるためのものである。
Ｆ6、Ａｒ、Ｈｅより構成される群の中から選択される
１種、またはこれらを適宜混合して得られたガスが反応
器３を通過する際に、プラズマによってラジカルのフラ
ックスを適切に発生させるためのものである。
【００３８】反応器３でプラズマ反応が誘起されるとこ
の反応器３の下端部が開放されて、この反応器３からプ
ラズマ反応の生成物が下方に流動可能となって下部プロ
セスチャンバ２に導入される。他の反応物は、当該分野
で従来公知のリモート（遠隔）プラズマの原理に基づい
て下部プロセスチャンバ２に直接供給される。すなわ
ち、この反応物は、プラズマの雰囲気に曝されることな
く下部プロセスチャンバ２に直接供給されるので、この
反応物の蒸着は抑止される。
の反応器３の下端部が開放されて、この反応器３からプ
ラズマ反応の生成物が下方に流動可能となって下部プロ
セスチャンバ２に導入される。他の反応物は、当該分野
で従来公知のリモート（遠隔）プラズマの原理に基づい
て下部プロセスチャンバ２に直接供給される。すなわ
ち、この反応物は、プラズマの雰囲気に曝されることな
く下部プロセスチャンバ２に直接供給されるので、この
反応物の蒸着は抑止される。
【００３９】前記反応物は、ＳｉＨ4ガス等、不活性ガ
スと混合される反応ガスであり、多くのオリフィスを備
えたガスインジェクションリング５に供給される。この
ガスインジェクションリング５は、放射状に均一にガス
を放出させるとともに、ガスマニホールドの内部への反
応生成物の逆流を防止するものである。
スと混合される反応ガスであり、多くのオリフィスを備
えたガスインジェクションリング５に供給される。この
ガスインジェクションリング５は、放射状に均一にガス
を放出させるとともに、ガスマニホールドの内部への反
応生成物の逆流を防止するものである。
【００４０】そして、基板は、下部プロセスチャンバ２
の内部に配置されたホットプレート６、ベローズ７、及
びセラミックス真空遮断器８の組立体を含んで構成され
たウェーハサセプタ（ホットプレート６）の上に載置さ
れる。ホットプレート６は、所望とする優れたコーティ
ングを実現するために、ガスの流れを放射状方向で均一
にするために、ガスインジェクションリング５と基板と
の間隔を適宜調節できるように構成される。たとえば、
本発明にあっては、ホットプレート６がガスインジェク
ションリング５に対して、ベローズ７を介して移動可能
に構成することができる。
の内部に配置されたホットプレート６、ベローズ７、及
びセラミックス真空遮断器８の組立体を含んで構成され
たウェーハサセプタ（ホットプレート６）の上に載置さ
れる。ホットプレート６は、所望とする優れたコーティ
ングを実現するために、ガスの流れを放射状方向で均一
にするために、ガスインジェクションリング５と基板と
の間隔を適宜調節できるように構成される。たとえば、
本発明にあっては、ホットプレート６がガスインジェク
ションリング５に対して、ベローズ７を介して移動可能
に構成することができる。
【００４１】また、セラミックス真空遮断器８は、前記
ウェーハサセプタを下部プロセスチャンバ２から所定距
離で隔離させて基板が浮遊した電位を有するようにす
る。反応生成物は、排出ポート１０を通じて排気され
る。プラズマ反応が生起される反応器３は、図２（Ｂ）
に示すように、環状の内部チャンネル３３を有して構成
されている。さらに、この反応器３は、相異なる直径を
有する２つの誘電性シリンダ３１、３２から構成されて
いる。
ウェーハサセプタを下部プロセスチャンバ２から所定距
離で隔離させて基板が浮遊した電位を有するようにす
る。反応生成物は、排出ポート１０を通じて排気され
る。プラズマ反応が生起される反応器３は、図２（Ｂ）
に示すように、環状の内部チャンネル３３を有して構成
されている。さらに、この反応器３は、相異なる直径を
有する２つの誘電性シリンダ３１、３２から構成されて
いる。
【００４２】この２つの誘電性シリンダ３１、３２のう
ち、内側シリンダ３１は、下部が閉鎖され、上部が開放
された構造を備えている。一方、外側シリンダ３２は下
部が開放され、上部が閉鎖された構造を備えている。本
発明では、このように２つの誘電性シリンダ３１、３２
で挟まれた空間で構成される環状ｃルで、プラズマ１４
