JP2892070B2 - 堆積膜形成装置 - Google Patents

堆積膜形成装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、半導体デバイス、絶縁膜あるいは電子写真
用の感光デバイスなどの用途に有用な堆積膜を化学的気
相法により形成する装置に関するものであり、とりわ
け、半導体集積回路又は大規模集積回路デバイスを外界
から隔離するためのパッシベーション膜の形成に適した
堆積膜形成装置に関する。
〔従来技術の説明〕
従来、堆積膜の形成法には、真空蒸着法、プラズマCV
D法、熱CVD法、反応性スパッタリング法、イオンプレー
ティング法、光CVD法などが知られている。これらの方
法は、各々、堆積膜の種類や用途に応じて適宜選択して
採用されている。
しかしながら、いずれの堆積膜形成法もそれぞれ未解
決の問題点を有している。
例えば、熱CVD法は、堆積膜構成元素からなる化合物
の気体を高温下で熱分解反応させることにより基体表面
上に薄膜を形成せしめる方法であるが、高温熱分解反応
によるため限られたプロセスにしか用いることができな
いという問題を有する。また、高周波プラズマ励起によ
る放電プラズマCVD法は、エネルギーの高いプラズマ状
態下で、反応ガスの化学結合を低温で分解し、活性度の
高い化学状態の粒子(主に励起された原子、分子などの
ラジカル群)を作り出し、活性化された粒子間の化学反
応により薄膜を形成せしめる方法である。この方法は、
低温での粒子生成を可能にすることから実用性の観点か
ら高く評価されているが、こうしたプラズマCVD法の反
応プロセスは、熱CVD類に比較してかなり複雑であり、
その堆積膜形成パラメーターも多く、製造条件を一般化
することが難しいのが実状である。光CVD法について
は、化学反応を励起し且つ促進させる方法として光エネ
ルギーを用いる方法であるが、プラズマCVD法では高エ
ネルギーの粒子の基体への衝突や、荷電粒子の存在など
によりデバイスの特性が変動するおそれがあるのに対
し、光CVD法ではそうした問題がないのに加えて、プラ
ズマCVD法と同様に低温成膜の効果を期待できる。しか
しながら、光CVDにあたっては、反応ガスについて、吸
収する光の波長の制限がある。このことから、生成され
る膜の種類はおのずと限られてしまう。
こうした種々のCVD法の問題点を解決するについて種
々の方法が試みられている。その1つとして高周波プラ
ズマCVD法を改良した混成励起法によるCVD法が提案され
ている。
以下、その一例を記載する。
従来、半導体集積回路(以下、「IC」と略す。)、特
に大規模集積回路(以下、[ULSI」と略す。)の信頼性
向上のため、これらのデバイスを外界の影響から隔離す
ることを目的としたパッシベーション膜が用いられてい
る。そして該パッシベーション膜の材質には、リンシリ
ケートガラス(PSG)等が用いられてきたが、この材料
は、H2O、Naイオン等に対するブロッキング効果が十分
ではなく、さらにブロッキング効果の高いものが求めら
れてきた。
こうしたなかで、Si3N4膜は、PSG、SiO2等と比較し
て、硬度があり、化学的に不活性で高密度なため、H
2O、Naイオン等不純物に対するブロッキング効果は極め
て大きいことから、パッシベーション膜として利用が期
待されているが、その成膜時に800℃程度にウエハを昇
温する必要があることから実用化には至っていない。
最近、プラズマCVD(以下、「PCVD」と略す。)法の
開発により、300℃程度でのSi3N4膜の成膜が可能となっ
た。これについての報告例は多数見られる。例えば「真
空」第31巻第3号第167頁小早川幹夫ら著“低圧プラズ
マCVDによる窒化シリコンコーティング膜”がその1例
としてあげられる。以下、PCVD法によるSi3N4膜の成膜
について図面を用いて説明する。
第3図はPCVD法による成膜装置を説明するための概略
図である。該装置によるSi3N4膜の成膜は以下のように
して行なわれる。すなわち、バルブ4を開き、真空容器
3内の残留ガスを排気した後、流量調節弁25を介してガ
ス吹き出し用リング22からSiH4とNH3の混合ガスを真空
容器内に導入する。次に、バルブ4で容器内の圧力を10
torr程度に調達し、ウエハホルダ5上に載置したウエハ
6をヒーター24で300℃に加熱する。その後、RF(主に1
3.56MHz)電源1よりRF電力を、カソード電極7とウエ
ハホルダ5の間に印加する。この際電界が生じ、それに
