JP2624975B2 - 真空処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プラズマエッチング及び反応的イオンエッ
チング（RIE）モードプラズマエッチングの両方に適す
る真空処理装置、及び半導体、導体及び誘電体等をエッ
チングする真空処理装置に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

過去数年間にわたって、集積回路におけるより高いデ
バイス密度、より小さな最小図形およびより小さな離隔
への傾向が、IC構成技術を湿式化学エッチングから乾式
又はプラズマエッチング技術へと移行させてきた。

その技術は、少なくとも三つのタイプのプラズマエッ
チング系を包含する。第１図は、平行プレートプラズマ
化学エッチング系10を示し、それは室（チャンバー）内
をある程度真空にする真空ポンプへの接続部12、及びバ
ルブ導管配置14を介して室へ反応ガスを導くためのガス
供給部13を備えられた閉鎖反応室11を含む。系10はま
た、陰極構造物17にラジオ周波エネルギーを供給し、ア
ースされた陽極18を用いるところのエネルギー源16を含
む。陰極17に対して平行なプレート配置で延びるアース
された陽極18に、ウェハー19が取り付けられる。真空ポ
ンプへの接続部は、陰極17に供給されたラジオ周波エネ
ルギーにより形成される反応性ガスプラズマを閉じ込め
るために、陽極18と陰極17の間の領域内に反応ガスを導
くように構成される。

第２図は、平行プレート反応的イオンエッチングモー
ドのプラズマエッチング系20を示し、それはやはり、室
内をある程度真空にする真空ポンプへの接続部22、バル
ブ導管配置24を介して室へ反応ガスを導くためのガス供
給部23、陰極構造物27にラジオ周波エネルギーを供給す
るエネルギー源26及びアースされた陽極28を備える実質
上閉鎖の反応室21を含む。第１図のプラズマ系10とは対
照的に、反応的イオンエッチング系20ではウェハー19
は、陽極28からシールドされ隔てられている陰極27上に
取り付けられる。

第３図は別のRIEモードエッチング系30を図式的に示
し、これは反応器10及び20と同様に米国カルフォルニア
州サンタクララのアプライドマテリアルズ（Applied Ma
terials）社から市販されている。系30は、円筒形反応
室31、ラジオ周波供給部36に接続された六角形陰極37、
及び真空ポンプに接続された排気端末32を含む。反応室
31の壁および基部板38が系のアースされた陽極を形成す
る。ガス供給部33は、端末34、及び室の頂部のガス分配
リング41への導管35を介して室と通じている。

平行プレートプラズマ系10は比較的高い圧力の系であ
り、100ミリトルないし数トルの圧力範囲で運転され、
従って系への反応ガスのかなりの流速がある。対照的
に、反応的イオンエッチング系20及び30は１〜100ミリ
トルの範囲の低圧で運転され、従ってかなり低いガス流
速が用いられる。反応的イオンエッチング系20及び30に
おいて、陰極近傍の活性化されたイオン種は、陰極及び
それに取り付けられたウェハーに垂直な高い固有の方向
性を持つ。活性化されたイオン種の低い濃度にも関わら
ず、かなり高いパワーレベルで高周波のラジオ周波エネ
ルギーを用いることによって系20及び30においてエッチ
速度が増加される。なぜなら、ウェハー表面のイオンが
衝突する露出された物体領域の運動量が、活性化された
種とエッチングされるべき物体との間の化学反応を促進
するからである。また、高度に方向性の機械的イオンボ
ンバードエッチ成分がより等方的な化学成分を凌駕し、
系のエッチング特性に高度の異方性を与える。従って、
RIEモード系たとえば20は、VLSI及びUSLI回路における
溝及びトレンチのような極めて小さい図形をエッチング
するために好ましい。

下記は、工業的に有用なRIEモードエッチング反応器
の設計及び選択における重要な因子及び要件である。ま
ず、許容できるデバイス製造歩留りを達成するために、
RIEモード反応器は、方向性、選択性、均一性、生産
量、低い粒子レベルなどの或るプロセス条件を満たさね
ばならない。次に、RIEモードエッチ反応器が、たとえ
ば自己清掃能力をその場で（インサイツ）組み込むこと
によって、メンテナンスが全く又はほとんど不要である
ことが好ましい。他の望ましい特性としては、工場及び
反応器自動化への適応性、小さな反応器サイズ及び低い
製造コストである。

後者の反応器群は、他の条件が同じなら、バッチタイ
プの系よりも単一ウェハー系の使用を好む傾向がある。
また、単一ウェハー系は、プロセス開発のためにより簡
便であり（各プロセス運転のために唯一一つの高価なウ
ェハーが用いられる）またバッチ内のウェハー間の均一
性の問題を起こさない。

しかし、単一ウェハーRIE系は典型的には、エッチ速
度及び生産量を増すために、プラズマモード及びRIEモ
ードのどちらかにおいても高い圧力（＞200mT）で運転
されなければならない。ところが、高圧運転は、方向性
及び選択性を減少させ、VLSI及びULSIデバイス製造の厳
しい要求を満たすことを困難にする。すなわち通常そう
であるように、他の事が等しくない。そして工業的に成
立しうる高い生産量ならびに許容しうる方向性及び選択
性を得るために第２図及び第３図で示すエッチング装置
20及び30を含む多くのRIEモードエッチング装置は、低
圧バッチタイプ反応器である。

第４図において、上述の従来技術の例外である単一ウ
ェハーRIEモードエッチ反応器40を示す。この磁場促進R
IEモードプラズマエッチング系40は、1985年12月30日に
出願され特許許可された米国特許出願シリアルNo.814,6
38（出願人：ダン メイダンら、名称：マグネトロン促
進プラズマエッチング法）に記載されているものであ
る。

この系40は、1984年10月25日に出願され特許許可され
た米国特許出願シリアルNo.664,657（出願人：フォスタ
ーら、名称：マグネトロン促進プラズマ補助化学的蒸着
のための装置及び方法）に開示された磁場促進CVD沈積
システムの改変である。RIEモードエッチ反応器40は、
比較的低い圧力の使用にも関わらず、比較的高いエッチ
速度を与えるために磁場促進エッチングを用い、従って
方向性及び選択性を犠牲にすることなく高い生産量を与
えることができ、又は逆も真である。RIEモードエッチ
反応器40はまた、磁場促進RIE系における磁場とプラズ
マとの間の相互作用に由来する固有のエッチ不均一を減
少する。

