JPS63246829A - Ｔｅｏｓプラズマｃｖｄ法 - Google Patents

Ｔｅｏｓプラズマｃｖｄ法

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JPS63246829A
JPS63246829A JP62321181A JP32118187A JPS63246829A JP S63246829 A JPS63246829 A JP S63246829A JP 62321181 A JP62321181 A JP 62321181A JP 32118187 A JP32118187 A JP 32118187A JP S63246829 A JPS63246829 A JP S63246829A
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wafer
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ジョン　エイ　アダミク
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、熱ＣＶＤ、プラズマ強化（ｐｌａｓｍａ−ｅ
ｎｈａｎｃｅｄ）化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）　、リアクタ
ー自己浄化、フィルムエツチング（ｅｔｃｈｂａｃｋ）
　、およびプロフィルまたは他のフィルム特、性のスパ
ッタリングによる修飾を含む単一および現場多重集積回
路処理段階を実施するりアクタ−および方法に関する。
本発明はまた集積回路ウェーハ上に共ｎ’＜　ｔｌ″”
用誘電体層を形成するプロセスおよび中間レベル誘電体
として多層金属化相互接続に対する使用に適する共形平
坦誘電体層を形成する現場多段階プロセスに関する。
【、リアクター 半導体集積回路の製造に適用された初期のガス化学蒸着
リアクターは比較的高い温度の熱活性化化学を用いてガ
スから加熱基板上に蒸着させた。
表面上の固体のそのような化学蒸着には表面上に吸着さ
れるガス種の不均一表面反応が含まれる。
フィルム成長速度およびフィルム品質はウェーハ表面温
度および利用できるガス種に依存する。
より最近、低温プラズマ強化蒸着およびエツチング技術
が、金属例えばアルミニウムおよびタングステン、誘電
体フィルム例えば窒化ケイ素および二酸化ケイ素、並び
に半立体フィルム例えばシリコンを含め、種々の材料の
形成に開発された。
利用できるプラズマ強化化学蒸着プロセスに利用される
プラズマはＲＦ界中に発生される低圧反応物ガス放電で
ある。プラズマは定義により、電子およびイオンの数密
度が等しい電気的に中性のイオン化ガスである。ＰＥＣ
ＶＤに使用される比較的低い圧力で、放電は「グロー」
領域にあり、電子エネルギーは重粒子エネルギーに比し
全く高いことができる。非常に高い電子温度は近くの表
面（例えば基板）上の蒸着に役立つプラズマ内の解離種
の密度を増加する。ＰＥＣＶＤプロセス中の反応性遊離
基の強化供給は低温で、純粋に熱的に活性化されたＣＶ
Ｄプロセスを用いて典型的に可能である（１００〜２０
０オングストローム毎分）より速い蒸着速度（３００〜
４００オングストロ一ム毎分）で濃密良質フィルムの蒸
着を可能にする。しかし、普通のプラズマ強化プロセス
を用いて利用できる蒸着速度はなお比較的低い。
現在、バッチ型リアクターは多−くの商業ＰＥＣＶＤ適
用に使用される。バッチ型リアクターは比較的多数のウ
ェーハを同時に使用し、従って、低い蒸着速度にもかか
わらず比較的高い処理量を与える。しかし、単個ウェー
ハリアクターは一定の利点を有し、例えばバッチ内均−
性の問題がなく、それがそのようなりアクタ−を、殊に
大きい高価なウェーハ例えば直径５〜８インチのウェー
ハに対して魅力的にする。さらに、そして全く明らかに
、蒸着速度およびそのような単個ウェーハリアクターの
処理量が増すとさらにその有用な適用の範囲を増大する
であろう。
ＩＩ　、　Ｓｉｎ□の熱ＣＶＤ　；プレーナ化（Ｐｌａ
ｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）プロセス 最近、集積回路（ＩＣ）技術が大規模集積（ＬＳＩ）か
ら特大規模（ＶＳＬＩ）に進歩し、次の数年に超大規模
（ＬＩＬＳＩ）に成長させることが計画されている。モ
ノリシック回路集積における進歩は製造装置並びに半導
体ウェーハのＩＣチップへの加工に使用する材料および
方法における改良により可能になった。しかし、第１に
、ますます複雑化するデバイスおよび回路の、第２に、
一層大きいデバイス密度および小さい最小特徴寸法およ
び最小分離のＩＣチップへの組込みが、マスキング、フ
ィルム形成、ドーピングおよびエツチングの基礎集積回
路製造段階に対してますます厳酷な要件を課する。
増大する複雑の例として、簡単に記載すると、典型的な
ＭＯＳ（金属酸化物半導体）記憶回路は２水準の金属相
互接続層を含み、ＭＯ３論理回路は２〜３金属相互接続
層を有利に使用することができ、バイポーラディジタル
回路はそのような層を３〜４層必要とできることが計画
される。ますます複雑な厚さ／深さおよび小寸法のその
ような多重相互接続レベルが必要な共形、プレーナ中間
レベル誘電体層材料例えばそのような金属相互接続層を
支持し、電気的に分離する二酸化ケイ素の製造をますま
す困難にする。
小ステップ表面（ｓｍａｌｌ　５ｔｅｐｐｅｄ　５ｕｒ
ｆａｃｅ）　ｈボグラフィ上のプレーナ化共形コーティ
ングを形成することが困難なことは第１６図に例示され
る。
そこでは第１フイルム例えば導体層１７１が部分的に完
成された集積回路（図示なし）の存在するステップトポ
グラフイ−上に形成され、中間層の誘電体層１７２例え
ば二酸化ケイ素の蒸着が行なわれる。これは第２レベル
導体層（図示なし）の形成に先立って行なわれる。典型
的には、蒸着活性種の平均自由行程はステップ次元に比
べて長く、また急速な表面移動が存在しなければステッ
プトポグラフィ−の底１７３、側面１７４およ、び上部
１７５における蒸着速度が関連到達角に比例する。
底および側面到達角は溝の深さおよび小幅の関数であり
、それにより制限される。例えば、非常に狭く、および
（または）深い幾何形態に対し底層１７３の厚さは、上
部層１７５の厚さより小さい側面層１７４より小さい厚
さに蒸着される傾向がある。
蒸着プロセスに用いる圧力の増加は活性種の衝突速度を
増し、平均自由行程を減少する。これは到達角を増大し
、従って溝またはステップの側壁７１４および底１７３
における蒸着速度を増大する。しかし、また第１７Ａ図
について説明すると、これはまたステップのコーナ１７
６における到達角および関連蒸着速度を増加する。
広い溝によって分離されたステップに対して生ずる内側
に傾斜するフィルム形態が側壁−底界面においてカスプ
（ｃｕｓｐ）　　１７７−１７７を形成する。そのよう
なトポグラフィ−上に共形金属および（または）誘電体
層を形成することは困難である。その結果、トポグラフ
ィ−を別々にプレーナ化することが必要である。
さらに、第１７Ｂ図を参照すると、ステップが例えば濃
密２５６キロビフ）ＶＬＳ　Ｉ構造中に狭い溝により分
離される場合にコーナ１７６における高い蒸着速度がボ
イド１７８を閉鎖する。そのようなボイドは次にプレー
ナ化操作により暴露され、第２レベル導体を浸透させ、
ボイドに沿って成長させることができ、ボイドに沿って
導体およびデバイスを短絡することができる。
発明の概要 目的 上記論議を考慮して１目的は非常に高い圧力を含む広い
範囲の圧力にわたって均一な蒸着を与える半導体処理リ
アクターを提供することである。
他の関連目的は熱化学蒸着、プラズマ強化化学蒸着、プ
ラズマ促進エッチバック、プラズマ自己浄化およびスパ
ッタートポグラフィ−修飾を単一または現場多重プロセ
ス系列に含む、多様のプロセスに使用できる可転性単個
ウェーハ半導体処理リアクターを提供することである。
関連目的は、上記目的を達成し、また不安定性ガス例え
ばＴＥ０１およびオゾンの使用に適するリアクターを提
供することである。
本発明の他の目的は、オゾンおよびＴＥＯＳガス化学お
よび熱ＣＶＤを用いる。ＶＬＳ　ＩおよびＵＬＳ　Ｉデ
バイス中の小次元ステップトポグラフィ−上でも非常に
共形の二酸化ケイ素層を形成する方法を提供することで
ある。
また本発明の方法は優れた共形カバーを与え、カスプお
よびボイドを排除するプレーナ化プロセスを提供するこ
とである。
本発明のなお他の目的は、同一プラズマリアクター室内
で単に関連反応物ガス化学および操作条件を変更するこ
とにより多数の段階を用いて現場で行なうことができる
プレーナ化プロセスを提供することである。
本発明のなお他の目的は、コーティング共形性およびプ
レーナ化、並びにプロセス処理量およびウェーハ特性例
えば低微粒子、を最適化するためのウェーハのプラズマ
蒸着および等方性エツチングを含む現場多段階プロセス
を提供することである。
他の目的は、前記可転性プロセス特性並びにリアクター
自己浄化の追加を含むがそれに限定されないプロセス系
列および段階の数を変更する能力を提供することである
。
