JPH06101452B2 - 真空処理モジュール - Google Patents

真空処理モジュール

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JPH06101452B2
JPH06101452B2 JP63175338A JP17533888A JPH06101452B2 JP H06101452 B2 JPH06101452 B2 JP H06101452B2 JP 63175338 A JP63175338 A JP 63175338A JP 17533888 A JP17533888 A JP 17533888A JP H06101452 B2 JPH06101452 B2 JP H06101452B2
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wafer
chamber
vacuum
gas
processing
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ジェイ ディヴィス セシル
ティー マシューズ ロバート
エム レーウェンスタイン リー
ビー ジューチャ レット
シー ヒルデンブランド ランダル
アイ ジョーンズ ジョン
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テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド
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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12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（Cec
il Davis）及びロバート・マシューズ（Robert Matthew
s）による「真空スライスキャリア（Vacuum Slice Carr
ier）」、 1985年10月24日に出願され現在は放棄されている第790,
708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（Cec
il Davis）、ジョン・スペンサ（John Spencer）、ティ
ム・ウールドリッジ（Tim Wooldridge）、及びデュアネ
・カータ（Duane Carter）による「改良真空プロセッサ
（Advanced Vacuum Processor）」、 1987年８月18日に発行された米国特許第4,687,542号で
あって、セシル・デービス（Cecil Davis）、ロバート
・マシューズ（Robert Matthews）、及びランドール・
ヒルデンブランド（Randall Hidenbrand）による「真空
処理システム（Vacuum Processing System）」、 1985年10月24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・
カータ（Duane Carter）及びレット・ジュチア（Rhett
Jucha）による「プラズマ補助エッチング用装置（Appar
atus for Plasma−Assisted Etching）」、 1986年１月30日に出願された第824,342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・ボーリング（Robert Bowling）及びロバート・マ
シューズ（Robert Matthews）による「集積回路処理シ
ステム（Integrated Circuit Processing System）」、 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・ボーリング（Robert Bowling）、グレ
イドン・ララビー（Larrabee）及びベンジャミン・リウ
（Benjamin Liu）による「移動可能な粒子シールド（Mo
vable Particle Shield）」、 1987年７月16日に出願された係属中の第074,448号であ
って、セシル・デービス（Cecil Davis）、ロバート・
マシューズ（Robert Matthews）、リー・ロエベンシュ
タイン（Lee Loewenstein）、ジョー・アバーナシイ（J
oe Abernathy）、及びティモシイ・ウールドリッジ（Ti
mothy Wooldridge）による「処理装置及び方法（Proces
sing Apparatus and Method）」、 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 Davis）、リー・ロエ
ベンシュタイン（Lee Loewenstein）、ロバート・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（Processing
Apparatus and Method）」、 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 Loewenstei
n）、アラン・ローズ（Alan Rose）、ロバート・III・
ケネディ（Robert III・Kennedy）、クレーグ・ハフマ
ン（Craig Huffman）、及びセシル・デービス（Cecil D
avis）による「処理装置及び方法（Processing Apparat
us and Method）」、 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 Loewenstein）
による「処理装置及び方法（Processing Apparatus and
Method）」、 1987年７月16日に出願された係属中の第073,942号であ
って、レット・ジュチャ（Rhett Jucha）及びセシル・
デービス（Cecil Davis）による「処理装置及び方法（P
rocessing Apparatus and Method）」、 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 Matthews）による「処理装置及
び方法（Processing Apparatus and Method）」、 1987年７月16日に出願された係属中の第074,377号であ
って、セシル・デービス（Cecil Davis）、レット・ジ
ュチャ（Rhett Jucha）、ランドール・ヒルデンブラン
ド（Randall Hildenbrand）、リチャード・シュルツ（R
ichard Schultz）、リー・ロエベンシュタイン（Lee Lo
ewenstein）、ロバート・マシューズ（Robert Matthew
s）、クレーグ・ハフマン（Craig Huffman）、ジョン・
ジョーンズ（John Jones）による「処理装置及び方法
（Processing Apparatus and Method）」、 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 Loewenstein）、レット・ジュチ
ャ（Rhett Jucha）、ロバート・マシューズ（Robert Ma
tthews）、ランドール・ヒルデンブランド（Randall Hi
ldenbrand）、デーン・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（Proc
essing Apparatus and Method）」、 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 Davis）、レット・ジ
ュチャ（Rhett Jucha）、ジョセフ・ルトマ（Joseph Lu
ttmer）、ルディ・ヨーク（Rudy York）、リー・ロエベ
ンシュタイン（Lee Loewenstein）、ロバート・マシュ
ーズ（Robert Matthews）、及びランドール・ヒルデン
ブランド（Randall Hidenbrand）による「処理装置及び
方法（Processing Apparatus and Method）」、 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・ジュチャ（Rhett Jucha）及びセシル・
デービス（Cecil Davis）による「処理装置及び方法（P
rocessing Apparatus and Method）」、 1987年７月16日に出願された係属中の第074,450号であ
って、レット・ジュチャ（Rhett Jucha）、セシル・デ
ービス（Cecil Davis）及びジョン・ジョーンズ（John
Jones）による「処理装置及び方法（Processing Appara
tus and Method）」、 1987年７月16日に出願された係属中の第074,375号であ
って、レット・ジュチャ（Rhett Jucha）、D.カータ
（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 Apparatus and Method）」、 1987年７月16日に出願された係属中の第074,411号であ
って、レット・ジュチャ（Rhett Jucha）、セシル・デ
ービス（Cecil Davis）、D.カータ（D.Carter）、S.ク
ランク（S.Crank）及びジョン・ジョーンズ（John Jone
s）による「処理装置及び方法（Processing Apparatus
and Method）」、 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・ジュチャ（Rhett Jucha）、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（Processing Apparatus and Met
hod）」、 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 Davis）、リー・ロエ
ベンシュタイン（Lee Loewenstein）、ディーン・フリ
ーマン（Dean Freeman）、ジェームス・ブリス（James
Burris）による「処理装置及び方法（Processing Appar
atus and Method）」、 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 Freeman）、ジェー
ムス・ブリス（James Burris）、セシル・デービス（Ce
cil Davis）、及びリー・ロエベンシュタイン（Lee Loe
wenstein）による「処理装置及び方法（Processing App
aratus and Method）」、 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・ブリス（James Burris）、セシル・デービス（Ce
cil Davis）、及びリー・ロエベンシュタイン（Lee Loe
wenstein）による「処理装置及び方法（Processing App
aratus and Method）」、 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・ブリス（James Burris）、セシル・デービス（Ce
cil Davis）、リー・ロエベンシュタイン（Lee Loewens
tein）による「処理装置及び方法（Processing Apparat
us and Method）」、 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（Cecil Davis）、パトリシア・スミス（Patri
cia Smith）、ルディ・ヨーク（Rudy York）、リー・ロ
エベンシュタイン（Lee Loewenstein）、及びレット・
ジュチヤ（Rhett Jucha）による「処理装置及び方法（P
rocessing Apparatus and Method）」、 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（Cecil Davis）、パトリシア・スミス（Patri
cia Smith）、及びルディ・ヨーク（Rudy York）による
「処理装置及び方法（Processing Apparatus and Metho
d）」、 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（Cecil Davis）、パトリシア・スミス（Patri
cia Smith）、ルディ・ヨーク（Rudy York）による「処
理装置及び方法（Processing Apparatus and Metho
d）」、 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）、ルディ・
ヨーク（Rudy York）、パトリシア・スミス（Patricia
Smith）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 Metho
d）」、 1987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（Rudy York）、ジョセフ・ルト
マ（Joseph Luttmer）、パトリシア・スミス（Patricia
Smith）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 Metho
d）」、 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（Rudy York）、ジョセフ・ルト
マ（Joseph Luttmer）、パトリシア・スミス（Patricia
Smith）、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 Met
hod）」、 1987年７月16日に出願された係属中の第075,018号であ
って、セシル・デービス（Cecil Davis）、ジョー・ア
バーナシイ（Joe Abernathy）、ロバート・マシューズ
（Robert Matthews）、ランドール・ヒルデンブランド
（Randall Hildenbrand）、ブルース・シンプソン（Bru
ce Simpson）、ジェームス・ボールマン（James Bohlma
n）、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（Processing Apparatus and Method）」、 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・
マシューズ（Robert Matthews）、ルディ・ヨーク（Rud
y York）、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・ハンタ（James Hunter）による「処理装置及び方法
（Processing Apparatus and Method）」、 1987年７月16日に出願された係属中の第075,449号であ
って、セシル・デービス（Cecil Davis）、グレッグ・
スミス（Greg Smith）、ロバート・マシューズ（Robert
Matthews）、ジョン・ジョーンズ（John Jones）、ジ
ェームス・スミス（James Smith）及びリチャード・シ
ュルツ（Richard Schultz）による「処理装置及び方法
（Processing Apparatus and Method）」、 1987年７月16日に出願された係属中の第074,440号であ
って、セシル・デービス（Cecil Davis）、ディーン・
フリーマン（Dean Freeman）、ロバート・マシューズ
（Robert Matthews）、及びジョエル・トムソンによる
「処理装置及び方法（Processing Apparatus and Metho
d）」、 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 Davis）、リー・ロエ
ベンシュタイン（Lee Loewenstein）、シャーロッテ・
ティプトン（Charlotte Tipton）、ランディ・スミス
（Randes Smith）、R.ポールマイヤ（R.Pohlmeier）、
ジョン・ジョーンズ（John Jones）、ロバート・ボーリ
ング（Robert Bowling）、及びI.ラッセル（I.Russel）
による「処理装置及び方法（Processing Apparatus and
Method）」、 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 Loewenstei
n）、セシル・デービス（Cecil Davis）による「処理装
置及び方法（Processing Apparatus and Method）」、 1987年７月16日に出願された係属中の第074,418号であ
って、ウェイン・フィシャ（Wayne Fisher）による「処
理装置及び方法（Processing Apparatus and Metho
d）」、 1987年７月16日に出願された係属中の第073,934号であ
って、ウェイン・フィシャ（Wayne Fisher）、トミイ・
ベネット（Tommy Bennet）、セシル・デービス（Cecil
Davis）、及びロバート・マシューズ（Robert Matthew
s）による「処理装置及び方法（Processing Apparatus
and Method）」、 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 Davis）、ロバート・
マシューズ（Robert Matthews）及びウェイン・フィシ
ャ（Wayne Fisher）による「処理装置及び方法（Proces
sing Apparatus and Method）」、 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 Davis）、ディーン・
フリーマン（Dean Freeman）、ロバート・マシューズ
（Robert Matthews）、及びジオエル・トムリン（Joel
Tomlin）による「処理装置及び方法（Processing Appar
atus and Method）」、 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）、ジオー・ア
バーナシイ（Joe Abernathy）、ロバート・マシューズ
（Robert Matthews）、ランディ・ヒルデンブランド（R
andy Hildenbrand）、ブルース・シンプソン（Bruce Si
mpson）、ジェームス・ボールマン（James Bohlman）、
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（Processing Apparatus and Method）」、 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 Davis）及びレット・
ジュチャ（Rhett Jucha）による「処理装置及び方法（P
rocessing Apparatus and Method）」、 1987年７月16日に出願された係属中の第073,935号であ
って、ジイアン・リウ（Jian Liu）、セシル・デービス
（Cecil Davis）及びリー・ロエベンシュタイン（Lee L
oewenstein）による「処理装置及び方法（Processing A
pparatus and Method）」、 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 Loewenstei
n）、ディーン・フリーマン（Dean Freeman）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）」、 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 Loewenstei
n）、ディーン・フリーマン（Dean Freeman）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）」、 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 Loewenstei
n）、ディーン・フリーマン（Dean Freeman）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）」、 1987年７月16日に出願された係属中の第073,949号であ
って、リー・ロエベンシュタイン（Lee 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 and Method）」、 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（Lee 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 and Method）」、 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 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 and Method）」、 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 Loewenstei