系40は、円筒形ステンレス鋼真空室43を有する。フラ
ンジ付き陰極アセンブリー42は、絶縁支柱（図示せず）
上で室43内に取り付けられる。典型的には陰極42は、多
角形であり、アルミニウムのような導電性非磁性物質よ
りなる非磁性反射物端部44A（第５図）を持つ。外側端
部44Bは、Maycor（商標）絶縁物質のような物質から形
成される。プラズマ運転のために、RF形46、典型的には
13.6MHz系によってパワーが供給され、それはRFパワー
供給部及び負荷マッチングネットワークを含み、陰極42
に接続されている。反応ガスは、ガス貯蔵タンク／貯留
槽49−49の一以上の管又はガス供給系48へのリングマニ
ホールド47によって室43の内部に導かれる。

半導体ウェハー55は、支柱又はクリップのような手段
51によって陰極の側面に保持される。矢印52で示すよう
に、反応ガスは基体表面を横切って流れ、そして次に一
以上の搬出口53を通って、減圧バルブ及びルーツブロワ
ーを介して機械的ポンプ（図示せず）へと流れる。

典型的には銅コイルから成る電磁石54及び56は、室43
の頂部及び底部近くのその周面に位置される。電磁石
は、コイル電流を逆にすることによって逆にできるＮ極
及びＳ極を形成する。

第４図において反応器系40のRIEモードプラズマエッ
チング操作の間に、選択されたエッチングガス又は混合
物は、ガス供給部から導入管52−52を通り、排気ポンプ
系により真空にされた反応室43へと入る。第５図に示す
ように、パワー供給部46からのRFパワーの適用は、半導
体ウェハー55の近傍で、低圧反応ガス放電又は電子のプ
ラズマ57、イオン、及び解離した種を作る。電場Ｅは、
陽電位エッチングプラズマから電極中央部の表面58へと
向かうプラズマシールド又はダークスペースを横切って
形成される。この場は、電子を鞘を横切り電極表面から
離れるように加速し、陽イオンを鞘を横切り電極及びウ
ェハー55の方向に加速して、RIEモードプラズマエッチ
ングの特徴である方向性イオンボンバードエッチ成分を
与える。

第５図の可逆的磁場Ｂは、基体55に平行に、かつ電場
Ｅに垂直に室43に適用されてエッチプロセスの特性を制
御する。電子は磁線により閉じ込められ、これは電子が
陰極面58から陽極43へ容易に動くのを妨げる。また磁場
及び電場は、電子がドリフトし、そして陰極表面に沿っ
て点から点へと動くように電子にＥ×Ｂドリフト速度を
与える。電子は、陰極及び基体に沿う正味のドリフト速
度を持つ帯域中に濃化される。端反射物44Aと協同し
て、Ｅ×Ｂドリフト速度は、電子をプラズマ内に閉じ込
める傾向がある。

上述のように、磁場促進反応器において磁場とプラズ
マの間の相互作用による固有の不均一性の問題がある。
プラズマ密度は、Ｅ×Ｂ方向で下流でより高く、より高
いエッチ速度を与える。例示のために、第４図のエッチ
ング装置40の陰極42の拡大部分断面図である第５図にお
いて、エッチング速度は、磁場の陽極に相当するウェハ
ーの端又は側面58において、より大きい。二つの円筒状
コイル54及び56（第４図）を通る電流を逆にすると、
Ｂ′で点線で示すようにウェハーを横切る磁場の方向が
逆になる。これはプラズマ流を逆にし、より速いエッチ
ング速度がウェハーの反対端59に切り換えられる。磁場
を逆にすることにより、エッチ速度及び合計のエッチン
グが静止場の方向に沿ってウェハーにおいて平均化され
るので、固有のエッチング不均一性は部分的に補償され
る。

他の磁場促進RIEエッチング装置は、種々の技術を用
いてエッチ不均一性を最小にすることを試みている。た
とえば一つのアプローチは、ウェハーの下に永久磁石を
取りつけて磁場を与え、そしてこれら磁石を機械的に動
かして場を「不鮮明にする。」このアプローチは、不均
一性の問題を実際には解決せず、機械的問題を潜在的に
有し、調節できる磁場強度を与えない。我々に知られて
いる第２のアプローチもまた、磁場を発生するために固
定永久磁石を用い、不均一性を最小にするために極めて
低い圧力を用いる。

従来技術をまとめると、上述の10、20及び30のような
バッチ式反応器が、多くの工業的プラズマエッチング及
びRIEモードプラズマエッチング反応器で使用されてい
る。バッチ反応器は、比較的多数のウェハーを一度に処
理し、従って比較的高い生産量を与える。しかし、単一
ウェハー反応器は、上述したような或る利点、たとえば
自動化への適合性、小さなサイズ、低い製造コスト、及
びバッチ内のウェハー間の均一性の問題のない利点を有
し、これらはそのような反応器を、特に６インチ及び８
インチ直径ウェハーのような大きな高価なウェハーをエ
ッチングするために魅力的にする。不幸なことに過去に
おいて、エッチ速度、生産量、方向性／選択性及びウェ
ハー内均一性に密接に関連した問題が、単一ウェハーエ
ッチングの潜在的利点の完全な利用を妨げていた。

〔発明の目的及び構成〕

本発明は、他のプラズマ要件を満たしながら高いエッ
チ速度と高いエッチ均一性の両者を与える単一ウェハー
エッチ反応器において、自動化された内部ウェハーハン
ドリング能力を組み込まれ、外部ウェハー交換ロボット
と容易にインターフェースされる反応器を提供すること
を目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、真空室内に
置かれたウェハーを処理するために真空室を規定するハ
ウジングを有する真空処理装置であって、前記ハウジン
グは水平に向けられたウェハーを真空室内の選択された
位置に挿入することができ、且つ処理後にウェハーを真
空室から取り出すことができるようにハウジングの側壁
に閉じることができる開口を有し、水平方向にウェハー
を支持するために上面を持つ台座、前記台座の表面は選
択された位置とほぼ一列に配置され、台座内の穴を通っ
てほぼ垂直方向に延びるピン群を有するウェハー交換手
段、及びウェハーを前記選択された位置から処理を行う
位置に移動し、ウェハーを台座に締めつけ、かつウェハ
ーを前記第一の選択された位置に戻すために、前記ウェ
ハー交換手段を上方及び下方に順次移動する手段を有す
る真空処理装置を提供する。

本発明をさらに詳細に説明すると、本発明は、ウェハ
ーを処理するための真空室を規定するハウジング、この
ハウジングは水平に向けられたウェハーを真空室内の選
択された位置に挿入することができ、且つ処理後にウェ
ハーを真空室から取り出すことができるようにハウジン
グの側壁に閉じることができる開口を有している；ウェ
ハーを支持し選択された位置と一般に一直線にされた水
平上面を持つ電極アセンブリー；電極アセンブリー中の
垂直穴を通って延びる一般に垂直に配位された一群のピ
ンを含むウェハー交換手段；ウェハーを電極面上に位置
させそしてウェハーを選択された位置に戻すために上方
及び下方にウェハー交換手段を順次動かすための手段；
反応ガスを室に供給するための、電極アセンブリー上に
位置されたガスマニホールドを含むガス分配系；反応ガ
スから反応エッチングガスプラズマを発生させるため
の、ウェハー支持電極にRF（ラジオ周波）エネルギーを
与える手段；及び電極上に位置されたウェハーに均一な
エッチングを与えるために強さ及び方向を選択的に変化
される、電極面に平行な、電気的に制御されるDC磁場を
与える手段を含むエッチ反応器を提供する。

