JPH09232294A - プロセスガスのフォーカシング装置及び方法 - Google Patents
プロセスガスのフォーカシング装置及び方法Info
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- JPH09232294A JPH09232294A JP9012764A JP1276497A JPH09232294A JP H09232294 A JPH09232294 A JP H09232294A JP 9012764 A JP9012764 A JP 9012764A JP 1276497 A JP1276497 A JP 1276497A JP H09232294 A JPH09232294 A JP H09232294A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プロセスガスを用いて基板表面を均一に処理
し、且つ、基板上への粒子汚染物の堆積を低減するため
の装置及び方法を提供する。 【解決手段】 本発明の装置は（１）プロセスチャンバ
内にプロセスガスを散布するためのガスディストリビュ
ータを有するプロセスチャンバと、（２）プロセスチャ
ンバ内で基板を支持するための支持体と、（３）プロセ
スチャンバ内でプロセスガスからプラズマを形成するた
めのプラズマジェネレータと、（４）プロセスチャンバ
内のフォーカスリングと、を備えている。このフォーカ
スリングは、（ａ）基板を包囲して、基板表面上のプラ
ズマを実質的に収容する、壁と、（ｂ）この壁のチャン
ネルと、を備えている。このチャンネルは、基板表面の
周縁エッジに隣接し、且つ、この周縁エッジの周りに実
質的に連続的に伸びる、流入口を有している。
し、且つ、基板上への粒子汚染物の堆積を低減するため
の装置及び方法を提供する。 【解決手段】 本発明の装置は（１）プロセスチャンバ
内にプロセスガスを散布するためのガスディストリビュ
ータを有するプロセスチャンバと、（２）プロセスチャ
ンバ内で基板を支持するための支持体と、（３）プロセ
スチャンバ内でプロセスガスからプラズマを形成するた
めのプラズマジェネレータと、（４）プロセスチャンバ
内のフォーカスリングと、を備えている。このフォーカ
スリングは、（ａ）基板を包囲して、基板表面上のプラ
ズマを実質的に収容する、壁と、（ｂ）この壁のチャン
ネルと、を備えている。このチャンネルは、基板表面の
周縁エッジに隣接し、且つ、この周縁エッジの周りに実
質的に連続的に伸びる、流入口を有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板を均一に処理
し且つ基板の粒子汚染を低減するための、装置及び方法
に関する。本発明は特に、種々のプラズマプロセスに有
用である。
し且つ基板の粒子汚染を低減するための、装置及び方法
に関する。本発明は特に、種々のプラズマプロセスに有
用である。
【０００２】
【従来の技術】半導体の製造工程では、半導体基板の上
への物質の堆積や、半導体基板のエッチングや、クリー
ニングのために、プロセスガスが用いられる。半導体プ
ロセではチャンバの中で行われるのが通常であり、この
チャンバは、その内部にプロセスガスを散布するための
ガスディストリビュータを有している。従来技術のプロ
セスチャンバに関する問題点の１つに、反応性のプロセ
スガスの化学種が、基板表面全体に均一な分散状態ない
し濃度となるように実現することの相対的な困難さが挙
げられ、これは基板の周縁エッジで顕著である。反応性
プロセスガス種の基板表面全体での分散状態は、基板処
理の均一性及び速度に影響を与える。例えば、図１に示
されるように、基板１２の真上に配置される単一のプロ
セスガスディストリビュータ１１ａを有するプロセスチ
ャンバ１０では、基板１２全体に対して非対称的な反応
性プロセスガス分布を生じ、このとき、反応性プロセス
ガスの濃度は基板の中心１３で最も高く、基板の周縁エ
ッジ１４で最も低くなっている。これとは逆に、基板の
周縁エッジ１４の周りにガスディストリビュータ１１ｂ
を配置する場合では、反応性プロセスガスの濃度は基板
の周縁エッジ１４で最も高く、基板の中心１３で最も低
くなっている。反応性プロセスガスの基板全面に対する
濃度は、基板表面全面へのプロセスガスの流れが制限さ
れない場合に変化し、これは例えば、基板１２の周縁エ
ッジ１４の周りにプロセスガスが自由に流れることがで
きる場合等である。
への物質の堆積や、半導体基板のエッチングや、クリー
ニングのために、プロセスガスが用いられる。半導体プ
ロセではチャンバの中で行われるのが通常であり、この
チャンバは、その内部にプロセスガスを散布するための
ガスディストリビュータを有している。従来技術のプロ
セスチャンバに関する問題点の１つに、反応性のプロセ
スガスの化学種が、基板表面全体に均一な分散状態ない
し濃度となるように実現することの相対的な困難さが挙
げられ、これは基板の周縁エッジで顕著である。反応性
プロセスガス種の基板表面全体での分散状態は、基板処
理の均一性及び速度に影響を与える。例えば、図１に示
されるように、基板１２の真上に配置される単一のプロ
セスガスディストリビュータ１１ａを有するプロセスチ
ャンバ１０では、基板１２全体に対して非対称的な反応
性プロセスガス分布を生じ、このとき、反応性プロセス
ガスの濃度は基板の中心１３で最も高く、基板の周縁エ
ッジ１４で最も低くなっている。これとは逆に、基板の
周縁エッジ１４の周りにガスディストリビュータ１１ｂ
を配置する場合では、反応性プロセスガスの濃度は基板
の周縁エッジ１４で最も高く、基板の中心１３で最も低
くなっている。反応性プロセスガスの基板全面に対する
濃度は、基板表面全面へのプロセスガスの流れが制限さ
れない場合に変化し、これは例えば、基板１２の周縁エ
ッジ１４の周りにプロセスガスが自由に流れることがで
きる場合等である。
【０００３】基板１２全面への反応性プロセスガスの濃
度勾配は、基板１２状のプロセスガスの流れを収容する
プロセスガス収容構造体を用いる事により、低減するこ
とが可能である。例えばプラズマプロセスにおいては、
基板の周りにフォーカスリング１５を用いて、基板１２
表面上での反応性プロセスガスの分布を更に均一に維持
することが、知られている。しかし、従来技術のプラズ
マフォーカスリングに関する問題点の１つに、図１に示
されるように、フォーカスリング１５の基板１２の周縁
エッジ１４に隣接する部分１６でプロセスガスが滞留
し、汚染粒子１７が形成され、これが剥がれ落ちて基板
１２を汚染する事が挙げられる。基板の処理中に非破壊
的に汚染物を検出することは困難であり、基板が完全に
処理されて５００００ドル〜１０００００ドルの価値を
有するようになった処理の最終の段階で初めて、汚染物
が発見され、基板全体が不良品となる。
度勾配は、基板１２状のプロセスガスの流れを収容する
プロセスガス収容構造体を用いる事により、低減するこ
とが可能である。例えばプラズマプロセスにおいては、
基板の周りにフォーカスリング１５を用いて、基板１２
表面上での反応性プロセスガスの分布を更に均一に維持
することが、知られている。しかし、従来技術のプラズ
マフォーカスリングに関する問題点の１つに、図１に示
されるように、フォーカスリング１５の基板１２の周縁
エッジ１４に隣接する部分１６でプロセスガスが滞留
し、汚染粒子１７が形成され、これが剥がれ落ちて基板
１２を汚染する事が挙げられる。基板の処理中に非破壊
的に汚染物を検出することは困難であり、基板が完全に
処理されて５００００ドル〜１０００００ドルの価値を
有するようになった処理の最終の段階で初めて、汚染物
が発見され、基板全体が不良品となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】基板の粒子汚染を低減
するためには、種々の従来技術の方法が用いられる。方
法の１つでは、ＮＦ3 プラズマ等の腐食性ガスのプラズ
マを用いて、プロセスチャンバ及びその中の部品を定期
的にクリーニングし、これら部品上に形成された堆積物
を除去する。しかし、腐食性のプラズマは処理のための
部品自体も侵食し、プロセスチャンバの寿命を制限して
しまう。また、クリーニングプロセスのステップを行え
ば、装置の停止時間を増加させ、プロセスのスループッ
トを低くする。
するためには、種々の従来技術の方法が用いられる。方
法の１つでは、ＮＦ3 プラズマ等の腐食性ガスのプラズ
マを用いて、プロセスチャンバ及びその中の部品を定期
的にクリーニングし、これら部品上に形成された堆積物
を除去する。しかし、腐食性のプラズマは処理のための
部品自体も侵食し、プロセスチャンバの寿命を制限して
しまう。また、クリーニングプロセスのステップを行え
ば、装置の停止時間を増加させ、プロセスのスループッ
トを低くする。
【０００５】粒子汚染に対する別の解決策は、Gupta の
米国特許第５,４２３,９１８号によって開示され、これ
は、基板の上方にフォーカスリングを上昇させて、チャ
ンバ内に不活性なガスを流入させて、この領域に蓄積さ
れた汚染粒子をフラッシュして除去する、最終処理ステ
ップを有している。しかし、フォーカスリングの上昇下
降により機械応力が生じ、これがフォーカスリング上に
形成されている堆積物を押し退け、更に別の汚染粒子を
プロセスチャンバ内に形成する。また、フォーカスリン
グの上昇及び下降のステップにより、処理時間全体が長
くなり、プロセスの効率が低くなる。
米国特許第５,４２３,９１８号によって開示され、これ
は、基板の上方にフォーカスリングを上昇させて、チャ
ンバ内に不活性なガスを流入させて、この領域に蓄積さ
れた汚染粒子をフラッシュして除去する、最終処理ステ