よりカソード電極7とウエハホルダ5との間にグロー放
電がもたらされてガスがプラズマ状態となり、SiH4とNH
3が分解、結合を繰り返しウエハ表面に反応生成物とし
てのSi3N4の膜が堆積される。
しかしながら、PCVD法で成膜されたSi3N4膜は、SiH,N
−H結合の形で約20atm%ものHを含む。このSi3N4膜を
MOSデバイスに使用した場合、前記のHがゲート電極と
シリコン表面の界面に移動し、ホットエレクトロンをト
ラップしてしまう。その結果、MOSデバイスのしきい値
の変動及び劣化を引き起こす。第5図はPCVD法で成膜し
たSi3N4膜の赤外線吸収特性を示すスペクトルである。
以上の問題点を改善するために、クヌーセン領域にお
ける混成励起CVD法の応用が考えられている。該混成励
起CVD法による膜形成は、高周波グロー放電により励起
した堆積膜の構成要素となる原料ガスを堆積膜形成用基
体表面に供給するとともに、該基体表面に光照射を行っ
て基体表面を活性化せしめ、活性化された基体表面に所
望の堆積膜を形成せしめるものである。この方法によれ
ば、SiH4ガスを用いたN2プラズマ中で分解・再結合の過
程を経てウエハ上にSiN,SiH,NHの結合物としての膜を堆
積させるものであるが、前記従来例のPCVD法に比較し
て、ウエハ上の堆積物のうち、SiHは非常に少ない、主
にSiN、NHが堆積する。そして、ウエハ表面には紫外線
ランプから紫外線が照射され、NH結合基は波長450nm以
下の光を吸収するため、分解し気相中に脱離する。この
結果、H含入量の少ないSiN膜を得ることが可能とな
る。即ち、後述する第4図に示す装置を用いた成膜例で
はH含入量10atm%以下のSiNが得られる。第6図にクヌ
ーセン領域における混成励起CVD法で成膜したSiN膜の赤
外線吸収特性を示した。
第4図は、クヌーセン領域における混成励起CVD法に
よる堆積膜形成装置の1例を模式的に示す断面図であ
る。図中、1は高周波電源、2は真空計、3は導電性物
質からなる反応容器、4は排気量調節弁、5はウエハホ
ルダ、6はウエハ(堆積膜形成用基体)、7はカソード
電極、8はSiH4ガス吹き出し用リング、9はSiH4ガス流
量調節弁、10は絶縁物からなる円筒状の反応容器、11は
N2ガス流量調節弁、14はXeランプ光透過窓、15はXeラン
プ電源、16はXeランプ、17はXeランプ光吸収用鏡、25は
ウエハホルダ回転用モーター、26はギヤ、27はウエハホ
ルダ回転用モーターの電源をそれぞれ示している。
該装置を用いた堆積膜の形成は以下のようにして行な
われる。すなわち、ウエハ6上にSiN膜を形成させる場
合、バルブ4を通して真空容器3内のガスを排気した
後、流量調節弁11よりN2ガスおよび流量調節弁9よりSi
H4ガスをそれぞれ真空容器内に導入する。SiH4ガスは、
吹き出し用リング8から、ウエハホルダ5上に置かれた
ウエハ6に吹き付けられる。容器内の圧力をバルブ4で
調節し、カソード電極7にRF(13.56MHz)電源1から、
RF電力を印加する。すると、カソード電極7とアース接
地された真空容器壁3の間でグロー放電が発生し、N2
スは励起されてプラズマ状態となり真空容器内部全体に
拡散する。SiH4吹き出し用リング8からウエハ表面に吹
き出されたSiH4ガスは、N2プラズマと反応し、前記のよ
うにウエハ上に堆積する。この堆積物にランプ16から紫
外線がウエハ6表面に照射され、良質のSiN膜が形成さ
れる。
しかし、こうした従来の装置による方法では、真空容
器内のプラズマが一方向から流れてくるため、プラズマ
密度は中心からずれた位置に極大をもつ分布となる。実
際にプラズマ密度を測定したところ、カソード電極7か
ら離れるに従ってプラズマ密度が減少しており、例えば
N2ガスが10mtorrのガス圧の時カソード電極7に2.2w/cm
2のRF電力を印加したところ、プラズマ密度はウエハ表
面のカソード電極付近で2×1010cm-3であり、そしてウ
エハ中心部では1×109cm-3だった。SiH4ガスはプラズ
マ密度の濃い所程分解が進むため、このことは成膜速度
の面内均一性に大きな影響を与え、基体上の膜厚分布が
不均一となる原因となる。この場合の成膜速度分布は第
7(a)図に示すとおりであった。この偏りを改善する
ため第4図中のモーター25により、ギヤ26を介して、ウ
エハホルダ5を回転させ、成膜速度分布の均一化をはか
った。第7(b)図にウエハホルダ5を回転させた時の
成膜速度分布を示した。しかしこうした従来装置を用い
