JPH02224236A - 集積回路デバイスを製造するための装置 - Google Patents

集積回路デバイスを製造するための装置

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JPH02224236A
JPH02224236A JP1262837A JP26283789A JPH02224236A JP H02224236 A JPH02224236 A JP H02224236A JP 1262837 A JP1262837 A JP 1262837A JP 26283789 A JP26283789 A JP 26283789A JP H02224236 A JPH02224236 A JP H02224236A
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chamber
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wafer
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JP1262837A
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Mehrdad M Moslehi
メアダッド エム.モスレイ
Steve S Huang
スティーブ ショウ‐ウ ハン
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    • H01J2237/33Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334Etching
    • H01J2237/3341Reactive etching

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】 く産業上の利用分野〉 本発明は分散型電子サイクロトロン共振(ECR)プラ
ズマプロセスにより半導体ウェファに各種処理を施して
集積回路デバイスを製造するための装置に関するもので
ある。
〈従来の技術〉 進歩した半導体VLSI技術では、一連のデバイス製造
での数多くの重要な処理工程にプラズマプロセスが採用
されている。プラズマプロセスを採用することにより結
果として、より低い温度でのプロセスを可能にするほか
、絶縁体5半導体、金属などの薄膜の成長や被着の速度
を高いものにする。更に、低圧プラズマによる反応性イ
オンエツチングプロセスは、VLSIデバイス構造にお
けるミクロン以下の異方性パターニングには不可欠であ
る。
しかしながら、従来技術のプラズマプロセス技術は、数
多くの制約を被っている。高周波(通常は13.56M
Hz)放電を伴う低圧反応性イオンエツチングシステム
は、ガスイオン化効率が比較的低く、それに大きな基板
浮遊電位と過剰なイオンエネルギーによりデバイスに損
傷を与える可能性があり、従来の放電法を用いるプラズ
マ被着プロセスもまた似たような問題を被る可能性があ
る。従来の高周波放電技術の主たる不利点は、平均イオ
ンエネルギーが独立に制御ないしは調整できず、イオン
エネルギーの何らかの調整がプラズマ密度の変動、ひい
てはプロセスの動力学的変動をもたらすということであ
る。
無電極マイクロ波(2,45GHz )放電によるプラ
ズマの発生は、従来技術の高周波放電法に対する実現可
能な代替技術である。より低い周波数の高周波パワーの
代りにマイクロ波パワーを用いると、ガスイオン化効率
が増強され、さらにイオン加速電位がより低いことから
、ウェファに対するイオン衝撃で誘発される損傷も減少
される。適切な静的磁場が放電媒体に設定されているな
らば、マイクロ波パワーの放電媒体に対する結合を非常
に効率的なものにすることができる。所謂、電子サイク
ロトロン共振(ECR)の条件下で、プラズマ内の電子
は静止磁束の廻りでサイクロトロン(らせん)運動を行
い、その間に、交番するマイクロ波電場からエネルギー
を得る。均一磁場では、電子が通過する通路の断面は円
である。サイクロトロン廻転の周波数(fc)は磁束密
度(B)に直接比例し、電子の質量(me)に逆比例す
る。
すなわち以下の関係がある。
B ここでqは電荷である。上記方程式を基礎にすると、サ
イクロトロン廻転の周波数は、秒単位のサイクルで。
Bは、ガウス単位の静止磁束密度である。 ECR条件
下では、電子サイクロトロン廻転周波数は、マイクロ波
周波数に等L くなる、 2.45GHzのマイクロ波
周波数に対して、ECR条件としては875ガウスの磁
束密度が必要である。注目すべきは、サイクロトロン周
波数が磁束密度Bにのみ依存し、電子速度には無関係で
あるということである。電子らせん通路の曲稟半径は、
電子速度ベクトル成分に直交する磁束密度の成分に反比
例する。
サイクロトロン運動とマイクロ波電場振動が相互に位相
合致の状態に留まるので、マイクロ波電場において各電
子に移入される平均的パワーは。
ECR条件が満される場合に最大となる。電気的な観点
からは、プラズマインピーダンスは、高周波において、
大きなりアクタンス(非効率なパワー吸収)を呈する。
 ECRマイクロ波プラズマでは、電子が中性のガス種
と衝突するまでは、電子がマイクロ波電場からエネルギ
ーを吸収し続ける。ガス圧が高くなると、電子の自由ら
せん運動に対する妨害の頻度が大きくなるので、ECR
プラズマ内の電子の衝突確率が大きくなり、活性電子が
少なくなる。結果として、電子と中性ガス種との衝突周
波数がECR周波数、すなわちマイクロ波周波数より遺
にに小さい場合に、ECRプラズマプロセス効果がより
顕著になるであろう、このことは、従来技術の高周波放
電がむしろ非効率であるような低圧プロセス(数gTo
rr乃至はそれ以下でlθ  〜10  Torrの範
囲)に対して、ECRはととりわけ有用であるというこ
とを示唆している。
ECRプラズマ生成技術は、従来技術の高周波放電やE
CR以外のマイクロ波プラズマ技術に比べて、それより
遥に高い密度(数桁の大きさ)を有していて低圧におい
て効果的なプラズマを生成する能力がある。 ECRの
強増によっても1作動中のプロセス圧力の範囲が、高真
空領域の極め二個圧の方にまで拡張される。 EGRプ
ラズマプロセスは、進歩した半導体デバイス製造プロセ
ス(乾洗浄、被着、エツチング)と在来の順次的多段階
プロセスの広い範囲に亘って適用可能である。
現存のECRプラズマシステムの設計の大部分は、プラ
ズマ形成室の内部に静止磁場を発生させるのに電磁石を
採用している。第1図はECRプ−ラズマプロセスシス
テムの一般的な構成を示しており、ここでは空間的に変
化する磁束密度を設定し、ECRプラズマ流を発生させ
るのに、マイクロ波放電空洞の周囲に2個の電磁石を用
いている。
電磁石は、勾配のある磁場をマイクロ波放電空洞内部に
創り出し、EGR場の条件(875ガウス)が該空洞内
の成る点で満される。プラズマ流は、発散する磁場に沿
ってプラズマ室から反応室に向けて引き出される。磁束
密度はプラズマ室から基板保持体に向って徐々に減少す
る。
〈発明が解決しようとする問題点〉 こノ型のECRプラズマシステムの設計は数多くの制約
を被るが、それらを要約すると以下の通りである。
一ウェファ上のプロセスの均一性は、プラズマ室内のプ
ラズマの均一性やプラズマ空洞の作動電磁モード(定在
波パターン)に対して極めて敏感である。プラズマ不均
一によるパターンには、縦の磁場線が存在するので、こ
れがウェファ上に簡単に投影されてしまう可能性がある
一システム設計は、ウェファ径が大きくなった場合には
、容易な数値操作で対処可能ではない。
ウェファが大きくなると、より大きなプラズマ空洞の使
用やより大きいな電磁石の使用が強く要求されるように
なり、このことが結果として均一性の一層劣るプラズマ
と、−層複雑な反応炉の設計とをもたらす。
・発散する磁束線がウェファ表面にまですっかり伸延し
、その結果、たとえ完全なプラズマ均一性がプラズマ空
洞中に既成されていようとも、均一性の低いプロセスに
なってしまう、磁場の発散効果に起因するプロセス不均
一性の問題は、ドライエツチングへの応用にあたって、
より深刻である。
−大きな電磁石は水冷が必要であり、磁場を維持するの
に大量の電力も必要である。
・ウェ&アがそれと直交する磁場線に遭遇しており、イ
オンが、プラズマ室からウェファに向って伸延する「高
」から「低」への磁束線に沿って移動することにより、
一方向運動の加速度を得ているので、精密なイオンエネ
ルギーの制御が困難である。磁場線はプラズマの電位に
も悪影響を与える可能性がある。
幾つかの現存するECR反応炉の設計にあたって、プロ
セスの不均一性が幾分改良されているが、それは、より
均一な直交磁場を生じさせ。
ウェファ上への磁場の発散を減するのに、ウェファ支持
体の下方に第3の電磁石を用い′ることによるものであ
る。更に、プラズマに対するウェファの電位を制御して
、入射するイオンエネルギーを増強し、磁場の発散効果
を減するのに、基板支持体を高周波源(13,5EIM
Hz)に結合するのがよい、それにもかかわらず、これ
らの設計は、この型の反応炉の設計のこれ以外の制約を
取り除きはしない。
第1図に示される構成に類似する設計のECR反応炉の
他にも1分散多極型ECR反応炉が同様に文献で論議さ
れている。第2図は多極型のECR装置の概略構成を示
しており、ここでは活性電子がプロセス室の外端にある
磁気カスプに封じ込められる。このシステムでは、プラ
ズマは室壁近くで生成され、室心に向って拡散する。室
の中心における磁場線はむしろ弱く、シかもウェファ表
面に平行である。永久磁石により創り出される多極性の
磁場が、ECR条件を確立し、プラズマの磁気封じ込め
により室壁でのプラズマ損失を減少させる。
多極性ECRの設計は、従来技術のECRシステムをし
のぐ幾つかの利点(そして同様に幾つかの欠点)を有す
