JP2011530148A5

JP2011530148A5 -

Info

Publication number: JP2011530148A5
Application number: JP2011521472A
Authority: JP
Filing date: 2009-08-04
Publication date: 2012-09-06
Anticipated expiration: 2029-08-04

Claims

マイクロ波発生器（２０）に接続可能であり、導電性材料からなる同軸の内部導体（２１）および導電性材料からなる同軸の外部導体（２２）を備えた少なくとも１つの電極（２１，２２，２３）を備え、前記同軸の外部導体は、前記同軸の内部導体を少なくとも部分的に囲み、かつ同軸の内部導体から間隔をおいて配置されているマイクロ波プラズマ装置であり、
前記同軸の外部導体（２２）は長手方向に、前記同軸の外部導体が前記同軸の内部導体を完全に囲む少なくとも１つの第１領域（３１）と、前記同軸の外部導体が前記第１領域（３１）から先細状になるように又は狭くなるように形成されて前記同軸の内部導体（２１）を囲む面積が次第に小さくなっている少なくとも１つの別の領域（３２）とを備え、
前記少なくとも１つの電極（２１，２２，２３）が前記マイクロ波発生器（２０）に接続されるときに、マイクロ波発生器（２０）によって発生したマイクロ波放射は前記同軸の内部導体（２１）の長手方向の軸線にほぼ直角な前記少なくとも１つの別の領域（３２）から出ることを特徴とするマイクロ波プラズマ装置。
前記少なくとも１つの電極は、マイクロ波発生器と接続する接続端部と自由端とを備え、前記同軸の外部導体は前記自由端に向かって次第に先細状になっていることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波プラズマ装置。
前記同軸の内部導体（２１）に接続するプラズマ点火装置（２３）を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロ波プラズマ装置。
前記少なくとも１つの別の領域（３２）は、前記同軸の内部導体（２１）の長手方向の軸線に沿って、非導電性材料（１１）によって囲まれていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマイクロ波プラズマ装置。
前記非導電性材料（１１）は、石英ガラス、アルミナ又はサファイアであり、及び／又は、
前記非導電性材料（１１）は、中空の円筒として形成されており、及び／又は、
前記非導電性材料（１１）は、前記電極（２１，２２，２３）の一端を囲んでおり、前記非導電性材料と前記少なくとも１つの別の領域（３２）との間に空間が形成され、前記空間は雰囲気圧力の周囲空気で満たされていることを特徴とする請求項４記載のマイクロ波プラズマ装置。
前記同軸の外部導体は、前記少なくとも１つの別の領域（３２）において楕円形状又はひし形形状の開口（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマイクロ波プラズマ装置。
前記点火装置（２３）は、リニアヘルツ発振器として形成され、前記リニアヘルツ発振器の波長は、前記マイクロ波発生器（２３）の波長の半分及び／又は前記マイクロ波発生器（２３）の波長の整数倍であり、及び／又は、
同軸の内部導体（２１）は、同軸の外部導体を超えて長手方向に伸び、及び／又は、
同軸の内部導体（２１）は、その端部が湾曲した形状をしていることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載のマイクロ波プラズマ装置。
処理室を取り囲み、半導体基板を挿入するための閉塞可能な開口を備えた金属製、特にアルミニウム製の箱（１０）と、
前記処理室内に配置され、半導体基板（１５）を保持するための基板ホルダー（１４ａ）と、
前記処理室内に配置された少なくとも１つのアイソレータ管（１１）と、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の少なくとも１つの電極（２１，２２，２３）とを備え、
少なくとも前記別の領域（３２）が前記少なくとも１つのアイソレータ管内に受け入れられるように、前記少なくとも１つの電極は少なくとも部分的に前記少なくとも１つのアイソレータ管（１１）内に設置され、