概要 １特定態様において、本発明はウェーハを中に装備する
室およびウェーハに反応物ガスを供給する入口ガスマニ
ホールドを規定する半導体処理リアクターに関する。室
はまた、真空排出ポンプ装置；室内のウェーハ装備位置
の周辺に装備され、円形配列の排出口を中に含むガス整
流プレート；および孔配列の下でそれに連通し、入口マ
ユホールドから半径方向にウェーハを横切り排出口を通
してガスを容易に流れさせる真空排出ポンプに対して少
くとも１地点の連結を有する円形溝を含む均一半径方向
ポンプ装置を一員とする。溝は、ウェーハを横切って排
出孔へ向う制御された均一な半径方向ガス流を可能にし
、それにより均一な流れを助長し、約１気圧までの非常
に高い圧力を含む広い範囲の圧力にわたり処理（エツチ
ングおよび蒸着）する孔に比べて十分大きい容積および
伝辱力を有する。
他の観点において、本発明は、ウェーハを水平に装備す
る室を形成するハウジング、室に連通する真空ポンプ装
置、およびウェーハ装備位置の上方に水平に配置した入
口ガスマニホールドを含む半導体処理リアクターを指向
する。マニホールドは反応物ガスをウェーハ上に均一に
配分するように配置された中心部配列のプロセスガス孔
およびパージガスを下向きにウェーハの周辺に向かわせ
るように配置された第２周連記列のパージガス孔を有す
る。孔配列はまた孔の半径方向の整列を排除するように
配置される。。
他の観点において、リアクターは、マニホールド内の凝
縮および反応を防ぐため内部表面を選んだ温度範囲内に
維持し、外部マニホールド表面を好ましくない蒸着を排
除するために選んだ温度範囲以上に維持する制御された
温度の液体をマニホールド内に循環する設備を一員とす
る。
なお他の観点において本発明のりアクタ−は、ウェーハ
を支持する薄いサセプター、サセプターをガス入口マニ
ホールドに正確に平行する水平位置に装備するサセプタ
ー支持装置、およびウェーハ支持装置を垂直に選択的に
移動しサセプターおよび支持体をガスマニホールドに密
隣接する選んだ可変距離に、ガスマニホールドに平行に
配置する装置を含む。殊に可変平行密間隔は０．５　ｃ
ｍおよびそれ以下であることができる。
なお他の観点において、本発明の半導体処理リアクター
は室内に配置されたウェーハのガス化学処理に適応させ
た室を中に規定するハウジングを含む。透明窓が室の底
部を形成する。薄い高輻射能サセプターが室内のウェー
ハの支持に使用される。近赤外放射エネルギーの実質的
に平行するビームを、サセプターの中心より縁部に実質
的に高い入射出力密度でサセプター上へ窓を通して向か
わせてウェーハを均一に加熱するために、反射器モジュ
ール内に装備した円形配列のランプを含む放射加熱モジ
ュールがハウジングの外部に装備される。
好ましくは第２のパージガスマニホールドが、窓を横切
って上方へ、そしてウェーハの底部を横切るパージガス
流を与えるためにウェーハ処理領域より下に配置される
。高い圧の入口ガスマニホ−ルドからのパージ流および
パージガスマニホールドからのパージ流の組合せが字表
面上の蒸着を実質的に排除する。
なお他の観点において、本発明のりアクタ−は管の内側
上の蒸着ガスおよびその外側上のパージガスの共軸流を
ガス入口マニホールド中へ与えるために適応させた管装
置を含むガス入口マニホールドに連結した蒸着ガスフィ
ードスルー装置が含まれる。管は入口端で接地におよび
出口またはマニホールド端でＲＦ出力供給に接続するた
めに適応させてＲＦ小出力マニホールドに与え、定電圧
勾配を確立して高いＲＦ周波数および電圧においてもガ
スの分解を防ぐために入口から出口端へその長さに沿っ
て制御された電気インピーダンスを有する。
これらおよび以下に記載する他の特徴は広い圧力変化に
わたる、すなわち約１気圧までの高い圧力を含む圧力の
範囲にわたるリアクターの運転を可能にする。それらの
特徴はまたサセプター／ウェーハを横切る絶対温度の均
一性および室内均一性の両方を含む均一なサセプターお
よびウェーハの温度；ウェーハを横切る均一なガス流分
布：および有効なパージを与える。電極間の可変平行密
間隔はりアクタ−を種々のプロセスに適応させる。
これらの特徴並びに内部および外部ガスマニホールド温
度の温度制御は、後記プロセスにおける非常に鋭敏な不
安定ガス例えばオゾンおよびＴＥＯＳの有利な使用を可
能にする。
すなわち、本発明また基板を真空室内で、室１０内の全
ガス圧１０〜２００トルおよび約２００〜５００℃の範
囲内の基板温度を用いてオゾン、酸素テトラエチルオル
トシリケートおよび担体ガスから形成した反応性種に暴
露することにより基板上に二酸化ケイ素の共形層を蒸着
させる方法に関する。好ましくは約３７５±２０℃の基
板温度が最大蒸着速度を得るために使用され、室圧力は
約４０〜１２０トルである。
なお他の観点において、本発明は基板を室内で、約１〜
５０トルの範囲内の全ガス圧、約２００〜５００℃の範
囲内の基板温度を用いてテトラエチルオルトシリケート
、酸素および担体ガスから形成したプラズマに暴露する
ことによりフィルムまたは基板上に二酸化ケイ素を蒸着
させる方法中に具体化される。好ましくは室圧力は８〜
１２トルであり、基板温度は約３７５±２０℃である。
なお他の観点において、本発明は二酸化ケイ素表面を室
内で、約２００〜５００℃の範囲内のつ工−ハ温度を用
いて担体ガス中のフッ素化ガス例えばＮＦ３、ＣＦ４お
よびＣｚＦｈから形成されたプラズマに暴露する段階を
含む二酸化ケイ素表面を等方性にエツチングする方法に
向けられる。
好ましくは室圧力は約２００ｍＴ〜２０トル、より好ま
しくは５００ｍＴ〜１０トルの範囲内である。
本発明はまた、コーティングを、オゾン、酸素、テトラ
エチルオルトシリケートおよび担体ガスから形成された
反応性種（全室ガス圧は１０〜２００トルの適当な範囲
内にあり、基板温度は２００〜５００℃の適当な範囲内
にある）に暴露することによりコーティング上に二酸化
ケイ素の共形層を蒸着させ、それにより基板上に共形層
の複合体を形成し、生じた複合体層の外部表面を等方性
にエツチングすることにより真空室内で非プレーナ誘電
体コーティングまたは複合体をプレーナ化する方法に具
体化される。好ましくはこのプレーナ化プロセスは初め
に二酸化ケイ素の層を形成するプラズマ酸化物蒸着を用
い、また前記等方性エツチングを用いる。
本発明の前記および他の観点および利点は次に図面に関
連して説明される。
発明の詳細な説明 １、ＣＶＤ／ＰＥＣＶＤリアクター 第１図および第２図はそれぞれ軸支カバーを開いて示し
た本発明の単個ウェーハリアクター１０の好ましい平面
図およびリアクター１０の縦断面図である。
初めにこれらの２図面および他の指示挿入図を参照す葛
と、リアクター設備１０は、典型的にはアルミニウムで
作られ、プラズマ処理領域１４（第６図）を有する内部
真空室１３を規定するハウジング（また「室」と称され
る）を含む。リアフター設備１０はまたウェーハ保持サ
セプター１６並びに、垂直可動ウェーハ支持フィンガ２
０およびサセプター支持フィンガ２２を含む特有ウェー
ハ輸送設備１８（第１図）を含む。これらのフィンガは
ウェーハ１５を処理領域または室１４へ導入し、ウェー
ハ１５を処理のためにサセプター１６上に置き、次いで
ウェーハ１５をサセプター１６および室１２から取出す
外部ロボットブレード２４　（第１図）と協働する。リ
アクター設備１０はさらに、プロセスガスおよびパージ
ガスを室１３に適用するプロセス／パージガスマニホー
ルドまたは「ボックス」２６、入口ガスからプロセスガ
スプラズマを生成および維持するＲＦ出力供給および整
合回路Ｍ４２８、並びにウェーハ上の蒸着を行なうため
サセプター１６およびサセプター上に配置したウェーハ
１５を加熱するランプ加熱装置３０を含む。好ましくは
１３．５６ＭＨｚの高周波ＲＦ小出力使用されるが、し
かし低周波を用いることができる。
ガスマニホールド２６はウェーハ１５を１切って一様に
半径方向に外方へプロセスガスを流してウェーハを横切
って一様な蒸着を促進し、使用済ガスおよび連行生成物
をウェーハ１５の縁部からその上部および底部で半径方
向に外方ヘバージし、ガスマニホールドまたはボックス
２６および室１２上（および内）の蒸着を実質的に排除
するように設計された特有のプロセスおよびパージガス
整流装置３２（第２図および第１０図）の一部である。
液体冷却設備３４は、殊にガスマニホールドまたはボッ
クス２６の温度を含め、室１２の要素の温度を制御する
。ガスボックス要素の温度は処理室１４から上流のガス
ボックス／マニホールド２６内の早期蒸着を排除するよ
うに選ばれる。
リアクター設備１０は、プロセスおよびパージガスを電
気接地供給からＲＦ駆動マニホールド２６へプロセスガ
スおよびパージガスを供給する特有のＲＦ／ガスフィー
ドスルー装置３６（第２図および第１２図）を含む。
ガスボックスまたはマニホールド２６に対するＲＦエネ
ルギーの適用はウェーハの接地対向電極またはサセプタ
ー１６上にある利点を有し、それが、ＲＦエネルギーを
ウェーハに適用しガスボックスを接地すれば達成できな
い高度のプラズマ幽閉を可能にする。さらに、ハードウ
ェアは、ウェーハ／サセプターと室との間に電気的距離