るであろう、その制約は以下の通りである。
拳プラズマ形成室がプロセス室と同一のものである。こ
のことが、一つの複合プラズマ媒体を有するプロセスへ
のシステムの応用に関して制約要因となっている。真空
室中に注入される任意のガスはマイクロ波放電に晒され
、システム設計によっては、ウェファ上への非プラズマ
ガスの注入と同時に行われる選択的プラズマ形成が許容
され得ない、故にかかるシステムの応用分野は専らエツ
チングプロセスに仕向けられる。
・全プロセス室とウェファは、マイクロ波電場に浸漬さ
れる。結果として、ウェファ上のプラズマとプロセスの
均一性は、マイクロ波の定在波とパワー吸収パターンに
より悪影響を受ける。
・ECRプラズマ形成領域の全体積は、プロセス室全体
積の僅少部分である。これがウェファ上のプラズマ密度
を制限することがある。
従って、プロセスに均一性を有し、ウェファの大小に対
して数値操作可能で、パワー消費が小さく、基板損傷を
生じさせることが少なく、独立の非プラズマガス注入能
力を有し、遠隔発生のECRプラズマを生成し、プラズ
マ密度を自由に制御可能で、在来の順次的な多段階プロ
セスが実行可能であるような特性を具えた分散型EGR
装置を提供することができれば有用であろう。
く問題点を解決するための手段〉 本発明は現存するECRプラズマ技術の抱える問題を克
服し、現存する幅広ビームで、発散磁場のECRシステ
ムや多極性ECRシステムをしのぐ改良を提供するもの
である。
本発明の一実施例によれば1次のものから成る分散型電
子サイクロトロン共振遠隔プラズマプロセス装置が提供
される。そしてそれを構成するものは、プロセス室と、
そのプロセス室と流体的に交流状態にある主トランスフ
ァ室と、主トランスファ室を囲む複数個の周辺の棒磁石
と、主トランスファ室の周辺を囲んで周辺上に分散し、
それから離れて、それと流体的に交流状態にある複数個
の電子サイクロトロン共振プラズマ形成領域と、それに
プラズマ形成領域の外表面を実質上取り囲む複数個の棒
磁石である。
第2の実施例にあっては1次のものから成る分散型電子
サイクロトロン共振遠隔プラズマプロセス装置が提供さ
れる。そしてそれを構成するものは2プロセス室と、そ
のプロセス室と流体的に交流状態にある主トランスファ
室と、主トランスファ室を取り囲む複数個の周辺棒磁石
と、主トランス77室の周辺を囲んで、それから離れて
、それと流体的に交流状態にある梯形の断面を持つ環状
のプラズマ形成領域と、プラズマ形成領域の外表面を実
質上取り囲む複数個の棒磁石と、それにプラズマ形成領
域の周辺に分散する複数個のプラズマ発生器である。
更に第3の実施例にあっては、加工片に対する分散型電
子サイクロトロン共振遠隔プラズマプロセスのための次
のような方法が示されている。そ1、てそれを構成する
ものは、主トランスファ室の周辺に分散し、それから離
れて、それと流体的に交流状態にあるプラズマ形成領域
内において電子サイクロトロン共振で活性化された核種
を発生させ、プラズマ形成領域の磁場を用いて活性化さ
れた核種を内包させ、活性化された核種を主トランスフ
ァ室に導入し、磁場を用いて主トランスファ室に磁気ミ
ラーを創り出し、それに活性化された核種をプロセス室
、ひいては加工片の一面に向けて導入することである。
本発明は、この明細書にて述べられたこれ以外のものに
加えて、少なくとも以下の利点を提供するものである。
台モジュールの設計は1円筒形の主トランスファ室に接
続された分散多極型ECRプラズマ形成室を含んでいる
・システムの設計は、複数個のECRプラズマ形成室の
各々を独立に制御できる。
Φプロセス室とウェファは、静止磁場やマイクロ波パワ
ーからの影響を受けない、マイクロ波パワーはECRプ
ラズマ形成室にのみ供給され、主トランスファ室中に漏
洩することはない。
Φ主トランスファ室は、一端にあるサファイア製の窓を
通じて、ウェファの前面の実物大の外観を呈する。この
重要な設計上の特徴が、インコヒーレントで濃厚な紫外
線ランプやエフシマレーザ源使用のホトン支援プロセス
のための能力を付与している。トランスファ室の他の孔
は、加熱源や冷却源、高周波チャック等々に対してウェ
ファを結合する。
・従来技術のECRシステムに比べると、分散型ECR
遠隔プラズマシステムの設計は、ウェファ径が大きくな
っても、プロセスの均一性に何らの劣化も伴わずに、容
易に数値操作可能である。ウェファの寸法の点で何の制
限も受けないということである。
−E(Jプラグ1発生とそれの封じ込めは、電磁石の代
りにセラミック製の永久磁石回路を用いて達成される。
従って、磁気回路に電力と水冷の必要がない。
・本システムは1周辺のECRプラズマ形成室中で、一
種類のガスではなく、それよりも多い種類のECRプラ
ズマ流(空間分割されたプラズマ流)を同時発生させる
能力を持っており、複合ガス放電媒体が複雑になる可能
性をさけている。異なった種類のガスのプラズマ流はそ
れらの形成後に初めて主トランスファ室で相互に混合さ
れる。
・ECRプラズマ流は、それがウェファ表面に到達する
以前に、トランスファ室内で自由に重ね合わされて混合
されるが、いかなる磁場の影響をも受けることがない0
円筒形のトランスファ室の中心は、磁場線の影響を受け
ることがなく。
イオン種の自由な拡散と相互混合が許容される。従って
、プロセスの優れた均一性が容易に得られるはずである
〈実施例〉 第3図は有用な実施例である分散多極型電子サイクロト
ロン共振(ECR)プロセスモジュール10を示してい
る。プロセスモジュール10は、プロセス室12を有し
、ここでウェファ14に、エツチング、被着、灰化等の
種々の処理を施すことができる。
プロセスモジュールlOは、(例えばアルミニウム、ス
テンレス鋼などのような)種々の材料で形成される。ウ
ェファ14の汚染を最小にすべく、プロセスモジュール
lOの内壁3Bは適切に保護化されており、反応体が内
壁3Bから離隔されるようなしくみに永久磁石が配置さ
れる。プロセス室10は、典型的には真空に保たれる。
ウェファ14は、処理されるべき面1Bを下方にしてウ
ェファ支持体17により支持されている。しかしながら
、ウェファ14は、それの処理されるべき面18が下方
に面しているのはもとより、上方に面していても、ある
いは地面に対して平行な面に直角に面していてもよい、
ウェファ14の処理されるべき面1Bが下方に面してい
るか、あるいは地面に対して平行な面に直角に面してい
る場合には、粒子汚染の可能性が減少する。真空ポンプ
孔18経由で真空に引かれる。真空ポンプ孔18の配設
により、処理されるべき面16全体に亘って処理の均一
性が確保される。非プラズマ性プロセスガスの注入部1
9がウェファ14の周辺部を囲んで配設されていて、こ
れにより非プラズマ性プロセスガスの分布が均一になる
ウェファ14の処理温度は、最小限度の機器変更で7種
々の仕方により設定可能である。第3図では、ウェファ
14が、熱放射型ヒータ20によって加熱されるものと
して示されており、このヒータ20は窓22を介してウ
ェファ14に対して熱放射により結合しており、窓22
は可視光に対して透明な材料、例えば水晶やサファイヤ
であってもよい、熱放射型ヒータ20は現在公知の数種
類のうちの一つであってもよく、それは、例えば、タン
グステン−ハロゲンランプやアークランプ等である。
ウェファ支持体17は、窓22から近距離のところにウ
ェファ14を支持する。その他のエネルギー源もウェフ
ァ14やプロセス室12と結合することができるが、こ
れについては以下に詳述されよう。
プロセスモジュール10は、さらに複数個のECRプラ
ズマ形成領域48(第7図も参照のこと)を含んでいる
。 ECRプラズマは、各プラズマ形成領域48中で発
生し、これらプラズマ形成領域の配置が、結果的にプロ
セス室12の円周の回りに均一に分布する反応性プラズ
マを産み出すことになる。
図示されているプラズマ形成領域48の数は6であるが
、任意の数のプラズマ形成領域を用いることができよう
、プラズマ生成物は、次いで抑制グリッド66を通過し
て主トランスファ室34内に向って拡散してそこに流れ
込む、抑制グリッド8Bは。
単に主トランスファ室34中へのマイクロ波ノぐワーの
移入を抑制するものであるが、流れに悪影響を与えるこ
とはない、主トランスファ室34は、移行期間中のイオ
ン損失を減じ1反応体と主トランスファ室34の内壁3
Bとの相互反応による汚染をも減するが、電場や磁場の
影響を受けないような実施例にあっては、主トランスフ
ァ室34が反応体全部の混合を可能にする。主トランス
ファ室34と複数個のECRプラズマ形成領域48の両
者に関しては。
以下に更に詳細に記載されよう。
プロセスガスがガス注入部50経出で供給される。ガス
注入部50は小孔を帯びたプレートであって、それらの
小孔はガス注入部50の出口で反応ガスの均一流が存在
するように穿設されている。ガス注入部50の下流にあ
る複数側のアンテナ52を通じてマイクロ波エネルギを
印加することによりプロセスガスが活性化されてプラズ
マ状態になる。各ガス注入部50に供給される反応ガス
は、別個独立に制御可能で、各別の制御により、数種類
の反応性プラズマの発生を可能にする。
上述した複数個のアンテナ52の各々は1反応ガスに対
して最も有効に電力移入するように、対応するガス注入
部50から適切な間隔だけ離されており、各アンテナ5
2には、導電体54、例えば同軸ケーブルを介してマイ
クロ波が供給されており、各導電体54は非導電性の物
質、例えばサファイアからなるさや58中に封入されて
おり、モしてさや58の内部で導電体54が軸方向に可
動である。マイクロ波エネルギーによる注入ガスと反応
室への適切な電力移入は可調整の同調プローブ5Bの調
節と、各さや5B内に収納されているマイクロ波アンテ
ナ52の調節とによって達成される。マイクロ波アンテ
ナ52は供給孔60から戻り孔62に循環するガスによ
り冷却される。
主トランスファ室34の底部は窓72で終っており、そ
れが可視範囲(例えば紫外線エネルギーやエキシマレー