ップを有している。しかし、フォーカスリングの上昇下
降により機械応力が生じ、これがフォーカスリング上に
形成されている堆積物を押し退け、更に別の汚染粒子を
プロセスチャンバ内に形成する。また、フォーカスリン
グの上昇及び下降のステップにより、処理時間全体が長
くなり、プロセスの効率が低くなる。
【０００６】従って、基板表面全体、特に基板の周縁エ
ッジにおいて、反応性プロセスガスを実質的に均一な濃
度に維持することが可能な基板処理装置が必要である。
また、プロセスチャンバ内に形成される粒子汚染物を低
減する装置及び方法が必要である。
ッジにおいて、反応性プロセスガスを実質的に均一な濃
度に維持することが可能な基板処理装置が必要である。
また、プロセスチャンバ内に形成される粒子汚染物を低
減する装置及び方法が必要である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、これらの要求
を満たすものである。具体例の１つでは、装置は、中心
及び周縁エッジを有する基板の処理に有用である。この
装置は（１）プロセスチャンバ内にプロセスガスを散布
するためのガスディストリビュータを有するプロセスチ
ャンバと、（２）プロセスチャンバ内で基板を支持する
ための支持体と、（３）プロセスチャンバ内でプロセス
ガスからプラズマを形成するためのプラズマジェネレー
タと、（４）プロセスチャンバ内のフォーカスリング
と、を備えている。このフォーカスリングは、（ａ）基
板を包囲して、基板表面上のプラズマを実質的に収容す
る、壁と、（ｂ）この壁のチャンネルと、を備えてい
る。このチャンネルは、基板表面の周縁エッジに隣接
し、且つ、この周縁エッジの周りに実質的に連続的に伸
びる、流入口を有している。基板表面の中心と周縁エッ
ジとで実質的に等しい処理速度を維持できるに充分な量
のプロセスガスをチャンネルに流すことができるような
サイズである、幅ｗを、チャンネルの流入口は有してい
る。また、プロセスガスが基板表面のエッチングのため
のエッチャントガスを備え、基板表面の周縁エッジでの
エッチレイトが基板表面の中心でのエッチレイトから約
１０％以内となるように、チャンネル流入口のサイズｗ
が与えられてもよい。
を満たすものである。具体例の１つでは、装置は、中心
及び周縁エッジを有する基板の処理に有用である。この
装置は（１）プロセスチャンバ内にプロセスガスを散布
するためのガスディストリビュータを有するプロセスチ
ャンバと、（２）プロセスチャンバ内で基板を支持する
ための支持体と、（３）プロセスチャンバ内でプロセス
ガスからプラズマを形成するためのプラズマジェネレー
タと、（４）プロセスチャンバ内のフォーカスリング
と、を備えている。このフォーカスリングは、（ａ）基
板を包囲して、基板表面上のプラズマを実質的に収容す
る、壁と、（ｂ）この壁のチャンネルと、を備えてい
る。このチャンネルは、基板表面の周縁エッジに隣接
し、且つ、この周縁エッジの周りに実質的に連続的に伸
びる、流入口を有している。基板表面の中心と周縁エッ
ジとで実質的に等しい処理速度を維持できるに充分な量
のプロセスガスをチャンネルに流すことができるような
サイズである、幅ｗを、チャンネルの流入口は有してい
る。また、プロセスガスが基板表面のエッチングのため
のエッチャントガスを備え、基板表面の周縁エッジでの
エッチレイトが基板表面の中心でのエッチレイトから約
１０％以内となるように、チャンネル流入口のサイズｗ
が与えられてもよい。
【０００８】別の具体例では、プロセスガス中で基板を
均一に処理するためのプロセスチャンバを備えている。
このプロセスチャンバは、（１）プロセスチャンバにプ
ロセスガスを導入するためのガスディストリビュータ
と、（２）ガスディストリビュータを介して基板へ導入
されるプロセスガスの流れに方向を与えるためのプロセ
スガス収容壁と、（３）可動な基板ホルダとを備えてい
る。可動基板ホルダは、（ａ）基板をその上に搬送する
ために適する第１のポジションと、（ｂ）基板を処理す
るための第２のポジションとを有している。第２のポジ
ションでは、基板ホルダとプロセスガス収容壁との間に
チャンネルが形成される。このチャンネルは、基板の周
縁エッジに隣接し、且つ、この周縁エッジの周りに実質
的に連続的に伸びる流入口を有している。
均一に処理するためのプロセスチャンバを備えている。
このプロセスチャンバは、（１）プロセスチャンバにプ
ロセスガスを導入するためのガスディストリビュータ
と、（２）ガスディストリビュータを介して基板へ導入
されるプロセスガスの流れに方向を与えるためのプロセ
スガス収容壁と、（３）可動な基板ホルダとを備えてい
る。可動基板ホルダは、（ａ）基板をその上に搬送する
ために適する第１のポジションと、（ｂ）基板を処理す
るための第２のポジションとを有している。第２のポジ
ションでは、基板ホルダとプロセスガス収容壁との間に
チャンネルが形成される。このチャンネルは、基板の周
縁エッジに隣接し、且つ、この周縁エッジの周りに実質
的に連続的に伸びる流入口を有している。
【０００９】本発明の装置では、基板の周縁エッジが、
基板の中心の処理速度の約９０％〜約１１０％の処理速
度で処理されるように、チャンネルの前記幅ｗのサイズ
が与えられてもよい。
基板の中心の処理速度の約９０％〜約１１０％の処理速
度で処理されるように、チャンネルの前記幅ｗのサイズ
が与えられてもよい。
【００１０】本発明は更に、プロセスチャンバ内で基板
を均一に処理する方法を有している。この方法は、
（ａ）中心と周縁エッジを有する基板をプロセスチャン
バ内に配置するステップと、（ｂ）プロセスチャンバ内
にプロセスガスを導入して、基板処理に適したプロセス
条件にプロセスガスを維持するステップと、（ｃ）基板
表面の周縁エッジに隣接し、且つ、この周縁エッジの周
りにある、実質的に連続なチャンネルを有する壁を維持
するステップと、を有し、このチャンネルは、基板の中
心の処理が基板の周縁エッジの処理速度と実質的に等し
い処理速度で行われるように、チャンネル内に流入する
プロセスガスを調節するようなサイズ及び構成が与えら
れる。
を均一に処理する方法を有している。この方法は、
（ａ）中心と周縁エッジを有する基板をプロセスチャン
バ内に配置するステップと、（ｂ）プロセスチャンバ内
にプロセスガスを導入して、基板処理に適したプロセス
条件にプロセスガスを維持するステップと、（ｃ）基板
表面の周縁エッジに隣接し、且つ、この周縁エッジの周
りにある、実質的に連続なチャンネルを有する壁を維持
するステップと、を有し、このチャンネルは、基板の中
心の処理が基板の周縁エッジの処理速度と実質的に等し
い処理速度で行われるように、チャンネル内に流入する
プロセスガスを調節するようなサイズ及び構成が与えら
れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、プロセスガスを用いて
基板表面を均一に処理し、且つ、基板上への粒子汚染物
の堆積を低減するための装置及び方法を提供するもので
ある。この装置は、例えば化学気相堆積（ＣＶＤ）やス
パッタリング処理等により、基板上に物質を堆積するた
めに用いることができ、また、イオン注入（イオンイン
プランテーション）プロセス等により、基板に物質を注
入することに用いる事ができ、更に、化学的なエッチン
グプロセスや反応性イオンエッチングプロセスにより、
基板上の層をエッチングすることに、特に有用である。
基板表面を均一に処理し、且つ、基板上への粒子汚染物
の堆積を低減するための装置及び方法を提供するもので
ある。この装置は、例えば化学気相堆積（ＣＶＤ）やス
パッタリング処理等により、基板上に物質を堆積するた
めに用いることができ、また、イオン注入（イオンイン
プランテーション）プロセス等により、基板に物質を注
入することに用いる事ができ、更に、化学的なエッチン
グプロセスや反応性イオンエッチングプロセスにより、
基板上の層をエッチングすることに、特に有用である。
【００１２】半導体基板２５のプラズマ処理に適した、
本発明の代表的な処理装置２０の模式的な図が、図２に
示される。この処理装置２０は、１９９４年７月１８日
に出願の米国特許出願第０８／２７７,５３１号に詳細
が記載されている。ここに示される装置２０の特定の具
体例は、本発明の例示のためだけに示されるものであ
り、本発明の範囲を限定するために用いるものと解され
るべきではない。例えば、装置２０は、上述のように非
プラズマ処理に用いることもでき、また、半導体製造以
外の製造プロセスに用いることも可能である。
本発明の代表的な処理装置２０の模式的な図が、図２に
示される。この処理装置２０は、１９９４年７月１８日
に出願の米国特許出願第０８／２７７,５３１号に詳細
が記載されている。ここに示される装置２０の特定の具
体例は、本発明の例示のためだけに示されるものであ
り、本発明の範囲を限定するために用いるものと解され
るべきではない。例えば、装置２０は、上述のように非
プラズマ処理に用いることもでき、また、半導体製造以
外の製造プロセスに用いることも可能である。
【００１３】装置２０は、概説的には、側壁３５と、上
壁４０と、底壁４５とを有する閉じたプロセスチャンバ
３０を備えている。基板２５上に物質を堆積させ或いは
基板２５をエッチングするために用いられるプロセスガ
スが、チャンバ３０内にプロセスガスを分散させるため
の多孔の「シャワーヘッド」ガスディフューザーを有す
るガスディストリビュータ５５を介して、チャンバ３０
内に導入される。プロセスガスからプラズマを形成する
には、チャンバ３０の周りに巻かれたインダクタコイル
６０を用いて誘導結合により行うこともでき、あるい
は、チャンバ３０内のプロセス電極６５ａ及び６５ｂを
用いて容量結合により行うこともできる。示される例で
