JPH03147317A - プラズマ処理における汚染を抑制するための方法及び装置 - Google Patents

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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、プラズマ中の粒子汚染を減らすための装置及
び方法に関する。

Ｂ、従来の技術とその課題 半導体デバイス製造におけるプラズマ・エツチングの有
効性は、汚染の問題によって低下してきた。

粒子汚染は、超小型電子材料のプラズマ処理の際にぶつ
かる主要な問題である。ある説によると、現在の半導体
チップの歩留り損の５０％は、製造中の粒子汚染の直接
または間接的影響によるものという。将来の技術でデバ
イスの寸法が減少するにつれて、この割合は増大するも
のと予想される。

今日、加工の歩留りを低下させている粒子のサイズは、
巨視的サイズから１ミクロン以下のサイズにまで及ぶ。

粒子汚染は、プラズマ・エツチングまたはプラズマ付着
で製造される超小型電子デバイスの性能及び信頼性に対
しても極めて有害な影響を与える。

粒子汚染によって、デバイスの故障、被膜の品質不良、
材料の抵抗変化、不純物の浸透が起こる恐れがある。さ
らに、デバイスの寸法が減少するにつれて、エツチング
・プロフィルをより厳格に制御するなめに、許容される
粒子汚染の数、密度、寸法に対してより厳しい制限が必
要となる。これらの要件を溝たすには、ウェハの運搬及
び取扱いの際に装置の表面への粒子付着を避けるクリー
ン・ルームが必要である。

（半導体用及び他の応用分野用の）クリーン・ルーム技
術及び加工中の基板の取扱いの改良により、ウェハの取
扱いや転写など加工中以外の露出中にこれまでは顕著だ
った基板への粒子の導入が減少した。今ではプラズマ処
理を含めて、工程段階中の粒子の形成が全汚染露出のか
なりの部分を占め、それに応じて歩留りが低下すること
がある。

Ｇ、Ｓ、セルウィン（Ｓｅｌｗｙｎ）　、Ｒ，、Ｓ、ベ
ネッ）　（Ｂｅｎｎｅｔｔ）　、Ｊ　、シング（Ｓｉｎ
ｇｈ）の論文″Ｉｎ−５ｉｔｕ　Ｌａ５ｅｒ　Ｄｉａｇ
ｎｏｓｔｉｃ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆＰｌａ
ｓｍａ−Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ
　Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｉｎ　ＲＦ　ｐｌａｓｍ
ａｓ　％　Ｊ、　Ｖａｃ、　Ｓｃｉ、　Ｔｅｃｈ、　Ａ
、　Ｖｏｌ、　７（４）　、ｐｐ、　２７５８−２７６
５　（１９８９年７月１８日）参照。

さらに、当業界の趨勢は、「統合真空処理」または「複
数チェンバ処理」に向かっている。これは、以前には湿
式または乾式の機械的手段によって除去された表面汚染
が、より複雑になり、あるいは今では真空チェンバから
の基板の除去が必要なため矯正不可能になる。複数チェ
ンバ装置では、ある工程段階の前、最中、または完了時
にウェハ上に落下する粒子が、その装置での後続の工程
段階に対して特に厳しい影響を与えることがある。

本発明者等の研究室での最近の研究により、ある種のエ
ツチング・プラズマは、製品汚染とデバイス故障の大き
な原因となる粒子を生じ得ることが判明した。それらの
実験により、粒子が処理プラズマ中で核形成し、成長し
、かなりのサイズになるまで浮遊することが判明した。

たとえば、直径１ミクロン未満から数百ミクロン程度ま
での粒子が形成される。それらの粒子が、同じ製造環境
で製造中のデバイス上に最終的に落下することが問題で
ある。粒子が皮膜付着またはパターン転写の前または最
中に落下するなら、その工程段階が駄目になる可能性が
ある。ある工程段階の終りに落下する場合は、それらの
粒子が以後の工程段階を駄目にする可能性がある。これ
らの汚染物質は、デバイスの歩留りや性能や信頼性に影
響を与える欠陥をしばしば生じる。付着型プラズマ（シ
ランＰＥＣＶＤ）でも類似の結果が見られた。Ｒ，Ｍ。

ロス（Ｒｏｔｈ）　、Ｋ、　Ｇ、スビアズ（Ｓｐｅａｒ
ｓ）　、Ｇ。

Ｄ、シュタイン（Ｓｔｅｉｎ）　、Ｇ−ウオング（Ｖｏ
ｎｇ　）の５ｐａｔｉａｌ　Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ　ｏ
ｆ　Ｐａｒｔｉｃｌｅ　ＬｉｇｈｔＳｃａｔｔｅｒｉｎ
ｇ　　ｉｎ　　ａｎ　　ＲＦ　５ｉｌａｎｅ　　Ｄｉｓ
ｃｈａｒｇｅ　　％　　Ａｐｐ−Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ
、、４Ｂ（３）、ｐｐ、　２５３−２５５　（１９８５
年）参照。

粒子汚染の影響は、選択的プラズマ・エツチング法を使
用するとき倍化する。ある種のプラズマ・エツチング法
では、フィード・ガスとエツチング条件の組合せを調節
して、ウェハ上の材料表面を選択的にエツチングする。

こうした選択性の高いプラズマ中で低速でエツチングさ
れる粒子が化学的に形成されると、マクロマスキング、
すなわちしばしば「グラス（ｇｒａｓｓ）　Ｊと呼ばれ
る不規則な表面ができる。このエツチングされなかった
材料のとげまたは山も、デバイスの性能を低下させ、加
工の歩留りを下げる。

一般に考えられていることとは違って、これらの粒子の
存在は必ずしもチェンバ壁面からの材料の剥落によるも
のではなく、均質な核形成など気相過程によることもあ
る。このことから、クリーン・ルーム技術に厳しく配慮
し、製造装置の清掃を頻繁に行なうだけでは、粒子汚染
の問題が解決できないことがあり得ることが示唆される
。プラズマ自体が製品の汚染を起こす可能性があるため
、最高のクリーン・ルーム技術を使っても、「基礎レベ
ル」の汚染が起こる可能性がある。したがって、粒子の
形成を制御または除去しながらプラズマを操作する手段
を開発することが重要である。

さらに、工程中に存在する粒子を除去する技術も必要で
ある。

粒子形成機構の仮設 本発明者等の研究室で行なったレーザ光散乱の研究によ
れば、プラズマの組成とガス流量がエツチング・プラズ
マ中での粒子汚染の形成に大きな影響を及ぼすことが明
らかになった。具体的には、ガス流が速いほどプラズマ
中での滞在時間が短かく、かつガス圧が低くプラズマ露
出時間が短かくなるが、これらはすべて、ある種のプラ
ズマ中で粒子の形成を妨げる働きをする。このことから
、粒子形成のための核形成及び成長の機構が示唆される
。フィード・ガスの化学的性質も粒子の形成に重要な影
響を及ぼす。含塩素プラズマは極めて粒子を形成しやす
いが、ＣＦ４などの非塩素プラズマは粒子の形成が少な
い。ただし、最も重要なことは、粒子の成長が最初はシ
ース境界の真上の領域で起り、それを厚さ１ｒｎｍ未満
の垂直領域に限定できる可能性があることが、空間的に
分解したレーザ光の散乱実験で発見されたことである。

実験によれば、この領域はプラズマの陰イオンを捕捉し
、その結果この領域におけるプラズマの陰イオンの濃度
が高くなる。この現象は、Ｇ、Ｓ。

セルウィン（Ｓｅｌｖｙｎ）、Ｌ、　Ｄ、パストン（Ｂ
ａｓｔｏｎ）　、Ｈ−Ｈ−サライン（Ｓａｖｉｎ）の”
Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ＣＱ　ａｎｄ　ｃｈｌｏｒ
ｉｎｅ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇＮｅｇａｔｉｖｅ　　Ｉ
ｏｎｓ　　　ｉｎ　　ＲＦ　　ｐｌａｓｍａｓ　　ｂｙ
　　Ｔｗｏ−ｐｈｏｔｏｎＬａｓｅｒ−ｉｎｄｕｃｅｄ
　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ″％　Ａｐｐｌ、　ｐｈｙ
ｓ。

Ｌｅｔｔ、　、５１　（１２）、ｐｐ、　８９８−９０
０　（１９８７年）に説明されている。またその理論的
説明は、Ｍ、Ｓ。

バーンズ（Ｂａｒｎｅｓ）　、Ｔ、　　Ｊ　、コルター
（Ｃｏｌｔｅｒ）　％　Ｍ、　Ｅ、エルク（Ｅｌｔａ）
のＬａｒｇｅ−ｓｉｇｎａｌ　Ｔｉｍｅ−ｄｏｍａｉｎ
　Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｏｆ　ＬｏｗＰｒｅｓｓｕｒｅ　
ＲＦ　Ｇｌｏｗ　Ｄｉｓｃｈａｒｇｅｓ″、　Ｊ、　Ａ
ｐｐｌ。

ｐｈｙｓ、、６Ｈ１）、ｐ、　８１　（１９８７年）に
出ている。

本発明の波誘導態様 エツチング・プラズマに関するこれまでに発表された研
究には、前記のサルウィン、ベネット、シングの論文が
ある。付着プラズマに関する研究には１．に、Ｇ、スビ
アズ、Ｔ、Ｍ、ロビンソン（Ｒｏｂｉｎｓｏｎ）　ＩＲ
，Ｍ、ロスの”ＰａｒｔｉｃｌｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉ
ｏｎｓ　ａｎｄ　Ｌａ５ｅｒ−Ｐａｒｔｉｃｌｅ　Ｉｎ
ｔｅｒａｃｔｉｏｒ＋ｓｉｎ　ａｎ　ＲＦ　Ｄｉｓｃｈ
ａｒｇｅ　ｏｆ　５ｉｌａｎｅ″、　ＩＥＥＥ　Ｔｒａ
ｎｓ。