を必要としない（または許される）ので、機械的および
電気的に簡単である。高周波電気および磁気界の存在下
のサセプター／ウェーへの温度測定および制御は接地し
たサセプター１６で単純化される。
またフィードスルー３６は剛質であり、可撓性のガス接
続を排除し、パージガス流路は安全に漏洩プロセスガス
を室内ないし室排出へ運ぶ。ＲＦ比出力ガスマニホール
ドへ適用する能力は（高電位ＲＦ操作のフィードスルー
内のプラズマの蒸着を生ずる固有の傾向にもかかわらず
）ＲＦ電位をフィードスルーの長さに沿つって一様に低
下させ、従って内部のプラズマ放電を防ぐフィードスル
ーの特有設計により可能にされる。
Ｂ、ウェーハ輸送設備１８ 前記のように、この設備は個々のウェーハ１５を外部ブ
レード（第２図）とサセプター１６との間に移動させ、
またサセプター１６およびウェーハ１５を処理のために
配置するように設計される。
さらに第１図を参照すると、ウェーハ輸送設備１８は複
数の半径方向に延びるウェーハ支持フィンガ２０を含み
、それはサセプター１６の周辺に配置され、間隔が置か
れ、半円形装備バーまたはブラケット３８に装備される
。同様に、半径方向に延びるサセプター支持フィンガ２
２がサセプターの周辺に間隔を置かれ、ウェーハ支持フ
ィンガ２０と相互間通され、バー３８のすぐ外側に配置
された半円形バーに装備される。弧状装備バー３８およ
び４０はハウジング内に形成された一般に半円形溝４２
内に装備され、それぞれ垂直可動エレベータ設備４４お
よび４６により作動される。
第３図に示されるように、サセプターエレベータ設備４
４にはバー３８を上部に装備する垂直可動シャフト４８
が含まれる。シャフトは空気シリンダーまたは、好まし
くは適当なギヤ駆動により作動するステッパーモータを
含む種々の可動装置５６により垂直に上下に移動できる
。ウェーハエレベータ設備４６はエレベータ４４と同様
である。
ウェーハ輸送設備１８の作用は第４図〜第８図中に略示
した系列により要約される。第４図において外部ブレー
ド２４　（処理されるウェーハ１５を上に支持して）が
開口５６を経て室１３中へ、サセプター１６の上方位置
に挿入される。適当なブレード２４および関連するロボ
ントウエーハ取扱設備（および扉２５、第６図）はメイ
ダンはか（Ｄａｎ　Ｍａｙｄａｎ、５ａｓｓａｎ　Ｓｏ
ｍｅｋｈ、Ｄａｖｉｄ　Ｎ、に、Ｗａｎｇ。
Ｄａｖｉｄ　Ｃｈｅｎｇ＋Ｍａｓａｔｏ　Ｔｏｈｉｍａ
、ｌ５ａａｃ　ｔ（ａｒａｒｉ、ａｎｄＰｅｔｅｒ　Ｈ
ｏｐｐｅ）の名で共同提出された同時係属、共通譲渡米
国特許出願（Ａ−４４９４４）、名称「多室一体化処理
設備（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｃｈａｍｅｒ　Ｉｎｔｅｇｒ
ａｔｅｄＰｒｏｃｅｓｓ　Ｓｙｓｔｅｍ）　Ｊに記載さ
れ、その出願のすべてがここに参照される。この出発位
置において、ウェーハフィンガ２０−２０はサセプター
１６とブレード２４との間に配置される。
次に第５図に示されるように、ウェーハエレベータ設備
４４がウェーハ支持フィンガ２０−２０をブレード２４
のより上に上げてウェーハ１５を載せる。次いでブレー
ド２４が室１３から引出される。
第６図に示されるように、ブレード２４の引込み後、空
気シリンダーが扉２５をグレードアクセメロ５６上に閉
鎖し、室１３を密封する。サセプターエレベータ設備４
６が作動してサセプター支持フィンガ２２およびサセプ
ター１６を持上げてサセプター１６がウェーハ１５をフ
ィンガ２〇−２０からガス整流マニホールド２６に隣接
する領域１４中の処理位置中へ上げる。ウェーハ１５と
マニホールド２６との間の間隔ｄはエレベータ４６の移
動の調整により容易に選択される。同時に、サセプター
フィンガ２２およびエレベータ設備４６がサセプター１
６およびウェーハ１５の水平配置並びにウェーハ１５と
マニホールド２６との間の平行を間隔ｄと無関係に維持
する。
処理後、第７図を参照して、サセプターエレベータ設備
４６がサセプターフィンガ２２およびサセプター１６を
下げ、ウェーハ支持フィンガ２０−２０上にウェーハ１
５を載せる。次いで扉２５が開けられ、ブレード２４が
再び室１３中へ挿入される。次いで第８図に示されるよ
うに、エレベータ設備４４がウェーハ支持フィンガ２０
−２０を下げてウェーハ１５をブレード２４上に載せる
。
フィンガ２０−２０が明らかにブレード２４より下へ移
動した後、ブレードを引込め、フィンガ２０および２２
を、他のウェーハ挿入、処理および取出サイクルに先立
って第４図に示される位置に残す。
Ｃ０近ＩＲ放射加熱装置３０ 第２図および第９図に示される放射加熱装置は、均一な
ウェーハ温度、正確な絶対ウェーハ温度および低温、好
ましくはく６００℃における迅速熱応答を与えるように
円形サセプター１６およびウェーハ１５（例えばシリコ
ン）を加熱する信頼性、効率性および高価でない装置を
与える。これらの目的の達成には多くの要件を満たさね
ばならない。
第１に、均なウェーハ温度を達成するにはウェーハの縁
部における輻射損失を補償する必要がある。
第２に、シリコンウェーハは近赤外スペクトル中で低温
で低輻射能を有するので、低いウェーハ温度（＜６００
℃）における高い能力は高輻射能、高伝熱性サセプター
を必要とする。さらに、近赤外放射が迅速熱応答を得、
高価でない材料例えば石英窓７０を通す伝達に使用され
る。円形の薄いサセプター１６は迅速な加熱および冷却
応答に対して低い熱キャパシタンスである。これらおよ
び後記の他の目的は第２図および第９図に示される放射
加熱装置３０により達成される。
加熱装置３０は、好ましくは電磁スペクトルの近赤外部
に放射を与える小形、低廉、車端直立配置ランプ５８−
５８の環状配列を含む。ランプ５８−５８は、好ましく
はアルミニウムの環状円形反射器モジュール６０内に装
備される。モジュールベース６０はアルミニウムのブロ
ックカラ形成され、その中に機械加工研磨環状反射溝６
２を有する。溝６２は弧状の一般に半円形反射底６４を
有する。モジュール６０およびランプ５８−５８はコリ
メート環状反射器６２内に形成される環状冷却路６６に
より冷却される。典型的には加圧供給からの冷却水であ
る冷却液の入口および出口に対して接続が与えられる。
出力はランプソケット６３に供給され、典型的には、個
々の蒸着プロセスの要件に適する予定プログラム設定に
基いてランプ出力を自動的に変える可変出力供給から電
気供給ケーブル６８によりランプ５８に連結される。
直立配置ランプ５８−５８の環状平行光は石英窓７０を
経て室中へ通される。石英は近ＩＲ放射線に対し透明で
ある。透明石英窓７０は窓７０とハウジングとの間に真
空気密界面を与えるように環状シール７２−７２を用い
処理室１３の底でハウジング１２に装備される。この装
備配列は室１３外部の放射エネルギー加熱源３０を大気
圧に配置し、処理室の真空右よびその中の微粒子感受性
処理をランプから分離する。ブラケット７４をランプ装
備ベース６０に連結し、枢軸ビン７６により枢軸で装備
して、ハウジング１２に連結されたブラケット７８に合
わせることができる。（あるいはランプモジュールを適
所にボルト固定することができる。処理室１３の外部の
それと分離したランプ装置３０のこの枢軸装備の結果、
ランプ装置は保守、ランプ置換などに対し、簡単にクラ
ンプ７９を係脱し、装置をピン７６の周りに下方へ回転
させることにより接近できる。
前記のように、ランプ５８−５８は所要近赤外放射を与
える小、車端市販石英−タングステンーハロゲンランプ
である。適当なランプの１つはシルバニア（Ｓｙｌｖａ
ｎｉａ、Ｇ、Ｅ、）　、ウシオ（Ｕｓｈｉｏ）またはフ
ィリップス（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ）により供給されるＡｎ
ｓｉ型ｒＦＥＬＪである。現在、約０．９〜１．５ミク
ロンの波長を与える１４個の０．５〜１キロワット石英
−タングステンーハロゲンランプがランプモジュールの
上部に約９４Ｗ／ｃｄまでの環状平行出力密度を与える
。サセプターにおける最大出力密度（直径６　ｉｎのサ
セプターの外側〜１．５　ｉｎ半径に実質的に向かう）
は全効率を考慮して〜１７Ｗ／ｃｎｉである（効率〜１
５〜１６％）。より一般的には、約０．７〜２．５ミク
ロンの波長範囲にその放射を集中するランプが殊に有用
である。アルミニウムベース６０および開底環状溝６２
は中央よりもサセプター縁部に高い放射出力密度を向か
わせる高い収集効率のコリメート反射器を与える。この
不均一集中放射がサセプターウェーハの周辺を加熱し、
それがウェーハ端部熱損を補償し、従って、広範囲の室
ガス圧力およびウェーハ温度にわたり均一なウェーハ温
度を与える。
簡単に記載すると、容易に冷却されて低温に維持され、
めっきを必要としないコンパクトな単一アルミニウムモ
ジュール６０中に装備した小形の高価でないランプによ
り所望の均一な放射ウェル加熱が与えられる。さらに、
近ＩＲランプおよび薄い低質量、低熱容量、高輻射能サ
セプターの材料例えば黒鉛の使用が最高効率、迅速熱応
答、優れた温度均一性および石英窓７０透過を与える。
他のサセプター材料には陽極処理アルミニウム、酸化ア