た成膜においては以下のような問題点がある。
即ち、(i)ウエハホルダを回転させ、成膜速度の平
均化を計っているため、膜の厚さ方向に成膜速度の大き
な膜と小さな膜が重なり、膜質の均一化が難しい。
(ii)ウエハホルダの回転で成膜速度の均一化をはかる
ためには成膜速度分布が第7(c)図の点線状に分布し
ている必要がある。しかし、プラズマ密度分布は、カソ
ード電極付近を頂点とした円錐状となっている。このた
め成膜速度分布もプラズマ密度分布に似て第7(c)図
の実線の分布になる。この結果ウエハホルダを回転させ
ても成膜速度分布はウエハ円周部がウエハ中心部より小
さくなり、限界がある。
(iii)ウエハホルダを回転させるためには回転機構が
必要である。これは装置構成を複雑にしまた故障の原因
となる。
(iv)さらに、第4図に示す従来の装置は、プラズマを
生成する空間と基板表面活性化光の光路とが分離されて
いないため、生成したプラズマの一部が光透過窓14に向
けて拡散し、光透過窓14の表面に堆積膜が形成されて、
光透過窓14の内側に曇りを発生させてしまう。そしてこ
のことは、光透過窓14に付着した膜を定期的に除去する
必要があるという問題を生じさせるばかりでなく、光透
過窓14上に付着した膜はがれを生じ、はがれた膜ウエハ
(基体)6の表面を汚染するという問題を生じさせると
ころとなる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、前述のごとき従来の混成励起法によ
る堆積膜形成装置における諸問題を克服し、基板表面に
均一な膜質・膜厚を有する堆積膜を安定して形成しうる
装置を提供することにある。
〔発明の構成・効果〕
本発明者は、従来の混成励起法による堆積膜形成装置
における諸問題を克服すべく鋭意検討を重ねたところ、
堆積膜形成用原料ガスを励起させる空間と、堆積膜形成
用基体表面を活性化させる光の光路とを同軸とし、かつ
分離すること、および、プラズマを基体の外周方向から
ドーナツ状に拡散させることによりプラズマ密度分布を
均一として、基板の回転などの機械的運動を用いずとも
均一な膜厚分布を有する堆積膜の形成が可能となること
が判明した。また、光導入窓と基板との間にオリフィス
を設け、該オリフィス内に焦点を結ぶような光照射系を
設けることにより、導入窓の曇りを防止しうるととも
に、大面積の基板への膜形成を可能としうることも判明
した。
本発明は、これらの知見に基づいて完成せしめたもの
である。本発明により提供される堆積膜形成装置は、円
筒状反応容器、該反応容器内に配置された堆積膜形成用
基体を保持する基体ホルダ、プラズマ発生手段、及び該
基体への光照射手段を有する堆積膜形成装置であって、
該円筒状反応容器の少なくとも一部の円筒部分を容器本
体から絶縁された円筒状の外側電極で構成するとともに
該円筒状反応容器の内側には前記外側電極と対向する位
置に該外側電極と同心円筒状の内側電極を配置し、該基
体表面を活性化させる光の光路と円筒状反応容器とが同
軸となるように光照射用光源を前記内側電極の直上に配
置し、更に、前記外側電極を高周波電源に接続するとと
もに前記内側電極をアース接地し、かつ、前記内側電極
と前記外側電極との間に少なくとも一種以上の堆積膜形
成用原料ガス導入口を設け、該外側電極と該内側電極と
の間で生じたプラズマが前記基体ホルダの外周部分から
拡散するようにしたことを特徴とするものである。本発
明はまた、当該装置構成において、基体表面を活性化さ
せる光の光路上に置かれた光の導入窓と基体との間にオ
リフィスを設け、かつ、該オリフィス内に焦点を結ぶよ
うに光照射系を配置したことを特徴とする堆積膜形成装
置を提供する。
上記構成の装置によれば、例えば、SiN膜を成膜させ
る場合、N2プラズマがウエハの外周方向からドーナツ状
に拡散されるため、ウエハ両端部からのプラズマが加算
されてウエハ全面にわたりプラズマ密度は平均化され
る。また、ウエハ表面に照射されるXeランプからの光は
ドーナツ状のN2プラズマの内側を通りウエハに照射され
る。
〔実施例〕
以下、図面を用いて本発明を説明するが、本発明はこ
れらにより限定されるものではない。
実施例1 第1図は、本発明の実施例装置の典型的1例を示す断
面図である。図中、1はRFグロー放電を起こすためのRF
電源、2は真空室内の圧力を調べる真空計、3はステン
レス等導電性物質でできた真空容器、4は排気系の排気
量を調節するためのコンダクタンスバルブ、5はウエハ