ザ)の電磁波エネルギー源32に対して照射線による結
合を可能にしている。その電磁波エネルギー源は、EC
Rプラズマ形成領域48とは別個独立に制御可能であり
、並列で同時的にか、あるいは任意の順序で時系列的に
か、いずれかで作動可能である。七のような電磁波エネ
ルギー源32が、窓72経由でウェファ14に結合され
る場合には、不活性パージ(例えばアルゴン)が、パー
ジ孔78を介して窓72の内壁74に供給される。この
窓72はウェファ14に対する種々の非接触で実時間の
測定(例えば干渉計による測温)をも可能にする。
第4図は1分散多極fi ECRプロセスモジュールl
Oの別の有用な実施例を示すものである。この本実施例
では、ウェファ14が、基板24により導電的に加熱さ
れたり冷却されたりする。ウェファ14は、ウェファ支
持体17により、基板24に実際上接触して支持されて
いる。基板24ひいてはウェファ14は抵抗ヒータ2B
により加熱可能であり、また冷却水供給部28と戻り孔
30を通じて基板24に供給される冷却水により冷却可
能である。この構成であると、ウェファ14やプロセス
室12に結合される多数のエネルギー源32の組合せが
如何ようであろうとも、最適の温度制御プロセスが可能
になる。
従って、これらの他のエネルギー源32をプロセス室1
2やウェファ14に結合することで、施されるべきプロ
セスに関して、単一パワー源のプロセスモジュール、例
えば低温被着や、異方性エツチング用モジュールの場合
よりも、広範囲なものにすることができる。ここに挙げ
たエネルギー源は、いかにして多数のエネルギー源がこ
のプロセスモジュール10に結合可能かの例として示さ
れたものであるが、これ以外のエネルギー源やその組合
せは、プロセスに多大の融通性と効率性を与えるであろ
う。
第5図は、第3図あるいは第4図のいずれかにおける主
トランスファ室34の水平方向A−A’線断面を示す、
ウェファ14の投影像が、主トランスファ室34の内壁
38と中心共通の同心円で示されている。主トランスフ
ァ室34の内壁3Bは、適切に保護化されており(例え
ば硬質陽極アルミニウム)、ウェファ14の投影像の半
径よりも幾分1例えば50履鳳はど大きい半径を有して
いる。内壁3Bは、必要であれば、冷却水供給部(図示
せず)を用いて冷却可能である。複数個の主トランスフ
ァ室永久棒磁石43が各別に内壁3Bを取り囲んでいる
。この実施例では、永久棒磁石は主トランスファ室34
の半径方向に磁極を付与されている。このことにより、
ウェファ14の処理されるべき面16に平行な磁束線が
発生する。互いに隣接する永久棒磁石43の内表面42
には、反対極性の磁極が付与されており、その結果とし
て磁気カスプが形成され、これが磁気ミラー効果依存で
プラズマを封じ込める。磁束の強度、ひいては主トラン
スファ室34中への磁気カスプの浸透が、永久棒磁石4
3の厚みを減することにより、あるいは該棒磁石43間
に放射方向に鉄板(図示せず)を挿入して、任意の磁性
材料、例えば鉄製の外部シリンダ44にそれらを接続す
ることにより、調整可能である。
第6図は、第3図及び第4図の主トランスファ室34に
関する別の実施例の水平方向A−A’線断面を示す、第
5図に示されている実施例のものと類似しているが、永
久棒磁石43が主トランスファ室34の半径に直交する
方向に磁極を付与されている。磁束線はここでもウェフ
ァ14の下面16に平行である。かかる磁束線形態によ
り、プラズマを包み込むような磁気ミラーが発生する。
第7図は、第3図あるいは第4図のいずれかにおけるプ
ラズマ形成領域48の水平方向B−B’線断面を示すも
のである。主トランスファ室34の内壁3Bの投影像と
ウェファ14の投影像とが、プラズマ形成領域48と中
心共通の同心円で示されている。各ECRプラズマ形成
領域48は、上述したように、ガス注入部50、マイク
ロ波アンテナ52、さや58を各別に有し、各領域4B
は第1の側面型磁石80と第1の背面壁磁石90を含ん
でいる。そして第2の側面型磁石7Bと第2の背面壁磁
石92をも具備している。これらの永久磁石は、ニッケ
ル被膜の純鉄(軟磁性材料)で被覆された永久磁石材(
例えばセラミック)により形成するのが有益である。
各ECRプラズマ形成領域48は、第7図に示すように
梯形を呈する。この梯形形状と、磁石配置と、磁石厚み
の勾配とにより、結果として、勾配のある磁場(すなわ
ち背面壁でかなり強い磁場となる)が存在することにな
る。従って、ECRプラズマ形成領域48の一部分のみ
がECR領域となろう(例えば、公知のように2,45
0GHzのエネルギー信号が印加されると、ECRは磁
束が875ガウスのところに生起するであろう)。
第8(a)図は、c−c’薄部分すなわち第7図のプラ
ズマ形成領域48の1つの背面壁の断面を示す、上述し
たように、各ECRプラズマ形成領域48は、周辺部の
廻りに多数の永久磁石を具備する。第1の背面壁磁石9
0と第2の背面壁磁石92は主トランスファ室34の半
径方向に磁極が付与されているが、互いに反対の極性の
磁極である。
第8(b)図は、第7図のプラズマ形成領域4aのD−
D“線断面を示すものである。第1の頂面壁磁石82と
、第1の側面型磁石80と、第1の底面壁磁石8Bは、
それら自身すべて主トランスファ室34の半径に直交す
る方向で、すべて同一方向に磁極を付与されており、第
2の側面型磁石78と、第2の頂面壁磁石84と、第2
の底面壁磁石88は、平行な磁極軸を持っている。この
ことにより、プラズマ形成領域48の頂面部、底面部、
背面部にて。
プラズマを内包する磁気カスプが創り出される。
第9図は第3図と第4図のプロセスモジュールlOの別
の有用な実施例のプラズマ形成領域48の水平方向B−
B’線断面を示している。この実施例は第7図に示され
る実施例のものと類似しているが、各永久磁石の磁極軸
がプラズマ形成領域48ノ半径に概ね平行であるように
見える点で異なっている。
第1θ図(a)図と第10(b)図は、第9図の分散多
極型ECRプロセスモジュール10におけるプラズマ形
成領域48の一つの有用な実施例の垂直方向E−E’線
及び垂直方向F−F’線断面を示すものである。第8(
a)図と第8(b)図に示される構成と類似しており、
同じ機能を奏する。
第11図は、第3図と第4図に示すような分散多極fi
 ECRプロセスモジュールIOのプラズマ形成領域4
日の1つの有用な実施例の水平方向B−B’線断面を示
すものである。この実施例は第7図と第9図のものに類
似しているが、プラズマ形成領域48がここではもはや
仕切られていない点で異なっている。アンテナ52とガ
ス注入部50の最適の配列が、第11図に示されるよう
になっていて、マイクロ波パワーの最良のマツチングを
確保する。さらに同図に示されるように、抑制グリッド
6Bが、プラズマ形成領域48から主トランスファ室3
4へのマイクロ波パワー伝送を抑制するのに用いられる
第12(a)図と第12(b)図は、第11図に示され
ている実施例の分散多極型ECRプロセスモジュール1
0におけるプラズマ形成領域4Bの一つに関し、垂直方
向G−G’線及び垂直方向H−H’線断面を示すもので
ある。第12(a)図においては、永久磁石90.92
は、プラズマ形成領域48の半径に平行な軸に沿って磁
極を付与されている。背面壁頂部磁石80と背面壁底部
磁石92は反対の磁極性を持っている。そして頂面壁磁
石82と、底面壁磁石86はプラズマ形成領域48の半
径に垂直で直交する軸に沿って磁極を付与されている。
第13図は、第11図、第12(a)図、第12 (b
 )図にも実施例として挙げた分散多極型ECRプロセ
スモジュールlOにおけるプラズマ形成領域48の一つ
に関する有用な実施例の垂直断面を示すものである。す
なわち第13図は、第11図に図示済みのプラズマ形成
領域4Bの垂直方向J−J’線断面を示している。この
実施例においては、頂面壁磁石82と底面壁磁石8Bが
、プラズマ形成領域48の半径に対して殆んど垂直で殆
んど直交する軸に沿って磁極を付与されている。背面壁
頂部磁石90と背面壁底部磁石92は、プラズマ形成領
域48の半径に対して水平で平行な磁極軸を持ち、互い
に反対の磁極性である。そしてここでの磁束線は垂直で
密度が変化している。背面部から主トランスファ室34
への境界に至る磁束の密度変化は勾配を持っており、所
定の単一領域でのみECRを形成し、主トランスファ室
34内への拡散を可能にする。
第14(a)図は、第11図で同様に実施例として挙げ
られている分散多極型ECRプロセスモジュール10の
プラズマ形成領域48の有用な実施例の水平方向B−B
’ 線断面を示す、この実施例では、2つの頂面壁磁石
として環状磁石45(a) 、 45(b)が、そして
2つの側面壁磁石として同様に環状磁石45(c) 、
 45(d)が用いられており、それらは第14(a)
図に示されるような磁極性を持っている。第14 (b
 )図は第14 (a )図の垂直方向に−に’線断面
を示すものであり、底面壁磁石としての2つの環状磁石
45(e) 、 45(f)も現われている。
このプロセスモジュールは、進歩した真空プロセス系1
例えば米国特許第4,885,999号(1987年8
月11日付発行)に開示されているもの、あるいはその
他任意の単一のウェファ用プロセスモジュールやモジュ
ール形のプロセス系などと協働させて運転することがで
きる。
く作動〉 作動に際しては、ウェファ14はプロセス室12中に搬
入される。ウェファ14は、次いで必要があれば、放射
ヒータ20に電力を供給することにより。
特殊プロセス向けに、窓22を通じて照射加熱される。
使用中の実施例の機器がその他の多重的なエネルギー源
、例えば高周波パワー源32、紫外線エネルギー源、エ
キシマレーザなどを具備していれば、それらのエネルギ
ー源を所望のとおりに励起させることができる。ウェフ
ァ14が1例えば窓74を通じて非接触の実時間計測に
より測定された所定の温度にある場合には、その温度に
応じた所定のプロセスガスがプラズマ形成領域48に供
