JPH01186621A - 処理装置及び方法 - Google Patents

処理装置及び方法

Info

Publication number
JPH01186621A
JPH01186621A JP17533388A JP17533388A JPH01186621A JP H01186621 A JPH01186621 A JP H01186621A JP 17533388 A JP17533388 A JP 17533388A JP 17533388 A JP17533388 A JP 17533388A JP H01186621 A JPH01186621 A JP H01186621A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
chamber
processing
gas
vacuum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17533388A
Other languages
English (en)
Inventor
Cecil J Davis
セシル ジェイ ディヴィス
Robert T Matthews
ロバート ティー マシューズ
Rudy L York
ルディー エル ヨーク
Joseph D Luttmer
ジョセフ ディー ラットマー
Dwain R Jakubik
ドワイン アール ジャクビック
James B Hunter
ジェイムズ ビー ハンター
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Texas Instruments Inc filed Critical Texas Instruments Inc
Publication of JPH01186621A publication Critical patent/JPH01186621A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (関連出願の相互参照) 本願は、共通譲渡人の関連ケースであって、関連する主
題を含む下記の各出願を、参照文献として包含するもの
である。
1985年10月24日に出願され現在は放棄されてい
る第790.918号の継続出願であり、1987年1
2月6日に出願された係属中の第060.991号であ
って、セシル・デービス(cecil Davis )
及びロバート・マシューズ(Robert Matth
ews )による[真空スライスキャリア(Vacuu
m 5lice Carrier )J、1985年l
O月24日に出願され現在は放棄されている第790.
7°08号の継続出願であり、1987年6月12日に
出願された係属中の第060.976号であって、セシ
ル・デービス(cecil Davis ) 、ジョン
・スペンサ(JohnSpencer ) 、ティム・
ウールドリッジ(TimWooldridge )、及
びデュアネ・カーク(DuaneCarter )によ
る[改良真空プロセッサ(AdvancedVacuu
m Processor )J −。
1987年8月18日に発行された米国特許第4.68
7.542号であって、セシル・デービス(cecil
 Davis) %ロバート・マシューズ(Rober
tMatthews )、及びランドール・ヒルデンブ
ランド(Randall Hildenbrand )
による「真空処理システム(Vacuum Proce
ssing System )J、1985年10月2
4日に出願された係属中の第790.707号であって
、セシル・デービス(cecil Davis ) 、
デュアネ・カーク(Duane(:arter )及び
レフト・シュチア(Rhett Jucha )による
「プラズマ補助エツチング用装置(Apparatus
for Plasma−Assisted Etchi
ng )J、1986年1月30日に出願された第82
4 、342号の継続出願であり、1987年6月12
日に出願された係属中の第061.017号であって、
セシル・デービス (cecil Davis ) 、
ロバート・ポーリング(Robert Bowling
 )及びロバート・マシューズ(Robert Mat
thews )による「集積回路処理システム(Int
egrated C3rcuit Processin
gSyste+s )J 、 1986年10月6日に出願された係属中の第915.
608号であって、ロバート・ポーリング(Rober
t Bowling )、グレイトン・ララビー(La
rrabee )  及びベンジャミン・リウ(Ben
jas+1nLiu )による「移動可能な粒子シール
ド(MovableParticle 5hield 
)J、1987年7月16日に出願された係属中の第0
74.448号であって、セシル・デービス(ceci
l Davis ) 、ロバート・マシューズ(Rob
ert Matthews )、リー・ロエベンシュタ
イン(Lee Loewenstein ) 、ジョー
・アバーナシイ(Joe Abernathy ) 、
及びティモシイ・ウールドリソジ(Timothy W
ooldridge )による「処理装置及び方法(P
rocessing Apparatus and M
ethod ) J 。
1987年7月17日に出願された係属中の第075.
016号であって、セシル・デービス(cecil D
avis ) 、リー・ロエベンシュタイン(Lee 
Loewenstein ) 、ロバート0マシューズ
(Robert Matthews ) 、及びジョン
・ジョーンズ(John Jones )による「処理
装置及び方法(Pro−cessing Appara
tus and Method )J、1987年7月
16日に出願された係属中の第073.943号であっ
て、リー・ロエベンシュタイン (Lee Loewe
nstein ) 、アラン傘ローズ(Alan Ro
se ) 、ロバート・m−ケネディ(Robertm
 ・Kennedy ) 、クレーグーAフマン(cr
aigHuffman ) 、及びセシル・デービス(
cecilDavis )による「処理装置及び方法(
ProcessingApparatus and M
ethod )J、1987年7月16日に出願された
係属中の第073.948号であって、リー・ロエベン
シュタイン(Lee Loenenstein )によ
る「処理装置及び方法(Processing App
aratus and Method N、工987年
7月16日に出願された係属中の第073.942号で
あって、レフト・シュチャ(Rhett Jucha 
)及びセシル・デービス(cecilDavis )に
よる「処理装置及び方法(ProcessingApp
aratus and Method )J、1987
年7月16日に出願された係属中の第074.419号
であって、セシル・デービス(cecil Davis
 )及びロバート・マシューズ(Robert Mat
thews )による「処理装置及び方法(Proce
ssing Apparatus and Metho
d )J、1987年7月16日に出願された係属中の
第074.37’lであって、セシル・デービス(ce
cil Davis ) 、レフト・ジュチ+ (Rh
ettJucha ) 、ランドール・ヒルデンブラン
ド(Randall Hildenbrand ) 、
リチャード・シュルツ(Richard 5chult
z ) 、リー・ロエベンシュタイン(Lee Loe
wenstein ) 、ロバート・マシューズ(Ro
bert Matthews )、クレーブ・ハフマン
(craig Huffman)、ジョン・ジョーンズ
(JohnJones )による「処理装置及び方法(
ProcessingApparatus and M
ethod)J、1987年7月16日に出願された係
属中の第074.398号であって、セシル・デービス
(cecil Davis ) 、リー・ロエベンシュ
タイン(Lee Loesvenstein ) 、レ
フト・シュチャ(RhettJucha ) 、ロバー
ト・マシューズ(RobertMatthews ) 
、ランドール・ヒルデンブランド(Randall 1
lildenbrand ) 、ゾーン・フリーマン(
Dean Freeman )及びジョン・ジョーンズ
による[処理装置及び方法(Processing A
pparatus andMethod )J、 1987年7月16日に出願された係属中の第074.
456号であって、セシル・デービス(cecil D
avis ) 、レット・ジュチ+(RhettJuc
ha ) 、ジョセフ沓ルトマ(Joseph Lut
tmer )、ルディ・ヨーク(Rudy York 
) 、リー・ロエベンシュタイン(Lee Loewe
nstein ) 、ロバート・マシューズ(Robe
rt ?1atthews )、及びランドール・ヒル
デンブランド(Randall Hildenbran
d )による「処理装置及び方法(Processin
g Apparatusand Method )J、 1987年7月16日に出願された係属中の第074.
399号であって、レット・シュチャ(Rhett J
ucha )及びセシル・デービス(cecilDav
is )による「処理装置及び方法(Processi
ngApparatus and Method )J
、1987年7月16日に出願された係属中の第074
.450号であって、レフト・シュチャ(Rhett 
Jucha ) 、セシル・デービス (cecilD
avis )及びジョン・ジョーンズ(John Jo
nes )による「処理装置及び方法(Process
ing Apparatusand Method )
J、 1987年7月16日に出願された係属中の第074.
375号であって、レフト・シュチャ(Rhett J
ucha ) 、D、カーク(D、 Carter )
 、セシル・デービス(cecil Davis )及
びS、クランク(S、 Crank )による「処理装
置及び方法(Pro−cessing Apparat
us and Method )J 。
1987年7月16日に出願された係属中の第074.
411号であって、レフト・シュチャ(Rhett J
ucha ) 、セシル・デービス(cecilDav
is ) 、D、カーク(D、 Carter ) 、
S、クランク(S、 Crank )  及びジョン・
ジョーンズ(JohnJones )による「処理装置
及び方法(ProcessingApparatus 
and Method )J、1987年7月16日に
出願された係属中の第074.390号であって、レッ
ト・シュチャ(Rhett Jucha ) 、セシル
・デービス(cecilDavis )及びS、クラン
ク(S、 Crank )による「処理装置及び方法(
Processing Apparatus andM
ethod )J、 1987年7月16日に出願された係属中の第074.
114号であって、セシル・デービス(cecil D
avis ) 、リー・ロエベンシュタイン(Lee 
Loewenstein ) 、ディーン・フリーマン
(Dean Freen+an )、ジェームス0ブリ
ス(JavaesBurris )による「処理装置及
び方法(ProcessingApparatus a
nd Method )J、1987年7月16日に出
願された係属中の第074.373号であって、ディー
ン・フリーマン(Dean Free+wan )、ジ
ェームス0ブリス(JavaesBurris )、セ
シル・デービス(cecil  Davis )、及び
リー・ロエベンシュタイン(Lee Loewenst
ein)による「処理装置及び方法(Processi
ng Apparatusand Method )J
、 1987年7月16日に出願された係属中の第074.
391号であって、ディーン・フリーマン(Dean 
Freeman )、ジェームス・プリス(James
Burris )、セシル・デービス(cecil D
avis )、及びリー・ロエベンシュタイン(Lee
 Loewenstein)による[処理装置及び方法
(Processing Apparatusand 
Method )j、 1987年7月16日に出願された係属中の第074.
415号であって、ディーン・フリーマン(Dean 
Freeman )、ジェームス・プリス(James
3urris )、セシル・デービス(cecil  
Davis )、リー・ロエベンシュタイン(Lee 
Loewenstein )による「処理装置及び方法
(Processing Apparatusand 
Method )J、 1987年7月16日に出願された係属中の第074.
451号であって、ジョセフ・ルトマ(Joseph 
Luttmer )、セシル・デービス(cecilD
avis ) 、バトリシア・スミス(Patrici
a Sm1th )、ルディ”ヨーク(Rudy Yo
rk ) 、リー・ロエベンシュタイン(Lee Lo
esvenstein)、”及びレフト・シュチャ(R
hett Jucha )による「処理装置及び方法(
Processing Apparatus and 
Method )J %1987年7月16日に出願さ
れた係属中の第073.945号であって、ジョセフ・
ルトマ(Joseph Luttmer )、セシル・
デービス(ceciiDavis ) 、パトリシア・
スミス(Patricia Sm1th )、及びルデ
ィ・ヨーク(Rudy York )による「処理装置
及び方法(Processing Apparatus
 and Method )J、1987年7月16日
に出願された係属中の第073.936号であって、ジ
ョセフ・ルトマ(Joseph Luttmer )、
セシル・デービス(cecilDavis ) 、パト
リシア・スミス(Patricia Sm1th )、
ルディ・ヨーク(Rudy York )による「処理
装置び方法(Processing Apparatu
s and Method N、1987年7月16日
に出願された係属中の第074.111号であって、ジ
ョセフ・ルトマ(Joseph Luttmer )、
ルデ4−ヨーク(Rudy York)、パトリシア・
スミス(Patricia Sm1th )及びセシル
・デービス(cecil Davis )による「処理
装置及び方法(Processing Apparat
us and Method )J 51987年7月
16日に出願された係属中の第074.386号であっ
て、ルディ・ヨーク(RudyYork) 、ジョセフ
・ルトマ(Joseph Luttmer )、バトリ
シア・スミス(Patricia Sm1th )及び
セシル・デービス(cecil Davis )による
[処理装置及び方法(Processing Appa
ratus and Method )J、1987年
7月16日に出願された係属中の第074.407号で
あって、ルディ・ヨーク(RudyYork) 、ジョ
セフ・ルトマ(Joseph Luttmer )、パ
トリシア・スミス(Patricia Sm1th )
、及びセシル・デービス(cecil Davis )
による「処理装置及び方法(Processing A
pparatus and Method )J %1
987年7月16日に出願された係属中の第075.0
18号であって、セシル・デービス(cecil Da
vis )、ジョー・アバーナシイ(JoeAbern
athy ) 、ロバート・マンューズ (Rober
tMatthews )、ランドール・ヒルデンブラン
ド(Randall Flildenbrand ) 
、ブルース・シンプソン(Bruce Simpson
 ) 、ジェームス・ボールマン(James Boh
lman ) 、リー・ロエベンシュタイン(Lee 
Loewenstein )及びジョン・ジョーンズ(
John Jones )による「処理装置及び方法(
Pro−cessing Apparatus and
 Method )J、1987年7月16日に出願さ
れた係属中の第074.112号であって、セシル・デ
ービス(cecil Davis ) 、ロバート−7
シューズ(Robert Matthews ) 、ル
ディ・ヨーク(RudyYork) 、ジョセフ・ルト
マ(Joseph Luttmer )、ドウェイン・
ジャクビック(Dwain Jakubik )及びジ
ェームスー/’tンタ(James Hunter )
による「処理装置及び方法(Processing A
pparatus andMethod )J、 1987年7月16日に出願された係属中の第074.
449号であって、セシル・デービス(cecil D
avis )、ブレツブ・スミス(GregSmith
 ) 、ロバート・マンューズ(Robert Mat
thells)、ジョン・ジョーンズ(John Jo
nes )、ジェームス・スミス(James Sm1
th )及びリチャード・シュルツ(Richard 
5chultz )による「処理装置及び方法(Pro
cessing Apparatus and Met
hod ) J、1987年7月16日に出願された係
属中の第074.406号であって、セシル・デービス
(cecil Davis )、ディーン・フリーマン
(DeanFreeman ) %ロバート・マンュー
ズ(RobertMatthews) 、及びジョエル
・トムソンによる「処理装置及び方法(Process
ing Apparatus andMethod )
J、 1987年7月16日に出願された係属中の第073.
941号であって、セシル・デービス(cecil D
avis )、リー・ロエベンシュタイン(Lee L
oewenstein)、シャーロソテ―ティプトン(
charlotte Tipton )、ランデイ・ス
ミス(Randee Sm1th )、R,ポールマイ
ヤ(R。
Pohlmeier)、ジョン・ジョーンズ(John
 Jones )、ロバート・ポーリング(Rober
t Boiyling )、及び■、ラッセル(1,R
u5sel )による「処理装置及び方法(Proce
ssing Apparatus and Metho
d )J、1987年7月16日に出願された係属中の
第074.371号であって、リー・ロエベンシュタイ
ン(Lee Loewenstein ) 、セシル・
デービス(cecil Davis )による「処理装
置及び方法(Processing Apparatu
s and Method )J、1987年7月16
日に出願された係属中の第074.418号であって、
ウニイン・フィシャ(hayne Fisher )に
よる「処理装置及び方法(Processing  A
pparatus  and  Method  )J
  、1987年7月16日に出願された係属中の第0
73.934号であって、ウニイン・フィシャ(Way
ne Fisher )、トミイ・ベネット(Tomm
yBennet )、セシル・デービス(cecil 
Davis )、及びロバート・マシューズ(Robe
rt Matthews)による「処理装置及び方法(
Processing Apparatusand M
ethod )J、 1987年7月16日に出願された係属中の第074.
403号であって、セシル・デービス(cecil D
avis ) 、ロバート・マシューズ(Robert
Mattheevs)及びウニイン・フィシ+ (Wa
yne Fisher)による「処理装置及び方法(P
rocessing Apparatusand Me
thod )J、 1987年7月17日に出願された係属中の第075.
019号であって、セシル・デービス(cecil D
avis ) 、ディーン・フリーマン(DeanFr
eeman ) 、ロバート・マシューズ(Rober
tMatthews) 、及びジオエル・トムリン(J
oelTomlin>による「処理装置及び方法(Pr
ocessing八pparatusへ and  M
ethod  )J  、1987年7月16日に出願
された係属中の第073.939号であって、セシル・
デービス(cecil Davis ) 、ジオ−・ア
バーナシイ(JoeAbernathy ) 、ロバー
ト・マシューズ(RobertMatthews) 、
ランデイ・ヒルアンブランド(RandyHilden
brand ) 、ブルース・シンプソン(Bruce
Simpson ) 、ジェームス・ボールマン(Ja
mesBohlman ) 、リー・ロエベンシュタイ
ン(LeeLoewenstein )及びジョン・ジ
ョーンズ(JohnJones )による「処理装置及
び方法(ProcessingApparatus a
nd Methocl )J 。
1987年7月16日に出願された係属中の第073.
944号であって、セシル・デービス(cecil D
avis )及びレット・シュチャ(RhettJuc
ha )による「処理装置及び方法(Processi
ngApparatus and Method )J
 、。
1987年7月16日に出願された係属中の第073.
935号であって、シイアン・リウ(JianLiu 
) 、セシル・デービス(cecil Davis )
及びリー・ロエベンシュタイン(Lee Loewen
stein )による「処理装置及び方法(Proce
ssing Afl−paratus and Met
hod )J、1987年7月16日に出願された係属
中の第074.129号であって、リー・ロエベンシュ
タイン(Lee Loewenstein ) 、、デ
ィーン0フリーマン(Dean Freeman )及
びセシル・デービス(cecilDavis )による
「処理装置及び方法(ProcessingAppar
atus and Method )J、1987年7
月16日に出願された係属中の第074.455号であ
って、リー・ロエベンシュタイン(Lee Loewe
nstein ) 〜ディーン・フリーマン(Dean
”Preeman )及びセシル・デービス(cecN
Davis )による「処理装置及び方法(Proce
ssingApparatus and Method
 )J、1987年7月16日に出願された係属中の第
074.453号であって、リー・ロエベンシュタイン
(Lee Loewenstein ) 、ディーン・
フリーマン(Dean Freeman )及びセシル
・デービス(cecilDavis )による[処理装
置及び方法(ProcessingApparatus
 and Method )J、1987年7月16日
に出願された係属中の第073.949号であって、リ
−・ロエベンシュタイン(Lee Loewenste
in )及びセシル・デービス(cecil Davi
s )による「処理装置及び方法(Processin
g Apparatus and Method )J
、1987年7月16日に出願された係属中の第074
.379号であって、リー・ロエベンシュタイン(Le
e Loewenstein )及びセシル・デービス
(cecil Davis )による「処理装置及び方
法(Processing Apparatus an
d Method )J、1987年7月16日に出願
された係属中の第073.937号であって、リー・ロ
エベンシュタイン(Lee Loesvenstein
 )及びセシル・デービス(cecil Davis 
)による「処理装置及び方法(Processing 
Apparatus and Method )J %
1987年7月16日に出願された係属中の第074.
425号であって、リー・ロエベンシュタイン(Lee
 Loewenstein ) 、セシル・デービス(
cecil Davis )及びレット・シュチャ(R
hettJucha )による「処理装置及び方法(P
rocessingApparatus  and  
Method  )J  、1987年7月16日に出
願された係属中の第073.947号であって、セシル
・デービス(cecil Davis )、リー・ロエ
ベンシュタイン(Lee Loewenstein )
及びレット・シュチャ(Rhett Jucha )に
よる[処理装置及び方法(Processing Ap
paratus and Method )J、198
7年7月16日に出願された係属中の第074.452
号であって、レフト・シュチャ(Rhett Juch
a ) 、セシル・デービス(cecilDavis 
) 及びリー・ロエベンシュタイン(LeeLoe鍔e
nstein )による「処理装置及び方法(Proc
essing Apparatus and Meth
od )J、1987年7月16日に出願された係属中
の第074.454号であって、レット・シュチャ(R
hett Jucha ) 、セシル・デービス(ce
cilDavis ) 及びリー・ロエベンシュタイン
(LeeLoe賀enstein )による「処理装置
及び方法(Processing Apparatus
 and Method )J、1987年7月16日
に出願された係属中の第074.422号であって、セ
シル・デービス(cecil Davis ) 、ロバ
ート・マシューズ(RobertMatthews) 
、レット・シュチャ(Rhett Jucha )及び
リー°ロエベンシュタイン(Lee Loewenst
ein)による「処理装置及び方法(Processi
ng Apparatusand Method )J
、 1987年7月16日に出願された係属中の第074.
113号であって、セシル・デービス(cecil D
avis ) 、ロバート・マシューズ(Robert
Matthews) 、リー・ロエベンシュタイン(L
eeLoewenstein)、レフト・ジュチ+ (
Rhett Jucha )、ランデイ’ヒルアンブラ
ンド(Randy Hildenbrand)、及びジ
ョン・ジョーンズ(JohnJones)による「処理
装置及び方法(Processing Apparat
us andMethod) J、 1987年7月16日に出願された係属中の第073.
940号であって、セシル・デービス(cecilDa
vis )及びロバート・マシューズ(RobertM
atthews)による「処理装置及び方法(Proc
essingApparatus and Metho
d )J、1987年7月17日に出願された係属中の
第075.017号であって、リー・ロエベンシュタイ
ン(Lee Loewenstein)による「処理装
置及び方法(Processing Apparatu
s and Method )J −。
1987年7月16日に出願された係属ヰの第073.
946号であって、セシル・デービス(cecil D
avis )及びロバート・マシューズ(Robert
 Matthews)による「処理装置及び方法(Pr
ocessing  Apparatus  and 
 Method  )J  、1987年7月16日に
出願された係属中の第073.938号であって、セシ
ル・デービス(cecil Davis )及びロバー
ト・マシューズ(Robert Matthews)に
よる「処理装置及び方法(Processing Ap
paratus and Method )J、(産業
上の利用分野) 本発明は、集積回路及びその他の電子装置を製造する装
置と方法に関する。
(従来の技術と課題) 集積回路の製造における基本問題の1つは、粒子の存在
によって生じる欠陥である。例えば、導電層をパターン
形成するのに最小幾何形状0.8ミクロンのフォトリソ
グラフィーを用いる場合、0.5ミクロンの粒子が存在
すると、パターン形成ラインが欠陥を生じるほど狭くな
り、(開回路によって即座に、または電子移動によって
究極的に)回路の動作を妨げることがある。別の例とし
て、100人のシリコン粒子が表面に付着し、成長中の
200人の窒化物層内に含まれると、その後の処理工程
がシリコン粒子を乱さないとしても、その地点で誘電層
が破壊する可能性が高くなる。
この問題は、集積回路の処理における次の2つの理由か
らますます厄介なものとなりつ\ある。
すなわち、第1に、デバイスの寸法がますます小さくな
るにつれ、“致命的欠陥”の寸法が小さくなるため、そ
れに応じより小さい粒子の存在を避ける必要がある。こ
れは、クリーンルームが実際にきれいであることを保証
する作業をいっそう困難とする。例えば、1ミクロン以
上の粒子についてクラス1 (つまり立方フィート当り
の粒子が1より少ない雰囲気)のクリーンルームは、1
00人にまで粒子の大きさが下がるとクラス1000が
それより悪くなってしまう。
第2に、大きいサイズの集積回路を使いたいという要望
も増している。例えば、、so、ooo平方ミルより大
きいサイズの集積回路は現在、5年前に比べはるかに一
般的に使われている。これは、各々の致命的欠陥が以前
よりも大きい処理ウェハの面積を破壊し易いことを意味
する。すなわち、限界の欠陥サイズが小さくなっている
だけでなく、限界の欠陥密度も小さくなっている。
このように、粒子は集積回路の製造歩留りにおける極め
て有用な要素であるばかりか、その重要性は今後も極め
て迅速に増していくであろう。従って本発明の目的は、
粒子の汚染に対する処理の感度を減少でき、−船釣に適
用可能な集積回路の製造方法を提供することにある。
粒子汚染の主な発生囚の1つは、人体から放出される粒
子及び半導体の処理施設(フロントエンド)内を動き回
る機器オペレータによって攪拌される粒子を含め、人に
原因していることである。
この主な発生源からの粒状汚染の可能性を減じるため、
当業界の一般的な傾向として、自動的な移送作業がより
多く使われるようになってきた。かかる作業では例えば
、ウェハのカセットを装置内に置くと、装置が自動的に
カセットからウェハを1つづつ装置内を通じて移送しく
必要な処理工程を行った)後、人手を使わずにカセット
へと戻す。
しかし反面、自動移送作業の面に努力した結果、粒子の
別の発生源、つまり取扱及び搬送作業中にウェハーと移
送機構から発生される粒子の重要性が注目されてきた。
ウェハの表面が別の硬い表面に軽くぶつかると、(シリ
コン、酸化シリコン、その他の物質の)粒子が放出され
易い。従来のウェハ搬送器内における粒子密度は、上記
の粒子発生源のため一般に極めて高い。また、ウェハ搬
送用の従来機構の多くは、かなりの量の粒子を発生する
。この点に関する一般的な問題は、参考文献として本明
細書に含まれる米国特許第4.349,243号と第4
.439.244号で論じられている。
数種類のウェハ処理が、参考文献として本明細書に記載
されている1981年10月6日発行のウェーラン(W
helan )による米国特許第4,293.249号
、1981年12月15日発行のヘッド(Head)に
よる同第4,306.293号、及び1973年10月
16日発行のニガード(Nygaard )による同第
3.765.763号に示されている。
本願と同じ譲渡人の前掲した先行出願は、搬送中におけ
るウェハの表面摩損による粒子発生が減少されると真空
ウェハキャリヤを提供することによって、問題の上記局
面に対処してきた。これらの先行出願の教示は、ウェハ
を高真空下で下向きに運ぶことによって、搬送及び保管
中におけるキャリヤ内での粒子の発生を減少させるだけ
でなく、搬送及び保管中におけるウニへの活性面への付
着を減少させることも可能とした。
従って、ウェハは大気または低真空の状態とさえも出会
うことなく搬送、装填、取外及び処理できる。このこと
は、極めて有用である。というのは、約10−’ to
rr以下の圧力ではブラウン運動が約100人より大き
いサイズの粒子を充分に支えられなくなり、それらの粒
子は低圧雰囲気から比較的迅速に落下するからである。
第2図は、異なるサイズの粒子が各雰囲気圧下で1m落
下するのに必要な時間を示す。同図から、10−’ t
orr以下の圧力では、100人の粒子でも1秒間に1
m落下し、それより大きい粒子はもっと速く落下するこ
とが分る。(大きな粒子は重力加速度で、単純に弾道的
に落下する。)つまり10−’ torrより低い圧力
の雰囲気だと、100人より大きい粒子は弾道的にだけ
移動でき′、ランダムな空気流やブラウン運動による重
要なウェハ表面への移動は生じにくい。
本願で説明する各種実施例と第2図に示した特性曲線と
は次のような関連を有している。すなわち、先行出願は
、最初の真空処理ステーション(洗浄及びポンプ排気ス
テーション)内に装填された時点から、処理工程自体が
(例えば通常のフォトリソグラフィーステーションや湿
式処理工程に対して)より高い真空を必要とする場合を
除き処理の完了時点まで、ウェハが浮遊粒子に全(さら
されないようにウェハを処理する方法に関する最初の公
知教示であった。これは、ウェハ上への粒子付着の可能
性が全体として大きく減少されたことを意味する。
また前掲の先行出願は、2以上の処理モジュールで、装
填ロック及び真空ウェハ搬送機構と組合せて真空ウェハ
キャリヤの設計を用いて、完全な低粒子ウェハ移送シス
テムを与えることも教示している。これらの真空装填ロ
ックは、装填ロックがポンプ排気された後に真空ウェハ
キャリヤを開き、所望のランダムなアクセス順序でキャ
リヤからウェハを取り出し、そしてウェハを1つづつボ
ートを経て隣接する処理室内へ移す各機構を有効に組み
入れることが可能となる。さらに、装填ロック機構は真
空ウェハキャリヤを閉じて再密閉できるので、真空ウェ
ハキャリヤ内の真空状態を破らずに、装填ロック自体を
大気圧とし、真空ウェハキャリヤを取り出すことができ
る。この方法は、第2図に示し且つ以下詳述する降下現
象を最大限利用している。次いで、ウェハは、場合によ
っては製造シーケンス全体を通じ、実質上粒子の存在し
ない環境内で、キャリヤから装填ロックへ、処理室中へ
、また装填ロックを経てキャリヤへと戻すことができる
処理ステーション(1つまたはそれより多い処理モジュ
ールを任意に含み得る)は、それに付設の2以上の装填
ロックを有する。これには、実際の及び潜在的な幾つか
の利点がある。第1に、−方の装填ロックから移送され
たウェハに対して処理を続行しつ\、他方の装填ロック
を再装填できるので、処理量が高まる。第2に、何らか
の機械的作動不良が生じた場合、その作動不良を直すの
に処理モジュールへ通気する必要があれば、少なくとも
処理中のウェハを中央モジュ−ル領域がら(−の装填ロ
ック内へ、または−の処理モジュール内さえへと)移動
し、それらのウェハを大気にさらさせない状態に保てる
。これは、かなりひどい故障でも修復可能なことを意味
する。第3に、別々の移送アームが各々の装填ロック内
に設けられていれば、装填ロック内の1つの移送装置で
機械的な問題が生じても、その機械的不良を修復する補
修を待つ間、処理ステーションでは他方の装填ロックを
介して移送し生産を続行可能であるという利点がある。
本願で開示される各種の処理モジュールは、処理装置の
モジュール化において大巾な改善を与える。つまり、比
較的簡単な交換によって、反応器は非常に広範囲な機能
のうち任意の1つへと変更できる。以下の詳細な説明か
ら、利用可能な異なる機能の大部分は、ウェハサセプタ
及び関連構造において−すなわちボルト止めされた反応
器の頂部において−又は送り機構つまりウェハ真下の構
造において交換を行うだけで設置できることが明らかと
なろう。つまり、真空室とウェハ移送インタフェースの
基本構成はほとんど変わらない。
この能力は数多くの利点をもたらす。第1に、新たな処
理能力を付加する限界資本コストが大巾に減少する。第
2に、新たな機能を実行するのに装置を比較的容易に再
構成できるので、製造スペースの融通性が大巾に増す。
第3に、反応器構造のための設計開発時間が大巾に減少
する。第4に、多くの重要なキーが広範囲の反応器を通
じて理想的に実施されるので、新たな反応器の使用時に
人員を訓練するのに必要な時間が大巾に減少する。
第5に、各種の機器に対する不慣れや混同に原因してオ
ペレータがミスしにくくなるので、ミスの損害も減る。
第6に、適切なスペア部品在庫の保管コストが減少する
。第7に、補゛修及び保守機能の多くは該当の交換モジ
ュールを生産用反応器内へ交換設置した後ライン外で実
施できるため、そのような機能の遅延損害も減少可能で
ある。第8に、不要な機能を実施するように構成された
装置が再構成可能なので、使われなくなった旧式装置の
製造スペース内における存在が最小限化される。
こ\に開示される各種クラスのモジュールは、それらモ
ジュールを設置するのに必要な“フットプリント(足形
域)”が最小になるという利点を与える。つまり、開示
されるような1つ以上の処理モジュールがクリーンルー
ム内に配置されたとき、必要なりリーンルームの床スペ
ース(非常に高価)が最小で済む。
真空状態を破らずに1つの処理室から別の処理室ヘウエ
ハを移送する能力は、後述する実施例のモジュール式互
換性によって高められる。特に、こ\に開示するような
モジュール式処理ユニットの利点の1つは、共通のステ