Ｐｌａｓｍａ　５ｃｉｅｎｃｅＸｐｓ−１４、ｐｐ、　
１７９−１８７（１９８８年）がある。エツチング・プ
ラズマ及び付着プラズマに関する上記研究は、プラズマ
中で形成された粒子がプラズマとシースの境界で浮遊す
る傾向があることを示している。この現象は、プラズマ
中で粒子が負に帯電することによるものと考えられ、最
近モデル化が行なわれた。本発明者等の実験室で行なっ
たスパッタリン・プラズマについての研究でも、粒子の
成長は見られなかったものの、同様の粒子の浮遊が見ら
れた。

Ｃ８課題を解決するための方法 本発明は、静電的、電磁的、機械的、熱、圧力、検湿（
）ｉｙｇｒｏｓｅｏｐｉｅ　）または化学的手段を適用
して、プラズマ反応器系内の粒子汚染をその場で除去す
ることからなる、プラズマ反応器系内のプラズマ汚染を
防止する新規な改良された方法、ならびにそれに対応す
る装置を対象とする。

この方法ならびに装置は、次のようなステップを含むプ
ラズマ処理の実行を含むことが好ましい。

（ａ）高周波電圧を印加して反応器内でプラズマを発生
させる。

（ｂ）高周波電圧を周期的に短時間遮断し、その後再度
高周波電圧を確立して、高周波電圧を印加して反応器内
でプラズマを発生させるより長い時間の間に、周期的に
高周波電圧及びプラズマを瞬間的に何度も遮断する。

（Ｃ）プラズマ処理が完了するまで、高周波電圧の短時
間の遮断によって中断される反応器への高周波電圧の印
加を、連続して繰り返す。

反応器内で力を加えて、汚染をもたらす可能性のある粒
子をプラズマ反応器内を移動させる。粒子は反応器の活
性領域から離れた空間に移動して、反応器の活性領域内
の汚染が減少する。

有向電磁波または定常波を使って、粒子汚染物質をプラ
ズマ反応器内を移動させる。定常波は電磁波でよい。定
常電磁波は制御可能な位相シフトをもち得ることが好ま
しく、反応器の対向領域からの制御可能なマイクロ波場
を含むことができる。

パルス状、連続、または傾斜磁場、あるいは有向音波、
定常音波、または変換器で発生された音波を使って、粒
子汚染物質をプラズマ反応器内を移動させ、汚染を減ら
すことができる。

別法として、装置内のパルス状ガス・フラックスで発生
された音波を使って、または反応器の両側にある２個の
変換器で発生された定常音波によって、粒子汚染物質を
プラズマ反応器内を移動させて、汚染を減らすことがで
きる。

また、粒子ビームによって、またはレーザまたはコヒー
レント光源からの光によるものなど電磁放射圧力を使っ
て、粒子汚染物質をプラズマ反応器内を移動させて、汚
染を減らすことができる。

熱勾配を用いて、粒子汚染物質をプラズマ反応器内を移
動させて、汚染を減らすことができる。

プラズマにを向エネルギー場を加える方法は、荷電微粒
子または中性微粒子の時間平均移動をもたらす。この方
法は、反応器手段と、反応器手段内でプラズマを発生さ
せる手段と、プラズマにを向エネルギー場を加え、それ
により荷電微粒子または中性微粒子の時間平均移動を実
施する手段とを含む、チェンバから微粒子を除去する装
置によって実現することができる。

プラズマ反応器に応力を加えて、反応器の壁面及び電極
表面から粒子を除去する。

その応力は、反応器有機械的に撹拌してエネルギーを粒
子に移し、それにより粒子を反応器から除去する準備を
させるエネルギー場からなる。

応力は、機械的衝撃波、音波応力、超音波応力、振動応
力、熱応力または圧力応力でよい。

本発明はさらに、次のようなステップを含む、プラズマ
処理を実行する方法を含む。

（ａ）高周波プラズマ・チェンバに加工物を装入する。

（ｂ）高周波電圧を印加して、チェンバ内でプラズマを
発生させ、そのプラズマに加工物を露出させて、加工物
の少なくとも１表面でプラズマ処理を実行する。

（Ｃ）高周波電圧を周期的に短時間遮断し、その後再度
高周波電圧を確立して、高周波電圧を印加して反応器内
でプラズマを発生させるより長い期間の間に、周期的に
高周波電圧及びプラズマを瞬間的に何度も遮断する。

（ｄ）プラズマ処理が完了するまで、高周波電圧の短時
間の遮断によって中断されるチェンバへの高周波電圧の
印加を、連続して繰り返す。

本発明の別の態様は、反応器内のプラズマの動作時間の
間の時間にチェンバに外部応力を加えて、プラズマ反応
器の内面に付着した汚染を含む層を除去することを含む
、プラズマ反応器から汚染を除去する方法を含んでいる
。加える応力は、チェンバ表面の付着層を破壊し、薄片
または粒子を表面から脱離させるのに十分なものとする
。

プラズマ処理における粒子汚染物質の削減は、ＣＦ４な
どのフッ素化フィード・ガスまたはＮＦ３フィード・ガ
スを痕跡量追加することによって促進される。

また、処理前のプラズマを反応性ガスに露出することに
より、反応器内の水、酸素または吸収された有機物質の
量が減少する。

処理前にＣＦ　４またはＮ　Ｆ　ａをプラズマに露出さ
せると、プラズマ・チェンバ内の水、酸素、または吸収
された有機物質が減少する。

処理用フィード・ガスの含水量を減少させるには、フィ
ード・ガスが処理チェンバに入る前に、検湿フィルタを
使用する。

処理用フィード・ガスの含水量は、処理チェンバに入る
前にシリカゲル・フィルタを使うと減少する。

処理用フィード・ガスの含水量は、処理チェンバに入る
前にシリカゲル・フィルタの前に、少量のＳ　ｉ　Ｆ、
を処理用ガスと混合すると減少する。

別法として、フィード・ガスを処理チェンバに導入する
前に、シリカゲル・フィルタ中に誘導プラズマが存在す
る状態で、少量の５ｔＦ４と処理用ガスの混合物をフィ
ード・ガスに混合することもできる。

本発明はさらに、反応器をコヒーレント光源に露出させ
て、反応器内で散乱する光をその場で発生させるステッ
プと、反応器内で散乱する光を検出し、それにより散乱
光の分析によって反応器内の汚染を測定するステップと
を含む。

コヒーレント光源は、ＨｅＮｅレーザまたはダイオード
・レーザからなることが好ましい。ビデオ回路を用いて
汚染物質を検出することにより、散乱光を検出するステ
ップ（ｂ）の結果からビデオ信号を生成することができ
る。

本発明はまた、本明細書で暗示される上記の機能すべて
を実施するための手段をも含むが、それらを可脱すると
冗長になるので省略する。

上記その他の目的、特徴及び利点は、本発明の好ましい
実施例についての下記の詳細な説明がら明らかとなるは
ずである。

Ｄ、実施例 本発明者達は、処理プラズマにおけるいくつかの汚染源
を発見した。あるエツチング用プラズマでは、「均質核
形成」と呼ばれる気相プロセスによって微粒子や粒子が
生成され、これはプラズマの陰イオンの局所的濃縮によ
って開始されることがある。実験データによって支持さ
れる仮設は、プラズマ内のシース境界より上で形成され
た陰イオンが捕捉されると、粒子が形成されてウェハ上
に沈着するというものである。

これらのイオンは、電極やウェハやチェンバ器壁から静
電的に反撥されるので、エツチング・プラズマ内では大
きな役割は果たさない。陰イオンを捕捉する電場が、拡
散やガス・フローによるそれらの損失をも防止すると仮
定される。他の化学種（恐らくは中性成分）もイオン／
誂導双梯子の引力によって陰イオンに付着することがあ
り、こうして成長していく集塊の負電荷が、引き続きそ
れらの化学種をシース境界より上の領域に結合する。そ
のうちにこれらの集塊は肉眼で見える大きさにまで成長
し、高周波場をオフにすると終には重力によってウニへ
表面に落下する。一部の粒子はプラズマの陽イオンと衝
突して中和され、プラズマ露出中に落下する。粒子形成
の詳しい機構はわからないが、実験上の証拠から、粒子
が電荷を帯び、プラズマのシース境界付近で静電的に浮
遊することは明らかである。本発明者等は、類推により
、陰イオンが粒子形成の「シード」として働くこともあ
り得ると考えている。というのは、陰イオンの形成に有
利な条件と、粒子の形成を誘導する条件の間に密接な相
関が見られるがらである。

本発明者等は、均質核形成の機構として、下記のような
機構を提案する。

工、エツチング生成物がプラズマ内で累積して陰イオン
の形成をもたらす。

２、プラズマの陰イオンが静電力によってシース境界で
捕捉される。

３、陰イオンがプラズマの中性成分またはイオンと集塊
になって成長し、最終的に荷電粒子の形成をもたらす。

４、荷電粒子はプラズマのシース境界で捕捉されたまま
となる。一部の粒子は中和されてウェハ上に落下する。

５、捕捉された荷電粒子は、プラズマが遮断されたとき
ウェハ上に落下して、表面を汚染する。

また、超微細粒子を何らかの方法でプラズマ中に注入す
る場合、それらの微粒子は、粒子成長の核形成部位とし
て振舞うことがあることを発見した。核形成部位が存在
すると、巨視的粒子の形成が促進させる。上記の類推を
続けると、プラズマ内に核形成部位を注入することは、
庭に苗木を移植することによく似ている。そうすると、
苗よりも成長が速い。均質核形成から形成される粒子と
同様に、核形成部位から成長した粒子もプラズマ内で負
に帯電し、したがってこれらの粒子はシース境界で静電
的に浮遊する。