が生成され、かつこのプラズマ１４が輸送される。
ち、内側シリンダ３１は、下部が閉鎖され、上部が開放
された構造を備えている。一方、外側シリンダ３２は下
部が開放され、上部が閉鎖された構造を備えている。本
発明では、このように２つの誘電性シリンダ３１、３２
で挟まれた空間で構成される環状ｃルで、プラズマ１４
が生成され、かつこのプラズマ１４が輸送される。
【００４３】チャンネル３３の下部の断面構造は、底部
が環状に形成され、この底部から上部に向かって次第に
環状から円形に移行するように構成されている。内部シ
リンダ３１の下部の周囲１８は、プラズマソースの軸心
方向に沿った部分で荷電された中性の化学種の流動性を
変化させるバッフルの役割を果たす。このような構造を
有する本発明に係る誘導結合プラズマ装置で、反応器３
は、以下のような効果を奏する。
が環状に形成され、この底部から上部に向かって次第に
環状から円形に移行するように構成されている。内部シ
リンダ３１の下部の周囲１８は、プラズマソースの軸心
方向に沿った部分で荷電された中性の化学種の流動性を
変化させるバッフルの役割を果たす。このような構造を
有する本発明に係る誘導結合プラズマ装置で、反応器３
は、以下のような効果を奏する。
【００４４】（１）実際のプラズマの体積を最小化して
特定パワーで蒸着を増加させる。 （２）反応生成物の逆流を最小化してプラズマとの混合
を抑制する。 （３）中性の化学種の速度の均一性を高める。 （４）イオンポンピングにより引き起こされた中性の化
学種の枯渇を最小限抑えてプラズマソースの出口で中性
の化学種の均一性を高めて放射状に放出させる。
特定パワーで蒸着を増加させる。 （２）反応生成物の逆流を最小化してプラズマとの混合
を抑制する。 （３）中性の化学種の速度の均一性を高める。 （４）イオンポンピングにより引き起こされた中性の化
学種の枯渇を最小限抑えてプラズマソースの出口で中性
の化学種の均一性を高めて放射状に放出させる。
【００４５】図１、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すよ
うに、反応器３の周囲とプラズマソースチャンバ１５と
の間の空間にヘリカルインダクタコイル４が配置され
る。この空間では、低い圧力で放電を生じさせることが
可能であり、その結果、ヘリカルインダクタコイル４で
スパッタリングが生じる。しかし、このようなプロセス
の圧力は、通常、０．１３３〜１．３３Ｐａ（１〜１０
ｍＴｏｒｒ）程度の比較的低い圧力が要求される。
うに、反応器３の周囲とプラズマソースチャンバ１５と
の間の空間にヘリカルインダクタコイル４が配置され
る。この空間では、低い圧力で放電を生じさせることが
可能であり、その結果、ヘリカルインダクタコイル４で
スパッタリングが生じる。しかし、このようなプロセス
の圧力は、通常、０．１３３〜１．３３Ｐａ（１〜１０
ｍＴｏｒｒ）程度の比較的低い圧力が要求される。
【００４６】このようにヘリカルインダクタコイル４で
生じるスパッタリングの問題は、図１及び図２（Ａ）に
示すようなシャッタ９の導入によって解決される。シャ
ッタ１０は、上部プラズマソースチャンバ１と下部プロ
セスチャンバ２との間に設けられ、前記両者の間にある
開口部１９がシャッタ９により開放されたり（図１参
照）、閉鎖されたりする（図２（Ａ）参照）。
生じるスパッタリングの問題は、図１及び図２（Ａ）に
示すようなシャッタ９の導入によって解決される。シャ
ッタ１０は、上部プラズマソースチャンバ１と下部プロ
セスチャンバ２との間に設けられ、前記両者の間にある
開口部１９がシャッタ９により開放されたり（図１参
照）、閉鎖されたりする（図２（Ａ）参照）。
【００４７】シャッタ９が開放されると、上部プラズマ
ソースチャンバ１及び反応器３のプラズマソースの全体
が排気される。また、シャッタ９が閉鎖されて反応器３
の外壁と上部プラズマソースチャンバ１の内壁との間に
不活性ガスが導入され、反応器３の内部の圧力と下部プ
ロセスチャンバ２の圧力とが同一になると、ヘリカルイ
ンダクタコイル４におけるスパッタリングを抑止するた
めに充分に高い圧力が維持される。さらに、シャッタ９
はヘリカルインダクタコイル４の近傍への反応生成物の