は、一方プロセス電極６５ａは基板２５の下に配置さ
れ、他方のプロセス電極は、プロセスチャンバ３０の壁
にアースされることにより形成される。また、誘導結合
と容量結合を組合わせて用い、チャンバ３０内に更に均
一な又は指向性の高いプラズマを形成することもでき
る。排気マニホールド７０が具備され、使用済みのプロ
セスガス及びプロセスガス副生成物をプロセスチャンバ
３０から排出する。中心８０及び周縁エッジ８５を有す
る基板２５をプロセスチャンバ３０の中に保持するた
め、基板支持体７５が具備される。
壁４０と、底壁４５とを有する閉じたプロセスチャンバ
３０を備えている。基板２５上に物質を堆積させ或いは
基板２５をエッチングするために用いられるプロセスガ
スが、チャンバ３０内にプロセスガスを分散させるため
の多孔の「シャワーヘッド」ガスディフューザーを有す
るガスディストリビュータ５５を介して、チャンバ３０
内に導入される。プロセスガスからプラズマを形成する
には、チャンバ３０の周りに巻かれたインダクタコイル
６０を用いて誘導結合により行うこともでき、あるい
は、チャンバ３０内のプロセス電極６５ａ及び６５ｂを
用いて容量結合により行うこともできる。示される例で
は、一方プロセス電極６５ａは基板２５の下に配置さ
れ、他方のプロセス電極は、プロセスチャンバ３０の壁
にアースされることにより形成される。また、誘導結合
と容量結合を組合わせて用い、チャンバ３０内に更に均
一な又は指向性の高いプラズマを形成することもでき
る。排気マニホールド７０が具備され、使用済みのプロ
セスガス及びプロセスガス副生成物をプロセスチャンバ
３０から排出する。中心８０及び周縁エッジ８５を有す
る基板２５をプロセスチャンバ３０の中に保持するた
め、基板支持体７５が具備される。
【００１４】基板２５を包囲するフォーカスリング９０
の設計は、（１）図２に示されるように、基板支持体７
５上に置かれる自立するリング構造体として設計するこ
ともでき、あるいは、（２）基板支持体７５と一体とな
った部分として設計することもでき（図示せず）、ある
いは、（３）図３に示されるように、プロセスチャンバ
３０の側壁５３に取り付けられた固定リング構造体とし
て設計することもできる。
の設計は、（１）図２に示されるように、基板支持体７
５上に置かれる自立するリング構造体として設計するこ
ともでき、あるいは、（２）基板支持体７５と一体とな
った部分として設計することもでき（図示せず）、ある
いは、（３）図３に示されるように、プロセスチャンバ
３０の側壁５３に取り付けられた固定リング構造体とし
て設計することもできる。
【００１５】フォーカスリング９０は、基板２５上にプ
ロセスガスの流れ又はプラズマを収容して向きを与える
ための、基板２５を包囲する収容壁９５を備えている。
壁９５は、新鮮な反応性プロセスガス種の流れを、ガス
ディストリビュータ５５から基板２５へ向けて導き、他
方、プロセスチャンバ３０内で循環している滞留プロセ
スガス種の基板２５への流動又は拡散移動を制限する。
壁９５の内径ｄは、基板２５の周りを１周するサイズが
与えられることが好ましく、例えば、直径２０３．２ｍ
ｍ（８インチ）の基板に対して、適切な内径は、約２０
３ｍｍ〜約２５０ｍｍであり、更に好ましくは約２０３
ｍｍ〜約２２５ｍｍである。壁９５の高さｈは、プロセ
スチャンバ３０内で循環している滞留反応性プロセスガ
ス種の基板２５への流動又は拡散移動を低減するに充分
で、同時に、新鮮な反応性プロセスガス種の流れをガス
ディストリビュータ５５から基板２５へと向けるに充分
な長さである。このように、壁９５の高さｈは、プロセ
スチャンバ３０のプロセス条件に依拠している。ここに
記載されるプロセス条件を用いて直径１５０〜３００ｍ
ｍ（６〜１２インチ）の基板を処理する場合に適切な高
さｈは、約１０〜約５０ｍｍであり、更に好ましくは１
５〜２５ｍｍである。好ましくは、壁９５の内面は、基
板２５の面に垂直な垂直軸と角度αをなして、逆テーパ
ー状の円錐面を形成し、この円錐面がプロセスガスの流
れをディストリビュータ５５から基板２５へとスムーズ
に導く。好ましくは、角度αは、約１０゜〜約７５゜で
あり、更に好ましくは１５゜〜４０゜、最も好ましくは
約３０゜である。
ロセスガスの流れ又はプラズマを収容して向きを与える
ための、基板２５を包囲する収容壁９５を備えている。
壁９５は、新鮮な反応性プロセスガス種の流れを、ガス
ディストリビュータ５５から基板２５へ向けて導き、他
方、プロセスチャンバ３０内で循環している滞留プロセ
スガス種の基板２５への流動又は拡散移動を制限する。
壁９５の内径ｄは、基板２５の周りを１周するサイズが
与えられることが好ましく、例えば、直径２０３．２ｍ
ｍ（８インチ）の基板に対して、適切な内径は、約２０
３ｍｍ〜約２５０ｍｍであり、更に好ましくは約２０３
ｍｍ〜約２２５ｍｍである。壁９５の高さｈは、プロセ
スチャンバ３０内で循環している滞留反応性プロセスガ
ス種の基板２５への流動又は拡散移動を低減するに充分
で、同時に、新鮮な反応性プロセスガス種の流れをガス
ディストリビュータ５５から基板２５へと向けるに充分
な長さである。このように、壁９５の高さｈは、プロセ
スチャンバ３０のプロセス条件に依拠している。ここに
記載されるプロセス条件を用いて直径１５０〜３００ｍ
ｍ（６〜１２インチ）の基板を処理する場合に適切な高
さｈは、約１０〜約５０ｍｍであり、更に好ましくは１
５〜２５ｍｍである。好ましくは、壁９５の内面は、基
板２５の面に垂直な垂直軸と角度αをなして、逆テーパ
ー状の円錐面を形成し、この円錐面がプロセスガスの流
れをディストリビュータ５５から基板２５へとスムーズ
に導く。好ましくは、角度αは、約１０゜〜約７５゜で
あり、更に好ましくは１５゜〜４０゜、最も好ましくは
約３０゜である。
【００１６】フォーカスリングは更に、チャンネル１０
０を有しており、このチャンネル１００は、基板２５の
周縁エッジ８５に隣接し且つこれの周囲に実質的に連続
に伸びる流入口１０５を有している。チャンネル１００
は壁９５と協働して作用し、散布の均一性を実質的に高
め、また、基板絶縁層面での反応性プロセスガスの濃度
勾配、特に基板２５の周縁エッジでの濃度勾配を低減す
る。また、チャンネル１００は、下記に示すように、基
板表面の周縁エッジ８５上への汚染粒子の形成及び堆積
を低減する。
０を有しており、このチャンネル１００は、基板２５の
周縁エッジ８５に隣接し且つこれの周囲に実質的に連続
に伸びる流入口１０５を有している。チャンネル１００
は壁９５と協働して作用し、散布の均一性を実質的に高
め、また、基板絶縁層面での反応性プロセスガスの濃度
勾配、特に基板２５の周縁エッジでの濃度勾配を低減す
る。また、チャンネル１００は、下記に示すように、基
板表面の周縁エッジ８５上への汚染粒子の形成及び堆積
を低減する。
【００１７】放射方向に分散するプロセスガスの量を調
節してチャンネル１００の中に流入させることにより、
矢印１１０に示すように、チャンネル１００のサイズ及
び幾何関係を選択して基板２５の周縁エッジ８５全面の
プロセスガスの放射方向流束を制御する。基板２５の周
縁エッジ８５でプロセスガスの流量を制限しないかある
いは過剰に制限した場合は、基板全面に対して反応性プ
ロセスガスの分布が非均一となり、その結果、基板２５
の処理も非均一となる。非反応性種又は排気プロセスガ
ス種を充分な量チャンネル内に流入させて、基板２５全
面に新鮮な反応性プロセスガスを実質的に均一に維持で
きるように、チャンネル１００の寸法が与えられ、これ
により、基板の中心８０及び周縁エッジ８５で実質的に
等しい処理速度が得られるようになる。従って、基板２
５の周縁エッジ８５からチャンネル１００の中へのプロ
セスガス種の拡散流れを制限して、使用済みプロセスガ
スの量と実質的に等しい量のプロセスガスだけがチャン
ネル１００内に流入するように、チャンネル１００の流
入口１０５の幅ｗは充分狭くされる。このように、チャ
ンネル１００の流入口の幅ｗは、プロセスチャンバ３０
内のプロセスのＨ￥条件に依拠し、特にプロセスチャン
バ３０内のプロセスガスの圧力及び流量に依拠する。プ
ロセスガス圧力が約１０〜約１００ミリトール（ｍＴｏ
ｒｒ）の場合、流入口の幅ｗは好ましくは約１〜約１０
００ｎｍであり、更に好ましくは約１〜約３００ｎｍ、
最も好ましくは２〜５０ｎｍである。
節してチャンネル１００の中に流入させることにより、
矢印１１０に示すように、チャンネル１００のサイズ及
び幾何関係を選択して基板２５の周縁エッジ８５全面の
プロセスガスの放射方向流束を制御する。基板２５の周
縁エッジ８５でプロセスガスの流量を制限しないかある
いは過剰に制限した場合は、基板全面に対して反応性プ
ロセスガスの分布が非均一となり、その結果、基板２５
の処理も非均一となる。非反応性種又は排気プロセスガ
ス種を充分な量チャンネル内に流入させて、基板２５全
面に新鮮な反応性プロセスガスを実質的に均一に維持で
きるように、チャンネル１００の寸法が与えられ、これ
により、基板の中心８０及び周縁エッジ８５で実質的に
等しい処理速度が得られるようになる。従って、基板２
５の周縁エッジ８５からチャンネル１００の中へのプロ
セスガス種の拡散流れを制限して、使用済みプロセスガ
スの量と実質的に等しい量のプロセスガスだけがチャン
ネル１００内に流入するように、チャンネル１００の流
入口１０５の幅ｗは充分狭くされる。このように、チャ
ンネル１００の流入口の幅ｗは、プロセスチャンバ３０
内のプロセスのＨ￥条件に依拠し、特にプロセスチャン
バ３０内のプロセスガスの圧力及び流量に依拠する。プ
ロセスガス圧力が約１０〜約１００ミリトール（ｍＴｏ
ｒｒ）の場合、流入口の幅ｗは好ましくは約１〜約１０