注入粒子の１つの供給源は、装置表面を目標物質または
工程副産物あるいはその両方で被覆するために用いる、
スパッタリング、付着、さらにはエツチング工程で形成
される工程副産物の被膜である。工程完了後に、ウェハ
または基板を除去する。経済上及び便宜上から、装置は
しばしば次のウェハ・バッチにも使用され、ランの間に
ざっと清掃するだけの場合も多い。ある期間の間に、そ
のような物質の堆積物がたまって内部汚染源になる可能
性がある。電極アーク処理、熱サイクル、機械的運動は
すべて、装置付着被膜中への応力を誘発し、その結果堆
積物が薄片として剥離する可能性がある。これらの薄片
は、プラズマ内での成長ステップがない場合でもウェハ
をひどく汚染し、歩留りの損失や回路の信頼性の低下な
ど、デバイスに関して問題を生じる可能性がある。この
付着月をラン間に速やかに除去する手段、あるいは少な
くとも装置を次に使用する際に剥落しそうな薄片を除去
する手段が、特に望まれている。

プラズマ内の微粒子による汚染の問題を回避するには、
均質な核形成を妨げ、同時に核形成部位、たとえば装置
器壁堆積物からの粒子が生成され、あるいはプラズマ内
に導入されるのを避けることが重要なことが判明した。

本発明に従って、プラズマ処理の間に微粒子による汚染
を妨げる次の４つの方法を発見した。

１）均質核形成による粒子形成の前駆体となる可能性の
ある陰イオンの形成を減らす。

２）形成された粒子を掃引除去、捕捉、またはゲタリン
グし、あるいは粒子がウェハ表面に落下するのを防止す
る。

３）陰イオンの成長または累積を阻止する。

４）化学的または物理的手段によるプラズマ内への核形
成部位の導入を減らす。

個々の状況では、工程、機器、その他の製造上の問題に
対する制約の故に、ある方法の方が他の方法よりも好ま
しいことがある。

これらの技法に関する基礎知識を下記に示す。

方法１　陰イオンの形成を減らす 第１の方法は、粒子の核形成を直接比めるもので、一番
直接的なものである。しかし、プラズマ内での陰イオン
の形成を変化させる最も一般的な方法は、フィード・ガ
スの組成を変えるもので、エツチング速度、選択性、装
置や加工物へのイオンによる損傷など、工程段階の性能
に大きな影響を与える可能性が高い。実際、Ａｒ９０％
ＡｒとＣＣＱ２Ｆ２１０％のプラズマのアルゴンをネオ
ンで置換するだけで、この方法が成功することを本発明
者達は実証した。Ａｒ／ＦＲ１２（アルゴン／フレオン
１２）のプラズマは大量の粒子形成を示したが、Ｎｅ／
ＦＲ１２プラズマは同じ条件下で検出可能な粒子汚染を
ほとんど示さなかった。

プラズマの化学組成の選択により、プラズマの負に帯電
したキャリア（電子または陰イオン）間の均衡を大きく
変えることができ、それにより粒子の成長に前駆体の陰
イオンが利用されるかどうかが影響を受ける。具体的に
言うと、実験によれば、ＣＣＱ２　Ｆ　２プラズマに少
量（５％）のＣＦ４を添加すると、粒子汚染の量を減ら
すのに大いに効果があることがわかった。塩素を多量に
含むプラズマにフッ素を含有するフィード・ガスを少量
添加すると、塩素及びフッ素を含むエツチング生成物間
の均衡を変化させて、粒子形成を減らす効果がある。そ
れにより、（上記の機構のステップ１に影響を与える）
陰イオン及び電子の間の均衡も変化する。これらの方法
を使用すると、方法４に関する項で第８図または第９図
に関して示唆するようにしない限り、粒子汚染の問題が
改善されるが、フィード・ガスの組成が変化すると、工
程段階に他の望ましくない影響が及ぶ可能性があるので
、この方法は粒子汚染の問題に対する一般に受は入れら
れる解決策とはならない。

紫外レーザ光線などの外部エネルギー源を陰イオン捕捉
領域に加えることにより、光解離プロセスによって陰イ
オンと電子の間の均衡を変えることが可能である。実験
によれば、捕捉領域に高出力紫外レーザを長時間当てる
と、荷電粒子の形成を防止できることがわかった。別法
として、静電場または磁場を加えて、荷電粒子をプラズ
マの捕捉領域から移動させてもよい。静電場または磁場
は、工程中に連続して加えてもよく、また工程完了時に
プラズマ場が消滅したときに加えてもよい。

この方法は、上記の機構のステップ４及び５に影響を与
える。

方法２　形成された粒子を掃引除去、捕捉、またはゲタ
リングして、粒子がウェハ表面に落下するのを防止する
。

プラズマ処理の間、化学的供給源または機械的供給源あ
るいはその両方により、粒子が存在する可能性がある。

機械的供給源とは、プラズマ内に核形成部位が注入され
た結果生じる汚染である。

これらの核形成部位は、プラズマ内での粒子成長の機会
を高める可能性がある。

化学的供給源とは、気相エツチング生成物または反応剤
とプラズマの荷電成分または中性成分との相互作用によ
って生じるものである。これらの粒子は、プラズマにさ
らされる時間が増すにつれてサイズが大きくなることが
多い。

プラズマ処理の際の粒子形成に伴なう問題を軽減する方
法の１つは、静電的に浮遊する粒子がウェハ上に落下す
るのを防止するものである。この方法は、均質核形成に
よって形成される粒子、ならびにプラズマ中への核形成
部位の注入から成長した粒子に対して効果がある。した
がって、この方法はより一般的な応用分野をもつが、既
存の加工装置に変更を加える必要がある。

汚染粒子の多くはプラズマ内で静電的に浮遊するので、
力をかけて、加工チェンバの、粒子が生成物に影響を与
えない領域に粒子を掃引除去、捕捉、または「ゲタリン
グ」することにより、これらの粒子が下のウェハ上に落
下するのを防止することが可能である。すなわち、粒子
がチェンバ内で捕捉され、あるいは反応器チェンバ内の
反応性雰囲気から吸着により除去される。

「ゲタリング」という言葉は、静電的に帯電したワイヤ
などのゲッタを用いて系内から粒子を除去することを指
す。

粒子をゲタリングする、あるいは粒子がウェハ上に落下
するのを防止するこの方法は、既存の加工装置に大幅な
変更を加える必要があるので、やはり問題がある。さら
に、荷電粒子を反撥させる静電方法は、プラズマの特性
を変化させ、安全上の問題を生じ、さらには他の荷電化
学種を引きつけることにより粒子汚染の問題を悪化させ
ることさえある。上側電極上に製品表面を置くと、若干
の粒子汚染が避けられるが、やはり装置の大幅な再設計
が必要であり、ウェハに粒子が引きつけられるのを避け
る上で部分的な効果しかない可能性がある。

プラズマ放電に横波誘導力を加えることにより、プラズ
マ内から粒子を［掃引除去ｊする方法を本発明者等は発
見した。この波誘導制御の方法を、第１図及び第２図に
示す。第１図及び第２図は、電磁波（ＥＭ）または音波
（Ａ）誘導による汚染抑制装置を示す。波変換器３４（
Ｔ）を、第２図のプラズマ反応器チェンバ１０内のパタ
ーンで示される、円筒形で対称な波面または電磁波の供
給源とすることができる。その場合、変換器３４は、反
応器チェンバ１０内のプラズマ中に電磁波を発生させる
ためのマイクロ波アンテナとなる。音波の場合は、反応
器チェンバ１０内のプラズマ中に音波を発生させる変換
器Ｔ３４として、圧電変換器を使用する。プラズマ反応
器チェンバ１０内の休止定常波パターンの節は、第２図
に格子縞どして示されている。任意の時点で振幅が正の
領域に等高線が示されている。振幅は、電磁波または音
波の基本周波数で振動する。放射される波の位相を同じ
大きさで符号が逆の値だけシフトさせることにより、縦
の節線が人為的にゆっくり移動し、下記で各タイプの定
常波について述べるように、節で捕捉された粒子をチェ
ンバの片側に移動させるのに必要な適切な力をもたらす
。

壁面３０の内部にあるプラズマ反応器チェンバ１０は、
プラズマ処理技術の当業者ならよく知っている通り、第
２図に示すように、真空頚部３１に接続されている。チ
ェンバ１０は、第１図に平面図で示す電極３３に平行な
ウェハ３２を含んでいる。この波誘導力は、ウェハ３２
の上のｇ置の危険領域から真空マニホルドや装置の縁部
など危険でない領域へ粒子を「掃引除去」する効果をも
つ。連続した電場を単に加えるだけで、荷電粒子の向き
を変える効果があるが、そうするとプラズマの均一性に
大きな影響を与えることが避けられず、したがって加工
上望ましくない。さらに、連続電場を加えると、イオン
や電子などプラズマ中の低質量の荷電成分に対する影響
が最大になる。

上記の技法は、プラズマの均一性に対する影響があって
も最小で、しかもなお装置の危険領域から粒子を掃引除
去する効果がある。この方法は、プラズマ内の化学的供
給源または機械的供給源あるいはその両方から発生する
微粒子に対して効果がある。したがって、これは汚染抑
制のための強力な手段となるはずである。第３図及び第
４図の遮断技法と組み合わせると、プラズマ処理におけ
る積極的な汚染抑制の方法となる。