ルミニウム（ＡｊｌｚＯ＊）または炭化ケイ素のような
層でコートした黒鉛、あるいはＡ　ｌ　ｔ０３またはＳ
ｉＣでコートした複合セラミックあるいは他の材料が含
まれる。また種々の高さまたは直径を有する交換可能な
モジュール６０を種々のサセプターおよびウェーハ直径
の適応に使用することができる。リアクターのこの変形
は５〜６　ｉｎのウェーハに対して設計される。しかし
、異なるランプモジュールをモジュール高さ並びに（ま
たは）モジュールの半径およびフィラメントサークルの
変更により小または大直径のウェーハに対して提供する
ことができる。最後に、加熱装置３０は、制御器（図示
なし）例えば位相角出力制御を用いる閉環温度制御装置
を用いて迅速熱応答および迅速ウェーハ温度安定性を与
えることができる。
加熱装置３０の単純性、低質量および高性能特性が、典
型的には二重端石英−タングステン−ハロゲンランプの
方形配置を使用する従来のウェーハ加熱方法と対照的で
あることに注意すべきである。従来の放射加熱慣例はよ
り大きいサセプターの使用、また優秀な温度均一性が必
要であればウェーハ中心からのブロック放射をしなけれ
ばならず、従って放射の方向変換よりもむしろ効率を犠
牲にする。放射加熱装置３０の慣例に比べた利点には前
記均一ウェーハ温度および一層早い応答時間（加熱およ
び冷却）に加えて、小形のかさばらない一層容易に維持
される高信頼性の装置（長いランプ寿命）、一層効率的
な作用、および低いコストが含まれる。
容易に接近できる外部放射熱Ｂ３０の使用はガスパージ
装置により容易にされ、維持される。次節に記載するよ
うに、この装置はパージガス流を石英窓７０の真空側を
横切らせ、窓上の蒸着を防ぎ窓を清浄に保つ。従って、
パージはランプ効率に対して主要な貢献をする。これは
清浄化間のプロセスサイクルを増大し、その結果浄化に
要する関連設備の非稼働時間を低下させる。
Ｄ、ガスマニホールド２６および関連整流装置ガス整流
装置３２は少くとも４つの構造特徴の特有の組合せを与
えるように構成される。第１に、ガスマニホールド２６
は電極対の一方（出力供給側）である。第２に、ガスマ
ニホールド２６および他のガス整流表面が制御された温
度であり、それがウェーハ１５上の均一な蒸着に寄与し
、〜３５℃で凝縮し、〜７５℃で分解またはオゾンと反
応する反応物ガス例えばＴＥ０１の使用にもかかわらず
、プラズマ処理領域１４の上流のガス整流装置内のガス
の分解、蒸着または凝縮を防ぐ。外部マニホールド温度
は例えば〉１００℃に制御して薄片状微粒子生成蒸着物
の蒸着の析出を防ぐ。第３に、ガスマニホールド２６お
よびガス整流装置３２が清浄な均一蒸着処理を与える。
第４に、合流周辺パージガス流がガス整流領域の外部、
すなわちウェーハ外部の内部室表面、および整流装置表
面上の蒸着を防ぐ。
ガス整流装置３２の上記特徴は第２図の縦断面図および
第１０図の拡大縦断面図に最も明らかに示される。ガス
マニホールド２６および関連整流装置はハウジングカバ
ー８０の一部であり、枢軸手段（図示なし）によりハウ
ジング１２に軸支装備され、室１３、プラズマ処理室１
４、並びにウェーハおよびサセプターエレベータ設備（
４４，４６）の関連内部要素を含むハウジングの内部へ
の到達を容易にする。
フィードスルー３６からプロセスガス流は多孔マニホー
ルド面板９２により形成されたガスマニホールド室９０
に連通ずる、すなわちそれに供給する入口孔８８により
カバー８０中へ向かわされる。特有設計のバッフルプレ
ート９４はプロセスガスをパンフル９４の端部の外側を
回り、次いでバッフルの底に沿って半径方向内方へ、マ
ニホールドプレート中の孔９６−９６を出てウェーハ１
５上のプラズマ処理領域１４中へ進むように装置例えば
スタンドオフ（図示なし）によりガスマニホールド室９
０内に装備される。
マニホールド２６を含むカバー８０は、流体または液体
の内部流例えば脱イオン水により入口溝８２、環状ｍ８
４および出口溝８６により規定された内部流路８１に沿
って加熱（または冷却される）。好ましくはこの流れは
、プラズマに暴露されるガスマニホールドの面上の蒸着
が硬質フィルムであることを保証するために面板９２を
１００〜２００℃の範囲内に保持する。この表面上に形
成される不十分なフィルムは微粒子を生ずることができ
、これは回避しなければならない。また流れはバッフル
９４を、最も好ましくは３５〜６５℃の範囲内に保持し
、低蒸気圧プロセスガス例えばＴＥ０１の内部蒸着また
は凝縮を防ぎ、ガス例えばＴＥ０１およびオゾンの分解
および反応を防止する。そのような分解が時間、温度（
ｔ、Ｔ）に正比例することに注意されたい。従って、プ
レート９４と９２との間の約０．１〜０．２インチの非
常に小さい間隙ｒｄＪもまた内部分解に対する傾向を低
下する。
例として、二酸化ケイ素の蒸着に関連する１プロセスの
適用において、酸素、ＴＥ０１および担体ガスがマニホ
ールド２６から室１４へ、０．５〜２００トルの室圧力
で装入され蒸着用反応物種が形成される。ウェーハ１５
は３７５℃に加熱され、熱脱イオン水（水温４０〜６５
℃）は流路８１に沿ってプレート９２をく６５℃に保ち
、プレート９４を〉１００℃に保つ適当な流れで装入さ
れる。
（脱イオン水はマニホールド２６がＲＦ出力カソードで
あり、脱イオン水が不導体であるので使用される）。よ
り一般には、水の装入温度はガスボックス９０の内部表
面および外部表面の両方を所望温度に維持するために個
々の蒸着プロセスおよびその関連ガス化学並びに他のパ
ラメータに必要なように選ばれる。
重ねて記載すると、プロセスガス流は流路９１に沿って
入口孔８８を通ってマニホールド室９０中へ、パンフル
９４の縁部へ半径方向に外方へ、そしてパンフル周辺を
回ってその底部へ、次いでパンフル９４とマニホールド
プレート９６との間を半径方向に内方へ、孔９６−９６
を出てウェーハ１５上のプラズマ処理領域１４中へ規定
される。
孔９６−９６から出る蒸着ガスの流路は一般にウェーハ
を半径方向に外方へ横切る。
さらに、小容積の真空処理室１４および約０．５トル〜
近大気圧の範囲の、高い有用室圧力もまたウェーハ上に
均一な蒸着をなし、ウェーハ上以外に蒸着しないでパー
ジするウェーハ１５の中心から半径方向に外方へ向う均
一な流れを与える傾向に寄与する。
マニホールド孔９６−９６は、蒸着のこの均一性を助長
するように設計される。孔（並びに前記マニホールド温
度）もまたマニホールド外部（底）表面９７上の蒸着の
形成を回避し、殊に処理中および後に薄片になってウェ
ーハ上に落下できる表面９７上の軟質蒸着物の析出を防
ぐように設計される。簡単に記載すると、孔の配列は孔
９６−９６の一般に同心環の１つである。隣接環間の距
離（環対環間隔）はおよそ等しく、各環内の孔対孔間隔
はおよそ等しい。しかし、パターンは単に２つ（または
若干の他の数）の隣接孔が半径方向・に整列するにすぎ
ないように角度がずらされる。すなわち、ガス整流プレ
ート９２中の孔は孔位置が半径方向に直線を形成せず、
それによりガス整流プレート自体上の蒸着を実質的に低
下し、均一なガス流およびウェーハ上の蒸着を確立する
ように円上に等間隔にある。
マニホールド９２を通る孔の長さ、すなわちマニホール
ドプレート９２の厚さ、および横断孔直径もまた均一な
蒸着を助長するように選ばれる。
孔の長さの増大／減少は孔直径の増大／減少と同様に蒸
着物の厚さを内から外／外から内に低下する効果を有す
る。
現在用いた配置において、約３４００孔の９６−９６が
使用される。孔の深さは０．１００〜０．１５０ｉｎで
あり孔の直径は０．０２８〜０．０３５　ｉｎであり、
半径方向不対称孔が約０．０９０　ｉｎ中心で配置され
る。これらの次元および関連配置は均一な流れパターン
ヲ与え、マニホールドプレート９２上の蒸着を実質的に
減少する。この〜５　ｉｎマニホールド直径は〜（ｉ　
ｉｎ程度の大きさのウェーハ直径に適合する。大きいマ
ニホールド２６、サセプター１６、大直径サセプター１
６およびウェーハ支持フィン′ガ配列に変えることによ
り、またランプモジュール３０を前記のように変更する
ことにより一層大きいウェーハを処理することができる
。
さらに第１０図を参照すると、矢９３．９５．９７によ
り示されるように、第１上部パージガス流路がカバー８
０およびマニホールド２６中に備えられる。すなわち、
ＲＦ／ガスフィードスルー３６からパージガス流はカバ
ー８０中の入口孔９８中へ導びかれ（矢９３）、それが
半径方向の流路または溝１００中へ供給し、次いでそれ
がマニホールド室９０と同心、直上でその外部のカバー
中に形成された環状溝１０２中へ供給する（矢９５）、
環状流ターナ−１０４がマニホールドプレートリム１０
５の内部に同心的に装備され、環状溝１０２をマニホー
ルドプレート９２中の孔１０８の３出口矢列に連結する
マニホールドリムの内側の周辺溝１０６を形成する。
第１１図に示されるように、パージ孔１０８−１０８は
プロセスガス孔１０６−１０６と同様に、一般におよそ
等しい環対環距離に間隔をあけた同心環中に配列される
。環内孔間隔はパージ孔１０８−１０．８が千鳥半径方
向線を形成するように、すなわち２隣接パージ孔が半径