ホルダ、6は堆積膜形成用基体であるウエハ、7はRF電
力を真空容器内に投入するためのカソード電極(外側電
極)、8はSiH4ガスをウエハ表面に吹き付けるためのリ
ング状ガス噴出管、9はSiH4ガス流量を制御するための
バルブ、10は石英等の絶縁物でできた外側円筒管、11は
N2ガス流量を制御するためのバルブ、12はN2ガスをドー
ナツ状に噴出するためのリング状ガス導入管、13はステ
ンレス等導電性物質でできていてアース接地されている
内側円筒管(内側電極)、14は石英等紫外線を透過する
材料でできた光透過窓、15はXeランプの電源、16はXeラ
ンプ光を照射するためのランプ、17はXeランプ光をウエ
ハ方向に収束させるための鏡、18はXeランプ光の光路を
それぞれ示しており、反応容器は、上記の真空容器3と
外側円筒管10と内側円筒管13と光透過窓14との複合で構
成されている。
次に、該装置を用いた堆積膜形成について、SiN成膜
例を用いて説明する。まず、バルブ4を開き、真空容器
3と外側円筒管10と内側円筒管13と光透過窓14で構成さ
れる反応容器内を真空排気する。そして、バルブ11を開
き、N2ガスを反応容器内に導入する。同様にバルブ9を
開きSiH4ガスを導入する。真空計2で圧力を観察しなが
らバルブ4を閉じて反応容器内の圧力を調節する。その
後Xeランプ16を点灯し、ウエハ表面に紫外線を照射す
る。一方、カソード電極7(外側電極)に電源1からRF
電力を供給する。するとRF電力は、絶縁物でできた外側
円筒管10壁を透過してアースに接地された内側円筒管13
壁(内側電極)との間で、グロー放電を起こす。この放
電は、同心円筒状の2個の電極7,13の間で生じるため、
グロー放電で生じたプラズマは、ウエハの外周部分から
ウエハ中心部に向かって拡散する。そして、リング状の
SiH4ガス導入管8から導出されたSiH4ガスと反応する。
そして、反応生成物がウエハの表面に堆積する。Xeラン
プ16で発生した紫外線は鏡17でウエハ方向に収光され、
光路18に沿って光透過窓14を透過してウエハ表面に照射
される。ウエハ6表面上でのSiN膜の成膜速度はN2プラ
ズマ密度に依存するが、該設置においては、円筒管(内
側電極)13と石英管からなる円筒管10の口径、円筒管13
の下端とウエハ(基体)6表面までの距離、さらには、
カソード電極(外側電極)7の位置を、原料ガスの種類
や導入圧力などに応じて適宜調整することにより、ウエ
ハ6付近のプラズマ密度を均一にすることが可能となる
ため、ウエハ6表面上に形成される膜の膜厚分布を均一
にすることが可能となる。
以上の実施例で次の効果が得られた。
(a)RF電力により発生したN2プラズマは、ウエハ外周
部からドーナツ状に拡散する。このためウエハ中心部で
は、ウエハ両端からのプラズマ拡散が重なり、プラズマ
密度はウエハ全体にわたり均一化される。
即ち、実例として、10mtorr,N2雰囲気でカソード電極
7に0.6w/cm2(全体で200w)のRF電力を供給したところ
電子密度は、6inchウエハの端部で5×109cm-3、該ウエ
ハ中心部で4.5×109cm-3であった。
(b)前記(a)により、ウエハの回転なしで第8図に
示すような成膜速度分布±1.0%以下が得られた。
(c)反応室の直径をウエハ直径の2倍程度に小型化で
きた。
実施例2 第2図は、本発明の他の実施例装置を示す断面模式図
である。図中、第1図と同一符合を付したものは、前記
第1図と同一の内容を示しており、19はハエノ目レン
ズ、20はオリフィス、21はガス導入管をそれぞれ示して
いる。
第2図に示す装置は、第1図に示す装置における基板
表面活性化の導入法を改良したものであって、光源16か
らの光18が光透過窓14を通過して内側円筒管13で囲まれ
た空間Aで焦点を結ぶように、光源16と光透過窓14の間
にハエノ目レンズ19を配置してある。さらに、空間A内
の焦点位置には光束程度の孔を開けたオリフィス20を設
置してあり、基体表面活性化光18はオイフィス20の孔を
通過したのち再び拡がり、ウエハ6表面に照射されるよ
うにされている。
該装置を用いた堆積膜を用いた膜形成は、実施例1の
場合と同様にして行なわれ均一な膜厚を有する堆積膜の
形成が可能となるが、さらに本実施例装置の場合には、
光透過窓14への堆積膜付着による曇りが防止される。す
なわち、実施例1の場合と同様にSiN膜の形成を例とす
ると、ガス導入管12より導入されたN2ガスはプラズマに
より励起されてN2活性種となって基体6表面へ向けて拡