ーション内にある2つのモジュール間で移送されるのに
ウェハが装填ロックを通過しなくてもよいように、単一
の処理ステーションが、記載されたような処理モジュー
ルを幾つか含むことができる点にある。
後述する各種モジュール設計の別の利点は、超有能な反
応器を与えること、すなわち何れか1つのプロセスで使
用可能なものより大きな適応能力を有することにある。
この点から、それらの特徴は逐次処理の面でも有利なこ
とも明らかとなろう。
つまり、ウェハを取り出さずに、同一室内で2以上の処
理を実施するのが望ましいと認識されている。こ\に開
示される反応器は、上記を実施するのに特に有利である
。何故なら、反応器設計の“過剰な”能力とは、2つの
逐次ステップを実施するために、反応器を構成するのが
より容易なことを意味するからである。
上記以外の利点は、以下の実施例の説明から理解される
以下、本発明を添付の図面を参照して説明する。
(実施例) 本発明は、半導体の処理方法及び装置における重要な新
概念を与えるものである。以下に好ましい実施例を詳し
く論じるが、それらの実施例に含まれる概念は他の多く
の実施例でも使え、発明の範囲は以下に示す実施例によ
っては限定されないことを認識する必要がある。
第1図は、真空装填ロック室12内に位置した真空ウェ
ハキャリヤ10の実例を示す。真空つエバキャリヤ10
は、第4図にもや\詳しく示しである。
真空ウェハキャリヤ10は、そのドア14を開いた状態
で示しである。ドア14は、例えばヒンジ(図示せず)
によって、キャリヤ10本体の側辺(第1及び4図で左
側)に旋回自在に取り付けられている。ドア14は真空
シール13 (第4図)を有し、それが真空ウェハキャ
リヤの本体と係合するので、真空ウェハキャリヤ10の
外部を大気にさらしながらも、キャリヤ10の内部は、
数日間更には数十日間、その内圧を例えば10−3to
rrより高めるような漏れを生ぜずに、気密維持される
真空ウェハキャリヤ10は、位置整合台18と嵌合合体
する。位置整合台18は第1図では一部しか示されてい
ないが、第4図に詳しく示しである。真空ウェハキャリ
ヤ10が真空装填ロック室12内に置かれたとき、真空
ウェハキャリヤ10の位置は正確に分る。つまり、真空
ウェハキャリヤIOは、位置整合台18に固定された垂
直スロット17と係合する耳状部16を有する。真空ウ
ェハキャリヤ10は垂直スロット内を摺動して位置整合
台18上に載置され、真空ウェハキャリヤ10の位置が
厳密に分るようになっている。位置整合台18に2つの
テーパピン21を備えることも役に立つ。第4図に示す
ように、ピン21は共に円錐状でもよいが、例えば一方
が円錐状、他方がクサビ状と異なる形状にもし得る。真
空ウェハキャリヤ10が耳状部16をスロット17と嵌
合させて降下されたとき、真空ウェハキャリヤ10の下
面のテーパ孔23と係合するようにピン21は位置決め
されている。機械的な整合を保証するためには、その他
店範囲の各種構成が使える。つまり、スロット17、耳
状部16及びピン21を使用することによって、キャリ
ヤ10と室12とが整合(機械的整合)状態になる。
また真空ウェハキャリヤ10は、不注意に加えられる外
力によってドア14が開くのを防ぐ安全用留め金15を
有する。耳状部500がヒンジ(図示せず)と反対側の
ドア14の側辺から延び、ドアをキャリヤ10の本体に
止める。安全用止め金15は、キャリヤ10が非真空キ
ャリヤとして使われる場合にも、ドア14を閉状態に保
つのに使える。耳状部500はキャリヤ10の側辺(第
4図では右側)に回転可能に取り付けられた安全用留め
金15と係合する。しかし、通常の搬送状態下では、大
気圧が真空ウェハキャリヤ10の内部真空に対してドア
14を閉状態に保つので、その安全用留め金は必要ない
。耳状部16をスロット17に係合させて真空ウェハキ
ャリヤ10が真空装填ロック室12内に置かれると、固
定指状部19が安全用留め金15と係合し、それを耳状
部500と反対側(第4図では上方)に回転させて解除
する結果、ドア14が開放可能となる。固定指状部19
は第4図に示すように、台18から上方へ延びている。
真空ウェハキャリヤ10が位置整合台18と嵌合合体さ
れたとき、ドア14はドア開放シャフト24の頂部とも
係合する。ドア14はその下面に浅い溝(図示せず)を
備え、これがドア開放シャフト24頂部の指状部及びア
ーム25と係合する。
アーム25は、所望に応じてドア14を回転させるため
、ドア14とそのキャリヤ10本体への止め箇所近くで
係合するように位置する。つまり、装填ロック内が排気
され、差圧がもはやドア14を閉状態に保持しなくなっ
た後、ドア開放シャフト24を(第4図では時計方向に
)回転することによって、ドアが開放可能となる。また
、シャフト24を第4図で反時計方向に回転することに
よって、ドアは閉じられる。
真空ウェハキャリヤ10を真空装填ロック室12内に置
き、そして装填ロックの蓋20を閉じた後、高圧での(
乾燥窒素またはその他のきれいなガスによる)浄化(p
urge )が、通常装填ロック蓋20内のマニホルド
22(第1図)を介して施される。このマニホルド22
は;蓋20内の孔、ガス源と蓋20内の孔との接続部、
及び蓋20の底面における孔からの開口を含む。ガスは
供給源から、I20内の孔を通って流れ、開口を経て蓋
20から下向きに流出する。マニホルド22からのガス
が垂直の流れを与え、粒子を下方へと運ぶ。
またガス流は、大気にさらされている間真空ウェハキャ
リヤ10上に付着した大粒子の一部を除去するのに役立
つ。
この初期浄化段階(例えば30秒間以上)後、室12内
が10−’ torr以下までゆっくりポンプ排気され
る。ランダムな粒子を巻き上げないように、この排気段
階は比較的ゆっくり行うべきである。つまり、低圧によ
って粒子は空中から落下するが、粒子は室の底に留まっ
ているので、できればそこから巻き上らないようにされ
ねばならない。
浮遊粒子が室内空気から実際に落下することを保証する
ため、真空装填ロックの内部をその後数秒間10−3ま
たは10−’ torrに保つことが必要である。空中
から落下可能な粒子が全て落下することを保証する場合
も同様である。
上記したようなキャリヤlOと室12の使用は、常に粒
子移動の支配的な形態である浮遊粒子の問題を大巾に減
じ、従って弾道的な輸送の問題として有効に対処できる
ようになる。
装填ロックの傾斜底と研磨側壁を、室12の変形として
使ってもよい。これは、側壁及び底に付着し、機械的な
振動によって乱される粒子の数を減少させるからである
また、真空計62(第1図)が真空装填ロック室12の
内部に接続している。真空計62は高圧針(熱電対等)
、低圧針(電離真空計等)、及び装填ロックの内圧が大
気と等しくなった時点を正確に検知する示差センサを含
む。装填ロック内が所望の真空に達したことをこれらの
真空計が示すまで、真空ウェハキャリヤIOのドアは開
かれない。
粗引きポンプとその隔離弁702(第31図)が室内の
軟真空状態にした後、ゲートつまり隔離弁39が開かれ
てポンプ38を装填ロックの内部と接続し、ポンプ38
の作動で室内をl O−3torr以下とし得る。
この時点で、真空ウェハキャリヤ10と真空装填ロック
室12内の再圧力はほり等しく、真空フィードスルー2
5を介してドア開放シャフト24に接続されたドア駆動
モータ33(第4図)を作動することで、ドア14が開
放可能となる。モータ33が第1及び4図中時計方向に
シャフト24を回転してドア14を開き、また反時計方
向に回転してドア14を閉じる。2つのセンサスインチ
ア08(第31図)も真空装填ロック室12内に含まれ
、ドア14が完全に開いた時点と完全に閉じた時点を検
出する。つまり、真空装填ロック室12がポンプ排気さ
れ数秒間放置された後、一方のセンサスインチがドアの
完全開放を検知するまで、ドア開放シャフト24が時計
方向に回転されてドア14を開く。
この期間中、移送アーム2Bはドアの底より低い高さの
ホーム位置に保たれ、ドア14が開くスペースを与えて
いる。ドア14が完全の開いたことをセンサスインチが
検出した後、移送アーム28の作動が開始可能となる。
ドア14を閉じるためには、ドア14が閉じたことを他
方のセンサスインチが検出するまで、シャフト24が反
時計方向に回転される。
移送アーム28は2度の自由度を有する。つまり、移送
アームは垂直及び水平移動可能である。
一方向の移動によって、移送アーム28は真空ウェハキ
ャリヤ10内へ、あるいは室間移送ポート30を介して
隣接の処理モジュール、例えば処理モジュール570(
第9図)内へと達し得る。もう1つの自由度は移送アー
ム28の垂直移動と対応し、真空ウェハキャリヤ10内
からどのウェハを取り出すか、あるいは移送動作中にど
のスロットにウェハが置かれるかの選択を可能とする。
昇降駆動モータ32が移送アーム28を昇降させ、アー
ム駆動モータ34が移送アーム28を伸縮させる。これ
ら両モータは排気マニホルド36内に収納されているの
で、どちらのモータも真空フィードスルーを必要としな
い。第1図に示すように、マニホルド36は円筒状で、
室12の底から下方に延びている。またマニホルド36
は室工2の底を貫いて室12内へわずかに延び、且つそ
こに取り付けられている。室12の取付点とは反対側の
マニホルド36の端部にポンプ38が位置する。ポンプ
38は、例えばターボ分子ポンプである。排気マニホル
ド36は、真空装填ロック室12内へ直接通じるのでな
く、その頂部(室12内へと延出したマニホルド36の
先端)周囲に開孔40を有する。つまり排気マニホルド
36は、昇降駆動モータ32、アーム駆動モータ34ま
たはポンプ38から真空装填ロック室12へと直接届く
視線が存在しないように構成される。これによって、可
動要素からの粒子の装填ロック室内へと至る伸動的輸送
が減じられる。第1図に示した構成が有用であることが
判明しているが、ウェハ48の必要な移送を与えるのに
それ以外の構成も可能である。
昇降駆動モータ32は副支持台42を上下に駆動するよ
うに結合され、アーム駆動モータ34はマニホルド36
内でこの副支持台42上に取り付けられている。モータ
34はマニホルド36内に固定されている。モータ32
の駆動シャフトがネジ軸510を駆動する。ネジ軸51
0は、副支持台42内のネジ山を介して延びていて、モ
ータ32の駆動軸の回転方向に応じ副支持台42を上下
に駆動する。3本のロッド520.521及び522が
副支持台42を貫いて延び、且つ副支持台と摺動係合可
能である。これらのロッドはマニホルド36の頂部に固
着されている。また副支持台42には、筒状の支持体4
6も固着されている。
かかるマニホルド36内のリンク機構によって、移送ア
ーム28は垂直方向に容易に移動可能である。
移送アーム28を極めてコンパクトに移動可能とする別
のリンク機構が、回転可能な移送アーム支持体44内に
設けられている。つまり、筒状支持体46が副支持台4
2から上方へ、マニホルド36の頂部を貫いて延びてい
る。回転可能な移送アーム支持体44は、筒状支持体4
6内の回転ロッド(図示せず)によって駆動可能に接続
されている。そして、筒状支持体46がアーム支持体4
4に固定されている。つまり、回転ロフトは、アーム駆
動モータ34によって駆動され、そしてアーム支持体4
4を駆動する。回転可能な移送ア−上支持体44は、回
転しないが上下に移動する筒状支持体46に取り付けら
れている。回転可能な移送アーム支持体44と移送アー
ム28とのジヨイントが回転可能な移送アーム支持体4
4と筒状支持体46とのジヨイントの角速度の2倍で移
動するように、内部のチェーン及びスプロケットリンク
機構が構成されている。勿論同じ結果を達成するのに、
それ以外の多くの機械的リンク機構も代りに使える。こ
れは次のことを意味する。すなわち、回転可能な移送ア
ーム支持体44がホーム位置にあるとき、ウェハ48は
筒状支持体46のはゾ真上に支持されているが、回転可
能な移送アーム支持体44が筒状支持体46に対して9
0度回転するとき、移送アーム28は回転可能な移送ア
ーム支持体44に対して180度回転されるので、移送
アーム28は、真空ウェハキャリヤ10内へと、あるい
は室間移送ボート30を貫いて隣接の処理室内へと真っ
すぐに延出可能である。
このリンク機構は、参考文献としてこ\に含まれる19
87年4月21日付でデービス(Davis )等に付
与された米国特許第4.659,413号に詳しく記載
されている。
移送アーム28は、例えば0.762mm (0,03
0インチ)の厚さの薄いバネ鋼片から成る。移送アーム
28は3本のピン50(第1及び3図)を有し、ウェハ
48を支持する。3本のピン50は各々、小肩1900
 (第3図)上に小円錐体52(第3図)を含む。小円
錐体52と小肩1900は、シリコンを傷つけないよう
に充分軟質の材料で作製される。例えば、移送アーム2
8のうち搬送されるウェハと実際に唯一接触するこれら
の部分は、デーデル(へrdel−ユニオン・カーバイ
ト社製の熱可塑性フェニルアクリル樹脂)またはデルリ
ン(Delrin)等の高温プラスチック(つまり真空
下で比較的蒸発しにくいプラスチック)で作製できる。
尚、各3本のピン50の中心に小円錐体を設けることで
、ウェハ48の移送アーム28に対する非常にわずかな
不整合が補正可能となる。すなわち、こ\に記すウェハ
搬送システムは、連続作業中における小さな不整合が累
積せず、減少される安定な機械的システムである。ウェ
ハ48とピン50間の接触は、ウェハのエツジでだけ生
じる。
図示したウェハ48の位置において、3本のピン50の
うち1本がウェハ48の外周49(第4図)の平坦部5
6(第4図)と接していることに注意されたい。これは
本実施例において、移送アーム28の3本のピン50は
、取扱うべきウェハ48の直径と同じ直径の円に限定し
ないことを意味する。
各ウェハ48の平坦部56(第4図)がウェハの正確な
取扱いと干渉しないことを保証するため、真空ウェハキ
ャリヤ10はその内部背側に平坦な接触面29を有し、
各ウェハ48の平坦部56がこれに接する。ドア14の
内面上の弾性要素27(第4図)が、ドア14の閉じて
いる状態で各ウェハを平坦面に対して押圧し、移行中に
おけるウェハとキャリヤの相対移動が最小限化される。
つまりウェハは突起60とすり合わない。これはまた、
ドア14が開かれたときに、各ウェハ48の平坦部56
の位置が正確に分ることを保証する。
すなわち、ウェハは既知の所定の位置合せ状態にある。
動作時には、真空ウェハキャリヤ10が真空装填ロック
室12内に置かれ、ドア14が開かれた後、昇降駆動モ
ータ32が作動されて移送アーム28を取り出したい最
初のウェハ48の高さのすぐ下に移動させ、次いでアー
ム駆動モータ34が作動されて移送アーム28をキャリ
ヤ10の内部へと延ばす。これが、第1図に示したアー
ム28の3位置のうち最左位置である。こ\で昇降駆動
モータ32を少し作動すると、移送アーム28がわずか
に上昇し、その外周49の3本のピン50が所望のウェ
ハを、それまで真空ウェハキャリヤ10内で載置されて
いた突起60(第4図)から持ち上げる。
尚第4図に示すように、突起60は平坦面でな(テーパ
面なので、突起60とその上に載っているウェハ48と
の接触は面接触でなく線接触で、ウェハのエツジに制限
される。これは、数十平方ミリにもなることのあるキャ
リヤとウェハ間の大きい面積での接触を防ぎ、こ−で用
いる“線接触”は一般に数平方ミリ以下のはるかに小さ
い面積でよい。本実施例で用いる“線接触”の別の定義
として、ウェハ支持体がウェハの表面とそのエツジから
エミリ以内の地点でのみ接触する。つまり、移送アーム
28を上昇することによって、ウェハ48が取り出され
、移送アーム28上面の3本のビン50の小円錐体52
が小羽1900上に載置される。
突起60は、真空ウェハキャリヤ10内で約4.75m
n+ (0,18フインチ)の中心−中心間隔を有する
。この中心−中心間隔からウェハ48の厚さを引いた値
は、移送アーム28と各3本のビン50を加えた高さと
比べて充分なりリアランスを与えねばならないが、それ
よりはるかに太き(する必要はない。例えば、移送アー
ム28は各3本のビン50の小円錐体52の高さを含め
、約2.03mm(0,080インチ)の厚さである。
ウェハ48は例えば約0.53mm (0,021イン
チ)の厚さにできるので、約2.16mm (0,08
5インチ)のクリアランスが得られる。ウェハの厚さと
直径は広く変化し得る。一般に、大きい直径のウェハは
ど大きい厚さを有するが、真空ウェハキャリヤ1゜のサ
イズ及び真空ウェハキャリヤ10内の突起60の中心間
隔は簡単に適宜調整できるので、この種の真空ウェハキ
ャリヤ10はそうした直径の大きいウェハに対して使う
のにも適する。またキャリヤ10は、所望に応じ、例え
ばGaAs等、もっと薄いウェハを搬送するのにも適し
ている。
移送アーム28がウェハ48を取り出した後、アーム駆
動モータ34が作動され、移送アーム28をホーム位置
(第1図に示した中央位置)に移動する。これは、第1
図に示すように移送アーム28の中央位置である。次い
で昇降駆動モータ32が作動され、室間移送ポート30
 (第3図)内へと移動可能な高さに移送アーム28を
移動させる。
室間移送ポート30は、隔離ゲート31によって覆われ
ている、第3図に示したゲート31は、摺動接触を行う
ことによって室間移送ポート30を密閉する。シャツ)
580が(第3図に示すように)回転されると、設けら
れたリンク機構がゲート31を(第3図に示すように)
上、方に駆動し、ポート30を覆う。ボート30を開く
には、シャフト580が反対方向に回転される。所望な
ら、回転移動によって密閉を行うこともできる。(尚、
摺動接触が存在しない方が、内部発生粒子を減じる点で
望ましい。)室間移送ポー)30を覆う隔離ゲート31
は空気シリンダによって作動できるが、その代りにステ
ップモータも使える。このように、合計4つのモータが
使われる。すなわち、そのうち2つが真空フィードスル
ーのために用いられ、残り2つが排気マニホルド36内
に含まれている。こ\でアーム駆動モータ34が再び作
動され、移送アーム28を室間移送ボー)30を介して
隣接の処理室内へと延出させる。これが、第1図に示し
たアーム28の最古位置である。隣接の処理室は、例え
ば注入器、プラズマエッチ及び蒸着モジュールのように
ここに開示された処理モジュールあるいはその他の処理
モジュール等、数多くの異なる種類の処理モジュールの
うちのどの1つであってもよい。
室間移送ポート30を貫いて延びた移送アーム28は、
移送アーム28自体に用いられたビンのように、第3図
に示すようにウェハ支持ビン53上にウェハ48を置く
。(尚室間移送ポート30は、移送アーム28が室間移
送ポート30を貫いて延びるときに、充分な垂直高さを
有しているので、ある程度の垂直移動が可能となり、そ
の結果移送アーム28が垂直方向に移動して、例えば処
理室内のウェハ支持ビン53等のウェハ支持体からウェ
ハを持ち上げたりあるいはその上ヘウェハを置くことが
できる。ウェハ48はアーム28によって、ビン53の
頂部上に置かれる。     ゛あるいは、処理室は、
移送ボックス内に突起60と同様な離間した傾斜突起を
有する固定具を具備してもよいし、あるいはウェハを受
は入れるその他の機械的構成を有してもよい。但し何れ
の場合にも、移送ウェハ48を受は入れるのに使われる
構成は、移送アーム28がウェハの下面に達してそれを
設置または除去できるように、(少なくとも移送時に)
ウェハの下面にクリアランスを持たなければならない。
移送ウェハを受は入れるのにウェハ支持ピン53が使わ
れる場合には、処理室内におけるウェハ支持ピン53の
垂直移動を与えるため、ベローズ(bellows )
運動または真空フィードスルーを設けるのが望ましいこ
ともある。つまり一例として、処理室がプラズマエツチ
ングまたはRIE (反応イオンエツチング)モジュー
ルである場合にはベローズを設け、移送アーム28がウ
ェハ48の経路から引き出された後、ウェハ48を例え
ば垂直方向にサセプタ上へと移動してもよい。
勿論、処理室は、例えばエンジニアリング検査モジュー
ルまたは蒸着モジュールとし得る。−例として、真空隔
離式顕微鏡の対物レンズは、真空内で下向きに置いたウ
ェハの検査を(適切に折り曲げられた光路を用いて)可
能とする。これは、クリーンルームへの頻繁な出入りに
よって生じる呈ンジニア時間及びクリーンルームの品質
を損わずに、頻繁なエンジニア検査を適宜行えることを
意味する。所望なら、検査モジュールを他のモジュール
と組合せも可能である。
何れにせよ、移送アーム28を引き出した後、所望なら
ゲート31が閉位置に移動されてボート30を閉じる。
その後、ウェハ48の処理が進行する。処理の終了後、
室間移送ボート30を覆っている隔離ゲートが再び開か
れ、移送アーム28が再び延出され、移送アーム28が
ウェハ48を取り出すように昇降駆動モータ32が少し
作動され、更にアーム駆動モータ34が再び作動されて
移送アーム28がホーム位置へと戻す。次いで、昇降駆
動モータ32が作動されて移送アーム28を正しい高さ
とし、真空ウェハキャリヤ内の所望なスロットにウェハ
48を一致させる。その後、アーム駆動モータ34が作
動されて移送アーム28を真空ウェハキャリヤ10内へ
と延出し、処理されたばかりのウェハ48が一対の突起
60の上方に位置するようになる0次いで、昇降駆動モ
ータ32が少し作動されて移送アーム28を降下させ、
ウェハが対応する突起60上に載置された後、アーム駆
動モータ34が作動され、移送アーム28をホーム位置
に後退さ奄る。その後上記の工程順序が繰り返され、移
送アーム28が更に別のウェハを処理のために選択する
尚、上記した移送アーム28と回転可能な移送アーム支
持体44の機械的なリンク機構によれば、移送アーム2
8と移送アーム支持体44の中心−中心間長さが等しい
と、移送されるウェハが正確に直線状に移動する。この
点は長所である。ウェハが移送ボックスから出し入れさ
れるとき、移送ウェハの側縁が真空ウェハキャリヤ10
の側面にぶつかったり、こすったりしないことを意味す
るからである。つまり、金属製のボックス側面に対する
ウェハの摩擦による粒子発生の危険を伴わずに、真空ウ
ェハキャリヤ10のクリアランスを比較的小さくできる
(これは、キャリヤ内での移送中にウェハがガタガタす
ることによる粒子の発生の減少に寄与する)。
こうして真空ウェハキャリヤ10内の全つエノh(また
は少なくともその中の所望数だけ)が処理されるまで、
ウェハ毎に処理が続けられる。終了時点には、移送アー
ム28が空の状態でホーム位置に戻され、ドア14の下
縁より下げられ、更に空間移送ボート30を覆う隔離ゲ
ート31が閉じられる。次いで、シャフト24は、回転
されてドア14を閉じ、そしてドア14と真空ウェハキ
ャリヤ10との間に真空シール用の初期接触を与え、そ
の結実装填ロック内の圧力が上昇されたとき、真空ウェ
ハキャリヤ10は(差圧によって)密閉される準備が整
えられる。こ\で、真空装填ロック室12が再び加圧可
能となる。圧力が大気圧になったことを真空計62の示
差センサが判定した所で、装填ロック蓋20を開けるこ
とができ、(現在差圧によって密閉されている)真空ウ
エノ1キャリヤ10を手で取出可能となる。通常、キャ
リヤの頂面に折りハンドル11が設けられ、装填ロック
内で真空ウェハキャリヤ10に必要な容積を大巾に増す
ことなく手での取出作業を容易にする。
真空ウェハキャリヤ10は取出後、所望に応じて運搬ま
たは保管できる。真空シール13が真空ウェハキャリヤ
lO内を高真空に保っているので、ウェハ表面への粒子
の輸送(及び蒸気相汚染物の吸着)が最小にされる。デ
バイスを構成するために処理中のキャリヤ10内に位置
したウェハの表面は、その表面への粒子の沈着を防ぐた
め下向きにする。
尚、真空ウェハキャリヤ10は、そのドアに取り付けら
れた弾性要素27も含む。ドア14が閉じられたとき、
弾性要素27が軽い圧力をウェハ48に加え、ウェハが
ガタガタして粒子を発生するのを防ぐ。弾性要素27は
図示の実施例では一組のバネとして構成されているが、
その他の機械的構造(例えば弾性ポリマー製の突出ビー
ズ)も使える。使用するウェハが平坦面を有する場合に
は、真空ウェハキャリヤ10の内側背面に平坦な接触面
29が設けられ、ウェハの平坦面がそれに押圧されるよ
うにする。
また、真空ウェハキャリヤ1oの側壁上の突起60はテ
ーパ状である。これによって、ウェハの被支持面との接
触が大きな面積でなく、線に沿ってのみ生じることを保
証する。この結果、搬送中におけるウェハの損傷と粒子
の発生が減少される。
また、これによって前述のごとく、位置決め誤差の累積
も減少できる。機械的ジャムが発生した場合、そのジャ
ムの検査を可能とする窓(図示せず)を、装填ロック蓋
20に備えることもできる。
上記実施例の利点は、機械的な作動不良が発生した時に
、その問題を処理する前に、真空ウェハキャリヤ10の
ドアを閉じることができる点にある。例えば、移送アー
ム28がウェハを幾分取り出した所で、ウェハが3本の
ピン5oの全ての上に正しく載置されない場合、その問
題を処理する前に、ドア駆動モータ33を作動してドア
14を閉じることができる。同じく、移送アーム28が
ホーム位置へ後退可能なら、空間移送ポー)30を閉じ
ることができる。こうした一部の機械的未調整の問題は
、通常の制御順序から外れることによって、簡単に補修
可能なこともある0例えば、移送アーム28上における
ウェハ48の位置は、ウェハ48のエツジがドア14の
外側または室間移送ポート30を覆っている隔離ゲート
の外側へわずかに接するように、移送アーム28を幾ら
か延ばすことによって調整できることもある。これでう
まくいかなければ、真空装填ロック室12を(真空ウェ
ハキャリヤ10のドア14を閉じて)大気圧に戻し、装
填ロック蓋20を用いて、その問題を手操作で補修でき
る。
第6.7及び8図は、反応イオンエツチングに使用可能
な1つのウェハ反応器を示す。本願で説明する多くの処
理モジュールには、上記実施例の着想及び利点の少なく
とも一部と、その実施例から導かれた別の着想及び利点
とが合せて含まれている。非常によく似た反応器の設計
をプラズマエツチング、すなわち100 mTorrよ
り高い真空でのエツチングにも使える。当該分野で“プ
ラズマエツチング1及び“反応イオンエツチング(つま
り“RIE”″)という用語は区別されることが多く、
RIEはプラズマ衝撃が大きい、すなわち低圧での条件
下におけるエツチングを指すのに使われ、ウェハは給電
されている電極上に取り付けられる。但し本願では、こ
の区別を厳密に行わない。本願によって教示される幾つ
かの特徴の一部はRIEのエツチングプロセスにおける
場合の方が有利だが、本願の教示は通常区別されている
プラズマとRIE両エツチングに適用可能である。
第6図は、後述する第5A及び5B図に示すような処理
システムで使用可能な処理モジュール104を示す。
第6図は、反応イオンエツチングまたはプラズマエツチ
ングで使用可能な単一ウェハ反応器を示している。前述
したように、移送アーム28は、ウェハ支持ピン53(
第4図)上に置き、次いで後退する。この時点で、室1
12、アース電極1101処理ガス分配器120、ベー
ス板138及び水晶製円筒体114を含む下方アセンブ
リ全体が、例えば空気シリンダまたは真空フィードスル
ー(図示せず)等を用いて上方向に移動される。
ベローズ124が、モジュール104の内部との真空密
相互接続を保ちつ\、上記の垂直動を可能とする。この
垂直動により、ウェハ支持ピン53上に載っているウェ
ハの背面が給電電極118に接触し、この時点でウェハ
支持ピン53の下面に取り付けられた摺動ピン支持体1
30が板゛バネ132に抗してわずかに後退する。(ウ
ェハが強すぎる力で給電電極118に対して押圧されな
いように、摺動ピン支持体130の少量の弾力性を保証
するため、板バネ132に代え他の弾性要素も使える。
) アセンブリの上方向の動きの最後の部分によって、シー
ル135(第6図)が、室112の頂部の水晶製円筒体
114と給電電極11Bを取り囲む水晶片116との間
で閉じる。つまり、このシフルが成されると、処理室の
内部は処理モジュール104の残りの内部から真空密閉
される。
ヘリウム吹出ボート134が設けられ、ヘリウム供給源
をウェハの背面に接続している。このヘリウム空間は、
給電電極118の下方点とウェハとの間の空間が真空で
なくヘリウムで満たされていることを意味する。この状
態は、相当に低い熱抵抗、及びウェハと給電電極11B
との間での高反復性の熱接触を保証する。給電電極11
8には、冷媒を供給可能な冷媒マニホルドスペース13
6を含めることもできる。
別の実施例では、ピン53は、板バネ132で支持され
た摺動ピン支持体130上に取り付けられず、固定され
る。ヘリウム吹出ボート134がウェハの背面と給電電
極118の表面との間で良好な熱接触を保証するので、
十分の数インチの公差によってウェハ48に対する給電
電極118の良好なRF結合が可能になり、そして、給
電電極118とウェハ48との間での良好な熱接触も可
能になる。またこの大きさの公差は、上方部に対して下
方室部を確実に密閉できるようにするため、室壁の熱膨
張、シールの厚さの変化、ウェハの厚さの変化等に対す
るゆとりを充分に与えるべきものである。尚この実施例
では、ウェハの表面に隣接したプラズマの横方向の広が
りを最小限とするため、水晶製円筒体114と水晶片1
16はわずかに異なる形状とするのが有効である。但し
、摺動ピン支持体130を使えば、第7図に示すように
プラズマをウェハ面48のより近くに閉じ込められるこ
とが判明している。
第7図は閉じた位置にある第6図の処理モジュールの上
方部を示し、ウェハ48が処理のためそこに保持されて
いる。反応器を閉じた後、ヘリウム吹出ボート134 
(第6図)を介してヘリウム吹出が開始可能となる。同
時に、処理ガス分配器120を介して所望の処理ガスを
供給できる。
処理ガス分配器120は、存在するRF電力から渦電流
を拾わないように、水晶からなっている。
また、水晶の表面は高絶縁性なので、水晶に近いプラズ
マ境界には、アースされている導電要素に近いプラズマ
境界に生じるほど、大きな境界間電圧及び電流が生じな
い。これは次のことを意味する。すなわち、水晶の近く
でのプラズマによる反応は、アースされている導電要素
近くで生じるほど高い比率で生じないので、被着が減少
される。
また、水晶はかなり良好な熱絶縁性なので、サセプタの
温度が(プラズマからの放射によって)100または2
00℃に上昇する点にも留意すべきである。分配器の温
度上昇はそこへの被着を一層減じるため、上記の点はあ
る処理において有利である。
一般的なRIE動作条件(10〜200ミクロン圧、1
00〜800ワツトの供給電力)下では、発生プラズマ
が給電電極118とアース電極110との間の室をはり
一様に満たす。従って、処理ガス分配器120はプラズ
マ中で最も密な部分へと突出する。処理ガス分配器12
0は処理すべきウェハの直径のはり半分のリング状であ
って、中空の支持体がベース板138上に取り付けられ
たガス接続部140(第6図)に導かれている。水晶製
の処理ガス分配器120には迅速接続マウントが設けら
れているので、所望に応じ迅速且つ容易に交換できる。
処理ガス分配器120は、例えば4cmだけつ工ハの表
面から離間しているのが有効である。この間隔、処理ガ
ス分配器120の正確な形状、及びガス分配器に対する
気体供給ボート122の間隔はそれほど重要でない。こ
れらのパラメータは所望なら変更できるが、変更する場
合には、処理ガス分配器120のガス供給ボート122
からの処理ガスの拡散及び処理ガス生成物が次のものを
与えるように上記パラメータを選択すべきである。
1)ウェハ48の面でのプラズマ境界へと向かう処理ガ
ス及び処理ガス生成物の拡散支配の輸送、及び2)ウェ
ハ48の面近くのプラズマ境界における処理ガス及び処
理ガス生成物のはり一様な濃度。
例えば、処理ガス分配器120とウェハ面との間隔は1
〜15cmの範囲なら何れともし得る。
これらの低圧条件下で、且つ給電電極118のプラズマ
との接触面積(この実施例ではウェハ48の面積と実質
上等しい)対アース電極面積(この実施例ではアース電
極110の面積に室112の内面積とベース板138の
上方の露出面積とを加えた和に実質上等しい)との大き
い面積比が与えられることで、高密度のプラズマ衝撃が
ウェハ面54で生じる。
アース電極110は、アース電極110内のマニホルド
空所に接続された冷却ライン150 (第6図)を用い
て冷却可能である。追加の冷却が必要なら、室112も
冷却し得る。尚、前述のごとく下方エツチング室138
の全体が垂直方向に移動できるように、冷却ライン15
0は可撓性のホースである。同じ理由から、ガス接続部
140を介して処理ガスを処理ガス分配器120に供給
するガス供給管152も可撓性である。これらのホース
の屈曲が過剰の粒子を生じることが分った場合には、ベ
ース板138の側面を介したベローズ124の外からの
ガス供給を代りに行うこともできる。
第8図は、第6図の反応器の平面図を示す。処理ガス分
配器120の形状は、この平面図からより明瞭となろう
。また、ベース板138はアース電極110の周縁に沿
っである程度のスペースを含み、これがガス供給ポー)
122 (第6図)から下方の真空ポンプへ至る通路を
与えることも明らかであろう。反応器内のガス流は全て
ウェハの面から下向きであるので、この点も粒子の減少
を促す。任意選択の変形として、重要な容積内における
粒子数の増加を検出可能とし、そして粒子カウントが選
定レベルに達するまで室112の開放を遅らせられるよ
うに、室112内に実位置真空粒子カウンタを設けても
よい。
所望のエツチング作業の終了後、処理ガス分配器120
を介して供給されるガスが遮断され、処理モジュール1
04が処理モジュールの残部と同じ圧力(10−’ T
orr以下)にポンプ排気される。
次いで、処理モジュールの熱安定化または存在し得る浮
遊粒子の放出のための放置時間を場合に応じて介在させ
た後、処理モジュール104を開き、移送アーム28が
上述のように作動されてウェハを室12から取り出す。
移送アーム28の室12に対する位置は、第1図に示し
たアーム28の最古位置である。
尚、上記の作業は全て非常に容易に制御できる。
サーボや複雑な負帰還機構は必要ない。上述のモータは
全て簡単なステンプモータなので、この種の複数モジュ
ールはシングルコンピュータ制御システム206(第1
0図)によって制御可能である。システム全体としての
機械的安定性−すなわちウェハ支持ビン53のテーパ、
真空ウェハキャリヤ内の突起60の傾斜、及び真空ウェ
ハキャリヤ10の背壁の平坦接触面29によって生じる
わずかな位置決め誤差の固有補正−が小誤差の累積を防
ぎ、そして制御を容易とする。
簡単な制御というこの利点は、機械的な整合が十分制御
されるために、一部達成される。前述したように、真空
ウェハキャリヤ10の位置整合台18との嵌合金体が機
械的な整合の一要素を与える。何故なら、移送アーム2
8に対する位置整合台18の位置は正確且つ永久的に較
正可能だからである。同じく、真空ウェハキャリヤ10
は各寸法について制御する必要がなく、位置整合台18
と係合する真空ウェハキャリヤ10の底(またはその他
の部分)に対して突起60の位置及び向きが正確に分る
ように制御されるだけでよい。この点は、前述のごとく
、真空ウェハキャリヤ10が位置整合台18上に載置さ
れるまで摺動するチャネルを設けることによって達成さ
れる。しかし、その他多くの機械的構成も代りに使える
。コンピュータ制御システム206による更に別の制御
及び補正動作のため、各種の電子的及び機械的センサで
システムの位置及び動作に関する情報を与えることもで
きる。
同様に、移送アーム28のホーム位置とウェハを処理室
内へと挿し込む3本のビン50 (またはその他の支持
構成)との間でも、機械的な整合が達成されねばならな
い。但し、この機械的な整合は、簡単な1回の設定較正
とすべきである。尚、前述したように、ドア14が閉じ
られる度に、その内部のバネ要素が各ウェハ48を真空
ウェハキャリヤ10の平坦接触面29に対し押圧するの
で、角度の位置決めは真空ウェハキャリヤ自体によって
保持されている。真空ウェハキャリヤ10での別個のポ
ンプ排気を可能とするため、迅速接続式の真空取付具を
真空ウェハキャリヤ10に任意選択として設けることも
できる。
上記の装填ロック機構は真空ウェハキャリヤlOと組合
せて用いる方が有効だが、それだけに限られない点に留
意すべきである。この装填ロックは、内部が大気圧のウ
ェハキャリヤとも組合せて使える。これは別の実施例で
あるが、参考文献として含まれる1984年8月27日
発行のバイマ(Bimer )等による米国特許第4,
609,103号に示されているような従来の装填ロッ
ク動作と比べ、前述のごとき多くの利点を持っている。
また、前述の真空ウェハキャリヤ10は、任意の所望数
のウェハを支持するように異なるサイズで作製可能な点
にも留意すべきである。更にこの種の真空ウェハキャリ