逆流を防止する役割を果たす。
ソースチャンバ１及び反応器３のプラズマソースの全体
が排気される。また、シャッタ９が閉鎖されて反応器３
の外壁と上部プラズマソースチャンバ１の内壁との間に
不活性ガスが導入され、反応器３の内部の圧力と下部プ
ロセスチャンバ２の圧力とが同一になると、ヘリカルイ
ンダクタコイル４におけるスパッタリングを抑止するた
めに充分に高い圧力が維持される。さらに、シャッタ９
はヘリカルインダクタコイル４の近傍への反応生成物の
逆流を防止する役割を果たす。
【００４８】上部プラズマソースチャンバ１の内部に設
けられたプラズマソースにおいて、ガスの流れの放射状
方向での均一性は２つのガス分散板１３の形態によって
支配されるので、このガス分散板の形態を適宜設定する
ことにより前記プラズマソースにおけるガスの流れの放
射状方向での均一性が向上される。
けられたプラズマソースにおいて、ガスの流れの放射状
方向での均一性は２つのガス分散板１３の形態によって
支配されるので、このガス分散板の形態を適宜設定する
ことにより前記プラズマソースにおけるガスの流れの放
射状方向での均一性が向上される。
【００４９】このため、ガス分散板１３は、たとえば図
３に示すように、反応器３の環状チャンネル３３の上部
に適宜間隔をおいて設置することができる。このガス分
散板１３は、図３に示すように、対称な多数の分散オリ
フィスを有する環状のガス分散板として構成されてい
る。そして、このガス分散板１３は、シャッタ９ととも
に、前記プラズマソース及びガスマニホールドへのガス
の逆流を防止する圧力分散を誘起する役割を果たす。
３に示すように、反応器３の環状チャンネル３３の上部
に適宜間隔をおいて設置することができる。このガス分
散板１３は、図３に示すように、対称な多数の分散オリ
フィスを有する環状のガス分散板として構成されてい
る。そして、このガス分散板１３は、シャッタ９ととも
に、前記プラズマソース及びガスマニホールドへのガス
の逆流を防止する圧力分散を誘起する役割を果たす。
【００５０】ここで、図２に示すように、反応器３にお
いて、内部シリンダ３１の下部の圧力、すなわちプロセ
ス圧力をＰとし、内部シリンダ３１、外部シリンダ３２
及びガス分散板１３で囲まれた空間の圧力をＰ１、Ｐ２
とし、さらにインダクタコイル４が配置されている領域
の圧力をＰ３とすると、これらの圧力Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、
Ｐ３の大きさの関係はＰ＜Ｐ２＜Ｐ１＜Ｐ３となってい
る。
いて、内部シリンダ３１の下部の圧力、すなわちプロセ
ス圧力をＰとし、内部シリンダ３１、外部シリンダ３２
及びガス分散板１３で囲まれた空間の圧力をＰ１、Ｐ２
とし、さらにインダクタコイル４が配置されている領域
の圧力をＰ３とすると、これらの圧力Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、
Ｐ３の大きさの関係はＰ＜Ｐ２＜Ｐ１＜Ｐ３となってい
る。
【００５１】本発明にあっては、図１の本発明に係る１
実施形態に例示するように、たとえば、ホットプレート
６、ベローズ７、及びセラミックス真空遮断器８の組立
体を含んで構成されるようなウェーハサセプタが、下部
プロセスチャンバ２に対して電気的に浮遊した状態にあ
るかぎり、このウェーハサセプタに補助的な効果を与え
る電源部（パワーサプライ）を連結することが可能であ
る。
実施形態に例示するように、たとえば、ホットプレート
６、ベローズ７、及びセラミックス真空遮断器８の組立
体を含んで構成されるようなウェーハサセプタが、下部
プロセスチャンバ２に対して電気的に浮遊した状態にあ
るかぎり、このウェーハサセプタに補助的な効果を与え
る電源部（パワーサプライ）を連結することが可能であ
る。
【００５２】すなわち、この補助的な効果を与える電源
部は、前記ウェーハの近傍に導入されたガスの励起状態
を適切に制御して、このガスを効率的にイオン化する効
果を具現するために連結されるものである。したがっ
て、この電源部は、低周波の電圧、またはバイポーラＤ
Ｃ（直流）のパルス電圧を供給するように構成されるこ
とが必要である。
部は、前記ウェーハの近傍に導入されたガスの励起状態