散するが、このうちの少数のN2活性種は光透過窓14方向
にも拡散する。しかし、本装置にはオリフィス20が配置
されているため、N2活性種が光透過窓14に直接到達する
のを減少させることができる。さらに該装置において
は、内側円筒管13内壁にガス導入管21を設置しオリフィ
ス20と光透過窓14とに囲まれた空間にN2ガスを導入し、
オリフィス20の孔からウエハ6表面に向けてN2ガスを放
出させることも可能となり、この場合にはN2活性種が光
透過窓14に到達する確率がさらに減少する。また、本装
置においては光源16からの光18をハエノ目レンズ19でい
ったん収束させ、再び拡げているため、光透過窓14の大
きさに比較して基板面積を大きくすることができること
から、大面積の堆積膜形成も可能となる。
〔発明の効果の概要〕
本発明の装置は、混成励起CVD法による堆積膜形成装
置において、プラズマ生成空間と基板表面活性化光の光
路とを同軸構造とし、かつプラズマを基体の外周方向か
ら拡散させることにより、基板の回転等の機械的運動な
しで、均一な膜厚分布を得ることが可能になる。
また、光導入窓と基板間にオリフィスを設け、そのオ
リフィス内に焦点を結ぶ光学系を用いることにより、窓
の曇りを減少させることが可能になる。
さらに、オリフィス内の焦点を結ぶ光照射系を設ける
ことにより、大面積の基板への膜形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例装置の典型的1例を示す断面
模式図であり、第2図は、本発明の他の実施例装置の1
例を示す断面模式図である。第3図は、一般的なPCVD法
による堆積膜形成装置の1例を示す断面模式図であり、
第4図は従来の混成励起法による堆積膜形成装置の1例
を示す断面模式図である。 第5図は、第3図に図示する装置で成膜したSi3N4膜の
赤外線吸収特性を表しており、第6図は、第4図に図示
する装置で成膜したSi3N4膜の赤外線吸収特性を表わし
ており、第7図は第4図に図示する装置で成膜した時の
6inchウエハ内成膜速度分布を表わすものであって
(a)はウエハを回転しない時、(b)はウエハを回転
した時、(c)はウエハを回転しない時の成膜速度分布
をそれぞれ表わしており、第8図は第1図に図示する装
置で成膜した時の6inchウエハ内成膜速度分布を表わし
ている。 第1乃至4図において、 1……RF電力発生用電源、2……真空計、 3……導電性物質でできた反応室壁、 4……排気量調節弁、5……ウエハホルダ、 6……ウエハ、7……カソード電極、 8……SiH4ガス吹き出し用リング、 9……SiH4ガス流量調節弁、 10……絶縁物でできた円筒状の反応室壁、 11……N2ガス流量調節弁、 12……N2ガス吹き出し用リング、 13……導電物でできた反応室壁でアノード電極をかね
る。 14……Xeランプ光透過窓、15……Xeランプ電源、 16……Xeランプ、17……Xeランプ光収光用鏡、 18……Xeランプ光光路、19……ハエノ目レンズ、 20……オリフィス、21……ガス導入管、 22……SiH4+N2ガス吹き出し用リング、 23……ウエハホルダ加熱ヒーター用電源、 24……ウエハホルダ加熱ヒーター、 25……ウエハホルダ回転用モーター、 26……ギヤ、 27……ウエハホルダ回転用モーターの電源。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円筒状反応容器、該反応容器内に配置され
    た堆積膜形成用基体を保持する基体ホルダ、プラズマ発
    生手段、及び該基体への光照射手段を有する堆積膜形成
    装置であって、該円筒状反応容器の少なくとも一部の円
    筒部分を容器本体から絶縁された円筒状の外側電極で構
    成するとともに該円筒状反応容器の内側には前記外側電
    極と対向する位置に該外側電極と同心円筒状の内側電極
    を配置し、該基体表面を活性化させる光の光路と円筒状
    反応容器とが同軸となるように光照射用光源を前記内側
    電極の直上に配置し、更に、前記外側電極を高周波電源
    に接続するとともに前記内側電極をアース接地し、か
    つ、前記内側電極と前記外側電極との間に少なくとも一
    種以上の堆積膜形成用原料ガス導入口を設け、該外側電
    極と該内側電極との間で生じたプラズマが前記基体ホル
    ダの外周部分から拡散するようにしたことを特徴とする
    堆積膜形成装置。