ヤ10は、その他最大限まで任意の所望数のウェハを運
搬または保管するのに使える。これは、計画及び処理機
器の割当補給における別の融通性を与える。
第5A図は、更に別の実施例を示している。この実施例
において、各々が真空ウェハキャリヤ10を含む2つの
装填ロックが共に処理ステーション102に接続されて
いる。この処理ステーション102は、4つの処理モジ
ュールを含んでおり、そのうちの2つ以上は、処理モジ
ュール104またはこ−に開示する他の処理モジュール
、あるいはそれ以外の任意な適切のモジュールである。
前記の実施例と異なり、移送アーム28は室間移送ポー
ト30を介して真空装填ロック室12から処理ステーシ
ョン102内へと達したとき、ウェハ48を2つのウェ
ハステージ105の一方上に置く。これらのウェハステ
ージ105はピン53と同様の3ピン支持体または2突
起支持体であり、あるいはウェハを支持体上に置いた後
、移送アーム28がウェハと接触せずに下降して後退す
るように支持されたウェハの下方にスペースが存在する
限り、その他の機械的構成ともし得る。用いるウェハ支
持体は、大きな面積に及ぶ接触ではなく、ウェハの下面
またはエツジと線接触をなすようにすべきである。
別の移送アームアセンブリ106が、処理ステーション
102内に設けられている。この移送アームアセンブリ
は、室12内で使われているような移送アーム28、回
転可能な移送アーム支持体44及び筒状支持体46とは
ゾ同様だが、幾つか相違も存在する。第1に、前記装填
ロック内で使われた移送アーム28は、ウェハを直線状
に移動しさえすればよい。これに対し、移送アームアセ
ンブリ106は、処理モジュール104の任意の1つを
選択すめために、半径方向にも移動可能でなければなら
ない。つまり、追加の自由度が必要である。第2に、移
送アームアセンブリ106の到達範囲は、装填ロック内
で使われている移送アーム28、回転可能な移送アーム
支持体44及び筒状支持体46と同じにする必要がなく
、実際には処理モジュール1.04の適切な間隔を可能
とするために、移送アームアセンブリ106の到達範囲
はもっと大きくし得る。第3に、移送アームアセンブリ
106は、装填ロックで使われる移送アーム28はど垂
直方向に移動する必要がない。第4に、図示の構成では
、移送アームアセンブリ106がウェハの平坦面と接す
るピン50の1本を有していないので、同一の直径のウ
ェハを取扱う場合であっても、3ビン50によって限定
される円の直径は移送アーム28及び128と同一でな
い。
アセンブリ106の筒状支持体は回転可能とでき、この
場合にはその回転を駆動する第3のモータが設けられる
。つまり、移送アーム用の第3の自由度が与えられる。
同じく、アセンブリ106の移送アーム128の寸法は
所望に応じ簡単に変更できる。つまり、移送アームアセ
ンブリ106は、移送アーム支持体144上に回転可能
に取り付けられた移送アームを含む。筒状アーム支持体
144は筒状支持体(図示せず)に旋回可能に取り付け
られ、移送アーム支持体144に固定された内部シャフ
トが筒状支持体を貫いて下方に延びている。2対1のギ
ヤ機構を含む内部のチェーンドライブは、筒状支持体1
46と移送アーム支持体144との間の差回転を更に別
の差回転、すなわち移送アーム支持体144と移送アー
ム128との間の角度の2倍へと変換する。移送アーム
アセンブリ106の下方に取り付けられたアーム駆動モ
ータが、移送アーム支持体144に固定されたシャフト
を回転するように結合されている。またアーム回転モー
タが、筒状支持体146を回転するように結合されてい
る。更に、昇降機構が移送アームアセンブリ106の垂
直方向の動きを与える。
尚、移送アームアセンブリ106に必要な垂直方向の動
きは一般に真空装填ロック室12内の移送アーム28に
必要な垂直方向の動きほど大きくない。なぜならば、移
送アーム128は、一般に真空ウェハキャリヤ10内に
おける位置のように幾つかの垂直方向に分離したウェハ
位置のうちの1つを選択する必要がないが、一般に全て
ほり同一平面内にある多数の可能なウェハモジュールか
らウェハを取り出して置くのに使われるだけだからであ
る。従って任意選択として、移送アーム128の垂直方
向の動きは、前述した昇降モータアセンブリでなく空気
シリンダによって制御し得る。
つまり、移送アーム支持体144と同時にアセンブリ1
06の筒状支持体を回転することによって、筒状アーム
アセンブリ106は延出されることなく回転可能である
。移送アームアセンブリ106を所望の位置に回転した
後、筒状支持体146を固定したま\移送アーム支持体
144を回転すれば、アーム28に関連して前述したよ
うに移送アーム128は延出可能である。
すなわち、移送アーム28が真空装填ロック室12の1
つから、処理すべきウェハ48をウェハステージ105
の1つの上に置いた後、移送アームアセンブリ106は
回転され、必要ならばウェハの下方に移送アーム128
が(るように低い位置で延出され、移送アーム128が
ウェハ48を取り出すように上昇され、そしてホーム位
置に後退される。次に、移送アームアセンブリ106は
再び回転され、そしてウェハが処理モジュール104の
1つのウェハ支持体上方または他方のウェハステージ1
05上方にくるように移送アーム128は延出される。
移送アームアセンブリ106を降下することによって、
ウェハ48は処理モジュール104内のウェハ支持体ま
たはウェハステージ105上に置かれ、こ−で移送アー
ム128は後退可能となる。
処理モジュール104は主処理ステーション102から
密閉分離でき、ウェハについての個々の単一ウェハ処理
が開始可能となる。一方、移送アーム128と28は他
の動作を実施できる。処理モジュール104内のウェハ
の処理が完了すると、その処理モジュール104は処理
ステーション102の内部と同じ低圧にポンプ排気され
、処理モジュール104は開放可能となる。こ\で移送
アームアセンブリ106が作動されてそのウェハを取り
出し、一方のウェハステージ105上または別の処理モ
ジュール104内へのいずれかにそのウェハを移す。
かかる実施例の1つの利点は、全ての処理モジュール1
04が同じ作業を行うように構成でき、かなり遅い処理
作業の場合でも、処理ステーション102内に充分な数
の処理モジュール104を設ければ、ウェハの搬送にだ
け制限された処理量が可能となり、あるいは異なる処理
モジュール104内で異なる作業を行える点にある。
すなわち、吸着汚染物や天然の配化物に原因する処理変
化が除かれるため、かかる実施例によって、望ましいも
のとしてますます強く認識されている逐次処理が容易に
使用される。例えば、2つのプロセスモジュール104
を酸化物成長用に、1つを窒化物被着用に、更に1つを
ポリシリコン被着用にそれぞれ構成すれば、酸窒化物ポ
リ−ポリコンデンサの同一位置での完全作業が可能とな
る。また、異なる処理モジュール104内に異なる処理
工程を設けることは、どのウェハがどの装置へ行くべき
かを人手確認に頼らず、適切な作業をプログラミングす
ることによって、多数のロフト分割及び処理の変化が同
時に実施可能なことを意味する。つまり、それぞれ異な
るサンプル処理モジュール104内で異なる作業を進行
させる能力が、処理上の融通性を更に与える。
また、ウェアの転送順序全体は完全に任意であり、所望
に応じて選択し得る。例えば、1つの真空ウェハキャリ
ヤ10からのウェハを完全に処理した後その真空ウェハ
キャリヤ10に戻し、その処理し終ったウェハを含む真
空装填ロック室12を処理ステーション102から密閉
分離し、処理後のウェハで満たされた真空ウェハキャリ
ヤ10を該真空装填ロック室12から取り出す間、別の
真空装填ロック室12内に入れた別の真空ウェハキャリ
ヤ10内のウェハを処理することができる。
あるいは、本構成のプログラム能力とランダムアクセス
の特性を用い、2つの真空ウェハキャリヤ10間におい
て任意の所望な方法でウェハを組み換え及び交換するこ
ともできる。
また、本構成は2つの真空装填ロック室12もしくは4
つの処理モジュール104に全く制限されないが、この
構成は、処理ステーション102内における別の数の処
理モジュール104、処理ステーション102に取り付
けられる別の数の真空装填ロック室12、あるいはステ
ーション内における2以上の移送アームアセンブリ10
6の使用へと、所望なら、変更可能である点も留意され
るべきである。
尚、本構成はウェハの向きを保存するものである。ウェ
ハが真空ウェハキャリヤ10内でそれらの平坦部56を
真空ウェハキャリヤ10の背面の平坦接触面に向けて支
持されているとすれば、それらウェハは平坦部56を処
理ステーション102の中心の方に向けてウェハステー
ジ105上に置かれる。移送アームアセンブリ106は
この向きを維持するので、ウェハ48は何れかの真空ウ
ェハキャリヤ10内に置き換えられたとき、その平坦部
56が真空ウェハキャリヤ10背面の平坦接触面29に
向く。
第5B図は、処理モジュール104等こ\に示す処理モ
ジュールのうち任意のもの、あるいは他の適切な処理モ
ジュールとし得る3つの処理モジュール554を有する
処理ステーション550を示す、処理モジュール554
は全て同種、各々異種、または2つ同種で残り1つは異
種の処理モジュールとすることができる。第6図の移送
アームアセンブリと同様な移送アームアセンブリ558
が、コンピュータ制御システム562の制御下で、ウェ
ハを任意の処理モジュール554間において任意の順序
で移送する。真空装填ロック室565と566は第1図
の室12と同様である。移送アームアセンブリ558は
、モジュール554と室565.566とに達して、複
数のウェハ(第5B図にはウェハ48だけを示す)を取
り出しまたは引き渡し可能である。コンピュータ制御シ
ステム562は、モジュール554、アセンブリ558
及び室565.566に必要な制御を与える。ウェハの
移送ルートは、任意の所望な処理モジュール554間で
、任意の室565.566から任意の処理モジュール5
54へ、及び任意の処理モジュール554から任意の室
565.566へと可能である。。
室12(第1図)に関連して前述したように、任意の室
565.566内での処理作業前及び後において装填ロ
ック及び処理室の動作を制御するのに、通常閉ループの
制御システムが設けられている。
第9図は第6図の処理モジュールの改良例を示し、この
実施例は、その場で発生される紫外線によって処理を高
める能力を含み、またウェハ面から離れた補助のプラズ
マ放電を介してウェハ面へと至るガス流によって生じる
活性化種を与える能力も与えられている。モジュールは
、1つのモジュールと1つの真空装填ロックだけを含む
処理ステーション570内に示しであるが、中心の取扱
室が複数の処理モジュール104及び1つ以上の真空装
填ロック室12と組合された第5A及び5B図のような
実施例でも使える。
また、粒子センサ202(第9図)が、真空装填ロック
室12の内部に接続されるものとして明示しである。こ
の粒子センサ202は、粒子センサ202からの信号が
真空装填ロック室12内に存在する粒子レベルの指示を
与える限り、物理的に真空ウェハキャリヤ10の合体位
置に近接していなくともよい。粒子センサ202は通常
ポンプ排気路(図示せず)内で真空装填ロック12より
下流に位置する。またこの粒子センサは、一定の継続時
間にわたってカウントされた粒子数を示す出力信号を与
えるカウンタに、市販のレーザ粒子カウンタ(これが個
々の粒子を検出する)を組合せて成る。紫外線プラズマ
空間220にはリング576を介して、例えばN2 、
ArまたはHe等紫外線の発生に有効なガスが供給され
る。紫外線を発生するのに使われる電源の周波数は、例
えば100KH2または13.56MHzとし得る。モ
ジュール57.Oは、処理室218を有し、こ\に分配
器212(第12図)または供給管250を介してガス
が導入される。例えば、オゾンが分配器212を介して
供給される。透明な真空壁238が、加熱モジュール5
72からの放射熱を下方のウェハ48へと通過可能にし
ている。
紫外線及び遠隔プラズマの能力を有する第9図及びその
他の処理モジュールによって、以下の処理が行える。
モジュール570で使える一処理は、側方モジュール5
70(処理室218内へ直接光学的に結合されている)
で発生される補助の紫外線と遠隔プラズマ室254から
遠隔発生されるプラズマの何れかまたは両方を用いるポ
リシリコンを被着するためである。シランガスが処理室
内に導入される。遠隔プラズマを使わないときは、シラ
ンガスを分配器212を介して処理室218内へ導入す
ることもできる。処理室は被着温度に維持されるべきで
ある。ウェハを室218に配置した後、所望なら、ウェ
ハ及びその露出層と非反応性の適切なガス、例えばN2
を用いて浄化を行える。この処理の一例は次の通りであ
る。すなわち、まずウェハが室内に置かれる。次いで、
室内が排気されN2で浄化される(一般に室内の使用可
能な気圧は0.1〜750 Torrである)。遠隔プ
ラズマが、シランガスから室254内で発生される。遠
隔プラズマは室218内に導入され、ウェハ48の下向
き面54に導かれる。室が、例えば550〜570℃の
被着温度に加熱される。補助の紫外線エネルギーが、リ
ング576を介して導入された気体例えばH,、Arま
たはHe等を、周波数100KHzの電力300ワツト
を用い励起することによって、空間220から室218
内に結合される。すると次の反応が生じる。
5in4>SiH,+Si、H&>ポリシリコン+H。
こ\で先は、分子の励起レベルを高めることによって被
着を強める。次いでガスと熱が打ち切られ、所望なら室
が適切なガスで再び浄化される。その後ウェハが取り出
される。所望に応じ、HClとHBrの混合物から形成
された遠隔プラズマを用いて、クリーニング工程を実施
できる。
別の有用な処理は、窒化シリコンの被着である。
遠隔プラズマを発生するのに窒素源が使われる。
前述のように、局部発生された紫外線エネルギーが処理
室内に結合される。シリコン源、例えばジクロロシラン
(D OS)の混合ガスが、処理室内及びウェハ面54
に導かれる。遠隔プラズマと紫外線エネルギーの組合せ
が、被着速度を許容レベルにまで上げるのを可能とする
。処理の実例を次に示す。
1. ウェハを下向きにして処理室内に配置し、処理室
を閉じる。
2、処理室内を排気し、所望なら適切なガス、例えばN
2で浄化する。
3、  DOSの混合ガスから遠隔プラズマを発生し、
窒素源例えばN2またはN Hsが処理室内に導入され
る。
4、処理室を被着温度、例えば550〜800℃に加熱
する。
5、 紫外線エネルギーを発生して処理室内に導き、こ
れが処理ガスによって吸収され、DOSの分子励起レベ
ルを高める。
6、ガス流を止めて加熱し、適切なガス、例えばN2で
室内を浄化する。
7、処理室を開け、ウェハを処理室から取り出す。
8、混合ガス、例えばCF aと02を用いて処理室を
クリーニングする。
こ−で論じるクリーニング動作中、処理室は閉じておく
ことができる。
また処理モジュール570は、有機物の除去、金属汚染
物の除去、天然酸化物の除去、酸化、及び形成された酸
化膜上へのシールドの被着を逐次実施可能である。かか
る処理の一例を次に示す。
1、 ウェハを低圧の処理室内に配置する。
2、 補助の紫外線を用い、オゾンを室内に導入して、
ウェハから有機化合物を除去する。
3、 ハロゲン化物と酸素を用いて金属汚染物を除去す
る。
4、 フッ素の化学作用、例えば無水HF法を用いて、
前の工程で生じた天然酸化物を除去する。
5、 室を排気した後、ウェハ及びその露出層と非反応
性の適切なガス、例えばNtまたはArを用いて、室内
を高圧、例えば700 Torrに浄化する。
6、酸化源例えば0□を導入し、例えば加熱モジュール
5.72のランプ574を付勢し壁238を介して放射
熱を与えウェハを加熱することによって、ウェハまたは
少なくともその一部上に酸化膜を形成する。
7、例えば、酸化源を停止し、N2またはArで浄化す
ることによってアニール作業を行い、アニール作業後所
望なら、熱を停止してウェハを冷却可能とする。
8、所望なら、浄化作業を行って水分を取り除く。
9、室内を排気した後、適切なガス例えばN、またはA
rで、低圧例えば750〜0.1 Torrに浄化する
10、被着用のガス、例えばシランを室内に導しポリシ
リコンを被着する。あるいは窒化シリコンも使える。
11、ウェハを、例えば550〜700℃に加熱する。
12、補助の紫外光を発生し、励起レベルを高める。
13、熱及び被着ガスを除去し、適切なガス例えばN2
またはArで室を浄化する。こ\で窒化シリコン等別の
被着を行える。
14、ウェハを処理室から取り出した後、次のウェハを
入れる前に遠隔プラズマを用いて室内を、清掃する。
特定の処理によって必要なら、上記の任意の工程及び/
又はそれらの一部を省略できる。
第9図の処理モジュール570で行える別の処理は、窒
化シリコンの被着である。つまり、まずウェハが処理室
内に置かれる。排気後、必要なら適切なガス、例えばN
2で室内が浄化される。圧力は0.1〜750 Tor
rの間で可変である。酸素源、例えばNtOまたは0□
が室内で励起され、遠隔プラズマを生成する。シリコン
源、例えばシランまたはジシランが、室254あるいは
分配器212から室218内に導入される。オゾンが分
配器212を介して室218内に導入される。ウェハが
、例えば200〜500℃に加熱される。
紫外線が前記のごとく空間220で発生され、前記の励
起を与える。被着の実施後、ガス及び熱が停止され、所
望なら室を再び浄化できる。ウェハを取り出した後、例
えばCF、及びo2から生成された遠隔プラズマを用い
て室を清掃可能である。
圧力は例えば0.1〜750 Torr 、  5i)
I4対02の比は例えば1〜5とし得る。
こ\に開示する1クラスの実施例はデグレーズ(deg
laze )処理を与え、この処理ではフッ素源のガス
種あるいは無水HFと大比率の酸素とを含む発生源ガス
流の活性化生成物が、ウェハ表面から離れたプラズマ放
電より下方のウェハ表面を横切って流される。この実施
例は、シリコンを選択的に侵食しない乾式デグレーズ処
理が得られるという利点を持つ。この実施例は更に、デ
グレーズ処理を次の処理工程と逐次容易に組合せられる
という利点も有する。例えば、その場でのデグレーズは
天然酸化物を除去するのに使え、続く被着工程のための
清浄な界面を保証する。第9図に示した処理モジュール
570は、紫外線を付勢しない場合にも使用でき、別の
実施例では、空間220、リング576、及び空間22
0での紫外線生成に関連するその他の構成部品を用いず
に構成することもできる。
デグレーズ処理は、次のように好首尾な結果で実証され
ている。 He 30005cctaとCh2000s
cc+mとCF42505ca11の各処理ガス流量を
400Wの放電中に適したところ、酸化物(シリコン)
上のポリシリコンと比べ熱酸化物を用いて測定すると、
酸化物対ポリシリコンが3:lの選択性を与えることが
判明した。酸化物のエツチング速度は室温でわずか7人
/分であったが、この速度はもっと高い温度を使うこと
によって容易に高められる。
つまり、この点に関する本願の教示は、遠隔プラズマを
通過したガス流を使えば、デグレーズを行うのに非常に
高い酸素比率を有利に使えるという点にある。この高い
酸素比率の導入は、ポリシリコンのエツチング速度を遅
くすることによって、選択性を高める作用をしている。
また、これらのガス流は、遠隔プラズマが存在しないと
、補助のプラズマ衝撃がそれほど高い選択性を可能とし
ないので、うまく作用しない。
上記の実施例は、本願の教示に従って種々変更可能であ
る0例えば、もっと高い(酸化シリコンの)選択性を得
るためには、もっと高い比率の02を使えばよい。や\
高い速度は、もっと高い流量のCF4を使えば得られる
。より高い温度も速度を速める。2.5Torrの総圧
力は広く変更できる。
注目に値する別の実施例は、第23図に示したような反
応器で、(例えば) He 3000 secm+とO
z 3000 sccmとCF41505cctaの各
処理ガス流量、(例えば) 2.5 Torrの総圧力
、ガス流に印加されて活性化種を発生する(例えば)4
00ワツトのRF電力、(例えば)250℃の基板温度
を用いる例である。
第10図は、第9図と同様な1つの処理モジュール20
4を用いた実例システムの物理的構成の全体図を示す。
ウェハ搬送機構と真空装填ロック室12を処理モジュー
ル204から分離する隔離ゲート31 (第4図)とを
含め、装填ロック蓋及び処理モジュール204の動作は
、全て、例えば8088ベースのPC(テキサス・イン
スツルメント社のプロフェッショナルコンピュータ等)
とし得るコンピュータ制御システムによって制御される
。コンピュータ制御システム206が、処理ステーショ
ンで実施される全ての処理のための制御ロジックを与え
る。処理メニューは、キーボードで設定し、メモリ内に
記憶され、そしてコンピュータ制御システム206によ
って自動的に実行可能である。例えば、コンピュータ制
御システムがある粒子数以下で真空ウェハキャリヤ10
の開放を許容するならば、その粒子数はプログラムして
おくことができる。
第11図は、かかるコンピュータ制御システムの動作の
フローチャートを示す。ロジックはステップ800でス
タートし、入口ステップ802と803、に進む。真空
ウェハキャリヤ10の装填後、装填ロック蓋20が閉じ
られたかどうかがステップ800で検出され、粗引きポ
ンプポンプ隔離弁702がステップ804で開けられる
。また窒素隔離弁703がステップ802で開けられ、
窒素を室12(第1図)内に4き、前述のごとくマニホ
ルド22(第1図)を介した室12の気体浄化を与える
次にロジックは、同時に行われなくともよいステップ8
02と804から、状B806及びステツブ808に進
む。ステップ808では、コンピュータ制御システム2
06が圧力をモニターし、ゲートつまり隔離弁39を絞
って、適切な制御を与える。装填ロジックは適度な真空
にポンプ排気される。これでも尚真空ウェハキャリヤ内
の圧力より高いので、真空ウェハキャリヤのドア14は
まだ開かない。状態806では、粒子のレベルが許容可
能な低さになったことを粒子センサ202を含む装填ロ
ック粒子カウンタ850が指示するまで、圧力が適度な
レベルに保たれる。カウンタによるカウントが適切なカ
ウントでないと、ロジックは状態806にループバック
する。適切なカウント、例えば零が検出されると、ロジ
ックはループを出て状態810に入る。状as 10で
、所定の期間、例えば60秒間粒子が検出されないと、
真空ウェハキャリヤ10の開き(または閉じ)が安全に
可能となる。つまり、真空ウェハキャリヤ10が装填ロ
ック内に装填されたとき、何らかの理由で異常に高い粒
子濃度が導入されると、粒子汚染の危険が上記の閉ルー
プ制御系下で過ぎ去るまで、システムが′ウェハ48を
汚染にさらさせない。
所定期間粒子が存在しないことを粒子センサ202と2
08(第9図)が検出した後、ロジックは状as 10
を出てステップ812と814に進む。ステップ812
で、隔離弁702が完全に開かれる。ステップ814で
は、窒素供給源に続く隔離弁703が閉じられる。次い
で、ロジックはステップ816に進む。ロジックがステ
ップ816にある間に、隔離弁707が開けられ、室1
2内の圧力が更に減じられる。その後、ロジックはステ
ップ816を出て状態818に入る。室12内の圧力が
状態818でモニターされ、その圧力が所望レベルに達
していないと、ロジックはステップ820に入る。ステ
ップ820では隔離弁707の絞りが調整され、ロジッ
クは状態818に再び入る。圧力が所望のレベルに達し
たときは、ロジックはステップ818を出てステップ8
22に入る。ステップ822で、ドア14が開けられる
−4の期間後粒子のレベルが異常に高いレベルに留まっ
ている場合には、制御ロジックに別のブランチを付加し
、別の浄化サイクルへ進むようにしてもよい。つまり、
この閉ループの粒子制御系は、周囲の粒子レベルが高い
間粒子導入の危険を最小限化することを保証する。また
この閉ループ粒子制御系は、手操作システムの動作順序
の誤りによって生じ得る不測の汚染防止に対しても有利
に働く。
更にコンピュータ制御システム206は、ポンプ系を作
業圧力へポンプ排気し、そしてドア14(第1図)が開
かれるときに存在する粒子のレベルを制御することを可
能とする。真空ウェハキャリヤ10のドア14は、前述
のごとくシャフト24を回転することによって開かれる
。上記のようなその位置での粒子カウンタ、例えば第3
1図のカウンタ850は、高圧真空ギャップコンデンサ
での電荷移送を測定する共振回路を用いるか、あるいは
(充分に多い粒子の場合には)多重折り曲げ光路を備え
たレーザ駆動式光学的空洞を用いるか、またはその他の
手段によって組み立てられる。
その後、ウェハ48を含む移送アーム28の処理モジュ
ール内への通過を可能とするため、隔離ゲート31 (
第3図)を開けることができる。真空負荷ロック室12
内の粒子レベルが許容可能な低レベルで測定されるまで
、真空ウニAキャリヤドア14も処理モジュール内へ至
る隔離ゲート31もどちらも開けられないので、このダ
ブル禁止ロジックは有効である。両方を一緒に使えば相
互作用に基づく利点が得られるが、これらは別々の技術
で、独立に使用可能である。次いでウェハ移送アーム2
8によって、ウェハ48を真空ウェハキャリヤ10から
取り出せる。コンピュータ制御システム206(第10
図)は移送アームを制御し、プログラム可能な任意の順
序で各ウェハ48の取出または交換を行う。ウェハ48
は、最終的に能動回路部品を含む側を下向きにして移送
される。
任意選択として、初期のポンプ排気前に窒素シャワーを
制御するのに、上記以外の粒子カウンタ(または高圧下
で粒子を検知するのにより適した粒子センサ)も使える
。つまり、単純に固定の継続時間だけ窒素シャワーを施
す代りに、箱が異常に汚れた環境下にあることを粒子モ
ニターが示すまで引き延ばしてもよい。装填ロックを(
粗引きポンプで)軟真空にポンプ排気した後、窒素シャ
ワー−1−トを介してガスを吹き込み、下向きの流れを
形成するのが望ましいことさえある。また、装填ロック
が一定の軟真空圧に達した時点で尚粒子レベルが過剰で
あることを粒子モニターが指示する場合、別の窒素シャ
ワーサイクルを開始することによって、装填ロックを軟
真空(例えば1o。
ミリTorr程度)から再び大気圧へ循環するのが望ま
しいこともある。
第9図に示すような粒子センサ208が処理モジュール
の内部に接続され、これが別の禁止ロジックを制御する
のに使われる。真空処理系内で生じる粒子の大部分は、
実施される実際の処理によって発生される。それらの発
生源からの粒子汚染を減じるための変形として、例えば
処理モジュール570 (第9図)等の処理モジュール
へと至る隔離ゲート(第3図)は、ウェハ48の処理後
、モジュール内における許容可能な低い粒子レベルを粒
子センサ208が示すまで、開かれない、さらに、両方
を一緒に使えば相互作用に基づく利点が得られるが、こ
れはちょうど記載したものと個別に適用可能な別の特徴
である。
第12図は、第9図に示した処理モジュール570等、
処理の化学作用を紫外線で強める能力を与える処理モジ
ュールに関する一変形の詳細図を示す。この実施例はも
っと一般的な反応器でも実現できるが、こ\に記す特徴
がそれとの関連で特定の利点を与えるので、その種の処
理モジュールについて説明する。
第12図は、紫外線強化型の真空処理モジュール590
に関する一実施例を示す。処理ガス分配器212が、処
理配管216に接続され、そして頂部室218内でリン
グ底の開口を介して処理ガスの下向き流を発生する。つ
まり、分配器212は、処理ガスの下向き流を、分配器
212の上方で下向きに配置され且つ3本の支持指状部
214(そのうちの1つだけを示す)によって支持され
たウェハ面540近くの頂部室218に与える。
支持指状部214は第3図のピン53と同様である。こ
れら3本の支持指状部214は通常、水晶またはその他
高純度の誘電物質で作製される。
処理ガス分配器212は、処理すべきウェハ48の直径
のはゾ半分のリングであって、処理配管216に至る中
空の支持体を備えている。処理ガス分配器212はウェ
ハ4Bから数1、約4all離れて位置する。処理ガス
分配器212の正確な寸法は重要でない。これらのパラ
メータは、所望なら変更し得るが、変更する場合には、
処理ガス及び処理ガス生成物のはり一様な濃度がウェハ
面54全体にわたって生じるように選定されるべきであ
る。例えば、処理ガス分配器212のウェハ48からの
間隔は1〜15cllの範囲で任意とし得る。処理ガス
分配器212を介して与えられる処理ガスは、遠隔プラ
ズマによって発生された活性化種を備えた混合物を含め
、異なる数種類とし得る。
これら処理ガスとウェハ面54上の薄膜物質との反応は
、頂部室218の下方に位置した紫外線プラズマ空間2
20から発せられる紫外線によって強められる。処理ガ
スの第2の流れが、配管230によって与えられるオリ
フィス222から紫外線プラズマ空間、つまり下方室2
20内に供給され、そこで前方電極220に印加される
RF電力によってプラズマが発生される。供給ガスは、
例えばHz、ArまたはHeとし得る。前方電極224
は紫外線を通すように穿孔されているが、その代りに紫
外線に対して透明な組成及び厚さで作製してもよい。こ
のプラズマ用のアース電極は、構造的な金属要素と処理
モジュールの金属壁228とによって与えられる。紫外
光発生のために電極に印加される電力の周波数は、例え
ば100KHzまたは13.56MH2とし得る。この
実施例では断面かはsX )(状であって、且つ、はゾ
円筒状の外表面を存する水晶製パンフル232が、紫外
線プラズマ空間220内のガス流を頂部室218内のガ
ス流から分離する。つまり、2つの室218と220は
別々のガス流を有し、頂部室218はバッフル232の
頂部とウェハ48との間の開口234を介して排気され
、紫外線プラズマ空間220はバッフル232の底部と
水晶プレート592との間の開口236を介して排気さ
れる。
圧力の差が排気空間で逆流を生じな!/1限り、室21
8と空間220は任意に異なる圧力で動作させてもよい
ウェハが3本の支持指状部214上に配置され、゛処理
モジュールが閉じられた後、電力を前方電極224に印
加してプラズマを発生可能にし、そして紫外線プラズマ
の発生に適した気体が、配管230を通じて紫外線プラ
ズマ空間220内へ導入可能となる。適切なガスにはN
t 、Hz 、Ox及びその他多くの種が含まれる。特
定の用途で所望な紫外線スペクトルと合致する特定のガ
スを選ぶことができる。紫外線源プラズマは、適切なガ
スまたは適切なガスの混合物と適切な圧力を用い、特定
の室構成及び構造用の最小電力、例えば50ワツトより
も大きい電力を加えることによって発生可能である。
第12図に示した実施例では、ウェハ48の背面は、透
明な真空壁238に近接しており、そしてその真空壁か
られずかに離れて支持されている。
これらの特徴は特に、後で詳述する迅速熱処理(RT 
P)能力を持つ実施例と関連している。
第12図に示した実施例において、水晶製バッフル23
2は、図面上水平に延び且つ紫外線に対して実質上透明
な部材239を含む。部材239は、バッフル232の
H状断面のクロスバ−を形・成する。この紫外線透明窓
は、水晶、サファイヤまたはその他同様の物質で作製で
きる。
任意選択として、両ガス流の完全な分離が必要でなけれ
ば、特に非常に短い波長の作業が所望なら、部材239
は中実でなく穿孔を形成してもよいし、あるいは完全に
省くこともできる。これを第13図に示す。処理モジュ
ール600は、第12図の処理モジュール590と同様
である。ガス分配器602は第12図のガス分配器21
2と同様である。水晶製バッフル604は円筒状である
(第13図に2つの矩形として示しである)。
頂部室605への処理ガスはガス分配器602を介して
、紫外線プラズマ空間607は配管609を介してそれ
ぞれ供給される。前方電極612は第12図の前方電極
224と同様である。しかしこの例では、水晶製パンフ
ル232(第12図)のクロスバ−が水晶製パンフルロ
04には存在しないので、空間605内の処理ガスが室
605内の処理ガスと混合可能である。
第14図は、処理モジュール590(第12図)及び6
00 (第13図)とはゾ同様な処理モジュール620
を示す。第14図では、紫外線プラズマ空間220内の
プラズマが、はり同心円状の円筒として形成された2つ
の電極244と246によって駆動される。更に、紫外
線プラズマ空間220内のガス分配器248が、第12
図の配管230と異なる。第14図の水晶製パンフル2
32はH状である。また、処理モジュール620は第3
のガス供給管250を含み、これが後述するように、遠
隔プラズマによって発生された種を与えるのに使われる
。ガス供給管250は、頂部室212内に位置するリン
グ状のガス分配器212と、紫外線プラズマ空間220
内へ気体を与える供給管256とに加えて設けである。
更に、プラズマがウェハ面54に近接して発生可能なよ
うに、RF電力の供給されるサセプタ252が透明な真
空壁238の代りに設けである。電極244が供給管2
50とスリップ嵌合いを形成する。このスリップ嵌合い
は密閉されず、下向きにだけ通気される。
この用途では、プラズマがウェハに1近接している”と
称されるとき、これは、プラズマがウェハに充分接近し
ており、プラズマエツジでの暗空間を横切るDCバイア
スがウェハ面で顕著なプラズマ衝撃を誘起することを意
味する。衝撃の程度eは、圧力、電力レベル、更にある
程度ガス流の成分によって制御されるDCバイアスの量
に多少依存する。
つまり第14図は、ウェハ面54から離れたブラズマに
よって発生される活性化種用に設けられた別個の供給路
を示している。この種類の実施例では、処理モジュール
は、集積回路ウェハ48が第1のプラズマによって発生
される活性化種に露出可能であるように構成されており
、この第1のプラズマは、ウェハから離れているが、ウ
ェハ48より上方の処理ガス流中に存在するものである
。また、この処理モジュールは、集積回路ウェハ48が
、第2のプラズマによって発生されるプラズマ衝撃にも
露出可能なようにも構成されており、この第2のプラズ
マは、ウェハの表面に実質上隣接する暗空間を有するも
のである。近接プラズマは比較的低電力なので、遠隔プ
ラズマは活性化種を発生でき、従ってプラズマ衝撃のエ
ネルギーを最適化するように近接プラズマの電力レベル
と周波数が調整可能である。
特に、かかる実施例では、ガス供給管内の遠隔プラズマ
と低電力の近接プラズマとの組合せから特別の利点が得
られる。遠隔プラズマの使用は、高密度の活性化種がウ
ニ八表面で得られることを意味する。また低電力の近接
プラズマの使用は、プラズマ衝撃のエネルギー及びフラ
ックスを所望程度の異方性を誘起するのに必要なだけに
制限しながら、異方性エツチングを生じるのに充分なプ
ラズマ衝撃が得られることを意味する。これは、過剰な
プラズマ衝撃で起こり得る損傷を容易に回避させる。ま
たこの点は、反応の化学的作用の微調整も可能とする。
これはプラズマ衝撃によって異方性を与えるのに充分な
だけ表面の化学的性質をシフトさせる点で望ましいが、
プラズマエツチング処理には他に2つの制約、つまり外
部被着の選択性及び制御が存在し、これらの条件全てを
最適化する化学的性質の選択は非常に制約されることが
ある。後述する特定の例の一部が実証しているように、
衝撃条件を独立に最適化する能力は最適な化学的性質の
形成において利点をもたらす。
また、低衝撃の条件下で高密度の活性化種を与える能力
は、低衝撃の条件下において高い処理量で処理が可能な
ことを意味し、これは本処理モジュール以前には容易に
達成できなかった。近接プラズマとして低電力のプラズ
マを用いる別の利点は、(抗選択性を劣化させる)ウェ
ハの加熱が最小限化可能なことである。
一般的な用途において、遠隔プラズマは300W以上で
、近接プラズマはtoow以下で動作される。しかし、
例えば銅膜をドープするアルミニウムの場合等、もっと
高い電力で動作する方が有利なこともある。従って、遠
隔プラズマは、近接プラズマに印加されるより4倍以上
の総電力レベルで動作可能なことが理解されるべきであ
る。別の例では、近接プラズマが25Wと低い電力レベ
ルで動作されることもある。プラズマ衝撃のエネルギー
が低いことの利点は、低電力を得ることと必ずしも関係
ない、つまり、近接プラズマは250V以下のDCバイ
アスで動作可能で、例えば−船釣なレベルは25〜10
00ボルトの範囲内を取り得る。
第9及び32図は、上記の能力を備えたプロセスモジュ
ールの全体図を示す。第9図では、遠隔プラズマ室25
4が水晶製の出口管256によって処理モジュールに接
続されている。
第15図は遠隔プラズマ室を示す。例えば2.45GH
zで動作するマグネトロン264が、例えば陽極酸化ア
ルミニウムから成り、約3.8 X 7.6 X22.