給可能である。プロセスガスの種類(1種類でも2種類
以上でも)は、ここで施されるべきプロセスの種類に債
存する0種々のプロセスガスが、プラズマ生成用に、所
望であれば、以下に指摘するように、ガス注入部50を
介してプラズマ形成領域4Bの各々に導入可能である。
更に所望であれば、追加のプロセスガスが、非プラズマ
ガス注入部19を介して、処理されるべき面1Bの近傍
に導入可能である。プロセスガス流が始動されると、マ
イクロ波パワーが、所望であれば、導体54経由でアン
テナ52に供給されて、プラズマ形成領域48にプラズ
マを発生させる。上述したように、マイクロ波パワーと
磁束の組合せが、電子サイクロトロン共振(ECR)の
発生をもたらす、プラズマ生成物は、次いでプラズマ形
成領域48から主トランスファ室34中へと拡散により
流入し、一方上述したような永久磁石の配置により、そ
のプラズマ生成物はプラズマ形成領域48の内壁からは
離れたところに導かれる。抑制グリッド6Bを通過して
主トランスファ室34中に流入すると、ECRプラズマ
生成物は、上述したように永久磁石の作用により、同様
に主トランスファ室34の内壁3Bから離れたところに
導入される。
所望のプロセスが完了すると、マイクロ波パワー源やそ
の他のパワー源は閉止される。プロセス室12は、ガス
注入部50、非プラズマガス注入部19、パージ孔76
のいずれかを使って排気される。
多段階の順次的プロセス工程が、パワー源の種類とプロ
セスガスの種類を変えることで実行可能である。所望の
プロセスがすべて完了したとき、ウェファ目がプロセス
室12から、例えば装てん装置に搬出される。
プロセスモジュール10は、種々の異なったプロセスや
多段階の順次的プロセスを実行することができる。そし
てプロセスモジュールlOは、例えば低温化学蒸着、低
温エピタキシアル成長、表面洗沙、異方性エツチング等
の処理能力を持っている。
典型的な低温化学蒸着プロセスは、テルル化水銀カドミ
ウム上に窒化シリコンを被着するものであろう、50ワ
ツトのマイクロ波パワーを用いて。
窒素がプラズマ形成領域48で活性化されて通過し、主
トランスファ室34経由でプロセス室12に流入し、そ
の際そこでシランが非プラズマガス注入部19を通じて
プロセス室12中に添加される。その結果、基板加熱を
必要としない窒化シリコンの薄膜が得られる。低温エピ
タキシアル層に関しては、非プラズマガス注入部19経
由のシランや、水素と一緒に、プラズマ形成領域48を
通過するアルゴンを用いて成長可能である。この場合、
プラグ7形成領域48の圧力は、750℃でIXIG 
 であろう。
さらに数種類の表面浄化プロセスが、プロセスモジュー
ル10を用いて実行可能である。有機物や炭化水素の清
掃は、プラズマ形成領域48で酸素を通過させることに
より達成される。もともと存在するすべての酸化物の清
掃も、最初の清掃工程中に成長した酸化物の一掃も、プ
ラズマ形成領域48経由で水素を通過させることにより
、最初の清掃工程が行われた室と同一の室で実行可能で
ある。
最後に、金属性汚染物の清掃は、プラズマ形成領域48
経由でアルゴンを通過させ、さらに非プラズマガス注入
部19経由でプロセス室12に塩酸ガスか弗化水素ガス
のいずれかを添加することにより実行可能である。
もう一つの典型的な低温化学蒸着プロセスは、平担でな
い表面、例えば山と谷のある表面上に平坦化された酸化
物層を被着するための酸化物平坦化処理である。かかる
平担化処理では、酸素とアルゴンが、プラズマ形成領域
4B内で活性化される。
ここでシランが非プラズマガス注入部19経由でプロセ
ス室12に添加される。短時間の平坦化期間中、強い高
周波信号が基板に印加され、それが実際の平坦化に有効
である。
異方性エツチングプロセスとして可能なものの一つに、
シリコンに対して選択性を持つ二酸化シリコンのエツチ
ングがある。この処理は、プラロ波パワーと800KH
zで200ボルトの尖頭値の高周波とを使うことにより
実行される。
異方性エツチングプロセスとして可能なもう一つのプロ
セスに、シリコンのエツチングがある。
この処理は、プラズマ形成領域48経由でSF5 とア
ルゴンガスを通過させ、 3 X 10’Torrの真
空状態下で、600ワツトのマイクロ波パワーと13.
58M)Izで100ボルトの尖頭値の高周波とを使う
ことにより達成される。
上記に特定して記述したものは別として、高周波プラズ
マやWプラズマ用、それに紫外光用に採用されるパワー
と周波数は、他のプロセスのパラメータで可能であるよ
うに、幅広く変更可能である。
ウェファ目が処理されて成る生成物は、電子工学的なデ
バイス、例えば集積回路やデスクリートの半導体デバイ
スであってもよい、プロセスが一旦完了すると、ウェフ
ァは、デバイス群に分けられる0回路とデバイスはパッ
ケージ中に収納される。そのようなパッケージに関して
は、例えば米国特許第4,485,817号(発明者オ
ーカット他=1874年8月14日付発行)や同第3,
439,238号(発明者ビルヒラ−他: IF589
年8月15日付発行)でいずれも本明細書中に参照文献
として組み込まれているものであるが、そこに記載され
ている。これらのパッケージは1次いでプリント基板を
構成するのに使用される。ところで、プリント基板は。
集積回路のパッケージやデバイスなしでは、目的の機能
を果すように作動することができないものであるが、か
かるプリント基板は、コンピュータ、電子コピー、印刷
機、電子通信機器、卓上計算機等々のような、電子・情
報時代に必須の養分である電子機器の内部に必要とされ
る電子部品である。
これまで、本発明を成る程度特定して記述し、例示して
きたが、本明細書の開示は例示のみによりなされたもの
であり、頭足に請求したような本発明の思想並びに技術
的範囲から逸脱することなく、部分の配列や組合せに数
多くの変更が施されることは了解されるべきである。
本発明を要約すると以下のとおりである。
分散多極型電子サイクロトロン共振遠隔プラズマプロセ
ス用の装置が開示されている。そのものは、ウェファプ
ロセス室12の周辺を囲みそれとは離れて分散し、主ト
ランスファ室34と流体的に交流しているプラズマ形成
領域48に電子サイクロトロン共振で活性化された核種
を発生させ、プラズマ形成領域48にマイクロ波ガス放
電と磁場を用いて活性化された核種を内包させ、プラズ
マ流を主トランスファ室34に導入し、磁場を用いて主
トランスファ室34に磁気ミラーを創り出し、プロセス
室12と加工片!4の表面に核種を導入することを含ん
でいる。このような装置では、多数個のエネルギー源や
励起源が採用可能である。
くその他の開示事項〉 以上の記述に加えて、更に下記の各項を開示する。
1)(a)プロセス室と、 (b)プロセス室と流動的に交流している主トランスフ
ァ室と、 (c)主トランスファ室を実質上取り囲む複数個の磁石
棒と、 (d)主トランスファ室の周囲を囲んで周辺上に分散し
、それとは離れて、それと流体上交流している複数個の
電子サイクロトロン共振プラズマ形成領域と、 (e)該プラズマ形成領域の外表面を実質上取り囲む永
久磁石である複数個の磁石棒 とから成り、分散型電子サイクロトロン共振遠隔プラズ
マプロセスによりウェファを処理して集積回路デバイス
を製造するための装置。
2)棒磁石が永久磁石である、付記第1項の装置。
3)永久磁石はセラミックである、付記第2項の装置。
4)複数個の周辺の棒磁石は、磁気カスプが主トランス
ファ室上に形成されるよう配置されている、付記第2項
の装置。
5)複数個の周辺の棒磁石は、主トランスファ室の半径
に直角な磁場の極性の軸で配置されている、付記4項の
装置。
6)複数個の周辺の棒磁石は、主トランスファ室の半径
方向に磁場の極性の軸を持つよう配置されている。付記
第4項の装置。
7)複数個の棒磁石は磁気カスプがプラズマ形成領域の
内部表面上に形成されるよう配置されている、付記第2
項の装置。
8)複数個の棒磁石が、電子サイクロトロン共鳴がプラ
ズマ形成領域のある点に設定され得るよう配置されてい
る、付記第2項の装置。
9)非プラズマガス注入部を更に含む付記第1項の装置
10)プロセス室中に結合する複数個のエネルギー源を
更に含む付記第1項の装置。
11)プロセス室中に結合する複数個のエネルギー源の
一つは、超音波、高周波、レーザ、熱エネルギー源より
なるグループから選ばれる、付記第1O項の装置。
12)熱エネルギー源は放射性である付記第10項の装
置。
!3)熱エネルギー源は導電性である付記第10項の装
置。
10複数個のアンテナを更に含む付記第1項の装置。
15)各々のアンテナの隣接部にガス注入部を更に含む
付記第14項の装置。
1B)アンテナの各々は隣接してガス注入部を更に含む
付記第14項の装置。
!7)サファイアに封入されている複数個のアンテナを
更′に含む、付記第14項の装置。
1B)室はアルミニウム製である、付記第1項の装置。
19)室はアルミニウム製であり、その内表面は陽極硬
化されている。付記第1項の装置。
20)室は、内面が適切に耐反応性化されている物質に
より製造されている付記第1項の装置。
21)室は円形である付記第1項の装置。
22)処理されるべきウェファの面は下方に面している
、付記第1項の装置。
23)ウェファ面の半径が下方に面している付記第1項
の装置。
2.4)(a)プロセス室。
(b)プロセス室と流体的に交流している主トランスフ
ァ室。
(c)主トランスファ室を取り囲む複数個の周辺の棒磁
石、 (d)主トランスファ室の周辺を囲み、それから離へて
、それと流体的に交流している。梯形の断面を有す環状
のプラズマ形成領域。
(e)プラズマ形成領域の外表面をほぼ囲む複数個の棒
磁石。
(f)プラズマ形成領域周辺に分布する複数個のプラズ
マ生成部、 から成る分布型電子サイクロトロン共鳴遠隔プラズマプ
ロセス装置。
25)棒磁石が永久磁石である付記第24項の装置。
26う°永久磁石は磁器である付記第25項の装置。
27)複数個の周辺の棒磁石は、磁気カスプが主トラン
