JPH0684812A - 多電極プラズマ処理装置 - Google Patents
多電極プラズマ処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラズマ強化処理による半導体ウエーハ製作
において、堆積膜のストレスと堆積速度と膜の均一性を
独立に制御し、処理室のクリーニングを効率的に行なう
ことのできる装置と方法を提案する。 【構成】 プラズマ処理装置(10)は、シャワーヘッ
ド組立体(52)と、無線周波数チャック(24)と、
スクリーン電極(66)とを備え、いずれも低周波電源
(108)と高周波電源(100、132)と電気接地
(110)に接続することができ、または電気的に浮遊
(94)したままでよい。スクリーン電極(66)のス
クリーン(70)はシャワーヘッド組立体(52)と半
導体ウエーハ(22)を囲み、電源(100、108)
に接続してプラズマ処理環境(62)に影響を与え、プ
ラズマの濃度や均一性などを独立に制御する。
において、堆積膜のストレスと堆積速度と膜の均一性を
独立に制御し、処理室のクリーニングを効率的に行なう
ことのできる装置と方法を提案する。 【構成】 プラズマ処理装置(10)は、シャワーヘッ
ド組立体(52)と、無線周波数チャック(24)と、
スクリーン電極(66)とを備え、いずれも低周波電源
(108)と高周波電源(100、132)と電気接地
(110)に接続することができ、または電気的に浮遊
(94)したままでよい。スクリーン電極(66)のス
クリーン(70)はシャワーヘッド組立体(52)と半
導体ウエーハ(22)を囲み、電源(100、108)
に接続してプラズマ処理環境(62)に影響を与え、プ
ラズマの濃度や均一性などを独立に制御する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は一般に半導体ウエーハ
製作プロセスに関し、より詳しくは、各種のプラズマ強
化装置の処理の応用における半導体ウエーハ・プラズマ
処理の多電極、多ゾーン・プラズマ処理装置に関する。
製作プロセスに関し、より詳しくは、各種のプラズマ強
化装置の処理の応用における半導体ウエーハ・プラズマ
処理の多電極、多ゾーン・プラズマ処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子要素の製造者は、各種の製作技術を
用いて半導体装置を製造する。応用範囲(例えば堆積、
エッチング、クリーニング、アニーリング)の広い1つ
の方法は、「プラズマ援助」または「プラズマ強化」処
理と呼ばれる。
用いて半導体装置を製造する。応用範囲(例えば堆積、
エッチング、クリーニング、アニーリング)の広い1つ
の方法は、「プラズマ援助」または「プラズマ強化」処
理と呼ばれる。
【0003】プラズマ強化処理は乾式処理技術で、通常
高周波放電により生成されるイオン化ガスが活性化した
準安定の中性およびイオン化ガスを発生し、これが化学
的に反応して製作反応器内で半導体基板上に薄い材料層
を堆積し、または材料をエッチングする。
高周波放電により生成されるイオン化ガスが活性化した
準安定の中性およびイオン化ガスを発生し、これが化学
的に反応して製作反応器内で半導体基板上に薄い材料層
を堆積し、または材料をエッチングする。
【0004】半導体製造におけるプラズマ強化処理の各
種の応用に含まれるのは、ポリシリコン、金属、酸化
物、ポリサイドの薄膜の高速反応イオン・エッチング
(RIE)や、露光しまたシリレートした(silylated)
ホトレジスト層の乾式現像や、誘電体、アルミニウム、
銅、その他の材料のプラズマ強化化学気相堆積(PEC
VD)や、バイアスしたスパッタリングなどのプロセス
を含むプレーナ化したレベル間誘電体形成や低温エピタ
キシャル半導体成長プロセスなどである。
種の応用に含まれるのは、ポリシリコン、金属、酸化
物、ポリサイドの薄膜の高速反応イオン・エッチング
(RIE)や、露光しまたシリレートした(silylated)
ホトレジスト層の乾式現像や、誘電体、アルミニウム、
銅、その他の材料のプラズマ強化化学気相堆積(PEC
VD)や、バイアスしたスパッタリングなどのプロセス
を含むプレーナ化したレベル間誘電体形成や低温エピタ
キシャル半導体成長プロセスなどである。
【0005】プラズマ強化プロセスには、リモート発生
またはローカル発生のプラズマを用いてよい。リモート
発生プラズマは、プラズマ発生装置が製作反応器(fabri
cation reactor) の外で生成するプラズマである。プラ
ズマは主処理室(process chamber) に導かれ、半導体ウ
エーハと作用して各種の所望の製作プロセスを行なう。
またはローカル発生のプラズマを用いてよい。リモート
発生プラズマは、プラズマ発生装置が製作反応器(fabri
cation reactor) の外で生成するプラズマである。プラ
ズマは主処理室(process chamber) に導かれ、半導体ウ
エーハと作用して各種の所望の製作プロセスを行なう。
【0006】ローカル発生プラズマは、プラズマ発生荷
電電極が処理室内および半導体ウエーハの周りで適当な
プロセス・ガスから発生するプラズマである。エッチン
グおよび堆積用の従来のプラズマ処理反応器は、通常1
3.56MHzや2.5GHzリモートプラズマやこれ
らのプラズマの組み合わせを用いる。
電電極が処理室内および半導体ウエーハの周りで適当な
プロセス・ガスから発生するプラズマである。エッチン
グおよび堆積用の従来のプラズマ処理反応器は、通常1
3.56MHzや2.5GHzリモートプラズマやこれ
らのプラズマの組み合わせを用いる。
【0007】従来のシステムでは、プラズマを発生する
無線周波数電源を、ウエーハ・サセプタまたはチャック
と呼ぶ導電性のウエーハ保持装置に電気的に接続する。
無線周波数電力により、チャックおよびウエーハはウエ
ーハの表面近くに無線周波数のプラズマ放電を生成す
る。プラズマ媒体は半導体ウエーハの表面と作用して、
エッチングや堆積などの所望の製作プロセスを行なう。
無線周波数電源を、ウエーハ・サセプタまたはチャック
と呼ぶ導電性のウエーハ保持装置に電気的に接続する。
無線周波数電力により、チャックおよびウエーハはウエ
ーハの表面近くに無線周波数のプラズマ放電を生成す
る。プラズマ媒体は半導体ウエーハの表面と作用して、
エッチングや堆積などの所望の製作プロセスを行なう。
【0008】これらのシステムでは、ウエーハとチャッ
クに対向しまたは平行にシャワーヘッド組立体があり、
プラズマ発生ガスまたは混合ガスを処理室内に注入す
る。チャックとシャワーヘッドの表面が平行であるた
め、平行面構成と呼ばれる。一般にシャワーヘッドは電
気接地に接続する。
クに対向しまたは平行にシャワーヘッド組立体があり、
プラズマ発生ガスまたは混合ガスを処理室内に注入す
る。チャックとシャワーヘッドの表面が平行であるた
め、平行面構成と呼ばれる。一般にシャワーヘッドは電
気接地に接続する。
【0009】しかし設計によっては、シャワーヘッド組
立体をプラズマを発生する無線周波数電源に接続し、チ
ャックおよび半導体ウエーハを電気接地に接続してよ
い。また別の構成では、ローカル発生プラズマとリモー
ト発生プラズマの組み合わせを用いてよい。これらの既
知の構成では、すべてプラズマ・プロセス応用領域を含
む各種の制約がある。
立体をプラズマを発生する無線周波数電源に接続し、チ
ャックおよび半導体ウエーハを電気接地に接続してよ
い。また別の構成では、ローカル発生プラズマとリモー
ト発生プラズマの組み合わせを用いてよい。これらの既
知の構成では、すべてプラズマ・プロセス応用領域を含
む各種の制約がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】2枚の平行板だけを用
いる方法は、その場で行なわれる(in-situ) 室(chambe
r) クリーニングの効率が低く、またプロセス制御の柔
軟性が余り望ましくないという制約がある。詳しくいう
と、従来の平行板構成では、堆積プラズマ・プロセスの
均一性の制御や調整がうまくできない。
いる方法は、その場で行なわれる(in-situ) 室(chambe
r) クリーニングの効率が低く、またプロセス制御の柔
軟性が余り望ましくないという制約がある。詳しくいう
と、従来の平行板構成では、堆積プラズマ・プロセスの
均一性の制御や調整がうまくできない。
【0011】更に、堆積膜のストレスと堆積速度と堆積
均一性とを独立に制御することができない。例えば、膜
のストレスを減らすようにプロセス・パラメータを変化
させると堆積速度に悪い影響を与える。またその逆もあ
る。更にこの型のシステムでは、プラズマ強化エッチン
グおよびRIEプロセスでエッチング速度と選択性と非
等方性とを独立に制御することができない。
均一性とを独立に制御することができない。例えば、膜
のストレスを減らすようにプロセス・パラメータを変化
させると堆積速度に悪い影響を与える。またその逆もあ
る。更にこの型のシステムでは、プラズマ強化エッチン
グおよびRIEプロセスでエッチング速度と選択性と非
等方性とを独立に制御することができない。
【0012】従って、従来のシステムの制約を克服して
その場で行なわれる室のクリーニングを効率的に行い、
プラズマ強化製作プロセスを適切に制御できるような半
導体ウエーハ製作プロセスが必要である。
その場で行なわれる室のクリーニングを効率的に行い、
プラズマ強化製作プロセスを適切に制御できるような半
導体ウエーハ製作プロセスが必要である。
【0013】既知の方法および装置より優れた制御を行
なうことのできる、プラズマ強化半導体装置の製作のた
めの方法および装置が必要である。詳しくいうと、半導
体ウエーハのプラズマ処理の均一性の制御と調整を改善
するプラズマ強化装置の製作方法とシステムが必要であ
る。
なうことのできる、プラズマ強化半導体装置の製作のた
めの方法および装置が必要である。詳しくいうと、半導
体ウエーハのプラズマ処理の均一性の制御と調整を改善
するプラズマ強化装置の製作方法とシステムが必要であ
る。
【0014】プラズマ強化堆積応用において、膜のスト
レスと堆積速度と堆積の均一性を柔軟に制御できるよう
な半導体ウエーハの製作方法および装置が必要である。
レスと堆積速度と堆積の均一性を柔軟に制御できるよう
な半導体ウエーハの製作方法および装置が必要である。
【0015】更に、プラズマ強化RIEプロセスにおい
て、半導体ウエーハのエッチング速度と選択性と非等方
性とを柔軟に制御できる方法およびシステムが必要であ
る。
て、半導体ウエーハのエッチング速度と選択性と非等方
性とを柔軟に制御できる方法およびシステムが必要であ
る。
【0016】
【課題を解決するための手段】従ってこの発明は、従来
のプラズマ処理方法および装置に関する欠点または制約
を克服しまたは減少するような、強化した半導体ウエー
ハ処理用のプラズマ処理システム構成を提供する。
のプラズマ処理方法および装置に関する欠点または制約
を克服しまたは減少するような、強化した半導体ウエー
ハ処理用のプラズマ処理システム構成を提供する。
【0017】この発明の一態様は、製作反応器処理室内
で強化した半導体ウエーハ処理を行なうためのプラズマ
処理システム構成であって、処理室内に配設され、セラ
ミックまたはテフロンなどの電気絶縁材料で製作した基
体を含む。
で強化した半導体ウエーハ処理を行なうためのプラズマ
処理システム構成であって、処理室内に配設され、セラ
ミックまたはテフロンなどの電気絶縁材料で製作した基
体を含む。
【0018】この基体と一体になってスクリーンが取り
付けられ、これは通常プラズマ発生ガスまたは混合ガス
からプラズマを発生する無線周波数電力を伝導する導電
材料で製作する。スクリーン上には複数の通路すなわち
穴があり、処理室内でのプラズマ環境と室壁とを導通さ
せる。
付けられ、これは通常プラズマ発生ガスまたは混合ガス
からプラズマを発生する無線周波数電力を伝導する導電
材料で製作する。スクリーン上には複数の通路すなわち
穴があり、処理室内でのプラズマ環境と室壁とを導通さ
せる。
【0019】このスクリーンは、半導体ウエーハと、プ
ラズマ生成ガスを処理室へ流すシャワーヘッドと、ウエ
ーハを保持する無線周波数チャックを囲む。ウエーハと
シャワーヘッドと無線周波数チャックを囲むことによ
り、この発明のスクリーン電極は半導体ウエーハの近く
に多電極プラズマ処理の環境を作る。
ラズマ生成ガスを処理室へ流すシャワーヘッドと、ウエ
ーハを保持する無線周波数チャックを囲む。ウエーハと
シャワーヘッドと無線周波数チャックを囲むことによ
り、この発明のスクリーン電極は半導体ウエーハの近く
に多電極プラズマ処理の環境を作る。
【0020】更にこの発明は、スクリーン電極や他の電
極を各種の無線周波数源に電気的に接続して所望のプラ