方向線に沿わないように選ばれる。上記の典型的なマニ
ホールドに対してガスは約６００孔から配分され、次の
パージ孔次元が使用される：環間間隔０．０９０　ｉｎ
　；孔直径０．０２５　ｉｎ　；および孔長０．０４０
ｉｎ。
第２図を参照すると、第２の下部パージ流路１０１．１
０３．１０５がハウジング１２の側面に形成された入口
孔１１０を経て設けられ、それは石英窓７０の直上に処
理室１３の下部の周りに一般に同心的に形成された環状
ｎ１１２中へ連結または供給する。溝１１２は室１３の
下部領域の周りに間隔を置いた孔、または石英窓７０を
均一に横切り（矢１０３参照）、ウェーハ１５の下縁を
周り（矢１０５）、ウェーハ処理室１４の直下の室１３
をとり巻く水平石英カバープレート１１４を横切る下部
パージガスを供給する特徴を生ずる等個物を有する。ま
た第１図を参照すると、プレート１１４は環状パターン
の孔１１６を有し、その中に環状ガス出口溝１１８が配
列される。この溝は出口孔１２１を経て普通の真空ポン
プ装置（図示なし）に連結され、それが室内の真空を確
立し、使用済ガスおよび連行生成物を室から排除する。
前記のように（第１０図参照）、上部パージガス流は入
口９８　（矢９３）、溝１００．１０２および１０６　
（矢９５）を通り、次いでパージ環孔１０８−１０８を
処理配置ウェーハ１５の外側上端にでる。同様に（第２
図参照）、下部ガス流は入口１１０および環状環１１２
を通り石英窓７０を横切って窓を清浄に洗い流しく矢１
０３）、次いで上方へ、ウェーハ１５の下部周辺底縁へ
向う（矢１０５）。第１０図を参照すると、上部および
下部ガスパージ流９７および１０５はウェーハの端部で
合流し、矢１０７により示されるように外方へプレート
１１４を横切り、孔１１６を通り、環状排出溝１１８中
へ入り流路１０９に沿って室から出る（第２図）。この
上部および下部の合流パターンは石英窓７０を清浄に保
つだけでなく、また使用済ガス、連行微粒子などを室１
３の外へ洗い流す。内部石英窓字面および周辺ウェーハ
縁と共形の上部および下部ガス流の合流並びに高い室圧
力（ＰＥＣＶＤに対し異常に高い）が非常に有効なパー
ジを与え、ウェーハ外の蒸着を防止する。
同様に重要な、均一な半径方向ガス流が、ウェーハ１５
の周り周辺に整流プレート１１４中に形成された複数の
孔１１６−１１６　（５つ例示）によりウェーハ１５を
横切って与えられる。これらの孔１１６は大半円形排出
溝１１８に連通し、それが単一出口連結１２１を経て真
空排出ポンプ装置に連結される。溝１１８はその比較的
大きい容積のために孔１１６−１１６に比べて大きい伝
導力を有し、それが簡単な１点ポンプ連結でウェーハか
ら容易に全地点に均一なポンプ吸出を与える。
マニホールド２６により与えられる均一なガス流整流入
口バターンとの組合せで、この均一な半径方向吸出がウ
ェーハ１５を横切る均一なガス流をすべての圧で、従っ
て非常に高い室圧力例えば２００トルおよびそれ以上で
も均一な蒸着を、与える。
またマニホールド２６は異常に高い圧力で均一なグロー
放電プラズマに対する電極として使用することができ、
それが非常に高い蒸着速度および有効なパージ流をとも
に可能にする。
Ｅ、抗電気分解ガスフィードスルー３６前記のように、
出力ＲＦ電極としてガスボックス２６を用いる利点には
、ＲＦエネルギーをウェーハに与えてガスボックスを接
地すれば達成できない高度のプラズマ幽閉を可能にする
接地対向電極上にあろウェーハが含まれる。さらに、ハ
ードウェアは、ウェーハ／サセプターおよび室内の電気
絶縁が必要でない（または許される）ので、機械的およ
び電気的に簡単である。高周波電気および磁場鼻下のサ
セプター／ウェーハの温度測定および制御はサセプター
を接地すると非常に単純化される。
しかし、高出力高周波の大電位ＲＦエネルギーの普通の
ガス整流設備に対する、殊に金属ガス配管とガスマニホ
ールドとの間の短距離を横切る適用は、通常プラズマ処
理室の上流の整流装置内のプロセスガスの早気電気分解
を生ずる。換言すれば、従来の装置においてＲＦ雷電圧
整流装置内にプラズマを生じ、それがガス整流装置の内
部表面上にプロセスガスの好ましくない蒸着を生ずる。
我々のＲＦ／ガスフィードスルー３６（第１２図）は、
プロセスガスの分解なく、またガス整流装置内の蒸着な
くＲＦ出力をガスボックス２６に適用する、すなわちガ
スボックスを出力ＲＦ電極として使用するように設計さ
れる。
また、小形コンパクトＣＶＤリアクターを達成する全目
的の１つに一致して、電気分解を生ずる高局部電界を排
除するために高ＲＦ電位をガス流路に並行に適用して一
定距離に定電位勾配を生ぜしめる我々の設計目的にもか
かわらずＲＦ／ガスフィードスルー３６はコンパクトな
低プロフイル設計である。
従来のガスフィードスルーが上記目的を達成できないこ
とに言及しなければならない。そのような従来技術の方
法が２つ我々に知られている。第１の方法はガスを高電
位差にある表面間を絶縁管内ニ流す。第２の方法はプロ
セスガスを高電位差の表面間を絶縁体内に電気分解が生
じないように十分高いガス圧で流す。第１の方法はコン
パクトでなく、また電気分解が一層生じやすい高周波で
行なわれない（例えば第１４図、曲線２０１および２０
０参照）。またこの第１の方法は小さいｐ・ｄ（圧力・
距離）積がある場合に運転できない。
第２の方法は第１の方法よりもコンパクトであり、高周
波において電気分解されることが少ないが、しかしまた
小圧力・距離績がある場合に電気分解をうけ易い。
次に第２図およびまず第１２図を参照すると、フィード
スルー３６は入口端連結具またはマニホールド１２０、
出口端連結具またはマニホールド１２２、並びに石英管
１２６および長い絶縁変遷ハウジング１２８を含む中間
ガスフィード構造物１２４を含む。ブロック１２８は端
連結具１２０と１２２との間に真空気密装備を与えるＯ
−リングシール１３０−１３０を用いてそれに装備され
る。石英管１２６の内部孔１２７は入口端連結具申のガ
ス入口１３４および出口端連結具申のガス出口孔１３６
に連通ずる。
オゾン発生器、液体ＴＥＯ５蒸発器、および普通の加圧
ガスタンクまたはボトルのような源からの圧力下のプロ
セスガスおよびパージガスが普通の弁または制御流量適
用のための自動流れ制御装置を通して入口マニホールド
１２０へ導かれる。
矢１３１−１３５に示されるように、プロセスガスは入
口孔１３４を経てフィードスルー装置３６を通り、石英
管１２６を通って出口孔１３６を出、ガス整流ヘッド３
２中の適合入口孔８８中へ導かれる。第１２図には例示
を容易にするために拡大して示されていることに注意さ
れたい。実際のフィードスルー３６はガス出口１３６お
よび１４６がリアクターカバー８０中の適合溝または孔
８８および９８と整合するような大きさである。
パージガスは、プロセスガス流路１３１−１３３−１３
５に沿って漏洩があればプロセスガスがパージガスとと
もに処理室１４中へ無害に輸送され、従って周囲に漏出
しないようにプロセスガス流路と共軸にフィードスルー
を通して導かれる。
入来パージガスは入口端連結具１２０中の入口孔１３８
に適用される。孔１３８は石英管１２６の入口端近くに
装備されるスプール型取付具１４０中に形成された環状
溝１３９に連通ずる。このスプール取付具１４０は円筒
形フランジ取付具１４２および０−リングシール１４４
によりその外端で密封される。環状溝１３９は孔（図示
なし）を経て管１２６と同心ブロック１２８との間の環
状路１４７に連通ずる。流路１４７は同様に管１２６の
出口端における取付具１４０中の環状室１３９中へ供給
する。管１２６は入口端に関して記載したと同様に出口
端に装備され、密封される。出口端における室１３９は
出口孔１３６へ供給する。
この配列は矢１４８−１５６により示されるように、フ
ィードスルー３６を通る分離したパージガス流路を与え
る。
前記共軸ガスフィード装置は、雰囲気中への可能な有毒
プロセスガスの漏洩を防ぐ二重バリヤを与える。すなわ
ち、適合表面間の周囲への途は２組のＯ−リングシール
１３０および１゛４４により遮断される。これらのシー
ルは周囲への可能な途に沿って直列に配置される。また
上記のように、内部装置漏洩例えは石英管１２６中の漏
洩の場合に、パージガス流がプロセスガスを処理室１４
中へ運び、そこでともに室真空装置により排出される。
さらに、プロセスガスおよびパージガスは完全に室要素
を通り、すなわち、実質的なブロック／本体、例えばア
ルミニウム連結具１２０および１２２、並びに絶縁ブロ
ック１２８を通って導かれる。従って、外部の、典型的
には柔軟な、ガス配管がリアクターに排除される。非常
に厚い、強固な流路固定具、二重シールバリヤー、およ
びパージガス流がプロセスガス流を包囲する共軸ガス流
が安全強固なガス流路をリアクターおよびフィードスル
ー装置中に与える。
第１２図に示されるように、入口端連結具１２０は接地
に連結される。出口端連結具１２２はＲＦ出力供給１２
８に連結され、ＲＦエネルギーをカバー８０およびマニ
ホールドプレート９２に連結する。定電位勾配は、接地
連結具１２０と駆動連結具１２２との間のプロセスガス
のカラム沿いに、石英絶縁管２６の表面に沿って３つの