を適切に制御して、このガスを効率的にイオン化する効
果を具現するために連結されるものである。したがっ
て、この電源部は、低周波の電圧、またはバイポーラＤ
Ｃ（直流）のパルス電圧を供給するように構成されるこ
とが必要である。
【００５３】このような補助的な電源部は、従来の各種
の蒸着プロセス（工程）に多用されているが、遠隔（リ
モート）プラズマＣＶＤにおいては成膜速度が極めて遅
くなる。本発明では、高密度プラズマソース側に比較的
高い電力を供給する電源部と、ウェーハサセプタ側に比
較的低い電力を供給する電源部の２つの電源部が、前記
下部プロセスチャンバ２に供給される反応物の供給パル
ス動作と同期してパルス動作を行い、ラジカルアシスト
シーケンシャル（ｒａｄｉｃａｌ−ａｓｓｉｓｔｅｄ
ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ；ＲＡＳ）法による蒸着を実現す
ることができるように構成されている。
の蒸着プロセス（工程）に多用されているが、遠隔（リ
モート）プラズマＣＶＤにおいては成膜速度が極めて遅
くなる。本発明では、高密度プラズマソース側に比較的
高い電力を供給する電源部と、ウェーハサセプタ側に比
較的低い電力を供給する電源部の２つの電源部が、前記
下部プロセスチャンバ２に供給される反応物の供給パル
ス動作と同期してパルス動作を行い、ラジカルアシスト
シーケンシャル（ｒａｄｉｃａｌ−ａｓｓｉｓｔｅｄ
ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ；ＲＡＳ）法による蒸着を実現す
ることができるように構成されている。
【００５４】このため、前記比較的高い電力におけるパ
ルスは、ある反応物（たとえば、Ｏ 2ガス）を供給する
パルス動作と同期され、また、前記比較的低い電力にお
けるパルスは、他の反応物（たとえば、ＳｉＨ4ガス）
を供給するパルス動作と同期される。
ルスは、ある反応物（たとえば、Ｏ 2ガス）を供給する
パルス動作と同期され、また、前記比較的低い電力にお
けるパルスは、他の反応物（たとえば、ＳｉＨ4ガス）
を供給するパルス動作と同期される。
【００５５】本発明に係る改良されたＲＡＳ法による蒸
着のプロセス（工程）を図４に示す。図４に示す本発明
に係る改良されたＲＡＳ法による蒸着のプロセスは、前
記ウェーハサセプタに供給される電圧のパルス動作によ
って分子の前駆体を励起する点で、従来技術のＲＡＳ法
による蒸着のプロセスとは異なっている。
着のプロセス（工程）を図４に示す。図４に示す本発明
に係る改良されたＲＡＳ法による蒸着のプロセスは、前
記ウェーハサセプタに供給される電圧のパルス動作によ
って分子の前駆体を励起する点で、従来技術のＲＡＳ法
による蒸着のプロセスとは異なっている。
【００５６】以上、本発明で望ましい１例の実施形態に
ついて具体的に説明したが、本発明の属する技術分野に
おける当業者であれば、本発明に係る技術的思想に基づ
き、このような本発明に係る実施形態に各種の変形や修
正を容易に行えることは明らかである。よって、本願発
明の技術的範囲は、本願明細書の特許請求の範囲によっ
て定められるべきである。本願明細書に記載された技術
内容は単なる例示に過ぎず、本願明細書の特許請求の範
囲に基づく限りにおいて、本願明細書で詳細に説明され
た本願発明の技術的範囲を限定するものではない。
ついて具体的に説明したが、本発明の属する技術分野に
おける当業者であれば、本発明に係る技術的思想に基づ
き、このような本発明に係る実施形態に各種の変形や修
正を容易に行えることは明らかである。よって、本願発
明の技術的範囲は、本願明細書の特許請求の範囲によっ
て定められるべきである。本願明細書に記載された技術
内容は単なる例示に過ぎず、本願明細書の特許請求の範
囲に基づく限りにおいて、本願明細書で詳細に説明され
た本願発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したとおりに構成される本発明
によれば、以下の効果を奏する。すなわち、本発明によ
れば、実際のプラズマの体積が最小化され、特定のパワ
ーでの蒸着が促進されるとともに、反応生成物の逆流が