9cm (1,5X 3 X 9インチ)の寸法を有す
る共振空洞260に直結されている。ガス入口管266
が所望流量の処理ガス°を与える1つ以上の質量流量制
御器に接続され、共振空洞260を通って水晶製の出口
管256へと至るガス通路270に続いている。こ−で
処理ガスは、空洞からのRF漏れに対して保護するシー
ルド空間を通過する。用いる水晶は1/4波長、例えば
この例では約2.5cm(1インチ)より小さい外径を
有するので、1波長の(またはそれより大きい)シール
ド268で妥当な隔離を与えられる。シールド268は
、水晶製出口管256の周囲に延び、通常反応器モジュ
ールに入る地点まで出口管256の全長にわたっている
。同調スタブ272が、空洞の共振に対する同調を可能
とする。オゾンの発生を防ぐため、窒素浄化が共振空洞
260の内部に与えられるのが好ましい。冷却ライン(
図示せず)も使用できる。出口管は、例えばガス供給管
250(第9図)に接続される。
この実施例では、ガス通路270を通るガス流が共振マ
イクロ波系空洞とマグネトロンとの総負荷の大きな比率
を与える。従って、ガス流及び圧力が確立されるまで、
電源をオンにしない方がよい。例えば400Wの電力が
印加される処理では、マグネトロン264への電力供給
前に、少なくとも500 mTorrの圧力及び少なく
とも500 secm、の流量とすべきである。これら
は控え目な数値であるが、空洞またはマグネトロン内で
のアーク発生を防ぐ役割を果たす。勿論、もっと高い電
力では、もっと高い最低条件が使われる。例えば、50
00secmの総ガス流が使われる処理例では、too
ow程度の電力が使用可能である。
尚、遠隔プラズマの電力効率は、ガス通路270対共振
空洞260内部の容積比によって左右される。従って、
ガス流通路270は図示のはソ′円筒状とする代りに、
空洞の容積をもっと埋める形状に変更してもよい。
勿論、マグネトロン264を共振空洞260へ直接隣接
する代りに、マイクロ波工学の標準原則に従い、導波管
やその他のRF伝送構造を用いて両者を接続してもよい
。つまり、活性化種がウェハ面へ達する前に緩和、再結
合または減衰する移行時間を最小限とするため、共振空
洞260を処理モジュール内に配置するのも有利である
別の実施例では、送信器と受信器を結合しないで送信器
と受信器両方を同じアンテナへ結合するのに、3ボート
サーキユレータとして知られる通常のマイクロ波部品も
使える。また、マグネトロン264を共振空洞260か
ら部分的に分断するのにそれを用い、大きい反射電力が
空洞から戻される条件下では、別の抵抗負荷が負荷機能
の一部を担うようにもし得る。
これは、処理条件を変えるこによって生じる負荷の変化
に対するRF系の感度が大巾に減じるという利点を持つ
。またこれは、所望なら1つのRF電源を2以上の遠隔
プラズマ発生空洞へ接続できるという利点も有する。
第9図に示した実施例において、水晶型の出口管256
は、非接触型のスリップ嵌合せ継手258によって第4
図に示したのと同様な第3のガス供給管250に接続さ
れている。このゆるいスリップ嵌合せは、処理中給送ガ
スの一部が直接排気空間へと洩れるのを許すが、これは
些細な問題である。こ\モスリップ嵌合せを用いる利点
は、遠隔プラズマ室254からの全通路のガス流が水晶
製配管を通して実質上導かれるようにしつ\、処理室の
垂直方向の動きを許容する点にある。前述したように、
垂直方向の動きはウェハの挿入及び取出しのために処理
室を開閉する役割を果たす。この点は、遠隔プラズマに
よって発生される活性化種の多くが極めて高い活性化状
態となるので、実用上有用な特徴であることが判明して
いる。これらの活性化種には、〇−等の基、酸素−ハロ
ゲン化合物等の擬似安定分子種、高い電子エネルギーを
持つ擬似安定状態の分子、更に特にプラズマに近い領域
では高い比率のイオン化種が含まれる。
かかる流れを選ぶのに使われる管は、破壊的化学作用に
抗するためにできる限り不活性であると共に、活性化種
の流れによって管壁から除去される種に基づくウェハの
汚染を最小とするためめにできる限り純粋でなければな
らない。水晶は、はとんどの発生源に対してこれら両基
準を満たす。用いるガス流がフッ素源を含んでいる場合
、配管はサファイア、焼結アルミナ、または銅で作製で
きる。更に、使用する処理の化学作用に応じて、水晶製
出口管256の侵食及びガス流内における化学作用の変
化が実行中の特定処理において許容可能であれば、水晶
を使う方が簡単であろう。
第16図は、別の処理モジュール630の詳細を示して
おり、この処理モジュール630は、多くの点で第14
図に示したものと同様である。ウェハ48は、処理の化
学作用を変更すること(例えばウェハ面54近くにフッ
素の少ないプラズマを生成すること)が有用な場合には
、アルミニウム又は任意選択としてシリコンからなる導
電性サセプタ300に対して保持されている。サセプタ
300はウェハ48の上方に位置し、頂部室218はウ
ェハ48の下方に位置する。サセプタ300は通路30
2によって冷却される。所望なら、サセプタ300は通
路302を介して、あるいはサセプタ300を貫くヒー
タロッド(図示せず)を用いることによって加熱できる
。ウェハ48は第16図中3本の支持指状部214によ
ってサセプタ300に対して保持され、その面54はサ
セプタ300から下方を向いている。
こ\に開示するような紫外線発生及び遠隔プラズマの両
能力を備えた処理モジュール、例えば630内で実施可
能な処理は、導電性膜の被着である。導電性膜は、遠隔
マイクロ波で活性化された種で金属有機化合物を還元ま
たは分解することによって生成できる。例えばZn 、
Al15  In、pbはそれぞれ、ジメチル亜鉛、ト
リメチルアルミニウム、トリメチルインジウム、テトラ
メチル鉛等の金属有機化合物を水素またはアルゴン等の
基と反応させることによって生成できる。1つの実例で
は、シリコンまたはHg Cd T e基板(ウェハ)
が処理室内に移される。室が10−6Torr以下の圧
力に排気される。次いで、室は適切なガス例えば水素に
よって浄化され、このガスは所望なら、例えば100s
ecmでマイクロ波空洞を通って処理室内に入る。そし
て室は0.3 Torrの圧力とされる。
基板が50℃に加熱される。ジメチル亜鉛が、例えば6
.6 secmでガス分配器212を介して室内に導入
される。次に、活性水素基が、例えば6ワツトで遠隔マ
イクロ波空洞内において発生され、供給管250を介し
室内へ導かれてジメチル亜鉛と混合し、基板上に被着す
る金属亜鉛と処理室からポンプ排出されるメタンとを生
成する。−Zn膜は60オングストロ一ム/分で形成さ
れ、25×10−6Ω備の電気抵抗率を有する。
その場での紫外線エネルギー発生能力を備えた処理モジ
ュール630及びその他の処理モジュールで行える1つ
の処理は、HgCdTe上における天然酸化物の成長で
ある。ウェハを処理室218内に置いて室を閉じた後、
室が所望の低圧、例えば0.05 Torrに排気され
る。所望なら、適切なガス、例えば02または不活性ガ
スを用いて、室の浄化を行うこともできる。酸素源、例
えばo2またはN z Oから発生された遠隔プラズマ
が室218内に導入され、所望なら清掃を行う。遠隔プ
ラズマを停止する。室が排気され、所望なら0□または
不活性ガスで浄化される。紫外線が空間220内を発生
きれ、室218内に導かれる。紫外線が室218内でガ
スの必要な励起を与える。紫外線は適切な期間、例えば
1時間維持される。次いで室が排気され、適切なガス、
例えばN2で浄化される。その後、室を開いてウェハ4
8を取り出す。
こ\に開示する紫外線及び遠隔プラズマの能力を備えた
処理モジュール、例えば処理モジュール630で更に別
の処理を行うこともできる。つまり、ウェハを処理室内
に移した後、室を閉じる。
適切なガス、例えばN2で浄化を行うこともできる。遠
隔プラズマがN20から発生され、供給管250を介し
て室218内に導入される。シランガス、例えばS i
 H4がガス分配器212を介して室内に導入される。
紫外線が空間220内で生成され、室218内に導かれ
る。これは、室218内のN、Oガスによって一部吸収
される。被着の完了後、所望ならSF、から発生された
遠隔プラズマを用いて清掃作業を行える。
処理ガス分配器212が、ウェハ面54に近い頂部室2
18に処理ガスを与える。別の処理ガス分配器306が
紫外線プラズマ空間220にガスを与え、そこで前方電
極224にRF電力を印加することによって、ウェハ面
54から離れた第2プラズマが任意に発生される。分配
器306を通過して流れる種及び前方電極224に印加
される電力レベルは、所望の波長及び強度の紫外線でウ
ェハ面を照射するように選ばれる。水晶製バッフル23
2が頂部室218及び紫外線プラズマ空間220からガ
ス流を流出させるので、紫外線プラズマ空間220を通
るガス流は、第12図に示したのと同様なガス流であっ
て、頂部室21Bを汚染しない。第3のガス供給管25
0は、遠隔プラズマ室で活性化されたガス流をウェハ4
8近くの頂部室218に与える。近接プラズマ用の電圧
はサセプタ300に印加される。
次に、硫化亜鉛等の化合物が、反応器内で気相から被着
される処理を説明する。この反応器は、真空ウェハ移送
を含む真空処理システムと適合可能な一様性を向上し及
び/又は気相での核形成を避けるため、各々が1つ以上
の反応ガス供給源に接続された2つのガス分配器が使わ
れる。この処理例は、ZnSのようなn−vt膜を良好
な一様性及び良好な膜品質で迅速に被着できるという利
点を有する。
CdS、ZnS、PbS、CdSe 、Zn5e等の硫
化物、セレン化物、テルル化物膜、及びその他のII−
mV化合物の被着は、金属有機化合物と硫化物またはセ
レン化物のガスを用いることによって生成できる。有機
金属化合物(金属有機物)は、例えばジメチルテルル、
ジメチル亜鉛、トリメチルアルミ、テトラエチル鉛の群
から選ぶことができる。硫化物は、例えば硫化水素と、
セレン化ガスは、例えばセレン化水素とそれぞれし得る
。必要な励起は、処理室に導入された遠隔プラズマ室2
54内で活性化された不活性ガスと、処理室に接続され
た空間220内で発生される紫外線との何れかまたは両
方によって与えられる。サセプタ300は、そこに貫く
ヒータロッド(図示せず)を用いることによって加熱で
きる。また、ZnS等の被着膜にPbSをドープするこ
とも可能である。例えば、テトラエチル鉛とジメチル亜
鉛の混合物が第1の分配器310(第17図)を介して
導入され、また硫化水素が第2の分配器312(第17
図)を介して導入され、ZnSとPbSの混合物を生成
する。
1つの実例では、HgCdTe基板が形成済の極薄の不
活性化誘電層(この例では厚さが100オングトスロー
ム以下の硫化物薄膜)と共に用いられた。基板温度50
℃、総圧150〜200ミリTorrとし、一方のガス
分配器を介し30sccmでHlS、他方のガス分配器
を介し2〜3 secmでジメチル亜鉛((cHz)z
Zn)をそれぞれ流した。
これらの条件により、約350オングストローム/分の
速度で良好な電気的性質をもつ膜が成長した。
任意選択として、ZnS被着の実施前に、同じ反応器内
で不活性化層を形成することもできる。
これは特に、HgCdTe上へMISゲートを作製する
のに有利である。1つの実例では、HgCdTe基板の
天然酸化物を希釈HC1で除去し、DI(脱イオン化)
水で洗浄し、窒素で乾燥した、そして真空下の処理室内
に移した。室を、例えば30sec+wの硫化水素で浄
化し、0.2 torrの真空としてから、基板を10
0℃の温度に加熱した。硫化水素とHgCdTe表面を
補助の紫外線源で照射して、HgCdTe上の残留酸化
物を化学的に減少し、且つ、薄い不活性化硫化物膜を形
成する水素とイオウとを含む励起状態の種(分子及び基
)を生成した。その後、ジメチル亜鉛を、例えば2〜3
5cctaで導入することによって、ZnSが不活性化
後のHgCdTe上に被着された。
ZnSの成長速度は温度に非常に敏感なことが判明し、
基板温度は高い方が望ましい、 HgCdTe物賞の安
定性の点では最大成長温度が約120℃以下に設定され
るが、高品質膜の迅速な成長を達成するためには、成長
温度を90〜120℃の範囲に高めるのが望ましいと考
えられる。これらのガスの気相反応は50℃では大きな
問題でないが、100〜120℃の温度ではもっとはる
かに顕著となる。反応器として使われるように構成され
た処理モジュール640の別の利点は、気相での反応に
よる問題を生じることな(、上記高温の使用を容易にす
ることである。
より滑らかな膜を得るため、希釈ガスを反応ガス流と混
合させ、及び/又は反応ガスをもっと高い流量で流すこ
ともできる。適切な希釈ガスには、水素、ヘリウム、及
びアルゴンが含まれる。
その場の紫外線からの照射下における硫化亜鉛膜の成長
もテストされ、その結果紫外線照射によつ大巾に速い膜
成長が得られることが判明した。
補助の紫外線照射は、他の被着においても有効であろう
第17図は、反応器として使われる処理モジュール64
0を示す。この反応器の構成は、前述の被着処理及びそ
の他の種類の被着に有効である。
分配器310と312が各々別々にパフフル314内に
処理ガスの流れを放出し、バッフル314は、これらの
ガス流をウェハ48の面54近くの頂部室218へと上
方に差し向ける。このウェハ48は、3本の支持指状部
214(第7図には1本だけ、第3図には3本全てが示
しである)によって導電性サセプタ300に対し保持さ
れている。
尚、図示の実施例において、3本の支持指状部214は
、比較的長く、それらの基部でそれぞれのたわみ板31
6によって頂部室218から光分離れて支持されている
。各指状部は2つの(またはそれより多い)板バネ(図
示せず)で支持されているので、指状部は垂直方向にた
わみ可能だが、常に垂直軸を維持しようとする。この構
成の利点は、ウェハ面54に近いはソ゛全ての露出表面
、特にウェハ面より上流側の各表面が水晶あるいは別の
比較的純粋で不活性な物質によって作製される反応器を
与えるのを助ける点にある0種(cHl)zZnは極め
て反応性が強いので、水晶以外の露出表面を最小限にす
ることは(粒子の汚染を引き起こす可能性のある)付着
の回避を促す。またこの実施例では、係合対のテフロン
被覆(登録商標)パンフル318.320が排出ガス流
をベローズ124から分離するために使われており、ベ
ローズの移動時に剥れる恐れのあるベローズへの付着を
回避している。
本願で説明する実施例の幾つかは、ウェハの迅速な加熱
を可能とする放射熱源を備え、そして通常必要な長い熱
傾斜時間を含まない高温処理という利点を与える。第1
8図に、迅速な熱処理を行うための構成を示す。
第18図は、ウェハ48が透明な真空壁238に対して
またはそれに近接して保持された処理モジュール650
を示している。第18図に示すように、例えば180k
Wの高温白熱灯330等の加熱要素リングが、上方の固
定反射器334(第19A図)に取り付けられている。
上方の固定反射器334及び下方の固定反射器332が
加熱効率を最大限とし、すなわち高温白熱灯330から
放出される光パワーのうち、透明な真空壁238を介し
てウェハ48へ光学的に導かれる部分を改善する。制御
システム206は温度センサを用い、反射器336を選
定位置へと上下に移動することによって、反射器の形状
を変更制御するのも可能である。
第19A図は、上方固定反射器334の幾何形状を断面
で示す。反射器334の表面は、ランプに接近した側に
3つの直線、すなわち表面338.340及び342を
有し、各表面ははり円錐台状に形成され、高温白熱灯3
30からの直接光を壁238の方へ反射するように位置
している。この実施例における光路の幾何光学特性が、
第19A図に示しである。
しかし、図示の実施例は良好な結果と利点を実証してい
るが、こ\に説明する概念の利点を保持しつ〜、その他
各種の反射器の幾何形状も代りに使える。加熱要素及び
反射器の構成が、加熱モジュールを形成する。他の種類
の加熱モジュールも可能で、発生熱は、−例として第1
8図の構成で、ウェハ48へと熱的に導かれる。
可動の上方反射器336(第18図)は、駆動装置34
4によって垂直方向に制御移動可能である。反射器33
6は、上方固定反射器334の中心の円形開口内に位置
する。反射器336の移動は、第19B及び19C図に
示すように、放射加熱パターンの一成分の面積分布を制
御可能とし、第20図に示すような熱流の分布をもたら
す。駆動装置334は、第18図に示すごとく反射器3
36の上方に位置する。
第20図に示すように、上方の曲線652は第19A、
19B及び19C図のウェハ48のエツジ(第20図中
左側)からウェハ48の中心(第20図中右側)に至る
熱エネルギーの分布を示す。
点線654と実1ia656との間の領域が反射器33
6の寄与分であり、実線656より下の領域が固定反射
器332と334の寄与分である。これは、反射器33
6が第19C図に示した上方位置にあるときの、熱エネ
ルギーの相対分布を表わしている。第20図の曲線65
9は、反射器336が第19B図に示した下方位置にあ
るときの、熱エネルギーの相対分布を表わす。曲線65
9のうちの実線657より下の領域が固定反射器の寄与
分を、実線657と点線658との間の領域が可動反射
器336の寄与分をそれぞれ示す。
可動の上方反射器336 (その先端が頂角90度の円
錐体とは\゛同様形状を持つ)が第19B図に示すよう
にその下方位置にあると、追加の加熱はウェハのエツジ
に与えられる。一方、可動の上方反射器336が第19
C図に示すようにその上方位置にあると、その放射成分
はウェハのエツジへ選択的に導かれず、ウェハの中心が
追加の加熱を受ける。見易くするため、第19B及び1
90図は白熱灯のフィラメントと平行に発せられる光放
射の成分だけをトレースしているが、第19B図におい
て、広い範囲の角度にわたって発せられた光が同様に反
射されることは明らかであろう。
反射器332と336は、例えば金を被覆したアルミニ
ウムで形成され、各反射器内の通路を流れる水によって
冷却可能である。反射器334は、所望に応じ任意の適
切な反射物質で被覆し得る。
高温白熱灯330へ入力される電力は、コンピュータ制
御システム206(第31図)から与えられる制御信号
の1つによって制御される。一般に、白熱灯への電力は
高い電力レベル(例えば全電力の40%)へと高速で傾
斜増加され、処理に応じである時間(例えば15秒)そ
こに保たれる。
次いで処理が完了するまで、低い安定レベル(例えば全
電力の16%)に傾斜減少される。
別の例として、実行すべき特定の処理がその処理中ウェ
ハを600℃の温度に保つ必要があれば、白熱灯電力は
全電力(すなわち合計5400ワツト)の(例えば)3
0%でオンされ、ウェハがはソ°所望の処理温度に達す
るまでそのレベルに保たれ、到達したら、処理の完了ま
でウェハを所望の処理温度に維持するレベルへと電力が
傾斜減少される。
1つの実例システムでは、直径約15cm(6インチ)
で、約15cm(6インチ)の水晶プレートと対面した
(金メツキアルミニウム製の)反射器内に181 kW
の白熱灯がリング状に位置する。
水晶プレートの露出部は、透明な真空壁238を与え、
そして壁238に近接して保持された約10cn (4
インチ)のウェハの背面の放射加熱を可能とするのに充
分なだけの大きさの開口を有する。
1つの実例処理では、上記の白熱灯電力によって、ウェ
ハが600℃に保たれる一方、H140′sccm及び
WF68SCCIl+の処理ガス流は500ミリTor
rの総圧力でウェハの前面に与えられる。この化学作用
は、毎分2000人の速度で、高品質のタングステン薄
膜の共形被着が得られることを首尾よく実証した。
一実施例では、ウェハを約900℃へ迅速加熱するのに
、固定反射器と白熱灯との組合せが使われる。ウェハは
、結晶構造に何らのスリップも生じることなく、毎秒少
なくとも200℃で約1100℃まで加熱できる。加熱
装置は、以下詳述する動的な放射熱源である。
入射放射エネルギーの強度と半径方向の分布とは共に調
整可能である。白熱灯への入力電力の調整は、ウェハの
温度を調整するのに使える。この実施例では(光パーミ
ッタ等の)温度測定装置を用いて、処理すべきウェハの
温度変化を検出する。
加熱及び冷却中にウェハを横切って適切な放射エネルギ
ー分布を達成するために、可動の反射器336は約3.