スファ室の内表面上に形成されるよう配置されている付
記第27項の装置。
28)複数個の周辺の棒磁石は、主トランスファ室の半
径に直角な磁場の極性の軸を持つよう配置されている付
記第27項の装置。
29)複数個の周辺の棒磁石は、その磁場の極性の軸は
主トランスファ室の半径方向に沿っているよう配置され
ている付記第27項の装置。
30)複数側の棒磁石は、磁気カスプがプラズマ形成領
域の内表面上に形成されるよう配置されている付記第2
7項の装置。
31)複数個の棒磁石は、電子サイクロトロン共鳴がプ
ラズマ形成領域のある点に設定され得るよう配置されて
いる付記第27項の装置。
32)非プラズマガス注入部を更に含む付記第24項の
装置。
33)プロセス室中に結合している複数個のエネルギー
源を更に含む付記第24項の装置。
30プロセス室中に結合している複数個のエネルギー源
のうちの一つは、紫外線、高周波、レーザ、熱エネルギ
ー源から成るグループから選ばれる、付記第33項の装
置。
35)熱エネルギー源は放射性である、付記第33項の
装置。
3B)熱エネルギーは導通性である、付記第33項の装
置。
37)環形のプラズマ形成室は梯形な断面を有する付記
第24項の装置。
3日)梯形断面はプラズマ形成領域の外端部よりも主ト
ランスファ室中への開口部が広い、付記第37項の装置
38)環形のプラズマ形成領域は矩形の断面を有する。
付記第37項の装置。
40)プラズマ発生部は、複数個のマイクロ波アンテナ
を含む、付記第24項の装置。
41)各々のアンテナの隣接にガス注入部を更に含む、
付記第40項の装置。
42)サファイア内に封入された複数個のマイクロ波ア
ンテナを更に含む付記第40項の装置。
43)室がアルミニウム製である。付記第24項の装置
44)室が陽極硬化されている内面のアルミニウム製で
ある付記第24項の装置。
45)室は内面が適切に耐反応性化されている物質によ
り製造されている付記第24項の装置。
46)室は円形である付記第24項の装置。
47)処理されるべきウェファの面は下方に面している
。付記第24項の装置。
48)ウェファの半径方向が下方に面している付記第2
4項の装置。
49)(a)プロセス室、 (b)プロセス室と流体的に交流している主トランスフ
ァ室、 (c)主トランスファ室を囲む複数個の第1の永久磁石
、 (d)主トランスファ室の周囲を囲んで分布する複数個
のプラズマ形成領域 Ce)プラズマ形成領域の外表面を取り囲む複数個の第
2の永久磁石、 (f)複数個の囲ざよう分布する封入されたアンテナ、 (g)m数個のマイクロ波アンテナの一つに隣接して各
々が配設されている複数個のガス注入部 から成る分布型電子サイクロトロン共鳴遠隔プラズマプ
ロセス装置。
50)サファイア内封入されている複数個のマイクロ波
アンテナを更に含む付記第49項の装置。
51)プロセス室中に結合した複数個のエネルギー源を
更に含む付記第48項の装置。
52)室はアルミニウム製である付記第48項の装置。
53)室はその内表面が陽極硬化されているアルミニウ
ム製である付記第48項の装置。
50室はその内表面が適切に耐反応性化されている物質
から製造されている付記第49項の装置。
55)室は円形である付記第48項の装置。
56)プロセスされるべきウェファの面は下方に面して
いる付記第43項の装置。
57)プロセスされるべきウェファの面の半径方向が下
方に面している付記第48項の装置。
58)複数個の周辺の棒磁石は主トランスファ室の半径
に直角な磁場の極性の軸を有するよう配置されている、
付記第49項の装置。
59)複数個の棒磁石は、それらの磁場の極性の軸が主
トランスファ室の半径に沿っているよう、配置されてい
る付記第48項の装置。
8G)(a)主トランスファ室の周辺に分布し、それか
ら離れて、それと流体的に交流する状態にあるプラズマ
形成領域に、電子サイクロトロン共振で活性化された核
種を発生させ、 (b)プラズマ形成領域内に磁場を用いて活性化された
核種を内包させ、 (c)主トランスファ室に活性化された核種を導入し。
(d)磁場を用いて主トランスファ室内に磁気ミラーを
創り出し。
(e)プロセス室と加工片の一面に向けて活性化された
核種を導入することから成る集積回路デバイスの製造方
法。
81)活性化された核種はマイクロ波エネルギー源を用
いて生成させる、付記第60項の方法。
62)付加的な反応物がプロセス室に導入される、付記
第80項の方法。
63)追加の反応物がプロセス室中へ結合している他の
エネルギー源により活性化される付記第60項の方法。
B0プラズマ流とその他の非プラズマ性反応物は主トラ
ンスファ室で活性化される、付記1880項の方法。
85)プロセスされるべぎウェファの面は下方に面して
いる、付記第80項の方法。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来技術のECRプラズマシステムの構成を
示す断面図である。 第2(a)図と* 2 (b)図は、それぞれその順で
従来技術の多極型ECRマイクロ波プラズマシステムの
構成を示す断面図と平面図である。 第3図は、分散多極型EGRプロセスモジュールの有用
な実施例の構成を示す断面図である。 第4図は、分散多極型ECRプロセスモジュールの第2
の有用な実施例の構成を示す断面図である。 第5図は、第3図と第4図の主トランスファ室の一つの
実施例の水平方向A−A’m断面を示す断面図である。 第6図は、第3図と第4図の主トランスファ室の別の実
施例の水平方向A−A ’線断面を示す断面図である。 第7図は、第3図のプロセスモジュールの有用な実施例
のプラズマ形成領域の水平方向B−B ’線断面を示す
断面図である。 第8(a)図と第8(b)図は、それぞれその順で分散
多極型ECRプロセスモジュールのプラズマ形成領域の
一つの有用な実施例の垂直方向c−c ’線断面と垂直
方向D−D’線断面を示す断面図である。 第9図は、第3図のプロセスモジュールの別の有用な実
施例のプラズマ形成領域の水平方向B−B ’線断面を
示す断面図である。 第10(a)図と第10(b)図は、それぞれその順で
第9図の分散多極型ECRプロセスモジュールのプラズ
マ形成領域の一つの有用な実施例の垂直方向E−E’線
断面とF−F’線断面を示す断面図である。 第11図は、分散多極型ECRプロセスモジュールのプ
ラズマ形成領域の一つの別の有用な実施例の水平方向B
−B ’線断面を示す断面図である。 第12(a)図と第12(b)図は、それぞれその順で
第11図で実施例として挙げた分散多極型EGRプロセ
スモジュールのプラズマ形成領域の一つの有用な実施例
の垂直方向G−G ’線断面と垂直方向H−H’線断面
を示す断面図である。 第13図は、同じく第11図で実施例として挙げた分散
多極型ECRプロセスモジュールのプラズマ形成領域の
一つの有用な実施例の垂直方向J−J ’線断面を示す
断面図である。 第14 (a)図と第14(b)図は、それぞれその順
で同じく第11図で実施例として挙げた分散多極型EC
Rプロセスモジュールのプラズマ形成領域の有用な実施
例の水平方向B−B ’線断面と垂直方向に−K ’線
断面を示す断面図である。 別個の図でも、同一の参照番号が類似の部分を示すのに
用いられている。更に、図においては。 図示を明確にするため、また説明を簡易にするため、種
々の部分の寸法や大きさを誇張したり歪ませたりしであ
る。 図中、参照番号は以下の通りである。 IQ、、、、、、ECRモジュール +2.、、、、、プロセス室 14、、、、、、ウェファ 17、、、、、、ウェファ支持体 18、、、、、、真空ボンプロ 19、、、、、、ガス注入部 20、、、、、ヒータ 2200.、、、窓 34、、、、、、主トランスファ室 48、、、、、、プラズマ形成領域 50、、、、、、ガス注入部 52、、、、、、アンテナ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (a)プロセス室と、 (b)プロセス室と流体的に交流している主トランスフ
    ァ室と、 (c)主トランスファ室を実質上取り囲む複数個の棒磁
    石と、 (d)主トランスファ室の周囲を囲んで周辺上に分散し
    、それとは離れて、それと流体上交流している複数個の
    電子サイクロトロン共振プラズマ形成領域と、 (e)該プラズマ形成領域の外表面を実質上取り囲む永
    久磁石である複数個の棒磁石 とから成り、分散型電子サイクロトロン共振遠隔プラズ
    マプロセスによりウェファを処理して集積回路デバイス
    を製造するための装置。
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Families Citing this family (109)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03261138A (ja) * 1990-03-09 1991-11-21 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置のクリーニング方法およびクリーニング装置
US5218179A (en) * 1990-10-10 1993-06-08 Hughes Aircraft Company Plasma source arrangement for ion implantation
US5296272A (en) * 1990-10-10 1994-03-22 Hughes Aircraft Company Method of implanting ions from a plasma into an object
TW237562B (ja) 1990-11-09 1995-01-01 Semiconductor Energy Res Co Ltd