n）、セシル・デービス（Cecil Davis）及びレット・ジ
ュチャ（Rhett Juch）による「処理装置及び方法（Proc
essing Apparatus and Method）」、 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・ジュ
チャ（Rhett Jucha）による「処理装置及び方法（Proce
ssing Apparatus and Method）」、 1987年７月16日に出願された係属中の第074,425号であ
って、レット・ジュチャ（Rhett Jucha）、セシル・デ
ービス（Cecil Davis）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（Proce
ssing Apparatus and Method）」、 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・ジュチャ（Rhett Jucha）、セシル・デ
ービス（Cecil Davis）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（Proce
ssing Apparatus and Method）」、 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（Robert Matthews）、レット・ジュチャ（R
hett Jucha）及びリー・ロエベンシュタイン（Lee Loew
enstein）による「処理装置及び方法（Processing Appa
ratus and Method）」、 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 Davis）、ロバート・
マシューズ（Robert Matthews）、リー・ロエベンシュ
タイン（Lee Loewenstein）、レット・ジュチャ（Rhett
Jucha）、ランディ・ヒルデンブランド（Randy Hilden
brand）、及びジョン・ジョーンズ（John Jones）によ
る「処理装置及び方法（Processing Apparatus and Met
hod）」、 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（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 Apparatus and Method）」、 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 Apparatus and
Method）」、 1987年７月16日に出願された係属中の第073,946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 Apparatus and Method）」、 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 Apparatus and Method）」、 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体ウエハ等の加工品を処理する真空処理
モジュールに関する。
（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、
100Åのシリコン粒子が表面に付着し、成長中の200Å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ゝある。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、100Å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、50,000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、一般的に適
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因の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撹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（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（Whelan）
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
ウエ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ェハの活性面への付
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10-5torr以下の
圧力ではブラウン運動が約100Å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、10-5torr以下の
圧力では、100Åの粒子で１秒間に1m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10-5torrより低い圧力の雰囲気だと、100Å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くさ
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つづつポ
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
のの利点がある。第１に、一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ゝ、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ール領域から（一の装填
ロック内へ、または一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。
こゝ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、必要なク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へウェ
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、こゝに開示するような
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ため
の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。こゝ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。真空ウェハキャリヤ10は、第
４図にもやゝ詳しく示されてある。
真空ウェハキャリヤ10は、そのドア14を開いた状態で示
してある。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10-3torr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図に詳しく示してある。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の位置は正正確に分る。つまり、真空ウェハキ
ャリヤ10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、その他広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）と反応側のドア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、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（purge）
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。ガスは供給源から蓋20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
-3torr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
10-4torr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10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は高圧計（熱電対等）、低圧
計（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10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10-3torr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内の両圧力はほゞ等しく、真空フィードスルー25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つのセンサスイッチ708（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
センサスイッ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28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ッチが検出
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
スイッチが検出するまで、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12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弾動的輸
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510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52
0、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46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42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46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44に固定されてい
る。つまり、回転ロッドは、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44を駆動する。回転可
能な移送アーム支持体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とのジョイントが回転可
能な移送アーム支持体44と筒状支持体46とのジョイント
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のほゞ真上に支持されて
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90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
室間移送ポート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
こゝに含まれる1987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（0.030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28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、アーデル（Ardel−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、こゝ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、ウェハのエッジでだけ生じる。
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56（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が閉かれたとき
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。こゝで昇降駆動モータ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は平坦面でなくテーパ面
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、ウェハのエッジに制限され
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、こゝで用いる
“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ッジから１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本のピン50の小円錐体52が小肩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4.75mm（0.187
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本のピン50を加えた高さと比べて充分なクリアランス
を与えねばならないが、それよりかるかに大きくする必
要はない。例えば、移送アーム28は各３本のピン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（0.085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ほど大きい厚さを有
するが、真空ウェハキャリヤ10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。シャフト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。ポート30を開くには、シャフト58
0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
送ポート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。こゝでア
ーム駆動モータ34が再び作動され、移送アーム28を室間
移送ポート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の最右位置である。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自体に用いられたピンのように、第３図に示す
ようにウェハ支持ピン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
ピン53等のウェハ支持体からウェハを持ち上げたりある
いはその上へ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、ピン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よいし、あ
るいはウェハを受け入れるその他の機械的構成を有して
もよいし、但し何れの場合にも、移送ウェハ48を受け入
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。移送ウェハを受け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（bellow
s）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
ッチングまたはRIE（反応イオンエッチング）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。一例として、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、クリーンルムへの頻繁な出入りによ
って生じるエ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ポート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
送ポート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。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
位置に後退させる。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28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内の全ウェハ（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、更に空間移送ポート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、その結果装填ロック内の
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。こゝで、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）真空ウェハキャリヤ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３が真空ウェハキャリヤ10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10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50
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、空間移送ポート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。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のエッジがドア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、反応イオンエッチングに使用可能
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
をプラズマエッチング、すなわち100mTorrより高い真空
でのエッチングにも使える。当該分野で“プラズマエッ
チング”及び“反応イオンエッチング”（つまり“RI
E"）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ッ
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のエッ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
エッ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、反応イオンエッチングまたはプラズマエッチ
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112、
アース電極110、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ゝ、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130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118を取り囲む水晶片116との間で閉じる。つま
り、このシールが成されると、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。
ヘリウム吹出ポート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118との
間での高反復性の熱接触を保証する。給電電極118に
は、冷媒を供給可能な冷媒マニホルドペース136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
リウム吹出ポート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、千分の数イン