好ましくは磁場は、ウェハーを横切る別々の磁場を与
えるための、室の反対側に各々配置される二対以上の電
磁石、及び得られる磁場ベクトルの強さ及び角方位を独
立に制御するために個々の電磁石における電流を制御す
るコンピュータ手段により与えられる。特に、この対の
電磁石配置により与えられる磁場の強さ及び／又は方向
は、瞬時に変えることができる。この場は、渦流損失な
しに高い圧力で均一にエッチングを与えるために１分間
当り数サイクルのゆっくりした速度でウェハーの周囲で
段階状にされることができる。

加えて、ウェハー交換手段は、ウェハーが電極上に位
置されるときウェハーを電極に弾性的にクランプするた
めのクランプリングを含むことができる。特別の保護コ
ーティング又はカバー、例えば石英からなるものが、ク
ランプリング及びガスマニホールドに与えられる。

別の実施態様では、電極アセンブリーは液体により冷
却され、ウェハーから液体冷却電極への均一熱伝導を増
大するためにガスはウェハーと電極の間に供給される。
このガス促進液体電極冷却は、プロフィール制御及び黒
色シリンコンのような現象の回避を容易にするためにウ
ェハーを比較的低温に維持しながらエッチ速度とプラズ
マ制御を増大する目的で、極めて高いパワー密度の使用
を許す。

反応器はまた、低圧の電極冷却ガスを、RFを入力され
る陰極に中断することなく接続するための供給装置を含
む。供給装置は、冷却ガス受け取るべく適合されたガス
入口、及び電極に接続された間をあけたガス出口を持つ
ハウジングを含む。ハウジングは更に、ガスの通路を横
方向に間隔をおいた、内部の、密に接近した穴をあけら
れた一対のプレートを含み、ガス流の出口側のプレート
は台座と共通に電気的に接続され、入口側プレートは系
アースに接続されている。

別の実施態様において、電気抵抗加熱ユニットのよう
な加熱手段が、壁沈着物の形成を防ぐために室内壁に制
御された加熱を与えるべくハウジングに取付けられてい
る。

電気的に制御された多方向磁場、陰極及び反応器壁の
温度制御及び石英のような保護物質の使用を含む上記の
特徴の組合せは、前述した設計目的の達成を可能にす
る。種々の対立するプロセス要件、例えば方向性、選択
性及び均一性が、高圧を含む幅広い圧力にわたって、低
メンテナンス費のインサイツ自己清掃される単一ウェハ
ー系において満たされる。特に、電気的に制御される多
方向場及び特別の保護物質の使用は、運転の間の高い方
向性、高い選択性及び高い均一性を与える。電気的に制
御された多方向場は、高圧を含む約0.001〜0.300トルの
極めて幅広い圧力範囲にわたって均一エッチングを与
え、それにより均一性を犠牲にせずに高速エッチングを
可能にする。この幅広い圧力範囲は、インサイツの自己
清掃を許す。温度制御された表面及び電気的に制御され
た多方向磁場は、清掃操作及びインサイツ清掃を容易に
する。電気的制御された多方向場は独立にエッチ速度を
増し、かつ高圧操作可能性と組み合わせて実際的生産量
の単一ウェハーエッチング装置を与える。ハウジングの
側壁に設けた閉じることができる開口は、ウェハーの挿
入、取出しを容易にすると共に、処理ガスやキャリアガ
スの損失を最小限にするので、漏れたガスの処理コスト
を抑え、また処理ガスのプラズマが、ウェハー処理の可
能な状態になるまでの時間を最小限にするので、ウェハ
ーの処理速度が早く、効率の向上に寄与する。

下記で添付図面を参照しながら発明を更に説明する。

エッチ反応器60の概要 第６図及び第７図は各々、本発明の単一ウエハーエッ
チ反応器60の好ましい実施態様の等尺大図及びエッチ反
応器60の垂直断面図である、本明細書の記載は、主とし
てRIEモードのプラズマエッチングを意図するものであ
るが、該エッチ反応器の機能は、プラズマモードのエッ
チングをも可能とするものである。

第６及び７図において、本発明のエッチ反応器60は、
典型的にはアルミニウムのような非磁性物質より成りか
つ八角形配置の外壁64（水平断面図で見うる）を持つハ
ウジング62を含む。円形の内壁66は、エッチ室68を規定
する。後記でより詳しく述べるように、エッチ反応器60
はまた、独特のガス−及び液体−冷却台座／陰極アセン
ブリー70及びウェハー交換系74（第８〜10図）を含む。

ウェハー交換系74は、垂直に動きうるウェハーリフト
ピン79を含み、これは室内に挿入されて外部の手により
保持される又は操作されるブレード76からウェハー75を
つまみ上げ、ウェハーを加工のために台座72に移し、加
工されたウェハーを室から取り出すためにロボットブレ
ードに戻す。

またウェハー交換系74は、クランプリング78をウェハ
ーリフトピン79と一体に組み込む。下記に詳述するよう
に、ウェハー交換系74のデザイン、関連するウェハーリ
フト構造及びクランピング構造の組み込みは、室内で一
軸ロボット駆動の使用を可能にする。更に、室ロボット
の操作は、外部ロボットが室ロボットによる交換のため
に選択されたトランスファー位置にウェハーを単に与え
ることを必要とする。

ロボットが、反応器の多重性に役立つ複数室ロードロ
ック系で用いられる場合でさえ、外部ロボットに対する
要求を単純にすることによって、比較的単純なロボット
機構が実現可能となる。Ｒ−θ運動を用いるそのような
ロボットは、米国特許出願シリアルNo.944803（Ａ−449
74）（名称：複数室一体化加工系、出願人：ダン メイ
ダン、セソン ソメク、デビットN.K.ワン、デビット
チェン、マサト トシマ、アイザック ハライ及びペー
ター ホッペ）に記載されている。これは、多数室系と
も呼ばれる。

加工ガスは、一以上のガス貯蔵槽／タンクを含むガス
供給系81からガスマニホールド80により室の内部に供給
される。ガス供給系81は、入口接続84によりガスマニホ
ールド80にカップルされる供給ライン82を介してガスマ
ニホールド80及びエッチ室68に通じる。系は、エッチ室
68に供給される種々のエッチングガス、キャリアガスな
どの流速を制御する自動流れ制御系又は他の適当な制御
系を含む。