００ｎｍであり、更に好ましくは約１〜約３００ｎｍ、
最も好ましくは２〜５０ｎｍである。
【００１８】チャンネル１００の長さｌは、基板２５の
処理サイクル全体を行っている間にチャンネル１００内
にプロセスガス、特に排気又は使用済みプロセスガス種
を継続して流入させるに充分長く、且つ、プロセスガス
の流れを制限しないようにして、基板２５の周縁エッジ
８５にガス滞留領域を形成し基板２５上に堆積する流量
汚染物を形成することのないように充分長い。従って、
チャンネル１００の長さも、チャンバ３０内のプロセス
ガスの圧力及び流量に依拠し、圧力及び流量がが高くな
れば、チャンネル１００内に効率の良い流量でプロセス
ガスを流動せしめるためには、依り長いチャンネルの長
さが必要となる。例えば、チャンバ３０内のプロセスガ
スの圧力が約１０ミリトール〜約１００ミリトールの場
合は、適切なチャンネル１００の長さは、少なくとも１
０ｍｍであり、また、約１０ｍｍ〜約１００ｍｍ、更に
好ましくは約２０〜約１００ｍｍ、最も好ましくは約３
０〜約７０ｍｍである。
処理サイクル全体を行っている間にチャンネル１００内
にプロセスガス、特に排気又は使用済みプロセスガス種
を継続して流入させるに充分長く、且つ、プロセスガス
の流れを制限しないようにして、基板２５の周縁エッジ
８５にガス滞留領域を形成し基板２５上に堆積する流量
汚染物を形成することのないように充分長い。従って、
チャンネル１００の長さも、チャンバ３０内のプロセス
ガスの圧力及び流量に依拠し、圧力及び流量がが高くな
れば、チャンネル１００内に効率の良い流量でプロセス
ガスを流動せしめるためには、依り長いチャンネルの長
さが必要となる。例えば、チャンバ３０内のプロセスガ
スの圧力が約１０ミリトール〜約１００ミリトールの場
合は、適切なチャンネル１００の長さは、少なくとも１
０ｍｍであり、また、約１０ｍｍ〜約１００ｍｍ、更に
好ましくは約２０〜約１００ｍｍ、最も好ましくは約３
０〜約７０ｍｍである。
【００１９】チャンネル１００の流入口１０５の側壁１
０９の少なくとも一部が、基板表面と実質的に平行とな
って、基板２５の周縁エッジ８５の端から端までプロセ
スガスを実質的に層流に維持することが好ましい。この
特徴により、プロセスガスがスムーズに流れることがで
きるようになり、基板２５の中心８０から周縁エッジ８
５へ、そしてチャンネル１００の流入口１０５へ致る際
に障害がなくなり、その結果、基板の周縁エッジ８５の
処理の均一性が向上する。
０９の少なくとも一部が、基板表面と実質的に平行とな
って、基板２５の周縁エッジ８５の端から端までプロセ
スガスを実質的に層流に維持することが好ましい。この
特徴により、プロセスガスがスムーズに流れることがで
きるようになり、基板２５の中心８０から周縁エッジ８
５へ、そしてチャンネル１００の流入口１０５へ致る際
に障害がなくなり、その結果、基板の周縁エッジ８５の
処理の均一性が向上する。
【００２０】好ましい具体例では、図３（ａ）及び
（ｂ）に示されるように、プロセスチャンバ３０は、プ
ロセスチャンバ３０に取り付けられた、静的又は固定さ
れたフォーカスリング９０と、可動基板支持体７５とを
備えている。フォーカスリング９０のチャンネル１００
は、固定フォーカスリング９０の下側エッジ１１１と、
可動基板支持体７５の上側エッジ１１２との間に形成さ
れるている。可動基板支持体７５は、（１）図３（ａ）
に示すように、基板ホルダ上に基板２５を搬送するに適
する第１のポジションから、（２）図３（ｂ）に示すよ
うに、基板２５を処理するために適する第２のポジショ
ンへと、移動することが可能である。固定フォーカスリ
ング９０と可動基板支持体７５との間のチャンネル１０
０は、可動基板支持体７５が第２のポジションにあると
きに形成される。ここに示す態様では、第１のポジショ
ンは第２のポジションよりも低くなっている。
（ｂ）に示されるように、プロセスチャンバ３０は、プ
ロセスチャンバ３０に取り付けられた、静的又は固定さ
れたフォーカスリング９０と、可動基板支持体７５とを
備えている。フォーカスリング９０のチャンネル１００
は、固定フォーカスリング９０の下側エッジ１１１と、
可動基板支持体７５の上側エッジ１１２との間に形成さ
れるている。可動基板支持体７５は、（１）図３（ａ）
に示すように、基板ホルダ上に基板２５を搬送するに適
する第１のポジションから、（２）図３（ｂ）に示すよ
うに、基板２５を処理するために適する第２のポジショ
ンへと、移動することが可能である。固定フォーカスリ
ング９０と可動基板支持体７５との間のチャンネル１０
０は、可動基板支持体７５が第２のポジションにあると
きに形成される。ここに示す態様では、第１のポジショ
ンは第２のポジションよりも低くなっている。
【００２１】可動支持構造体は、基板２５を支持するよ
うサイズが与えられた平坦面を有する支持板１１３と、
それを貫通する複数の穴１２０とを備えている。可動基
板支持体７５は、支持リフトベローズ（図示せず）によ
り垂直に上昇下降される。
うサイズが与えられた平坦面を有する支持板１１３と、
それを貫通する複数の穴１２０とを備えている。可動基
板支持体７５は、支持リフトベローズ（図示せず）によ
り垂直に上昇下降される。
【００２２】この態様では、固定フォーカスリングは前
述の構成の何れを有していてもよい。固定フォーカスリ
ング９０をプロセスチャンバ３０へ取り付けるための好
ましい構造体は、（１）フォーカスリング９０の下に伸
びる環１４５と、（２）プロセスチャンバ３０の側壁３
５へ環１４５を取り付けるためのアーム１５０とを備え
ている。フォーカスリング９０のエッジの一部、環１４
５及びアーム１５０は、可動支持構造体７５のエッジ１
１２と共形な形状を有しており、フォーカスリング９０
と可動支持構造体７５との間にチャンネル１００を形成
している。チャンネル１００の幅ｗは、可動支持構造体
を上昇下降することにより調節することができ、チャン
ネル１００の長さｌは、固定フォーカスリング９０の共
形部分と可動支持構造体７５の共形部分との間の長さで
ある。
述の構成の何れを有していてもよい。固定フォーカスリ
ング９０をプロセスチャンバ３０へ取り付けるための好
ましい構造体は、（１）フォーカスリング９０の下に伸
びる環１４５と、（２）プロセスチャンバ３０の側壁３
５へ環１４５を取り付けるためのアーム１５０とを備え
ている。フォーカスリング９０のエッジの一部、環１４
５及びアーム１５０は、可動支持構造体７５のエッジ１
１２と共形な形状を有しており、フォーカスリング９０
と可動支持構造体７５との間にチャンネル１００を形成
している。チャンネル１００の幅ｗは、可動支持構造体
を上昇下降することにより調節することができ、チャン
ネル１００の長さｌは、固定フォーカスリング９０の共
形部分と可動支持構造体７５の共形部分との間の長さで
ある。
【００２３】固定フォーカスリング９０及び可動基板支
持体７５の構成は、幾つかの利点を有している。第１に
固定フォーカスリング９０により、フォーカスリング９
０が移動している間も、フォーカスリング９０上の堆積
物が追い出されて形成される汚染粒子の発生が低減され
る。これにより、プロセス環境がよりクリーンになり、
基板２５の収率がより高くなる。
持体７５の構成は、幾つかの利点を有している。第１に
固定フォーカスリング９０により、フォーカスリング９
０が移動している間も、フォーカスリング９０上の堆積
物が追い出されて形成される汚染粒子の発生が低減され
る。これにより、プロセス環境がよりクリーンになり、
基板２５の収率がより高くなる。
【００２４】更に、図２に示すように、リフトピン組立
体１３５等の動く部品を、腐食性のプロセスガスが実質
的にないチャンバ３０下側領域に配置することにより、
チャンバ３０内の部品の設計が簡単になる。適切なリフ
トピン１３５は、４つのリフトピンを支えるＣ字型リン
グ１４０を備え、このリングはリフトピンベローズ１１
５によって昇降する。リフトピン１３０は、基板２５を
昇降させるために基板支持体の穴１２０の中を貫通して
いる。
体１３５等の動く部品を、腐食性のプロセスガスが実質
的にないチャンバ３０下側領域に配置することにより、
チャンバ３０内の部品の設計が簡単になる。適切なリフ
トピン１３５は、４つのリフトピンを支えるＣ字型リン
グ１４０を備え、このリングはリフトピンベローズ１１
５によって昇降する。リフトピン１３０は、基板２５を
昇降させるために基板支持体の穴１２０の中を貫通して
いる。
【００２５】別の利点としては、基板支持体７５が可動
であるため、チャンネル１００の流入口１０５の幅ｗの
調節が可能となり、特定のプロセス条件やチャンバの幾
何条件に対してチャンネル１００の寸法を設定すること
ができる。更に、可動である基板支持体７５が第１の下
側ポジションにあれば、基板２５をチャンバ３０に出し
入れすることが容易になる。
であるため、チャンネル１００の流入口１０５の幅ｗの
調節が可能となり、特定のプロセス条件やチャンバの幾
何条件に対してチャンネル１００の寸法を設定すること
ができる。更に、可動である基板支持体７５が第１の下
側ポジションにあれば、基板２５をチャンバ３０に出し
入れすることが容易になる。
【００２６】プロセスチャンバ３０の様々な部材及びチ
ャンバ自身は、メタル、セラミック、ガラス、ポリマー
や複合材料を始めとする様々な材料を、従来からの機械
加工や成形の方法を用いて作ることが可能である。プロ
セスチャンバ３０及び部品の作製に好ましく用いること
ができるメタルには、アルミニウム、陽極処理アルミニ
ウム、「ＨＡＹＮＥＳ ２４２」、「Ａｌ−６０６
１」、「ＳＳ ３０４」（ＳＵＳ３０４）、「ＳＳ ３
１６」（ＳＵＳ３１６）及び「ＩＮＣＯＬ」が含まれ
る。
ャンバ自身は、メタル、セラミック、ガラス、ポリマー