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4
8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、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と小晶片116はわずかに異なる形成とするのが有効
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、ヘリウム吹出ポート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200℃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、100〜800ワ
ットの供給電力）下では、発生プラズマが給電電極118
とアース電極110との間の室をほゞ一様に満たす。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120は処理すべきウェハ直
径のほゞ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だけウェハの表面から
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
ポート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のガス供給ポート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
ス生成物のほゞ一様な濃度。例えば、処理ガス分配器12
0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11
0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ッチング室138の全体が垂直方
向に移動できるように、冷却ライン150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の周縁に沿ってある
程度のスペースを含み、これがガス供給ポート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。
所望のエッ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104
が処理モジュールの残部と同じ圧力（10-3Torr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の最右位置である。
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
単なステップモータなので、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10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ピン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、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との嵌合合体が機械的な
整合の一要素を与える。何故なら、移送アーム28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本のピン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10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10
4またはこゝ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、大きな面積に及び接触では
なく、ウェハの下面またはエッ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とほゞ同様だが、
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10
4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ほ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ピン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10
6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のギャ機構を含む内部の
チェーンドライブは、筒状支持体146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つを選定する必要がないが、一般に全てほゞ同一平
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106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を固定したまゝ移送アーム支持体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がくるように
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105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アセンブリステージ105上に置
かれ、こゝで移送アーム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10
4は開放可能となる。こゝ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10
4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酸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、多数のロッ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106の使用へと、所
望なら、変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等こゝに示す処理モジュ
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つの同種で残り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55
8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554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56
5、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内に示してあるが、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1
2の内部に接続されるものとして明示してある。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H2、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100KHzまたは13.56MHzとし
得る。モジュール570は、処理室218を有し、こゝに分配
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572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570
（処理室218内へ直接光学的に結合されている）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0.1〜750To
rr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H2、Arま
たはHe等を、周波数100KHzの電力300ワットを用い励起
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。
SiH4＞SiH2＋Si2H6＞ポリシリコン＋H2 こゝで光は、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（DCS）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N2で
浄化する。
3.DCS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NH3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、DCS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CF4とO2を用いて処理室をクリーニ
ングする。
こゝ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N2またはArを用いて、室内を高圧、
例えば700Torrに浄化する。
6.酸化源例えばO2を導入し、例えば加熱モジュール572
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N2またはArで、
低圧例えば750〜0.1torrに浄化する。
10.被着用のガス、例えばシラン室内に導しポリシリコ
ン被着する。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。こゝ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N2で
室内が浄化される。圧力は0.1〜750Torrの間で可変であ
る。酸素源、例えばN2OまたはO2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
CF4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0.1〜750Torr、SiH4対O2の
比は例えば１〜５とし得る。
こゝに開示する１クラスの実施例はデグレーズ（deglaz
e）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220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、次のような好首尾な結果で実証され
ている。He3000sccmとO22000sccmとCF4250sccm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3:1の選択性を与えるこ
とが判明した。酸化物のエッチング速度は室温でわずか
７Å／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、ポリシリコンのエッチング速度を遅
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。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O2を使えばよい。やゝ高
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）He3000sccmとO23000sccmとCF4150sccm
の各処理ガス流量、（例えば）2.5Torr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）400ワッ
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204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
から分離する遠隔ゲート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8
088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）内に導き、
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80
2と804から、状態806及びステップ808に進む。ステップ
808では、コンピュータ制御システム206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。状態810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208
（第９図）が検出した後、ロジックは状態810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8
16に進む。ロジックがステップ816にある間に、隔離弁7
07が開けられ、室12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822に
入る。ステップ822で、ドア14が開けられる。
一定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31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、真空ウェ
ハキャリヤドア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28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
ャワーポー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
が一定の軟質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100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20
8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、これはちようど
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、こゝに記す特徴がそ
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2
16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れを発生する。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54の近く
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の直径のほ
ゞ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48から
数cm、約4cm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
ス生成物のほゞ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１〜15cm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220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220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H2、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13.56MHzとし
得る。この実施例では断面がほゞＨ状であって、且つ、
ほゞ円筒状の外表面を有する水晶製バッフル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2
20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
生じない限り、室218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2
20内へ導入可能となる。適切なガスにはN2、H2、O2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ワッ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わず
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（RTP）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232
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
クロスバーを形成する。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212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
して示してある）。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、水晶製バッ
フル232（第12図）のクロスバーが水晶製バッフル604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600（第13
図）とほゞ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、ほゞ同心
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
製バッフル232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とに加えて設けてある。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
設けてある。電極244が供給管250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“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、プラズマエッ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から離れたプラズマによっ
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
ェハ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、異方性エッ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シフトさせる点で望ましいが、プ
ラズマエッ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100W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、例えば一般的なレベルは25〜1000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254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2.45CHz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3.8×7.6×22.9cm（15×３×９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を通めて水晶製の出
口管256へと至るガス通路270に続いている。こゝで処理
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25cm（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500mTorrの圧力及び少なくとも500sccm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、5000sccmの総ガス流が使われる処理
例では、1000W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は図示のほゞ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ポート
サーキュ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、水晶製の出口管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。こゝで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ゝ、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、Ｏ−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、ほと