8 cs (1’/zインチ)の総距離だけ移動できれ
ばよい。例えば、曲線652が加熱中の分布を表わし、
曲線659が冷却中の分布を表わす。
第18図に示した実施例では、例えば毎秒200°Cの
速度でウェハの温度を1100℃以上の最終温度へと傾
斜上昇する間、ウェハの半径方向に沿った温度変化は1
%以下に保たれるという制御の実証に成功した。
所望の処理作業の終了後、ガス供給が停止されるかある
いは代りに不活性な種に切り換えられ、部分的に作製さ
れた集積回路ウェハの制御冷却、あるいは存在し得る浮
遊粒子の沈降のため、処理室を開く前に任意選択として
ホールド時間が介在される。所望なら、ガス浄化を行う
こともできる。
第21A及び21B図は、迅速加熱処理の能力を持つ真
空処理システムにおいて、ウェハ48と透明真空壁23
8との間での導電熱結合を減じる2つの変形例を示す。
尚、これらの図面に示した反射器の構成は、第18図に
示したものと形状が異なる。
第21A図は、ウェハ48の表面積のほとんどが透明真
空壁238と接触しない実施例を示す。
そのため、透明真空壁238は下向きに延びているリン
グ350を含んで形成され、ウェハ48が3本の支持指
状部214によって上昇されたとき、リング350はウ
ェハ48の外周49近くでウェハ48と接触する。浄化
ガスライン352が、ウェハ48の背面への浄化ガス(
例えば、アルゴン)の供給を可能とする。
第21B図は、ウェハ48が透明真空壁238と全く直
接接触しない実施例を示す。そのため、真空壁238よ
り薄い第2の透明プレート358が、指状部214によ
って押圧されたウェハ48と接触する。プレート358
は壁238の下側に位置する。第2の透明プレート35
8は透明真空壁238より大巾に薄いので、この導電結
合は、透明真空壁238と全面接触する場合より小さい
熱負荷をウェハに与える。1つの実例において、真空壁
238は約1.3cm(0,5インチ)の厚さであり、
第2の透明プレート358は約1.5 m(0,06イ
ンチ)の厚さである。前例と同じく、浄化ガスライン3
52が、ウェハ48の背面への浄化ガス(例えば、Ar
)の供給を可能とする。
第2の透明プレート358を透明真空壁238から離す
のも有効である。
上記再実施例で使われる浄化ガスの供給は、ウェハを横
切って一様な温度分布を達成するのに寄与する。更に、
透明真空壁に近い領域への浄化ガスの供給は、被着また
はエツチング効果が累積して透明度を劣化させたり、粒
子を発生させたりしないようにするのに寄与する。
第21C図は、迅速熱処理の能力を持つ真空処理システ
ムにおいて、ウェハ48と透明真空壁238との間での
導電熱結合を減少する更に別の方法を示す。ウェハ48
は、頂部室218が閉じられたとき、ウェハが真空壁2
38かられずかな距離(例えばin+)だけ離れるよう
な高さに、支持指状部214によって支持される。
第21A、21B及び2IC図に示した導電熱結合を減
少する各方式はウェハ処理で有用だが、他の種類の加工
品にも適用できる。
水晶で作製可能な透明真空壁238は大きな温度変動を
受け、そして一般に金属で作製され非常に異なる熱膨張
係数を有する室との間で真空密閉を維持しなければなら
ないので、透明真空壁238と反応器本体との間で、第
21D図に示すような特殊の真空シールを用いる方が有
利なこともある。
(ヘリコツレックス(Helicoflex) (登録
商標)シールとして商業的に周知な)かかるシールは、
ステンレス鋼製のジャケット662内に閉じ込められた
インコネル(Inconet (登録商標))製のへリ
ックス660を含み、軟金属製のジャケット664(例
えばアルミニウム)がステンレス鋼製ジャケット662
の密閉表面を取り囲んでいる。シールが締め付けられる
と、軟質金属製ジャケット664の塑性変形は、洩れの
ないシールを与える。弾性変形は、主に硬質のインコネ
ル製ヘリックス600によって与えられる。
このようなシールは、参考文献として下記に示されてい
るように、(例えば600”Fの温度で周期的にベータ
アウトされる)超高真空システムでの使用が示唆されて
いる。■、サカイ(1゜5akai)等、「弾性金属ガ
スケット “ヘリコツレックス°の密閉概念(Seal
ing Concept of ElasticMet
al Ga5ket ’1lelicoflex’) 
J 、32真空(Vacuum) 33 (1982)
  ;ハジメ イシマル(Hajime Ishima
ru)等、「超高真空用のアルミフランジ及びアルミシ
ールを備えたベーク可能なアルミ真空室及びベローズ(
Bakable AluminumVacuum Ch
amber and Bellows with an
 AluninumFlange and A1u+w
inum 5eal for Ultra HighV
acuum)J −、261E E E核科学に関する
会報4000  (1979);フレミング(R,B、
 P1en+−ing)等、「トカマク融合試験反応炉
に関する非円形大孔用のベータ可能シールの開発(De
velopmentof Bakable 5eals
 for Large Non−C1rculer I
’orton Tokamak Fusion Te5
t Reactor)J、17真空科学・技術ジャーナ
ル(Journal of Vacuum 5cien
ceand Technology)  337  (
1980)  ;ノ\ジメイシマル(Hajime I
shimaru)等、「超高真空用のアルミフランジと
アルミシールを備えたベーク可能なアルミ真空室及びベ
ローズ(Bakable AluminumVacuu
m  Chamber  and  Bellows 
 with  an  AluninumFlange
 and Aluminum 5eal for Ul
tra llighVacuumN 15真空科学・技
術ジャーナル(Journalof Vacuum 5
cience and Technology) 、1
853(1978)。本出願人は、当初かかるシールは
比較的高い温度(例えば600”F)で大きい圧力差に
耐えると共に真空シールを維持する能力があるために市
販されたが、そのようなシールが迅速に変化する温度環
境内で異なる2金属間に真空シールを与えることは示唆
されておらず、また特に真空処理システムにおける迅速
な熱処理のための真空シールを与えることも示唆されて
いない。
但し出願人の実験によれば、エラストマシール材が放射
加熱にさらされない限り、一般にはエラストマシールが
良好に機能することが示されている。
前述したように、一般に使われる電力レベル(12〜5
0kWの白熱灯電力)は金被覆したアルミ製の反射器で
も素速く溶かしてしまうほどなので、放射加熱モジュー
ルは冷却通路を含んでいる。しかし第22図は、この点
が間接的に達成される別の構造を示す。反射器360の
一部が冷却通路を含んでいないので、この実施例の放射
加熱モジュールの命中は冷却通路を含むものより小さい
。冷却は反射器360の側壁サイズを、放射加熱モジュ
ールが冷却通路364を含むハウジング組体362の内
径内にスリップ嵌合せされるように選ぶことによって達
成される。つまり、白熱灯の電源がオンされると、反射
器360が加熱し、その側壁がハウジング組立体362
と良好に接触するまで膨張する。しかしこの接触時点で
、ハウジング組立体362への熱伝導が効率的な冷却を
与えるので、反射器360の加熱は固有に自己制限され
る。放射加熱モジュールのベース336は内部に冷却通
路(図示せず)を有するが、これらの通路とその接続は
加熱モジュールの命中を増大しない。つまり、第22図
に示した例は、はy゛25.4cm(10インチ)巾の
放射熱源を与える一方で、標準的な25.4cm(10
インチ)真空フランジ内に嵌合する加熱モジュールを与
える。勿論坐りの深さは、背後に頂部室218が位置す
る透明真空壁238を通じて効率的な放射結合が得られ
るように選ばれる。強化された真空フランジの適合性に
よって、この実施例は超高真空処理ステーション(つま
”) 10−’ Torr以下の圧力で作動するプロセ
スモジュール)と組合せて用いるのに特に有利である。
第22図に示した処理モジュールは、内部の遠隔マイク
ロ波プラズマ発生、RF近接プラズマの発生、及びモジ
ュール内の同じ処理室に加えられる放射熱用の別々のエ
ネルギー源を有する。各エネルギー源は単独に、または
任意の組合せで別々に制御可能である。この処理モジュ
ールは、その場の乾燥清掃、高温天然酸化物の除去、放
射熱を用いた強化膜被着を与える。また、放射熱と組合
された遠隔プラズマ源による低温でのエビタキャル膜成
長も可能である。更に、その場のRFと遠隔プラズマの
組合せを用いることによって、等方性及び異方性処理を
含む乾燥も可能である。前エツチング、エツチング及び
後エツチングの各処理、直接反応及び/又は迅速熱処理
も実施できる。このため、処理モジュールはウェハを移
動せずに、幾つかの異なる処理を逐次実施可能である。
第23図の実施例では、ウェハ48が透明真空壁238
の下方に示してあり、壁238はその上方に少し離れて
位置する。壁238に近いウェハ238の面にガスを供
給するために、浄化ガスライン352が設けられている
。ウェハ48、壁238及び加熱モジュールの構成は、
第21A及び21B図に示したのと同様である。但し第
23図では、壁238とウェハ48の間にシリコン電極
670が設けられている。直接加熱されるのはこのシリ
コン電極であり、ウェハは熱伝導によって加熱される。
シリコン電極670はそのエツジ周囲で、RFi体リン
グ672に接続されている。
ウェハ48の面54に近い近接プラズマ用の電圧は、R
F導体リング672を介してシリコン電極670に供給
される。ウェハ48、シリコン電極670、及びRF導
体リング672は全て電気的に結合されている。第23
図の処理モジュール675は、(第16図の給送管67
5等のガス分配器によって与えられる)遠隔プラズマと
(第16図の分配器212等のガス分配器を介した)近
接プラズマとの両方を発生できる。
第23図は4つの別々のエネルギー源、つまり内部発生
紫外線、遠隔MW (マイクロ波)プラズマ発生、RF
近接プラズマ発生、及び放射熱用の各エネルギー源を有
する。各エネルギー源は個別に制御可能であり、単独に
または任意の組合せで使用できる。処理モジュール67
5は、その場での乾燥清掃を与えられる。また処理モジ
ュール675は、高温天然酸化物の除去、紫外線を用い
た強化膜被着、及び放射熱を同時に施すのに使え、ある
いは所望エネルギー源の任意の他の組合せ、例えば放射
熱と遠隔MW (マイクロ波)プラズマ源との組合せで
低温のエピタキシャル膜成長を行え、あるいは所望エネ
ルギー源の任意の他の組合せ、例えば近接RF及び遠隔
MW(マイクロ波)プラズマの組合せで等方性及び異方
性処理を含む乾式エツチングを行え、あるいは所望エネ
ルギー源の任意の他の組合せ、例えば直接反応及び/又
は迅速熱処理で前エツチング、エツチング及び後エツチ
ング処理を行える。
第24図に示す処理モジュール680は第23図の処理
モジュール675と同様でか、追加の紫外線光源が含ま
れている。ランプモジュール682が透明真空壁238
の上方に位置する。ウェハ48は壁238の下方に位置
している。シリコン電極670が壁238とウェハ48
との間に位置する。シリコン電極670は壁238から
離れ、ウェハ48と接触している。RF導体リング67
2がシリコン電極670と接触し、頂部室212内でウ
ェハ48の面54に接触して近接プラズマを形成するた
めのRF電力を供給する。ガス浄化供給管352が、前
記と同じ機能を果たす。遠隔プラズマが供給管250を
介して与えられる。処理ガス分配器212が、ウェハ4
8の面近くに処理ガスを与える。水晶製パンフル232
は断面がH状である。指状部214が、ウェハ48をシ
リコン電極670に対して支持する。ガス分配器248
が紫外線プラズマ空間220用のガスを供給する。
空間220の内外垂直壁に沿ってそれぞれ配置された電
極684と685が、空間220内でのプラズマの形成
に必要な電圧を与える。一般に、モジュール680の下
方部はモジュール620と同様である。
好首尾な結果が実証されている1つの処理では、銅をド
ープしたアルミ(A1:Cu)膜、例えば多量に銅をド
ープしたアルミ膜エツチングが可能である。プラズマを
発生させ、そしてウェハ面でプラズマ衝撃を与えるため
にRF電力が使われ、供給混合ガスがBCA3、塩素及
び炭化水素源(例えばメタン等のアルキル基)を含む。
基礎物質に応じて、低揮発性の残留物を除去するのに、
低圧力での後エッチジグ段が使える。
上記処理の実例は、好首尾な結果で次のように実証され
ている。最初の構造は、2%の銅でドープされた500
0人の厚さのアルミ層を含んでいた。初期のガス流は総
圧力100ミリTorr、印加RFi4カレベル350
ワットで、単一のウェハ反応器内にB Cl−、60S
CC11% C1z 20sccm及びCH45scc
mを含み、ウェハは下向きの姿勢で反応器内に保持され
た。一般に、供給電力は300〜1000ワツトの間と
し得る。流量がいかに変化可能かの一例として、C12
は10〜1o。
sccmの範囲、BCltは60〜2503cc111
の範囲、CH,はO〜15scc+*の範囲内の流量が
可能であった。
第1の実施例では、上記の条件で酸化物上のAl:Cu
がきれいに除去されることが判明した。第2の実施例で
は、タングステン上の銅をドープしてアルミ膜を上記の
条件でエツチングしたところ、一部の銅残留物が残るこ
とが判明した。この第2の実施例では、総圧力40ミリ
Torrs印加RF電力レベル250ワツトで、ガス流
をB(1,9Qsc c mとCj!215sccmに
変更した後エツチングを120秒間用いた。得られた構
造は、はり垂直にエツチングされた側壁、はとんどない
か皆無のライン巾腐食、及びフォトレジストに対するは
り2.5対1の選択性を示し、(&Fl残留物の全くな
い)きれいな表面を残した。
この実施例は大きな利点をもたらすが、別の実施例は更
に他の利点を与える。使用する反応器は第23及び24
図と同様、放射加熱とプラズマ衝撃の両方をウェハ面に
施せるものである。エツチング中、ウェハを(例えば)
約200℃に加熱し、銅在留物がそこに留まるのを防ぐ
この実施例における放射加熱能力の別の有利な使用例は
、残留物の室壁からの除去を高めることである。例えば
、ウェハの取出後、サセプタを処理温度(700℃等)
より著しく高い温度へ加熱することによって、非常に効
率的な室の清掃を行える。処理室は極めて小さいので、
室壁は全て放射熱の伝達によって、少なくとも幾らかサ
セプタと熱的に結合される。プラズマ内に非常に活性の
解離生成物を生じる供給ガスを流入し、高温と活性種と
の組合せで残留物を極めて迅速に除去することもできる
。適切な供給ガスには、BCl3等の塩素源やS F 
6等のフッ素源が含まれる。
別の実施例では、処理中ウェハを例えば数百度の温度へ
加熱するのに放射加熱が使われる。この処理は、ウェハ
上に銅残留物を残すことなく、多量の銅をドープしたア
ルミ (例えば2%銅)の迅速なエツチングを可能とす
る。清掃作業では、酸素も使わねばならないことがある
第25A図は、フォトレジストのエツジビード除去及び
フォトレジストの同時ベーキングを行うエツジ優先処理
用モジュールの全体図を示すが、こ\に記す概念は他の
処理工程を達成するシステムにも適用できる。第25A
図は処理モジュール690を示し。この処理モジュール
690は、この実施例では水晶製の出口管256によっ
て、前述のごとく処理ガス流内に活性化種を発生する遠
隔プラズマ室254に接続されている。ウェハのエツジ
における反応速度を増加させるため、円錐状のバッフル
400が使われている。チャネル形成用のバッフル40
0と支持体692は断面が■状である。管256に接続
された供給管250からのガスが、バッフル400と支
持体692との間に形成されたチャネルによって上方且
つ外側に差し向けられる。このガスは、ウェハ48の外
周49近くでチャネルを出る。ウェハ48は、その円錐
状先端が下を向いたバッフルの頂部と透明な真空壁23
8との間に位置する。加熱モジュール694が壁238
の上方に位置している。
第25B図は、第25A図とぼり同様な処理モジュール
695の詳細図を示す。これら再実施例の相違は主に次
の点にある。第25A図では、透明真空壁238を介し
てウェハを照射するか、あるいはウェハを押しつけるシ
リコンサセプタを照射する放射加熱モジュールによって
、ウェハが加熱され、一方策25B図では、ウェハは単
に抵抗加熱サセプタ252である。
第25B図では、遠隔プラズマ室254(第25A図)
からの活性化種のガス流が、漏斗状ガス分配器416と
供給管250′との間の(第9図に示したあと同様な)
スリップ嵌合せ継手258によって漏斗状ガス分配器4
16に接続されいる。
スリップ嵌合せ継手258は、こ\に開示する各種モジ
ュールの処理室を開閉する処理モジュール295の上下
動を許容するために設けられている。
管256の延出部からなる供給管250は前述のごとく
、反応器の開閉につれて移動しない水晶管とし得る。ベ
ローズ414がスリップ嵌合せ継手を取り囲み、粒子を
持ち込む恐れのある何らの摺動継手も必要とせず有効に
気密状態を得ている。
しかし、第14図に示したように排気空間へ通気された
だけのスリップ嵌合せ継手を代りに用いることもできる
はり円錐状パフフル400は、小突起(図示せず)によ
って漏斗状ガス分配器416内に支持され、約1鶴の厚
さのチャネル、つまり流路408を定める。漏斗状ガス
分配器416上に取り付けられたバネピン406が、ウ
ェハ48を加熱サセプタ252に対して保持する。この
サセプタ252はウェハ48の外周49に沿って深さ約
1.27cm(0,5インチ)の凹部412を含むよう
に形成されるのが好ましい。この凹部412が背面ビー
ドの除去を容易とする。フォトレジストがスピン塗布(
すなわち回転するウェハ上に液として被着)されたとき
、フォトレジストが背面領域のほとんどに被覆されない
としても、得られるエツジビードは通常ウェハの全エツ
ジの周囲に延びる。そしてこの背面ビードの除去はエツ
ジビード除去用の乾式処理法では著しく困難である。サ
セプタの凹部412を取り囲むリング状の突起404が
、ウェハの外周49近くにおける活性化種の滞留時間を
更に高める。このエツジビードが、取扱及び処理中にお
ける粒子源となる。
温度の選択は、フォトレジストの種類及び(ベーキング
されたまたはベーキングされない)状態によって決まる
。温度が高いほど速度が速まる。
しかし、処理の化学作用を変えることで、低温の処理を
著しく補償できる。通常のパターン形成されたベーキン
グされないレジスト膜を処理する場合、この作業用の最
大温度は100℃であることが判明した。この温度より
高いと、フォトレジストが流動し始め、パターンの輪郭
限定を壊してしまう。
円錐状バッフル400の平坦面つまりベース面420は
、処理作業中ウェハ48に近接して保持される。円錐状
バッフル400のベース面420の半径は、ウェハ48
の半径より約1u小さい。
円錐状バッフル400は通常、その平坦なベース面42
0を除き、全表面が強度に陽極酸化されたアルミで作製
される。この平坦なベース面420は、平坦ベース面4
20のエツジを通り越して拡散し、従ってウェハ48の
より中心部のレジスト材料を侵食する恐れのあるゲッタ
活性化種を手助けするのに充分な反応性を有する。
天然酸化物が存在する場合でも、そのアルミニウム面は
分配器の越えて拡散しようとするオゾンや単原子酸素等
の酸化種を取り除くのに充分な能力を有するので、作業
のエツジ優先選択性が改善される。
エツジ選択性は更に、通気ライン402を介して接続管
410に供給される浄化ガスを吹き込むことによって高
められ、そしてこの通気ライン402は、円錐状パフフ
ル400を貫いて延び、円錐状パンフル400のベース
面420とウェハ面54との間の狭いスペース(例えば
約1mの高さ)の出口を形成している。
反応速度を早めるため、サセプタ252は少なくとも1
00℃の温度に加熱される。通常のレジスト材料では1
20〜130℃の温度が有効だが、温度の選択は特定の
処理条件に依存する。例えば、より高い再流動温度を有
するレジスト材料が一般により高い温度を可能とする。
エツジビードの除去は、ある処理においては、灰化でウ
ェハ面のほとんどからレジストを除去した後に実施され
る工程として有用なこともあり、またレジストの全面除
去が所望の目的で、特にレジストの残部が除去された後
も留まっている厄介なエツジビードの場合には、第25
B図の構造を300℃等もっと高い温度でも任意選択と
して作動し得る。
フォトレジストのエツジビード除去を好首尾な結果で実
証した実際の処理例を次に示す。第25B図に示したの
と同様な構成の反応器内で、サセプタ252を100℃
に保ちながら、0□101000scとH2200SC
CIから成り総圧力l Torrの処理ガス流を、ウェ
ハより上方側の400Wのマイクロ波放電によって活性
化した。この処理例では120秒間で、2ミクロンの厚
さのレジスト被覆のスピンの形成で生じたエツジビード
(推定約3ミクロンの厚さ)が首尾よく除去された。こ
の時間中に加えられた熱は、フォトレジスト処理におい
て有用な工程として周知な“軟ベーキングも達成した。
第26A図は、ウェハ48をその場で清掃する単一ウニ
バスバッタリングシステムの実施例を示す。このウェハ
スパックリングシステムは、前記した何れの実施例とも
異なり、ウェハ48の下方の頂部室218の他に、ウェ
ハの上方の処理空間430を含む。頂部室218がその
場での清掃用に使われ、上方処理空間430がスパッタ
ー被着用に使われるが、このシステム能力の他の使い方
も可能である。
またこの実施例は、使われるウェハ移送の点でもや\異
なる。ウェハ移送アーム28は、3本の支持指状部21
4(第12図)のように、下方から機械的に支持された
3本の支持指状部214(そのうち2本だけが第26B
及び26C図に示しである)上に下向きにしてウェハ4
8を置く。
図中ウェハ48は、前述したようにアーム28によって
指状部214上に置かれている。次に、ウェハ48がサ
セプタ438に接触するまで指状部214を上方向に移
動した後、室が閉じられる。
サセプタ438と室218のく第26B図に示したよう
な)垂直外壁913の頂部との間に、1つ以上のシール
911が位置する。所望ならこ\で、頂部室218 (
第26A図)内において処理工程を実行できる。3本の
指状部440 (そのうち2本だけが第26B及び26
C図に示されている)が、旋回可能なサセプタ438の
周囲から(第26B図に示すように)下方に延びている
。指状部440上記の代りに、サセプタ438を貫いて
延びてもよい。指状部214と440は同じ垂直軸を中
心に120度の間隔で離間されるが、その軸を中心とし
て相互にずらされている。モータまたはソレノイド91
0が付勢されると、指状部440は、垂直軸に沿って上
方向に移動し、外周49に近い位置でウェハ48と係合
する。ウェハ48の面54は下向きであり、そして指状
部440は面54とその外周49近くで係合する。
支持体912(第26B及び26C図)がサセプタ43
8と別のモータ920(第26A図)とに取り付けられ
ている。モータ920は処理モジュール914の外側に
取り付けられ、真空シール922(第26A図)を介し
て支持体912に接続されている。つまり、支持体91
2は、処理モジュール914(第26A図)の全体的支
持構造へ回転可能に取り付けられ、そして軸916(第
26A図)を中心に回転する。第26B図に示すように
軸916を中心に反時計方向に回転すると、支持912
は第26B図に示した位置から90度ずれた第26C図
に示す位置へと移動する。サセプタ438、ソレノイド
910及びウェハ48も同様に回転される。シャッタ9
1Bは第26B図では閉位置、第26C及び26A図で
は開位置にあるものとして示されている。シャッタ91
8はモータ924(第26A図)によって、その開位置
及び閉位置間で回転される。モータ924は、処理モジ
ュール914の外側に取り付けられ、真空シール926
を介してシャッタ918に接続されている。
ウェハがアーム28で指状部214上に移され、そして
アーム28が後退した後、指状部214は上方向に移動
されウェハ48をサセプタ438に対してクランプする
。これが第26B図に示た状態である。ウェハが第26
B図に示す水平位置にある間、例えば遠隔プラズマを介
してCF、と02の混合ガスを流し、そしてまたウェハ
面から離れたプラズマからその場での紫外線照射を任意
に与えることによって、前述のごとく清掃作業を実施で
きる。
上記の作業後、指状部440は、上方向に移動され、そ
してウェハをサセプタ438に対してクランプする。次
いで指状部214は下げられ、そして頂部室218が開
けられる。サセプタ438は、第26B図に示すは〜°
水平位置から第26C図に示すはX′垂直位置へ、モー
タ920(第26A図)によって反時計方向に回転され
る。モータ920でサセプタ438を旋回することによ
って、ウェハ48が処理空間430内に移される。ウェ
ハ48が第26C図に示すように上方すなわち垂直位置
にきた後、例えば旋回可能サセプタ438が旋回する軸
と直交する別の軸を中心に旋回可能なシャッタ918が
、頂部室218からの隔離を保証するのに使われる。
ウェハ48が第26C図に示す垂直位置に回転された後
、シャッタ918が第26B図に示す閉位置にある状態
で、スパッタモジュール930が時間的に電力供給され
、シャッタ918にスパッタリングを施すことによって
ターゲットを清掃する。次いで、シャッタ918を第2
6C図に示す開位置に後退させる。スパッタ被着は、は
り通常の条件下で行われる。その後、上方室を100m
Torrより低い圧力(例えば30 mTorr)に保
ち、シャッタ918を回転してスパッタターゲット43
2を露出させ、そして陰極436(第26A図)とスパ
ッタターゲット432との間に1000 Vの電位を印
加する。被着効率を高めるため、ウェハ48とスパッタ
ターゲット432との間に小バイアス(例えば200V
)を加えることもできる。
スパッタ作業の完了後、シャッタを閉じ、サセプタ43
8及びウェハ48が第26B図に示す位置に回転される
頂部室212内で処理を行いたい場合には、指状部21
4が上昇され、そして頂部室212が閉じられる。次い
で、指状部440が下げられる。
そして所望の処理、例えば清掃処理が実施される。
その後ウェハは、第1.3及び4図に関連して前述した
ことく、アーム28によって処理モジュール914から
移送される。
別の方法で、ウェハを処理モジュール914から移送す
ることもできる。つまり、サセプタ438が第26B図
の位置へ時計方向に回転された後、移送アーム28が処
理モジュール914内に入れられる。アーム28がウェ
ハ48の下方に位置された後、ピン50(第1及び3図
)はウェハ48と接触するまで垂直上方向に移動可能で
ある。次いで指状部440が下降され、そしてアーム2
8がわずかに下げられて処理モジュール914の外に出
される。スパッタ中、圧力は200 mTorr以下と
すべきである。
第27図は、ウェハ48と同様な数枚のウェハ942を
同時に処理する能力を持つ処理モジュール940を示す
。第1.3及び4図で論じた室12とアーム28が、第
1図に示したキャリヤから処理モジュール940ヘウエ
ハを移送する。処理モジュール940は、例えば100
気圧の高圧に耐えられる鋼製の外側ジャケット944を
有する。ジャケット944は、例えば300シリーズの
ステンレス鋼で作製できる。ウェハ942は、アーム2
8 (第1.3及び4図)と同様なアーム(図示せず)
によって処理モジュール940内に置かれる。各ウェハ
は水晶ロッド948のスロット946内に置かれる。水
晶ロッド948は、頂部室950を通って垂直に延びて
いる。第27図には2本のロッド948だけが示しであ
るが、追加のロッド−例えば1本のロッドが室950の
右側に位置し、第27図のように位置したウェハ942
と係合する−を設けることもできる。スロット946間
の距離は、アームが積み重ねられたウェハ642に達し
て取り出せるのに充分なものとする。別の例では、アー
ムが最下のウェハを置けるように、スロット946のう
ち最下のスロットが室950の底952から充分な距離
だけ離される。ウェハ942は中間スロットの各々に頂
部スロットから入れていき、最後に底のスロットが満た
される。
下方室955と室950の内壁957は、水晶で作製さ
れる。ジャケット944と内壁957との間のスペース
は、内壁に加わる応力を最小限とするために、高圧の作
業中室950内の圧力と等しくされる。ジャケット94
4及び内壁957と室950との間のスペースにそれぞ
れ接続された制御式の逆止ガス弁960と962がコン
ピュータ制御システム206によって操作され、必要に
応じ過圧を排出することで、内壁957に加わる差圧の
応力が大きくなり過ぎないように圧力を制御する。例え
ば、室950内の圧力がジャケット944と内壁957
との間のスペース内の圧力より大きくなると、システム
206が弁962を作動し、そして再圧力が適切なレベ
ル、例えばほり等しくなるまで圧力を放出する。
底952は、下方室955−に供給されるガスを頂部室
950内へと上方に移動可能とする複数の孔965を有
する。下方室955への気体は、管970〜972を介
して供給される。管970〜972は任意の適切な材料
で作製できる。管970と971は、室950内で所望
の処理を行うのに使われる処理ガスを、下方室955へ
と高圧力(100気圧)で供給する。管972は、ジャ
ケット944と内壁957との間のスペースに浄化ガス
を供給する。必要な真空状態は、ポンプ975によって
室12に、ポンプ976によって室955に、別のポン
プ(図示せず)により管978を介して室955にそれ
ぞれつくりだされる。こ\に示した他の処理モジュール
と異なり、処理モジュール940の処理室950は、ウ
ェハを上方へ頂部室内に移動することによって密閉しな
い。処理モジュール940においては、処理室950は
、ベローズ981を用い内壁957の垂直部980を上
下動することによって、密閉及び解放される。
開状態において、アーム28と同様な移送アーム28が
室950にアクセスし、ゲート31が(第27図に示す
ように)開のとき、ウェハ942をポート30を介して
移送する。室950を閉じて、処理が行われる。ヒータ
982が室950内で内壁957上に位置し、室950
内で行われる処理用の熱を与える。
動作時には、(第1.3及び4図を参照して前述したよ
うに)キャリヤ10が開かれ、そしてウェハ947がキ
ャリヤ10から室950内へ移送される。次いでゲート
31が閉じられる。ガスが、管970と971からジャ
ケット944と内壁957及び両室950と955との
間のスペース内にそれぞれ供給される。次いで室950
を閉じ、そして管970.971及び972を介して供
給される気体、例えばそれぞれ酸素、水素及び窒素から
成る気体により高圧で処理が実施され°る。所望に応じ
、ヒータ982からの熱を与えることもできる。管97
0と971からのガスに対する処理の中断後、管972
からの気体、例えばN2によって室950が浄化される
。その後、室950が所望の真空にされる。次いで所望
なら、真空処理を実施できる。室950を開き、ウェハ
がボート30を介してキャリヤIOに移送される。キャ
リヤ10は第1.3及び4図を参照して前述したように
閉じられる。モジュール940は5枚のウェハを受は入
れ可能なものとして示したが、それより多いまたは少な
いウェハを受は入れることもできる。5枚より少ないウ
ェハは、例えば1回に1ウエハづつ処理できる。
高圧処理モジュールは、集積回路ウェハが主に真空下で
搬送及び処理されるシステムと適合可能である。圧力容
器は、極めて小さく、例えば0.2リツトルとでき、す
なわち、総加工容積を有し、その容積についてほとんど
全ての内点が室内に装填されるウェハのうちの1つの1
〜2c11以内に入る。
モジュール940は、数枚のウェハを同時に処理するの
が有効な場合、酸化物の成長等によって制限される反応
である遅い処理等その他の用途も有する。これは所望に
より、管970〜972からガスを与えずに行うことも
できる。つまり、このモジュール940はそれぞれの用
途に特有な集積回路を処理するのにも適する。
高圧作業に関する機械的強度の制約は、設計するには容
易である。これはまた、高圧モジュールの加圧及び排気
がより迅速に実施可能なことも意味する。更に、真空処
理システムと適合可能なモジュール内で高圧処理(例え
ば高圧酸化)を行う能力によって、処理量が増大し、そ
して真空処理システム外で必要な酸化工程を実施する必
要性が除去される。
この種類の実施例は、低粒子用真空処理システムとの適
合を有利に可能としつ\、(通常高校子の作業である)
従来炉の能力を与える。またこの種類の実施例は、非常
にコンパクトな領域に(通常比較的多量の床空間と配管
を必要とする)従来の炉の能力を与えるという利点があ
る。
処理モジュール940を用いる例では、高圧力での気相
酸化または硫化を用いて不活性化層を形成するように、
HgCdTeを処理・可能である。つまり、HgCdT
e基板が50〜150℃に加熱され、薄い酸化膜が形成
される。イオウ源例えばH,Sが、50〜lOO気圧の
圧力で管970から、例えば100scca+で供給さ
れる。この結果、薄い硫化物の絶縁膜が形成される。ま
た、例えば100secmの酸素と例えば40sccn
+の水素を用いて酸化を行い、10〜100気圧の圧力
で水蒸気/酸素の混合物を生成することもできる。
第28図は、注入器として用いるのに適した処理モジュ
ール1000を示す。注入器は、ウェハ、例えばウェハ
48の表面ドープ材を置くかまたは注入するのに使われ
る。ウェハ48が、第1.3及び4図を参照して前述し
たアーム28と同様なアーム(図示せず)によってモジ
ュール1000内に置かれる。この際、室12キャリヤ
10が、第1.3及び4図を参照して前述したように使
われる。真空ポンプ1002及び弁1004がモジュー
ル1004の内部と接続され、必要な真空を与える。必
要に応じ、その他のポンプ及び弁を設けることもできる
ウェハ48は、室12と(第3図のボート30と同様な
)ポートとを介し、アーム(図示せず)によってキャリ
ヤ10から頂部室1006内に置かれる。ウェハは指状
部214上に置かれ、そしてこれら指状部は導電性とな
るように強度に陽極酸化されたアルミまたはシリコンで
構成し得る。
頂部室1006は、ベローズ1008の上向き垂直方向
の移動によって閉じられる。ウェハ48が室1006の
上部の電極1010と接触するまで、指状部214はウ
ェハ48を上昇させる。これが第28図に示されたウェ
ハ48の位置である。ウェハ48の下向き面54に注入
すべき物質を含むガスが、例えばAsのガス源(図示せ
ず)から管1014を介して加熱室1012内に導かれ
る。
管1014からのガスは加熱室1012内で、特定のド
ープ材に適した温度、例えばヒ素の場合350℃、リン
の場合280℃に加熱される。次いでガスは管1022
を介し、マイクロ波空洞1020内へと上方に流れる。
別のガス、例えばHeまたはArを、管1024を介し
て空洞1020内に導くこともできる。あるいは、p形
ドープ材として使われる別のガス、例えばB F 3を
管1024を介して送ることもできる。ガスは空洞10
20内でマイクロ波エネルギーを受ける。ガスは空洞1
020内で、例えば0.1 Torrの圧力の遊離基と
なる。気体は空洞1020を出て、管1026を通り、
頂部室1006の下方に位置した下方室1028内に入
る。管1026は、下方室1028より下側の室103
0の中心部を通過している。室1028は、その垂直軸
に沿い、ベローズ1008によって部分的に取り囲まれ
ている。
ガスは下方室1028から、水晶性のシャワーヘッド1
032を通って頂部室1006内に入る。
シャワーヘッド1032は、頂部室1006と下方室1
028との間で水平方何に延びている。シャワーヘッド
1032は、下方室1028内のガスが頂部室1006
内へと通過するのを可能とする多数の開口1036を有
する。シャワーヘッドは水晶製バッフル1040の一部
である。バッフル1040は円筒状であり、その軸は、
両室1006と1028との中心部を通って垂直に延び
、そしてシャワーヘッド1032は水平に延びている。
所望なら、シャワーヘッド1032は第30C図に示す
ようなものとできる。頂部室1006内でガスがウェハ
48に向かって加速され、ガス中の物質を面54内に注
入する。イオン流は、室1006内の圧力に従って調整
されねばならない。室1006の外側のバッフル104
0の周囲に、2枚のバイアスプレート1042と104
3が位置する。プレート1042と1043には、負と
正の電圧がそれぞれ印加される。プレート1042は、
プレート1043の下方にそれから離れて位置する。
磁石1048がプレー)1043のすぐ上に位置する。
一般に、磁場はウェハ面54からの自由電子をはね返す
のに充分な強度とする必要がある。
例えば10〜10.000ボルトの正電圧が電極101
0に印加される。遊離基は、室1006内で制御され、
そしてウェハ48に向かって加速される。電極10.1
0は、必要なら、開口1o34を介して流体を流すこと
によって冷却できる。
処理モジュール1000は真空ウェハ移送器を用いたシ
ステムに適合可能で、そこではウェハが一般に、真空下
で下向きにして移送及び処理される。
処理ガスライン32及び前記の管970〜972等その
他の給送管、ガスライン及び管は、表面での粒子取り込
みを減じるために、それらの内面上に小溝または小突条
を有するように形成(あるいは被覆)される。抵抗を減
じるために航空輸送手段の外側に小突条を用いることは
、[溝が航空機の抵抗を減少する( Grooves 
Reduces AircraftDrag) J 、
NASA技術概要(Technical Br1efs
’5(2)、192頁(1980)、及び「達成された
使命(Mission Accomplished)J
 、N A S A技術概要(Technical B
r1efs) 11  (3) 、82頁(19B ?