ズマ処理環境を生成する回路を含む。
極を各種の無線周波数源に電気的に接続して所望のプラ
ズマ処理環境を生成する回路を含む。
【0021】この発明の技術的利点は、製作反応器処理
室内でその場で行なわれる室のクリーニングと半導体ウ
エーハ処理とを共に著しく促進することである。例えば
この発明により、半導体ウエーハ処理中に断続的にその
場で行なわれる室のクリーニングを柔軟に行なうことが
できる。
室内でその場で行なわれる室のクリーニングと半導体ウ
エーハ処理とを共に著しく促進することである。例えば
この発明により、半導体ウエーハ処理中に断続的にその
場で行なわれる室のクリーニングを柔軟に行なうことが
できる。
【0022】この発明によって行なうことのできるプロ
セスは、リモートプラズマと無線周波数プラズマの混合
処理、無線周波数マグネトロンと無線周波数プラズマの
混合処理、多電極プラズマの混合/多周波数処理を含
む。
セスは、リモートプラズマと無線周波数プラズマの混合
処理、無線周波数マグネトロンと無線周波数プラズマの
混合処理、多電極プラズマの混合/多周波数処理を含
む。
【0023】この発明の別の顕著な技術的利点は、プラ
ズマ処理パラメータを実時間で制御する能力が高まるこ
とである。これらのパラメータには、プラズマ・プロセ
スの均一性の制御、プラズマ強化化学気相堆積で起こる
ような膜のストレスの制御、プラズマ・エッチング処理
中の側壁角すなわち非等方性の制御などが含まれる。
ズマ処理パラメータを実時間で制御する能力が高まるこ
とである。これらのパラメータには、プラズマ・プロセ
スの均一性の制御、プラズマ強化化学気相堆積で起こる
ような膜のストレスの制御、プラズマ・エッチング処理
中の側壁角すなわち非等方性の制御などが含まれる。
【0024】
【実施例】この発明の望ましい実施態様は各図を参照す
るとよく理解される。各図の同じおよび対応する部分に
は同じ番号を用いる。
るとよく理解される。各図の同じおよび対応する部分に
は同じ番号を用いる。
【0025】この発明により単一ウエーハのプラズマ援
助装置の製作が可能になるが、望ましい実施態様の多電
極構成を用いれば多ウエーハ製作も行なうことができ
る。化学気相堆積(CVD)やエッチングなどのプロセ
スは、処理室の各部および内面に副成物や堆積を残し勝
ちである。
助装置の製作が可能になるが、望ましい実施態様の多電
極構成を用いれば多ウエーハ製作も行なうことができ
る。化学気相堆積(CVD)やエッチングなどのプロセ
スは、処理室の各部および内面に副成物や堆積を残し勝
ちである。
【0026】以前のプロセスで残された室の堆積物によ
って生じる1つの問題は、プロセスの均一性や再現性や
粒子汚染への悪影響である。従来のプラズマ処理では、
クリーニング・プロセス・パラメータ制御の高度の柔軟
性を持って、その場で室のクリーニングを行なうことが
できない。
って生じる1つの問題は、プロセスの均一性や再現性や
粒子汚染への悪影響である。従来のプラズマ処理では、
クリーニング・プロセス・パラメータ制御の高度の柔軟
性を持って、その場で室のクリーニングを行なうことが
できない。
【0027】更に従来のプラズマ処理方法では、プラズ
マの均一性の制御とプラズマのパラメータ調整とがハー
ドウエアおよびプロセスの能力、プラズマプロセッサの
能力と機能を増すように柔軟に実時間で行なうことがで
きない。
マの均一性の制御とプラズマのパラメータ調整とがハー
ドウエアおよびプロセスの能力、プラズマプロセッサの
能力と機能を増すように柔軟に実時間で行なうことがで
きない。
【0028】これらの結果を得るために、堆積またはエ
ッチング・プロセス中または後で効果的なその場での室
のクリーニングを行なうことができれば極めて都合がよ
い。望ましい実施態様は、このような効果的な本来のク
リーニング・プロセスと、優れたプラズマ処理能力を持
つ。
ッチング・プロセス中または後で効果的なその場での室
のクリーニングを行なうことができれば極めて都合がよ
い。望ましい実施態様は、このような効果的な本来のク
リーニング・プロセスと、優れたプラズマ処理能力を持
つ。
【0029】従来の単一ウエーハ・プラズマ処理室で
は、13.56MHz電源が2枚の平行板の間にプラズ
マ放電を発生する。一方の板は、一般に半導体ウエーハ
を保持する無線周波数チャックである。他方は、プラズ
マ生成ガスを処理室へ送る金属シャワーヘッド組立体で
ある。
は、13.56MHz電源が2枚の平行板の間にプラズ
マ放電を発生する。一方の板は、一般に半導体ウエーハ
を保持する無線周波数チャックである。他方は、プラズ
マ生成ガスを処理室へ送る金属シャワーヘッド組立体で
ある。
【0030】ある設計では、半導体ウエーハを保持する
チャックに通電し、シャワーヘッド組立体を電気接地に
接続する。また別の設計では、シャワーヘッド組立体に
通電し、チャックを接地する。これらの設計が持つ制約
は、効果的なその場での室のクリーニングを行なうこと
ができないことと、プラズマ・プロセスの均一性の制御
が一般に非効率であるかまたはできないということであ
る。
チャックに通電し、シャワーヘッド組立体を電気接地に
接続する。また別の設計では、シャワーヘッド組立体に
通電し、チャックを接地する。これらの設計が持つ制約
は、効果的なその場での室のクリーニングを行なうこと
ができないことと、プラズマ・プロセスの均一性の制御
が一般に非効率であるかまたはできないということであ
る。
【0031】プラズマ・プロセスの均一性の制御ができ
ない主な理由は、プラズマ処理中の各種のパラメータが
相互に関係があるためと、プロセス制御パラメータに柔
軟性がないためである。例えば従来のシステムでは、プ
ラズマ・プロセスの均一性を調整する唯一の方法は、R
F電力やガスの流量や圧力などプラズマに影響を与える
プロセス・パラメータを変えることである。
ない主な理由は、プラズマ処理中の各種のパラメータが
相互に関係があるためと、プロセス制御パラメータに柔
軟性がないためである。例えば従来のシステムでは、プ
ラズマ・プロセスの均一性を調整する唯一の方法は、R
F電力やガスの流量や圧力などプラズマに影響を与える
プロセス・パラメータを変えることである。
【0032】しかしこれらのパラメータを変えると、堆
積やエッチング速度やプラズマによって起こる損傷など
の他のプロセス・パラメータに悪い影響を与える可能性
がある。この発明では、他の重要なプラズマ・プロセス
・パラメータに悪い影響を与えずにプラズマ・プロセス
の均一性を柔軟に調整することができる。
積やエッチング速度やプラズマによって起こる損傷など
の他のプロセス・パラメータに悪い影響を与える可能性
がある。この発明では、他の重要なプラズマ・プロセス
・パラメータに悪い影響を与えずにプラズマ・プロセス
の均一性を柔軟に調整することができる。
【0033】従って、この発明では効果的なその場での
室のクリーニングと柔軟な制御ができるので、プロセス
の再現性と均一性が増し、同時にプロセスの清潔さが増
す。
室のクリーニングと柔軟な制御ができるので、プロセス
の再現性と均一性が増し、同時にプロセスの清潔さが増
す。
【0034】以下に、望ましい実施態様がこの発明のこ
れらの目的をどのようにして達成するかを説明する。
れらの目的をどのようにして達成するかを説明する。
【0035】図1は製作反応器プラズマ処理室10を部
分的に切り欠いた略図で、処理室蓋14の上にはマグネ
トロン・モジュール12も含まれる。処理室蓋14はウ
エーハ温度を検知するための熱電対接続16、20など
のコネクタ用貫通穴をいくつか備える。
分的に切り欠いた略図で、処理室蓋14の上にはマグネ
トロン・モジュール12も含まれる。処理室蓋14はウ
エーハ温度を検知するための熱電対接続16、20など
のコネクタ用貫通穴をいくつか備える。
【0036】例えば、熱電対接続16により半導体ウエ
ーハ22の温度を検知することができる。処理室蓋14
を貫通してチャック24に向かう他の貫通穴は、チャッ
ク電極線26(以下に電極線E3 と記す)と、冷媒の入
口28と出口30を含む。
ーハ22の温度を検知することができる。処理室蓋14
を貫通してチャック24に向かう他の貫通穴は、チャッ
ク電極線26(以下に電極線E3 と記す)と、冷媒の入
口28と出口30を含む。
【0037】メールダッド・M・モスレイ(Mehrdad M.
Moslehi)により1990年8月10日に出願され、テキ
サス・インスツルメント社に譲渡された米国特許出願番
号07/565,765には、チャック24が更に詳細
に記述されているので、参照文献としてここに引用す
る。
Moslehi)により1990年8月10日に出願され、テキ
サス・インスツルメント社に譲渡された米国特許出願番
号07/565,765には、チャック24が更に詳細
に記述されているので、参照文献としてここに引用す
る。
【0038】処理室蓋14は、反応器外壁32をシール
領域34で接合する。また蓋14は、接触シール40で
プラズマ室継ぎ輪(collar)38に乗っている支持体36
を含む。また支持体36は、囲いモジュール44を支持
してチャック24を保持する棚42を含む。
領域34で接合する。また蓋14は、接触シール40で
プラズマ室継ぎ輪(collar)38に乗っている支持体36
を含む。また支持体36は、囲いモジュール44を支持
してチャック24を保持する棚42を含む。
【0039】チャック24の底面46は、半導体ウエー
ハ22と接触する。熱容量の低いピン48、50は半導
体ウエーハ22を支えてチャック24と接触させる。熱
容量の低いピン 48、50は、シャワーヘッド注入器
54を含むシャワーヘッド組立体52で支持されてい
る。
ハ22と接触する。熱容量の低いピン48、50は半導
体ウエーハ22を支えてチャック24と接触させる。熱
容量の低いピン 48、50は、シャワーヘッド注入器
54を含むシャワーヘッド組立体52で支持されてい
る。
【0040】シャワーヘッド注入器54により、プラズ
マ生成ガスはガス通路60を通り、更に穿孔板56を通
って、シャワーヘッド注入器54に流入することができ
る。更にリモート発生プラズマはプラズマ発生モジュー
ル(図示せず)から処理環境62に入り、処理を更に活
性化する。
マ生成ガスはガス通路60を通り、更に穿孔板56を通
って、シャワーヘッド注入器54に流入することができ
る。更にリモート発生プラズマはプラズマ発生モジュー
ル(図示せず)から処理環境62に入り、処理を更に活
性化する。
【0041】望ましい実施態様の穿孔された円筒形電極
すなわちスクリーン66がシャワーヘッド組立体52を
囲む。穿孔された円筒形電極すなわちスクリーン66
は、絶縁基体部68と導電スクリーン部70を含む。更
に多極永久磁石モジュール72を用いて室継ぎ輪38を
囲み、処理環境62内のマグネトロンを強化してもよ
い。
すなわちスクリーン66がシャワーヘッド組立体52を
囲む。穿孔された円筒形電極すなわちスクリーン66
は、絶縁基体部68と導電スクリーン部70を含む。更
に多極永久磁石モジュール72を用いて室継ぎ輪38を
囲み、処理環境62内のマグネトロンを強化してもよ
い。
【0042】望ましい実施態様の円筒形スクリーン電極
66を含むプラズマ処理環境のハードウエア構成は、無
線周波数エネルギー源または電気接地に接続する3本の
電極線を含む。これらは、穿孔された円筒形電極すなわ
ちスクリーン66への番号74で示す電極線E1 と、シ
ャワーヘッド組立体52への番号76で示す電極線E 2
と、チャック24に接続する、以前番号26で示した電
極線E3 とを含む。
66を含むプラズマ処理環境のハードウエア構成は、無
線周波数エネルギー源または電気接地に接続する3本の
電極線を含む。これらは、穿孔された円筒形電極すなわ
ちスクリーン66への番号74で示す電極線E1 と、シ
ャワーヘッド組立体52への番号76で示す電極線E 2
と、チャック24に接続する、以前番号26で示した電
極線E3 とを含む。
【0043】図2は望ましい実施態様の切り欠き側面を
示す詳細図で、テキサス・インスツルメント自動真空プ
ロセッサ(AVP)などの単一ウエーハ製作反応器プラ
ズマ処理室内の実際の設計を示す。図2の番号で示す要
素は、図1に説明した要素と同じ働きをし、相互接続を
する。
示す詳細図で、テキサス・インスツルメント自動真空プ
ロセッサ(AVP)などの単一ウエーハ製作反応器プラ
ズマ処理室内の実際の設計を示す。図2の番号で示す要
素は、図1に説明した要素と同じ働きをし、相互接続を
する。
【0044】図3は、望ましい実施態様の穿孔された円
筒形すなわちスクリーン電極66を更に詳細に示す。円
筒形電極すなわちスクリーン66は、テフロンやセラミ
ック材料などの電気絶縁材料で製作した基体68と、表
面を陽極酸化したアルミニウムなどの導電材料で製作し