  2. 【請求項2】基体表面を活性化させる光の光路上に置か
    れた光の導入窓と基体との間にオリフィスを設け、か
    つ、該オリフィス内に焦点を結ぶように光照射系を配置
    したことを特徴とする請求項(1)に記載の堆積膜形成
    装置。
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU657865B2 (en) * 1990-08-03 1995-03-23 Symbol Technologies, Inc. Light emitting diode scanner
US5273609A (en) * 1990-09-12 1993-12-28 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for time-division plasma chopping in a multi-channel plasma processing equipment
US5101764A (en) * 1991-02-20 1992-04-07 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for integrating optical sensor into processor
JP2973611B2 (ja) * 1991-06-26 1999-11-08 キヤノン株式会社 光励起プロセス装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法
JP2989063B2 (ja) * 1991-12-12 1999-12-13 キヤノン株式会社 薄膜形成装置および薄膜形成方法
JPH05243160A (ja) * 1992-02-28 1993-09-21 Nec Yamagata Ltd 半導体デバイス製造用プラズマcvd装置
US5662770A (en) * 1993-04-16 1997-09-02 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for improving etch uniformity in remote source plasma reactors with powered wafer chucks
US6047713A (en) * 1994-02-03 2000-04-11 Applied Materials, Inc. Method for cleaning a throttle valve
US5628829A (en) * 1994-06-03 1997-05-13 Materials Research Corporation Method and apparatus for low temperature deposition of CVD and PECVD films
KR0152324B1 (ko) * 1994-12-06 1998-12-01 양승택 웨이퍼 측면파지 이송 반도체 제조장치
EP0988407B9 (de) * 1997-06-13 2004-12-15 Unaxis Trading AG Verfahren zur herstellung von werkstücken, die mit einer epitaktischen schicht beschichtet sind
US5960158A (en) 1997-07-11 1999-09-28 Ag Associates Apparatus and method for filtering light in a thermal processing chamber
US5930456A (en) * 1998-05-14 1999-07-27 Ag Associates Heating device for semiconductor wafers
US5970214A (en) * 1998-05-14 1999-10-19 Ag Associates Heating device for semiconductor wafers
US6187133B1 (en) 1998-05-29 2001-02-13 Applied Materials, Inc. Gas manifold for uniform gas distribution and photochemistry