US5200232A (en) * 1990-12-11 1993-04-06 Lam Research Corporation Reaction chamber design and method to minimize particle generation in chemical vapor deposition reactors
DK0585229T3 (da) * 1991-05-21 1995-12-27 Materials Research Corp Blødætsningsmodul til clusterværktøj og tilhørende ECR-plasmagenerator
US5304775A (en) * 1991-06-06 1994-04-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of etching a wafer having high anisotropy with a plasma gas containing halogens and in inert element
US5565247A (en) * 1991-08-30 1996-10-15 Canon Kabushiki Kaisha Process for forming a functional deposited film
JP3042127B2 (ja) * 1991-09-02 2000-05-15 富士電機株式会社 酸化シリコン膜の製造方法および製造装置
JPH0562940A (ja) * 1991-09-03 1993-03-12 Sony Corp 矩形基板のドライエツチング装置
FR2681472B1 (fr) 1991-09-18 1993-10-29 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication de films minces de materiau semiconducteur.
JPH06192830A (ja) * 1992-07-31 1994-07-12 Texas Instr Inc <Ti> 材料層の物理的蒸気沈着のための方法と装置
US5658440A (en) * 1992-09-18 1997-08-19 Advanced Micro Devices Incorporated Surface image transfer etching
JP2972477B2 (ja) * 1993-01-27 1999-11-08 日本電気株式会社 Rf・ecrプラズマエッチング装置
US5662770A (en) * 1993-04-16 1997-09-02 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for improving etch uniformity in remote source plasma reactors with powered wafer chucks
US6007878A (en) * 1993-05-27 1999-12-28 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing an optical recording medium having a protective layer formed using a plasma processing device
US5457298A (en) * 1993-07-27 1995-10-10 Tulip Memory Systems, Inc. Coldwall hollow-cathode plasma device for support of gas discharges
US5653811A (en) 1995-07-19 1997-08-05 Chan; Chung System for the plasma treatment of large area substrates
US5897711A (en) * 1995-12-22 1999-04-27 Lam Research Corporation Method and apparatus for improving refractive index of dielectric films
JP3645379B2 (ja) * 1996-01-19 2005-05-11 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP3729955B2 (ja) 1996-01-19 2005-12-21 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP3645378B2 (ja) 1996-01-19 2005-05-11 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP3645380B2 (ja) 1996-01-19 2005-05-11 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法、情報端末、ヘッドマウントディスプレイ、ナビゲーションシステム、携帯電話、ビデオカメラ、投射型表示装置
US6478263B1 (en) * 1997-01-17 2002-11-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and its manufacturing method
US5985740A (en) 1996-01-19 1999-11-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device including reduction of a catalyst
US5888858A (en) 1996-01-20 1999-03-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and fabrication method thereof
US6180439B1 (en) * 1996-01-26 2001-01-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for fabricating a semiconductor device
US7056381B1 (en) 1996-01-26 2006-06-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Fabrication method of semiconductor device
US6465287B1 (en) 1996-01-27 2002-10-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for fabricating a semiconductor device using a metal catalyst and high temperature crystallization
US6100562A (en) 1996-03-17 2000-08-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device
FR2748851B1 (fr) 1996-05-15 1998-08-07 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation d'une couche mince de materiau semiconducteur
US5686685A (en) * 1996-06-19 1997-11-11 Dyno Nobel Inc. System for pneumatic delivery of emulsion explosives
US6013155A (en) * 1996-06-28 2000-01-11 Lam Research Corporation Gas injection system for plasma processing
EP0958401B1 (en) 1996-06-28 2004-09-08 Lam Research Corporation Apparatus and method for high density plasma chemical vapor deposition or etching
US6500314B1 (en) 1996-07-03 2002-12-31 Tegal Corporation Plasma etch reactor and method
US6048435A (en) 1996-07-03 2000-04-11 Tegal Corporation Plasma etch reactor and method for emerging films
US6184158B1 (en) 1996-12-23 2001-02-06 Lam Research Corporation Inductively coupled plasma CVD
US6039834A (en) * 1997-03-05 2000-03-21 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for upgraded substrate processing system with microwave plasma source
US6026762A (en) * 1997-04-23 2000-02-22 Applied Materials, Inc. Apparatus for improved remote microwave plasma source for use with substrate processing systems
CN1149646C (zh) * 1997-04-28 2004-05-12 芝浦机械电子装置股份有限公司 真空处理方法及其装置