や複合材料を始めとする様々な材料を、従来からの機械
加工や成形の方法を用いて作ることが可能である。プロ
セスチャンバ３０及び部品の作製に好ましく用いること
ができるメタルには、アルミニウム、陽極処理アルミニ
ウム、「ＨＡＹＮＥＳ ２４２」、「Ａｌ−６０６
１」、「ＳＳ ３０４」（ＳＵＳ３０４）、「ＳＳ ３
１６」（ＳＵＳ３１６）及び「ＩＮＣＯＬ」が含まれ
る。
【００２７】ここに記載される装置２０を用いて、化学
気相堆積（ＣＶＤ）等により基板２５上に物質を堆積す
ることができ、あるいは、基板２５から物質をエッチン
グすることができ、あるいは、基板２５やチャンバ壁や
プロセス部品に堆積した汚染堆積物をクリーニングする
ことができる。基板にＳｉＯ2 を化学気相堆積（ＣＶ
Ｄ）により堆積する典型的なプロセスでは、（１）例え
ばＳｉＨ4 やＳｉＣｌ2Ｈ2等の珪素ソースガスと、ＣＯ
2とＨ2の混合物やＮ2Ｏ 等の酸素ソースガスとを含むプ
ロセスガスを用い、あるいは、（２）Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）
4 等の珪素と酸素の両方を含む単一のガスのプロセスガ
スを用いる。Ｓｉ3Ｎ4を堆積するためのＣＶＤプロセス
では、典型的には、ＳｉＨ4 及びＮＨ3 又はＮ2 などの
ガスを用いる。その他の従来からのＣＶＤプロセスガス
には、ＮＨ3 、ＡｓＨ3 、Ｂ2Ｈ6、ＨＣｌ、ＰＨ3 及び
ＳｉＨ4 が含まれる。典型的なインターコネクトエッチ
ングでは、ＢＣｌ3、Ｃｌ2、ＳＦ6、ＣＦ4、ＣＦＣ
ｌ3、ＣＦ2Ｃｌ2、ＣＦ3Ｃｌ、ＣＨＦ3及びＣ2ＣｌＦ5
等のエッチングプロセスガスが用いられる。レジストエ
ッチングのプロセスでは、典型的には、酸素ガスを用い
て基板上のポリマーレジストをエッチングする。
気相堆積（ＣＶＤ）等により基板２５上に物質を堆積す
ることができ、あるいは、基板２５から物質をエッチン
グすることができ、あるいは、基板２５やチャンバ壁や
プロセス部品に堆積した汚染堆積物をクリーニングする
ことができる。基板にＳｉＯ2 を化学気相堆積（ＣＶ
Ｄ）により堆積する典型的なプロセスでは、（１）例え
ばＳｉＨ4 やＳｉＣｌ2Ｈ2等の珪素ソースガスと、ＣＯ
2とＨ2の混合物やＮ2Ｏ 等の酸素ソースガスとを含むプ
ロセスガスを用い、あるいは、（２）Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）
4 等の珪素と酸素の両方を含む単一のガスのプロセスガ
スを用いる。Ｓｉ3Ｎ4を堆積するためのＣＶＤプロセス
では、典型的には、ＳｉＨ4 及びＮＨ3 又はＮ2 などの
ガスを用いる。その他の従来からのＣＶＤプロセスガス
には、ＮＨ3 、ＡｓＨ3 、Ｂ2Ｈ6、ＨＣｌ、ＰＨ3 及び
ＳｉＨ4 が含まれる。典型的なインターコネクトエッチ
ングでは、ＢＣｌ3、Ｃｌ2、ＳＦ6、ＣＦ4、ＣＦＣ
ｌ3、ＣＦ2Ｃｌ2、ＣＦ3Ｃｌ、ＣＨＦ3及びＣ2ＣｌＦ5
等のエッチングプロセスガスが用いられる。レジストエ
ッチングのプロセスでは、典型的には、酸素ガスを用い
て基板上のポリマーレジストをエッチングする。
【００２８】装置２０は、プラズマプロセスにおいて、
基板２５の周縁エッジ８５でプロセスガスの流れを調節
することにより、基板表面全面に反応性プラズマ種の均
一な分布を形成し維持するためには、特に有用である。
例えば、装置２０で行うことができる典型的なプラズマ
エッチングプロセスや反応性イオンエッチングプロセス
では、塩素を含有するガスのプラズマを用いて基板２５
の導電層をエッチングし、これは、S.M. Sze 著の VLSI
Technology, Second Edition, Chapter 5, McGraw-Hil
l Publishing Co., New York(1988) に概説的に記載さ
れている。ＮＦ3を用いて基板をクリーニングするプラ
ズマプロセスは、Chang らの米国特許第５,２０１,９９
０号に概説的に記載されている。また、前出のS.M. Sze
著の VLSI Technology, Second Edition, McGraw-Hill
Publishing Co., New York(1988) の Chapter 9, に概
説的に記載されているように、プラズマ励起化学気相堆
積プロセスのように、プラズマは基板にコーティングを
堆積するためにも用いられる。
基板２５の周縁エッジ８５でプロセスガスの流れを調節
することにより、基板表面全面に反応性プラズマ種の均
一な分布を形成し維持するためには、特に有用である。
例えば、装置２０で行うことができる典型的なプラズマ
エッチングプロセスや反応性イオンエッチングプロセス
では、塩素を含有するガスのプラズマを用いて基板２５
の導電層をエッチングし、これは、S.M. Sze 著の VLSI
Technology, Second Edition, Chapter 5, McGraw-Hil
l Publishing Co., New York(1988) に概説的に記載さ
れている。ＮＦ3を用いて基板をクリーニングするプラ
ズマプロセスは、Chang らの米国特許第５,２０１,９９
０号に概説的に記載されている。また、前出のS.M. Sze
著の VLSI Technology, Second Edition, McGraw-Hill
Publishing Co., New York(1988) の Chapter 9, に概
説的に記載されているように、プラズマ励起化学気相堆
積プロセスのように、プラズマは基板にコーティングを
堆積するためにも用いられる。
【００２９】
【実施例】以下の実施例は、半導体基板を処理するため
の本発明の装置及び方法を例示するために用いられるも
のである。しかし、いわゆる当業者に理解されるよう
に、この装置や方法はその他の用途に用いることもでき
る。従って、本発明の範囲は、ここに記載される例示の
ための実施例に制限されるべきではない。
の本発明の装置及び方法を例示するために用いられるも
のである。しかし、いわゆる当業者に理解されるよう
に、この装置や方法はその他の用途に用いることもでき
る。従って、本発明の範囲は、ここに記載される例示の
ための実施例に制限されるべきではない。
【００３０】（実施例１及び２：エッチングを受けた基
板）以下の実施例では、反応性プロセスガスの濃度が基
板全面に非均一になることが、基板２５上のアルミニウ
ム層のエッチング均一性に影響を及ぼすことを例証す
る。これら実施例のそれぞれでは、アルミニウム層を有
する基板２５がプロセスチャンバ３０内に搬送され、Ｃ
ｌ2 を１００ｓｃｃｍとＢＣｌ3 を４０ｓｃｃｍを備え
るプロセスガスがプロセスチャンバ３０に導入された。
実施例１では、図４（ａ）に示すように、基板２５の周
縁エッジ８５の部分の上方に配置された単一のガスディ
ストリビュータ１５０を介してプロセスガスがチャンバ
３０内に導入され、基板表面全体に対するガスの流れを
非対称的とした。実施例２では、図４（ｂ）に示すよう
に、基板２５の周縁エッジ８５の周囲に対称的に配置さ
れた４つのガスディストリビュータ１５５ａ、１５５
ｂ、１５５ｃ及び１５５ｄを介してプロセスガスがチャ
ンバ３０内に導入され、基板表面全体に対するガスの流
れを対称的とした。これら双方の実施例では、チャンバ
３０の圧力は１２ミリトールに維持され、また、１００
ワットのＲＦバイアスをチャンバ３０内の２つのプロセ
ス電極６５ａ、６５ｂに印加してプラズマを発生した。
４８３５オングストロームの二酸化炭素発光線の強度の
モニタにより終点を検出して、エッチングプロセスを停
止させた。
板）以下の実施例では、反応性プロセスガスの濃度が基
板全面に非均一になることが、基板２５上のアルミニウ
ム層のエッチング均一性に影響を及ぼすことを例証す
る。これら実施例のそれぞれでは、アルミニウム層を有
する基板２５がプロセスチャンバ３０内に搬送され、Ｃ
ｌ2 を１００ｓｃｃｍとＢＣｌ3 を４０ｓｃｃｍを備え
るプロセスガスがプロセスチャンバ３０に導入された。
実施例１では、図４（ａ）に示すように、基板２５の周
縁エッジ８５の部分の上方に配置された単一のガスディ
ストリビュータ１５０を介してプロセスガスがチャンバ
３０内に導入され、基板表面全体に対するガスの流れを
非対称的とした。実施例２では、図４（ｂ）に示すよう
に、基板２５の周縁エッジ８５の周囲に対称的に配置さ
れた４つのガスディストリビュータ１５５ａ、１５５
ｂ、１５５ｃ及び１５５ｄを介してプロセスガスがチャ
ンバ３０内に導入され、基板表面全体に対するガスの流
れを対称的とした。これら双方の実施例では、チャンバ
３０の圧力は１２ミリトールに維持され、また、１００
ワットのＲＦバイアスをチャンバ３０内の２つのプロセ
ス電極６５ａ、６５ｂに印加してプラズマを発生した。
４８３５オングストロームの二酸化炭素発光線の強度の
モニタにより終点を検出して、エッチングプロセスを停
止させた。
【００３１】図４（ａ）は、実施例１で処理された基板
２５全面におけるエッチング済みアルミニウム層の厚さ
の変化の等高線グラフであり、この実施例でプロセスガ
スは、基板２５の周縁エッジ８５の部分の上方に配置さ
れた単一のガスディストリビュータ１５０を介してチャ
ンバ３０内に導入されている。この構成では、基板２５
表面全面でプロセスガスの流れが非対称となっている。
この等高線グラフでは、基板２５の周縁のうちでガスデ
ィストリビュータ１５０の近くにある部分で得られたエ
ッチレイトは、基板２５のガスディストリビュータ１５
０から離れている部分で得られたエッチレイトよりも著
しく高かったことが示される。
２５全面におけるエッチング済みアルミニウム層の厚さ
の変化の等高線グラフであり、この実施例でプロセスガ