本発明のこの態様の重要な特徴は、処理中に横波を誘導
することである。帯電し、チェンバ１０内で放電中に静
電的に浮遊する粒子は（さらには帯電せず浮遊していな
い粒子も）、海の波に運ばれるサーフボードのように、
波の移動に支配される。さらに、（周波数や振幅など）
波の条件は、より軽いプラズマ中の気体成分よりも大き
な質量の粒子に一致するので、この波の誘導によって、
プラズマの時間平均した空間密度や組成は変化しないは
ずである。したがって、エツチング工程または付着工程
用のプラズマの空間的均一性は影響を受けない。本発明
は、浮遊粒子をプラズマの有用領域から、粒子がプラズ
マ中での浮遊状態から落下したとき電子基板３２に衝撃
を与えない領域へと掃引除去する働きをする。

プラズマ装置内で半径方向の波を発生される技術として
、下記の３つが提案される。

１、定常電磁波発振 ２、音波 ３、放射圧 １、定常電磁波発振 この粒子除去の方法は、外部から電磁放射線を当てて定
常電磁波を発生させ、それをチェンバ１０内のプラズマ
中を緩やかに掃引して、プラズマ中に浮遊する静電的に
荷電した粒子を除去するものである。このような系の一
例は、単一のマイクロ波供給源を用いて、第１図及び第
２図に示すように、プラズマ処理装置の両側にある別々
の２つのマイクロ波アンテナ３４を駆動するものである
。

この結果、２つの供給源の間の干渉によって定常波パタ
ーンが生じる。２つのアンテナ３４から発する２つのマ
イクロ波場の干渉により、空間的に数ｃｍ離れて、マイ
クロ波強度が高いゾーンと低いゾーンが交互にできる。

次いでマイクロ波放射線がプラズマ電子によって弱く吸
収される結果、この吸収によって局所的イオン化速度が
変わるために、プラズマ電位の僅かに高い（または低い
）局所的区域ができる。このようにして、マイクロ波場
の強い空間的変動が電子の吸収その他のプロセスを経て
、浮遊電位の空間的変動に変換され、それがプラズマ中
の荷電粒子に有向加速度を与える。

マイクロ波干渉の極大と極小の位置の移動は、一方のア
ンテナによって伝達される波長の位相を第２のアンテナ
に対して変えるだけで実施できる。

この位相は２πの周期で変化するので、局所プラズマ電
位の変動により、マイクロ波放射線の波長と長さの等し
い、たとえば２．４５ＧＨｚで長さ約７ｃｍの領域が掃
引される。この掃引プラズマ電位はプラズマ内のすべて
の荷電粒子に静電力を加えて、装置の縁部に押しやり、
それらの粒子がチェンバ壁面３０内のプラズマ装置の中
央にある製品ウェハを汚染するのを防止する。

第１図を参照すると、一方のマイクロ波アンテナ３４は
ワイヤ２５によって位相シフタ３７の１端子に接続され
ている。他方のアンテナ３４はワイヤ２８によって位相
シフタ３７の他端に接続され、ワイヤ２７によって発振
器３６に接続されている。レーザ３８がレーザ光線４０
を発生し、それがチェンバ壁面３０のポート３５を通し
て、通常のモータ駆動の走査可能に取り付けられたミラ
ー３９によって走査され、チェンバ壁面３０内のプラズ
マ処理装置内部を走査する。検出器４１が、第２のビュ
ー・ボート３５に並置され、レーザ光線４０から散乱し
検出器４１で検出されたレーザ光線を使って、波誘導の
有効性を決定し、装置がいつ製造に使えるほど清潔かを
判定することができる。

チェンバ壁面３０内の反応器空間から粒子を掃引除去す
るのに必要なプラズマ電位の空間的変動を発生させるに
は、低レベルのマイクロ波放射線で充分である。反応器
のどの地点でも時間平均したマイクロ波場は全く均一で
あり、したがってこの技法によって導入されるプロセス
の均一性の変動は最小である。

傾斜磁場を使って荷電粒子の半径方向加速度を上げるこ
とも可能である。これは（プラズマの強化を伴なって）
連続して加えてもよく、またパルス式に加えてプロセス
の歪みを最小にすることもできる。

２、音波 荷電粒子にも、特定の加工プラズマ中に存在する中性粒
子にも効果のある、音波による微粒子ゲタリングの方法
を２つ発見した。

半径方向圧力波 第１の音波による方法は、第２図のチェンバ壁面３０内
で圧力波を変換するもので、拡声器、圧電素子、適当な
形のオリフィスを通過したパルス式ガス・フローを発生
する変換器など、いくつかのタイプの変換器によって実
施される。粒子は、半径方向圧力波の圧力勾配から生じ
る伝播方向の力を受ける。その波長は、特定の微粒子質
量分布に対してこの力を最適化して、粒子が潮の干満や
海の波に運ばれる流木の動きのように、プラズマ中を移
動するように選択する。

波の変換を起こす変換器の部位は、チェンバ壁面３０の
片側にあってもよく、その場合は、波のエネルギーによ
り、粒子がチェンバ壁面３０の変換器とは反対側の面に
集まる。変換器の部位がチェンバ壁面３０によって画定
される円筒形空間の中心に位置する場合は、圧力波は、
滑らかな池に小石を投げ込んだ後のさざ波のように、半
径方向で外側に全方向に移動し、したがって粒子は等し
く縁部の周囲に集まる。

変換器が他の位置にあっても、粒子に対する作用の予測
可能な変動が発生する。

定常音波発振 音波による第２の方法は、概念上電磁波について開示し
た定常波技法と類似しており、したがって粒子を直接移
動するための上記の基準に必ずしも合致しない都合のよ
い音波周波数を使用することができる。第２図に示すよ
うに、上記のタイプの２つの音波変換器３４が、チェン
バ壁面３０の両側に並んでいる。２つの変換器３４は同
じ周波数で駆動され、プラズマ中に定常波を生成する。

定常波の腹は、音波周波数で周期的圧縮と膨張を受ける
。したがって浮遊粒子は、−時的圧力勾配によって定圧
力の領域へ、すなわち定常波の節へ移動する。一方の変
換器を駆動する交流電源の位相を絶えず進め、他方の位
相を同じ量だけ遅らせることにより、定常波の節がチェ
ンバに対して移動する。したがって、節の「トラップ」
中の粒子は加工チェンバの片側へ移動し、中央部での粒
子汚染を減少させる。音波定常波の周波数は、変換イン
ピーダンスが最小になり、節での浮遊粒子のゲタリング
が最大になるように選択する。同様に、位相の進み／遅
れの度合は、特定の質量分布の粒子汚染が移動する節と
共に最適に移動するように選択する。

３、放射圧 この方法では、プラズマ中の粒子への運動量の移動が、
レーザ、高出力ランプ、粒子線などのエネルギー源を装
置に向けることによって生じる。

放射圧、または粒子線からの運動量移動は、プラズマ中
の微粒子に対してのみ効果を有し、プラズマの気体成分
にはほとんどまたは全く効果をもだない。この概念は、
前記のものと類似しており、浮遊粒子を装置の中央から
危険のない外側の領域に「押し出す」というものである
。パルス式レーザや連続波レーザが使用でき、ビームを
装置の危険領域中でラスタするのが最も有利と思われる
。

方法３　陰イオンの成長または集積を阻止する この応用例の放電遮断部分によるプラズマ粒子汚染抑制
のためのこの方法及び装置は、化学的に誘導された汚染
に対する核形成及び成長の機構を阻止する手段に関する
ものである。これは、放電の連続性を中断することによ
り、あるいは放電の化学組成を、陰イオンが形成しに＜
＜、シたがって集積が起り難いものに変えることによっ
て行なう。粒子の成長及び累積を繰返し阻止することに
より、エツチング工程にも装置構成にも大きな変更を必
要とせずに、粒子付着の問題を有効に防止することがで
きる。

前掲のセルウィン等の論文は、プラズマ・シース領域で
の陰イオンの濃縮、及びプラズマ陰イオンの捕捉につい
て記載している。

米国特許第４４０１５０７号明細書は、高周波変調器を
２６７ミリ秒間遮断し、励起を８７ミリ秒間だけ続ける
ことを記載している。その目的は、反応剤がチェンバ中
を移動するのに充分な時間をとることであり、この方法
とは異なることを教示し、パルスのデューティ・サイク
ルが大幅に異なる。

米国特許第４５００５６３号明細書では、オン／オフの
切換えによって発生する高周波出力パルスを使って、パ
ルス反復速度８．　ＯＯＯＨｚ　ｓパルス幅０．０５ミ
リ秒のパルス式高周波出力を発生させる。この例では、
このパルス幅は、同特許第２図のパルス持続時間Ｔｐを
指すものと思われる。これは非常に短かい遅延である。

ｅ、ｏｏ。

Ｈｚのとき、反復周期は０６１７ミリ秒であり、したが
って高周波がオフになる時間は次のようになる。

０．１７−０．０５＝０．１２ミリ秒 この値は、本発明の１００　ミＩＪ秒に比べて３指手さ
い。上記特許ではまた、インターリーブ式電極が必要で
あると記述しているが、本発明ではその必要はない。本
発明は、１枚または数枚のシリコン・ウェハを工程中に
露出する場合、１個または１組の高周波電極があれば充
分である。