型の定電圧勾配要素；抵抗、誘導または容量性（実効）
インピーダンスを与えるラジオ周波コイル、抵抗フィル
ムあるいは抵抗スリーブ、の１つを設けることにより与
えられる。
第１３Ａ図に示されるように、ＲＦコイル１６０は石英
ガス管に、その端間に巻き回したワイヤコイルおよび管
長を横切って適用される高電圧である。好ましくはワイ
ヤコイル１６０は隘２４〜Ｎｉ１２６ＡＷＧアルミニウ
ムコイルである。操作周波における所望の電気インピー
ダンスはワイヤ材料、直径、巻き数毎単位長、長さおよ
び巻付は技術の選択により得られる。このＡＣインピー
ダンスは純誘導／抵抗インピーダンスまたは純容量性／
抵抗インピーダンスを有するように、あるいは純粋に抵
抗性（共鳴）であるように選ぶことができる。
ＡＣおよびＤＣ抵抗を選ぶことができる（ワイヤ直径、
長さおよび材料を用いて）。典型的な適用には高誘導抵
抗を有するが、しかしＤＣ短絡である。１３．５６　Ｍ
１］ｚのラジオ周波駆動装置に対し、ＲＦコイル型ラフ
イードスルーインダクタンスに対する典型値は約１０〜
１５マイクロヘンリーである。抵抗フィルムまたはスリ
ーブフィードスルーに対しては１００〜５００Ｋｏｈｍ
の抵抗が典型的である。
あるいは、第１３Ｂ図に示すように制御された電気抵抗
および厚さの材料、例えば［エロダグ（Ａｅｒｏｄａｇ
）Ｇ　Ｊ　　（イソプロピルアルコール分散媒中のミク
ロン大黒鉛粒子のコロイド懸Ｋａ　’ｅ　）の抵抗フィ
ルム１６２を石英管１２６の外側にコートして所望の抵
抗インピーダンスを与え、広バンド（周波数）運転を可
能にする。
第１３Ｃ図に示される第３の選択は制御電気抵抗の複合
セラミックのような固体抵抗スリーブ１６４を用いて所
望の電気抵抗インピーダンスおよび広バンド周波数運転
を与える。
なお他の選択の固体抵抗スリーブ１６４の変形は、関心
の周波数で非常に高い透磁率を有する強磁性体であり、
制御電気抵抗を有する材料のスリーブが使用される。作
用は抵抗スリーブに対すると同様でああり、この追加利
点を有する。若干の条件のもとて分解が起れば、磁性材
料の存在並びに初期高電流および生ずる高磁界が電荷フ
ラックス（電流）に対する非常に大きい誘導抵抗を生じ
てそれが非常に速やかにプロセスガス中の電気伝導を低
下し、次いで消滅させる。
第１４図は定電圧勾配装置なしで石英管に対する電圧分
解の代表的ベンチ試験データを、低（１００ＫＨｚ）お
よび高（１３，５６ＫＨｚ）ラジオ周波の両方において
圧力、トノへの関数としてキロボルトで示す。示される
ように、５〜２０トルの範囲内の圧力に対する分解範囲
は低ラジオ周波に対し３〜７ＫＶ、高ラジオ周波に対し
約２〜５ＫＶであった。
第１５図は、管Ａ１長さ１０．５　ｃｍで直径０．６　
ｃｍの定電圧勾配装置のない管、管Ｂ１±２６ＡＷＧワ
イヤの１６０巻きからなるワイヤコイル型の定電圧勾配
装置１６０を有する同一管、に対する分解電圧のベンチ
試験データを圧力の関数として示す。管Ｃは管Ｂと同じ
であったが、しかし大きい長さ、１３．４ｃｍ、を有し
た。これはＲＦ／ガスフイードスルー３６が実際のりア
クタ−運転条件下のプロセスガスの分解、次いで蒸着を
防ぐのに非常に有効であることを示す。事実、典型的に
は、リアクター設備１０は２００トルまでの圧力および
それ以上で使用され、その値で分解電圧が第１４図に示
されるものより非常に高い。
簡単に記載すると、本発明の抗電気分解ガスフィードス
ルー３６は電荷蓄積なくプロセスガス流カラムに沿って
定電圧勾配が与えられる。さらに、フィードスルー３６
は高電位差の接地および駆動表面間に抵抗、誘導または
容量性電気インピーダンスを組込むように設計される。
インピーダンスの選択は装置の電気的要件、すなわち低
周波、高周波、広バンド、ｄ、　ｃ、操作などに依存す
る。この定電位勾配はガス整流装置３２およびフィード
スルー３６内の高または低ラジオ周波における早期分解
および蒸着を有効に防止する。さらに、共軸ガスフィー
ド（石英管の外側パージガス流および石英管の内側プロ
セスガス流）を含むフィードスルー３６の構造がプロセ
スガス漏洩に非常に耐性であり、プロセスガス漏洩を設
備排出物中ヘパージする。
最後に、温度制御水をプロセスおよびパージ溝から分離
してフィードスルー装置３６中の溝（図示なし）に通し
て流し、フィードスルー中のガスの温度を制御すること
ができる。オゾンまたはＴＥ０１のようなガスを有する
典型的な適用において、ガス温度を、例えば凝縮（フィ
ードスルーの過低温）、分解（過高温）、または化学反
応（過高温）が管内に生じないように制御することが重
要である。ガスフィードスルー装置内部に生ずる上記の
いずれも、所望のプロセスに重大な影響を与えることが
できる。さらに、ガスが石英管内で反応すれば、蒸着が
管内部に生ずることができる。
Ｆ、一定の鍵特徴の概要 （１）　　均一なウェーハ加熱 我々のりアクタ−は適合させた不拘−近ＩＲ放射加熱パ
ターンおよび薄い低質量高輻射能サセプターを用い、熱
効率、迅速熱応答（加熱および冷却）、薄い円形ウェー
ハの固有の不均一熱損失にもかかわらず優れた温度均一
性、および石英の学窓を通す良好な伝達などを与える（
それは放射加熱モジュールの外部装備を可能にする）。
（２）ガス整流装置 ＲＦ出力ガスマニホールド２６はプラズマの幽閉を可能
にする必要な高出力を与える。また、ガスマニホールド
および半径方向排出ポンプ吸出により与えられる均一ガ
ス入口法パターンが均一なガス装入および排出（パージ
）吸出並びにウェーハを横切る均一な半径方向ガス流を
与え、非常に高い圧力を含む広い圧力体制にわたる均一
な処理（蒸着／エツチング）を可能にする。半径方向吸
出および高い圧力能力はウエーノ＼に対するプラズマ／
反応物種の幽閉を与え、有効パージを可能にすることで
ウェーハ上を除（室内の蒸着を防止する。正確に温度制
御したガスマニホールドの内部および外部表面がガスボ
ックス内の分解、反応、凝縮などを防止し、外部ガスボ
ックスの表面の好ましくない微粒子の生成、蒸着を排除
する。例えば、温度制御水が約３５〜７５℃の温度を維
持して約３５℃以下のＴＥＵＳの内部蒸着または凝縮を
防ぎ、約７０℃以上のオゾンとＴＥ０１との間の分解ま
たは反応を防ぎ、ガスマニホールドの外面を約１００℃
以上に維持して薄片の外部蒸着を防ぐためにガスボック
ス内に循環される。
（３）　　ガスフィードスルー ガスフィードスルーはガスボックスに対する高電圧ＲＦ
出力の適用、並びにガスボックスに対するパージガスお
よびプロセスガスのガス分解のない通用の可能性を与え
る。
（４）　ウェーハ輸送設備 １軸ロボツトサセプター／ウエーノ＼支持および輸送設
備が外部ロボットブレード上およびそれからの室内の選
択位置におけるウエーノ＼の装荷および装脱に適応され
る。この輸送設備はサセプター／ウェーハと上方にある
ガスマニホールドとの間に可変平行密間隔を与え、関連
サセプター支持フィンガの垂直移動およびサセプターエ
レベータ−設備の簡単な選択により可変間隔を与える。
平行は１側または他側に傾く傾向を排除することにより
プラズマの安定性および均一性を増大し、従って均一な
処理（蒸着およびエツチング）を可能にする。ガスマニ
ホールドの外側面とウェーハ表面との間の距離ｄの可変
間隔は種々の型のプロセスの実行を容易にする。また、
間隔は非常に小さい可変次元に、例えばｌ　ｃｎ＋、０
．５　ｃｒｍ、およびそれ以下でも、調節することがで
き、ガス整流装置とウェーハとの間のプラズマおよび（
または）ガス状反応物の幽閉を可能にする。この幽閉は
反応効率を増大し、反応（分解またはエツチング）の速
度を増し、ウェーハ上以外の場所の蒸着を、非常に高い
室圧力でも防ぐのに役立つ。
（５）広い圧力範囲、高い圧力体制 高い圧力能力は、均一な半径方向吸出ガスマニホールド
により与えられる均一なガス流、電極間の可変間隔によ
り与えられる幽閉、およびガスマニホールドに対する高
出力密度ＲＦ比出力適用を含む多くの前記因子に起因す
る。
Ｇ、多重処理能力に対する適切な特徴 前記鍵特徴は次のように要約することができる：ｆａｌ
　　広い圧力、高い圧力体制；（ｂ）サセプターウェー
ハの温度均一性；（ｃ）均一な流れ分布；（ｄ）電極（
入口ガスマニホールドおよびサセプター）の平行可変密
間隔；および（ｅ）内部／外部ガス入口マニホールド表
面の温度制御。
典型的には、これらの特徴の少くとも若干が我々のりア
クタ−を用いたそれぞれの型の処理に非常に重要である
。これらの鍵特徴はプロセス−プロセスペースで次に要
約される。
（１）熱化学蒸着 （ａ）　　広範な圧力、高い圧力体制、（ｂ）　　サセ
プター／ウェーハの温度均一性、（ｃ）　　均一な流れ
分布、 （ｄ）　　電極の可変密間隔 （ｅ）　　内部／外部ガス入口マニホールド表面の温度
制御、殊に不安定ガス例えばＴＥ０１およびオゾンを用
いる場合。
（２）プラズマ強化ＣＶＤ （ａｌ　　広範な圧力、高い圧力体制、（ｃ１均一な流
れ分布、 （ｄ）　　電極の平行可変密間隔、 （ｅ）　　内部／外部ガス入口マニホールド表面の温度
制御。
ガスボックス外面の〉１００℃に対する温度制御は多孔
性微粒子生成フィルムの蒸着の防止に重要である。
高い圧力の運転はイオン散乱を増加し、それがウェーハ