US6291313B1 (en) 1997-05-12 2001-09-18 Silicon Genesis Corporation Method and device for controlled cleaving process
US6033974A (en) 1997-05-12 2000-03-07 Silicon Genesis Corporation Method for controlled cleaving process
US20070122997A1 (en) * 1998-02-19 2007-05-31 Silicon Genesis Corporation Controlled process and resulting device
US6162705A (en) 1997-05-12 2000-12-19 Silicon Genesis Corporation Controlled cleavage process and resulting device using beta annealing
US6027988A (en) * 1997-05-28 2000-02-22 The Regents Of The University Of California Method of separating films from bulk substrates by plasma immersion ion implantation
JP3599564B2 (ja) * 1998-06-25 2004-12-08 東京エレクトロン株式会社 イオン流形成方法及び装置
US8779322B2 (en) 1997-06-26 2014-07-15 Mks Instruments Inc. Method and apparatus for processing metal bearing gases
US6815633B1 (en) 1997-06-26 2004-11-09 Applied Science & Technology, Inc. Inductively-coupled toroidal plasma source
US7569790B2 (en) * 1997-06-26 2009-08-04 Mks Instruments, Inc. Method and apparatus for processing metal bearing gases
US7166816B1 (en) * 1997-06-26 2007-01-23 Mks Instruments, Inc. Inductively-coupled torodial plasma source
US6150628A (en) 1997-06-26 2000-11-21 Applied Science And Technology, Inc. Toroidal low-field reactive gas source
US6924455B1 (en) 1997-06-26 2005-08-02 Applied Science & Technology, Inc. Integrated plasma chamber and inductively-coupled toroidal plasma source
US6042687A (en) * 1997-06-30 2000-03-28 Lam Research Corporation Method and apparatus for improving etch and deposition uniformity in plasma semiconductor processing
US6274058B1 (en) 1997-07-11 2001-08-14 Applied Materials, Inc. Remote plasma cleaning method for processing chambers
US6548382B1 (en) 1997-07-18 2003-04-15 Silicon Genesis Corporation Gettering technique for wafers made using a controlled cleaving process
US6103599A (en) * 1997-07-25 2000-08-15 Silicon Genesis Corporation Planarizing technique for multilayered substrates
FR2773261B1 (fr) 1997-12-30 2000-01-28 Commissariat Energie Atomique Procede pour le transfert d'un film mince comportant une etape de creation d'inclusions
US6051073A (en) * 1998-02-11 2000-04-18 Silicon Genesis Corporation Perforated shield for plasma immersion ion implantation
US6228176B1 (en) 1998-02-11 2001-05-08 Silicon Genesis Corporation Contoured platen design for plasma immerson ion implantation
US6274459B1 (en) 1998-02-17 2001-08-14 Silicon Genesis Corporation Method for non mass selected ion implant profile control
US6022749A (en) * 1998-02-25 2000-02-08 Advanced Micro Devices, Inc. Using a superlattice to determine the temperature of a semiconductor fabrication process
US6164240A (en) 1998-03-24 2000-12-26 Applied Materials, Inc. Semiconductor wafer processor, plasma generating apparatus, magnetic field generator, and method of generating a magnetic field
US6203657B1 (en) * 1998-03-31 2001-03-20 Lam Research Corporation Inductively coupled plasma downstream strip module
US6291326B1 (en) 1998-06-23 2001-09-18 Silicon Genesis Corporation Pre-semiconductor process implant and post-process film separation
US6095085A (en) * 1998-08-20 2000-08-01 Micron Technology, Inc. Photo-assisted remote plasma apparatus and method
US6213050B1 (en) 1998-12-01 2001-04-10 Silicon Genesis Corporation Enhanced plasma mode and computer system for plasma immersion ion implantation
US6230651B1 (en) 1998-12-30 2001-05-15 Lam Research Corporation Gas injection system for plasma processing
US6458723B1 (en) 1999-06-24 2002-10-01 Silicon Genesis Corporation High temperature implant apparatus
JP2003506883A (ja) * 1999-08-10 2003-02-18 シリコン ジェネシス コーポレイション 低打ち込みドーズ量を用いて多層基板を製造するための劈開プロセス
US6263941B1 (en) 1999-08-10 2001-07-24 Silicon Genesis Corporation Nozzle for cleaving substrates
US6500732B1 (en) 1999-08-10 2002-12-31 Silicon Genesis Corporation Cleaving process to fabricate multilayered substrates using low implantation doses
US6221740B1 (en) 1999-08-10 2001-04-24 Silicon Genesis Corporation Substrate cleaving tool and method
US6287643B1 (en) 1999-09-30 2001-09-11 Novellus Systems, Inc. Apparatus and method for injecting and modifying gas concentration of a meta-stable or atomic species in a downstream plasma reactor
US6576564B2 (en) 2000-12-07 2003-06-10 Micron Technology, Inc. Photo-assisted remote plasma apparatus and method
US6930041B2 (en) * 2000-12-07 2005-08-16 Micron Technology, Inc. Photo-assisted method for semiconductor fabrication