放電遮断による汚染抑制の詳しい説明 本発明のこの態様は、プラズマ反応器中での放電を繰返
し中断することにより、プラズマ加工における粒子汚染
を阻止する装置及び方法に関するものである。第３図は
、高周波供給装置１６の高周波出力”ｒｆ　ｏｕｔ″端
子１７から反応器の電極１２へ通じる電極１３によって
高周波供給装置１６からの高周波出力電圧に接続された
、プラズマ反応器１０を示す。高周波供給装置１６は、
第４図のパルスＴ　（ｏｆＴ）の時に電気制御パルスを
受は取る。これらの電気制御パルスは、関数生成機構２
０から線１９を介して高周波供給装置１６の「ゲート・
イン」端子工８に供給される。この技法では、エツチン
グまたは付着ステップが完了するまで反応器１０内での
高周波放電を継続して動作させる代りに、線１９を介し
てゲート１８に送られるパルスにより、電線１３と電極
１２に印加する高周波出力電圧を周期的に短時間ずつ遮
断して、反応器１０内の放電を瞬間的にただし完全に停
止させる。その工程段階が完了するまで、プラズマの遮
断を繰り返す。本発明者等は、この方法で粒子の成長が
阻止できるのは、放電が遮断されるごとに、陰イオン及
び荷電粒子を捕捉する静電場が損失するためであると仮
定している。その後、陰イオン、集塊及び荷電粒子は、
当業者には周知の種類の排気線（図示せず）を通って、
気流と一緒に反応器から自由に掃引除去される。放電遮
断中に粒子が電極１２上の各ウェハ上に落下する際に、
電極１３及び電極１２に対する高周波電圧が充分頻繁に
遮断される場合には、粒子は通常の場合に比べて充分に
小さく（約０．１μｍ以下）なる。このプロセスの結果
、ウェハ３２上に形成される集積回路デバイスに悪影響
は及ばない。

プラズマ反応器１０内でのパルス式高周波プラズマ放電
のデューティ・サイクルを第４図に示す。

この技法を、エツチングまたは付着の特性の点でプラズ
マ放電の連続動作にできるだけ近づける（確立されてい
る工程処決を最大限に活用するためにそれが望ましい）
ため、プラズマのデューティ・サイクル、すなわち高周
波のオン時間と全時間の比を太きくシ、通常は０．９以
上にすべきである。実験によれば、１サイクル当りのオ
フ時間を僅か０．１秒とし、オン時間を１０秒とすると
（デューティ・サイクル０．９９）、全エツチング時間
が７時間にわたる場合でも、肉眼で見える粒子の成長を
防止する効果がある。また、４０分処理の場合、このデ
ューティ・サイクルにより、全処理時間が約２４秒増す
だけである。プラズマのオン時間とオフ時間の最良の比
は、プラズマ中でのガス滞留時間、圧力、および放電中
の陰イオン捕捉の程度によって変わる。したがって、装
置が異なり、またエツチングまたは付着ステップが異な
れば、また放電をオフにするのに必要な周波数と、放電
をオフにする必要のある時間の長さも異なる。高周波ス
イッチを駆動するタイミング回路、ソレノイド・スイッ
チ、−次高周波電源のゲート式動作、さらには放電の手
動切換え等、様々な方法を用いて放電を遮断することが
できる。

また、デューティ・サイクルの小さな（すなわち５０％
以下）放電を使用すると、Ｓｉ／ＳｉＯ２エツチングの
選択性やエツチング速度などの特性が、連続して動作さ
れる同じ放電に比べて異なることにも留意されたい。こ
れはプラズマ・オフ時間中に表面上で化学的エツチング
除去が持続すること、及びイオンの叩込みが瞬間的に停
止することによる。

この方法は、簡単で効果的で安価で、しかも既存の装置
構成に適合させやすい。プラズマ粒子成長を阻止する様
々な方法のうちで、この方法は、既存の及び計画中の装
置構成への応用の点で最も融通が効き、工程に対する望
ましくない影響が最も少ないはずである。

要約すると、本発明のこの態様は、プラズマ・チェンバ
内で多分前駆体プラズマ陰イオンから生じる、荷電粒子
汚染の形成機構を阻害する手段にある。本発明のこの態
様は、粒子の形成を阻害するため、プラズマ中での陰イ
オンの集積を阻止する方法（上記の方法３）にある。高
周波放電を連続して動作させる代りに、高周波電圧を繰
返し短時間遮断し、またオンにして、周期的に放電を瞬
間的にただし完全に停止させる。その工程段階が完了す
るまで、遮断プロセスを継続する。停止時間は、荷電場
が消失し、荷電粒子がシース境界付近の捕捉領域から消
散するのに充分な時間とし、大抵の場合は、１００〜５
００　ミリ秒である。プラズマ・オン時間は、高いデュ
ーティ・サイクルが維持されるが、工程が不必要に長び
かないように、集積が起こる最大時間にするが、大抵の
場合は１〜１０秒である。場合によっては、エツチング
生成物の累積が起こるまでの時間、放電を継続して動作
させ、その後はパルス式に放電を行なって、粒子の累積
を防止することもできることに留意されたい。

プラズマの遮断は、機械的汚染源に対しては効果がない
ことがある。というのは、プラズマのパルス化によって
、粒子成長が起こらなイフロセスは影響を受けないこと
があり得るからである。機械的に誘導された汚染の一例
は、石英スパッタ付着工程で生じるものである。この工
程では、石英の薄片が装置表面から剥離して、ウニ／１
を汚染することが知られている。汚染が発生してしまっ
てからこの装置内で石英汚染をゲタリングする方法は、
現在ない。このような機械的汚染源に対しては、下記の
方法４や上記の方法２など別の手法が必要である。さら
に、この汚染抑制技法では、エツチング速度、選択性、
均一性などの工程パラメータは変化しない。

方法４　化学的または物理的手段によるプラズマ内への
核形成部位の導入を減らす。

上記のように、プラズマ装置の内部表面上に形成される
副生物被膜が、粒子汚染源となることがあり得る。効果
的な装置清掃方法を用いれば、この汚染源は除去される
はずである。装置清掃方法は、装置の分解検査が速く、
付着物質を除去する効率が高く、製品ウェハに対する影
響が最小のものであるべきである。その上、使用コスト
が安く、日常的に使用できる簡単なものであれば好都合
である。本発明のこの態様による装置清掃方法は、これ
らの要件を満たす。フィード・ガスを精製して微粒子が
形成しやすい気体成分を除去する方法も記述する。

波誘導によるプラズマ処理制御 化学的汚染源は、エツチング生成物または反応剤とプラ
ズマの荷電成分または中性成分との相互作用から生じる
。このような粒子は、プラズマに露出する時間が増加す
るにつれて、サイズが増大することがしばしばである。

先に第３図及び第４図に関して述べた本発明の態様は、
化学的に誘導された汚染における核形成及び成長の機構
を阻止する手段に関するものである。これは、放電の連
続性を遮断することにより、あるいは放電の化学組成を
、陰イオンが形成し難＜、シたがって集積し難いものに
変えることによって行なう。

応力誘導による工程汚染の抑制 第５図ないし第７図の実施例を参照すると、それらの実
施例で例示される応力誘導は、外部応力を装置に加える
ことにより、製品を工程にかける前に装置表面上の付着
物質を効率的に除去するものである。このような応力は
、下記の６項で例示されるような、最も広い意味で、装
置に加える機械力の形をとるとかできる。その結果、製
品の露出中の汚染抑制が改善される。

本発明のこの態様は、製品ラン間の（ウェーハや加工物
が装置内にない）時間に、装置に外部応力を加えること
にある。加える力は、装置表面の付着層を破壊し、付着
被膜のひび割れによって生じた薄片または粒子を真空ま
たはプラズマ中に落下させるのに充分なものとする。応
力印加の効率及び終点は、技術者の自由裁量により、パ
ルス式レーザまたは連続レーザ光源を使ってレーザ光散
乱により決定できる。レーザは、それだけに限られるの
ではないが、Ｈｅ　Ｎ　ｅレーザのような簡単なもので
よい。ある時間応力を加えた後、装置の内容を排出しく
プラズマを使用する場合は、グローをまず切る）、空気
を通し、開き、下側電極その他の表面から薄片状または
粒子状物質を清掃する。

ろ過した空気または窒素を吹き込み、あるいは真空掃除
機を使って、装置が開いている間に付着片を除去しても
よい。この手順の後、装置は再び装置ランに使用できる
。

応力印加の方法 本発明による応力印加の方法は次の通りである。

１）機械的衝撃波 ２）音波応力 ３）超音波応力 ４）振動応力 ５）熱応力 ６）圧応力 第５図、第６図及び第７図に、機械的振動を利用して反
応器チェンバから汚染を除去する方法に関する本発明の
特徴を示す。第５図は、プラズマ装置に用いる機械的応
力点を示し、第６図は、プラズマ装置に用いる音波変換
器を示す。

機械的衝撃波 第５図に示す機械的衝撃波による手法では、通常は第５
図に示した電磁作動式ハンマ４８などの金属器具でチェ
ンバ壁面３０を叩くことにより、チェンバ壁面３０内の
プラズマ装置中に軽い衝撃波を伝搬させる。なお、第５
図で、第１図と同じ部品は同じ番号で示す。この技法は
、プラズマ動作中に行なった場合に、最も大きな効果が
得られることがある。この技法の実験によれば、一般に
チェンバ壁面をハンマ４８で、約１１０〜１４０ｇ／ｃ
ｍ２の力で１０〜１２回叩けば、ウェア１３２上に付着
したプラズマ付着装置では充分である。

石英プラズマ付着装置という特定の場合では、アルゴン
・プラズマ動作中に、（ウェハのない、すなわち装置内
に製品のない状態で）応力誘導の結果として多数の石英
材料の薄片が認められた。

第１０図及び第１１図に、反応器チェンバを叩く前後の
粒子数の測定値を示す。どのケースでもウェハ４はハン
マで叩いた地点に最も近く、ウェハ１は最も離れている
。第１Ｏ図は１ミクロン未満の粒子の数を示し、第１１
図は最小２ミクロン程度の粒子の数を示す。破線は測定
標準である。