た上部すなわちスクリーン70を含む。
筒形すなわちスクリーン電極66を更に詳細に示す。円
筒形電極すなわちスクリーン66は、テフロンやセラミ
ック材料などの電気絶縁材料で製作した基体68と、表
面を陽極酸化したアルミニウムなどの導電材料で製作し
た上部すなわちスクリーン70を含む。
【0045】スクリーン70には通路78などの多くの
孔すなわち通路があり、プラズマは処理室壁に入って効
果的な本来のクリーニングを行なうことができる。
孔すなわち通路があり、プラズマは処理室壁に入って効
果的な本来のクリーニングを行なうことができる。
【0046】望ましい実施態様では、円筒形電極66は
シャワーヘッド52を囲む程度に大きく、かつプラズマ
処理室継ぎ輪38の直径内に収まる程度に小さくなけれ
ばならない。絶縁(テフロン)基体68はスクリーン電
極70を支持できるだけの強さがなければならず、プラ
ズマ処理室10内の他の電極導電要素からスクリーン電
極70を電気的に絶縁できる絶縁材料でなければならな
い。
シャワーヘッド52を囲む程度に大きく、かつプラズマ
処理室継ぎ輪38の直径内に収まる程度に小さくなけれ
ばならない。絶縁(テフロン)基体68はスクリーン電
極70を支持できるだけの強さがなければならず、プラ
ズマ処理室10内の他の電極導電要素からスクリーン電
極70を電気的に絶縁できる絶縁材料でなければならな
い。
【0047】スクリーン電極70は、シャワーヘッド組
立体52とプラズマ・チャック24との間のプラズマ処
理環境62の高さを完全に覆う高さを持つ穿孔された円
筒である。電極線E1 74は絶縁基体68を貫通して、
スクリーン電極70を無線周波数電源または電気接地に
接続する。
立体52とプラズマ・チャック24との間のプラズマ処
理環境62の高さを完全に覆う高さを持つ穿孔された円
筒である。電極線E1 74は絶縁基体68を貫通して、
スクリーン電極70を無線周波数電源または電気接地に
接続する。
【0048】どの接続モードを用いるかに従って、スク
リーン電極70はウエーハ処理およびその場で行なわれ
る室のクリーニングのためのプラズマ発生の各種のモー
ドに重要な働きをする。
リーン電極70はウエーハ処理およびその場で行なわれ
る室のクリーニングのためのプラズマ発生の各種のモー
ドに重要な働きをする。
【0049】図4は、電極線E1 74をスクリーン電極
70に、E2 76をシャワーヘッド52に、E3 26を
チャック24に接続した多電極/多周波数電気接続を示
す。望ましい実施態様には他の周波数源を用いてもよい
が、図4の電気回路図により基本的な概念を示すことが
できる。
70に、E2 76をシャワーヘッド52に、E3 26を
チャック24に接続した多電極/多周波数電気接続を示
す。望ましい実施態様には他の周波数源を用いてもよい
が、図4の電気回路図により基本的な概念を示すことが
できる。
【0050】E1 74から始まって、スイッチ82は回
転可能なコネクタ84を含み、コネクタ84は浮遊線接
点86、高周波(すなわち13.56MHzのRF源)
接点88、低周波(すなわち100kHz源)接点9
0、電気接地接点92に係合できる。
転可能なコネクタ84を含み、コネクタ84は浮遊線接
点86、高周波(すなわち13.56MHzのRF源)
接点88、低周波(すなわち100kHz源)接点9
0、電気接地接点92に係合できる。
【0051】浮遊線接点86は電極線E1 74を浮遊リ
ード線94に接続し、スクリーン70は外部と電気的に
接続しないので、処理室10内のプラズマに与える影響
は最小である。接点88は、電極線E1 74を高周波R
Fチューナー96に接続する。高周波RFチューナー9
6は制御入力98を受け、電源100から13.56M
Hz電力信号を伝送する。
ード線94に接続し、スクリーン70は外部と電気的に
接続しないので、処理室10内のプラズマに与える影響
は最小である。接点88は、電極線E1 74を高周波R
Fチューナー96に接続する。高周波RFチューナー9
6は制御入力98を受け、電源100から13.56M
Hz電力信号を伝送する。
【0052】この接続により、円筒形スクリーン電極7
0は13.56MHzプラズマを発生する。接点90は
線102を通してE1 74を低周波RFチューナー10
4に接続する。低周波RFチューナー104は制御入力
106と100kHz電力入力108を受ける。
0は13.56MHzプラズマを発生する。接点90は
線102を通してE1 74を低周波RFチューナー10
4に接続する。低周波RFチューナー104は制御入力
106と100kHz電力入力108を受ける。
【0053】電極線E1 74を低周波RFチューナー1
04に接続することにより、円筒形スクリーン電極70
は処理室10内に100kHzプラズマを発生する。接
点92は電極線E1 74を電気接地110に接続し、円
筒形電極66に近接するプラズマエネルギーを接地す
る。
04に接続することにより、円筒形スクリーン電極70
は処理室10内に100kHzプラズマを発生する。接
点92は電極線E1 74を電気接地110に接続し、円
筒形電極66に近接するプラズマエネルギーを接地す
る。
【0054】シャワーヘッド組立体52につながる電極
線E2 76用のスイッチ112と、チャック24につな
がる電極線E3 26用のスイッチ114も、スイッチ8
2と同様に接続する。
線E2 76用のスイッチ112と、チャック24につな
がる電極線E3 26用のスイッチ114も、スイッチ8
2と同様に接続する。
【0055】詳しくいうと、スイッチ112の回転可能
な接点116は、電極線E2 76を接点118を通して
電気接地110に、接点120を通して低周波チューナ
ー104に、接点124を通して高周波チューナー12
2に、接点128を通して浮遊線126に接続する。高
周波チューナー122は、本質的に高周波チューナー9
6と同じ動作をし、制御入力130と13.56MHz
電力入力132とを含む。
な接点116は、電極線E2 76を接点118を通して
電気接地110に、接点120を通して低周波チューナ
ー104に、接点124を通して高周波チューナー12
2に、接点128を通して浮遊線126に接続する。高
周波チューナー122は、本質的に高周波チューナー9
6と同じ動作をし、制御入力130と13.56MHz
電力入力132とを含む。
【0056】また、スイッチ114は選択可能な接点1
34を含み、低周波RFチューナー104からの低周波
RFエネルギーのための接点136と、高周波RFチュ
ーナー122からの入力のための接点138と、接点1
42を通して接地140への接続と、接点144を通し
て浮遊線146への接続とを行なう。
34を含み、低周波RFチューナー104からの低周波
RFエネルギーのための接点136と、高周波RFチュ
ーナー122からの入力のための接点138と、接点1
42を通して接地140への接続と、接点144を通し
て浮遊線146への接続とを行なう。
【0057】図4の多電極、2周波数/無線周波数接続
により、多ゾーン・プラズマ処理が実質的に柔軟にな
り、また可能になる。2つの高周波源100、132と
100kHz低周波RF源108とを用いることによ
り、プラズマ処理およびその場で行なわれるクリーニン
グの多くの組み合わせができる。
により、多ゾーン・プラズマ処理が実質的に柔軟にな
り、また可能になる。2つの高周波源100、132と
100kHz低周波RF源108とを用いることによ
り、プラズマ処理およびその場で行なわれるクリーニン
グの多くの組み合わせができる。
【0058】3つの電極E1 、E2 、E3 のどれも、浮
遊リード線、高周波RF源、低周波RF源、接地に、選
択的に接続してよい。以下に、望ましい実施態様の多電
極構成により実施できるプロセスの各種の接続を説明す
る。
遊リード線、高周波RF源、低周波RF源、接地に、選
択的に接続してよい。以下に、望ましい実施態様の多電
極構成により実施できるプロセスの各種の接続を説明す
る。
【0059】製作プロセス方法1 電極線E1 74を選
択スイッチ84により接点86に接続して浮遊線94に
接続する。電極線E2 76をスイッチ116により接点
118で接地110に、また電極線E3 26をスイッチ
134により接点138を経由して高周波RFチューナ
ー122に接続する。
択スイッチ84により接点86に接続して浮遊線94に
接続する。電極線E2 76をスイッチ116により接点
118で接地110に、また電極線E3 26をスイッチ
134により接点138を経由して高周波RFチューナ
ー122に接続する。
【0060】これはプラズマ強化化学気相堆積(PEC
VD)の従来のモードで、浮遊電極線E1 により円筒形
スクリーン電極E1 の処理室10内での影響は最小にな
る。
VD)の従来のモードで、浮遊電極線E1 により円筒形
スクリーン電極E1 の処理室10内での影響は最小にな
る。
【0061】製作プロセス方法2 スイッチ84を接点
88に回転して電極線E1 を高周波RFチューナー96
に、スイッチ116を接点118に回転して電極線E2
を接地に、スイッチ134を接点138に回転して電極
線E3 を高周波RFチューナー122に接続する。この
接続により、処理室10内で2重ゾーン・プラズマ処理
ができる。
88に回転して電極線E1 を高周波RFチューナー96
に、スイッチ116を接点118に回転して電極線E2
を接地に、スイッチ134を接点138に回転して電極
線E3 を高周波RFチューナー122に接続する。この
接続により、処理室10内で2重ゾーン・プラズマ処理
ができる。
【0062】電極線E1 からの円筒形スクリーン電極6
6および電極線E3 からのチャック24の無線周波数電
力は、プラズマ・プロセスの均一性が最適になりおよび
/または膜のストレスが最小になるように調整する。こ
のプロセスは、図9に示す別の実施態様のガスシャワー
ヘッド184などのように2つより大きいプラズマゾー
ンで実施してよい。
6および電極線E3 からのチャック24の無線周波数電
力は、プラズマ・プロセスの均一性が最適になりおよび
/または膜のストレスが最小になるように調整する。こ
のプロセスは、図9に示す別の実施態様のガスシャワー
ヘッド184などのように2つより大きいプラズマゾー
ンで実施してよい。
【0063】製作プロセス方法3 電極線E1 を低周波
RFチューナー104に、電極線E 2 を接地に、電極線
E3 を高周波RFチューナー122に接続する。この場
合は、円筒形スクリーン電極66は低周波プラズマを生
成する100kHz電力を受け、無線周波数チャック2
4は13.56MHz電力信号を受けて均一性および/
またはストレスを調節することによりPECVD処理を
強化する。
RFチューナー104に、電極線E 2 を接地に、電極線
E3 を高周波RFチューナー122に接続する。この場
合は、円筒形スクリーン電極66は低周波プラズマを生
成する100kHz電力を受け、無線周波数チャック2
4は13.56MHz電力信号を受けて均一性および/
またはストレスを調節することによりPECVD処理を
強化する。
【0064】従ってこの方法を用いると、円筒形スクリ
ーン電極66は処理室10内全体に拡散する濃い100
kHzプラズマを発生する。チャック24のRF周波数
は、ウエーハに衝突するイオンエネルギーを調節する。
つまり、イオンエネルギーを調整することによって層の
ストレスを制御することができる。
ーン電極66は処理室10内全体に拡散する濃い100
kHzプラズマを発生する。チャック24のRF周波数
は、ウエーハに衝突するイオンエネルギーを調節する。
つまり、イオンエネルギーを調整することによって層の
ストレスを制御することができる。
【0065】円筒形スクリーン電極66が受ける電力に
より堆積やエッチング速度を独立に制御し、またチャッ
ク24が受ける電力により層のストレスおよび/または
プロセスの均一性を制御することができる。
より堆積やエッチング速度を独立に制御し、またチャッ
ク24が受ける電力により層のストレスおよび/または
プロセスの均一性を制御することができる。
【0066】製作プロセス方法4 電極線E1 74を接
地に、電極線E2 76を高周波RFチューナー122
に、電極線E3 を接地に接続する。これにより、ウエー
ハ上のイオン・エネルギーを減少して堆積またはエッチ
ングを行なうことのできるプラズマ・プロセス環境を作
る。
地に、電極線E2 76を高周波RFチューナー122
に、電極線E3 を接地に接続する。これにより、ウエー
ハ上のイオン・エネルギーを減少して堆積またはエッチ
ングを行なうことのできるプラズマ・プロセス環境を作
る。
【0067】電極線E2 は13.56MHz電力信号を
シャワーヘッド組立体52に与え、また円筒形スクリー
ン電極66とチャック24は接地されるので、イオン・