US20020134513A1 (en) * 2001-03-22 2002-09-26 David Palagashvili Novel thermal transfer apparatus
FR2823599B1 (fr) 2001-04-13 2004-12-17 Commissariat Energie Atomique Substrat demomtable a tenue mecanique controlee et procede de realisation
US20030070620A1 (en) 2001-10-15 2003-04-17 Cooperberg David J. Tunable multi-zone gas injection system
US8187377B2 (en) * 2002-10-04 2012-05-29 Silicon Genesis Corporation Non-contact etch annealing of strained layers
KR100542740B1 (ko) * 2002-11-11 2006-01-11 삼성전자주식회사 가스 플라즈마 생성 방법 및 장치, 플라즈마 생성용 가스조성물 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법
FR2848336B1 (fr) * 2002-12-09 2005-10-28 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation d'une structure contrainte destinee a etre dissociee
FR2856844B1 (fr) * 2003-06-24 2006-02-17 Commissariat Energie Atomique Circuit integre sur puce de hautes performances
FR2857953B1 (fr) 2003-07-21 2006-01-13 Commissariat Energie Atomique Structure empilee, et procede pour la fabriquer
FR2861497B1 (fr) * 2003-10-28 2006-02-10 Soitec Silicon On Insulator Procede de transfert catastrophique d'une couche fine apres co-implantation
US7354815B2 (en) * 2003-11-18 2008-04-08 Silicon Genesis Corporation Method for fabricating semiconductor devices using strained silicon bearing material
AU2005200629A1 (en) * 2004-02-12 2005-09-01 The Thailand Research Fund High current density ion source
KR20060026321A (ko) * 2004-09-20 2006-03-23 삼성전자주식회사 플라즈마 처리 장치 및 그 제어 방법
FR2889887B1 (fr) * 2005-08-16 2007-11-09 Commissariat Energie Atomique Procede de report d'une couche mince sur un support
FR2891281B1 (fr) 2005-09-28 2007-12-28 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'un element en couches minces.
US7658802B2 (en) * 2005-11-22 2010-02-09 Applied Materials, Inc. Apparatus and a method for cleaning a dielectric film
US8293619B2 (en) 2008-08-28 2012-10-23 Silicon Genesis Corporation Layer transfer of films utilizing controlled propagation
US9362439B2 (en) 2008-05-07 2016-06-07 Silicon Genesis Corporation Layer transfer of films utilizing controlled shear region
US8993410B2 (en) 2006-09-08 2015-03-31 Silicon Genesis Corporation Substrate cleaving under controlled stress conditions
US7811900B2 (en) * 2006-09-08 2010-10-12 Silicon Genesis Corporation Method and structure for fabricating solar cells using a thick layer transfer process
FR2910179B1 (fr) * 2006-12-19 2009-03-13 Commissariat Energie Atomique PROCEDE DE FABRICATION DE COUCHES MINCES DE GaN PAR IMPLANTATION ET RECYCLAGE D'UN SUBSTRAT DE DEPART
FR2922359B1 (fr) * 2007-10-12 2009-12-18 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'une structure micro-electronique impliquant un collage moleculaire
FR2925221B1 (fr) * 2007-12-17 2010-02-19 Commissariat Energie Atomique Procede de transfert d'une couche mince
US8330126B2 (en) * 2008-08-25 2012-12-11 Silicon Genesis Corporation Race track configuration and method for wafering silicon solar substrates
US8207470B2 (en) * 2008-10-20 2012-06-26 Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University Apparatus for generating remote plasma
US8329557B2 (en) * 2009-05-13 2012-12-11 Silicon Genesis Corporation Techniques for forming thin films by implantation with reduced channeling
FR2946490B1 (fr) * 2009-06-05 2011-07-15 Commissariat Energie Atomique Dispositif de generation de plasmas a la resonance cyclotron electronique
FR2947098A1 (fr) * 2009-06-18 2010-12-24 Commissariat Energie Atomique Procede de transfert d'une couche mince sur un substrat cible ayant un coefficient de dilatation thermique different de celui de la couche mince
JP2011144412A (ja) * 2010-01-13 2011-07-28 Honda Motor Co Ltd プラズマ成膜装置
JP5919371B2 (ja) * 2011-04-07 2016-05-18 ピコサン オーワイPicosun Oy プラズマ源による原子層堆積
JP2014112644A (ja) * 2012-11-06 2014-06-19 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
CN106756888B (zh) 2016-11-30 2018-07-13 江苏菲沃泰纳米科技有限公司 一种纳米镀膜设备旋转货架装置
CN106622824B (zh) * 2016-11-30 2018-10-12 江苏菲沃泰纳米科技有限公司 一种等离子体聚合涂层装置
US11339477B2 (en) 2016-11-30 2022-05-24 Jiangsu Favored Nanotechnology Co., LTD Plasma polymerization coating apparatus and process
US20210348274A1 (en) * 2018-10-02 2021-11-11 Evatec Ag Plasma enhanced atomic layer deposition (peald) apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US4996077A (en) 1991-02-26

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