第１０図の右側に示すような、叩いた後の結果は、何回
かのランで、叩く前の結果より５０〜７０％減少してい
る。図かられかるように、この場合の結果は６０％ない
し７０％の減少であり、平均よりやや良い。第１１図の
より大きな粒子についての結果も同様に改善されている
が、図かられかるように叩いた場所に最も近い所でずっ
と大きく改善されており、ウェハ４上のカウントはほぼ
ゼロであるが、ウェハ１のカウントは変わっていない。

音波応力 第６図及び第７図に示した音波応力による手法では、装
置に大気圧または工程操作の低圧で音波周波数を当てる
。スピーカの形の音響変換器またはそれと同等の音響変
換器をプラズマ処理装置のチェンバ壁面３０の内側また
は外側に使用することができる。この手法は、装置内に
ウェハがない状態で、プラズマ動作の直前に行なった場
合、最も効率がよい。第６図に示した装置は、音響変換
器６１用の電源５０とリード線５１、及び音響変換器６
２用の電源５２とリード線５３を含んでいる。パルス生
成装ｃ５４が、線５５と５６によって？！！源５０と５
２に接続され、音響信号を発生して音響変換器６１と６
２を付勢する。第７図に示した装置は、Ｏリング６３で
チェンバ側壁６０に密封された上部壁６４と下部壁６５
を含んでいる。

超音波応力 （上記の音波による方法と類似の）超音波応力よる手法
では、装置に超音波周波数をかける。変換器６１と６２
は超音波変換器である。これらの周波数は、（石英など
の）付着材料の臨界周波数と一致させるこ−とができる
。

振動応力 この手法では、装置全体に規則的なまたは不規則な振動
をかけて、剥離しやすい物質を緩める。

熱応力 この手法では、高周波や石英装置中の壁面ライナなど、
特に付着物に被覆されやすく薄片として剥離しやすい装
置構成表示にヒータ・コイルを組み込む。これらのヒー
タに電流を瞬間的に流して、製品ランの間に急速に加熱
を行なうことができる。

金属リングと付着した被膜の熱膨張率が異なるため、急
速加熱によって両方の材料の間に膨張応力が生じる。製
品ラン中にこれらのヒータを使って温度を一定に保ち、
薄片の剥離が特に望ましくないとき、製品露出時の熱応
力を避けることができる。

圧応力 この手法では、当業者なら充分理解できるように、通常
の圧縮気体供給源を用いて、アルゴンや窒素などの不活
性気体を使って、第６図及び第７図の装置を大気圧以上
に加圧する。排気線の弁を用いてこの超大気圧を突然に
解放する。内部圧力の変化によって装置チェンバの側壁
３０が少し変形し、それに伴なって気体衝撃波が生じる
。この機械的応力と気体衝撃波によって、第６図及び第
７図の壁面３０．６４．６５上の付着被膜の破壊が促進
される。また装置から排気線への急速なガス流出によっ
て、粒子及び薄片が壁面３０，８４．６５の装置内部表
面から除去される。

これらの方法を単独でまたは組み合わせて使って、被膜
の応力を高めることができる。上記のようなレーザ光線
４０と共に散乱するレーザ光を使って、応力誘導が有効
かどうかを決定し、装置がいつ製造に使用できるほど清
潔かを判定することができる。これらの手法を用いて、
既存の装置構成をより清潔に、かつ汚染の変動がより少
ない状態で操作することができる。衝撃波による方法の
有効性は、第１０図及び第１１図に示すような石英付着
装置で実証されている。

処理ガス添加及び反応性ろ過による工程汚染の抑制 第８図は、加工後のウェハ上に見られる微粒子汚染に対
する、典型的な加工プラズマ（フレオン１２　／　Ａ　
Ｒ）　　（ＣＣＵ　２　Ｆ　２　／　Ａ　ｒ　）に痕跡
量のＣＦ４を添加することの効果を示すグラフである。

第９図は、任意選択の３導結合した加工前の汚染チェン
バ９４と検湿フィルタ９８の設計を示す。

チェンバ９４とフィルタ９８は、フィード・ガス供給線
を介してプラズマ反応器チェンバ１ｏに接続されている
。

本発明のこの態様は、次のような粒子汚染レベルを下げ
る方法を含んでいる。

１）塩素化化合物と窒素や硫黄などの重合体前駆体とを
含むプラズマ処理、 ２）ＳｉＦ４が主要プラズマ成分であり、５ｔ０２など
のマスク表面に対するＳｉの高いエツチング選択性をも
たらす、プラズマ処理。

本発明のこの態様によれば、第９図の壁面３゜で画定さ
れるプラズマ処理チェンバ１０内での粒予形成を防止す
る方法が提供される。処理用フィード・ガスが、導管９
１を経て導管９３に供給される。導管９３は、フィード
・ガスから粒子を除去する誘導チェンバ９４の入口に接
続されている。

チェンバ９４から、きれいになったガスが導管９５を経
て検湿フィルタ９８の入口に送られ、そこでフィード・
ガスから水蒸気が除去される。フィルタ９８は、ろ過さ
れ乾燥されたガスを、線９９を経てプラズマ処理反応器
チェンバ１０に供給するための出口を有する。

チェンバ９４には、コイル９６を付勢するための交流電
源９７に接続された、らせん状電磁誘導コイル９６が巻
き付けである。第１の範すの工程では、導管９１に供給
されるフィード・ガスにＮＦ３やＣＦ４などのフッ比ガ
スを少量添加して、プラズマ・ガスを変性させる。導管
９１中に供給されるガスにこうした少量のＣＦ４を添加
すると、エツチング工程に悪影響を及ぼすことなく、プ
ラズマ中及びウェハ上の粒子汚染が大幅に減少すること
を実験で観察した。

第８図は、ウェハ・スポットの数に対する、４％ＣＦ４
添加の有効性を示す。純粋なフッ素も使用できるが、健
康及び安全上の理由から余り望ましくない。比較のため
、シリコン・エツチング中のＣＦ４とアルゴンのプラズ
マの汚染のレベルと、装置内でのポンプ及び通気操作（
プラズマなし）によって生じる結果のレベルを示しであ
る。

第２の範すの工程では、粒子の形成を防止する方法が２
つある。第１の方法は、プラズマ処理中の酸素市たは水
の形成を最小限に抑えるものである。プラズマと反応器
１０のチェンバ壁面３０の相互作用によって、プラズマ
内の酸素または水が解放されることがある。本発明者等
は、デバイス加工の前にｃＦ＜またはＮＦ３のプラズマ
を使って加工前のチェンバをコンディショニングする方
法を用いる。チェンバ１０の壁面３０をこのどちらかの
プラズマに露出させると、吸収された酸素、ならびにＣ
ＯまたはＮＯの形で吸収されたアルコールまたは水、及
びＨＦの排除及び蒸発が促進されるはずである。

第２の方法は、処理用フィード・ガス中の水分含有量ま
たは水の化学的形成を最小限に抑えるものである。本発
明のもう１つの態様は、フィード・ガスを加工チェンバ
に導入する前に、誘導チェンバ９４でその反応性ろ過を
行なう方法を使用するものである。１つの実施例では、
線９２中の処理用フィード・ガスに痕跡量のＳ　ｉ　Ｆ
４を添加する。

Ｓ　ｉ　Ｆ４は処理用フィード・ガス中の水分を反応に
よりゲタリングする。この混合物がプラズマ・チェンバ
１０に入る前に、シリカゲル・フィルタ９８を通す。フ
ィルタ９８は、Ｓ　ｉ　Ｆ、と８２０の化学反応によっ
て生じる酸化ケイ素微粒子を除去する。

第２の実施例では、電源９７によって付勢されたときコ
イル９６によって誘導される誘導プラズマをチェンバ９
４に加えて、Ｈ２や炭化水素不純物など、フィード・ガ
ス中の水素化合物の分解によって形成された水を除去す
る。この方法を使って、プラズマに露出されたとき水を
形成する可能性のある、不純物を選択的に除去する。形
成された水分は、Ｓ　ｉ　Ｆ４との反応によって除去さ
れ、またフィルタ９８中のシリカゲルに吸収される。

産業」−の応用性 本発明は、パーソナル・コンピュータ、ミニコンピユー
タ、大型コンピュータその他のデータ処理機器のような
装置中の電子回路用に使用するための、集積回路チップ
などの電子部品の製造に応用できる。さらに、このシス
テム及び方法は、そうしたチップを使用する産業用及び
家庭用電子機器に応用できる。

Ｅ０発明の効果 本発明により、プラズマ反応器系内の粒子汚染をその場
で除去してプラズマ汚染を防止する新規な改良された方
法及び装置が達成された。

【図面の簡単な説明】

第１図は、波誘動制御を用いて、プラズマ反応器チェン
バ内のプラズマ領域から粒子を除去するシステムを示す
図である。 第２図は、電磁波（ＥＭ）誘導または音波（Ａ）誘導に
より汚染を抑制する装置を示す図である。 第３図は、反応器システム内でのプラズマの発生を周期
的に遮断することにより反応器内での粒子の形成を防止
するため、システムに対する高周波電圧源をパルスさせ
るパルスを発生させる制御電子回路を含む、プラズマ反
応器系を示す図である。 第４図は、第３図のプラズマ反応器系の動作を制御する
ための電気的制御パルスのデューティ・サイクル波形を
示す図である。 第５図は、機械的衝撃波を使って反応器内から汚染を除
去する、プラズマ装置内の機械的応力点を示す図である
。このプラズマ反応器系は、通常は金属製器具で器壁を
打つことにより、プラズマ・チェンバ内のプラズマ装置
全体に機械的に誘導した衝撃波を伝播させる意思外は、
第１図のシステムと同様である。 第６図は、プラズマ装置に加えられる音響変換器を示す
図である。第７図は、プラズマ装置が、装置のチェンバ
壁面内に加えられた音響変換器から、またはプラズマ処
理装置のチェンバ器壁の外部から音波周波数を加えられ
るという、音波応力法を用いたプラズマ反応器系を示す
図である。 第８図は、粒子数と第９図に示したプラズマ・チェンバ
内で使用される各種ガスとの関係を示すグラフである。 第９図は、プラズマ反応器チェンバに接続された誘導結
合前処理汚染フィルタの設計を示す図である。 第１０図及び第１１図は、反応器チェンバを接続する前
後の粒子数の測定値を示す図である。