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302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。
こゝ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、Al、I
n、Pbはそれぞれ、ジメチル亜鉛、トリメチルアルルミ
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HgCdTe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100sccmでマイクロ波空洞を通って処理室内
に入る。そして室は0.3Torr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6.6sccmでガ
ス分配器212介して室内に導入される。次に、活性水素
基が、例えばワッ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
ローム／分で形成され、25×10-6Ωcm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0.05Torrに排気される。所望なら、適切な
ガス、例えばO2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NO2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O2または不活性ガスで浄化される。紫外線が空
間220内で発生され、室218内に導かれる。紫外線が室21
8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48を取り出す。
こゝ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N2O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SiH4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N2Oガスによって一部吸収され
る。被着の完了後、所望ならSF6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218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232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218を汚染しない。第３のガ
ス供給管250は、遠隔プラズマ室で活性化されたガス流
をウェハ48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II−VI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、ZnSe等の硫化物、セレン化物、
テルル化物膜、及びその他のII−IV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254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H
2S、他方のガス分配器を介し２〜3sccmでジメチル亜鉛
（（CH3）2Zn）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、HgCd
Te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HClで除去し、D
I（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30sccmの硫化
水素で浄化し、0.2Torrの真空としてから、基板を100℃
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、且つ不活性化硫化物膜を形成する水素とイオンとを
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２〜3sccm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物質の安定性の点で
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90〜12
0℃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
く、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640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
にバッフル314内に処理ガスの流れを放出し、バッフル3
14は、これらのガス流をウェハ48の面54近くの頂部室21
8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
が示してある）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316に
よって頂部室218から充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に近いほゞ全ての露出表面、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。種（CH3）2Znは極めて反応性が強い
ので、水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）バッフル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18
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180kWの高温白熱灯3
30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
ほゞ円錐状に形成され、高温白熱灯330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図に示してあ
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、こゝに説明する概念の利点を保持しつゝ、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、一例として第18
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344によっ
て垂直方向に制御移動可能である。反射器336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3
36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336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1
9C図のウェハ48のエッジ（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と実線656との間の領域が反射器336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336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659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659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との間に領域が可
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度の円錐とほ
ゞ同様な形状を持つ）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ッジに与えられ
る。一方、可動の上方反射器336が第19C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ッジ
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19C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、
処理に応じてある時間（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ワット）の（例えば）30％でオ
ンされ、ウェハがほゞ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（金メッ
キアルミニウム製の）反射器内に181kW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10cm
（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、H240sccm及びWF68sccmの処
理ガス流は500ミリTorr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2000Å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）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3.8cm（1 1/2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℃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238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2
38と接触しない実施例を示す。そのため、透明真空壁23
8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358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1.5mm（0.06イン
チ）の厚さである。前例と同じく、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、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。
上記両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
はエッ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
壁218が閉じられたとき、ウェハが真空壁238からわずか
な距離（例えば1mm）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21C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。（ヘリコフレックス（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（Inconel（登録商標））製のヘリックス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クアウ
トされる）超高真空システムでの使用が示唆されてい
る。I.サカイ（I.Sakai）等、「弾性金属ガスケット
‘ヘリコフレックス’の密閉概念（Sealing Concept of
Elastic Metal Gasket ‘Helicoflex'）」、32真空（V
acuum）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（Ba
kable Aluminum Vacuum Chamber and Bellows with an
Aluninum Flange and Aluminum Seal for Ultra High V
acuum）」、26IEEE核科学に関する会報4000（1979）；
フレミング（R.B.Fleming）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ク可能シールの開発
（Development of Bakable Seals for Large Non−Circ
uler Port on Tokamak Fusion Test Reactor）」、17真
空科学・技術ジャーナル（Jonrnal of Vacuum Science
and Technology）337（1980）；ハジメ イシマル（Haj
ime Ishimaru）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 Aluminum Vacuum Chamber and Bellows
with an Aluninum Flange and Aluminum Seal for Ultr
a High Vacuum）」、15真空科学・技術ジャーナル（Jon
rnal of Vacuum Science and Technology）、1853（197
8）。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（12〜50kW
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
ールの全巾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全巾を増大し
ない。つまり、第22図に示した例は、ほゞ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（つまり
10-9Torr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ピタキャル膜成長も
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。前エッチング、エッチング及び後エッ
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はそのエッジ周
囲で、RF導体リング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、RF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972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１
図の給送管675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675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
ッチングを行え、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
ッチング、エッチング及び後エッ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と同様でが、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672がシリコン電極670と接触し、頂部室21
2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48の面
近くに処理ガスを与える。水晶製バッフル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（Al:Cu）膜、例えば多量に銅をドープ
したアルミ膜エッ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BCl3、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
後エッチング段が使える。
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5000Å
厚さのアルミ層を含んでいた。初期のガス流は総圧力10
0ミリTorr、印加RF電力レベル350ワットで、単一のウェ
ハ反応器内にBCl360sccm、Cl220sccm及びCH45sccm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ワットの間とし得る。流量
がいかに変化可能かの一例として、Cl2は10〜100sccmの
範囲、BCl2は60〜250sccmの範囲、CH4は０〜15sccmの範
囲内の流量が可能であった。
第１の実施例では、上記の条件で化物の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
グステン上の銅をトープしてアルミ膜を上記の条件でエ
ッチングしたところ、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Torr、印加
RF電力レベル250ワットで、ガス流をBCl390sccmとCl215
sccmに変更した後エッチングを120秒間用いた。得られ
た構造は、ほゞ垂直にエッチングされた側壁、ほとんど
ないか皆無のライン巾腐食、及びフォトレジストに対す
るほゞ2.5対１の選択性を示し、（銅残留物の全くな
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。エッチング中、ウェハを（例えば）約
200℃に加熱し、銅圧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て、高温と活性種
との組合せ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SF6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）の迅速なエッチングを可能とす
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ッ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ッジ優先処理用
モジュールの全体図を示すが、こゝ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。ウェハのエッジにおける反応速
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400と支持体692は断面
がＶ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238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図とほゞ同様な処理モジュール695の
詳細図を示す。これら両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、一方第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図に示したのと同様な）スリップ嵌合せ継
手258によって漏斗状ガス分配器416に接続されいる。ス
リップ嵌合せ継手258は、こゝ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、
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。
ほゞ円錐状バッフル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1mm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4
12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、得られるエッジビードは通常ウェ
ハの全エッジの周囲に延びる。そしてこの背面ビードの
除去はエッ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4
04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。このエッジビードが、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4200の半径は、ウェハ48の半径より約1mm
小さい。円錐状バッフル400は通常、その平坦なベース
面420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2
0のエッ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
のエッジ優先選択性が改善される。