)によって示唆されている。しかし本発明で小突条を用
いたのは、配管壁上の淀み境界層を安定化し、従って配
管中を流れるガスが壁土に付着している粒子にその解離
に充分な圧力を加える可能性を減少するるためである。
処理ガス源がどんな清掃度の場合でも、これはガス中に
取り込まれ室内へと運ばれる粒子の数を減少するという
利点がある。
これら小突条の形状及びサイズに関する幾つかの実施例
を第29A、29B、29C,29D、29E、29F
及び29G図に示す。前記NASA技術概要(Tech
nical Br1efs)の文献は航空輸送手段の外
側に小突条を用いることを示唆しているが、本発明での
利点はそれらの溝または小突条を、配管中を流れるガス
が壁土に付着している粒子にその解離に充分な圧力を加
える可能性を減じるのに用いている点にある。NASA
刊行の文献は、溝が乱流の発端バーストを閉じ込めるの
で、バーストは移動する航空機を取り囲む境界層へと拡
がらず且つ乱さないと指摘している。第29A−G図に
示すように、溝のほとんどの実施例ははy′■状である
が、それ以外の各種形状も取り得る。例えば、対称また
は非対称断面の丸まった、または鋭い頂端にしてもよい
。空気力学的な性能を最適化するためには、さまざまな
断面形状の非対称溝を、幾つかの規則的順序で配列して
もよい。つまり、本発明においてそれらの溝または小突
条は、配管壁上の淀み境界層を安定化するのに使われる
。処理ガス源がどんな清浄度の場合でも、これはガス中
に取り込まれ室内へと運ばれる粒子の数を減少するとい
う利点がある。第29A〜29G図には各々1つか2つ
の溝または小突条しか示してないが、こ\に開示の処理
モジュールに関連して示した管、給送管、分配器等の内
壁の一部として同様の多くの溝または小突条が含まれて
いる。
第29A図は、管1102の壁のV案の溝1100を示
す。管1102の一部だけが管内壁の一部を横切って見
た断面で示されており、これは第29A〜29G図の他
のパイプにも当てはまる。溝1100は深さ約0.25
4龍(0,010インチ)、頂端1104(第29A図
中左側)から頂端1006 (第29A図中右側)まで
の巾約1.14m識(0,045インチ)とし得る。
第29B図は、管1112(7)壁のv条溝1110を
示す。溝1110は両頂端1114 (左)と1115
 (右)間の巾が約0.254i■〜約0.5081■
(0,010〜0.020インチ)の範囲で、約0.5
08n (0,020インチ)の深さを有する。
第29C図においては、突起1120が管1122の内
壁から延びている。突起1120は3角形状の断面を有
し、頂端1124の角度が90度、底辺左側の角度が3
0度、底辺右側の角度が60度である。頂端1124か
ら底辺までの距離は、例えば約0.254龍(0,01
インチ)、底辺両端間の距離は、例えば約0.584 
am (0,023インチ)とし得る。各種の突起間に
溝または突条が形成されてもよい。管1152の別の突
起1150が第29F図に示してあり、基本の形状は突
起1120と同じである。突起1150は前例と同じ各
角度を存し、その底辺両端間の距離は、例えば約1.1
7龍(0,046インチ)、底辺から頂端1154まで
の高さは、例えば約0.508n+(0,02インチ)
である。
別の3角形状突起1130が第29D図に示しである。
突起1130は、角度60度の頂端1132、角度40
度の左側の底辺、及び角度80度の右側の底辺を有する
。突起は管1134の内壁から延びている。3角形の底
辺両端間の距離は約0.711mm (0,028イン
チ)、底辺から頂端1132までの距離は約0.508
龍(0,020インチ)とし得る。管1162の別の突
起1160が第29G図に示してあり、基本の形状は突
起1130と同じである。突起1160は突起1130
と同じ各角度を有し、その底辺両端間の距離は、例えば
約0.71 ltm(0,028インチ)、底辺から頂
端1164までの高さは、例えば約0、508龍(0,
02インチ)である。
第29E図は、管1142の内壁のV条溝1140を示
す。両頂端1144(左)と1145(右)間の距離は
、例えば約0.254■m (0,010インチ)とし
得る。各頂端1144と1145は丸められている。溝
1140は、例えば約0.508M(0,020インチ
)の深さとし得る。
上記したような反応器で極めて顕著な成功を収めた1種
類の処理は、耐熱性金属を含む材料に対する非等方性の
フッ素エツチングである。
炭化水素と臭素源、例えばHBrまたはCF、Brとの
組合せが、フッ素ベースのエツチングに対して非常に強
い不活性化の化学作用を与えることが見い出された。S
F6 、NFs 、HF、Fz、CFa 、C2F4 
、BF3またはSiF4等のフッ素源を、フッ素ベース
のエツチングに用いることができる。例えば、好首尾な
結果で実証された一実施例は次の通りである。最初の構
造はタングステンの薄膜を含んでいた。初期のガス流は
総圧力250ミリTorr 、印加RF電力レベル50
0ワットで、5Fh50 sccm 5CH45scc
m及びHBr 15 sccmを含んでいた。パターン
がはっきりなり始めた後、後述するようにWF、20s
ccmの追加流を加えた。こうして得られた構造は、は
り垂直なエッチ側壁、はんのわずかなライン巾の侵食、
及びレジストに対する優れた選択性を示した。別の処理
では、オーバエツチング時の負荷として作用するW F
 bを含むフッ素源が、ライン巾の損を減じることが判
明した。
CH4の比率及び臭素源の比率を高めると、より一層堅
固な不活性化作用が得られる。例えば次の条件が零のラ
イン巾侵食をもたらすことが判明した。S F、 40
5can 、 CF4 15 secm及びHBr 2
5 secmで、総圧力470ミリTorr 。
印加RF電力レベル400ワット。比較的高い総圧力の
使用が、一様性の維持を助ける。
不活性化被着の速度を更に速めると、負のエツチングバ
イアスが達成可能である。見本の実施例として、タング
ステンの薄膜を次の初期ガス流を用いてエツチングした
。SF650 sccm 5CFa18 sccm及び
HBr 255cciで、総圧力470ミリTorr 
、印加RF電力レベル400ワット。
使用したレジストパターンは、最小ピッチ2.7ミクロ
ン(最小ライン巾1.7ミクロンと最小スペース巾1ミ
クロン)の最小ピッチであった。この化学作用の使用は
、最終的に0.6〜0.7ミクロンのエツチングスペー
ス巾を生じることが判明した。
つまり、この化学作用は約0.15〜0.2ミクロンの
“負のエツチングバイアス”を与えた。上限として、他
の条件を変えずにメタンの流量を21secmに増すと
、エツチングが完全に停止、すなわちタングステンのエ
ツチング速度が零になることが他の実験で実証されてい
る。
またこの種類の不活性化化学作用は、強い異方性のシリ
コンエツチングを与えることも発見された。実験により
好首尾な結果が実証された特定の一実施例においては、
次のようなエツチング化学作用を用いた。初期のガス流
はSF650 secm 。
CF、 55ccn+及びHBr 155ec−を含み
、総圧力250ミリTorr %印加RF電力レベル5
00ワットであった。
これらの条件はシリコンを25秒間で深さ3ミクロンエ
ツチングし、レジストに対する優れた選択性を維持しな
がら、ぼり垂直のシリコン側壁をもたらした。但し、こ
れらのエツチング条件は特に酸化物に対しては選択性を
示さなかった。つまり、このエツチング化学作用はトレ
ンチをエツチングするのに特に有効である。デバイス構
造におけるトレンチの利点は以前から認識されていたが
、通常トレンチは、遅く、且つ、トレンチ底の凹凸、溝
切りまたは逆行的りのようにエツチングによる極めて望
ましくない人為構造を生じ易い低圧力のエツチング条件
によって、作製されていた。こうした低圧力処理の困難
を避けられるのも利点である。  ・ 別の種類のフッ素エツチング用の化学作用では、SF、
等のフッ素源と、HBr等の臭素源と、非常に弱い酸素
源(例えば−酸化炭素)を含む供給混合ガスを用いる。
この化学作用は、フォトレジストに対する良好な選択性
を示しながら、異方性の高速フッ素エツチングを与える
好首尾な結果で実証された処理の実例を次に示す。最初
の構造は、形成有機フォトレジストのパターン化層によ
って被覆されたタングステンの薄膜を含んでいた。初期
のガス流はS F625SCCII。
HB r 25secm及びCOC040scを含み、
総圧力300ミリTorr、印加RF電力レベル175
ワットであった。オーバエツチング期間中は、WF62
0800mの追加流を有効に加えた。こうして得られた
構造は、急勾配傾斜の側壁、はんのわずかなライン巾侵
食、及びフォトレジストに対する約2対1の選択性“を
示した。
この化学作用は、−酸化炭素の代りに別の弱い酸素源を
用いることによって変更できる。つまり、N、OやCO
□等の弱い酸素源が代りに使える。
事実、COの代りに極めて小流量(1secm以下)の
02を用いるという利点を得ることもできるが、このよ
うな非常に小さい流量は従来の半導体製造装置で再現性
よく制御するのは困難である。
別の種類のフッ素エツチング用の化学作用では、フッ素
源(S F、等)と、フルオロシラン(S i F 4
等)と、臭素源(HBr等)と、−酸化炭素等の弱い酸
素源を含む供給混合ガスを用いる。この化学作用は、フ
ォトレジストに対して良好な選択性を示して、異方性の
高速フッ素エツチングを与える。
好首尾な結果で実証されたこの処理の実例を次に示す最
初の構造は、有機フォトレジスト材料のパターン形成層
で被覆されたタングステンの薄膜を含んでいた。初期の
ガス流は5iF425sccm。
S Fb 25SCCII% HBr 25sccm及
びCO30sccI11を含み、総圧力350ミリTo
rrs印加RF電力レベル175ワツトであった。オー
バエツチングの期間中はレジストの侵食を避けるため、
WF。
30secmの追加流を上記のガス流に加えた。こうし
て得られた構造は、はヌ′垂直のエツチング側壁、はん
のわずかなライン巾侵食、及びフォトレジストに対する
約3対1の選択性を示した。
2段のシャワーヘッド280(第30C図)が、ウェハ
48の下面54近くで第3のガス供給管250と頂部室
218との間に配置される。このようなシャワーヘッド
の一例を第30C図に示す。
2つのバッフル284と286がハウジング282内に
固定の関係で水平に保持され、パンフル286がパンフ
ル284の下方に位置する。第3のガス供給管250が
パンフル286の下方に位置し、そしてガスはガス供給
管250からパンフル286の孔290とバッフル28
4の開口1202とを通って上方に進む。両バッフルは
、第3供給管250からの処理ガスがウェハ頂部室21
8内へ直接流入するのを阻止するように配置され、また
第2バツフル284のどの孔288も第1バツフル28
6の孔290と整列一致しないように位置合せされてい
る。シャワーヘッド280は、所望に応じこ\に開示の
処理モジュールと組合せて使える。ハウジング282は
、幾つかの形状とでき、そして例えば漏斗の狭部を供給
管250の周囲に配置し、且つ、両パンフルを漏斗の上
方円筒状部に配置する漏斗形状としてもよい。
2段のシャワーヘッドは、この実施例において、tuf
ramcoated” (テフロン含浸(登録商標)陽
極酸化)アルミ、テフロンまたは水晶で作製される。好
首尾な結果の実験により、他の幾何形状のシャワーヘッ
ドも機能するが(例えば円形リングを持つ水晶管で、ガ
ス分散孔がウェハがら離れて位置したもの)、2段型シ
ャワーヘッドの方がその高い処理量と一様性のためより
有効である。
遠隔プラズマ処理は比較的新しいので、非一様性に対処
する従来の方法はほとんどない。ある製造メーカーは、
2つの同心円に沿って比較的大きい孔(内径約6.35
m (0,25イ7チ”)を持ち、中心に1つの小さい
孔(内径約3.81mm (0,15インチ))を持つ
単一のシャワーヘッドを使用した。これはシャワーヘッ
ドを設けないのと比べ改善されているが、別の市販のフ
ォトレジストストリンパが設備されているので、著しく
高いストリップ速度がウェハの中心で生じる。レジスト
除去のパターンは、シャワーヘッドの孔のパターンを明
らかに反映する。ウェハの半径方向に沿ったレジスト除
去のプロットを第30A図に示す。比較のため、シャワ
ーヘッドを用いない場合の結果を第30B図に示す。
第30B図の各曲線は、ウェハの中心からの距離が増す
につれ、レジストの除去量(厚)が減少することを示し
ている。第30A図の各曲線は、2段型シャワーヘッド
の使用がレジスト除去の一様性を大巾に改善することを
示している。
単一シャワーヘッドの欠陥は、反応器内におけるガス流
の性質に基づいている。流れは粘性のある層流なので、
管を横切る速度分布は次のようになる。
R′ 管壁近く (γ=R)ではガス速度が非常に低いが、管
中心(γ=0)ではガスははるかに速く移動し、平均速
度<v>の2倍にまでなる。このような速度分布のガス
がウェハに衝突すると、速度が低い所より速度が高い所
で、より多くの反応物が移動する。これによって非一様
性が観測されるが、こ\に開示の実施例はこの問題を解
消している。
その解決法は、ガス流内の一点と他点との間での速度差
を減じることにある。これは、ウェハへ達する前にガス
流が上式(1)で与えられる安定状態へ戻ってしまわな
いように、反応器の断面積が大きい放出管の下流で行わ
れなければならない。シャワーヘッドの孔を直接通過す
るガスの速度が著しく変化しないので、そのガス部分の
何れにも、放出管からウェハへと直接の、つまり“直視
の”通路が与えられてはならない。直視通路が残ってい
ると、ガスはそこを優先的に通過する。
直視通路を避けるためには、第2のシャワーヘッドつま
りバッフルが必要である。このバッフルの重要な特徴は
、第30C図に示したように、下方シャワーヘッドを介
した放出管からの直接のガス流を阻止することにある。
これによって、各ガス部分が充分混合され、比較的一様
な速度分布が下方バッフルの下側に現われる。流入ガス
と出会う第1のシャワーヘッド部品は、(1)第2のシ
ャワーヘッド部品を通るガスの直接通過を阻止する多数
の接続パフフル、または(2)前方への動きを完全に止
め、第2のシャワーヘッド部品へ至る前に速度ベクトル
を強制的に軸方向から半径方向に変化させる1つの一体
バッフル、または(3) (1)と(2)の間の中間構
造で構成し得る。
バッフル及びハウジングについて別の形状を用いた結果
を第30D図に示す。第30D図の各曲線は、第1のシ
ャワーヘッドが第2のシャワーヘッドの中心孔をちょう
ど覆う円錐状バッフルから成るような2段型シャワーヘ
ッド概念の実施によって得られた、最適ではないが改善
された灰化の一様性を示す。これは、使われている固有
の化学作用は異なるが、円錐状パンフルなしの第2のシ
ャワーヘッドを用いて得られた第30A図と比較可能で
ある。上記シャワーヘッドは、第30C図に示したパン
フル284と同様なバッフルを有することができる。ま
た、供給管250の先端真上に位置し、頂端を上向きに
した円錐体から成る下方バッフルを存することもできる
。円錐体の直径は、供給管250の直径よりや−大きく
すればよい。円錐体を逆さに配置するのも可能である。
これ以外の2シヤワーヘツドの構成も可能である。
壁に沿ってその後に生じるガスの遅れが、ウェハへの到
達前に新たに形成されたガスの速度分布を著しく左右し
ないように、室壁はシャワーヘッド及びウェハから充分
に離れて位置する必要がある。この一様な速度分布の効
果は、参考文献として本明細書に含まれるシュリヒテン
グ(II。
Schlichting)著、「境界層の理論(Bou
ndary−Layer Theory) J  (第
7版、1979)から引例した第30E図に示すように
、表面上に厚さdの一様に厚い境界層を形成することに
ある。一様な境界層は、ウェハに対する反応物の一様な
輸送をもたらす。
シャワーヘッドを形成する材料は、セラミック、強度の
陽極酸化アルミ、ステンレス鋼、テフロン、または水晶
が使え、処理ガスとの適合性に依存して選ばれる。寸法
は、一様な速度分布に影響を及ぼさないように反応器の
壁がウェハから充分に離れていれば、任意のウェハサイ
ズと合うように選べる。答礼のサイズは、ガス全体の通
過を妨げたり、表面における反応種の損失を生じないよ
うに、また加工し易いように充分大きく (は” 2.
54 龍〜6.35 s醜(0,1〜0.25インチ)
)とすべきである。2つのシャワーヘッド部品間の距離
は、少なくとも径の2倍の大きさとすべきである。2つ
のシャワーヘッド部品は、下向き処理用の向きで配置す
ることもできる。
つまり、この種類の実施例は次の利点を与える。
(1)速い流れの遠隔プラズマシステム内における全て
の等方性処理への適用、(2)一様な処理結果の促進、
(3)高速のエツチング及び被着用の高い反応物処理量
の維持、(4)処理適合性のための弾力的な材料選択、
(5)下向き処理の包含。
関連の背景情報は、参考文献として本明細書に含まれる
ホワード(c,J、 Howard)の論文、vol。
83 、J、 Phys、 Chem、、  6頁(1
979)に見い出せる。
こ−に開示する一方法は、ポリマー、その他の有機残留
物を除去する処理であるデスカム(descum)処理
を与える。この処理では改善された結果を達成するため
に、2段のシャワーヘッド(第30C図)を含む分配器
を介して供給される遠隔プラズマを用いる。
フォトレジストを用いる場合の一般的な処理条件が、“
デスカム”と称される工程である。通常のフォトレジス
ト処理は、レジストの露出形成後に、完全に清浄なパタ
ーンを与えない。パターンの中には、取り除くことが望
まれる領域や、高分子量ポリマー化合物の顕著な残留物
を尚含む領域が存在する。通常これらは、強い侵食性の
等方性エツチングで除去されねばならない。例えば、非
露出領域内における1、4ミクロンの厚さのフォトレジ
スト層は、その領域内に0.5ミクロン以上のレジスト
残留物を尚含み、これを取り除く必要がある。通常これ
は湿式処理工程として行われているが、こ\に開示する
実施例はこの機能を乾式処理で佇う方法を与える。
この処TIの一実施例においては、パターン化フォトレ
ジストのデスカムが、100℃及び総圧ITorrで、
02 1000SCCIIIとHz  200sccm
から成る混合処理ガスを用い、好首尾な結果で実証され
た。質量流量の選択は、OXの質量流量に比例した大き
い除去速度をもたらす一方、質量流量と圧力に反比例す
るウェハの半径方向における一様な除去を保つように設
定された。反応器は、全てのガスが400Wの電力を供
給される遠隔プラズマ室254を通過するように設定さ
れた。
処理の化学作用は、その他、0□と次の種のうち1つ以
上とで構成することもできる。この種とは、N、01H
20,H,、CF、、CHF x、HCl。
HBr及びC1,である。これらのうち、一部の例では
下記の理由から付加ガスとして最も有効である。ta+
 N 20の付加は、特に低温においてHzはど速度を
高めない、(b)ハロゲン含有ガスハ、基板上に存在す
る金属に有害な影響を及ぼす危険を与える。この制約を
度外視すれば、CF、とCHF。
はHzより1桁速いデスカム速度を与えるので、非常に
良好な付加ガスである。CF4及びCHF。
に伴う残りの問題は、F原子の存在による反応器材料と
の適合性の問題である。この点は、テフロン(登録商標
)製のシャワーヘッドを使うことで解消できる。
水素種の使用は、レジスト材料内の不飽和結合を開くの
を助けることによって、反応に有利に寄与し得る。
選択性はデスカム処理においてそれほど重要ではないが
、実際上こ\に記す処理はシリコンに対して良好な選択
性を有し、この点も利点である。
使用するレジストは、標準的なポジティブレジストとし
た。指定のテスト例では、MF−314発色剤で発色さ
れたシプリー(Shipley)  1813(登録商
標)を用いた。パターン形成は約250m5ec間iラ
イン波長で行い、不足露出による“スカム”を与えた。
レジストは、検討の目的上そのままのSi上に施したが
、実際の使用時には、フォトレジストをアルミ等エツチ
ングすべき膜の頂部に施して実行される。サンプルを処
理し、所望のパターン間にかなりの量の非露出フォトレ
ジストを残した。事実、SEM画像の測定から、所望の
レジストパターン間に残っているはL’ 5000人の
フォトレジストが認められ、これは実際のケースで見ら
れるものより少なくとも1桁悪いと推定される。本ケー
スでは、中間“スカム゛が、光学的顕微鏡法によって6
分間で除去された。従って、むしろ500人のスカムが
一般に存在する実際のケースでは、処理が1分より短く
なるはずである。
エツチングまたは被着用途のための活性化種を発生する
遠隔プラズマを用いる処理に伴う一般的な問題は、ウェ
ハの表面における処理の一様性が劣る点にある。これは
、ウェハの表面の真上に淀みガスの境界層を形成するガ
スの流体力学の結果である。淀みガスは、ウェハへの、
及びそのつエバからの反応物及び生成物の輸送を妨げる
。この問題はフォトレジストの灰化で例証されており、
レジストの除去は一般にウェハのエツジにおけるよりも
、反応室への放出管の入口真近で数倍大きくなる。この
例では、一様性が良くないために、デスカム用途用の装
置を用いることができない。
特別に設計された2段のシャワーヘッドを遠隔プラズマ
のガス分配器として用いるという本願の教示は、一様性
が大巾に改善されるという利点を与える。
次に第31図を参照すると、真空処理システム用の電気
計装及び制御系700のブロック図が示しである。この
系は、8088ベースPC1つまりテキサス・インスツ
ルメント社のプロフェッショナルコンピュータとし得る
コンピュータ制御システム206によって制御可能であ
る。コンピュータ制御システムは、要望に応じ特定の処
理シーケンスを実施するようにプログラムできる。処理
が開始されると、コンピュータ制御システム206が処
理フローをモニターして制御する。
系は多数の処理モニター計器を有し、これらが制御シス
テム206に入力信号を与える一方、これらの入力信号
及びプログラムされた処理シーケンスに基づき、制御シ
ステム206は制御器あるいは特定の構゛成部品のいず
れかに出力を与える。
コンピュータ制御システム206の各入/出力を以下説
明する。
真空ウェハキャリヤ10 (第1図)を真空装填ロック
室12内に置き、そして装填ロック蓋20を閉じた後、
自動処理シーケンスが始められる。
処理シーケンス及びスタートを含むコンピュータ制御シ
ステムとのキーボードを介した対話は、メニュー駆動さ
れる。初期の起動シーケンス中、実際の処理を開始する
前に、粗引きポンプ、ターボ分子ポンプ、必要なら低温
真空ポンプが全て始動される。
浄化及びポンプ排気機のシーケンスは第11図に示して
あり、以下必要に応じ同図も参照する。
処理800がスタートすると、コンピュータ制御システ
ムが装填ロック粗引きポンプ用制御器701に信号を送
り、同制御器は、ステップ804に示すように、粗引き
ポンプ用装填ロック隔離弁702を開く信号を送る。こ
れで、粗引きポンプが真空装填ロック室12内を真空に
引き始める。
次いでステップ802に示すように、制御システム20
6が装填ロック窒素浄化弁703を開く信号を送る。こ
れで、装填ロック室12の窒素浄化が始まり、真空ウェ
ハキャリヤ10の外表面を汚染している粒子をその表面
から吹き飛ばし、そして真空系による除去を可能とする
。また、装填シーケンス中に真空装填ロック室12へ至
る通路で見つかった粒子の除去も可能とする。
次いで制御システム206が装填口・ツク圧力制御器7
04に圧力設定点信号を与え、同制御器はステップ80
8に示す窒素浄化中に電気信号を装填ロック圧力制御弁
705に与える。
ステップ806に示すように、装填ロック粒子センサ2
02及び粒子カウンタ850は、浄化処理中に検出した
粒子の数に対応する入力信号をコンピュータ制御システ
ムを与える。ステップ810に示すように、粒子カウン
タ850が所定の時間全く粒子を検出しないと、制御シ
ステム206が信号を送り、ステップ814に示すよう
に装填ロック窒素浄化弁703を閉じ、そしてステップ
812に示すように装填ロック圧力制御器704を介し
て装填ロック圧力制御弁705を全開して浄化処理を完
了する。
次いでステップ816に示すように、制御システム20
6が装填ロックターボポンプ隔離弁707を開く信号を
装填ロックターボポンプ制御器706に送る。
装填ロック内の真空が真空ウェハキャリヤ10以上にな
るまで、ターボ分子ポンプが装填ロックをポンプ排気し
続ける。ステップ818に示すように、真空装填ロック
内の真空が装填ロック真空計62からコンピュータ制御
システムへ入力として与えられる。
真空が充分に下がった後、制御システム206が真空ウ
ェハキャリヤドアモータ707に信号を送り、ステップ
822に示すように真空ウェハキャリヤドア14を全開
する。最後のウェハの処理シーケンスが完了するまで、
ドア14は通常開いたま\である。
こ−でウェハ48は、制御システム208によって制御
される移送アーム28を介し、ウェハキャリヤ10から
処理室へ任意の所望順序で移動可能である。制御システ
ム206が移送アーム28を移動可能とする前に、真空
ウェハキャリヤドア14が全開であることを真空ウェハ
キャリヤセンサ708を指示しなければならない。制御
システム206が移送アーム制御器709に信号を送り
、ウェハ移送アーム28をそのホーム位置から、処理の
ために選ばれたウェハの下方に近接するがそれには接触
しない位置へと移動し、これが制御システム206に入
力される。
移送アーム28がウェハの下に位置すると、ウェハがそ
の位置に存在するかどうかを示す信号を、ウェハ移送ア
ームセンサ710が制御システム206に送る。ウェハ
アーム移送センサ710は容量型近接検出器である。ウ
ェハの存在が検出されると、制御システムは移送アーム
制御器709に信号を送り、移送シーケンスのm続を可
能とする。移送アーム28が垂直に上方に移動し、そし
てウェハ48を突起60から持ち上げる。
ここで第1.3及び4図に関連して説明したように、ウ
ェハを3本のピン50上に支持した移送アーム28は、
真空ウェハキャリヤ10から外へ水平に移動する。移送
アーム28が真空ウェハキャリヤlOから出た後、移送
アーム制御器709は、隔離ゲート31 (第3図)を
通過して処理室内の3本のテーパ状ピン53の頂部へと
載置可能な適切な垂直位置に移送アーム28を位置決め
する。
所望なら、ウェハ48を隔離ゲート31を介して移動し
ようとする前のある時点で、一般には最後の処理シーケ
ンスの終わりに、装填ロック室が前記のごとく行ったの
と同様なポンプ排気及び浄化処理を、処理室がし終って
いる。制御システム206が処理室圧力制御器711に
信号を送り、同制御器711は更に処理室粗引きポンプ
隔離弁712を開く信号を送る。次いで制御システム2
06は、窒素浄化弁713を開く信号を送った後、処理
室圧力制御器714に設定点信号を送り、更に同制御器
114が処理室絞り弁715を制御し、窒素浄化処理の
間処理室内を適切な真空に維持する。この浄化処理は、
制御システム206によってモニターされている所定の
時間中に処理粒子カウンタ208が粒子の不在を検出す
るまで継続される。
上記の状態が達成されると、制御システムは処理室窒素
浄化弁713を閉じ、そして処理室圧力制御器714は
処理室隔離弁715を閉じる。制御システム206は処
理室ターボポンプ制御器716に信号を送り、処理室タ
ーボポンプ隔離弁717を開く。処理室真空センサ71
8が、真空情報を制御システム206に与える。
真空センサ718からの入力信号によって指示される処
理室内の真空と、真空センサ62によって指示される装
填ロック内の真空とが所定のレベルより低いと、制御シ
ステムが隔離ゲート31に信号を送って開く。
次に移送シーケンスに移ると、移送アーム28がウェハ
48と共に、隔離ゲート31を通り処理室内へと水平に
移動する。次いで移送アーム28が下降され、そしてウ
ェハ48が処理室内の3本のテーパ状ビン53上に載置
される。ウェハがアームから取り除かれたことをウェハ
移送アームセンサ710が指示すべきように、移送アー
ム28は充分に下降される。ウェハ48がもはや移送ア
ーム28上に存在しないことをウェハ移送アームセンサ
710が指示すると、制御システム206は移送アーム
制御器709に信号を送り、移送アーム28を隔離ゲー
トを介して処理室から取り出し、そのホーム位置へと戻
す。上記のシーケンスが完了すると、制御システム20
6はベローズ空気シリンダ(図示せず)に信号を送り、
それを上昇して、処理シーケンスの開始準備のために処
理室を閉める。
制御システム206は、どんな構成の真空処理装置が使
われる場合でも、実施される処理作業の何れでも制御す
るようにプログラムできる。制御システム206は、真
空処理装置の構成に応じ、幾つかの方法の1つによって
所望のウェハ温度を設定可能である。真空処理装置が抵
抗加熱される基板を用いる例では、加熱基板温度センサ
720からの温度情報が制御システム206に与えられ
、制御システム206が制御信号を加熱基板温度制御器
724に与え、これが加熱基板電源725を制御する。
別の実施例では、制御システムが放射加熱ランプ電源制
御器721に入力を与え、この制御器721は、電力の
量と、ランプ電源722から放射加熱ランプに入力され
る電力の変化速度とを制御する。更に別の実施例では、
制御システム206が熱交換制御弁723に入力を与え
、これが基板への冷却水の流量を制御する。更に、マイ
クロ波プラズマを用いる場合には、制御システムは、マ
イクロ波プラズマ温度センサ726からマイクロ波プラ
ズマ温度を受は取り、マイクロ波プラズマ電源制御器7
27に制御信号を送って、これがマイクロ波プラズマ電
源を728を制御し適切なプラズマ温度を達成する。
はとんど全ての処理において、所望の結果を達成するの
に1つ以上の処理ガスが使われる。制御システム206
がマニホルド弁制御器729に信号を送り、この制御器
729は、マニホルド弁730のうちどれが使われか、
従ってどのガス及び如何なる大きさの流量が答弁を通っ
て流されるかを制御する。
幾つかの実施例では、ウェハの処理を高めるためにその
場での紫外線エネルギーが与えられる。
UV(ここでUVは紫外光を定義するものとして使う)
室のインピーダンスとの整合のため、制御システム20
6がUV同調器731に信号を与える。更に、制御シス
テムはUV電源制御器732にも信号を送り、これがU
V発信器電源733を調整する。
一部の実施例では、ウェハ48の面に向けて帯電粒子を
加速するのに、真空処理装置が低電力の無線周波数エネ
ルギーを用いる。制御システム206が無線周波数同調
器734に入力を与え、その結果UV送信器のインピー
ダンスが処理室内のRF(ここでRFは無線周波数を定
義するものとして使われる)のインピーダンスと整合可
能になる。
処理室内にプラズマを発生したり、その中の基板を加熱
するのにRFエネルギーが使われるときには、無線周波
数温度センサ735は処理室内のRF電極の温度に対応
した信号を制御システム206に与える。すると制御シ
ステムがRF電源制御器736に信号を与え、これが送
信器の出力電力を調整するRF電源737に信号を与え
て適切なRF電極温度を達成する。
処理が完了すると、制御システムが該当のマニホルド弁
730を閉じ、前記した該当の電源を停止する。
所望なら、処理の完了時、制御システム206が前述し
たように処理室の浄化サイクルを開始する。この浄化サ
イクルは固定の時間、あるいは処理室粒子カウンタ20
Bが所定時間の間0粒子を指示するまで続けられる。
次いで制御システム206は窒素浄化弁713を閉じ、
そして装填ロックと処理室との間の真空差を制御システ
ムでモニターしながら、ポンプ排気処理が継続される。
処理室真空センサと装填ロック真空センサから制御シス
テム206への入力信号とが両室間の真空差が所定の量
より小さいことを指示すると、制御システムは信号を送
り、ベローズを下動させることによって処理室を開く。
処理室が開いた後、制御システム206は移送アーム制
御器709に信号を送り、ウェハ48を処理室から回収
してそれを真空ウェハキャリヤに戻す。
つまり、移送アーム制御器709は移送アーム28を、
そのホーム位置から隔離ゲートを介し処理室内のウェハ
48下方の地点へと水平に移動させる。ウェハ移送アー
ムセンサ710は、ウェハ48に接近したことを検知す
ると、制御システムに信号を与える。この信号の受信後
、移送アーム28が垂直に上昇し、ウェハ48をテーパ
状ピン53から持ち上げる0次いで移送アーム28は隔
離ゲート31を通り、真空装填ロック室12内に移動す
る。その後移送アーム制御器709は、移送アーム28
を、当初そごからウェハが取り出されたスロットの垂直
位置へと垂直に上下動する。
移送アーム28は、適切な垂直位置にくると、真空ウェ
ハキャリヤ10内へと水平に移動する。
この時点で、ウェハ48は該ウェハを真空ウェハキャリ
ヤ10内に支持すべき突起60のすぐ上方に位置する。
次いで、移送アーム制御器709は、移送アーム28に
指示してウェハを突起60上に載置可能な地点へと垂直
に下降させる。移送アーム28は下降を続け、ウェハ4
8下方の所定位置で停止する。その後、制御システムが