Claims (82)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電的、電磁的、機械的、熱、圧力、検湿または
   化学的手段を適用して、プラズマ反応器系内の粒子汚染
   をその場で除去することを含む、プラズマ反応器系内の
   プラズマ汚染を防止する方法。
2. （２）（ａ）高周波電圧を印加して、上記反応器内でプ
   ラズマを発生させるステップと、 （ｂ）上記高周波電圧を周期的に短時間遮断し、その後
   再度上記高周波電圧を確立して、上記高周波電圧を印加
   して上記反応器内で上記プラズマを発生させるより長い
   時間の間に、周期的に上記高周波電圧及び上記プラズマ
   を瞬間的に何度も遮断するステップと、 （ｃ）上記プラズマ処理が完了するまで、上記高周波電
   圧の上記短時間の遮断によって中断される上記反応器へ
   の上記高周波電圧の印加を、連続して繰り返すステップ
   と を含むプラズマ処理の実行を含む、請求項（１）に記載
   のプラズマ汚染を防止する方法。
3. （３）上記の力を上記反応器内でかけて、上記反応器内
   で汚染をもたらす可能性のある粒子を、上記反応器の活
   性領域から離れた空間に移動させ、それによって上記反
   応器の前記活性領域内の汚染を減らすという、請求項（
   １）に記載の方法。
4. （４）有向電磁波を使って上記プラズマ反応器内の粒子
   汚染物質を移動させることを含む、請求項（３）に記載
   の方法。
5. （５）定常波を使って上記プラズマ反応器内の粒子汚染
   物質を移動させることを含む、請求項（３）に記載の方
   法。
6. （６）上記定常波が電磁波からなるという、請求項（５
   ）に記載の方法。
7. （７）上記定常波が制御可能な位相シフトを有するとい
   う、請求項（８）に記載の方法。
8. （８）上記電磁波が、上記反応器の対向する領域からの
   制御可能な位相シフトを有するマイクロ波場からなると
   いう、請求項（６）に記載の方法。
9. （９）パルス式、連続、または傾斜磁場を使ってプラズ
   マ反応器内の粒子汚染物質を移動させ、それによって汚
   染を減らすことを含む、請求項（３）に記載の方法。
10. （１０）有向音波を使ってプラズマ反応器内の粒子汚染
    物質を移動させ、それによって汚染を減らすことを含む
    、請求項（３）に記載の方法。
11. （１１）定常音波を使ってプラズマ反応器内の粒子汚染
    物質を移動させ、それによって汚染を減らすことを含む
    、請求項（３）に記載の方法。
12. （１２）変換器によって生成された音波を使ってプラズ
    マ反応器内の粒子汚染物質を移動させ、それによって汚
    染を減らすことを含む、請求項（３）に記載の方法。
13. （１３）装置内のパルス式ガス・フラックスによって生
    成された音波を使ってプラズマ反応器内の粒子汚染物質
    を移動させ、それによって汚染を減らすことを含む、請
    求項（３）に記載の方法。
14. （１４）上記反応器の両側に位置する２個の変換器を使
    ってプラズマ反応器内の粒子汚染物質を移動させ、それ
    によって汚染を減らすことを含む、請求項（３）に記載
    の方法。
15. （１５）粒子線を使ってプラズマ反応器内の粒子汚染物
    質を移動させ、それによって汚染を減らすことを含む、
    請求項（３）に記載の方法。
16. （１６）電磁放射圧を使ってプラズマ反応器内の粒子汚
    染物質を移動させ、それによって汚染を減らすことを含
    む、請求項（３）に記載の方法。
17. （１７）上記電磁放射圧が、レーザまたはコヒーレント
    光源からの光からなるという、請求項（１６）に記載の
    方法。
18. （１８）熱勾配を使ってプラズマ反応器内の粒子汚染物
    質を移動させ、それによって汚染を減らすことを含む、
    請求項（３）に記載の方法。
19. （１９）プラズマに有向エネルギー場を加えて、それに
    よって荷電粒子または中性粒子の時間平均移動を行なう
    方法。
20. （２０）上記プラズマ反応器に応力を加えて、上記粒子
    を上記反応器壁面及び電極表面から除去するという、請
    求項（１）に記載の方法。
21. （２１）上記応力が、上記反応器を機械的に撹拌してエ
    ネルギーを上記粒子に移すことからなり、それにより上
    記粒子を上記反応器から除去させる準備をするという、
    請求項（２０）に記載の方法。
22. （２２）上記応力が機械的衝撃波からなるという、請求
    項（２０）に記載の方法。
23. （２３）上記応力が音波応力からなるという、請求項（
    ２０）に記載の方法。
24. （２４）上記応力が超音波応力からなるという、請求項
    （２０）に記載の方法。
25. （２５）上記応力が振動応力からなるという、請求項（
    ２０）に記載の方法。
26. （２６）上記応力が熱応力からなるという、請求項（２
    ０）に記載の方法。
27. （２７）上記応力が圧応力からなるという、請求項（２
    ０）に記載の方法。
28. （２８）（ａ）加工物を高周波プラズマ・チェンバに装
    入するステップと、 （ｂ）高周波電圧を印加して、上記チェンバ内にプラズ
    マを発生させ、上記プラズマを上記加工物に当てて、少
    なくとも上記加工物の片面でプラズマ処理を実施するス
    テップと、 （ｃ）上記高周波電圧を周期的に短時間遮断し、その後
    再度上記高周波電圧を確立して、上記高周波電圧を印加
    して上記反応器内で上記プラズマを発生させるより長い
    時間の間に、周期的に上記高周波電圧及び上記プラズマ
    を瞬間的に何度も遮断するステップと、 （ｄ）上記プラズマ処理が完了するまで、上記高周波電
    圧の上記短時間の遮断によって中断される上記チェンバ
    への上記高周波電圧の印加を、連続して繰り返すステッ
    プと、 を含むプラズマ処理を実行するための方法。
29. （２９）プラズマ反応器内でプラズマを動作させる時間
    の間にチェンバに外部応力を印加することにより、プラ
    ズマ反応器内の汚染物質を含む上記反応器の内部表面上
    の付着層を除去することを含み、上記の印加応力が、上
    記チェンバの表面上の上記付着層を破壊し、かつ薄片ま
    たは粒子を上記表面から緩めさせるのに充分な大きさで
    ある、プラズマ反応器から汚染物質を除去する方法。
30. （３０）約５％未満程度の痕跡量のフッ化フィード・ガ
    スを添加することにより、処理プラズマ中の粒子汚染を
    減らす、請求項（１）に記載の方法。
31. （３１）約５％未満程度の痕跡量のＣＦ＿４またはＮＦ
    ＿３フィード・ガスを添加することにより、処理プラズ
    マ中の粒子汚染を減らす、請求項（１）に記載の方法。
32. （３２）処理前のプラズマを反応性ガスに露出させて、
    上記反応器の内部から水、酸素、または吸収された有機
    薬品を減らす、請求項（１）に記載の方法。
33. （３３）処理前にＣＦ＿４またはＮＦ＿３プラズマを露
    出させ、それによって、プラズマ・チェンバ内部から水
    、酸素、または吸収された有機薬品を減らすことを含む
    、請求項（３２）に記載の方法。
34. （３４）加工チェンバに導入する前に検湿フィルタを使
    って処理用フィード・ガスの水含有量を減らす、請求項
    （１）に記載の方法。
35. （３５）加工チェンバに導入する前にシリカゲル・フィ
    ルタを使って処理用フィード・ガスの水含有量を減らす
    、請求項（３４）に記載の方法。
36. （３６）加工チェンバに導入する前にシリカゲル・フィ
    ルタの前に少量のＳｉＦ＿４を処理用ガスと混ぜること
    により、処理用フィード・ガスの水含有量を減らす、請
    求項（３４）に記載の方法。
37. （３７）フィード・ガスを加工チェンバに導入する前に
    、誘導プラズマの存在下でシリカゲル・フィルタ中で少
    量のＳｉＦ＿４と処理用ガスの混合物をフィード・ガス
    に混ぜ、それによって上記フィード・ガスの水及び水素
    性物質の含有量を減らすことを含む、請求項（３４）に
    記載の方法。
38. （３８）（ａ）上記反応器をコヒーレント光源に当てて
    上記反応器内で散乱する光をその場で発生させるステッ
    プと、 （ｂ）上記反応器内で散乱する上記の光を検出するステ
    ップとを含み、 それにより上記散乱光を解析することにより上記反応器
    内の汚染を測定することができるという、請求項（１）
    に記載の方法。
39. （３９）上記コヒーレント光源がＨｅＮｅレーザまたは
    ダイオード・レーザからなるという、請求項（３８）に
    記載の方法。
40. （４０）ビデオ回路を用いて上記ステップｂからのデー
    タ信号で示される汚染を検出することにより、上記散乱
    光を検出する上記ステップｂの結果からビデオ信号を発
    生させることを含む、請求項（３８）に記載の方法。
41. （４１）上記高周波電圧のデューティ・サイクルが約０
    ．９０より大きいという、請求項（２８）に記載の方法
    。
42. （４２）静電的、電磁的、機械的、熱、圧力、検湿また
    は化学的手段を適用して、プラズマ反応器系内の粒子汚
    染をその場で除去するための汚染除去手段を含む、プラ