エッジ選択性は更に、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、円錐状バッフル400を
貫いて延び、円錐状バッフル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1mm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100℃
の温度に加熱される。通常のレジスト材料では120〜130
℃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。
エッジビードの除去は、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ッジビードの場合には、第25図
Ｂ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ッ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、O21000sccmとH2200sccmから成り総圧力1Torr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
ッジビード（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ェハス
パッタリングシステムの実施例を示す。このウェハスパ
ッタリングシステムは、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。頂部壁2218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ゝ異
なる。ウェハ移送アーム28は、３本の支持指示部214
（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
に示してある）上に下向きにしてウェハ48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21
4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（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。所望ならこゝで、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図及び26C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4400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
同じく垂直軸を中心に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910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438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に接続れている。
つまり、支持体912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22B図に示すよう
に軸916を中に反時計方向に回転すると、支持912は第2B
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。サセブタ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918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918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26B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CF4とO2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図に示すほゞ水平位置から第26C
図に示すほゞ垂直位置へ、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91
8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26C図に示す開位置に後
退させる。スパッタ被着は、ほゞ通常の条件下で行われ
る。その後、上方室を100mTorr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432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1000Vの電位を印加する。被
着効率を高めるため、ウェハ48とスパッタゲート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
438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214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
関連して前述したごとく、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28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へウェハを移送する。
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28（第１、３及び図）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だけが示してある
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、
アームが積し重ねられたウェハ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から若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の圧力
と等しくされる。ジャケット944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、必要に応じた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の圧力がジャケット944と壁95
7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、そして両圧力が適切なレベル、
例えばほゞ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
と下方に移動可能とする複数の孔965を有する。下方室9
55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97
2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。こゝ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9
57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970
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、ウェハがポート30を介
してキャリヤ10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枚のウェハを受け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け入れるこ
ともできる。５枚より少ないウェハは、例えば１回に１
ウェハづつ処理できる。
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リットルとでき、すな
わち、総加圧容積を有し、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〜
2cm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の適合
を有利に可能としつゝ、（通常高粒子の作業である）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、Hg
CdTeを処理可能である。つまり、HgCdTe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H2Sが、50〜100気圧の圧力で管970から、例えば100sc
cmで供給される。この結果、薄い酸化物の絶縁膜が形成
される。また、例えば100sccmの酸素と例えば40sccm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２
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10
02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図のポート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BF3を管1024を介して送ることも
できる。ガスは空洞1020内でマイクロ波エネルギーを受
ける。ガスは空洞1020内で、例えば0.1Torr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1030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1032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1028との間で水平方向に延びている。
シャワーヘッド1032は、下方室1028内のガスが頂部室10
06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は水平方に延びている。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1040の周囲に、２枚のバイアスプレート1042と1043
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がプレート10
43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1010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1010は、必要なら、開口
1034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（Groove Reduces Aircraft Dr
ag）」、NASA技術概要（Technical Briefs5（２）、192
頁（1980）、及び「達成された使命（Mission Accompli
shed）」、NASA技術概要（Technical Briefs）11
（３）、82頁（1987）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上に付着して
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（Technical Briefs）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、配管中に
流れるガスが壁上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ほゞＶ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、こゝに開示の処理モジ
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条の溝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0.254mm（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1.14mm（0.045インチ）とし得る。
第29B図は、管1112の壁のＶ条溝1110を示す。溝1110は
両頂端1114（左）と1115（右）間の巾が約0.254mm〜約
0.508mm（0.010〜0.020インチ）の範囲で、約0.508mm
（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300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0.254mm（0.01インチ）、底辺両端間の距離は、例え
ば約0.584mm（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11
50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有し、その底
辺両端間の距離は、例えば約1.17mm（0.046インチ）、
底辺から頂端1154までの高さは、例えば約0.508mm（0.0
2インチ）である。
別の３角形状突起1130が第29D図に示してある。突起113
0は、角度60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0.5
08mm（00.020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と同じ角各角度を有し、そ
の底辺両端間の距離は、例えば約0.711mm（0.028イン
チ）、底辺から頂端1164までの高さは、例えば約0.508m
m（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1
144（左）と1145（右）間の距離は、例えば約0.254mm
（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0.508mm（0.020インチ）
の深とし得る。
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
フッ素エッチングである。
炭化水素と臭素源、例えばHBrまたはCF3Brとの組合せ
が、フッ素ベースのエッ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。SF6、N
F3、HF、F2、CF4、C2F6、BF3またはSiF4等のフッ素源
を、フッ素ベースのエッ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500ワットで、SF650sccm、、CH45sccm及びHBr15scc
m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WF620sccmの追加流を加えた。こうして得
られた構造は、ほゞ垂直なエッチ側壁、ほんのわずなラ
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、オーバエッチング時の負荷とし
て作用するWF6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。SF640sccm、CF415
sccm及びHBr25sccm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、負のエッチングバ
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ッチングし
た。SF650sccm、CF418sccm及びHBr25sccm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ミクロンのエッ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“負のエッチングバイアス”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21sccmに増すと、エ
ッチングが完全に停止、すなわちタングステンのエッチ
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
コンエッ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、
次のようなエッチング化学作用を用いた。初期のガス流
はSF650sccm、CF45sccm及びHBr15sccmを含み、総圧力25
0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
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、ほゞ垂直のシリコン側壁をもたらした。但し、これ
らのエッ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、このエッチング化学作用はトレン
チをエッ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
りまたは逆行曲りのようにエッ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ッチング条件に
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ッチング用の化学作用では、SF6等
のフッ素源と、HBr等の臭素源と、非常に弱い酸素源
（例えば一酸化炭素）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、異性性の高速フッ素エッチングを与える。
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SF625sccm、HBr25sccm及びCO40sccm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。オーバエッチング期間中は、WF620sccm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、ほ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、一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、、N2OやCO2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（1sccm以下）のO2を用いるという利利点を得る
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ッチング用の化学作用では、フッ素
源（SF6等）と、フルオロシラン（SiF4等）と、臭素源
（HBr等）と、一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ッチ
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SiF425sccm、SF625sccm、HBr25sccm及びCO30sc
cmを含み、総圧力350ミリTorr、印加RF電力レベル175ワ
ットであった。オーバエッチングの期間中はレジストの
侵食を避けるため、WF630sccm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、ほゞ垂直のエッチ
ング側壁、ほ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と頂部壁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、バッフル286がバッフル2
84の下方に位置する。第３のガス供給管250がバッフル2
86の下方に位置し、そしてガスはガス供給管250からバ
ッフル286の孔290とバッフル284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218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バッフル284のどの孔288も第
１バッフル286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、所望に応じこゝに
開示の処理モジュールと組合せて使える。ハウジング28
2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、両バッフルを漏斗の
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、“tufr
amcoated"（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
ェハか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6.35mm（0.