ウェハ移送アームセンサ710をサンプリングし、移送
アーム28に近接したウェハが他に存在しないかどうか
を調べる。存在しなければ、移送アームは、真空ウェハ
キャリヤを出てそのホーム位置へと水平に移動される。
その後、移送アームは、真空ウェハキャリヤ内の他の任
意のウェハへと移動し、そのウェハキャリヤから該ウェ
ハを取り出し、処理し、交換するプロセスを開始可能で
ある。この進行動作は、制御システム206によりどの
ウェハについても、キャリヤ内でのそれらの位置に係わ
りなく、プログラムの要求に応じて繰り返すことができ
る。
任意選択の実施例では、高真空であって、且つ、低湿度
を必要とする処理の場合、真空処理装置は低温真空ポン
プを使える。これらの低温真空ポンプは、前述したター
ボ分子ポンプの場合と同じ方法で使われる。この点に関
連した制御器は、第31図に、装填ロック制御器737
及び処理室低温ポンプ制御器738として示しである。
これらの制御器が、装填ロック低温ポンプ隔離弁739
と処理室低温ポンプ隔離弁740をそれぞれ制御する。
低温ポンプは、室内に存在するガスから水分を除去する
のに使われる。これは、HgCdTeに関連した処理に
対して有用である。
全てのウェハの処理が完了し、真空ウェハキャリヤ内に
戻されると、制御システムは、真空ウェハドアモータ7
07に信号を送り、ドア14を閉じる。次いで制御シス
テム206は真空ウェハキャリヤドアセンサ70Bをチ
エツクし、ドア14が実際に閉じていることを検証する
。その後制御システムは、装填ロック粗引きポンプ隔離
弁702、装填ロックターボ分子ポンプ隔離弁717、
または装填ロック低温ポンプ隔離弁739を、それぞれ
に対応した装填ロック制御器701.706.737を
用いて閉じる。更に制御システムは、処理室粗引きポン
プ隔離弁、処理室ターボ分子ポンプ隔離弁、または低温
ポンプ隔離弁を、それぞれに該当する処理室制御器71
1.716.738を用いて閉じる。また、隔離ゲート
31も閉じる。
次いで、制御システムは通気弁741を開ける信号を送
り、この通気弁741は、装填ロック室12及び処理室
を大気圧に戻す。その後蓋20−は、装填ロックを開け
、そして真空ウェハキャリヤ10を取り出す。
第32図を参照すると、処理モジュール1300が示し
である。この処理モジュールは遠隔及び近接プラズマを
有する。ウェハキャリヤ101 (アーム28と同様な
)アーム及び室12が、ウェハ48をキャリヤ10から
処理モジュール1300へと移送するのに使われる。処
理モジュール1300は、ガス分配器1302を頂部処
理室1304の上部に位置するガス分配リング1304
に取り付けた状態で、示しである。ガス分配器1302
は、リング304を介して近接プラズマ用のガスを供給
する。リング1304は室1306の垂直軸を中心に配
置されている。ガスは、リング1304底部の複数の開
口1310を通じてリング1304から出る。室130
6の垂直壁は、水晶で作成できていて室1306の垂直
軸を中心に円筒を形成する。室1306の底に電極13
12が位置する。
(第32図に示したように)閉状態にある室1306の
頂部に電極1314が位置する。例えば、周囲温度を2
5℃に維持するため、所望なら電極1314用の熱交換
器(図示せず)を設けることもできる。
室1306はベローズ1316によって開閉される。ベ
ローズ1316は、室1306の垂直壁を上方に移動し
て、電極1314またはモジュール1300の隣接部に
接触させる。室1306の垂直壁が接触する箇所に、シ
ール(図示せず)を設けることもできる。つまり、ベロ
ーズが室1306を上昇して謹呈を閉じ、下降して室を
開く。開位置で、アームは、ウェハ48をキャリヤ10
から室12を介し、室1306内の指状部つまりピン1
320・上に移送可能である。これらの指状部1302
は指状部214(第12図)及びピン53 (第3図)
と同様である。室1306が閉じられると、指状部13
20は上昇し、ウェハ48を電極1314との接触状態
に置(。
遠隔プラズマは管1322を通る垂直軸に沿って室13
06の底に供給される。管1322は、遠隔プラズマ発
生器1326から、電極1312を貫き室1306内へ
と延びている。管1322は電極1312との間にスリ
ップ嵌合せ1328を有し、電極1312を含めた室1
306の垂直移動を許容する。電極1312の下側には
、ポンプ1332.及び弁1334に接続された室13
30が位置する。これにより、室1306及び133゜
を通るほぼ下向きのガス流が与えられる。近接プラズマ
は、画電極1312と1314との間に適切な電圧を印
加することによって与えられる。電圧は、室1306内
のガスを所望に励起するRF雷電圧する。ポンプ133
2及び弁1334が、室1306内に所望の真空を与え
る。これにより、発生器1326からの遠隔プラズマと
室1306内で発生される近接プラズマとが、ウェハ面
54に協働作用する。ガス分配器1302も、電極13
I2に対してスリップ嵌合せを有する。ガス分配器13
02は室1306の垂直壁に沿って延びている。処理モ
ジュール1300は各種の処理を行える。
遠隔及び近接面プラズマを用い、処理モジュール130
0により好首尾な結果で実施されたー処理は、シリコン
ドープアルミ、例えば1%のシリコンがドープされたア
ルミのエツチングである。
マイクロ波とRFの組合せエツチングにより、個々のエ
ツチング速度の和の2倍以上に高められた共働によるエ
ツチング速度が次の条件下で得られた。ガス流は、BC
J380sccmと、C1C1220seと、He 1
000sec+++、総圧力I Torr、周波数13
.56MHzの(ウェハの面近くにプラズマを発生する
のに印加された)225W RF電力及び周波数245
0MHzの400Wマイクロ波電力であった。使用温度
は、約25℃の周囲温度であった。流れは使用した特定
の条件に最適化されなかったので、この結果は非常に高
いわけではないエツチング速度に基づき得られたもので
あるが、それでも2つの効果を組み合わせた共働の利点
を示している。混合ガスは全て管1322がら室113
06内へ導入してもよいし、あるいは上記しなかったそ
の他のガスを含む混合ガスの一部をリング1304を介
して導入してもよい。更に、炭化水素源、例えばメタン
をリング13o4を介し導入してもよく、またはメタン
を遠隔発生されるプラズマの一部としてもよい。
処理モジュール1300で行える別の処理は、ポリシリ
コンの被着である。不活性ガス及びシリコン源、例えば
SiH4及び/又は5izH,がら成る混合ガスは、遠
隔プラズマ及び近接プラズマで使われ、遠隔及び近接両
プラズマを別々に用いた場合の速度の和を上回る改善さ
れた被着速度を生じる。−例として、RF電力は処理室
内において13.56MHz 、 100ワツトで、遠
隔プラズマ発生器は2450MHz 、400ワツトで
動作する。ガスはヘリウム1000sccma 5iH
450sec+wである。アルゴンも使用可能な不活性
ガスの別の例である。圧力はI Torr、温度は25
℃とし得る。SiH,はリング1304を介して処理室
内に導入され、残りのガスは発生器1326を通過する
。これらの結果は使用する特定の条件に最適化されずに
得られたものであるが、それでも2つの効果を組み合わ
せた共働の利点を示している。
表面の損傷は、圧力をl Torr以上に高めることに
よって減少できる。つまりこの処理は、遠隔及び近接両
プラズマ間での共働効果によって改善された結果をもた
らす。被着速度を改善しつつ、表面の損傷が最小限化さ
れる。遠隔及び近接プラズマは別々に制御できる。この
処理はシリコン、GaAs及びHg Cd T e基板
に対して使える。
処理モジュール1300で行える別の処理は、酸化シリ
コンの被着である。ヘリウム、0□及びS i Haか
ら成る混合ガスは、遠隔プラズマ及び近接プラズマで使
われ、遠隔及び近接両プラズマを別々に用いた場合の速
度の和を上回る改善された被着速度を生じる。−例とし
て、RF電力は処理室内において13.56MHz 、
100ワツトで、遠隔プラズマ発生器は2450MHz
、400ワツトで動作する。ガスはヘリウム1000s
ccm。
Oz  100sccm及びSiH450sccmであ
る。圧力はI Torrs温度は25℃とし得る。5i
Haはリング1304を介して処理室内に導入され、残
りのガスは発生器1326を通過する。表面の損傷は、
圧力をI Torr以上に高めることによって減少でき
る。温度は、25〜400℃の範囲とし得る。この処理
は、遠隔及び近接両プラズマ間での共働効果によって改
善された結果をもたらす。つまり、これらの結果は使用
する特定の条件に最適化されずに得られたものであるが
、それでも2つの効果を組み合わせた共働の利点を示し
ている。
被着速度を改善しつつ、表面の損傷が最小限化される。
遠隔及び近接プラズマは別々に制御できる。
この処理はシリコン、GaAs及びHg Cd T e
基板に対して使える。
処理モジュール1300で行える別の処理は、窒化シリ
コンの被着である。ヘリウム、N2とN Hxとの群の
中の1つ及びSiH4またはSiH,C12の群の中の
1つから成る混合ガスは遠隔プラズマ及び近接プラズマ
で使われ、遠隔及び近接両プラズマを別々に用いた場合
の速度の和を上回る改善された被着速度を生じる。−例
として、RF電力は処理室内において、13.56MH
z 。
100ワツトで、遠隔プラズマ発生器は2450MHz
、400ワツトで動作する。使用ガスはヘリウム100
0sccm、 NzとN Hsの群の中の1つ100s
eca+、及びS i HaまたはSiH,Cj!、の
群の中の1つ50secmである。圧力はITorr、
温度は25℃とし得る。SiH4または5iHiC12
!はリング1304を介して処理室内に導入され、残り
のガスは発生器1326を通過する。表面の損傷は、圧
力をI Torr以上に高めることによって減少できる
。温度は、25〜400℃の範囲とし得る。この処理は
、遠隔及び近接両プラズマ間での共働効果によって改善
された結果をもたらす。つまり、これらの結果は使用す
る特定の条件に最適化されずに得られたものであるが、
それでも2つの効果を組み合わせた共働の利点を示して
いる。
被着速度を改善しつつ、表面の損傷が最小限化される。
遠隔及び近接プラズマは別々に制御できる。
この処理はシリコン、GaAs及びHg Cd T e
基板に対して使える。
処理モジュール1300で行える別の処理は、GaAs
のエツチングである。ヘリウム、CH4、及びCF4ま
たはN2の群の中の1つから成る混合ガスは、遠隔プラ
ズマ及び近接プラズマで使われ、遠隔及び近接両プラズ
マを別々に用いた場合の速度の和を上回る改善されたエ
ツチング速度を生じる。−例として、RF電力は処理室
内において、13.56MHz、100ワツトで、遠隔
プラズマ発生器は2450MHz 、400ワツトで動
作する。使用ガスはヘリウム1000sccms CH
250sccm、及びCF、またはNtO群の中の1つ
100secmである。圧力はI Torr、温度は2
5°Cとし得る。CH4はリング1304を介して処理
室内に導入され、そして残りのガスは発生器1326を
通過する。この処理は、遠隔及び近接両プラズマ間での
共働効果によって改善された結果をもたらす。つまり、
これらの結果は使用する特定の条件に最適化されずに得
られたものであるが、それでも2つの効果を組み合わせ
た共働の利点を示している。エツチング速度を改善しつ
つ、表面の損傷が最小限化される。遠隔及び近接プラズ
マは別々に制御できる。得られるエツチングは部分的に
異方性である。異方性のレベルはRFプラズマ及びマイ
クロ波の相対的電力レベル、並びに圧力によって制御可
能である。
処理モジュール1300で行える別の処理は、ウェハの
少なくとも一部を形成するZnSまたはHgCdTeの
エツチングである。ヘリウム等の不活性ガスと原子フッ
素源との混合ガスが、遠隔プラズマを発生するのに使わ
れる。近接プラズマは、少なくとも遠隔プラズマの生成
物とアルキル基を含む種から発生される。遠隔プラズマ
と近接プラズマを発生するのに使われる各電力は、エツ
チング速度改善のため別々に制御される。遠隔及び近接
両プラズマは、それぞれ別々に用いた場合の速度の和を
上回る改善されたエツチング速度を生じる。遠隔プラズ
マと組み合わせて近接プラズマを発生するのに比較的低
いRF電力が使われ、比較的高いエツチング速度で部分
的に異方性のエツチングを与える。遠隔プラズマ及び近
接プラズマは別々に制御できるので、改善された輪郭(
プロフィル)制御とエツチングの選択性とを達成できる
その場でのデスカムはエツチングの前に、エツチング後
の灰化は酸素源から形成された遠隔プラズマを用いてそ
れぞれ行える。アルキル基を含む種は、例えばメタン、
エタン、フッ化メチル、塩化メチル、ヨウ化メチル、ま
たは臭化メチルとし得る。原子フッ素源は、例えばフッ
素、CF a、SF6 、NF3 、C2F4またはプ
ラズマの存在下でフッ素原子を放出するその他任意のガ
ス状フッ素化合物とし得る。使用電力は、例えばRFで
250ワツト以下、MWで400ワツトとし得る。
流量は、CF4 100!IccIII、 CHa  
125scctss及びヘリウム1000secmとし
得る。圧力は例えば0.8 Torrとし得る。被着速
度を改善しつつ、表面の損傷が最小限化される。遠隔及
び近接プラズマは別々に制御できる。得られるエツチン
グは部分的に異方性である。異方性のレベルはRFプラ
ズマ及びマイクロ波の相対的電力レベル、並びに圧力に
よって制御可能である。
処理モジュール1300で行える別の処理は、フォトレ
ジストの灰化である。酸素と、灰化強化ガス、例えばC
F、 、CHF3 、Hx 、H1O5HCI、HBr
 5C1z及びNtOの群の中の1つ以上とから成る混
合ガスは、遠隔プラズマ及び近接プラズマで使われ、遠
隔及び近接両プラズマを別々に用いた場合の速度の和を
上回る改善された灰化速度を生じる。−例として、RF
電力は処理室内において、13.56MH2,225ワ
ツトで、遠隔プラズマ発生器は2450MHz 、40
0ワツトで動作する。使用ガスはCF443sccm及
び酸素996sccnとした。圧力は0.63 Tor
r、温度は25℃とし得る。ガスは全て、遠隔プラズマ
発生器1326を通過させることができる。この処理は
、遠隔及び近接両プラズマ間での共働効果によって改善
された結果をもたらす。つまり、これらの結果は使用す
る特定の条件に最適化されずに得られたものであるが、
それでも2つの効果を組み合わせた共働の利点を示して
いる、エツチング速度を改善しつつ、表面の損傷が最小
限化される。遠隔及び近接プラズマは別々に制御できる
得られる灰化は部分的に異方性である。異方性のレベル
はRFプラズマ及びマイクロ波の相対的電力レベル、並
びに圧力によって制御可能である。
処理モジュール1300で行える別の処理は、窒化シリ
コンのエツチングである。フッ素及びヘリウム源は、遠
隔プラズマ及び近接プラズマで使われ、遠隔及び近接両
プラズマを別々に用いた場合の和を上回る改善されたエ
ッチ速度を生じた。
−例として、RF電力は処理室内において’13.56
MHz、255ワツトで、遠隔プラズマ発生器は245
0MHz、400ワツトで動作する。使用ガスはフッ素
源、例えばCFa 200scc+w及びヘリウムI 
Q 00secwとした。その他のフッ素源は、それぞ
れ単独またはCF aと任意に組み合わされたFt 、
CHF3 、CtFb 、SFh、NFsが可能である
。圧力は0.7 Torr、温度は25℃とし得る。こ
の処理は、遠隔及び近接両プラズマ間での共働効果によ
って改善された結果をもたらす。
つまり、これらの結果は使用する特定の条件に最適化さ
れずに得られたものであるが、それでも2つの効果を組
み合わせた共働の利点を示している。
エツチング速度を改善しつつ、表面の損傷が最小限化さ
れる。遠隔及び近接プラズマは別々に制御できる。得ら
れるエツチングは部分的に異方性である。異方性のレベ
ルはRFプラズマ及びマイクロ波の相対的電力レベル、
並びに圧力によって制御可能である。
処理モジュール1300で行える別の処理は、ポリシリ
コンのエツチングである。フッ素及びヘリウム源は、遠
隔プラズマ及び近接プラズマで使われ、遠隔及び近接両
プラズマを別々に用いた場合の和を上回る改善されたエ
ツチング速度を生じた。−例として、RF電力は処理室
内において、13.56MHz 、255ワツトで、遠
隔プラズマ発生器は2450MHz、400ワツトで動
作する。使用ガスはフッ素源、例えばCF4200sc
cm及びヘリウム1000secmとした。その他のフ
ッ素源は、それぞれ単独またはCF aと任意に組み合
わされたFtSCHF、、Cz F h、SF、、F3
が可能である。圧力はQ、7 Torr、温度は25℃
とし得る。この処理は、遠隔及び近接両プラズマ間での
共働効果によって改善された結果をもたらす。つまり、
これらの結果は使用する特定の条件に最適化されずに得
られたものであるが、それでも2つの効果を組み合わせ
た共働の利点を示している。エツチング速度を改善しつ
つ、表面の損傷が最小限化される。遠隔及び近接プラズ
マは別々に制御できる。得られるエツチングは部分的に
異方性である。異方性のレベルはRFプラズマ及びマイ
クロ波の相対的電力レベル、並びに圧力によって制御可
能である。
遠隔及び近接プラズマを利用したその他の処理は、銅を
ドープしたアルミ膜のエツチングである。
この処理は、例えばモジュール1300または第24図
のモジュール680で実行される。例えばC11z 、
CCj!4または5iC14とし得る塩素源と、例えば
CH,、BCl3とし得る炭化水素源が使われる。炭化
水素は省けるが、ライン巾の損失が生じる。−例として
、処理室内の電極に印加されるRF電力は13.56M
Hz、約250ワツトとできる。遠隔プラズマ発生器に
は、周波数2450MHz 、400ワツトの電力を供
給できる。処理室、例えば処理室1306 (第32図
)の圧力は0.15 Torrとし得る。処理室内の温
度は周囲温度、例えば約25℃とし得る。使用ガスは、
BCj!s 80sccta、 C1ty (塩素) 
 10secm及び炭化水素、例えばCHaCメタン)
 5secmとし得る。これらの結果は使用する特定の
条件に最適化されずに得られたものであるが、それでも
2つの効果を組み合わせた共働の利点を示している。ガ
ス分配器1302及び管1322からのガスは、所望に
応じ同種またし異種とできる。この処理は、得られるエ
ツチング表面における残留物、例えば塩化銅を減少可能
とする。エツチングは、遠隔及び近接両プラズマを用い
ることによって強化される。これは、表面の損傷を減じ
、そしてフォトレジストの完全性を維持するより低いR
F電力の使用を可能とする。圧力はl Torr強から
l Torr弱の間とすべきである。
別の有用な処理は、酸化シリコンに対する選択性と所望
の異方性とを達成するためのタングステン材料(層)の
オーバエツチングである。例えばCF4 、ctF、 
、HF、F2 、NF*またはSF、とじ得るフッ素源
と、例えばCH4とし得る炭化水素源と、HBrとが使
われる。炭化水素及びHBrは省けるが、両用存在する
方が改善されたエツチングが得られる。炭化水素は、エ
ッチフグ中に側壁の不活性化を行い、ライン巾の損失を
減少させる。−例として、まず、タングステン層の大部
分を、例えばここで論じるタングステン処理の1つを用
いてエツチングする。この工程後、−例として次の条件
下で、遠隔及び近接プラズマ用いてエツチングを継続す
る。RF電力は処理室内において適切な周波数で50ワ
ツトとし、遠隔プラズマ発生器は400ワツトで動作す
る。使用ガスはフッ素源、例えばSF、40secm、
臭素源、例えばHBr 40secm、及び炭化水素源
、例えばCH,(メタン)  5secmとし得る。圧
力は0.13Torr、温度は25℃とし得る。この処
理は、酸化シリコンとフォトレジストに対する選択性を
高める遠隔及び近接両プラズマ間での共働効果によって
改善された結果をもたらす。またエツチングは、プラズ
マ発生中にマイクロ波(MW)と無線周波数(RF)両
電力の別々の調整を可能とすることによって改善される
。圧力は約0.1 Torrかから5Torrの間とす
べきである。
炭化水素と臭素源との組合せが、フッ素ベースのエツチ
ングに対して非常に強力な不活性化化学作用を与えるこ
とが見いだされた0例えば、好首尾な結果で実証された
一実施例は次の通りである。
すなわち、最初の構造はタングステンの薄膜を含んでい
た。初期のガス流は、S Fb 50scctasCH
a 5 sccm及びHBr 15sccn+を含み、
総圧力250ミリTorrs印加RF電力レベル500
ワツトとした。パターンが明らかになり始めた後、後で
詳述するようにWF620secmを付加した。こうし
て得られた構造はほぼ垂直なエツチング壁、はんのわず
かなライン巾腐食、及びレジストに対する優れた選択性
を示した。
CH,の比率及び臭素源の比率を増せば、より一層堅固
な不活性化作用を達成できる。例えば、下記の条件が零
のライン巾腐食を生じることが判明した。すなわち、S
F6405cca+ s CH415scc+s及びH
Br 255ccn+で、総圧力470ミリTorr及
び印加RF電力レベル400ワット。
比較的高い総圧力の使用が、一様性の維持を助ける。
不活性化被着の速度を更に速めると、負のエツチングバ
イアスが達成可能である。見本の実施例として、タング
ステンの薄膜を次の初期ガス流を用いてエツチングした
。すなわち、SF、50secm 、 CH418se
cm及びHBr 25 secmで、総圧力470ミリ
Torr及び印加RF電力レベル400ワフト。使用し
たレジストパターンは、2.7ミクロン(1,7ミクロ
ンの最小ライン巾と1ミクロンの最小スペース巾)の最
小ピッチを有していた。この化学作用の使用は、最終的
に0.6〜0.7ミクロンのエツチングスペース巾を生
じることが判明した。つまり、この化学作用は約0.1
5〜0.2ミクロンの“負のエツチングバイアス”を与
えた。上限として、他の条件を変えずにメタンの流量を
21secmに増すと、エツチングが完全に停止、すな
わちタングステンのエツチング速度が零になることが、
他の実験で実証されている。
またこの種類の不活性化化学作用は、強い異方性のシリ
コンエツチングを与えることも発見された。実験により
好首尾な結果が実証された特定の一実例においては、次
のようなエツチング化学作用を用いた。すなわち、初期
のガス流は5Fh505CCIl1% CHa 55c
c−及びHBr 15 secmを含み、総圧力250
ミリTorr %印加RF電力レベル500ワットであ
った。
これらの条件はシリコンを25秒間で深さ3ミクロンエ
ッヂングし、レジストに対する優れた選択性を維持しな
がら、はソ゛垂直のシリコン側壁をもたらした。但し、
これらのエツチング条件は特に酸化物に対しては選択性
を示さなかった。つまり、このエツチング化学作用はト
レンチをエツチングするのに特に有効である。デバイス
構造におけるトレンチの利点は以前から認識されていた
が、通常トレンチは、遅く、且つ、トレンチの底の凹凸
、溝切りまたは逆行曲り等エツチングによる極めて望ま
しくない人為構造を生じ易い低圧力のエツチング条件で
作製されていた。こうした低圧力処理の困難を避けられ
るのも利点である。
別の種類のフッ素エツチング用の化学作用では、SF、
等のフッ素源と、HBr等の臭素源と、非常に弱い酸素
源(例えば−酸化炭素)とを含む供給混合ガスを用いる
。この化学作用は、フォトレジストに対する良好な選択
性を示しながら、異方性の高速フッ素エツチングを与え
る。
好首尾な結果で実証された処理の実例を次に示す。最初
の構造は、形成有機フォトレジストのパターン化層によ
って被覆されたタングステンの薄膜を含んでいた。初期
のガス流はS F& 25SCCIIl %HBr 2
5 secm及びCOC040scを含み、総圧力30
0ミリTorr、印加RF電力レベル175ワットであ
った。オーバエツチング期間中は、WFa 20 sc
crgの追加流を有効に加えた。こうして得られた構造
は、急勾配傾斜の側壁、はんのわずかなライン巾侵食、
及びフォトレジストに対する約2対1の選択性を示した
この化学作用は、−酸化炭素の代りに別の弱い酸素源を
用いることによって変更できる。つまり、N、OやCO
z等の弱い酸素源が代りに使える。
事実、COの代りに極めて小流fi (1sec+s以
下)のO!を用いるという利点を得ることもできるが、
このような非常に小さい流量を従来の半導体製造装置で
再現性よく制御するのは困難である。
別の種類のフッ素エツチング用の化学作用では、フッ素
源(S F、等)と、フルオロシラン(Sin。
等)と、臭素源(HBr等)と、−酸化炭素等の弱い酸
素源を含む供給混合ガスを用いる。この化学作用は、フ
ォトレジストに対して良好な選択性を示して、異方性の
高速フッ素エツチングを与える。
好首尾な結果で実証されたこの処理の実例を次に示す最
初の構造は、有機フォトレジスト材料のパターン形成層
で被覆されたタングステンの薄膜を含んでいた。初期の
ガス流はSfF、 25 sccm、S F6255c
cn+ 5HBr 255cca+及びCO30scc
wを含み、層圧力350ミリTorr 、印加RF電力
レベル175ワットであった。オーバエツチングの期間
中はレジストの侵食を避けるため、WF630 scc
mの追加流を上記のガス流に加えた。こうして得られた
構造は、はり垂直のエツチング側壁、はんのわずかなラ
イン巾侵食、及びフォトレジストに対する約3対1の選
択性を示した。
処理モジュール1300で行うのに適した別の処理は、
低圧力での窒化シリコンのエツチングである。このエツ
チングでは、100 secmで流れるSF4と50 
Q Osccrgで流れるHeから成る遠隔プラズマ用
の混合ガスを用いる。基板は25℃の温度を有す・る。
RFプラズマは発生しなかった。窒化シリコンのエツチ
ング速度は、毎分37オングストロームであった。二酸
化シリコンはエツチングされないことが認められた。追
加のフッ素源としては、Fz、CFaまたはCz F 
&等を使える。これらの追加源が、エツチングの酸化シ
リコンに対する選択性を減少させることがある。
エツチング速度は、RF近接プラズマを追加使用するこ
とによって高められる。この処理は、GaAs及びHg
CdTe処理でも有用である。
別の処理では、上記タングステンエツチングの1つでタ
ングステン膜のほとんどをエツチングした後、遠隔及び
近接両プラズマを用いることによって、二酸化シリコン
及びフォトレジストに対して異方性且つ選択性のエツチ
ングを与えるのに本処理が使われる。使用した混合ガス
はSF&40sccts s HBr 13 sccm
 s及び炭化水素、例えばCH4(メタン) 5 se
c+mから成る。使用圧力及び温度はそれぞれ0.13
 Torr及び25℃(周囲温度)であった、近接及び
遠隔プラズマを発生するのに用いたRF及びMW電力は
それぞれ、40.400ワツトであった。近接及び遠隔
プラズマは、選択性及び異方性を含めたエツチング特性
を改善する共働効果を生じる。またこれは、近接及び遠
隔プラズマ発生の別々の制御を含む。
第33図は、ドア14がばいた状態のウェハキャリャ1
0を示す。移送アーム28が、キャリヤ10と台150
0との間でウェハ48を移送するものとして示しである
。アーム28は第1.3及び4図に関連して前述したよ
うに作用する。アーム28は、室12と同様な装填ロッ
ク室1502内に位置する。台1500は、その底辺に
沿ってヒンジ止めされ、垂直位置から第33図に示した
水平位置へと回転可能である。台は室1502と共にシ
ールを形成する。これは、ポンプ1504によって室1
502内に真空を形成可能とする。
あるいは、ドアまたは隔離ゲート(図示せず)は、アー
ムが台1500へ延びるように、室1502を介して密
閉可能な開口を設けるように含まれている。真空下でウ
ェハを含むキャリヤIOは、室1502内に置かれる。
室1502はポンプ1504によって所望の真空にポン
プ排気される。室1502内の粒子をモニターするのに
、カウンタ850と同様な粒子カウンタを使用できる。
第11及び31図を含む各図を参照して論じたように、
所望の粒子条件が得られるまで、ドア14は開かない。
所望なら、浄化を行える。所望の真空が確立されると、
ドア14が開かれる。次いで、きれいなガス、例えばN
2 (窒素)を導入することによって、室1502が周
囲圧力に通気される。台、ドア、または遠隔ゲートが開
かれる。これでアーム28は、ウェハ48下方でキャリ
ヤ10内へと到達可能となる。アームはわずかに上昇さ
れてウェハを持ち上げる。この状態が第33図の最左位
置である。次いでアームが、室1502の開口1510
を介して外へ移動される。ウェハ48は、3本−のピン
50 (そのうち2本だけが第33図に示しである)の
外周49に接触する。ウェハ48は面54を有し、その
内部及び/又は上面にデバイスつまり集積回路が構成さ
れている。第33図の最古位置において、アーム28は
台1500上に位置して示しである。台1500は、第
1.3及び4図のピン53と同様な3本のピン1512
 (そのうち2本だけが第33図に示しである)を有す
る。アームはわずかに下降されてウェハ48をピン15
12上に置く。
次いでウェハ48は、別の移送機構1520によって取
り出しできる。移送機構1520はアーム28と同様な
別の移送アーム、あるいはその他の適切な機構とし得る
。ウェハは全て、1回に1ウエハづつ台1500へと移
送可能である。1つの方法として、1枚のウェハは、機
構1520によって移送された非真空処理システム(図
示せず)内で処理した後、台1500へ、更にキャリヤ
10へと戻すことができる。その後、次のウェハをキャ
リヤ10から台1500に移送できる。キャリヤ10を
閉じたいときには、台、ドア、または遠隔ゲートを閉じ
る必要がある。つまり室1502を真空にし、そしてガ
ス例えばNtを用いて室が再び浄化される。特定のカウ
ンタがコンピュータ制御システム206によってモニタ
ー可能であり、そして所望の条件が満たされた後ドア1
4は閉じられる。ウェハはアーム28により、前述のご
とく下向きにして移送できる。コンピュータ制御システ
ム206(第10及び31図)は、アーム28と室15
02に必要な制御を与える。
第34図に示した全体構成は、第33図と同様である。
但しウェハ、例えばウェハ48は台上に置かれず、その
代わりにアーム28によって非真空キャリヤ1540内
に置かれる。1枚以上のウェハ(または全て)をキャリ
ヤ1540内に置(ことができる。キャリヤ1540は
、例えば室1502から延びた支持体上に位置する。ロ
ボットアームとし得る移送機構1542が、手1544
及びつめ1546を有する。このつめ1546は、キャ
リヤ1540を把持して、例えばフォトリソグラフィ用
の非真空処理装置(図示せず)へと移動させる。またキ
ャリヤ1540は他の手段、例えば手操作で移動及び交
換することもできる。ポンプ排気のシーケンス及び全体
の動作については、第33図に関連して前述した。
第35及び36図の移送機構は、第33及び34図に示
したものとそれぞれほぼ同様である。
ドア14が開いた状態のウェハキャリヤlOを示しであ
る。台1600が、アーム28からウェハ48を受は取
るものとして示しである。アーム28は第1.3及び4
図に関連して前述したように作用する。アーム28は、
(第1.3及び4図に示した)室12と同様な装填ロッ
ク室1602内に位置する0台1600は第33図に示
した台1500と同様であって、その底辺に沿って垂直
位置から第35図に示した水平位置へ回転可能である。
この台は室1602と共にシールを形成する。これが、
ポンプ1604によって室1602内に真空を形成可能
とする。あるいは、ドアまたは遠隔ゲート(図示せず)
は、アームが台1600へ延びるように、室1602を
通る密閉可能な開口を設けるように含められる。真空下
でウェハを含むキャリヤ10は、室1602内に置かれ
る。
室1602はポンプ1604によって所望の真空にポン
プ排気される。室1602内の粒子をモニターするのに
、カウンタ850と同様な粒子カウンタを使用できる。
第11及び31図を含む各図゛を参照して論じたように
、所望の粒子条件が得られるまで、ドア14は開かない
。所望の真空が確立されると、ドア14が開かれる。次
いで、室12及び処理モジエールに関連して前述したよ
うに、きれいなガス、例えばN、(窒素)を導入するこ
とによって、室1602の浄化を行うことができる0台
、ドア、または隔離ゲートが開かれる。
これでアーム28は、ウェハ48の下方でキャリヤ10
内へ到達可能となる。アームはわずかに上昇されてウェ
ハを持ち上げる。この状態が第35図の最左位置である
。次いでアームが、室1602の開口1610を介して
外へ移動される。ウェハは、3本のビン50 (そのう
ち2本だけが第35図に示しである)上に載置される。
第35図の最右位置において、アーム28は台1600
上に位置して示しである。台1600は、第1.3及び
4図のビン53と同様な3本のピン1612 (そのう
ち2本だけが第35図に示しである)を有する。アーム
はわずかに下降されてウェハ48をピン1612上に置
く。
次いでウェハ48は、真空エンクロージャ1621内に