エネルギーは減少し、従ってウエーハ22の表面へのイ
オンの衝突は柔らかくなる。
シャワーヘッド組立体52に与え、また円筒形スクリー
ン電極66とチャック24は接地されるので、イオン・
エネルギーは減少し、従ってウエーハ22の表面へのイ
オンの衝突は柔らかくなる。
【0068】製作プロセス方法5 電極線E1 74を高
周波RFチューナー96に、電極線E2 76を接地に、
電極線E3 26を低周波RFチューナー104に接続す
る。このPECVDプロセスでは、円筒形スクリーン電
極66がプロセス・プラズマを発生し、チャック24が
イオン・エネルギーと発生した層のストレスを制御す
る。
周波RFチューナー96に、電極線E2 76を接地に、
電極線E3 26を低周波RFチューナー104に接続す
る。このPECVDプロセスでは、円筒形スクリーン電
極66がプロセス・プラズマを発生し、チャック24が
イオン・エネルギーと発生した層のストレスを制御す
る。
【0069】この方法は上に述べたプロセス方法3と同
様であるが、プロセス方法3では円筒形スクリーン電極
66が100kHz信号プラズマを受け、RFチャック
24が13.56MHz信号を受けてPECVD処理を
強化しストレスを制御する点が異なる。このプロセス方
法5は本質的にプロセス方法3の接続を逆にしたもので
ある。
様であるが、プロセス方法3では円筒形スクリーン電極
66が100kHz信号プラズマを受け、RFチャック
24が13.56MHz信号を受けてPECVD処理を
強化しストレスを制御する点が異なる。このプロセス方
法5は本質的にプロセス方法3の接続を逆にしたもので
ある。
【0070】従って、RFチャック24はウエーハ22
へのイオンの衝突を増加する低周波出力を生成する。プ
ラズマ・プロセスによっては、強化したイオン衝突の方
がむしろ望ましい。この場合には、プロセス方法5の方
がプロセス方法3より望ましい。
へのイオンの衝突を増加する低周波出力を生成する。プ
ラズマ・プロセスによっては、強化したイオン衝突の方
がむしろ望ましい。この場合には、プロセス方法5の方
がプロセス方法3より望ましい。
【0071】製作プロセス方法6 電極線E1 を高周波
RFチューナー96に、電極線E276を接地に、電極
線E3 26を浮遊状態にする。これにより円筒形スクリ
ーン電極66はRFメガトロン・プラズマを発生する。
このプロセスでは、ほとんどイオンエネルギーを持たな
いリモート・マイクロウエーブ・プラズマを半導体ウエ
ーハ22に向けてよい。
RFチューナー96に、電極線E276を接地に、電極
線E3 26を浮遊状態にする。これにより円筒形スクリ
ーン電極66はRFメガトロン・プラズマを発生する。
このプロセスでは、ほとんどイオンエネルギーを持たな
いリモート・マイクロウエーブ・プラズマを半導体ウエ
ーハ22に向けてよい。
【0072】製作プロセス方法7 電極線E1 74を接
地に、電極線E2 76を低周波RFチューナー104
に、電極線E3 26を高周波RFチューナー122に接
続する。この方法のPECVD処理は、シャワーヘッド
組立体52および円筒形スクリーン電極66に連続的イ
オン衝突効果を与える。シャワーヘッド組立体52およ
び電極66へのイオン衝突が最小なので、このプロセス
は処理室の堆積を妨げるのに役に立つ。
地に、電極線E2 76を低周波RFチューナー104
に、電極線E3 26を高周波RFチューナー122に接
続する。この方法のPECVD処理は、シャワーヘッド
組立体52および円筒形スクリーン電極66に連続的イ
オン衝突効果を与える。シャワーヘッド組立体52およ
び電極66へのイオン衝突が最小なので、このプロセス
は処理室の堆積を妨げるのに役に立つ。
【0073】製作プロセス方法8 電極線E1 74を接
地に、電極線E2 76を浮遊線126に、電極線E3 を
高周波RFチューナー122に接続する。この方法のP
ECVDプロセスでは、プラズマ・プロセスの均一性と
イオン・エネルギーを変えることができる。
地に、電極線E2 76を浮遊線126に、電極線E3 を
高周波RFチューナー122に接続する。この方法のP
ECVDプロセスでは、プラズマ・プロセスの均一性と
イオン・エネルギーを変えることができる。
【0074】上に述べた製作プロセス方法1から8は、
望ましい実施態様がプラズマ強化半導体装置製作中にプ
ラズマ・プロセスの均一性と速度制御と層のストレス制
御を最適にする著しい柔軟性を与えることを示す。
望ましい実施態様がプラズマ強化半導体装置製作中にプ
ラズマ・プロセスの均一性と速度制御と層のストレス制
御を最適にする著しい柔軟性を与えることを示す。
【0075】更に、電極線E1 74、E2 76、E3 2
6からそれぞれスイッチ82、112、114を通して
接地や浮遊や電源に実時間で接続できるので、プロセス
・パラメータ制御の一層の柔軟性が得られる。
6からそれぞれスイッチ82、112、114を通して
接地や浮遊や電源に実時間で接続できるので、プロセス
・パラメータ制御の一層の柔軟性が得られる。
【0076】望ましい実施態様によりエッチングやその
他のウエーハ製作プロセスに柔軟性が得られるだけでな
く、この望ましい実施態様はその場で行なわれる室のク
リーニングの柔軟性を著しく増す。詳しくいうと、望ま
しい実施態様により、ウエーハのエッチングおよび堆積
プロセスと共に実時間の効果的なその場での室のクリー
ニングができる。
他のウエーハ製作プロセスに柔軟性が得られるだけでな
く、この望ましい実施態様はその場で行なわれる室のク
リーニングの柔軟性を著しく増す。詳しくいうと、望ま
しい実施態様により、ウエーハのエッチングおよび堆積
プロセスと共に実時間の効果的なその場での室のクリー
ニングができる。
【0077】例えば望ましい実施態様により可能になる
その場で行なわれるクリーニングは、二酸化珪素や窒化
珪素やアモルファス珪素の堆積などの各PECVDプロ
セスの後に行なってよく、処理室10の内表面の残存堆
積物を全て除去する。シャワーヘッド組立体52および
室継ぎ輪38が、除去を必要とする残存堆積物または汚
染を保持する。
その場で行なわれるクリーニングは、二酸化珪素や窒化
珪素やアモルファス珪素の堆積などの各PECVDプロ
セスの後に行なってよく、処理室10の内表面の残存堆
積物を全て除去する。シャワーヘッド組立体52および
室継ぎ輪38が、除去を必要とする残存堆積物または汚
染を保持する。
【0078】これらの残存堆積物を除去するため、室ク
リーニング剤はアルゴンとCF4 、アルゴンとNF3 、
アルゴンとSF6 の組み合わせなどのプラズマを含んで
よい。望ましい実施態様におけるその場で行なわれるク
リーニングの各種の方法は、以下の電極接続を用いてよ
い。
リーニング剤はアルゴンとCF4 、アルゴンとNF3 、
アルゴンとSF6 の組み合わせなどのプラズマを含んで
よい。望ましい実施態様におけるその場で行なわれるク
リーニングの各種の方法は、以下の電極接続を用いてよ
い。
【0079】クリーニング・プロセス方法1 電極線E
1 74を接地に、電極線E2 76を低周波RFチューナ
ー104に、電極線E3 26を接地に接続する。この構
成により、プラズマが発生してシャワーヘッド組立体5
2の表面に高エネルギーのエッチング・イオンが衝突し
て、シャワーヘッド組立体52をクリーニングする。
1 74を接地に、電極線E2 76を低周波RFチューナ
ー104に、電極線E3 26を接地に接続する。この構
成により、プラズマが発生してシャワーヘッド組立体5
2の表面に高エネルギーのエッチング・イオンが衝突し
て、シャワーヘッド組立体52をクリーニングする。
【0080】クリーニング・プロセス方法2 電極線E
1 74を低周波RFチューナー104に、電極線E2 7
6および電極線E3 26を接地に接続する。この接続に
より、スクリーン電極66を経て処理室10内の処理室
継ぎ輪38をクリーニングするプラズマ環境が得られ
る。
1 74を低周波RFチューナー104に、電極線E2 7
6および電極線E3 26を接地に接続する。この接続に
より、スクリーン電極66を経て処理室10内の処理室
継ぎ輪38をクリーニングするプラズマ環境が得られ
る。
【0081】クリーニング・プロセス方法3 電極線E
1 74とE2 76を接地に、電極線E3 26を低周波R
Fチューナー104に接続する。この接続により、RF
チャック24に残存堆積物があれば全てクリーニングす
る。
1 74とE2 76を接地に、電極線E3 26を低周波R
Fチューナー104に接続する。この接続により、RF
チャック24に残存堆積物があれば全てクリーニングす
る。
【0082】クリーニング・プロセス方法4 電極線E
1 74を接地に、電極線E2 76を低周波RFチューナ
ー104に、電極線E3 を高周波RFチューナー122
に接続する。この構成により、シャワーヘッド組立体5
2をクリーニングするプラズマ・エネルギーが強化され
る。
1 74を接地に、電極線E2 76を低周波RFチューナ
ー104に、電極線E3 を高周波RFチューナー122
に接続する。この構成により、シャワーヘッド組立体5
2をクリーニングするプラズマ・エネルギーが強化され
る。
【0083】図5と図6は、それぞれ望ましい実施態様
で用いられるマグネトロン永久磁石組立体72の側面図
および頂面図を示す。マグネトロン永久磁石組立体72
の高さ150は、処理室10内のプロセス環境62の高
さを十分覆う高さである。
で用いられるマグネトロン永久磁石組立体72の側面図
および頂面図を示す。マグネトロン永久磁石組立体72
の高さ150は、処理室10内のプロセス環境62の高
さを十分覆う高さである。
【0084】更に、マグネトロン永久磁石組立体72の
外径152は、組立体72が反応器の容器壁32内に収
まる程度に小さく、その内径154は2つの磁石例えば
磁石158と159の幅156を加えても永久磁石組立
体72が処理室継ぎ輪38の周りに容易にはまる程度に
大きい。
外径152は、組立体72が反応器の容器壁32内に収
まる程度に小さく、その内径154は2つの磁石例えば
磁石158と159の幅156を加えても永久磁石組立
体72が処理室継ぎ輪38の周りに容易にはまる程度に
大きい。
【0085】マグネトロン永久磁石組立体72のこの実
施態様における磁石例えば磁石158は放射状に30゜
離して設けられ、北極と南極がマグネトロンの外壁16
0に交互に接触する。すなわち、例えば磁石158の北
極が壁160に接触しその南極がマグネトロン72の内
部に向いていれば、磁石158に隣接する磁石162の
南極は外壁160に接触しその北極はマグネトロン72
の中心に向いている。
施態様における磁石例えば磁石158は放射状に30゜
離して設けられ、北極と南極がマグネトロンの外壁16
0に交互に接触する。すなわち、例えば磁石158の北
極が壁160に接触しその南極がマグネトロン72の内
部に向いていれば、磁石158に隣接する磁石162の
南極は外壁160に接触しその北極はマグネトロン72
の中心に向いている。
【0086】図5と図6の実施態様において、磁石15
8と162を30゜離し、北極と南極を交互に外壁16
0に接触させることにより、外壁160の内径に沿って
磁石を12個設けることができる。
8と162を30゜離し、北極と南極を交互に外壁16
0に接触させることにより、外壁160の内径に沿って
磁石を12個設けることができる。
【0087】図7と図8は、それぞれこの発明の望まし
い実施態様で用いてよい、別のマグネトロン永久磁石組
立体164の側面図と頂面図である。図7においては、
磁石例えば磁石166は垂直方向に設けられ、北極(ま
たは南極)168は壁169の上部にあり、南極(また
は北極)170は壁169の底部にあってこのマグネト
ロン永久磁石組立体164の基体172に接触する。
い実施態様で用いてよい、別のマグネトロン永久磁石組
立体164の側面図と頂面図である。図7においては、
磁石例えば磁石166は垂直方向に設けられ、北極(ま
たは南極)168は壁169の上部にあり、南極(また
は北極)170は壁169の底部にあってこのマグネト
ロン永久磁石組立体164の基体172に接触する。
【0088】このマグネトロン組立体164は、上に述
べた図5と図6のマグネトロン組立体72と同様に空間
的に制限される。従ってその外径174は反応器の容器
壁32内に収まる程度に小さくなければならず、その内
径176は処理室継ぎ輪38の周りにはまる程度に大き
くなければならない。
べた図5と図6のマグネトロン組立体72と同様に空間
的に制限される。従ってその外径174は反応器の容器
壁32内に収まる程度に小さくなければならず、その内
径176は処理室継ぎ輪38の周りにはまる程度に大き
くなければならない。
【0089】図5と図6のマグネトロン72では北極と