の衝撃および損傷を低下し、ステップ被覆（保護）を増
強する。これは高い圧力の運転が、十分な速度で反応せ
ず表面上に粒子／好ましくない蒸着を生ずる地点に対す
るガス分子の濃度を希釈するためである。高い圧力能力
および関連する低衝撃が所定出力／電圧に対する衝撃水
準および反応速度の低下、あるいは所定衝撃水準に対し
て高い反応速度を得る高出力／電圧の使用を可能にする
。均一な流れ分布はまた、殊に我々のりアクタ−を用い
る１ｃｍ以下の密間隔で、それがプラズマを幽閉し、従
って静浄な運転を強化するので臨界的である。平行を保
って電極間隔を調整する能力は蒸着に必要なプラズマ安
定性を有する密間隔の使用を可能にする。
（３）　　プラズマ促進エッチバック （ａ）　　広範な圧力、高い圧力体制、（ｄｌ　　電極
の可変密間隔 大きな可変間隔は有効な高い圧力能力と組合せて有効な
エッチバックを可能にする。電極間の可変間隔は、エツ
チングまたは他の処理を蒸着に用いる電極間隔を変えな
いと最適化することが不可能であるので非常に重要であ
る。例えば、＜ｌａａの典型的な間隔が熱ＣＶＤおよび
ＰＥＣＶＤに使用されるが、エッチバックは二４ｉｎま
たはｌ　ｃｍの間隔を必要とする。
（４）　　リアクター自己浄化 （ａｌ　　広範な圧力体制 （ｂｌ　　電極（入口ガスマニホールドおよびサセプタ
ー）の平行に保った可変密間隔 可変間隔は可変圧力と組合せて有効なりアクタ−自己浄
化を可能にする。このとき、所要間隔、ｄ二ｏ、４ｉｎ
または１ｃｍ、は、例えば熱ｃＶＤおよびＰＥＣＶＤに
必要なものより大きい。比較的大きい間隔および広範な
圧力体制がプラズマをリアクター内に拡散しく蒸着プロ
セスに必要であるように幽閉されるよりも）、全リアク
ターの浄化を可能にする。典型的な自己浄化系列は５０
０ワツトのＲＦ比出力ガスＮＦ３または他のフン素含有
化学を０．１５１ｍの典型的な流量、０．５トルの圧力
およびｄ二０．４ｉｎを用い、二〇、５ミクロン／合計
の減退速度（６１）ｌ）　ｒａｔｅ）を与えた。
（５）スパッタリングトポグラフィ−修飾（ａ）　　広
範な圧力、高い圧力体制、（ｂ）　　電極（入口ガスマ
ニホールドおよびサセプター）の平行に保った可変密間
隔。
このとき、０．２ｉｎ間隔と組合せた高い圧力能力並び
にガスボックスに対する高出力水準でのＲＦ比出力適用
能力が物質例えば酸化物または他の誘導体のガス化学例
えばアルゴンまたは他の重分子ガス化学例えば５ｉ（Ｊ
、を用いるスパッタリングを可能にする。典型的なスパ
ッタリングプロセスには７００ワツトのＲＦ比出力適用
、０．１３１Ｒ１のガス流量、１０ｍｔの圧力、０．２
〜０．５ｉｎの電極間隔ｄを含む。
■　多段階現場プレーナ化プロセスおよび段階ここに記
載の処理段階および多段階処理系列をリアクター１０中
で行なった。温度感受性ガス例えばオゾンおよびＴＥ０
１を用いる多段階処理、並びに種々の段階例えばＣＶＤ
、ＰＥＣＶＤ、’エツチングおよび自己浄化を現場で実
施する能力はりアクタ−１０を特有の好ましいものとし
て認めさせる。しかし、ここに開示したプロセスは当業
者に、提供されるリアクターに単一プロセス中とはいえ
プロセス系列を実施することおよびそのようなりアクタ
−を例えばプロセスの使用に適応させることを可能にす
る。
Ａ、共形Ｓｉｎｇの低温熱ＣＶＤ 高度に共形の二酸化ケイ素の熱化学蒸着はＴＥ０１およ
び酸素の熱分解を用いる方法の改良である。この熱ＣＶ
Ｄ発明は一部は改良された高度に共形の（〜１００％）
二酸化ケイ素コーティングが、ランプ放射加熱を用いて
約２００〜５００℃のウェーハ温度を与える比較的低い
温度および高い圧力で反応物ＴＥＯ３およびオゾンの熱
化学蒸着により形成されることを見出したことに基く。
オゾンは反応速度論の活性化エネルギーを低下し、約２
００〜５００℃の比較的低い温度でＴＥ０１とともに二
酸化ケイ素を形成する。市販の高圧、コロナ放電オゾン
発生器を用いて酸素中（４〜８）重量％オゾンの混合物
をガス配分装置に対して供給する。ヘリウム担体ガスを
液体ＴＥＯ３に通してＴＥ０１を蒸発させ、Ｈｅ担体中
の希薄ガス状ＴＥＯ３をガス整流装置へ供給する。
殊に、熱化学蒸着プロセスは反応物オゾン（０３）、酸
素およびテトラエチルオルトシリケート（ＴＥ０１）を
約２００〜５００℃の範囲内の低温度で、約１０〜２０
０トノペ好ましくは約４０〜１２０トルの範囲内の圧力
で用いてボイド、カスプおよび他のトポグラフィ−の不
規則性中を満たす非常に共形の二酸化ケイ素を蒸着させ
、それにより実質的に平坦な表面を与える。現存好まし
い態様において、オゾンは２〜３５１ｍの流量で供給さ
れ、ヘリウム担体ガス流量は５Ｑｓｃｃｍ〜１．５５１
ｍの流量であり、室圧力は４０〜１２０トルであり、ウ
ェーハ温度は３７５±２０℃であり、それにより３．０
００オングストロ一ム／分の蒸着速度で高度に共形の非
ドーブニ酸化ケイ素コーティングを与える。
前記のように、リアクター１０のガス整流マニホールド
（ガス整流装置２６）は流路、を循環する２０〜５０℃
の温度の脱イオン水により制御してガス整流装置２６の
内面を約３５〜７５℃の狭い範囲内、すなわちＴＥ０１
の分解およびＴＥ０１とオゾンとの間の反応を防ぐため
約７５℃以下の温度に、またガス整流装置内部のＴＥ０
１の凝縮を防ぐため３５℃以上に維持する。
温度制御ガス整流装置から基板の表面までの距離ｄは好
ましくは約１　ａｍまたはそれ以下である。
ｌ　ｃｍまたはそれ以下の距離がプラズマまたはガス状
反応物をガス整流装置２６とウェーハ１５との間に幽閉
する。これは反応効率を高め、反応（蒸着）の速度を増
大し、ウェーハ上を除くすべての場所の蒸着を防止する
。
本発明の熱ＣＶＤプロセスは通常高い蒸着室圧力を用い
：少くともλ１０トル、約２０〜２００トルの好ましい
圧力が使用される。この範囲の低部でもＴＥ０１を用い
るプロセスに通常使用される全圧より２０倍以上大きい
。高い圧力は有効反応性種の密度を増し、従って高い蒸
着速度を与える。
さらに、高い圧力の使用は有効なパージを可能にする。
高いパージ流量は廃ガス、連行微粒子などを、字表面上
の好ましくない蒸着なく除去することを可能にする。前
記底部パージ流がサセプターウェーハの底側を横切り半
径方向に外方へ洗い流す。底部流はウェーハの周辺で下
方へ向う上部パージ流により合流される。合流した流れ
はウェーハの周辺から半径方向に外方へ流れ、蒸着ガス
を半径方向に外方へ、次いで非常に高い流量で室の排出
装置を通して流れさせる。例えば有用な上部パージガス
流量（好ましくは窒素）は１〜１０５１ｍであることが
でき、底部パージガス流量（また窒素）は１〜２０５１
ｍであることができる。これらの高い圧力、高流量の上
部および底部流が好ましくないガスおよび微粒子をすべ
ての場所でつ工−ハの上部の均一な蒸着ガス分布を乱す
ことなくパージする。
リアクター１０を用いるときヘリウムガス（ＴＥ０１の
担体）の現在意図する有用な流量範囲は１００　ｓｅｃ
ｍ〜５　ｓｌｍ　　（ｓｃｃｍ＝標準立方センチメート
ル毎分；ｓｌｎ＋＝標準リットル毎分）であり、関連す
るオゾン（０３）流は約１００３ｃｃＩ１１〜１０５１
ｍで流れる酸素中の４〜８重量％オゾンの組成により与
えられる。パージガスを含まない全ガス流量は典型的に
は２００　ｓｃｃｍ〜１５５１ｍの範囲内にあることが
できる。
前記ガス流、室圧力、および生ずる室温は約５００〜４
．０００オングストロ一ム／分の二酸化ケイ素蒸着速度
を与える。
５００〜４．０００オングストロ一ム／分の有用な蒸着
速度は第２０図に示されるように２００〜５００℃の相
応する温度で達成されたけれども、蒸着速度は約３７５
±２０℃でピークに達する。
ピークより上および下の低い蒸着は基板の表面における
好ましくない反応速度の結果である。好運にもピーク温
度はまたアルミニウム含有多重導体構造に対する約４０
０℃の最大処理温度に接近する。〜４００℃以上でアル
ミニウム中にヒルロック（ｈｉｌｌｏｃｋ）が生ずる。
〜５００℃以上でアルミニウムが軟化する。
第２１図を参照すると、（オゾンおよび酸素）：ヘリウ
ム流量比２：１　（酸素中８重量％オゾン２５１ｗ＋：
Ｈｅ担体およびＴＥＯ３１ｓｌａ＋）を用いると蒸着速
度はａ、　ｏ　ｏ　ｏオングストローム／分で、８０ト
ルの室圧力で、および３７５℃のウェーハ表面温度（３
５℃のＴＥＯ３温度使用）で飽和し、高い圧力で非常に
わずかに上昇する。８０トルにおいて温度を２００〜３
７５℃に低下すると蒸着速度はそれぞれ１．０００〜３
，０００オングストロ一ム／分に低下する。２０トルで
２００〜３７５℃の？Ｌ　度が５００〜１．０００オン
グストロ一ム／分の蒸着速度を与える。約１２０トル以
上の圧力で、ガス相反応は粒子を増加する。これはウェ
ーハ温度の低下、または希釈剤流量の増加により制御で
きるが、しかしこれらの段階は蒸着速度を低下する。
生ずるフィルムは改良された物理的および電気的性質例
えばひび割れ抵抗、密度、屈折率、収縮、エツチング速
度、破壊電圧、フラットバンド電圧、可動イオン汚染、
ピンホール密度および二酸化ケイ素純度、を有すると確
認されたけれども、決定的観点はステップの垂直および