スは、基板２５の周縁エッジ８５の部分の上方に配置さ
れた単一のガスディストリビュータ１５０を介してチャ
ンバ３０内に導入されている。この構成では、基板２５
表面全面でプロセスガスの流れが非対称となっている。
この等高線グラフでは、基板２５の周縁のうちでガスデ
ィストリビュータ１５０の近くにある部分で得られたエ
ッチレイトは、基板２５のガスディストリビュータ１５
０から離れている部分で得られたエッチレイトよりも著
しく高かったことが示される。
【００３２】図４（ｂ）は、実施例１で処理された基板
２５全面におけるエッチング済みアルミニウム層の厚さ
の変化に対応する等高線グラフであり、この実施例で
は、ガスフローの分布が均一になるようにしている。こ
の等高線のグラフでは、基板全面に対してエッチレイト
が対称的であったことが示され、４つのガスディストリ
ビュータ１５５ａ、１５５ｂ、１５５ｃ及び１５５ｄの
真下となっている基板２５の周縁エッジに沿ってエッチ
レイトが最も高く得られ、エッチレイトが最も低かった
のは、基板２５の中心８０であった。
２５全面におけるエッチング済みアルミニウム層の厚さ
の変化に対応する等高線グラフであり、この実施例で
は、ガスフローの分布が均一になるようにしている。こ
の等高線のグラフでは、基板全面に対してエッチレイト
が対称的であったことが示され、４つのガスディストリ
ビュータ１５５ａ、１５５ｂ、１５５ｃ及び１５５ｄの
真下となっている基板２５の周縁エッジに沿ってエッチ
レイトが最も高く得られ、エッチレイトが最も低かった
のは、基板２５の中心８０であった。
【００３３】このエッチングパターン等高線グラフによ
り、基板全面に対するプロセスガスの流れの分布及び質
量の濃度が基板処理の均一性を支配することが例証され
る。基板２５の下に配置されたプロセス電極６５ａに電
気的バイアスを与えて誘引した、エネルギー荷電プラズ
マ種を、基板２５のエッチングにおいて少量の構成物を
形成する。これとは対称的に、基板表面全面に対するプ
ロセスガス流れは、チャンバ３０の中でのガスディスト
リビュータの配置により影響を受け、基板２５のエッチ
ングの均一性に著しい影響を与える。
り、基板全面に対するプロセスガスの流れの分布及び質
量の濃度が基板処理の均一性を支配することが例証され
る。基板２５の下に配置されたプロセス電極６５ａに電
気的バイアスを与えて誘引した、エネルギー荷電プラズ
マ種を、基板２５のエッチングにおいて少量の構成物を
形成する。これとは対称的に、基板表面全面に対するプ
ロセスガス流れは、チャンバ３０の中でのガスディスト
リビュータの配置により影響を受け、基板２５のエッチ
ングの均一性に著しい影響を与える。
【００３４】（実施例３：有限要素解析法のモデル）実
施例１及び２で用いた別々のプロセスガス流れに対して
実験的に観測されたエッチングのパターンの説明を行う
ために、単純化した数学的モデルを考案した。このモデ
ルでの仮定として、（１）エッチングプロセス中におけ
る電気的中性反応性種の質量移動の基本的なメカニズム
は、拡散及び対流であること、（２）磁場の影響、熱拡
散の影響及び圧力拡散の影響は小さいこと、そして
（３）ここで重要なエッチングプロセスは、基板表面で
生じるもののみであること、の３つの仮定をおいた。
施例１及び２で用いた別々のプロセスガス流れに対して
実験的に観測されたエッチングのパターンの説明を行う
ために、単純化した数学的モデルを考案した。このモデ
ルでの仮定として、（１）エッチングプロセス中におけ
る電気的中性反応性種の質量移動の基本的なメカニズム
は、拡散及び対流であること、（２）磁場の影響、熱拡
散の影響及び圧力拡散の影響は小さいこと、そして
（３）ここで重要なエッチングプロセスは、基板表面で
生じるもののみであること、の３つの仮定をおいた。
【００３５】次に、３次元の有限要素解析法のプログラ
ムを用いて反応性プロセスガスの分布を予測し、特に、
エッチングプロセス中における基板表面上での反応性の
プラズマ種の分布を予測した。有限要素解析プログラム
により、適切な境界条件の下で、以下の微分方程式を解
いた。
ムを用いて反応性プロセスガスの分布を予測し、特に、
エッチングプロセス中における基板表面上での反応性の
プラズマ種の分布を予測した。有限要素解析プログラム
により、適切な境界条件の下で、以下の微分方程式を解
いた。
【００３６】ガスの拡散による移動は、
【数１】 Ｆは拡散流れ、Ｄは拡散係数、▽ｎ（ｎａｂｌａ ｎ）
は濃度勾配である。
は濃度勾配である。
【００３７】ガスの対流による移動は、
【数２】 ＲＭＳ拡散変位（アインシュタイン方程式）は、
【数３】 Ｄは拡散係数である。
【００３８】拡散変位速度は、
【数４】 Ｖ＞＞Ｖdiffの場合に、対流速度が支配的である。
【００３９】有限要素解析のプログラムを用いて数値シ
ミュレーションを行い、実施例１及び２で用いたプロセ
スの構成についての基板表面全面に対する反応性プロセ
スガスの放射方向の流束又は流れを求めた。このプログ
ラムにより行われた数値シミュレーションの結果、実施
例１及び２で実験的に観測されたエッチングパターンに
対応する放射方向流束勾配が、基板表面全面に対して示
され、このモデルの仮定の正当性が示された。
ミュレーションを行い、実施例１及び２で用いたプロセ
スの構成についての基板表面全面に対する反応性プロセ
スガスの放射方向の流束又は流れを求めた。このプログ
ラムにより行われた数値シミュレーションの結果、実施
例１及び２で実験的に観測されたエッチングパターンに
対応する放射方向流束勾配が、基板表面全面に対して示
され、このモデルの仮定の正当性が示された。
【００４０】（実施例４：濃度勾配等高線）有限要素プ
ログラムを用いて、様々な流入口及びフォーカスリング
の構成について数値シミュレーションを行い、基板表面
全面に対しての反応性プロセスガスの分布の均一性を向
上するようなガス流れの構造と構成を求めた。
ログラムを用いて、様々な流入口及びフォーカスリング
の構成について数値シミュレーションを行い、基板表面
全面に対しての反応性プロセスガスの分布の均一性を向
上するようなガス流れの構造と構成を求めた。
【００４１】有限要素解析プログラムによる数値シミュ
レーションにより、プロセスガス流れ分布及び反応性プ
ロセスガス種の濃度を、基板２５の中心８０から周縁エ
ッジ８５までマッピングした。このシミュレーション
は、ディストリビュータ５０を基板２５の中心８０の真
上に配置したものである。図５（ａ）は、フォーカスリ
ング９０を基板支持体７５上に置いた場合の、エッチャ
ント種等の反応性プロセスガス種の数値シミュレーショ
ンによる濃度勾配の等高線マップである。図５（ｂ）
は、基板２５の周縁エッジ８５に隣接し且つこれの周囲
に実質的連続的に伸びる流入口１０５を具備したチャン
ネル１００を有する本発明のフォーカスリング９０によ
って得られる、エッチャント種等の反応性プロセスガス
種の数値シミュレーションによる濃度勾配の等高線マッ
プである。図５（ｂ）で示される濃度勾配により、連続
的なチャンネル１００を基板の周縁エッジ８５に近づけ
て配置することにより、基板２５の周縁エッジ８５でガ
ス流れの分布が均一になることが例証される。
レーションにより、プロセスガス流れ分布及び反応性プ
ロセスガス種の濃度を、基板２５の中心８０から周縁エ
ッジ８５までマッピングした。このシミュレーション
は、ディストリビュータ５０を基板２５の中心８０の真
上に配置したものである。図５（ａ）は、フォーカスリ
ング９０を基板支持体７５上に置いた場合の、エッチャ
ント種等の反応性プロセスガス種の数値シミュレーショ
ンによる濃度勾配の等高線マップである。図５（ｂ）
は、基板２５の周縁エッジ８５に隣接し且つこれの周囲
に実質的連続的に伸びる流入口１０５を具備したチャン
ネル１００を有する本発明のフォーカスリング９０によ
って得られる、エッチャント種等の反応性プロセスガス
種の数値シミュレーションによる濃度勾配の等高線マッ
プである。図５（ｂ）で示される濃度勾配により、連続
的なチャンネル１００を基板の周縁エッジ８５に近づけ
て配置することにより、基板２５の周縁エッジ８５でガ
ス流れの分布が均一になることが例証される。
【００４２】（実施例５〜９）実施例５〜９の実験が、
別々のプロセスガスディストリビュータ５０、フォーカ
スリング９０及びチャンネルの構成を用いてエッチング
された基板２５のエッチング均一性を求めるために行わ
れた。これらの実施例では、流量７１ｓｃｃｍのＣｌ2
と流量２９ｓｃｃｍのＢＣｌ3 を備えたプロセスガスを
用いて圧力１２ミリトールで、シリコン基板２５上のア
ルミニウム層２５をエッチングした。チャンバのインダ
クタコイル６０に印加した電力は８００ワットであり、
プロセス電極６５ａ、６５ｂに印加したバイアス電力は
１９０ワットであった。図６は、これらの実施例で処理
された基板２５の表面全面におけるエッチレイトの変動
を纏めて示すグラフである。
別々のプロセスガスディストリビュータ５０、フォーカ
スリング９０及びチャンネルの構成を用いてエッチング
された基板２５のエッチング均一性を求めるために行わ
れた。これらの実施例では、流量７１ｓｃｃｍのＣｌ2
と流量２９ｓｃｃｍのＢＣｌ3 を備えたプロセスガスを
用いて圧力１２ミリトールで、シリコン基板２５上のア
ルミニウム層２５をエッチングした。チャンバのインダ
クタコイル６０に印加した電力は８００ワットであり、
プロセス電極６５ａ、６５ｂに印加したバイアス電力は
１９０ワットであった。図６は、これらの実施例で処理
された基板２５の表面全面におけるエッチレイトの変動
を纏めて示すグラフである。
【００４３】実施例５では、フォーカスリング９０は用
いず、ガスディストリビュータ５０は基板２５の中心８