南極が交互になっていたのとは異なり、マグネトロン1
64では全ての磁石は垂直に同じ方向に磁化されてい
る。また磁石例えば磁石166の北極168にまたはそ
の上には柔らかい鉄輪178があり、磁石166から磁
界が伝播しないように制限する。
南極が交互になっていたのとは異なり、マグネトロン1
64では全ての磁石は垂直に同じ方向に磁化されてい
る。また磁石例えば磁石166の北極168にまたはそ
の上には柔らかい鉄輪178があり、磁石166から磁
界が伝播しないように制限する。
【0090】図5と図6のマグネトロン組立体72と図
7と図8のマグネトロン組立体164との一般的な違い
は、それぞれの方向づけによって生じる磁束分布であ
る。例えば、図5と図6のマグネトロン組立体72は処
理室継ぎ輪38の内部に多極磁界を形成する。
7と図8のマグネトロン組立体164との一般的な違い
は、それぞれの方向づけによって生じる磁束分布であ
る。例えば、図5と図6のマグネトロン組立体72は処
理室継ぎ輪38の内部に多極磁界を形成する。
【0091】図7の矢印182は、マグネトロン組立体
164の垂直に方向づけられた磁石が作る上端から下端
への磁束分布を示す。マグネトロン永久磁石組立体72
または164を使うと望ましい実施態様のスクリーン電
極プラズマ濃度は強化されるが、この発明の本質的な目
的からすると、これらを使うかどうかは任意である。
164の垂直に方向づけられた磁石が作る上端から下端
への磁束分布を示す。マグネトロン永久磁石組立体72
または164を使うと望ましい実施態様のスクリーン電
極プラズマ濃度は強化されるが、この発明の本質的な目
的からすると、これらを使うかどうかは任意である。
【0092】図9は、多ゾーン・プラズマ処理用の多重
シャワーヘッド電極ゾーンを作るシャワーヘッド組立体
52の別の構成を示す。図9において、別のシャワーヘ
ッド組立体184は同心円状のプラズマ電極輪、例えば
外部同心輪186、中央同心輪188、内部ディスク1
90を含み、それぞれ外部シャワーヘッド電極線E2′
192、中央電極線E3 ′194、内部電極線E4 ′1
96に接続する。
シャワーヘッド電極ゾーンを作るシャワーヘッド組立体
52の別の構成を示す。図9において、別のシャワーヘ
ッド組立体184は同心円状のプラズマ電極輪、例えば
外部同心輪186、中央同心輪188、内部ディスク1
90を含み、それぞれ外部シャワーヘッド電極線E2′
192、中央電極線E3 ′194、内部電極線E4 ′1
96に接続する。
【0093】同心円状シャワーヘッド部分186、18
8、190を分離するのは、マコル(macor) 、テフロ
ン、セラミック、その他の電気絶縁材料で製作した絶縁
材料198と200である。
8、190を分離するのは、マコル(macor) 、テフロ
ン、セラミック、その他の電気絶縁材料で製作した絶縁
材料198と200である。
【0094】この構成では、3つのシャワーヘッド電極
接続186、188、190の他にスクリーン電極66
とチャック24があることに注意していただきたい。多
ゾーン・プラズマ処理用のプラズマ電極は全部で5つあ
る。シャワーヘッド電極への相対的な無線周波数電力を
調整すれば、プラズマ・プロセスの均一性を最適にする
ことができる。
接続186、188、190の他にスクリーン電極66
とチャック24があることに注意していただきたい。多
ゾーン・プラズマ処理用のプラズマ電極は全部で5つあ
る。シャワーヘッド電極への相対的な無線周波数電力を
調整すれば、プラズマ・プロセスの均一性を最適にする
ことができる。
【0095】図10は、二酸化珪素堆積用の望ましい実
施態様を用いて、クリーニングおよびPECVD処理を
実時間で時分割多重化する動作を示す。例えば線202
は、t0 でゼロレベル204で始まるジエチルシラン
(DES)ガスの流量を表わす。時刻t1 で、流量は増
加して流量高レベル206になる。また線208は、時
刻t0 で高レベル210で始まるNF3 クリーニングガ
スの流量を表わす。
施態様を用いて、クリーニングおよびPECVD処理を
実時間で時分割多重化する動作を示す。例えば線202
は、t0 でゼロレベル204で始まるジエチルシラン
(DES)ガスの流量を表わす。時刻t1 で、流量は増
加して流量高レベル206になる。また線208は、時
刻t0 で高レベル210で始まるNF3 クリーニングガ
スの流量を表わす。
【0096】時刻t1 で、NF3 ガス流量は低い(ゼ
ロ)レベル212に落ちる。所定の時間DESガスが流
れた後、時刻t2 でDESガスの流量は低すなわちゼロ
レベル204に再び落ち、NF3 クリーニングガスは高
レベル210に戻る。この時点で室クリーニング・プロ
セスが始まり、時刻t3 でクリーニングガスNF3 の流
量が低またはゼロレベル212に下がり、DESは高レ
ベル206に戻る。
ロ)レベル212に落ちる。所定の時間DESガスが流
れた後、時刻t2 でDESガスの流量は低すなわちゼロ
レベル204に再び落ち、NF3 クリーニングガスは高
レベル210に戻る。この時点で室クリーニング・プロ
セスが始まり、時刻t3 でクリーニングガスNF3 の流
量が低またはゼロレベル212に下がり、DESは高レ
ベル206に戻る。
【0097】この型のガス流量の断続が起こるのは、R
Fチャック24への電極線E3 を高周波RFチューナー
122に接続し、シャワーヘッド52への電極線E2 7
6を低周波RFチューナー104に接続し、円筒形スク
リーン電極66への電極線E 1 を接地110に接続して
いる間である。
Fチャック24への電極線E3 を高周波RFチューナー
122に接続し、シャワーヘッド52への電極線E2 7
6を低周波RFチューナー104に接続し、円筒形スク
リーン電極66への電極線E 1 を接地110に接続して
いる間である。
【0098】図11の時間線の基本概念は図10と同じ
で、TEOSまたはDESと酸素とアルゴンの組み合わ
せと共に、NF3 と酸素とアルゴンを組み合わせたクリ
ーニングガスを用いて時分割多重化または断続モードで
PECVD二酸化珪素堆積を行なう例を示す。
で、TEOSまたはDESと酸素とアルゴンの組み合わ
せと共に、NF3 と酸素とアルゴンを組み合わせたクリ
ーニングガスを用いて時分割多重化または断続モードで
PECVD二酸化珪素堆積を行なう例を示す。
【0099】図11において、線214はDESまたは
TEOSガスの流量を表わし、線216はアルゴンガス
の流量を表わし、線218は酸素の流量を表わし、線2
20はNF3 ガスの流量を表わす。線222は処理ガス
が流れた結果生じる処理室10内の全圧力を表わす。ガ
ス流量が変化するのに対応して、線224、226、2
28はそれぞれ電極線E3 、E2 、E1 への無線周波数
信号の変化を示す。
TEOSガスの流量を表わし、線216はアルゴンガス
の流量を表わし、線218は酸素の流量を表わし、線2
20はNF3 ガスの流量を表わす。線222は処理ガス
が流れた結果生じる処理室10内の全圧力を表わす。ガ
ス流量が変化するのに対応して、線224、226、2
28はそれぞれ電極線E3 、E2 、E1 への無線周波数
信号の変化を示す。
【0100】時刻t0 から始まって、DESガスはゼロ
レベル230から高レベル232に上がり、アルゴンガ
スはゼロレベル233から高レベル234に上がり、酸
素ガス流量はゼロレベル235から高レベル236に上
がり、NF3 ガスレベルは変わらずにゼロレベル238
のままである。処理室10にガスが流れると、処理室圧
力を示す圧力線222はレベル240に上がる。
レベル230から高レベル232に上がり、アルゴンガ
スはゼロレベル233から高レベル234に上がり、酸
素ガス流量はゼロレベル235から高レベル236に上
がり、NF3 ガスレベルは変わらずにゼロレベル238
のままである。処理室10にガスが流れると、処理室圧
力を示す圧力線222はレベル240に上がる。
【0101】時刻t0 での電極線E3 、E2 、E1 に関
して述べると、RFチャック24への電極線E3 はレベ
ル242で表わす13.56MHz信号を受け、シャワ
ーヘッド52への電極線E2 は接地に接続し、電極線E
1 はレベル246で表わすように高周波RFチューナー
96からの13.56MHz信号を受ける。この例示の
プロセスのこの段階中、処理室10の環境62内にある
ウエーハ表面22には二酸化珪素が堆積してよい。
して述べると、RFチャック24への電極線E3 はレベ
ル242で表わす13.56MHz信号を受け、シャワ
ーヘッド52への電極線E2 は接地に接続し、電極線E
1 はレベル246で表わすように高周波RFチューナー
96からの13.56MHz信号を受ける。この例示の
プロセスのこの段階中、処理室10の環境62内にある
ウエーハ表面22には二酸化珪素が堆積してよい。
【0102】時刻t1 で、例示のプロセスのプロセス・
パラメータが変化する。DES流量はゼロレベル230
に戻り、電極線E3 は接地に接続して信号はゼロレベル
248に落ち、電極線E1 は接地に接続してゼロレベル
250へ落ちる。ガス流量が変化すると、圧力線222
は一時的に小さな圧力低下252を示した後、急速に以
前の圧力レベル 240に戻る(閉回路圧力制御器によ
り)。
パラメータが変化する。DES流量はゼロレベル230
に戻り、電極線E3 は接地に接続して信号はゼロレベル
248に落ち、電極線E1 は接地に接続してゼロレベル
250へ落ちる。ガス流量が変化すると、圧力線222
は一時的に小さな圧力低下252を示した後、急速に以
前の圧力レベル 240に戻る(閉回路圧力制御器によ
り)。
【0103】時刻t2 で、NF3 ガスを導入して処理室
10内でクリーニングが始まる。NF3 ガス流量は低す
なわちゼロレベル238から高レベル254に上がる。
円筒形スクリーン電極66への電極線E1 は、低周波R
Fチューナー104から100kHz信号を受ける。線
228がレベル246へ上がったのはこの変化を表わ
す。この時、処理室10内の圧力はレベル258への増
加で示す小さな増加または上昇を示した後、急速に定常
レベル240に戻る。
10内でクリーニングが始まる。NF3 ガス流量は低す
なわちゼロレベル238から高レベル254に上がる。
円筒形スクリーン電極66への電極線E1 は、低周波R
Fチューナー104から100kHz信号を受ける。線
228がレベル246へ上がったのはこの変化を表わ
す。この時、処理室10内の圧力はレベル258への増
加で示す小さな増加または上昇を示した後、急速に定常
レベル240に戻る。
【0104】時刻t3 で、NF3 ガス流量、電極E1 へ
の100kHz信号、電極E1 の電力がゼロレベルに戻
ると、クリーニングは終わる。この時、圧力は一時的に
レベル252に落ちた後、レベル240に戻る。
の100kHz信号、電極E1 の電力がゼロレベルに戻
ると、クリーニングは終わる。この時、圧力は一時的に
レベル252に落ちた後、レベル240に戻る。
【0105】時刻t4 で、二酸化珪素堆積の第2サイク
ルが始まる。このプロセスでは、DESガス線214は
ゼロレベル230から高レベル232に上がり、電極線
E3は高周波RFチューナー122に接続し、電極線E
1 は高周波RFチューナー96に接続する。他のプロセ
ス・パラメータは全て変わらない。ガス流量のこの変化
により、圧力は一時的に上昇258を示す。
ルが始まる。このプロセスでは、DESガス線214は
ゼロレベル230から高レベル232に上がり、電極線
E3は高周波RFチューナー122に接続し、電極線E
1 は高周波RFチューナー96に接続する。他のプロセ
ス・パラメータは全て変わらない。ガス流量のこの変化
により、圧力は一時的に上昇258を示す。
【0106】時刻t5 で、DESガスの流れが止まり、
電極線E3 とE1 が接地に接続して13.56MHz信
号が止まるとこの第2堆積は終わる。圧力は再び低レベ
ル252に落ちた後、定常状態レベル240に戻る。
電極線E3 とE1 が接地に接続して13.56MHz信
号が止まるとこの第2堆積は終わる。圧力は再び低レベ
ル252に落ちた後、定常状態レベル240に戻る。
【0107】時刻t6 で、NF3 ガス流量が低レベル2
38から高レベル254に上がり、電極線E2 が低周波
RFチューナー104からの100kHz信号に接続す
ると、第2クリーニング処理サイクルが始まる。時刻t
7 で、NF3 ガス流量がゼロレベル238に戻り、電極
線E2 電圧が接地110に戻ると、このその場で行なわ
れるクリーニング処理は終わる。NF3 ガスのれが止ま
ると、処理室10内の圧力は一時的にレベル252に落
ちる。
38から高レベル254に上がり、電極線E2 が低周波
RFチューナー104からの100kHz信号に接続す