真空が室に与えられ、消耗されたガス及び同伴される
生成物が環状排出室90を介して出される。環状排出室は
排出端92に通じ、排出端92は典型的には真空バルブ系及
びルーツブロワー又は他の慣用の要素を介して機械的ポ
ンプ（図示せず）を含む慣用の真空ポンピング系93に接
続される。排出流は、エッチ室68から円筒状の台座／陰
極アセンブリー70の上周面の回りに取りつけられた水平
環状プレート96中のホール94を通して導かれる。穴をあ
けたプレート96は、環状排出室90内へのプラズマ浸入を
禁止する。この排出配置は、反応ガスによるウェハー75
の均一な被い及びエッチングを容易にする。排出系の制
御は、ブロワーの速度を制御するための圧力制御システ
ム及びD.C.モータを通して働くマノメーターセンサー
（図示せず）のような慣用の容量性システム又は他の慣
用の制御システムにより行える。

第７図で矢印102〜108により示されるように、入口84
に通じるガスがガスマニホールド80に送られ、次にマニ
ホールドから下方に向けられ（矢印104）、RFパワーの
適用の間に室加工領域110中でエッチングガスプラズマ
を形成し、次にウェハー75上に流れ、ウェハーを横切っ
て半径方向に外側に流れ、そして環状排出室中に（矢印
106）、次に排出端92から流れ出る（矢印108）。

上述のRFパワーは、プラズマ運転のために、即ち加工
領域110中で入口ガスからエッチングガスプラズマを作
るために、エッチ反応器60にRF供給系112により供給さ
れる。この系112は、RFパワー供給部及び負荷マッチン
グネットワークを含み、台座72に接続され、室壁はアー
スされる。すなわち、台座はパワーを供給された陰極で
ある。RFパワーは典型的には、高周波数好ましくは13.6
MHzで供給される。しかし、エッチ反応器60は、たとえ
ば数KHzの低周波数で運転することができる。

パワー供給された台座72の使用は、RFパワー及びプラ
ズマをウェハーの表面領域に集中させそしてウェハーを
横切るパワー密度を増しながらそれを他の場所では減少
させる利点を持つ。このことは、エッチングがウェハー
上でのみ起こり、室の他の部分では腐食を低減し、従っ
てウェハー汚染の可能性を低減させることを確実にす
る。典型的には、約2.5〜3.5ワット/cm²のパワー密度を
用いることができる。後述のように、この高いパワー密
度は冷却を要する。好ましくは、RFパワーを供給される
台座72は、ガス促進されるウェハーから陰極への熱伝導
と液体陰極冷却とを結び付けるべく構成される。しか
し、ヘリウムのような冷却ガスをパワー供給される台座
72に低圧で適用することは、冷却ガスの中断を通常引き
起こす。本反応器は、ガスを高電圧電極にイオン化なし
に供給する独特のガス供給部114（第７図）を含む。

エッチ反応器60はまた、上述の第４図に開示した磁場
発生系の改善を含む。第６図において、本系は、矩形配
列に取りつけられた、典型的な銅コイルより成る四つの
コイル対116、118、120及び122を用い、その各々は八角
形ハウジングの交互の壁にある。二つのコイル対は共働
して、準静的多方向場を与え、この場は高圧力及び低圧
力でエッチ均一性を提供すべく、ウェハーの回りで段階
的に、又は滑らかに回転されることができる。また、場
の強さは、エッチ速度を選択しまたイオンボンバードを
減少すべく変えることができる。

電気的に制御される多方向磁場発生器 第12図は、本発明で用いられる準静的多方向磁場を発
生し、そして制御するための系を示す図である。

主として第12図、及びまた第６図において、二つのコ
イル対116−118及び120−122は各々、互に垂直中磁場ベ
クトルB_Y及びB_X形成し、これらは一般に台座72及びウェ
ハー75に平行である。第12図に示す例において、コンピ
ュータ113は、線103、105、107及び109を介して慣用の
パワー供給系115、117、119及び121に制御信号を与え
て、各々導体123、125、127及び129を越えてコイル対11
6、118、120及び122に供給される電流の強さ及び方向を
制御する。この関連する電流は、各コイル対により発生
される場の方向及び強さを決定する。

コイル対116−118及び120−122により各々発生される
垂直な場ベクトルB_Y及びB_Xは、 B_X＝Bcos θ （１） B_Y＝Bsin θ （２） により定義される。

場Ｂの望む又は要求される値及びその角方位θが与え
られると、コンピュータ113は、望む場の強さ及び方向
を与える組合せ磁場ベクトルB_X及びB_Yを得るよう式
（１）と（２）を独立に解き、次にこれら場B_Y及びB_Xを
与えるべくコイル116−122への必要な電流の適用を制御
する。

また、このDC磁場の角方位θ及び強さは、コイルの電
流を変えることによって、望むように速く又は遅く独立
に変えることができる。場が各角位置においてオンする
時点及び角ステッピングの方向は、場の強度と同様に変
えることができる。なぜなら、これらパラメータはた
だ、電磁石への電流を変える機能であり、コンピュータ
113によって容易に制御されるからである。すなわち、
場は、選ばれた方位及び時間増分を利用して、ウェハー
の回りに段階的に変化されることができる。もし望むな
ら、得られる場Ｂθの強さは、プロセス又は反応器構成
が要求するように変えられることができ、あるいは一定
の場強さを用いることができる。簡単に言えば、電流制
御される系は、一定の又は変化される角速度の速く又は
ゆっくり動く、一定の又は変化する強さの磁場の多様性
を提供する。加えて、場の方位は、段階的にされる又は
順次的に変化される必要はなく、任意の所与の方位（又
は場強さ）から他へ瞬時に切り換えることができる。

D.C.磁場の方向及び強さを独立に制御するこの多様性
は、典型的には60ヘルツの標準速度のような固定の比較
的高い周波数で回転する従来の市販入手できる回転磁場
とは明瞭に異なる。また、たとえば２〜５秒／回転（２
〜30サイクル／分）の速度でゆっくり「回転する」能力
は、アルミニウム又は金属室でのより高い周波数の使用
に結びついた渦流損失を避ける。

第４図の従来の反応器40は、一つの軸に沿って静的磁
場を逆にする。対照的にエッチ反応器60は、電磁石コイ
ルへの電流を変える単純な方策によって、好ましくは数
Hzで磁場を効果的に回転する。これはウェハーの回りの
磁場を段階状にし、そしてウェハーを横切る一方向でな
くてウェハーの周囲360゜のエッチ均一性を増す。結
局、エッチ反応器60は、低い圧力のRIEエッチング装置
における方向性、選択性及び均一性さえも越える方向
性、選択性及び均一性をもって、低圧から高圧までの広
い範囲にわたって用いることができる。