    ズマ反応器系内でのプラズマ汚染を防止するための装置
    。
43. （４３）（ａ）高周波電圧を印加して、上記反応器内で
    プラズマを発生させる手段と、 （ｂ）上記高周波電圧を周期的に短時間遮断し、その後
    再度上記高周波電圧を確立して、上記高周波電圧を印加
    して上記反応器内で上記プラズマを発生させるより長い
    時間の間に、周期的に上記高周波電圧及び上記プラズマ
    を瞬間的に何度も遮断する手段と、 （ｃ）上記プラズマ処理が完了するまで、上記高周波電
    圧の上記短時間の遮断によって中断される上記反応器へ
    の上記高周波電圧の印加を、連続して繰り返す手段と を含む、プラズマ処理の際プラズマ汚染を防止するため
    の、請求項（４２）に記載の装置。
44. （４４）上記汚染除去手段が上記の力を発生し、上記の
    力を上記反応器内でかけて、上記反応器内で汚染をもた
    らす可能性のある粒子を、上記反応器の活性領域から離
    れた空間に移動させ、それによって上記反応器の前記活
    性領域内の汚染を減らすという、請求項（４２）に記載
    の装置。
45. （４５）有向電磁波を使って上記プラズマ反応器内の粒
    子汚染物質を移動させる手段を含む、請求項（４４）に
    記載の装置。
46. （４６）定常波を使って上記プラズマ反応器内の粒子汚
    染物質を移動させる手段を含む、請求項（４４）に記載
    の装置。
47. （４７）上記定常波が電磁波からなるという、請求項（
    ４６）に記載の装置。
48. （４８）上記定常波が制御可能な位相シフトを有すると
    いう、請求項（４７）に記載の装置。
49. （４９）上記電磁波が、上記反応器の対向する領域から
    の制御可能な位相シフトを有するマイクロ波場からなる
    という、請求項（４７）に記載の装置。
50. （５０）パルス式、連続、または傾斜磁場を使ってプラ
    ズマ反応器内の粒子汚染物質を移動させ、それによって
    汚染を減らす手段を含む、請求項（４４）に記載の装置
    。
51. （５１）有向音波を使ってプラズマ反応器内の粒子汚染
    物質を移動させ、それによって汚染を減らす手段を含む
    、請求項（４４）に記載の装置。
52. （５２）定常音波を使ってプラズマ反応器内の粒子汚染
    物質を移動させ、それによって汚染を減らす手段を含む
    、請求項（４４）に記載の装置。
53. （５３）変換器によって生成された音波を使ってプラズ
    マ反応器内の粒子汚染物質を移動させ、それによって汚
    染を減らす手段を含む、請求項（４４）に記載の装置。
54. （５４）装置内のパルス式ガス・フラックスによって生
    成された音波を使ってプラズマ反応器内の粒子汚染物質
    を移動させ、それによって汚染を減らす手段を含む、請
    求項（４４）に記載の装置。
55. （５５）上記反応器の両側に位置する２個の変換器を使
    ってプラズマ反応器内の粒子汚染物質を移動させ、それ
    によって汚染を減らす手段を含む、請求項（４４）に記
    載の装置。
56. （５６）粒子線を使ってプラズマ反応器内の粒子汚染物
    質を移動させ、それによって汚染を減らす手段を含む、
    請求項（４４）に記載の装置。
57. （５７）電磁放射圧を使ってプラズマ反応器内の粒子汚
    染物質を移動させ、それによって汚染を減らす手段を含
    む、請求項（４４）に記載の装置。
58. （５８）上記電磁放射圧が、レーザまたはコヒーレント
    光源からの光からなるという、請求項（５７）に記載の
    装置。
59. （５９）熱勾配を使ってプラズマ反応器内の粒子汚染物
    質を移動させ、それによって汚染を減らす手段を含む、
    請求項（４４）に記載の装置。
60. （６０）反応器手段と、 上記反応器内でプラズマを発生させる手段と、上記プラ
    ズマに有向エネルギー場をかける手段とを含み、 荷電粒子または中性粒子の時間平均移動が行なわれる、 チェンバから粒子を除去するための装置。
61. （６１）上記プラズマ反応器に応力を加えて、上記粒子
    を上記反応器壁面及び電極表面から除去するための応力
    手段を備える、請求項（４２）に記載の装置。
62. （６２）上記応力手段が、上記反応器を機械的に撹拌し
    てエネルギーを上記粒子に移すエネルギー場を作り出し
    、それにより上記粒子を上記反応器から除去させる準備
    をするという、請求項（６１）に記載の装置。
63. （６３）上記応力手段が機械的衝撃波を発生させるとい
    う、請求項（６１）に記載の装置。
64. （６４）上記応力手段が音波応力を発生させるという、
    請求項（６１）に記載の装置。
65. （６５）上記応力手段が超音波応力を発生させるという
    、請求項（６１）に記載の装置。
66. （６６）上記応力手段が振動応力を発生させるという、
    請求項（６１）に記載の装置。
67. （６７）上記応力手段が熱応力を発生させるという、請
    求項（６１）に記載の装置。
68. （６８）上記応力手段が圧応力を発生させるという、請
    求項（６１）に記載の装置。
69. （６９）（ａ）加工物を高周波プラズマ・チェンバに装
    入する手段と、 （ｂ）高周波電圧を印加して、上記チェンバ内にプラズ
    マを発生させ、上記プラズマを上記加工物に当てて、少
    なくとも上記加工物の片面でプラズマ処理を実施する手
    段と、 （ｃ）上記高周波電圧を周期的に短時間遮断し、その後
    再度上記高周波電圧を確立して、上記高周波電圧を印加
    して上記反応器内で上記プラズマを発生させるより長い
    時間の間に、周期的に上記高周波電圧及び上記プラズマ
    を瞬間的に何度も遮断する手段と、 （ｄ）上記プラズマ処理が完了するまで、上記高周波電
    圧の上記短時間の遮断によって中断される上記反応器へ
    の上記高周波電圧の印加を、連続して繰り返す手段と、 を含むプラズマ処理を実行するための装置。
70. （７０）プラズマ反応器内でプラズマを動作させる時間
    の間にチェンバに外部応力を印加することにより、プラ
    ズマ反応器内の汚染物質を含む上記反応器の内部表面上
    の付着層を除去する手段を含み、上記の印加応力が、上
    記チェンバの表面上の上記付着層を破壊し、かつ薄片ま
    たは粒子を上記表面から緩めさせるのに充分な大きさで
    ある、プラズマ反応器から汚染物質を除去する装置。
71. （７１）約５％未満程度の痕跡量のフッ化フィード・ガ
    スを添加することにより、処理プラズマ中の粒子汚染を
    減らす手段を含む、請求項（４２）に記載の装置。
72. （７２）約５％未満程度の痕跡量のＣＦ＿４またはＮＦ
    ＿３フィード・ガスを添加することにより、処理プラズ
    マ中の粒子汚染を減らす手段を含む、請求項（４２）に
    記載の装置。
73. （７３）処理前のプラズマを反応性ガスに露出させて上
    記反応器の内部から水、酸素、または吸収された有機薬
    品を減らす手段を含む、請求項（４２）に記載の装置。
74. （７４）処理前にＣＦ＿４またはＮＦ＿３プラズマを露
    出させ、それによって、プラズマ・チェンバ内部から水
    、酸素、または吸収された有機薬品を減らす手段を含む
    、請求項（７３）に記載の装置。
75. （７５）加工チェンバに導入する前に検湿フィルタを使
    って処理用フィード・ガスの水含有量を減らす手段を含
    む、請求項（４２）に記載の装置。
76. （７６）処理用フィード・ガスの水含有量を減らす手段
    が、加工チェンバに入る前にシリカゲル・フィルタを含
    むという、請求項（７５）に記載の装置。
77. （７７）処理用フィード・ガスの水含有量を減らす手段
    が、加工チェンバに入る前に上記シリカゲル・フィルタ
    の前に少量のＳｉＦ＿４と処理用ガスの混合物を収容す
    る乾燥スペースを含むという、請求項（７８）に記載の
    装置。
78. （７８）少量のＳｉＦ＿４と処理用ガスを含むフィード
    ・ガス混合物を含む上記乾燥スペースと、フィード・ガ
    スを加工チェンバに導入する前に、誘導プラズマを発生
    させる手段とを含み、それによって上記フィード・ガス
    の水及び水素性物質の含有量を減らすという、請求項（
    ７５）に記載の装置。
79. （７９）（ａ）上記反応器をコヒーレント光源に当てて
    上記反応器内で散乱する光をその場で発生させる手段と
    、 （ｂ）上記反応器内で散乱する上記の光を検出する手段
    とを含み、 それにより上記散乱光を解析することにより上記反応器
    内の汚染を測定することができるという、請求項（４２
    ）に記載の装置。
80. （８０）上記コヒーレント光源がＨｅＮｅレーザまたは
    ダイオード・レーザからなるという、請求項（７９）に
    記載の装置。
81. （８１）ビデオ回路を用いて上記ステップｂからのデー
    タ信号で示される汚染を検出することにより、上記散乱
    光を検出する上記ステップｂの結果からビデオ信号を発
    生させる手段を含む、請求項（７９）に記載の装置。
82. （８２）上記高周波電圧のデューティ・サイクルが約０
    ．９０より大きいという、請求項（７０）に記載の装置
    。