ると、第2クリーニング処理サイクルが始まる。時刻t
7 で、NF3 ガス流量がゼロレベル238に戻り、電極
線E2 電圧が接地110に戻ると、このその場で行なわ
れるクリーニング処理は終わる。NF3 ガスのれが止ま
ると、処理室10内の圧力は一時的にレベル252に落
ちる。
【0108】時刻t8 で、第3堆積プロセス・サイクル
が始まる。この第3堆積プロセスは、DESガスがレベ
ル232に上がり、電極線E3 が高周波RFチューナー
122に接続して13.56MHz信号を受け、電極線
E1 が高周波RFチューナー96に接続して同じく1
3.56MHz信号を受けると始まる。
が始まる。この第3堆積プロセスは、DESガスがレベ
ル232に上がり、電極線E3 が高周波RFチューナー
122に接続して13.56MHz信号を受け、電極線
E1 が高周波RFチューナー96に接続して同じく1
3.56MHz信号を受けると始まる。
【0109】ガスの流量が変化すると、処理室圧力は一
時的にレベル258に上がる。この第3堆積プロセスが
続いて時刻t9 になると、DESガス流量はゼロレベル
230に戻り、電極線E3 は接地レベル248に戻り、
電極線E1 は接地レベル250に戻る。この変化も、一
時的な圧力低下252を起こす。
時的にレベル258に上がる。この第3堆積プロセスが
続いて時刻t9 になると、DESガス流量はゼロレベル
230に戻り、電極線E3 は接地レベル248に戻り、
電極線E1 は接地レベル250に戻る。この変化も、一
時的な圧力低下252を起こす。
【0110】時刻t10で、NF3 ガス流量がレベル25
4に上がり、電極線E1 が低周波RFチューナー104
に接続して100kHz信号を受けると、第3のその場
で行なわれるクリーニング・プロセスが処理室10内で
起こる。一時的な圧力上昇258が起こるので、プラズ
マガスの流量が変化したことが分かる。時刻t11で、N
F3 ガスが低レベル238に戻り、電極線E1 が接地ポ
テンシャル250に戻ると、クリーニング・プロセスは
終わる。時刻t11での圧力低下252は、NF 3 ガスの
流量のこの変化の結果である。
4に上がり、電極線E1 が低周波RFチューナー104
に接続して100kHz信号を受けると、第3のその場
で行なわれるクリーニング・プロセスが処理室10内で
起こる。一時的な圧力上昇258が起こるので、プラズ
マガスの流量が変化したことが分かる。時刻t11で、N
F3 ガスが低レベル238に戻り、電極線E1 が接地ポ
テンシャル250に戻ると、クリーニング・プロセスは
終わる。時刻t11での圧力低下252は、NF 3 ガスの
流量のこの変化の結果である。
【0111】時刻t12で、DESガス流量がレベル23
2になり、電極線E3 が高周波RFチューナー122か
ら13.56MHz信号を受け、電極線E1 が高周波R
Fチューナー96から13.56MHz信号を受ける
と、第4で最終の堆積プロセス・サイクルが始まる。こ
のプロセス・サイクルは時刻t13で終わる。時刻t13で
は、PECVD二酸化珪素堆積もクリーニング処理も終
わる。
2になり、電極線E3 が高周波RFチューナー122か
ら13.56MHz信号を受け、電極線E1 が高周波R
Fチューナー96から13.56MHz信号を受ける
と、第4で最終の堆積プロセス・サイクルが始まる。こ
のプロセス・サイクルは時刻t13で終わる。時刻t13で
は、PECVD二酸化珪素堆積もクリーニング処理も終
わる。
【0112】DESガス流量はゼロレベル230に戻
り、アルゴンガス流量216はレベル233に落ち、酸
素ガス流量218はレベル235に落ち、NF3 ガス流
量はレベル238のままであり、圧力はプロセス前の真
空レベル239に落ち、電極E 3 (線224)は接地ポ
テンシャル248に落ち、電極E2 は接地レベル244
を保ち、電極E1 線ポテンシャルは接地レベル250に
落ちる。
り、アルゴンガス流量216はレベル233に落ち、酸
素ガス流量218はレベル235に落ち、NF3 ガス流
量はレベル238のままであり、圧力はプロセス前の真
空レベル239に落ち、電極E 3 (線224)は接地ポ
テンシャル248に落ち、電極E2 は接地レベル244
を保ち、電極E1 線ポテンシャルは接地レベル250に
落ちる。
【0113】これで図11のプロセスを完了する。上に
述べたプロセスは、時分割多重化PECVDプロセスと
多電極プラズマ・プロセスによるその場で行なわれるク
リーニングの例を示す。
述べたプロセスは、時分割多重化PECVDプロセスと
多電極プラズマ・プロセスによるその場で行なわれるク
リーニングの例を示す。
【0114】図12から図15までは、この発明の望ま
しい実施態様を用いて得られる150mmウエーハ上の
結果を示す。詳しくいうと図12と図13は、2つの異
なるプロセス・パラメータの組を用いて生じたプロセス
のPECVD・DES酸化物堆積の均一性を測定した例
を示す。図12は、500標準cm3 /分(SCCM)
のアルゴンと、100SCCMの酸素と、25SCCM
のDESを400Pa(3Torr)の圧力でプラズマ
処理室内に流した結果を示す。
しい実施態様を用いて得られる150mmウエーハ上の
結果を示す。詳しくいうと図12と図13は、2つの異
なるプロセス・パラメータの組を用いて生じたプロセス
のPECVD・DES酸化物堆積の均一性を測定した例
を示す。図12は、500標準cm3 /分(SCCM)
のアルゴンと、100SCCMの酸素と、25SCCM
のDESを400Pa(3Torr)の圧力でプラズマ
処理室内に流した結果を示す。
【0115】円筒形スクリーン電極66は電極線E1 を
経て接地に接続し、シャワーヘッド電極52は電極線E
2 を経て低周波RFチューナー104から10ワットの
100kHz信号を受け、無線周波数チャック24は電
極線E3 を経て高周波RFチューナー122などからの
50ワットの13.56MHz電力に接続する。次の表
は、図12に示すウエーハの測定結果に表われる統計的
変動を示す。
経て接地に接続し、シャワーヘッド電極52は電極線E
2 を経て低周波RFチューナー104から10ワットの
100kHz信号を受け、無線周波数チャック24は電
極線E3 を経て高周波RFチューナー122などからの
50ワットの13.56MHz電力に接続する。次の表
は、図12に示すウエーハの測定結果に表われる統計的
変動を示す。
【表1】
【0116】同様に図13は、100SCCMのアルゴ
ンと、100SCCMの酸素と、25SCCMのDES
ガス流量を用いて133.3Pa(1Torr)の圧力
で行なったPECVDプロセスの後に得た測定値を示
す。図13のプロセスでは、円筒形スクリーン電極66
は浮遊状態であり、RFチャック24はRFチューナー
122から50ワットの13.56MHz信号を受け、
シャワーヘッド電極52は接地に接続する。表IIはこ
のプロセスで得られた統計的結果を示す。
ンと、100SCCMの酸素と、25SCCMのDES
ガス流量を用いて133.3Pa(1Torr)の圧力
で行なったPECVDプロセスの後に得た測定値を示
す。図13のプロセスでは、円筒形スクリーン電極66
は浮遊状態であり、RFチャック24はRFチューナー
122から50ワットの13.56MHz信号を受け、
シャワーヘッド電極52は接地に接続する。表IIはこ
のプロセスで得られた統計的結果を示す。
【表2】
【0117】表IIIは、望ましい実施態様において2
つの異なる圧力で、多ゾーン、多電極プラズマ・プロセ
スを用いて得られた堆積速度の例示的結果をオングスト
ローム/分で示す。表に示すように、PECVDプロセ
ス圧力が高いほど堆積速度も高くなる。
つの異なる圧力で、多ゾーン、多電極プラズマ・プロセ
スを用いて得られた堆積速度の例示的結果をオングスト
ローム/分で示す。表に示すように、PECVDプロセ
ス圧力が高いほど堆積速度も高くなる。
【表3】
【0118】更に図14と図15は、望ましい実施態様
の多ゾーン・プラズマ処理装置を用いて得られるPEC
VD酸化物の厚さの均一性制御を示す。図14のプロセ
スは、500SCCMのアルゴンと、100SCCMの
酸素と、25SCCMのDESを400 Pa(3To
rr)の圧力で用いたものである。
の多ゾーン・プラズマ処理装置を用いて得られるPEC
VD酸化物の厚さの均一性制御を示す。図14のプロセ
スは、500SCCMのアルゴンと、100SCCMの
酸素と、25SCCMのDESを400 Pa(3To
rr)の圧力で用いたものである。
【0119】円筒形スクリーン電極66は接地に接続
し、シャワーヘッド組立体52は接地に接続し、RFチ
ャック24は50ワットの13.56MHz電源を受け
る。表IVはこのプロセスの統計的結果を示す。
し、シャワーヘッド組立体52は接地に接続し、RFチ
ャック24は50ワットの13.56MHz電源を受け
る。表IVはこのプロセスの統計的結果を示す。
【表4】
【0120】最後に図15は、500SCCMのアルゴ
ンと、100SCCMの酸素と、25SCCMのDES
を400Pa(3Torr)の圧力で用いたプロセスの
結果を示す。電極線E1 74はRFチューナー104な
どの15ワットの100kHz低周波電源に接続し、電
極線E2 76は接地に接続し、電極線E3 26はRFチ
ューナー122などから50ワットの13.56MHz
電源を受ける。表Vは、この処理の統計的結果を示す。
ンと、100SCCMの酸素と、25SCCMのDES
を400Pa(3Torr)の圧力で用いたプロセスの
結果を示す。電極線E1 74はRFチューナー104な
どの15ワットの100kHz低周波電源に接続し、電
極線E2 76は接地に接続し、電極線E3 26はRFチ
ューナー122などから50ワットの13.56MHz
電源を受ける。表Vは、この処理の統計的結果を示す。
【0121】表に示すように、この多ゾーン・プラズマ
発生を用いたPECVDプロセスを行なうと、表IVの
単一ゾーン・プラズマ堆積プロセスに比べて酸化物の厚
さの均一性が改善される。多電極プラズマ構成により、
全体のプロセスの均一性を最適にするための相対的なゾ
ーン・プラズマ濃度の調整ができる。PECVD処理は
全て約400゜Cで行なわれたことに注意していただき
たい。
発生を用いたPECVDプロセスを行なうと、表IVの
単一ゾーン・プラズマ堆積プロセスに比べて酸化物の厚
さの均一性が改善される。多電極プラズマ構成により、
全体のプロセスの均一性を最適にするための相対的なゾ
ーン・プラズマ濃度の調整ができる。PECVD処理は
全て約400゜Cで行なわれたことに注意していただき
たい。
【表5】
【0122】図16は望ましい実施態様の多電極、多ゾ
ーン・プラズマ処理方法および装置によって得られる装
置の電気的結果を示す。詳しくいうと図16は、望まし
い実施態様においてPECVD酸化物ゲート誘電体を備
えたアルミニウム・ゲート金属酸化物半導体(MOS)
コンデンサの電気絶縁破壊の測定値を示す。図16にお
いて、縦軸300には0%から100%までの百分率絶
縁破壊を示す。
ーン・プラズマ処理方法および装置によって得られる装
置の電気的結果を示す。詳しくいうと図16は、望まし
い実施態様においてPECVD酸化物ゲート誘電体を備
えたアルミニウム・ゲート金属酸化物半導体(MOS)
コンデンサの電気絶縁破壊の測定値を示す。図16にお
いて、縦軸300には0%から100%までの百分率絶
縁破壊を示す。
【0123】横軸302には、コンデンサの絶縁破壊電
界の測定値をメガボルト/cm単位で0MV/cmから
14MV/cmの範囲で示す。この例のコンデンサのプ
ロセス要件仕様は、平均絶縁破壊が4MV/cmより上
でなければならないということである。図16に示すよ
うに、133.3Pa(1Torr)の圧力で形成した
コンデンサの絶縁破壊電界は、一般に6から10MV/
cmの範囲である。
界の測定値をメガボルト/cm単位で0MV/cmから
14MV/cmの範囲で示す。この例のコンデンサのプ
ロセス要件仕様は、平均絶縁破壊が4MV/cmより上
でなければならないということである。図16に示すよ
うに、133.3Pa(1Torr)の圧力で形成した
コンデンサの絶縁破壊電界は、一般に6から10MV/
cmの範囲である。
【0124】400Pa(3Torr)のプロセスで形
成したコンデンサの絶縁破壊電界は、約4から7MV/
cmの間である。一般に全ての絶縁破壊は、4MV/c
mという要件より上で起こっている。これらの結果か
ら、望ましい実施態様の方法および装置から得られるP
ECVD酸化物層の電気的品質は基準を満たすことを示
す。
成したコンデンサの絶縁破壊電界は、約4から7MV/
cmの間である。一般に全ての絶縁破壊は、4MV/c
mという要件より上で起こっている。これらの結果か
ら、望ましい実施態様の方法および装置から得られるP