たとえば２〜30サイクル／分の好ましい低速磁場回転
の一つの適用は、後記の臭素／ヨウ素エッチプロセスで
記述される。より詳しくは、臭素化及びヨウ素化エッチ
化学と組み合わせた磁場の使用は、エッチをコントロー
ルし、ウェハー損傷を低減する。磁場を増大することは
エッチ速度を増し、従って所与のエッチ速度は、磁場を
増大しそしてRFパワー及び得られるバイアス電圧−V_dc
を低減することにより得ることができる。これは、ウェ
ハーのイオンボンバード及びデバイス損傷を低減する。
言及した臭素／ヨウ素シリコンエッチプロセスで用いら
れる臭素及びヨウ素エッチングガス組成は、シリコン物
質がエッチされそれにより側壁プロフィールをコントロ
ールするとき、トレンチ側壁上に無機質の側壁沈積物を
形成するよう注意深く処方される。磁場を増大すること
は、このエッチプロフィールコントロールの有効性を増
す。

一般に磁場強さが増大されるとき、保護側壁沈積物は
厚くされ（酸素源が存在するとき）、より大きなテーパ
ー及びより小さい曲がりをトレンチプロフィールに与え
る。磁場を容易に変えることができるので、このことは
深さを増しながらプロフィールを変える能力を与える。
たとえば、極めて狭く深いトレンチにおいて、誘電体に
よりトレンチを続いて充填することを容易にすべく、よ
り広いトレンチ口を持つことが望ましい。磁場を調節す
ることにより与えられるテーパーコントロールは、正に
そのようなロート形の、広口の、狭い充填された（boil
ed）トレンチを可能にする。

上述の第12図はまた、エッチ反応器60のためのコンピ
ュータコントロール系全体を示す。ここではコンピュー
タ113は68010タイプコントローラーである。コイル対11
6−122への電流の適用制御することに加えて、コンピュ
ータ113はまた、供給部81からのガス流、供給部112から
のRFパワーの適用、各供給部169及び175から陰極への冷
却ガス及び水の入口、真空系93、シャフトリフト機構14
0のための気体力学的シリンダーのためのコントロール
バルブ、スリットバルブ162のための気体力学的シリン
ダー163のコントロールバルブ、及び水ヒーター電極供
給部183を制御する。

台座／陰極アセンブリー70 第６図及び主に第７図において、台座／陰極アセンブ
リー70は、ハウジング62の内部に取りつけられた一般に
円筒形の壁構造124、及びハウジング62に取りつけら
れ、その下方に延びる円筒形底ハウジング126を含む。
環状排出プレート96は、ボス127及び129上でハウジング
124に周縁的に取りつけられる。パワーを供給される台
座72は、環状絶縁部材130−134をつれそわせることによ
り、アースされたハウジングに取り付けられた、一般に
円筒状の基部部材128上に取り付けられる。

台座／陰極アセンブリー70は、円状に配置された多数
の垂直に延びるウェハー支持ピン／ウェハーリフトピン
79−79（４つが図示される）を含む。ウェハーリフトピ
ン79は、台座72及び基部128の周縁で穴を通って延び
る。ウェハーリフトピン79−79及びクランプリング78の
両者は、シャフトリフト機構140及び円筒形リング部材1
39に取り付けられた水平に延びるアーム137−137を含む
支持アーム手段に取り付けられる。アーム137−137は、
後述のように垂直変位のためにシャフトリフト機構140
に取り付けられる。

上述のように、垂直に配位されたウェハーリフトピン
79−79は、アームアセンブリーの各アーム137−137に取
り付けられ、台座72の上方ウェハーを支持面で穴を通っ
て延びる。クランプリング78はまた、アームアセンブリ
ーに、即ちリング139に取り付けられる。リング139は、
ハウジング124と基部128の間に形成されたチャンネル14
1内で垂直に動きうる。第８〜11図に関して後に詳述す
るように、ウェハーリフトピン79及びクランプリング78
（ピンから垂直に転位される）、及び共通の垂直に動き
うるアームアセンブリーに結合するそれらのジョイント
の使用は、一軸運動を用いる外部ロボットブレード76に
よる単純なウェハー交換を提供する。

シャフトリフト機構140は、ボルト146で結合されるス
リーブ142及び円筒形スプリング収納部144を含み、基部
150内に形成された穴内でベアリング148上でスライドで
きるように取り付けられる。基部150は、段階状円筒形
構成であり、その段階又は肩で基部128の底に結合され
る。

シャフトリフト機構の横方向運動は、シャフトリフト
機構140の小穴153を通して延びる一対の垂直ガイドピン
151（一つのみ図示される）により制御される、即ち阻
止される。調節できるストップナット155が、シャフト
リフト機構140及び関連するクランプリング78及びウェ
ハーリフトピン79の上方運動（最上位）を制限すべく、
ピン151のネジを切られた下方部に取り付けられる。

スプリング152は、シャフトリフト機構140、クランプ
リング78及びウェハーリフトピン79を正常な下方位置に
かたよらせるべく基部150の底とシャフトのスプリング
収納部144の間に保持される。第７図に示すように、こ
のスプリング偏位位置において、ウェハーリフトピン79
−79は台座72のそれらの穴に引込められ、クランプリン
グ78は台座72の周縁と弾性的にかみ合う。もしウェハー
75が台座上に位置されるなら、クランプリング78はウェ
ハーの周縁を台座の上方表面154（第８図）に対して確
実にかつ弾性的に把持する。シャフトリフト機構140、
クランプリング78及びウェハーリフトピン79−79の垂直
上方運動は、典型的にはハウジング126に取り付けられ
てコンピュータ113（第12図）のコントロール下で操作
される気体力学的シリンダー158の垂直ロッド156により
行われる。ロッド156の上昇運動は、スプリング152の偏
位動作に対してシャフトリフト機構140を上方に動か
し、クランプリング78を台座72/ウェハー75から解放
し、そしてウェハーリフトピン79−79を台座を通って上
方に延ばしてウェハーをつまみあげる。

ウェハー交換系74の操作 第８〜10図は、独特の単一クランプリング78/ウェハ
ーリフトピン79ウェハー交換系74の操作を例示する。得
られる単純な一軸ロボット動作は、個々のウェハー75を
外部ブレード76（第６図も参照）から台座72へ、及びこ
の逆に移し、下記のようにウェハーを確実に位置させか
つまたウェハーの冷却を促進すべくウェハーを台座に把
持する。