25インチ）を持ち、中心に１つの小さい孔（内径約3.81
mm（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ッパが設備
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
つれて、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
の性質を基づいている。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。
管壁近く（γ＝Ｒ）ではガス速度が非常に低いが、管中
心（γ＝Ｏ）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、こゝ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、そのガスの部分
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
の接続バッフル、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ようど覆う
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、円錐状バッフルなしの第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図に示したバッフル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
る下方バッフルを有することもできる。円錐体の直径
は、供給管250の直径よりやゝ大きくすればよい。円錐
体を逆さに配置するのも可能である。これ以外の２シャ
ワーヘッ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（H.Schlichting）著、「境界層の理論（Boundary−L
ayer Theory）」（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。各孔のサイズは、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（ほゞ2.54mm〜
6.35mm（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テム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
のエッ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.Che
m.,6頁（1979）に見い出せる。
こゝ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
の等方性エッ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、こゝに開示する実
施例はこの機能を乾式処理で行う方法を与える。
この処理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1Torrで、O21000sccm
とH2200sccm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、O2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、O2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、N2O、H2O、
H2、CF4、CHF3、HCl、HBr及びCl2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。（ａ）N2Oの付加は、特に低温においてH2ほ
ど速度を高めない、（ｂ）ハロゲン含有ガスは、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、CF4とCHF3はH2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。CF及びCHF3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、実際上こゝに記す処理はシリ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250sccm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ッ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
るほゞ5000Å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
Å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。
エッ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、及びそのウェハ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ッジにおけるよ
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てある。この系
は、8088ベースPC、つまりテキサス・インツルメント社
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02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802に示すように、制御システム206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
0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が装填ロック圧力制御器704に圧
力設定点信号を与え、同制御器はステップ808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202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206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
常開いたまゝである。
こゝでウェハ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、移送シーケンスの継続を可能とする。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10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206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718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本のテーパ状ピン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206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72
6からマイクロ波プラズマ温度を受け取り、マイクロ波
プラズマ電源制御器727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。
ほ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各弁を通って流され
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206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UV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R
F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208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20
6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。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、当初そこからウェハが取
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48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として示してある。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70
7に信号を送り、ドア14を閉じる。次いで制御システム2
06は真空ウェハキャリヤドアセンサ708をチェックし、
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711、76、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が示してあ
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10、（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13
00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、示してある。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13
10を通じてリング1304から出る。室1306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1312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25℃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13
16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を上昇して該室を
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1320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1320は上昇し、ウェ
ハ48を電極1314との接触状態に置く。
遠隔プラズマは管1322を通る垂直軸に沿って室1306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1306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1330が位置
する。これにより、室1306及び1330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、両電極1312と13
14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電圧と
する。ポンプ1332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1312に対して
スリップ嵌合せを有する。ガス分配器1302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1300に
より好首尾な結果で実施された一処理は、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
のエッチングである。マイクロ波とRFの組合せエッチン
グにより、個々のエッチング速度の和の２倍以上に高め
られた共働によるエッチング速度が次の条件下で得られ
た。ガス流は、BCl380sccmと、Cl220sccmと、He1000scc
m、総圧力1Torr、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2450MHz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
いわけではないエッ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から室11306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1304
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Si2H6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。一例として、RF電力は処理室内において13.5
6MHz、100ワットで、遠隔プラズマ発生器は2450MHz、40
0ワットで動作する。ガスはヘリウム1000sccmとSiH450s
ccm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1Torr、温度は25℃とし得る。SiH4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1Torr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HgCdTe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、O2及びSiH4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。一例として、RF電力は処
理室内において13.56MHz、100ワットで、遠隔プラズマ
発生器は2450MHz、400ワットで動作する。ガスはヘリウ
ム1000sccm、O2100sccm及びSiH450sccmである。圧力は1
1Torr、温度は25℃とし得る。SiH4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1Torr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HgCdTe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NH3との群の中の１つ及
びSiH4またはSiH4Cl2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。一例として、RF電力は処理
室内において、13.56MHz、100ワットで、遠隔プラズマ
発生器は2450MHz、400ワットで動作する。使用ガスはヘ
リウム1000sccm、N2とNH3の群の中の１つ100sccm、及び
SiH4またはSiH2Cl2の群の中の１つ50sccmである。圧力
は1Torr、温度は25℃とし得る。SiH4またはSiH2Cl2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1Torr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HgCdTe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のエッチ
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ッチング速度を生
じる。一例として、RF電力は処理室内において、13.56M
Hz、100ワットで、遠隔プラズマ発生器は2450MHz、400
ワットで動作する。使用ガスはヘリウム1000sccm、CH42
50sccm、及びCF4またはN2の群の中の１つ100sccmであ
る。圧力は1Torr、温度は25℃とし得る。CH4はリング13
04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。エッチング速
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。得られるエッチン
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のエッチングで
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、エッチング速度改
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
されたエッ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、比較的高いエッチング速度で部分的に異方性の
エッチングを与える。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）
制御とエッチングの選択性とを達成できる。その場での
デスカムはエッチングの前に、エッ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、CF4、S
F6、NF3、C2F6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50ワット以下、NWで400ワットと
し得る。流量は、CF4100sccm、CH4125sccm、及びヘリウ
ム1000sccmとし得る。圧力は例えば0.8Torr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
ッ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。酸素とと、灰化強化ガス、例えばC
F4、CHF4、H2、H2O、HCl、HBr、Cl2及びN2O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。一例として、RF電力は処理室内において、13.56MH
z、225ワットで、遠隔プラズマ発生器は2450MHz、400ワ
ットで動作する。使用ガスはCF443sccm及び酸素996sccm
とした。圧力は0.63Torr、温度は25℃とし得る。ガスは
全て、遠隔プラズマ生器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効果をもたらす。つまり、これれ
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、エッ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
のエッチングである。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。一例として、RF電力は処理室内において
13.56MHz、255ワットで、遠隔プラズマ生器は2450MHz、
400ワットで動作する。使用ガスはフッ素源、例えばCF4
200sccm及びヘリウム1000sccmとした。その他のフッ素
源は、それぞれ単独またはCF4と任意に組み合わされたF
2、CHF3、C2F6、SF6、NF3が可能である。圧力は0.7Tor
r、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。エッチング速
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。得られるエッチン
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
のエッチングである。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ン
グ速度を生じた。一例として、RF電力は処理室内におい
て、13.56MHz、255ワットで、遠隔プラズマ発生器は245
0MHz、400ワットで動作する。使用ガスはフッ素源、例
えばCF4200sccm及びヘリウム1000sccmとした。その他の
フッ素源は、それぞれ単独またはCF4と任意に組み合わ
されたF2、CHF3、C2F6、SF6、F3が可能である。圧力は
0.7Torr、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。エッ
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
るエッ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ッチングである。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Cl2、CCl4またはSiCl4とし得る塩素
源と、例えばCH4、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。一
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ワットとできる。遠隔プラズマ発生器には、
周波数2450MHz、400ワッ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0.15Torr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、BCl380sccm、Cl2（塩素）10sccm及び
炭化水素、例えばCH4（メタン）5sccm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、得られるエッ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。エッチングは、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RF電力の使用を可能とする。圧力は1Torr
強から1Torr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
オーバエッチングである。例えばCF4、C2F6、HF、F2、N
F3またはSF6とし得るフッ素源と、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、両用共存する方が改善されたエッチングが得られ
る。炭化水素は、エッチン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。一例として、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つを用いてエッチングする。この工程
後、一例として次の条件下で、遠隔及び近接プラズマ用
いてエッチングを継続する。RF電力は処理室内において
適切な周波数で50ワットとし、遠隔プラズマ発生器は40
0ワットで動作する。使用ガスはフッ素源、例えばSF640
sccm、臭素源、例えばHBr40sccm、及び炭化水素源、例
えばCH4（メタン）5sccm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。
またエッチングは、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0.1Torr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、フッ素ベースのエッチ
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。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、SF65
0sccm、CH45sccm及びHBr15sccmを含み、総圧力250ミリT
orr、印加RF電力レベル500ワットとした。パターンが明
らかになり始めた後、後で詳述するようにWF620sccmを
付加した。こうして得られた構造はほぼ垂直なエッチン
グ壁、ほ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。
CH4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、SF6440
sccm、CH415sccm及びHBr25sccm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、負のエッチングバ
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ッチングし
た。すなわち、SF650sccm、CH418sccm及びHBr25sccm
で、総圧力470ミリTorr及び印加RF電力レベル400ワッ
ト。使用したレジストパターンは、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ミクロンのエッ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.