ECVD酸化物層の電気的品質は基準を満たすことを示
す。
【0125】この発明について上に述べた実施態様に関
連して説明したが、この説明は制限的な意味に解釈して
はならない。開示した実施態様の各種の変形やこの発明
の別の実施態様が可能なことは、この説明を読めば、こ
の技術に精通した人には明かである。従って特許請求の
範囲は、この発明の真の範囲に含まれる各種の変形を含
むものと見なす。
連して説明したが、この説明は制限的な意味に解釈して
はならない。開示した実施態様の各種の変形やこの発明
の別の実施態様が可能なことは、この説明を読めば、こ
の技術に精通した人には明かである。従って特許請求の
範囲は、この発明の真の範囲に含まれる各種の変形を含
むものと見なす。
【0126】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1) 製作反応器処理室におけるプラズマ強化処理の
ための多電極プラズマ発生システムであって、プラズマ
生成ガスを半導体ウエーハの表面に注入するためのシャ
ワーヘッド電極組立体を保持するチャック電極と、プロ
セス・プラズマ特性を変えるための周辺室壁電極(perip
heral chamber wall electrobe) と、を備えるプラズマ
発生装置。
る。 (1) 製作反応器処理室におけるプラズマ強化処理の
ための多電極プラズマ発生システムであって、プラズマ
生成ガスを半導体ウエーハの表面に注入するためのシャ
ワーヘッド電極組立体を保持するチャック電極と、プロ
セス・プラズマ特性を変えるための周辺室壁電極(perip
heral chamber wall electrobe) と、を備えるプラズマ
発生装置。
【0127】(2) 前記多電極プラズマ発生システム
を無線周波数電源に電気的に接続するための電気接続回
路を更に備える、第1項記載の装置。 (3) 前記多電極プラズマ発生システムを電気接地に
電気的に接続するための電気接続回路を更に備える、第
1項記載の装置。 (4) 前記多電極プラズマ発生システムを浮遊線に電
気的に接続するための電気接続回路を更に備える、第1
項記載の装置。
を無線周波数電源に電気的に接続するための電気接続回
路を更に備える、第1項記載の装置。 (3) 前記多電極プラズマ発生システムを電気接地に
電気的に接続するための電気接続回路を更に備える、第
1項記載の装置。 (4) 前記多電極プラズマ発生システムを浮遊線に電
気的に接続するための電気接続回路を更に備える、第1
項記載の装置。
【0128】(5) 前記チャック電極と、前記シャワ
ーヘッド電極と、前記周辺室壁電極とを、第1無線周波
数電源と、第2無線周波数電源と、電気接地と、または
電気的に浮遊するノードとに選択的に電気的に接続する
ための回路から更に成る、第2項記載の装置。 (6) 前記周辺室電極壁は、処理室内に配設され、絶
縁材料を備え、前記シャワーヘッド組立体を囲むアダプ
タと、プラズマ環境に影響を与える前記基体と一体にな
り、プラズマ媒体を前記処理室壁に通わせる複数の通路
を備え、更に前記チャック電極とシャワーヘッド電極組
立体と素材とを囲む、導電性スクリーンと、を備える、
第1項記載の装置。
ーヘッド電極と、前記周辺室壁電極とを、第1無線周波
数電源と、第2無線周波数電源と、電気接地と、または
電気的に浮遊するノードとに選択的に電気的に接続する
ための回路から更に成る、第2項記載の装置。 (6) 前記周辺室電極壁は、処理室内に配設され、絶
縁材料を備え、前記シャワーヘッド組立体を囲むアダプ
タと、プラズマ環境に影響を与える前記基体と一体にな
り、プラズマ媒体を前記処理室壁に通わせる複数の通路
を備え、更に前記チャック電極とシャワーヘッド電極組
立体と素材とを囲む、導電性スクリーンと、を備える、
第1項記載の装置。
【0129】(7) 前記多電極プラズマ発生システム
は第1側と対向側と周辺を備えるプラズマ処理環境を形
成し、前記チャック電極は前記環境を前記第1側から区
切り、前記シャワーヘッド電極組立体は前記環境を前記
対向側から区切り、前記周辺室壁電極は前記周辺を囲
む、第1項記載の装置。 (8) マグネトロン・プラズマ強化のために前記プラ
ズマ処理環境内の磁界を生成するための前記周辺室壁電
極を囲む磁界源組立体を更に備える、第7項記載の装
置。
は第1側と対向側と周辺を備えるプラズマ処理環境を形
成し、前記チャック電極は前記環境を前記第1側から区
切り、前記シャワーヘッド電極組立体は前記環境を前記
対向側から区切り、前記周辺室壁電極は前記周辺を囲
む、第1項記載の装置。 (8) マグネトロン・プラズマ強化のために前記プラ
ズマ処理環境内の磁界を生成するための前記周辺室壁電
極を囲む磁界源組立体を更に備える、第7項記載の装
置。
【0130】(9) 前記シャワーヘッド電極組立体
は、異なるレベルの無線周波数電力を前記シャワーヘッ
ド電極の異なる部分に与えることによって、拡大した多
ゾーン・プラズマ処理を行なう多電極部分を備える、第
1項記載の装置。 (10) 各種の周波数と振幅を持ち、前記チャック電
極と、シャワーヘッド電極と、前記周辺室壁電極とに接
続可能な複数の無線周波数電源を更に含む、第1項記載
の装置。
は、異なるレベルの無線周波数電力を前記シャワーヘッ
ド電極の異なる部分に与えることによって、拡大した多
ゾーン・プラズマ処理を行なう多電極部分を備える、第
1項記載の装置。 (10) 各種の周波数と振幅を持ち、前記チャック電
極と、シャワーヘッド電極と、前記周辺室壁電極とに接
続可能な複数の無線周波数電源を更に含む、第1項記載
の装置。
【0131】(11) 前記複数の無線周波数電源を、
前記チャック電極と、前記シャワーヘッド電極組立体
と、前記周辺室壁電極とに選択的に切り換える回路を更
に備える、第10項記載の装置。
前記チャック電極と、前記シャワーヘッド電極組立体
と、前記周辺室壁電極とに選択的に切り換える回路を更
に備える、第10項記載の装置。
【0132】(12) プラズマ製作プロセス中に前記
選択的切り替えを実時間で実施する回路を更に備える、
第10項記載の装置。 (13) 制御された電力量を前記シャワーヘッド電極
組立体の複数の異なる電極部分に与えてプラズマ分布の
均一性を制御するための複数の無線周波数電源を更に含
む、第12項記載の装置。
選択的切り替えを実時間で実施する回路を更に備える、
第10項記載の装置。 (13) 制御された電力量を前記シャワーヘッド電極
組立体の複数の異なる電極部分に与えてプラズマ分布の
均一性を制御するための複数の無線周波数電源を更に含
む、第12項記載の装置。
【0133】(14) 製作反応器処理室におけるプラ
ズマ強化処理のための多電極プラズマ発生システムであ
って、半導体ウエーハを保持するためのチャック電極
と、プラズマ生成ガスを半導体ウエーハの表面に注入す
るためのシャワーヘッド電極組立体と、周辺室壁電極で
あって、前記処理室内に前記周辺室壁を配設し、絶縁材
料を備え、前記シャワーヘッド組立体を囲む基体と、前
記基体と一体でプラズマを発生し、前記室内でプラズマ
生成ガスを通す複数の通路を備え、前記無線周波数チャ
ックとシャワーヘッド組立体と半導体ウエーハとを囲む
スクリーンと、前記スクリーンを無線周波数源に電気的
に接続して、前記スクリーンに前記プラズマ生成ガスの
一部をプラズマに変換させる回路と、を備える周辺壁電
極と、を含むシステム。
ズマ強化処理のための多電極プラズマ発生システムであ
って、半導体ウエーハを保持するためのチャック電極
と、プラズマ生成ガスを半導体ウエーハの表面に注入す
るためのシャワーヘッド電極組立体と、周辺室壁電極で
あって、前記処理室内に前記周辺室壁を配設し、絶縁材
料を備え、前記シャワーヘッド組立体を囲む基体と、前
記基体と一体でプラズマを発生し、前記室内でプラズマ
生成ガスを通す複数の通路を備え、前記無線周波数チャ
ックとシャワーヘッド組立体と半導体ウエーハとを囲む
スクリーンと、前記スクリーンを無線周波数源に電気的
に接続して、前記スクリーンに前記プラズマ生成ガスの
一部をプラズマに変換させる回路と、を備える周辺壁電
極と、を含むシステム。
【0134】(15) 前記多電極プラズマ発生システ
ムは第1側と対向側と周辺を備えるプラズマ処理環境を
形成し、前記チャック電極は前記環境を前記第1側から
区切り、前記シャワーヘッド電極組立体は前記環境を前
記対向側から区切り、前記周辺室壁電極は前記周辺を囲
む、第14項記載の装置。 (16) 前記スクリーンを囲んで前記プラズマ処理環
境内の磁界を整えるための磁界生成源組立体を更に備え
る、第15項記載の装置。
ムは第1側と対向側と周辺を備えるプラズマ処理環境を
形成し、前記チャック電極は前記環境を前記第1側から
区切り、前記シャワーヘッド電極組立体は前記環境を前
記対向側から区切り、前記周辺室壁電極は前記周辺を囲
む、第14項記載の装置。 (16) 前記スクリーンを囲んで前記プラズマ処理環
境内の磁界を整えるための磁界生成源組立体を更に備え
る、第15項記載の装置。
【0135】(17) 前記シャワーヘッド電極組立体
は、異なるレベルの無線周波数電力を前記シャワーヘッ
ド電極の異なる部分に与えることによって、拡大した多
ゾーン・プラズマ処理の能力を与える多電極部分を備え
る、第14項記載の装置。 (18) 前記複数の無線周波数電源を、前記チャック
電極と、前記シャワーヘッド電極組立体と、前記周辺室
壁電極とに選択的に切り換える回路を更に備える、第1
7項記載の装置。 (19) プラズマ製作プロセス中に前記選択的切り替
えを実時間で実施する回路を更に備える、第18項記載
の装置。
は、異なるレベルの無線周波数電力を前記シャワーヘッ
ド電極の異なる部分に与えることによって、拡大した多
ゾーン・プラズマ処理の能力を与える多電極部分を備え
る、第14項記載の装置。 (18) 前記複数の無線周波数電源を、前記チャック
電極と、前記シャワーヘッド電極組立体と、前記周辺室
壁電極とに選択的に切り換える回路を更に備える、第1
7項記載の装置。 (19) プラズマ製作プロセス中に前記選択的切り替
えを実時間で実施する回路を更に備える、第18項記載
の装置。
【0136】(20) 制御された電力量を前記シャワ
ーヘッド電極組立体の異なる電極部分に与えてプラズマ
分布の均一性を制御するための複数の無線周波数電源を
更に含む、第14項記載の装置。 (21) 製作反応器処理室におけるプラズマ強化処理
のための多電極プラズマ発生システムの方法であって、
チャック電極上に半導体ウエーハを保持し、前記チャッ
ク電極を通して前記半導体ウエーハに第1信号を伝送
し、シャワーヘッド電極組立体を通してプラズマ生成ガ
スを前記半導体ウエーハの表面に流し、周辺室壁電極に
第2信号を伝送し、前記室内および前記周辺室壁電極と
前記チャック電極とシャワーヘッド電極組立体とによっ
て緩く区切られたプラズマ処理環境内にプラズマ生成ガ
スを通す、段階を含む方法。
ーヘッド電極組立体の異なる電極部分に与えてプラズマ
分布の均一性を制御するための複数の無線周波数電源を
更に含む、第14項記載の装置。 (21) 製作反応器処理室におけるプラズマ強化処理
のための多電極プラズマ発生システムの方法であって、
チャック電極上に半導体ウエーハを保持し、前記チャッ
ク電極を通して前記半導体ウエーハに第1信号を伝送
し、シャワーヘッド電極組立体を通してプラズマ生成ガ
スを前記半導体ウエーハの表面に流し、周辺室壁電極に
第2信号を伝送し、前記室内および前記周辺室壁電極と
前記チャック電極とシャワーヘッド電極組立体とによっ
て緩く区切られたプラズマ処理環境内にプラズマ生成ガ
スを通す、段階を含む方法。
【0137】(22) 第1側と、前記第1側に対向す
る第2側と、周辺とを備え、前記環境の第1側と前記チ
ャック電極とを区切り、前記対向側とシャワーヘッド電
極組立体とを区切り、前記周辺と前記周辺室壁とを区切
る、プラズマ処理環境を作る段階を更に含む、第21項
記載の方法。
る第2側と、周辺とを備え、前記環境の第1側と前記チ
ャック電極とを区切り、前記対向側とシャワーヘッド電
極組立体とを区切り、前記周辺と前記周辺室壁とを区切
る、プラズマ処理環境を作る段階を更に含む、第21項
記載の方法。
【0138】(23) 異なる周波数とポテンシャルを
持つ第1の複数の信号を生成するための第1の複数の信
号源を前記チャック電極に電気的に接続し、異なる周波
数とポテンシャルを持つ第2の複数の信号を生成するた
めの第2の複数の信号源を前記シャワーヘッド電極組立
体に電気的に接続し、異なる周波数とポテンシャルを持
つ第3の複数の信号を生成するための第3の複数の信号
源を前記周辺室壁電極に電気的に接続し、製作プロセス
中に実時間で前記第1の複数の信号を前記チャック電極
に、前記第2の複数の信号を前記シャワーヘッド電極組
立体に、前記第3の複数の信号を前記周辺室壁電極に選