第６、７及び８図において反応器ハウジング壁66は、
室内外における外部ブレード76の運動を許す閉鎖しうる
長い開口160を持つ。この閉鎖可能な開口160は、ブレー
ド76がウェハーを室に置く又は抜き出すために用いられ
ない時に室を密閉するため、枢軸的に取りつけられたバ
ルブ又はドア162により閉じられる。ドア162は、気体力
学的シリンダー系163（第12図）により開け閉めされ
る。クランプ支持リング139は、ブレード76及びウェハ
ー75の挿入を許すその反対上側に形成された一対の凹部
164−164（第６図）を持つ。単純な二方向一軸ロボット
タイプブレード76は、ウェハーをエッチ反応器60と外部
保管器例えばカセットの間で移すために必要なもの総て
である。適当なロボットブレード及びドアは、前述の多
数室システムに記載される。

初めに、クランプ及びフィンガー取付けアームアセン
ブリーは、第８図で、及び第６図では点線の、少し上げ
られた位置に置かれ、従ってリングの凹部164、閉鎖可
能な開口160及びブレード76は水平に一列にされる。こ
のことは、正面凹部164を通してブレード76を挿入する
ことを可能にする。ウェハーリフトピン79と頂部とクラ
ンプリング78の間の分離点は凹部164と水平に配列され
ることに注目されたい。すなわちブレード76はまた、ウ
ェハーリフトピン79−79とクランプリング78の間を通る
ことができる。そのように配列された閉鎖可能な開口16
0及び164によって、ブレード76（その上で支持され加工
れるべきウェハーを伴う）は、閉鎖可能な開口160及び
凹部164を経てエッチ室68内に挿入され、そしてプラズ
マエッチング領域110へ及び台座72上に置かれる。

次に第９図に示すように、ロッド156（第７図）が延
ばされて、シャフトリフト機構140及びウェハーリフト
ピン79−79を上げて、ブレード76からウェハー75を持ち
上げる。

ブレード76を引込めた後に、ドア162を閉じる。第10
図においてシリンダー158（第７図）が次にロッド156を
引込めてスプリング152がシャフトリフト機構140を下げ
／引込め、そしてクランプリング78がリングと台座72の
間でウェハーを弾性的に把持する。

加工の後に、シリンダー158がシャフトリフト機構140
を上げ、ブレードがウェハーの下方に室内に挿入できる
ようにウェハー75をブレード76より上に持ち上げる。シ
ャフトリフト機構140は次に、第８図に示す位置にウェ
ハーリフトピン79−79及びクランプ138を置くべく、少
し下げられる。この点で、加工されたウェハー75を保持
するブレード76は室から引き出される。新鮮なウェハー
をブレード76の上に置き、やはり第８図に示すようにク
ランプリング78及びウェハーリフトピン79−79の間で室
内に挿入して、次のウェハー交換サイクルのスタートを
始めることができる。

上述のように、ウェハー交換システム74は、鉛直の点
及び周縁接触のみを用いてウェハーをブレードへ及びブ
レードから移し、ウェハーを把持し、ウェハーを台座か
ら取り除く。通常の滑り及び／又は回転摩擦接触は、つ
まみ上げるために必要であり、デポジットウェハーは存
在しない。このことはエッチ室68内で粒状物が発生する
傾向を低減することが理解されよう。

また一軸ロボットのための支持及び移行装置はエッチ
室68の下に置かれ、そして取り囲む台座／陰極アセンブ
リー70により室から隔離される。ベローズ166がシャフ
トリフト機構140の上端と基部150の間に取り付けられ
て、シャフトリフト機構140及びウェハー98及びエッチ
室68の間に追加的バリャーを与える。ベローズ166の内
部は、オリフィス168によってハウジング126内の大気圧
に通気される。このことは、シャフト室167の大気圧に
おいてシャフト軸に沿うベローズの膨張及び収縮をその
上昇及び下降の間に容易にする。

ウェハー冷却系 上述のように、台座／陰極アセンブリー70は、液体と
ガスの組合せにより、たとえばガスで促進されるウェハ
ーから陰極への熱伝導により及び液体陰極冷却により冷
却される。典型的には冷水である液体は、コンピュータ
113で制御される陰極−水供給系169によって入口170に
供給され、入口170は基部128内の下方環状チャンネル17
2及びまた一対の上方冷却チャンネル174−174と通じ
る。すなわち、冷却水は入口170に流入し、次に下方チ
ャンネル172及び上方冷却チャンネル174−174を通って
出口（図示せず）へと進む。上方冷却チャンネル174−1
74は、冷却ガス入口通路176をバイパスするために、よ
り広い単一チャンネルの代わりに用いられる。

冷却ガスが、把持されたウェハー75から水冷される台
座72への熱伝導を促進するために用いられる。熱伝導性
ガスは、慣用のコンピュータ113制御バルブ系175により
供給部114経て入口通路176に供給され、これは後述のよ
うに、運転される台座による低圧ガスのイオン化を防止
する。第６図において、通路176は、台座72の面におい
て半径方向溝180を交差するオリフィス178に接続する。

クランプリング78により台座72に対して把持されたウ
ェハー75での運転において、低圧で良好な熱伝導体であ
るヘリウム又は他の適当気体が供給部114及び入口176を
経てウェハーと台座の間のインターフェースで半径方向
溝180−180に供給されて、典型的には約１〜10トルのほ
とんど静的なガス圧を作る。エッチ反応器60のプラズマ
運動の間に、このインターフェースガスは熱をウェハー
75から水冷される台座に運び、それにより液体冷却され
る台座／陰極アセンブリー70によるウェハーの均一冷却
を可能にする。

RF駆動される、高パワー密度の、ガス及び液体冷却さ
れる台座／陰極アセンブリー70の重要性は、米国特許出
願シリアルNo.944491（Ａ−44970）、名称シリコン及び
ケイ化物のための臭素及びヨウ素エッチプロセス、発明
者ジェリーY.ウォン、デビッドN.K.ワン、メイ チャ
ン、アルフレット マク及びダン メイダン、に例示さ
れている。これは臭素／ヨウ素エッチプロセスとも呼ば
れる。上述の臭素／ヨウ素エッチプロセスの実施におい
て、台座／陰極アセンブリー70は約20〜30℃の水で冷却
される。ヘリウムのようなガスが、約４トルの実質上静
的な圧力でウェハーと水冷される台座72の間に供給され
る。このことは、ウェハー75と冷却される台座72の間の
高速均一な熱伝導を供給し、それによりウェハー表面を
約60℃以下の温度に維持する。この冷却は、約2.5〜3.5
ワット/cm²の高パワー密度が慣用のRIEエッチング装置
で用いられるパワー密度より約１オーダー高い故に必要
とされる。冷却は、シリコン又は他の物質をエッチする
上述の臭素／ヨウ素エッチンプロセスあるいは別のプロ
セス中に、曲がったトレンチプロフィール及び黒化シリ
コンを取り除くのに役立ち、また、プロフィールコント
ロールを容易にする。黒化シリコンの現象は、約70℃と
いう低い温度でも起こりうる。