抑えられてこの反応生成物とプラズマとの混合が抑止さ
れ、中性の化学種の蒸着速度の均一性が向上された誘導
結合プラズマ装置を提供することができる。
によれば、以下の効果を奏する。すなわち、本発明によ
れば、実際のプラズマの体積が最小化され、特定のパワ
ーでの蒸着が促進されるとともに、反応生成物の逆流が
抑えられてこの反応生成物とプラズマとの混合が抑止さ
れ、中性の化学種の蒸着速度の均一性が向上された誘導
結合プラズマ装置を提供することができる。
【００５８】さらに、本発明によれば、イオンポンピン
グによって生じる中性の化学種の枯渇が防止されて、プ
ラズマソースの出側で中性の化学種の放射状方向での流
れの均一性を改善した誘導結合プラズマ装置を提供する
ことができる。
グによって生じる中性の化学種の枯渇が防止されて、プ
ラズマソースの出側で中性の化学種の放射状方向での流
れの均一性を改善した誘導結合プラズマ装置を提供する
ことができる。
【図１】本発明に係る誘導結合プラズマ装置の一実施形
態の構成を模式的に示す垂直断面図である。
態の構成を模式的に示す垂直断面図である。
【図２】図１に示す本発明に係る誘導結合プラズマ装置
に含まれる上部プラズマソースチャンバの構成を模式的
に示す図であって、図２（Ａ）は、図１に示す上部プラ
ズマソースチャンバの部分拡大図であり、図２（Ｂ）
は、図１に示す上部プラズマソースチャンバの横断面図
である。
に含まれる上部プラズマソースチャンバの構成を模式的
に示す図であって、図２（Ａ）は、図１に示す上部プラ
ズマソースチャンバの部分拡大図であり、図２（Ｂ）
は、図１に示す上部プラズマソースチャンバの横断面図
である。
【図３】図１に示す本発明に係る誘導結合プラズマ装置
において、上部プラズマソースチャンバの上部に設置さ
れるガス分散板の構成を模式的に示す平面図である。
において、上部プラズマソースチャンバの上部に設置さ
れるガス分散板の構成を模式的に示す平面図である。
【図４】本発明によって変更されたラジカルアシストシ
ーケンシャル（ＲＡＳ）法による蒸着工程を示す図であ
る。
ーケンシャル（ＲＡＳ）法による蒸着工程を示す図であ
る。
１ 上部プロセスチャンバ
２ 下部プラズマソースチャンバ
３ 反応器
４ ヘリカルインダクタコイル
５ ガスインジェクションリング
６ ホットプレート
７ ベローズ
８ セラミックス真空遮断器
９ シャッタ
１０ 排出ポート
１１ ＲＦケーブル
１２ ベローズ手段
１３ ガス分散板
１４ プラズマ
１５ プラズマソースチャンバ
２０ ガスマニホールド
３１、３２ 誘電性シリンダ
３３ チャンネル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 文 昌 郁
大韓民国 漢城市 盧原区 孔陵２洞
106番地 孔陵暁星 ファウントビル 342
棟 1402号
(72)発明者 尹 惠 榮
大韓民国 京畿道 龍仁市 器興邑 農書
里 山14−１番地 三星綜合技術院内
Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 BC04 CA25 CA47
DA02 DA18 EB01 EB24 EC09
EE31 FB04
4K030 BA44 CA04 FA04 KA30 LA15
5F045 AA08 AB32 AC01 AC11 AF01
BB02 DP03 DQ10 EB02 EC01
EH11 EH18
Claims (13)
- 【請求項１】 基板が備えられるウェーハサセプタを有
する下部プロセスチャンバと、 前記下部プロセスチャンバの上部に設けられる上部プラ
ズマソースチャンバと、 前記上部プラズマソースチャンバ内に設けられ、ガスが
流動するチャンネルを有してプラズマ反応物を前記下部
プロセスチャンバに供給する反応器と、 前記上部プラズマソースチャンバと反応器との間に設け
られ、前記反応器を囲繞するインダクタと、 前記インダクタが備えられた反応器の周囲の空間と前記
下部プロセスチャンバとの間に配置される開口部、及び
この開口部を開閉するシャッタと、を具備して構成され
る誘導結合プラズマ装置。 - 【請求項２】 前記反応器は、内部シリンダと、この内
部シリンダを囲繞する外部シリンダと、前記内部シリン