同軸の外部導体が前記基板ホルダー上に受け入れられた基板（１５）の縁部領域を超えて開口するように、同軸の外部導体は配置され、
プロセスガスを前記処理室に導入するための前記金属製の箱（１０）の少なくとも１つの入口開口（１８）と、
プロセスガスを前記処理室から排気するための前記金属製の箱（１０）の少なくとも１つの出口開口（１９）とを備えたことを特徴とする半導体処理装置。
前記出口開口（１９）に接続される真空ポンプをさらに備え、前記真空ポンプは前記処理室のプロセスガスの圧力を、１ｍＴｏｒｒから２０Ｔｏｒｒまで調整可能であることを特徴とする請求項８記載の装置。
前記基板ホルダー（１４ａ）は前記処理室内に回転可能に配置され、及び／又は前記基板ホルダー（１４ａ）は基板ホルダーとアイソレータ管（１１）との距離を変えられるように高さが調整可能であり、及び／又は前記基板ホルダー（１４ａ）は冷却可能及び／又は加熱可能であり、及び／又は前記基板ホルダー（１４ａ）は少なくとも部分的に窒化アルミニウム、窒化ケイ素、石英及びサファイアの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
前記処理室に配置されるとともに、前記基板保持領域の上方及び／又は下方の少なくとも１つの面にほぼ平行に配置された複数のアイソレータ管（１１）を備え、各アイソレータ管（１１）は、前記少なくとも１つの電極（２１，２２，２３）の各々の少なくとも１つの別の領域（３２）を囲み、前記電極（２１，２２，２３）のマイクロ波放射電力は、開ループ及び／又は閉ループ方式で個別に及び／又はグループ単位で制御可能であり、隣接する電極（２１，２２，２３）は、前記各アイソレータ管（１１）の反対側で前記各マイクロ波源（２０）に接続可能になっていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の装置。
前記基板保持領域の下方及び／又は上方に配置されている加熱要素を備え、前記加熱要素はハロゲンランプ及び／又はアークランプであり、及び／又は前記加熱要素は石英ガラス及び／又は不純物原子でドープされた石英ガラスによって処理室から分離されていることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の装置。
アイソレータ板（２５）は、マイクロ波プラズマ装置によって発生するプラズマと金属壁との接触が防止されるように金属製の箱の上部側に配置され、及び／又は、
前記金属製の箱（１０）は、前記処理室に面している陽極酸化アルミニウムからなる表面領域を備え、及び／又は、
前記処理室に配置されるとともに、基板保持領域の上方に前記金属製の箱（１０）から間隔をおいて配置された電極（２６）を備え、前記電極（２６）は、前記アイソレータ板（２５）に接続可能になっていることを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の装置。
請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の装置において、半導体基板を処理する方法であって、
ａ）半導体基板を処理室に挿入し、半導体基板を処理室内に配置された基板ホルダー上に配置する工程と、
ｂ）前記処理室の閉塞可能な開口を閉塞する工程と、
ｃ）前記処理室を排気する工程と、
ｄ）前記処理室にプロセスガスを導入する工程と、
ｅ）マイクロ波プラズマ装置の電極（２１，２２，２３）を介してマイクロ波放射を前記処理室に導入して前記処理室内にマイクロ波プラズマを発生させる工程と、
ｆ）前記マイクロ波放射をオフする工程と、
ｇ）前記処理室を通気する工程と、
ｈ）前記処理室の閉塞可能な開口を開く工程と、
ｉ）前記処理室から半導体基板を取り出す工程と、
を備えたことを特徴とする半導体基板の処理方法。
マイクロ波放射を前記処理室に導入する工程の前及び／又はかかる工程の間及び／又はかかる工程の後に、前記処理室内で前記半導体基板を所定の温度、好ましくは７００℃以下に加熱し、及び／又は、
前記プロセスガスは、アルゴン、ヘリウム、酸素、水素、窒素、重水素及び／又は亜酸化窒素、又はこれらガスの混合物、及び／又は、ＮＦ _３、ＣＦ _４、Ｃｌ _２又はこれらのガスの混合物から選択される少なくとも１つのガスからなることを特徴とする請求項１４記載の方法。