室表面温度コントロール 第７図において、加熱ユニット181、典型的には円筒
形電気抵抗ヒーター又は他の適当なユニットは、カバー
67、及びエッチ室68に対応するハウジング側壁66−66の
上部、及び特にハウジング内側及び室上方壁67I及び66I
を加熱する目的でエッチ反応器60のカバー67に取り付け
られる。第12図において、電力はパワー供給部183によ
りヒーター181に供給され、パワー供給部183は制御線18
5を介してコンピュータ113により制御される。コイル対
116〜122は、壁66−66の補助的加熱を与える。

好ましくは、ヒーター181は、反応器運転の間の凝縮
を防ぐために壁67I及び66Iならびにガスマニホールド80
の内表面を加熱する必要があるときに選択的に運転され
る。たとえば引用した臭素／ヨウ素シリコンエッチプロ
セスで用いられる臭素及びヨウ素エッチングガス組成物
により形成されるプロフィールコントロール無機質側壁
沈積物は、シリコン、酸素、臭素及び／又はフッ素のよ
うな成分の種々の組合せ、たとえばSiO₂,SiBr_x,SiBr_xF_y
及びSiOBr_xF_yより成ることができる。このエッチ工程の
間に、コンピュータ113で制御されるヒーター181は壁67
I及び66Iを＞70℃の温度に加熱して、これら無機沈積物
の好ましくは凝縮を防ぐ。

石英被覆 典型的にはクランプリング78は、動きを容易にしかつ
損傷なしにウェハー周縁を弾性的に把持するためにArde
l（商標）又はLexan（商標）のような軽量弾性物質より
成る。またガスマニホールド80及び室の残部は、アルミ
ニウムのような非磁性物質により形成される。クランプ
リング78に約1/8インチ厚さの石英コーティング又は層8
1を与え、またガスマニホールド80に約1/8インチ厚さの
同様の石英層又はコーティング83を与えると、エッチ反
応器60の運転の間のシリコンウェハー75の汚染が防止さ
れることを我々は見出した。石英はシリコンに類似し、
従ってシリコンを汚染しない。石英カバー81及び83はま
た、黒化シリコンの除去を助ける。なぜなら得られるカ
バーを用いるプロセス反応は、もしこの遮蔽物質が適当
に選択されないと、曝露されたシリコンにおいてミクロ
マスキング効果を生み、そしてこれは黒化シリコンの生
成をもたらすからである。またエッチ反応器60の運転の
間に石英から酸素が放出される。放出された酸素は、シ
リコンのようなエッチング物質のために用いられる酸化
物マスクに物質を追加し、マスクのエッチ抵抗（選択
性）を増大する。石英からの酸素はエッチ速度を増加す
る。酸素は、曲げを減少するため又はエッチプロフィー
ルをコントロールするために上記臭素／ヨウ素エッチプ
ロセスで記述された物のようなエッチングガス組成物に
含められるものに付加的である。

電気的故障に抗するガス供給 第11図は、ガス中断又はイオン化なしにRFパワーを与
えられた台座72に冷却ガスを供給するために用いられる
ガス供給装置114の拡大垂直断面図である。この供給装
置は、ほぼ平行な、近接された、穴を開けられた、上張
り内壁186及び188を持つ一対の電極部182及び184により
形成される閉じた円筒により成る。冷却ガスは、一末端
のカバー191の入口190を経て供給装置に入り、プレート
186の穴198を通過し、プレート間の小さなギャップｄを
横切り、次にプレート188の穴199を横切り、そして反対
端のカバー193の出口192を流通する。入口190は、冷却
ガス供給部（図示せず）に通じ、一方、出口192はライ
ン194（第７図）によって台座通路176に接続される。

環状絶縁スペーサー195は、二つの電極182と184を物
理的かつ電気的に分離する。得られる円筒形アセンブリ
ーは、スクリュー195−195により連結され、Ｏリング19
6−196でシールされる。入口電極182はアースされ、一
方、出口電極184はRFパワーを供給される台座72と共通
に接続される。穴198及び199の間隔及び大きさ、及びギ
ャップｄの大きさは、高いガスコンダクタンスを与えか
つ低い圧力及びこれら二つの隣接プレート間の高い電位
差にも関わらずガスのイオン化を防ぐべく選択される。
たとえば、４トルのガス圧の場合、１〜40ミルのギャッ
プｄ、及び10〜40ミルの穴直径がガスのイオン化を防
ぐ。スペーサー195の高さを変えて、種々のガス及び圧
力に適応するようギャップｄを調節できる。装置114は
事実上、圧力×距離の積の小さな値に対するガスの敏感
さにも関わらず低圧冷却ガスを台座の電位差にさらすた
めのコンパクトな供給装置である。

清潔な操作：自己清掃 加熱要素181による制御された反応器壁加熱を含むい
くつかのデザイン特徴は、本エッチ反応器66の極めて清
潔な操作を与える。これは、引用した臭素／ヨウ素エッ
チプロセスのような、エッチプロフィールコントロール
などのために沈積物形成性ガス組成を意図的に用いるプ
ロセスの使用に関わらず、そうである。平均して、我々
は自己清掃サイクルの間に約100回反応器を運転した。

清掃の間の長い運転時間に加えて、エッチ反応器60の
自己清掃能力によって清掃は重荷でなくされる。周知の
ように、種々のエッチ室表面を自己清掃することはウェ
ハーをエッチするより困難である。その理由は単に、室
の大きな体積及び大きな表面積をカバーするようにエッ
チングガスプラズマを膨張することが困難であるからで
ある。

エッチ反応器60において、コイル対116−118、120−1
22により与えられる磁場は、高圧運転が行うように自己
清掃エッチ速度を増大する。反応器は、0.001トル〜0.3
00トルの圧力範囲で稼働するよう設計され、従って自己
清掃の高い圧力要求並びにエッチングのより低いしかし
なお比較的高い圧力要求に運転を合わせる能力を持つ。
回転しうる磁場、及び磁場強さと方位の独立制御は、清
掃プラズマを室内くまなく広げ、そして総ての室表面を
効果的に清掃するために要求される室の特定の領域のエ
ッチ速度を増すことを可能にする。