12ミクロンの“負のエッチングバイアス”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21sccmに
増すと、エッチングが完全に停止、すなわちタングステ
ンのエッチング速度が零になることが、他の実験で実証
さされている。
またこの種類の不活性化学作用は、強い異方方性のシリ
コンエッ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
のようなエッチング化学作用を用いた。すなわち、初期
のガス流はSF650sccm、CH45sccm及びHBr155sccm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
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、ほゝ垂直のシリコン側壁をもたらした。但し、これ
らのエッ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、このエッチング化学作用はトレン
チをエッ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ッチングによる極めて望ましく
な人為構造を生じ易い低圧力のエッ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
利点てある。
別の種類のフッ素エッチング用の化学作用では、SF6等
のフッ素源と、HBr等の臭素源と、非常に弱い酸素源
（例えば一化炭素）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、異方性性の高速フッ素エッチングを与え
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SF625sccm、HBr25sccm及びCO40sccm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。オーバエッチング期間中は、WF620sccm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、ほ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、一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、N2OやCO2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（1sccm以下）のO2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ッチング用の化学作用では、フッ素
源（SF6等）と、フルオロシラン（SiF4等）と、臭素源
（HBr等）と、一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ッチ
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SiF425sccm、SF625sccm、HBr25sccm及びCO30sc
cm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。オーバエッチングの期間中はレジストの
侵食を避けるため、WF630sccm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、ほゞ垂直のエッチ
ング側壁、ほんのわずかなラン巾侵食、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ッチングである。このエッチン
グでは、100sccmで流れるSF6と5000sccm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
コンのエッチング速度は、毎分37オングストロームであ
った。二酸化シリコンはエッ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、F2、CF4またはC2F6
等を使える。これらの追加源が、エッチングの酸化シリ
コンに対する選択性を減少せることがある。エッチング
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HgCdTe処理でも有用で
ある。
別の処理では、上記タングステンエッチングの１つでタ
ングステン膜のほとんどをエッチングした後、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ッチ
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SF640sccm、HBr13sccm、及び炭化水素、例えばCH
4（メタン）5sccmから成る。使用圧力及び温度はそれぞ
れ0.13Torr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Ｗ電力はそれぞ
れ、40、400ワットであった。近接及び遠隔プラズマ
は、選択性及び異方方性を含めたエッチング特性を改善
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が開いた状態のウェハキャリヤ10を示
す。移送アーム28が、キャリヤ10と台1500との間でウェ
ハ８を移送するものとして示してある。アーム28は第
１、３及び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1502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
うに含まれている。真空下でウェハを含むキャリヤ10
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
N2（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図に示してある）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図の最右位置において、
アーム28は台1500上に位置して示してある。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図に示してある）を有する。アー
ムはわずかに下降されてウェハ48をピン1512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15200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ウェハづつ台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N2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14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1502
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
くことができる。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546を有する。このつめ154
6は、キャリヤ1540を把持し、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10を示してある。台1600が、アーム28からウ
ェハ48を受け取るものとして示してある。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。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、ア14が開かれる。次い
で、室12及び処理モジュールに関連して前述したよう
に、きれいなガス、例えばN2（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。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。次いでアームが、室1602の開口16
10を介して外へ移動される。ウェハは、３本のピン50
（そのうち２本だけが第35図に示してある）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
に位置して示してある。台1600は、第１、３及び４図の
ピン53と同様な３本のピン1612（そのうち２本だけが第
35図に示してある）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
れた別の移送機構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ウェハづつ台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16
21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10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N2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1640内に置
かれる。１枚以上のウェハ（または全て）をキャリヤ16
40内に置くことができる。移送機構1642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20
00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てある。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2002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ーを用いて遠
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。水晶製バッフル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2
030との間にスリップ嵌合せを有する。水晶製バッフル2
030は基本的にＨ状断面を有し、供給管250がクロスバー
の中心を通過している。リング2026が空間2024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てある。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
ト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2052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からの熱をプレート2052を
介して差し向ける。加熱モジュール2050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2062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38図に示してある。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
タ制御システム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は断面で示してある。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、バッフ
ル2030、リング2026と2028、プレート2052、反射器207
0、及びリング2100と2102は、軸2120を中心に同心円状
に位置する。バッフル2030及びリング2026、2028は、ベ
ローズ2032により軸2120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2002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20
02からのほぼ下向きの流れが、ポンプ2040（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2232を取り巻いて配置されている。
両電極2230と2232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2024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2240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206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、バッフルの頂部を越え、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
図に示してある）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2052の
下面へと下に延びている。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をプレート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