０の上方に配置した。図６の線２０２は、この実施例で
得られたエッチレイトの変動を示し、エッチレイトの全
変動は約１９．４％であった。この実施例では、ガスデ
ィストリビュータ５０が基板２５の中心８０の上方に配
置される場合であっても、基板２５の周囲にガス流れを
収容するためにはフォーカスリング９０が必要であるこ
とが示された。
いず、ガスディストリビュータ５０は基板２５の中心８
０の上方に配置した。図６の線２０２は、この実施例で
得られたエッチレイトの変動を示し、エッチレイトの全
変動は約１９．４％であった。この実施例では、ガスデ
ィストリビュータ５０が基板２５の中心８０の上方に配
置される場合であっても、基板２５の周囲にガス流れを
収容するためにはフォーカスリング９０が必要であるこ
とが示された。
【００４４】実施例６では、プロセスガスディストリビ
ュータ５０は、基板２５の周縁エッジ８５の周囲に配置
された多数の穴を備えていた。フォーカスリング９０は
用いなかった。線２０４はここで得られたエッチレイト
の変動を示し、基板２５全面に対するエッチレイトの全
変動は約１６．１２％であった。
ュータ５０は、基板２５の周縁エッジ８５の周囲に配置
された多数の穴を備えていた。フォーカスリング９０は
用いなかった。線２０４はここで得られたエッチレイト
の変動を示し、基板２５全面に対するエッチレイトの全
変動は約１６．１２％であった。
【００４５】実施例７では、プロセスガスディストリビ
ュータ５０は、基板２５の周縁エッジ８５の上方に配置
された多数の穴を備えていた。高さ０．７５インチ（約
１９ｍｍ）のフォーカスリング９０を基板２５の周囲に
配置した。線２０６はここで得られたエッチレイトの変
動を示し、エッチレイトの全変動は約５．２５％であっ
た。
ュータ５０は、基板２５の周縁エッジ８５の上方に配置
された多数の穴を備えていた。高さ０．７５インチ（約
１９ｍｍ）のフォーカスリング９０を基板２５の周囲に
配置した。線２０６はここで得られたエッチレイトの変
動を示し、エッチレイトの全変動は約５．２５％であっ
た。
【００４６】実施例８では、プロセスガスディストリビ
ュータ５０は、基板２５の周縁エッジ８５の上方に配置
された多数の穴を備えていた。高さ１インチ（約２５ｍ
ｍ）のフォーカスリング９０を用いた。線２０８はここ
で得られたエッチレイトの変動を示し、エッチレイトの
全変動は約４．８７％であった。
ュータ５０は、基板２５の周縁エッジ８５の上方に配置
された多数の穴を備えていた。高さ１インチ（約２５ｍ
ｍ）のフォーカスリング９０を用いた。線２０８はここ
で得られたエッチレイトの変動を示し、エッチレイトの
全変動は約４．８７％であった。
【００４７】実施例９では、プロセスガスディストリビ
ュータ５０は、基板２５の周縁エッジ８５の周囲に配置
されていた。高さ０．７５インチ（約１９ｍｍ）のフォ
ーカスリング９０を用い、幅０．２５インチ（約６．４
ｍｍ）のチャンネル１００が、基板２５の周縁エッジ８
５に隣接して配置された。線１１０ここで得られたエッ
チレイトの変動を示し、エッチレイトの全変動は約４．
９５％であった。
ュータ５０は、基板２５の周縁エッジ８５の周囲に配置
されていた。高さ０．７５インチ（約１９ｍｍ）のフォ
ーカスリング９０を用い、幅０．２５インチ（約６．４
ｍｍ）のチャンネル１００が、基板２５の周縁エッジ８
５に隣接して配置された。線１１０ここで得られたエッ
チレイトの変動を示し、エッチレイトの全変動は約４．
９５％であった。
【００４８】これらの実施例では、チャンネルを自身に
具備するフォーカスリングを用ることにより、基板表面
全面に対するエッチレイトの均一性が実質的に向上する
ことが例証された。
具備するフォーカスリングを用ることにより、基板表面
全面に対するエッチレイトの均一性が実質的に向上する
ことが例証された。
【００４９】本発明はここまで特定の好ましい態様に関
して詳細に説明を行ってきたが、別の態様も可能であ
る。例えば、本発明は、あらゆる基板の処理に用いるこ
とができ、半導体基板の処理には限定されない。
して詳細に説明を行ってきたが、別の態様も可能であ
る。例えば、本発明は、あらゆる基板の処理に用いるこ
とができ、半導体基板の処理には限定されない。
【００５０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、基板表面全体、特に基板の周縁エッジにおいて、
反応性プロセスガスを実質的に均一な濃度に維持するこ
とが可能で、且つ、プロセスチャンバ内に形成される粒
子汚染物を低減する装置及び方法が提供される。
れば、基板表面全体、特に基板の周縁エッジにおいて、
反応性プロセスガスを実質的に均一な濃度に維持するこ
とが可能で、且つ、プロセスチャンバ内に形成される粒
子汚染物を低減する装置及び方法が提供される。
【図１】従来技術の装置の模式的な部分断面図であり、
基板の周縁エッジ附近の粒子汚染物の形成を示す図であ
る。
基板の周縁エッジ附近の粒子汚染物の形成を示す図であ
る。
【図２】本発明に従った装置の模式的な部分断面図であ
り、チャンネルを有するフォーカスリングを示す図であ
る。
り、チャンネルを有するフォーカスリングを示す図であ
る。
【図３】（ａ）は、本発明のプロセスチャンバの模式的
な部分断面図であり、（１）固定フォーカスリングと、
（２）基板搬送のポジションにある可動基板支持体と、
を示す図である。（ｂ）は、図３（ａ）のプロセスチャ
ンバの模式的な部分断面図であり、基板処理のポジショ
ンにある可動基板支持体を示す図である。
な部分断面図であり、（１）固定フォーカスリングと、
（２）基板搬送のポジションにある可動基板支持体と、
を示す図である。（ｂ）は、図３（ａ）のプロセスチャ
ンバの模式的な部分断面図であり、基板処理のポジショ
ンにある可動基板支持体を示す図である。
【図４】（ａ）は、非対称的なガスフロー分布に対する
基板上のアルミニウム層のエッチング速度に関する変化
を示す等高線図である。（ｂ）は、対称的なガスフロー
分布に対する基板上のアルミニウム層のエッチング速度
に関する変化を示す等高線図である。
基板上のアルミニウム層のエッチング速度に関する変化
を示す等高線図である。（ｂ）は、対称的なガスフロー
分布に対する基板上のアルミニウム層のエッチング速度
に関する変化を示す等高線図である。
【図５】（ａ）は、従来技術のフォーカスリングを用い
て得られた反応性プロセスガス種の濃度勾配の等高線図
である。（ｂ）は、本発明のフォーカスリング及びチャ
ンネルを用いて得られた反応性プロセスガス種の濃度勾
配の等高線図である。
て得られた反応性プロセスガス種の濃度勾配の等高線図
である。（ｂ）は、本発明のフォーカスリング及びチャ
ンネルを用いて得られた反応性プロセスガス種の濃度勾
配の等高線図である。
【図６】ガスディストリビュータ、フォーカスリング及
びチャンネルの構成を変えて得られた、基板用面全体の
処理の均一性を示すグラフである。
びチャンネルの構成を変えて得られた、基板用面全体の
処理の均一性を示すグラフである。
１０…プロセスチャンバ、１１…ガスディストリビュー
タ、１２…基板、１３…基板中心、１４…基板周縁エッ
ジ、１５…フォーカスリング、１６…フォーカスリング
の隣接部分、１７…汚染粒子、２０…処理ステップ置、
２５…半導体基板、３０…プロセスチャンバ、３５…側
壁、４０…上壁、４５…底壁、５５…ガスディストリビ
ュータ、６０…インダクタコイル、６５…プロセス電
極、７０…排気マニホールド、７５…基板支持体、８０
…基板中心、８５…基板周縁エッジ、９０…フォーカス
リング、１００…チャンネル、１０５…流入口、１０９
…側壁、１１０…矢印、１１１…フォーカスリング下側
エッジ、１１２…支持体上側エッジ、１１３…支持板、
１１５…リフトピンベローズ、１２０…穴、１３０…リ
フトピン、１３５…リフトピン組立体、１４０…Ｃ字型
リング、１４５…環、１５０…アーム。
タ、１２…基板、１３…基板中心、１４…基板周縁エッ
ジ、１５…フォーカスリング、１６…フォーカスリング
の隣接部分、１７…汚染粒子、２０…処理ステップ置、
２５…半導体基板、３０…プロセスチャンバ、３５…側
壁、４０…上壁、４５…底壁、５５…ガスディストリビ
ュータ、６０…インダクタコイル、６５…プロセス電
極、７０…排気マニホールド、７５…基板支持体、８０
…基板中心、８５…基板周縁エッジ、９０…フォーカス
リング、１００…チャンネル、１０５…流入口、１０９
…側壁、１１０…矢印、１１１…フォーカスリング下側
エッジ、１１２…支持体上側エッジ、１１３…支持板、
１１５…リフトピンベローズ、１２０…穴、１３０…リ
フトピン、１３５…リフトピン組立体、１４０…Ｃ字型
リング、１４５…環、１５０…アーム。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/304 ３４１ Ｈ０１Ｌ 21/304 ３４１Ｄ Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｍ (72)発明者 ジェラルド ゼヤオ イン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サニーヴェール， モース アヴェニュー 1063， ナンバー17−205 (72)発明者 ダイアナ シャービン マ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， キルト コート 19600 (72)発明者 スティーヴ エス． ワイ． マック アメリカ合衆国， カリフォルニア州， プレザントン， モンテヴィノ ドライヴ 878
Claims (25)
- 【請求項１】 表面に中心と周縁エッジとを有する基板