ダと外部シリンダとの間に設けられる環状チャンネルと
を具備し、さらに、 前記環状チャンネルの上部は、前記上部プラズマソース
チャンバの外部から延びるガスマニホールドと連結され
て構成されることを特徴とする請求項１に記載の誘導結
合プラズマ装置。 - 【請求項３】 前記内部シリンダは底部に向かって次第
に狭くなるように形成され、それにともなって前記内部
シリンダと外部シリンダとの間に設けられる環状チャン
ネルの底部が次第に円形に変化するように構成されるこ
とを特徴とする請求項２に記載の誘導結合プラズマ装
置。 - 【請求項４】 前記環状チャンネルの上部に、多数のオ
リフィスを備えるガス分散板が設けられて構成されるこ
とを特徴とする請求項２または請求項３に記載の誘導結
合プラズマ装置。 - 【請求項５】 前記環状チャンネルの上部に設けられる
ガス分散板は、所定距離をおいて複数設けられて構成さ
れることを特徴とする請求項４に記載の誘導結合プラズ
マ装置。 - 【請求項６】 前記ウェーハサセプタは、前記下部プロ
セスチャンバに対して電気的に浮遊していることを特徴
とする請求項１または請求項２に記載の誘導結合プラズ
マ装置。 - 【請求項７】 前記ウェーハサセプタは、下部プロセス
チャンバに備わるセラミックス振動遮断器によって支持
されるとともに、下部プロセスチャンバに対して電気的
に浮遊していることを特徴とする請求項６に記載の誘導
結合プラズマ装置。 - 【請求項８】 前記上部プラズマソースチャンバでは、
前記インダクタが配置される反応器の周囲の空間に、パ
ージ用不活性ガスが供給されることを特徴とする請求項
１に記載の誘導結合プラズマ装置。 - 【請求項９】 前記インダクタの長さは、高周波電磁場
の１／４波長であることを特徴とする請求項１に記載の
誘導結合プラズマ装置。 - 【請求項１０】 高周波のパワーは、前記インダクタの
両端部の間の一捲回で供給され、前記インダクタの両端
は接地または電気的に浮遊していることを特徴とする請
求項９に記載の誘導結合プラズマ装置。 - 【請求項１１】 高周波および低周波の電磁場が周期的
に、または与えられたシーケンスに従って、断続される
ことを特徴とする請求項１または請求項９に記載の誘導
結合プラズマ装置。 - 【請求項１２】 前記基板に直流電圧のバイポーラパル
スが印加されることを特徴とする請求項１または請求項
９に記載の誘導結合プラズマ装置。 - 【請求項１３】 前記電磁場のパルスは、前記ガスを供
給するためのパルスと同期されるとともに、ガスがシー
ケンスで供給されることにより、改良されたラジカルア
シストシーケンシャル（ＲＡＳ）法による蒸着工程を実
行することを特徴とする請求項１１または請求項１２に
記載の誘導結合プラズマ装置。
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|---|---|---|---|
| KR10-2001-0079314A KR100446619B1 (ko) | 2001-12-14 | 2001-12-14 | 유도 결합 플라즈마 장치 |
| KR2001-79314 | 2001-12-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003249493A true JP2003249493A (ja) | 2003-09-05 |
| JP4025636B2 JP4025636B2 (ja) | 2007-12-26 |
Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002361630A Expired - Fee Related JP4025636B2 (ja) | 2001-12-14 | 2002-12-13 | 誘導結合プラズマ装置 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP4025636B2 (ja) |
| KR (1) | KR100446619B1 (ja) |
| CN (1) | CN1248289C (ja) |
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