配置された別の移送麺槽1620によって取り出しでき
る。このエンクロージャ1621は、同じ形状、移送及
び閉じ込め機構を基本的に有し、ここに図示した標準的
なモジュールと同じでない。
移送機構1620は、アーム28と同様な別の移送アー
ム、あるいはその他の適切な機構とし得る。
ウェハは全て、1回に1ウエハづつ台1600へと移送
可能である。1つの方法として、1枚のウェハは、機構
1620によって移送された真空下の非標準的な処理シ
ステム(室1621を除き示してない)内で処理した後
、台1600へ、更にキャリヤ10へと戻すことができ
る。その後、次のウェハをキャリヤ10から台1600
に移送できる。キャリヤlOを閉じたいときには、台、
ドア、または隔離ゲートを閉じる必要がある。つまり室
1602を真空にし、ガス例えばN、を用いて室が再び
浄化される。特定のカウンタは、コンピュータ制御シス
テム206によってモニター可能であって、所望の条件
が満たされた後ドア14は閉じられる。ウェハは、アー
ム2日により、前述のごと(下向きにして移送できる。
コンピュータ制御システム206 (第10及び31図
)は、アーム28及び室1502に必要な制御を与える
第36図に示した全体構成は、第35図と同様である。
但しウェハ、例えばウェハ48は台上に置かれず、その
代わりにアーム28によって密閉可能でないキャリヤ1
640内に置かれる。1枚以上のウェハ(または全て)
をキャリヤ1640内に置くことができる。移送機構1
642が手1644及びつめ1646を有する。このつ
め1646は、キャリヤ1640を把持して、ここに図
示した標準型のモジュールでない処理装置へと移動させ
る。またキャリヤ1640は他の手段、例えば手操作で
移動及び交換することもできる。
ポンプ排気のシーケンス及び全体の動作については、第
35図に関連して前述した。
処理モジュール2000を第37図に示す。処理モジュ
ール2000の構成部品の多くは、前述した他のモジュ
ールの構成部品と同じである。キャリヤ10及び室12
は、第1.3図及び4図に関連して論じたように動作す
る。ウェハ48は、その最左位置がキャリヤ10内にあ
る状態であり、中間位置が室12内を移動中の状態で示
しである。
第11図に関連して述べた種類の粒子制御装置を、モジ
ュール2000及びその他ここに開示のモジュールで使
うことができる。最右位置のウェハ48は、処理室20
02内に配置されている。遠隔プラズマ発生器2010
が、管2012を介して供給される混合ガスから、マイ
クロ波エネルギ−を用いて遠隔プラズマを発生する。供
給管250が、発生器2020からの遠隔プラズマを室
2002に与える。管2020と2022が真空接続部
を介し、紫外線空間2024及び2002にそれぞれ接
続されている。また管2020と2022は、ガス分配
リング2026と2028にそれぞれ接続されている。
空間2024は室2002の下方に位置する。水晶製パ
ンフル2030が、空間2024を室2002から分離
している。供給管250は、水晶製バッフル2030と
の間にスリップ嵌合せを有する。水晶製バッフル203
0は基本的にH状断面を有し、供給管250がクロスバ
−の中心を通過している。リング2026が空間202
4内に位置し、リング2028が室2002内に位置す
る。
モジュール2000は、ポンプ2040及び弁2042
を有する。水晶製バッフルが、室2002の側面及び底
の一部を形成している。また水晶製バッフルは第37図
において、その上方つまり閉位置の状態で示しである。
ベローズ2032が、水晶製バッフル2030のための
垂直方向の動きを与える。加熱モジュール2050が室
2002の上方に位置する。透明プレー)2052が、
加熱モジュール2050及び室2002を分離している
。加熱モジュール250からの熱は、プレート2052
を介し放射によってウェハ48へ導かれる。プレート2
052が、第37図に示した閉位置において室の頂部を
形成する。面54を下向きにしたウェハ48が、プレー
ト2052のすぐ下に位置する。
加熱モジュール2050は、加熱要素からなる2つのリ
ング2060と2062を備えている。
リング2060がリング2062の外側に位置する。各
リングは複数の加熱ランプ、゛例えばリング2060で
は24個で、リング2062では12個でそれぞれ構成
されている。両リングは別々に制御可能である。反射器
2070が、リング2060と2062からの熱をプレ
ー)2052を介して差し向ける。加熱モジュール20
50は、第38.39及び40図に関連して詳述する。
第38.39及び40図は、第37図に示した基本処理
モジュール2000の変形例を示している。従って、第
38.39及び40図の議論は主に各図間での相違に焦
点を絞る。
第38図は、加熱モジュール2050.リング2060
の内の2つのランプ2100と2102、及びリング2
062の内の2つのランプ2104と2106を備えた
処理モジュール2000を示す。反射器2070も第3
8図に示しである。リング2060とリング2062の
各ランプに接続されたそれぞれの電源が、コンピュータ
制御シスムチ206によって別々に制御される。これが
、必要に応じた多種類の加熱形態を可能とする。ヒータ
空間2110が、両リング2060と2062、反射器
2070の一部、及びプレート2052の間に位置する
。ヒータ空間はプレート2052の上方に位置し、それ
を越えて横方向に延びている。
供給管250及びリング2026.2028は、第37
図に関連して前述したように配置されている。水晶製バ
ッフル2030は断面で示しである。
垂直軸2120は、モジュール2000の中心部を通っ
て延びている。供給管250、パンフル2030、リン
グ2026と2028、プレート2052、反射器20
70、及びリング2100と2102は、軸2120を
中心に同心円状に位置する。バフフル2030及びリン
グ2026.2028は、ベローズ2032により軸2
120に沿って垂直方向に移動する。室2002は閉位
置状態で示してあり、水晶製円筒体2210が固定の上
方支持体2212に接している。ここで論じたように、
シール2214は、モジュール2000の内部の室20
02と残部との間の必要な分離を与えるように設けられ
る。室2002からのほぼ下向きの流れが、ポンプ20
40 (第37図)によって与えられる。
2つの電極2230と2232が、空間2024用の垂
直壁を与える。電極2230と2232は、軸2120
と同心円状の円筒体である。電極2230は電極223
2を取り巻いて配置されている。画電極2230と22
32は、紫外線発生能力を有する他の処理モジュールに
関連して前述したように、リング2026から空間20
24内に導入されるガスを励起するのに必要な電力を与
える。電極2230と2232への電気接続は、導体2
24゜と2242を介して成される。電源から供給され
る電力は、前述のごとくコンピュータ制御システム20
6によって制御される。センサアレイ2244が、バッ
フル2030の外壁に沿って上方に延び、パンフルの頂
部を越え、そして更に室2002内へと水平に延びてい
る。複数の温度センサ2246(数は変更可能だがその
うち3つだけが第38.39及び40図に示しである)
が、アレイ2244の水平部分上に配置されている。セ
ンサ2246は、ウェハ48の面54のすぐ下に位置し
て、それらが配置されている領域の温度をそれぞれ測定
する。プレート2052内の開口2250がプレートの
外周から中心へと水平に延び、更にそこからプレート2
052の下面へと下方に延びている。
開口2250については後で詳述する。指状部2260
(3本のうち1本だけを第38図に示す)がウェハ48
をプレー)2052に対して保持し、そしてこれらの指
状部は前記の指状部53と同じである。アレイ2244
は、ここに示した他の加熱モジュール、例えば第18及
び19図に示したものでも使用できる。
反射器2070は平らな先端2272を含む円錐台状の
部分を有し、円錐状の表面2274が平らな先端227
2から離れて上方に延びている。
平らな先端2272の中心は軸2120と一致している
。次に反射器2070の表面について論じるが、これら
表面は第38図では断面で示しである。また別の円錐状
表面2276が、表面2274より大きい角度で軸21
20から離れるように更に上方に延びている。表面22
76からは、水平な表面2278が軸2120と直角に
円錐状の表面2280へと延びている。表面2280は
、水平表面2278から、下方に且つ軸2120に対し
て外側へと水平表面2282まで延びている。
水平表面2282は、表面2280から、軸2120に
対し直角に外側へと更に別の円錐状表面2284まで延
びている。表面2284は、表面2282から、下方に
且つ軸2120に対し外側に向かって延びている。表面
2284の最外部は、軸2102に沿って先端2272
とぼぼ同じ距離にある。表面2274と2276は、軸
2102に沿って表面2282の位置とほぼ同じ距離で
接っしている。
先端2272及び各表面2272.2276.2278
.2280.2282と2284が、反射器2070の
上部を形成している。先端2272はプレート2052
から離間している。
反射器270の下部は、軸2120に関して同心円上の
円筒状表面2290を有する。表面229゜の下端は、
ウェハ48の下方に延び、そして同じくウェハ48より
下方に延びたプレート2o52のリング状の足2292
によって室2002から分離されている。足2292は
、ウェハ48の外周の外側に延び、そしてそこから離間
している。
すなわち、第38図に示すように、足2292は、プレ
ート2052の本体から、ウェハ48よりも大きい距離
だけ軸2120に沿って下方に延びている。反射器20
70は、表面2290から、上方へ且つ軸2120から
はなれる方向に延びた円錐状の表面2302を有する。
水平表面2302が、その接続地点から表面2300へ
、軸2120と直角に外側へと延びている。反射器の上
下両部は、各々連続状の表面を形成しているが、相互に
は接続されていない。表面2284は、表面2274と
ランプ2100.2102の加熱要素と、軸2120に
沿ってほぼ同じ距離にある。表面2284は、ランプ2
100と2102からの熱を表面2300とほぼ平行に
ウェハに向かって反射させる角度とし、より多くの熱集
中がウェハの外周に近い領域に向かうようにする。ラン
プ2104.2106の加熱要素は、表面2276.2
28゜と、軸2120に沿ってほぼ同じ距離にある。表
面2276と2280は、ランプ2104と2106か
らの熱をウェハ48へと反射し、両ランプからの熱のよ
り多くの集中がウェハの中心領域に向かうようにしてい
る。表面2300は、上方且っ軸2120に向かう方向
で表面2276へ熱を反射させる角度にできる。表面2
302も熱を上方に差し向け、下向きに反射させる。表
面2290は軸2120に向かって、且つ、ウェハのエ
ツジ上に追加の熱を水平方向に差し向ける。全体として
、反射器2070の各表面及び先端が、最大の熱量をウ
ェハ48に与えるように、空間2110を介して熱を方
向付は及び再方向付けする。ここに示した特定の反射器
207は、加熱モジュール2050用の反射器を実施す
るための1つの方法に過ぎない。ウェハ48はプレート
2052に接っしているので、ウェハ48の上面は被着
中保護される。
第39図に示したモジュール2000の加熱モジュール
2050及び反射器2070は、第38図に示したもの
と同じなのでこれ以上説明しない。
リング2026.2028、バッフル2030、プレー
ト2052、供給管250及びモジュール2000下部
のほぼ全体の構成もだいたい同じなので、変形部分だけ
を次に論じる。
第39図においては、電極2310がウェハ48とプレ
ート2052との間に配置されている。
プレート2052は導電性であって、例えば黒鉛または
シリコンで作成できる。導体2312が、電極2310
にそのエツジ近くで取り付けられている。第39図に示
すように室2002が閉じているとき、指状部2260
がウェハ48を電極2310に接触保持している。尚、
指状部2260はノツチ2330を有し、この指状部の
上端がプレート2052に接っする状態でウェハがノツ
チ内に位置し、これによってウェハが電極2310(あ
るいは第38図の例ではプレート2052)に対して保
持される。但し、第1.3及び4図のピン53を使うこ
ともできる。加熱モジュール2050からの熱は、表面
2290が熱を軸212゜の方へ差し向けていることに
よって、ウェハ48の外周を除き全て電極2310上に
差し向けられる。センサ2246も、各位置、例えば外
周辺(、半径の約半分の地点、及び中心近くにおけるウ
ェハの温度を与えるという同じ機能を果たす。この構成
が近接プラズマの使用を可能とする。RF電力は、電極
2310と円筒状の支持体2311に印加される。これ
により、前述したRF強化のプラズマが前記処理及び前
記室洗浄のために使用できるようになる。
第40図においては、指状部2260がノツチ2330
より深いノツチ2332を有し、そしてこの指状部22
60の先端がプレート2310に接する一方、ウェハ4
8がプレー)2310から空間2334を挟み離れて位
置するのを可能としている。プレー)2052内の開口
2250が浄化ガス、例えばヘリウム及びH2等の不活
性ガスをウェハ48の上面に与え、そのウェハ面への被
着を防いでいる。センサ2246は、第38及び39図
の場合と同じ機能を果たす。反射器2070の表面22
90は、ウェハ48の外周へ熱を差し向けるように充分
下方にまで延びている。第37.38.39及び40図
に示したモジュール2000の各種変形例は、ウェハ外
周での加熱改善という点で基本的モジュール概念の柔軟
性を示すものである。
上記で特に指定されていなければ、RFとMWとの両プ
ラズマ及び紫外線の発生で使われる電力及び周波数は、
他の処理パラメータと同様法(変更可能である。ここで
用いられる低圧力という用語は、周囲圧よりも低い圧力
を示す。
ここに開示した全ての処理モジュールは、第113.4
.5A、及び5B図に示したような室12及びアーム2
8を1つ以上備えて使用可能である。
シリコン、GaAs及びHgCdTeの例をここでは示
したが、ゲルマニウムなどそれ以外の材料でウェハを作
製することもできる。またウェハは、例えば結晶材料の
単一片または大きい基板上に配置された小結晶など、多
くのさまざまな形態で構成できる。ここで開示したよう
に発生されるプラズマは、遊離基を含む。ここではウェ
ハ48等のウェハを開示したが、他の種類の平坦な加工
品もここに開示の技術で使用可能である。
ウェハ48を処理した結果は、電子装置、例えば集積回
路またはディスクリート半導体装置となる。処理が完了
した後、ウェハが各デバイスに分割される。回路及びデ
バイスは、例えば参考文献として本明細書に含まれる1
984年8月14日付けでオルフット(0rcutt 
)等に発行された米国特許第4.465.898号、及
び1969年4月15日付けでビルヒラ(Birchl
er )等に発行された米国特許第3,439,238
号に開示されているようなパンケージ内に密閉される。
その後、これらのパッケージはプリント回路板を作製す
るのに使われる。意図する機能を達成するのにパフケー
ジ化集積回路がなければ作動し得ないプリント回路板は
、コンピュータ、写真複写機、プリンタ、電話通信機機
、計算器、及びその他電子情報時代の必需品である全て
の電子機器で必要な電気構成部品である。つまり、かか
る回路及びデバイスが存在しなければ、電子機器は機能
できない。
本願は、1つの処理システム、更なる利点を与える数多
くの追加特徴をそれぞれ含む多数の種類の処理ステーシ
ョン及び多数の種類の処理方法を記述するものである。
(発明の効果) 本発明の利点は、本発明によらないと気相反応によって
適合不能となる反応物ガス種を用いて被着反応が実施可
能になる点にある。
本発明は、従来の被着方式と比べ改善された一様性を与
えるという更なる利点を有する。
本発明の更なる有利な教示は、ベローズが被着を受けず
、従って室の移動時になるべく粒子を放出しないように
、一般に被着反応器(特にウェハが下向きの状態に保持
される被着反応器)では、テフロン製の囲い板を下方室
で用いるのが好ましいという点にある。
この発明の更に別の利点は、Hg Cd T e等温度
域知性半導体材料の逐次処理に極めて有効な点にある。
以上の記載に関連して、以下の各項を開示する。
1、 ウェハを処理する装置において、(a)  真空
処理室、 (b)  前記真空処理室内にあって、活性面を下向き
にしてウェハを支持可能にするウェハ支持 体、 (c)2つのガスを混合して出口に一様な混合物を与え
て、該混合物を前記ウェハの活性面に差し向け可能なガ
ス混合装置、 (dl  第1処理ガスの流れを前記ガス混合物へ差し
向けるように位置された第1ガス流差し向け装置、及び (8)第2処理ガスの流れを前記ガス混合物へ差し向け
るように位置された第2ガス流差し向け装置、 を備えた装置。
2、前記真空処理室内に加熱装置を更に備えた第1項記
載の装置。
3、 ウェハを処理する装置において、(a)  処理
すべき面を下向きにしてウェハを支持する処理室、 (bl  第1の処理ガスを前記処理室に与える第1ガ
ス入口、及び (c1第2の処理ガスを前記処理室に与える第2ガス入
口、 を備えた装置。
4、前記ウェハの処理すべき面と反対側の面に対して設
けられたサセプタを含む第3項記載の装置。
5、前記第1ガスがジメチル亜鉛である第3項記載の装
置。
6、前記第2ガスが硫化水素である第3項記載の装置。
7、加工品に化学的蒸着を施す方法において、(a) 
 処理すべき面が下向きとなるように前記加工品を支持
する段階、 (b)  亜鉛含有ガスを処理室に与える段階、及び(
c1硫化物含有ガスを前記処理室に与え、前記亜鉛含有
ガスと混合して前記加工品の面上に膜を被着する段階、 を含む方法。
8、前記亜鉛含存ガスがジメチル亜鉛である第7項記載
の方法。
9、前記硫化物含有ガスが硫化水素である第7項記載の
方法。
10.2種別々のガス給送管(310,312)が下向
きにしたウェハ(48)の面(54)の近くに設けられ
た処理装置(640)及び方法。
囲い板(314)を使って、過剰な滞留時間を伴わずに
2種のガス供給流の混合を最大限とすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は半導体集積回路ウェハの真空処理及び搬送と適
合可能な装填ロックの見本実施例を示す図である。第2
図は各種サイズの粒子について、各種圧力の空気中を落
下するのに必要な時間を示すグラフである。第3図は処
理ステーションにおける見本のウェハを移送するための
構成を示し、ウェハは隣接する真空装填ロック室12か
ら室間移送ポート30を介して到達する移送アーム28
によって3本のピン上に置かれている状態を示す図であ
る。第4図は第1図のと同様な装填ロック内の位置整合
台18上に嵌合合体されたマルチウェハ式真空ウェハキ
ャリヤ10の見本実施例を更に拡大して示す図である。 第5A及び5B図は処理モジュールとウェハ移送台及び
装填ロックを含む見本の処理ステーションの平面図であ
る。第6図は第5A及び5B図に示した処理ステーショ
ン内の処理モジュールの1つとして使用可能な処理モジ
ュール用の構成を示す図である。第7図は実際のエツチ
ング処理時にそうされる閉じた状態における第6図のプ
ラズマ反応器を示す図である。 第8図は第6図の反応器の平面図である。第9図は第6
図の処・環モジュールの改良型を示す図であって、その
見本の実施例はその場で発生される紫外線による処理強
化の能力を含む他、(ウェハ面から離れた追加のプラズ
マ放電を通るガス流によって発生される)活性化種をウ
ェハ面に与えることによって得られる能力も備えており
、モジュールは、1つだけのモジュールと1つの装填ロ
ックを含む処理ステーション内に位置して示しであるが
、第5A及び5B図のと同様な実施例でも使用できるも
のを示す図である。第10図はここに記す実施例の一部
を実現するのに使用可能な処理ステーションの物理的構
成を示す図である。第11図は真空処理系で粒子に対す
る保護を行う装填ロック制御システム用のフローチャー
トを示す図である。第12図は第9図に示したような実
施例において、その場で発生される紫外線による処理強
化の能力を実現する構造の詳細図である。第13図は第
12図の構造の代替例を示す図であって、(第12図の
実施例では)紫外線源プラズマのガス流を、ウェハ面近
くの処理ガス流から分離するのを助けていた隔離窓が含
まれていないものを示す図である。第14図は第12図
の構造の更に別の例を示す図であって、ここでは紫外線
源を与えるプラズマがほぼ円筒状の電極間で発生され、
(ウェハ面から離れた追加のプラズマ放電中を通るガス
流によって発生される)活性化種をウェハ面に与える能
力が更に備えられているものを示す図である。第15図
は、第14図に示したような実施例において、ウェハ面
から離れたプ・ラズマ放電中を通るガス流によって活性
化種を発生する構造の一例を示す図である。第16図は
ウェハ面に直近したプラズマからのプラズマ衝撃、遠隔
プラズマ放電からの活性化種の付与、及び強い紫外線に
よるウェハ面の照射の複合能力を与えるモジュールの一
例を示す図である。第17図は2つ別々のガス供給分配
器を与え、2つのソース種を用いて化学的な蒸着作業を
行うのに特に有利な処理モジュールの一例を示す図であ
る。第18図はウェハ損傷の危険を減じながら迅速熱処
理を実施可能とする処理モジュールの一部を示す図であ
る。第19A、19B及び19C図は第18図の熱源の
動作がウェハの半径方向に沿った加熱分布を如何に変更
するかを模式的に示す図である。第20図は第19B及
び19C図の状態でのウェハの直径に沿った加熱分布の
見本プロットを示す図である。 第21A及び21B図は迅速熱処理の実施例において、
ウェハと透明真空壁との間の空隙に浄化ガスを供給する
見本のガス流接続構成を含み、ウェハと透明真空窓との
間の導電熱伝達を減じる2つの構造を示す図である。第
21C図は上記導電熱伝達を最小限とする第3の方法を
示す図である。 第21D図は迅速熱処理の環境下で広い温度変化にさら
される透明真空壁で使用可能な見本の真空シールを示す
図である。第22図は加熱源の命中が最小となっていて
、迅速熱処理用加熱源の別の構成を示す図である。第2
3図は高温処理(及び浄化)、プラズマ衝撃、及び遠隔
発生された活性化種のウェハ面に対する付与の複合能力
を与える処理モジュールの詳細を示す図である。第24
図は高温処理(及び清掃)、プラズマ衝撃、遠隔発生さ
れた活性化種のウェハ面に対する付与、及びその場で発
生される強い紫外線のウェハ面への照射の複合能力を与
える処理モジュールを示す図である。第25A及び25
B図は(特にフォトレジストベーク及び/又はエツジビ
ード除去のための)エツジ優先処理能力を備えた処理モ
ジュールを示す図である。第26A図は清掃及びスパッ
タ被着を可能とする処理モジュールを示す図である。第
26B及び26C図はモジュール内でのウェハ移送用シ
ステムを含み、第26A図のモジュールの詳細を示す図
である。第27図は複数のウェハが高圧(または任意選
択として低圧)下で同時に処理される真空処理系と適合
可能な処理モジュールを示す図である。第28図は真空
処理系と適合可能なイオン注入処理モジュールの見本の
実施例を示す図である。第29Aから29G図は半導体
処理モジュールでそれぞれ利点を与える幾つかの見本実
施例における処理ガス配管の内壁の拡大断面図ある。第
30Aから30E図は分配器の構造と、この構造により
デスカム処理で達成される改善結果とを示す図である。 第31図はコンピュータ制御lシステムのブロック図で
ある。第32図は遠隔及び近接プラズマ両方を含む処理
モジュールを示す図である。第33及び34図は真空キ
ャリヤと周囲との間でウェハを移送するのに適した装填
ロック室を示す図である。第35及び36図はそれぞれ
第33及び34図と同様な図で、真空キャリヤと真空処
理系に至る移送機構との間でウェハを移送するのに適し
た装填ロック室を示す図である。 第37図から第40図は2つの環状ランプを有する真空
プロセサの詳細図である。 48・・・加工品(ウェハ)、 54・・・加工品の面、 1300・・・処理モジュール、 1306・・・処理室、 1312.1314・・・近接プラズマ(電極)、13
26・・・遠隔プラズマ(発生器)。 59θ ノ ロθθ ノ 除去された厚さ(オングストローム) エツチングされた厚さ(オングストローム)(↑ ; 灰地された厚さ(オングストローム) 特許庁長官  吉 1)文 毅  殿 1.事件の表示   昭和63年特許願第175333
号2、発明の名称    処理装置及び方法3、補正を
する者 事件との関係  出願人 名称   テキサス インスツルメンツインコーポレイ
テッド 4、代理人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ウェハを処理する装置において、 (a)真空処理室、 (b)前記真空処理室内にあって、活性面を下向きにし
    てウェハを支持可能にするウェハ支持体、 (c)2つのガスを混合して出口に一様な混合物を与え
    て、該混合物を前記ウェハの活性面に差し向け可能なガ
    ス混合装置、 (d)第1処理ガスの流れを前記ガス混合物へ差し向け
    るように位置された第1ガス流差し向け装置、及び (e)第2処理ガスの流れを前記ガス混合物へ差し向け
    るように位置された第2ガス流差し向け装置、 を備えた装置。
JP17533388A 1987-07-16 1988-07-15 処理装置及び方法 Pending JPH01186621A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US7411287A 1987-07-16 1987-07-16
US074112 1987-07-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01186621A true JPH01186621A (ja) 1989-07-26

Family

ID=22117812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17533388A Pending JPH01186621A (ja) 1987-07-16 1988-07-15 処理装置及び方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01186621A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04226048A (ja) * 1990-04-19 1992-08-14 Applied Materials Inc 二重カセット装填ロック装置
JPH06268044A (ja) * 1993-03-15 1994-09-22 Tdk Corp クリーン搬送方法及び装置
JPH07235580A (ja) * 1994-02-22 1995-09-05 Tdk Corp クリーン搬送方法及び装置
JPH08227927A (ja) * 1988-02-12 1996-09-03 Tokyo Electron Ltd 処理装置
CN108747598A (zh) * 2018-04-26 2018-11-06 华中光电技术研究所(中国船舶重工集团有限公司第七七研究所) 超光滑玻璃镜片多级离子抛光方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5719379A (en) * 1980-07-09 1982-02-01 Dainippon Printing Co Ltd Dry etching device having upper water cooled electrode
JPS5832410A (ja) * 1981-08-06 1983-02-25 ザ・パ−キン−エルマ−・コ−ポレイシヨン ガス状減圧環境下で構造物を処理する方法及び装置
JPS60106134A (ja) * 1983-11-14 1985-06-11 Mitsubishi Electric Corp 反応性イオンビ−ムエツチング装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5719379A (en) * 1980-07-09 1982-02-01 Dainippon Printing Co Ltd Dry etching device having upper water cooled electrode
JPS5832410A (ja) * 1981-08-06 1983-02-25 ザ・パ−キン−エルマ−・コ−ポレイシヨン ガス状減圧環境下で構造物を処理する方法及び装置
JPS60106134A (ja) * 1983-11-14 1985-06-11 Mitsubishi Electric Corp 反応性イオンビ−ムエツチング装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08227927A (ja) * 1988-02-12 1996-09-03 Tokyo Electron Ltd 処理装置
JPH04226048A (ja) * 1990-04-19 1992-08-14 Applied Materials Inc 二重カセット装填ロック装置
JPH06268044A (ja) * 1993-03-15 1994-09-22 Tdk Corp クリーン搬送方法及び装置
JPH07235580A (ja) * 1994-02-22 1995-09-05 Tdk Corp クリーン搬送方法及び装置
CN108747598A (zh) * 2018-04-26 2018-11-06 华中光电技术研究所(中国船舶重工集团有限公司第七七研究所) 超光滑玻璃镜片多级离子抛光方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2840071B2 (ja) 処理装置及び方法
JPH02146744A (ja) 処理装置及び方法
US4877757A (en) Method of sequential cleaning and passivating a GaAs substrate using remote oxygen plasma
US4949671A (en) Processing apparatus and method
US4988533A (en) Method for deposition of silicon oxide on a wafer
US5248636A (en) Processing method using both a remotely generated plasma and an in-situ plasma with UV irradiation
US4822450A (en) Processing apparatus and method
US5138973A (en) Wafer processing apparatus having independently controllable energy sources
US4886570A (en) Processing apparatus and method
US4818326A (en) Processing apparatus
US4904621A (en) Remote plasma generation process using a two-stage showerhead
US4911103A (en) Processing apparatus and method
US4872938A (en) Processing apparatus
US4836905A (en) Processing apparatus
US4910043A (en) Processing apparatus and method
US4838990A (en) Method for plasma etching tungsten
US4837113A (en) Method for depositing compound from group II-VI
US4891488A (en) Processing apparatus and method
US4875989A (en) Wafer processing apparatus
US4906328A (en) Method for wafer treating
US4849067A (en) Method for etching tungsten
US4832778A (en) Processing apparatus for wafers
US4874723A (en) Selective etching of tungsten by remote and in situ plasma generation
US4915777A (en) Method for etching tungsten
US4855016A (en) Method for etching aluminum film doped with copper