の処理のための装置であって、 （ａ）プロセスガスを内部に分散させるためのガスディ
ストリビュータを有するプロセスチャンバと、 （ｂ）前記プロセスチャンバ内で基板を支持するための
基板支持体と、 （ｃ）前記プロセスチャンバ内でプロセスガスからプラ
ズマを形成するためのプラズマジェネレータと、 （ｄ）前記プロセスチャンバ内のフォーカスリングであ
って、（１）基板表面上にプラズマを実質的に収容する
ために基板を包囲する壁と、（２）前記壁に具備される
チャンネルであって、前記チャンネルは、基板表面の周
縁エッジに隣接し且つ前記周縁エッジの周りに実質的に
連続的に伸びる、流入口を有し、前記流入口は基板表面
の中心と周縁エッジとで実質的に等しい処理速度を維持
できるに充分な量のプロセスガスをチャンネルに流すこ
とができるようなサイズである幅ｗを有する、前記チャ
ンネルと、を備える前記フォーカスリングとを備える装
置。 - 【請求項２】 基板の周縁エッジが、基板の中心の処理
速度の約９０％〜約１１０％の処理速度で処理されるよ
うに、前記チャンネルの流入口の前記幅ｗのサイズが与
えられる請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 該プロセスガスが基板表面のエッチング
のためのエッチャントガスを備え、基板表面の周縁エッ
ジでのエッチレイトが基板表面の中心でのエッチレイト
から約１０％以内となるように、前記チャンネル流入口
のサイズｗが与えられる請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】 前記プロセスチャンバ内のプロセスガス
の圧力が約１０〜約１００ミリトール（ｍＴｏｒｒ）に
対して、流入口の幅ｗが約１〜約１０００ｎｍである請
求項２に記載の装置。 - 【請求項５】 前記チャンネルが、流量汚染物を形成す
るガス滞留領域を基板の周縁エッジに実質的に形成しな
いような充分な量のプロセスガスを基板の処理中にチャ
ンネル内に流入させるように与えられる長さｌを備える
請求項１に記載の装置。 - 【請求項６】 前記プロセスチャンバ内のプロセスガス
の圧力が約１０ミリトール〜１００ミリトールに対し
て、前記チャンネルの長さｌが約１０ｍｍ〜約１００ｍ
ｍである請求項５に記載の装置。 - 【請求項７】 前記チャンネルの前記流入口の側壁の少
なくとも一部が、基板表面と実質的に平行となり、基板
表面の周縁エッジの端から端まででプロセスガスの実質
的な層流を維持する請求項１に記載の装置。 - 【請求項８】 前記フォーカスリングが（１）固定部分
と、（２）可動部分とを備え、前記チャンネルが前記フ
ォーカスリングの前記固定部分と前記可動部分との間に
形成される請求項１に記載の装置。 - 【請求項９】 プロセスチャンバ内で循環している滞留
反応性プロセスガス種の基板への流動を低減するに充分
で、且つ、新鮮な反応性プロセスガス種の流れを前記ガ
スディストリビュータから基板へと向けるに充分長い高
さｈを前記フォーカスリングの前記壁が備える請求項１
に記載の装置。 - 【請求項１０】 基板の直径が約１５０〜３００ｍｍに
対して、前記フォーカスリングの高さｈが約１０ｍｍ〜
約５０ｍｍである請求項１に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記フォーカスリングの前記壁が、基
板の周縁エッジに向かってテーパー状を呈する円錐面を
備える請求項１に記載の装置。 - 【請求項１２】 前記壁の前記円錐面が、基板の表面と
実質的に垂直な軸と約１０゜〜約７５゜の角度を形成す
る請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１３】 前記プロセスチャンバの前記ガスディ
ストリビュータが、基板表面の中心の上方に配置され、
且つ、基板表面全面に対して実質的に均一にプロセスガ
スを分散させることができる請求項１に記載の装置。 - 【請求項１４】 プロセスガスの中で基板を均一に処理
するためのプロセスチャンバであって、 （ａ）プロセスチャンバ内にプロセスガスを導入するた
めのガスディストリビュータと、 （ｂ）前記ガスディストリビュータを介して導入される
プロセスガスの流れを基板に向けるための、プロセスガ
ス収容壁と、 （ｃ）可動の基板ホルダであって、（１）自身の上に基
板を搬入するために適する第１のポジションと、（２）
基板を処理するための第２のポジションとを有し、該第
２のポジションでは前記可動基板ホルダと前記プロセス
ガス収容壁との間にチャンネルを形成し、前記チャンネ
ルは基板の周縁エッジに隣接し且つ周縁エッジの周囲に
実質的連続的に伸びる流入口を有する、前記可動ホルダ
とを備えるプロセスチャンバ。 - 【請求項１５】 基板を実質的に均一に処理するに充分
な体積のプロセスガスを放射方向に流動させ前記チャン
ネルに進入させることにより、基板の表面全面に対して
放射方向に流れるプロセスガスの流束を制御するよう、
前記チャンネルの前記流入口の幅ｗが与えられる請求項
１４に記載のプロセスチャンバ。 - 【請求項１６】 基板の周縁エッジで粒子汚染物の形成
を低減するに充分な体積のプロセスガスを放射方向に流
動させ前記チャンネル内に進入させることができる長さ
ｌを前記チャンネルが備える請求項１４に記載のプロセ
スチャンバ。 - 【請求項１７】 前記チャンネルの前記流入口の側壁の
少なくとも一部が、基板表面と実質的に平行となり、基
板表面の周縁エッジの端から端まででプロセスガスの実
質的な層流を維持する請求項１４に記載のプロセスチャ
ンバ。 - 【請求項１８】 プロセスチャンバ内で循環している滞
留反応性プロセスガス種の基板への流動を低減するに充
分で、且つ、新鮮な反応性プロセスガス種の流れを前記
ガスディストリビュータから基板へと向けるように前記
壁に対して充分長い高さｈを前記フォーカスリングの前
記壁が備える請求項１４に記載のプロセスチャンバ。 - 【請求項１９】 前記ガス収容壁が、基板の周縁エッジ
に向かってテーパー状を呈する円錐面を備える請求項１
４に記載のプロセスチャンバ。 - 【請求項２０】 プロセスチャンバ内で基板を均一に処
理する方法であって、 （ａ）中心と周縁エッジを有する基板を前記プロセスチ
ャンバ内に配置するステップと、 （ｂ）前記プロセスチャンバ内にプロセスガスを導入し
て、基板処理に適したプロセス条件にプロセスガスを維
持するステップと、 （ｃ）基板表面の周縁エッジに隣接し、且つ、この周縁
エッジの周りにある、実質的に連続なチャンネルを有す
る壁を維持するステップであって、基板の中心の処理が
基板の周縁エッジの処理速度と実質的に等しい処理速度
で行われるように前記チャンネル内に流入するプロセス
ガスを調節するようなサイズ及び構成が前記チャンネル
に与えられる、前記ステップとを有する方法。 - 【請求項２１】 前記ステップ（ｃ）において、前記チ
ャンネルが幅ｗの流入口を有し、前記流入口の幅ｗは、
基板の周縁エッジが基板の中心の処理速度の約９０％〜
約１１０％の処理速度で処理されるようなサイズが与え
られる請求項２０に記載の方法。 - 【請求項２２】 前記プロセスチャンバ内のプロセスガ
スが、約１０ミリトール〜約１００ミリトールに維持さ
れ、且つ、前記ステップ（ｃ）では、前記チャンネルの
幅ｗが約１〜１０００ｎｍである請求項に記載の方法。 - 【請求項２３】 前記プロセスチャンバ内のプロセスガ
スの圧力が約１０ミリトール〜１００ミリトールであ
り、且つ、前記ステップ（ｃ）において、前記チャンネ
ルの長さｌが約１０ｍｍ〜約１００ｍｍである請求項２
０に記載の方法。 - 【請求項２４】 基板の直径が約１５０〜３００ｍｍで
あり、且つ前記ステップ（ｃ）において、前記壁の高さ
ｈが約１０ｍｍ〜約５０ｍｍである請求項２０に記載の
方法。 - 【請求項２５】 前記（ｃ）において、前記壁が基板の
周縁エッジに向かってテーパー状を呈する円錐面を備え
る請求項２０に記載の方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| US08/592,821 US5891348A (en) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | Process gas focusing apparatus and method |
| US08/592821 | 1996-01-26 |
Publications (1)
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| JPH09232294A true JPH09232294A (ja) | 1997-09-05 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP9012764A Withdrawn JPH09232294A (ja) | 1996-01-26 | 1997-01-27 | プロセスガスのフォーカシング装置及び方法 |
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| US (1) | US5891348A (ja) |
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| JP (1) | JPH09232294A (ja) |
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| EP0786804A2 (en) | 1997-07-30 |
| EP0786804A3 (en) | 1997-10-08 |
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