US6210484B1 (en) 1998-09-09 2001-04-03 Steag Rtp Systems, Inc. Heating device containing a multi-lamp cone for heating semiconductor wafers
US6771895B2 (en) * 1999-01-06 2004-08-03 Mattson Technology, Inc. Heating device for heating semiconductor wafers in thermal processing chambers
US20030155079A1 (en) * 1999-11-15 2003-08-21 Andrew D. Bailey Plasma processing system with dynamic gas distribution control
KR100751740B1 (ko) * 1999-11-15 2007-08-24 램 리써치 코포레이션 공정 시스템들을 위한 재료들과 기체 화학성분들
US6808758B1 (en) 2000-06-09 2004-10-26 Mattson Technology, Inc. Pulse precursor deposition process for forming layers in semiconductor devices
US6632322B1 (en) * 2000-06-30 2003-10-14 Lam Research Corporation Switched uniformity control
US6669782B1 (en) * 2000-11-15 2003-12-30 Randhir P. S. Thakur Method and apparatus to control the formation of layers useful in integrated circuits
WO2004016934A1 (ja) 2002-08-13 2004-02-26 Isuzu Motors Limited 内燃機関の燃料戻し装置
CN100490073C (zh) * 2002-11-20 2009-05-20 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置和等离子体处理方法
US20040259379A1 (en) * 2003-06-23 2004-12-23 Yoshi Ono Low temperature nitridation of silicon
JP4342853B2 (ja) 2003-07-01 2009-10-14 独立行政法人科学技術振興機構 基板上への窒化物薄膜の成長方法及び窒化物薄膜装置
US6862404B1 (en) * 2003-09-08 2005-03-01 Wafermasters Focused photon energy heating chamber
TWI249588B (en) * 2004-08-11 2006-02-21 Ind Tech Res Inst One kind of cavity apparatus of energy wave reflection device
US8710458B2 (en) * 2010-10-19 2014-04-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. UV exposure method for reducing residue in de-taping process
CN104542751A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 广州焙欧机械设备有限公司 一种远红外反射装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4773355A (en) * 1985-06-10 1988-09-27 Massachusetts Institute Of Technology Growth of epitaxial films by chemical vapor deposition

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Publication number Publication date
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