択的に切り換える、段階を更に含む、第21項記載の方
法。
持つ第1の複数の信号を生成するための第1の複数の信
号源を前記チャック電極に電気的に接続し、異なる周波
数とポテンシャルを持つ第2の複数の信号を生成するた
めの第2の複数の信号源を前記シャワーヘッド電極組立
体に電気的に接続し、異なる周波数とポテンシャルを持
つ第3の複数の信号を生成するための第3の複数の信号
源を前記周辺室壁電極に電気的に接続し、製作プロセス
中に実時間で前記第1の複数の信号を前記チャック電極
に、前記第2の複数の信号を前記シャワーヘッド電極組
立体に、前記第3の複数の信号を前記周辺室壁電極に選
択的に切り換える、段階を更に含む、第21項記載の方
法。
【0139】(24) 半導体装置製作のための柔軟な
プラズマ処理能力を持つ多電極プラズマ処理システム1
0である。プラズマ処理装置10は、ガスシャワーヘッ
ド組立体52と、無線周波数チャック24と、スクリー
ン電極66を含む。スクリーン電極66は、処理室10
内に配設するための基体68を含み、セラミックやテフ
ロンなどの絶縁材料で製作される。穿孔されたスクリー
ン70が基体68と一体になり、無線周波数電極104
を経てプラズマ生成ガスからプラズマを発生する。スク
リーン70は多くの通路78を持ち、プラズマと処理室
壁とを作用させる。スクリーン70はシャワーヘッド組
立体52と半導体ウエーハ22とを囲み、プラズマ濃度
と均一性を含む全半導体ウエーハ・プラズマ処理環境6
2に影響を与える。回路74はスクリーン70を電源1
00または108に電気的に接続することにより、スク
リーン70電極はプロセス・プラズマ濃度と分布に影響
を与える。プラズマ電極シャワーヘッド組立体52とチ
ャック24とスクリーン電極66は、いずれも低周波電
源108と高周波電源100または132と電気接地1
10に接続することができ、または電気的に浮遊線94
に接続したままでよい。
プラズマ処理能力を持つ多電極プラズマ処理システム1
0である。プラズマ処理装置10は、ガスシャワーヘッ
ド組立体52と、無線周波数チャック24と、スクリー
ン電極66を含む。スクリーン電極66は、処理室10
内に配設するための基体68を含み、セラミックやテフ
ロンなどの絶縁材料で製作される。穿孔されたスクリー
ン70が基体68と一体になり、無線周波数電極104
を経てプラズマ生成ガスからプラズマを発生する。スク
リーン70は多くの通路78を持ち、プラズマと処理室
壁とを作用させる。スクリーン70はシャワーヘッド組
立体52と半導体ウエーハ22とを囲み、プラズマ濃度
と均一性を含む全半導体ウエーハ・プラズマ処理環境6
2に影響を与える。回路74はスクリーン70を電源1
00または108に電気的に接続することにより、スク
リーン70電極はプロセス・プラズマ濃度と分布に影響
を与える。プラズマ電極シャワーヘッド組立体52とチ
ャック24とスクリーン電極66は、いずれも低周波電
源108と高周波電源100または132と電気接地1
10に接続することができ、または電気的に浮遊線94
に接続したままでよい。
【0140】米国政府はこの発明に対して、支払い済み
のライセンスと、MMSTプログラムで米国空軍との間
に締結した契約条件に規定されている妥当な条件の下に
この特許の所有者が他者にライセンスすることを限られ
た情況で要求する権利を有する。
のライセンスと、MMSTプログラムで米国空軍との間
に締結した契約条件に規定されている妥当な条件の下に
この特許の所有者が他者にライセンスすることを限られ
た情況で要求する権利を有する。
この発明と使用法と利点は、例示的な実施態様の説明を
次の図面と共に参照すれば最もよく理解できる。
次の図面と共に参照すれば最もよく理解できる。
【図1】望ましい実施態様の概念を図示するための代表
的な半導体ウエーハ処理反応器プラズマ処理室の簡単な
略図である。
的な半導体ウエーハ処理反応器プラズマ処理室の簡単な
略図である。
【図2】単一ウエーハ真空プロセッサ内のこの発明の望
ましい実施態様を含む製作反応器処理室の詳細図であ
る。
ましい実施態様を含む製作反応器処理室の詳細図であ
る。
【図3】望ましい多電極実施態様のプラズマ処理スクリ
ーン電極の等角図である。
ーン電極の等角図である。
【図4】望ましい実施態様で用いる各種の多電極/多周
波数無線周波数接続を示す図である。
波数無線周波数接続を示す図である。
【図5】マグネトロン・プラズマ強化によって望ましい
実施態様の動作を強化する第1永久磁石モジュールの側
面図である。
実施態様の動作を強化する第1永久磁石モジュールの側
面図である。
【図6】マグネトロン・プラズマ強化によって望ましい
実施態様の動作を強化する第1永久磁石モジュールの頂
面図である。
実施態様の動作を強化する第1永久磁石モジュールの頂
面図である。
【図7】マグネトロン・プラズマ強化のための望ましい
実施態様で用いることのできる第2永久磁石モジュール
の側面図である。
実施態様で用いることのできる第2永久磁石モジュール
の側面図である。
【図8】マグネトロン・プラズマ強化のための望ましい
実施態様で用いることのできる第2永久磁石モジュール
の頂面図である。
実施態様で用いることのできる第2永久磁石モジュール
の頂面図である。
【図9】この発明の望ましい実施態様における多電極お
よび/または多周波数プラズマ処理のためのシャワーヘ
ッド組立体を切断した図である。
よび/または多周波数プラズマ処理のためのシャワーヘ
ッド組立体を切断した図である。
【図10】望ましい実施態様で用いる断続的酸化物PE
CVDおよびその場で行なわれるクリーニング・プロセ
スのためのプラズマ時分割多重化を示す図である。
CVDおよびその場で行なわれるクリーニング・プロセ
スのためのプラズマ時分割多重化を示す図である。
【図11】望ましい実施態様を用いた、散在するPEC
VD二酸化珪素堆積とその場で行なわれるプラズマ・ク
リーニングのための代表的な時分割多重化(TDM)動
作を示す図である。
VD二酸化珪素堆積とその場で行なわれるプラズマ・ク
リーニングのための代表的な時分割多重化(TDM)動
作を示す図である。
【図12】PECVD酸化物堆積の厚さの均一化形状を
示す図である。
示す図である。
【図13】PECVD酸化物堆積の厚さの均一化形状を
示す図である。
示す図である。
【図14】望ましい実施態様を用いたPECVD酸化物
堆積と2ゾーン・プラズマの均一化形状を示す図であ
る。
堆積と2ゾーン・プラズマの均一化形状を示す図であ
る。
【図15】望ましい実施態様を用いたPECVD酸化物
堆積と2ゾーン・プラズマの均一化形状を示す図であ
る。
堆積と2ゾーン・プラズマの均一化形状を示す図であ
る。
【図16】望ましい実施態様の方法と装置で製作した酸
化物誘電体を備えるアルミニウム・ゲートMOSコンデ
ンサで行なったテスト結果を示す図である。
化物誘電体を備えるアルミニウム・ゲートMOSコンデ
ンサで行なったテスト結果を示す図である。
10 処理室 12 マグネトロン・モジュール 14 処理室蓋 16、20 熱電対接続 22 半導体ウエーハ 24 チャック 26 チャック電極線E3 28 冷媒の入口 30 冷媒の出口 32 反応器外壁 34 シール領域 36 支持体 38 処理室継ぎ輪 40 接触シール 42 チャック24の保持棚 44 囲いモジュール 46 チャック24の底面 48、50 ピン 52 シャワーヘッド組立体 54 シャワーヘッド注入器 56 穿孔板 60 ガス通路 62 処理環境 66 円筒形スクリーン電極 68 絶縁基体 70 スクリーン 72 永久磁石組立体 74 電極線E1 76 電極線E2 78 通路孔 82 電極線E1 用スイッチ 84 スイッチ82のコネクタ 86 浮遊線接点 88 高周波接点 90 低周波接点 92 電気接地接点 94 浮遊リード線 96 高周波RFチューナー 98 制御入力 100 13.56MHz電源 102 線 104 低周波RFチューナー 106 制御入力 108 100kHz電源 110 電気接地 112 電極線E2 用スイッチ 114 電極線E3 用スイッチ 116 スイッチ112の接点 118 電気接地接点120 低周波接点 124 高周波接点 128 浮遊線接点 122 高周波RFチューナー 126 浮遊線 130 制御入力 132 13.56MHz電源 134 スイッチ114の接点 136 低周波接点 138 高周波接点 142 電気接地接点 144 浮遊線接点 140 電気接地 146 浮遊線 150 マグネトロン永久磁石組立体72の高さ 152 マグネトロン永久磁石組立体72の外径 154 マグネトロン永久磁石組立体72の内径 156 磁石の幅 158、159、162 磁石 160 マグネトロンの外壁 164 マグネトロン永久磁石組立体 166 磁石 168 磁石の北極(または南極) 169 マグネトロン永久磁石組立体164の壁 170 磁石の南極(または北極) 172 マグネトロン永久磁石組立体164の基体 174 マグネトロン永久磁石組立体164の外径 176 内径 178 鉄輪 180 マグネトロン永久磁石組立体72の磁束分布 182 マグネトロン永久磁石組立体164の磁束分布 184 シャワーヘッド組立体 186 外部同心輪 188 中央同心輪 190 内部ディスク 192 電極線E2 ′ 194 電極線E3 ′ 196 電極線E4 ′ 198、200 絶縁材料 202 DES流量 204 流量ゼロレベル 206 流量高レベル 208 NF3 流量 210 流量高レベル 212 流量ゼロレベル 214 DESまたはTEOS流量 216 アルゴン流量 218 酸素流量 220 NF3 流量 222 処理室内圧力 224 E3 信号 226 E2 信号 228 E1 信号 230 DES流量ゼロレベル 232 DES流量高レベル 233 アルゴン流量ゼロレベル 234 アルゴン流量高レベル 235 酸素流量ゼロレベル 236 酸素流量高レベル 238 NF3 流量ゼロレベル 239 処理室内圧力低レベル 240 処理室内圧力高レベル 242 E3 信号高レベル(13.56MHz) 244 E2 信号低レベル 246 E1 信号高レベル(13.56MHz) 248 E3 信号ゼロレベル 250 E1 信号ゼロレベル 252 処理室内圧力一時低下レベル 254 NF3 流量高レベル 258 処理室内圧力一時上昇レベル 259 E2 信号高レベル 300 縦軸 302 横軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン ジョーンズ アメリカ合衆国テキサス州プラノ,ジェロ ーム ドライブ 7700 (72)発明者 ロバート ティー.マシューズ アメリカ合衆国テキサス州プラノ,パーク ヘブン ドライブ 2417
Claims (2)
- 【請求項1】 製作反応器処理室におけるプラズマ強化
処理のための多電極プラズマ発生システムであって、 プラズマ生成ガスを半導体ウエーハの表面に注入するた
めのシャワーヘッド電極組立体を保持するチャック電極
と、 プロセス・プラズマ特性を変えるための周辺室壁電極
と、を備えるプラズマ発生装置。 - 【請求項2】 製作反応器処理室におけるプラズマ強化
処理のための多電極プラズマ発生システムの方法であっ
て、 チャック電極上に半導体ウエーハを保持し、 前記チャック電極を通して前記半導体ウエーハに第1信
号を伝送し、 シャワーヘッド電極組立体を通してプラズマ生成ガスを
前記半導体ウエーハの表面に流し、 周辺室壁電極に第2信号を伝送し、 前記室内および前記周辺室壁電極と前記チャック電極と
シャワーヘッド電極組立体とによって緩く区切られたプ
ラズマ処理環境内にプラズマ生成ガスを通す、段階を含
む方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US903637 | 1992-06-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0684812A true JPH0684812A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=25417844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP5152457A Pending JPH0684812A (ja) | 1992-06-24 | 1993-06-23 | 多電極プラズマ処理装置 |
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JP (1) | JPH0684812A (ja) |
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