図及び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2272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図では断面で示してある。また別の円錐状
表面2276が、表面2274より大きい角度で軸21200から離
れるように更に上方に延びている。表面276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22
84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とほぼ同じ距離にある。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2290の下端は、ウェハ48の下方
に延び、そして同じくウェハ48より下に延びたプレート
2052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に沿って下に延びている。反射
器2070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23
02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2100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、2280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、上且つ軸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2302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、ウェハのエッ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け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、例えば黒船またはシリコン作成できる。導体2312
が、電極2310にそのエッ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22
60がウェハ48を電極2310に接触保持している。尚、指状
部2260はノッチ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ッチ内に位置し、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20
50からの熱は、表面2290が熱を軸2120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、例えば外周近
く、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がノッチ2330より深いノ
ッチ2332を有し、そしてこの指状部2260の先端がプレー
ト2310に接する一方、ウェハ48がプレート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
ト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図及び39図
の場合と同じ機能を果たす。反射器2070の表面2290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広く変更可能である。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１、３、
４、5A、及び5B図に示したような室12及びアーム28を１
つ以上備えて使用可能である。シリコン、GaAs及びHgCd
Teの例をここでは示したが、グ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1984
年８月14日付けでオルクット（Orcutt）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（Birchler）等に発行された米国特許第3,349,23
8号に開示されているようなパッ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
ッ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
信機器、計算器、及びその他電子情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、内側紫外線、遠隔MW（マイクロ波）プ
ラズマ発生、RF近接プラズマ発生、及び放射熱のための
別々のエネルギー源を有するモジュールを提供すること
にある。
本発明の利点は、内側紫外線、遠隔MW（マイクロ）プラ
ズマ発生、RF近接プラズマ発生、及び放射熱のための別
々に制御可能なエネルギー源を有するモジュールを提供
することにある。
本発明の利点は、単独でまたは任意の組合せで使用可能
な内側紫外線、遠隔MW（マイクロ波）プラズマ発生、RF
近接プラズマ発生、及び放射熱のための別々のエネルギ
ー源を有するモジュールを提供することにある。
本発明の利点は、その場での乾式清掃を提供することに
ある。
本発明の利点は、高温での天然酸化物の除去に適した処
理モジュールを提供することにある。
本発明の利点は、紫外線と放射熱を同時に用いて高めら
れた膜被着を有する処理モジュールを提供することにあ
る。
本発明の利点は、放射熱と組合された遠隔MW（マイクロ
波）プラズマ源によって、低温でのエピタキシャル膜成
長を可能とする処理モジュールを提供することにある。
本発明の利点は、加工品の片面に水晶プレートを備え、
そこを通じて放射熱が加えられる処理モジュールを提供
することにある。
本発明の利点は、近接RF及び遠隔MW（マイクロ波）両プ
ラズマを組み合わせて用いることによって、等方性及び
異方性の処理を含め、より高い乾式エッチング速度とよ
り高い選択性を持つ処理モジュールを提供することにあ
る。
本発明の利点は、前エッチング、エッチング、及び後エ
ッチング処理に適した処理モジュールを提供することに
ある。
本発明の利点は、直接反応及び／又は迅速熱処理に適し
た処理モジュールを提供することにある。
本発明の利点は、近接RFプラズマ、遠隔MW（マイクロ
波）プラズマ、紫外線、及び放射熱を任意の組合せで用
いることによって、より高い乾式エッチング速度とより
高い選択性を持つ処理モジュールを提供することにあ
る。
本発明の利点は、ウェハを移動することなく、幾つかの
異なる処理を逐次実施可能な処理モジュールを提供する
ことにある。
以上の記載に関連して、以下の各項を開示する。
1.加工品を受け入れ可能な真空処理モジュールにおい
て、 （ａ） 前記加工品から離れ、且つ、流体連通して活性
化種を発生するプラズマ発生器、 （ｂ） 前記加工品に結合されていて、プラズマを発生
する近接プラズマ発生器、 （ｃ） 前記加工品に結合されるヒータ、及び （ｄ） 前記加工品に結合される紫外線源、 を備えた真空処理モジュール。
2.前記加工品が下向きの処理面を有する第１項記載のモ
ジュール。
3.前記遠隔発生器、前記近接発生器、前記ヒータ及び前
記紫外線源が別々に制御されてそれぞれ単独に動作する
第１項記載のモジュール。
4.前記遠隔発生器、前記近接発生器、前記ヒータ及び前
記紫外線源が別々に制御され任意の組合せで動作する第
１項記載のモジュール。
5.処理中前記ヒータが前記加工品の上方に位置する第１
項記載のモジュール。
6.前記ヒータが放射ヒータである第１項記載のモジュー
ル。
7.前記ヒータが伝導ヒータである第１項記載のモジュー
ル。
8.処理中前記ヒータが前記加工品の下方に位置する第１
項記載のモジュール。
9.前記近接プラズマが前記加工品の下方で発生され、前
記近接プラズマ発生器が加工品の上下に電極を有する第
１項記載のモジュール。
10.前記遠隔プラズマ発生器からのプラズマが前記加工
品の下方からその表面に導かれる第１項記記載のモジュ
ール。
11.前記加工品がウェハである第１項記載のモジュー
ル。
12.半導体処理モジュールで使われる制御装置におい
て、 （ａ） 同一の処理室内に結合される複数の独立のエネ
ルギー源、 （ｂ） 前記各エネルギー源毎の、第１入力を有する少
なくとも１つの電源、 （ｃ） 前記第１入力へ電気的に接続され、逐次制御を
与える制御システム、 を備えた制御装置。
13.前記制御システムがコンピュータである第12項の装
置。
14.前記制御システムが各々少なくとも１つの入力を有
する複数の制御器からなり、該少なくとも１つの入力が
コンピュータに接続されている第12項の装置。
15.前記制御システムが少なくとも１つの制御器からな
る第12項の装置。
16.処理室内で加工品を処理する方法において、 （ａ） 遊離基を前記加工品に導く段階、 （ｂ） 前記処理室にエネルギー源を結合する段階、 （ｃ） 前記処理室内の遊離基とその他の粒子濃度及び
エネルギーを独立に制御する段階、 を含む方法。
17.前記遊離基の導入と前記エネルギー源の結合が同時
に発生する第16項記載の方法。
18.前記加工品が下向きの処理面を有する第16項記載の
方法。
19.一の半導体処理室内に結合される複数の独立のエネ
ルギー源を制御する方法において、 （ａ） 第１の選定エネルギーレベルを第１のエネルギ
ー源に加える段階、 （ｂ） 第２の選定エネルギーレベルを第２のエネルギ
ー源に加える段階、及び （ｃ） 前記第１の選定エネルギーレベルを変更する段
階、 を含む方法。
20.前記第２の選定エネルギーレベルを変更することを
更に含む第19項の方法。
21.前記第11の選定エネルギーレベルが、前記第２の選
定エネルギーレベルの前に変更される第20項の方法。
22.前記第１の選定エネルギーレベルと前記第２の選定
エネルギーレベルが同時に変更される第20項の方法。
23.4つの別々のエネルギー源をそれぞれ表す遠隔プラズ
マ発生器（2010）と、近接プラズマ発生器（2028）る、
紫外線源（2024）と、放射ヒータ（2050）とを有する処
理モジュール（2000）。これら４つのエネルギー源が単
独でまたは任意の組合せで使え、別々に制御可能であ
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及び第
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図は実際のエッ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図の処理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
してあるが、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図は加熱源の全巾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23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25B図は（特にフォト
レジストベーク及び／又はエッジビード除去のための）
エッ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2
9G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
面図である。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）、 1326……遠隔プラズマ（発生器）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ａ (72)発明者 リー エム レーウェンスタイン アメリカ合衆国 テキサス州 75074 プ ラノ コーティズ ドライヴ 1809 (72)発明者 レット ビー ジューチャ アメリカ合衆国 テキサス州 75423 セ レスト ルート２ ボックス 149 (72)発明者 ランダル シー ヒルデンブランド アメリカ合衆国 テキサス州 75080 リ チャードソン ウェストオーヴァー 634 (72)発明者 ジョン アイ ジョーンズ アメリカ合衆国 テキサス州 75023 プ ラノ ジェローム ドライヴ 7700 (56)参考文献 特開 昭61−114532（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−107730（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−265819（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−76846（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】加工品を受け入れ可能な真空処理モジュー
    ルにおいて、 （ａ） 前記加工品から離間し且つ流体連通して活性核
    種を発生する遠隔プラズマ発生器と、 （ｂ） 前記加工品に対するプラズマを発生する近接プ
    ラズマ発生器と、 （ｃ） 前記加工品に対する熱を発生するヒータと、 （ｄ） 前記加工品に対する紫外線を発生する紫外線源
    と を含む真空処理モジュール。
JP63175338A 1987-07-16 1988-07-15 真空処理モジュール Expired - Lifetime JPH06101452B2 (ja)

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