また、パワーを供給される陰極の使用、及び台座／陰
極アセンブリー70と陰極ガスマニホールド80の間の狭い
間隔は、閉じ込められた密なプラズマを与える。約13リ
ットルの比較的小さな室サイズ及び総ての要素の円対称
性はまた、自己清掃可能性に寄与する。また、室内の総
ての露出された表面はアルミニウム又は石英であり、こ
の両者とも自己清掃に感じず、かつそれと相反しない。

好ましくは、インサイツ自己清掃のためにフッ素化ガ
ス組成物が用いられる。NF₃,SF₆のような非簡素のフッ
素含有ガス組成物は、エッチ生成物の高い揮発性、汚染
のなさなどの故に好ましく、しかしC₂F₆,CF₄のような他
の物又は他のフッ素含有フレオンも用いうる。ここで好
ましい自己清掃プロセスは、60_SCCMの流速でエッチ室68
に供給されるガスNF₃、１分間当たり30サイクルで回転
する０〜45ガウスの磁場強さ、450WのRF発信パワー及び
100mTの室圧力を用いるフッ素ガス化学を利用する。こ
れらパラメータは、室内部表面における均一エッチを与
え、10回の運転（各運転で10ミクロンのシリコンが除去
される）の後に約10分間でエッチ反応器60を効果的かつ
完全に清掃するであろう。

対照的に、慣用のプラズマエッチ反応器は、典型的に
は約５回の運転間隔で清掃され、湿式エッチング剤中で
の清掃のために分解を必要とする。インサイツ自己清掃
能力、本質的に清潔な運転及び清掃サイクルの間の長い
時間の組合せは、清掃のために必要な休止時間を減少
し、生産量を増大させる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は、従来のプラズマエッチング系の三つのタ
イプを図式的に示す断面図である。 第４図は、本発明の磁気的に促進されるRIEモードプラ
ズマエッチ系の原形である磁気的に促進されるRIEモー
ドプラズマエッチ系の、部分的に図式化した断面図であ
る。 第５図は、第４図で示す室のウェハー保持電極を通る垂
直断面図であり、Ｂ反転を示す。 第６図は、本発明の磁場促進プラズマ反応器の好ましい
実施態様の等尺大図である。 第７図は、第６図の線７−７に沿う垂直断面図である。 第８〜10図は、ウェハーを反応器台座に置き、そしてそ
こから取り去るウェハー交換系の動作を示す連続図であ
る。 第11図は、第７図に示すガス供給系の拡大垂直断面図で
ある。 第12図は、本発明で用いられる電気的に制御される準静
的多方向DC磁場を発生させ制御する系、及び本発明の反
応器の全運転を制御するのに適するコンピュータ系を示
すフロー図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダン メイダン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94022 ロス アルトス ヒルズ ムー リエッタ レーン 1200 (72)発明者 サッソン サメク アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94065 レッドウッド シティー コン パス ドライヴ 524 (72)発明者 ケニス アール スタルダー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94062 レッドウッド シティー キン グ ストリート 515 (72)発明者 ダナ エル アンドリュース アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94043 マウンテン ヴィュー ベトロ アベニュー 2541 (72)発明者 メイ チャン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95132 サン ホセ イサドラ ドライ ヴ 3366 (72)発明者 ジョン エム ホワイト アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94541 ヘイワード コロニー ヴィュ ー プレイス 2811 (72)発明者 ジェリー ヤン クイー ウォン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94587 ユニオン シティー オリック ストリート 32729 (72)発明者 ヴァルディミル ジェイ ザイトリン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95051 サンタ クララ ミュア アベ ニュー 146 (72)発明者 ディヴィッド ニン クー ワン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95014 クーパーティノ サンタ テレ サ ドライヴ 10931 (56)参考文献 特開 昭60−227420（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−288424（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−212023（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−45761（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−232420（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−56415（ＪＰ，Ａ)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空室を形成するハウジングを有して、真
   空室内に置かれたウェハーを処理する真空処理装置であ
   って、 前記ハウジングの側壁に設けられた閉じることができる
   開口と、 前記開口を通じて、ウェハーを真空室内の所定の位置に
   挿入し且つ前記所定の位置から取り出す手段と、 水平にウェハーを支持するための、前記所定の位置の下
   方に位置する上面を持つ台座と、 前記台座内の穴を通ってほぼ垂直方向に延びるピン群
   と、 ウェハーを前記所定の位置から前記台座の上面上に移動
   し、かつウェハーを前記台座の上面上から前記所定の位
   置に戻すために、前記ピン群を下方及び上方に動かす手
   段、及び 前記台座の上面上でウェハを前記台座に締めつける手段 を有する真空処理装置。
2. 【請求項２】前記締めつける手段は、上方及び下方に動
   くことができる、ほぼ垂直方向の軸を持つクランプリン
   グであって、 前記台座は、前記ウェハーを支持するための、前記所定
   の位置の下方に位置する水平な上面を持ち、 前記ピン群は、前記クランプリングより小さい直径を有
   する円周上に配置され、前記ピン群の上端は前記クラン
   プリングの下方に間隔を有しており、 前記クランプリングを下方に動かすことにより、前記ウ
   ェハーが前記台座に締めつけられることを特徴とする請
   求項１に記載の真空処理装置。
3. 【請求項３】更に、前記台座にRFエネルギーを与える手
   段を有することを特徴とする請求項１に記載の真空処理
   装置。
4. 【請求項４】更に、前記台座内で冷却流体を循環させる
   手段を有する請求項１ないし３のいずれかに記載の真空
   処理装置。
5. 【請求項５】更に、ハウジングの外部に設けられた、ハ
   ウジングの内部表面を所定の温度に加熱するための手段
   を有し、前記表面上への沈積を妨げることを特徴とする
   請求項４に記載の真空処理装置。
6. 【請求項６】更に、イオン化することなく電力供給され
   る台座に低圧で冷却ガスを供給するための供給装置を含
   み、前記冷却ガスを受け取るためのガス入口及び前記台
   座に接続され、間隔を開けて位置するガス出口を持つハ
   ウジングを有し、前記ハウジングは、更にガス通路を横
   方向に広げる、内部の、接近した間隔の開口をもつ一対
   のプレートを含み、ガス流の出口側の前記プレートの一
   つは前記台座と共通に電気的に接続され、他のプレート
   はアースに接続されていることを特徴とする請求項４に
   記載の真空処理装置。
7. 【請求項７】ガスマニホールド及びクランプリングに石
   英のようなエッチングされにくい材料のコーティングが
   なされていることを特徴とする請求項１、２ないし６に
   記載の真空処理装置。
8. 【請求項８】ウェハー表面に平行な直流磁場を形成する
   ためのハウジングの周りに配置された少なくとも第１及
   び第２の電磁石対、及び均一なエッチングプラズマを与
   えるために、ウェハーの表面にわたって直流磁場を段階
   状にするための電流を前記電磁石対に流す手段を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。