水平面上および他の表面不規則上の優れた〜１００％共
形カバーである。従って、オーバハング、カスブおよび
ボイドのような問題が非常に苛酷でなく、それによりそ
のような問題の除去およびプレーナ化の達成にしなけれ
ばならないフォローアツプ処理の量が最小化され、また
は排除さえされる。
さらに、この高度共形カバーが非ドープ酸化物コーティ
ングを用いて与えられる。従来の方法は蒸着酸化物を平
滑にするためにレフロー（ｒｅｆ　ｌｏｗ）を用い、リ
ンまたはホウ素ドーピングを（ホスホシリケートガラス
、ＰＳ０１ポロシリケートガラス、ＢＳＧ、およびポロ
ホスホシリケートガラス、Ｂ　Ｐ　Ｓ　Ｇ）を混合して
レフロ一温度を低下させる。
我々の熱ＣｖＤプロセスはレフローの必要、従ってＰＳ
Ｇ、ＢＳＧおよびＢＰＳＧの使用並びに関連する問題例
えばアルミニウム腐食を排除する。
しかし、望むならば、我々の熱ＣＶＤプロセスにおいて
共形酸化物を低水準例えば１〜１０重四％のリンおよび
（または）ホウ素を反応物例えばＴＭＳ　（テトラメチ
ルホスファイト）および（または）ＴＭＢ　（テトラメ
チルボレート）に混合することによりドープすることが
できる。低濃度ドーピング水準が十分なレフロー特性を
与える。
８．２段階プレーナ化プロセス １観点において、本発明の方法は二酸化ケイ素をプレー
ナ化する従来の方法、例えばスピン・オン・グラス（ｓ
ｐｉｎ−ｏｎ　ｇｌａｓｓ）およびポリイミド蒸着をエ
ッチバックとともに用いる従来の方法、の改良である。
本発明の他の観点は誘電体層を実質的にプレーナ化する
前記熱ＣＶＤ二酸化ケイ素蒸着プロセスの使用し次いで
等方性湿式または乾式エツチングの好ましくは高エツチ
ング速度を使用してプレーナ化プロセスを完成する。前
記低温熱ＣＶＤ、共形酸化′物蒸着プロセスの、種々の
湿式または乾式等方性エツチングプロセスに協同させた
組合せは意外に共形のプレーナ化誘電体層を与え、それ
が現在開発中であり将来開発される小幾何学形態の多水
重金属化構造に十分に役立つ。下記は同一の多段階室と
いわれる現場で行なうことができる現在好ましい乾式等
方性エツチングプロセスである。
Ｃ，３段階プレーナ化プロセス 他の観点において、本発明は３段階プロセスに具体化さ
れ、初めに二酸化ケイ素の層を、好ましくは高蒸着速度
で形成し、前記のオゾンおよびＴＥＯＳを基にした熱Ｃ
ＶＤ共形酸化物蒸着プロセスを第２段階として用い高度
に共形の酸化物コーティングを形成し、次いで３段階に
おいて、好ましい高速等方性エツチングを適用してプレ
ーナ化プロセスを速やかになしとげる。
Ｄ、好ましい３段階プレーナ化プロセス本発明の他の観
点において、前記熱ＣＶＤ、共形酸化物蒸着プロセスが
３段階高蒸着速度、高処理量プレーナ化プロセスに、前
記多段階プロセスＣＶＤ／ＰＥＣＶＤ蒸着において現場
で使用される。プレーナ化プロセスは存在する誘電体層
上に適用でき、または単独で用いてプレーナ誘電体を形
成することができる。
好ましい第１段階は、ＰＥＣＶＤ酸化物蒸着である。Ｐ
ＥＣＶＤ酸化物蒸着プロセスはＴＥＯＳ。
酸素、および担体ガスから希釈剤例えばヘリウムととも
にまたはそれなしで形成したプラズマを用いる。このプ
ロセスは約１〜約５０トルの蒸着室圧力、約１００〜１
．０００　ｓｃｃ＋＋＋の酸素流量、１００〜１．５０
０　ｓｅｃ＋ｓの不活性担体ガス（ヘリウム）流量、２
００　ｓｅｃ＋ｎ〜２．５１毎分の全ガス流量（パージ
ガスを含めない）、および約２００〜４００ワツトの直
径〜６ｉｎのガス配分装置カソードに対するＲＦ出力を
用いる。ガス配分装置／カソード２６における出力密度
は擬似平行プレート配置に対する計算を基き約１ワフト
／ｃＩａである。放射エネルギーは環状配列の直立ラン
プにより下からサセプターに向かわせ、蒸着プラズマを
発生させ、ウェーハ表面を３００〜５００℃の温度に加
熱する。それぞれ１〜１５５１ｍおよび１〜２０５１ｍ
の上部（窒素とヘリウムとの混合物）および下部（窒素
のみ）パージガス流量が使用され、それぞれ２．５ｓｌ
ｎ＋および１１０５Ｌの上部および底部ガス流量が好ま
しい。これらのパラメーターは約５、０００〜１０．０
００オングストロ一ム／分のＳｉｎｇ医着速度を与える
。典型的にはＱ、４ｃ１１＜ｄ＜（至）である。
６ｉｎウエー八に対するＰＥＣＶＤ酸化物蒸着段階に対
する現在好ましい運転パラメーターは６００ｓｃｃｎ＋
酸素、９００ｓｅｃｍヘリウム、１６．０００ｓｅｃｍ
全流（パージを含む；バージを除いて１．５００ｓｅｃ
ｍ）　、１０±２トル圧力、および３７５±２０℃ウェ
ーハ温度である。そのパラメーターはガス整流装置対ウ
ェーハ表面距離ｄ二０．４　ｃｍに対し、約８．５００
オングストロ一ム／分のＳｉＯ□蒸着速度を与える。
全く明らかに、ＴＥＯＳガス化学に基き、決定的な共形
二酸化ケイ素蒸着段階として実質的に同一の室要件を有
するＰＥＣＶＤ酸化物蒸着プロセスは同一の室の使用を
可能にするだけでなく、また好ましい。
シランおよび酸素の使用、並びに７００〜８００℃の範
囲内の温度で、約５トル未満の圧力におけるテトラエチ
ルオルトシリケート（ＴＥ０１）の熱分解を含む化学蒸
着による二酸化ケイ素を薫発する若干の方法が知られて
いる。この熱分解プロセスは窒化ケイ素、シランおよび
アンモニアプラズマ、またはオキシニトリド、シラン、
アンモニアおよびＮ、Ｏプラズマで用いることができる
。
ＴＥ０１を１トル以下の圧力で用いるプラズマ促進化学
蒸着はまたスピンオングラスおよびポリイミドの使用を
含む変形で使用される。
現在のＰＥＣＶＤプロセスはＣＶＤ蒸着二酸化ケイ素蒸
着速度、ひび割れ抵抗、物理的および電気的性質を改良
する方法を与える。本発明はまた改良されたステップカ
バーおよび低応力の蒸着層が得られる二酸化ケイ素を蒸
着する改良された方法を与える。
殊に、蒸着の好ましい条件が通常の圧力（５０トルまで
）より高く、約２００〜４００　”ｃの温度である前記
の有利な改良を得るＴＥ０１のプラズマ強化蒸着に対す
る改良された方法を与える。
ＴＥ０１を用いるプラズマ強化化学蒸着に対する通常の
要件は約ｌトルまでの（担体ガスを含めて）全圧範囲内
にあり、プラズマ中の酸素は約０．４トルの圧力である
。蒸着中、基板温度は通常約室温から約４００℃に徐々
に上昇する。例えばマツケンス（Ｍａｃｋｅｎｓ）ほか
、シン・ソリッド・フィルムズ（Ｔｈｉｎ　５ｏｌｉｄ
　Ｆｉｌｍｓ）　、９７　：　５３〜６１（１９８２）
参照。
本発明による蒸着二酸化ケイ素コーティングはまた改良
されたひび割れ抵抗を有し、他の方法により蒸着された
二酸化ケイ素コーティングに比べて改良されたステップ
カバーを有する。ステップカバーの問題はステップ基板
のコーナーにおけるキノコ状蒸着オーバーハングの生成
を処理する。
によるプロセスの利用により、オーバーハングの問題が
非常に苛酷でなくなり、それによりこの問題を除去する
ための処理の量が最少化され、または排除さえされる。
本発明により形成される二酸化ケイ素コーティングはま
た低い応力を示し、一般に−ＩＥ９　（圧縮）〜＋ＩＥ
９　（引張）の指数により確認され、好ましい指数は−
ＩＥ８である。本発明によるコーティングは改良された
物理的および電気的性質を示し、密度、屈折率、収縮パ
ラメーター、エツチング速度、破壊電圧、フラットバン
ド電圧、可動イオン汚染、ピンホール密度および二酸化
ケイ素純度が改良される。
最後に、本発明によるプロセスを、殊に前記同時係属出
願に開示される装置において用いることにより、高い圧
力（現在約５０トルまで）における運転がプラズマを基
板の上部に幽閉し、従って、おそらく室の側面および蒸
着を望まない表面を汚染することが少ないと思われる。
好ましくは、第３段階は存在する二酸化ケイ素表面を、
室中でドーピングガス例えばヘリウム中のＣＦ４　、Ｎ
ＦｔおよびＣｚＦｉ、がら選ばれるフッ素化ガスから形
成されるプラズマに１００〜５００℃、好ましくは２０
０〜４０（ｌの範囲内の温度で暴露する段階を含む高速
等方性エツチングプロセスである。〔ヘリウムおよび（
または）酸素を混合して炭素とガスを形成させることが
できる。〕これらのガスに対する全ガス室圧力は通常約
２００ａｔ〜２０トルの範囲内にある。好ましい範囲は
５００ｍｔ−１０トルの範囲内にある。プラズマの全ガ
ス流量は当業者により決定することができょう。しかし
、２０　ｓｃｃｍ〜３．５　ｓｌｍの運転可能範囲が前
記多段階プロセスＣＶＤ／ＰＥＣＶＤリアツク−に開示
した装置に有用であることが認められた。好ましい全ガ
ス流量は約１７０ｓｅｃｍ〜１．２５ｓｕｍである。Ｎ
Ｆ、（またはＣＪｈ）ガス流に対する範囲は約１０１０
５ｃ〜５００ｓｃｃｍであり、好ましい範囲は約７０〜
２００　ｓｅｃｍである。ドーピングガス、通常ヘリウ
ム、の個々の流量は約１０１０５ｅ〜３．５　ｓｌｍ　
、好ましくは１００　ｓｃｃｍ〜１　ｓｌｍである。約
０．５〜１ワツ）　／　ｃｒＡのＲＦ出力密度が使用さ
れ、ランプモジュールからの放射出力とともに〈５００
℃の基板温度、好ましくは２００〜４００℃の温度を与
える。ｄλ０．４ｃＩｌの距離が使用される。０．４　
ｃｍ未満でプラズマ密度不安定性が増大する。また、ｄ
がｌ　ｃｍより大きくなると、エツチングは有効になり
すぎて他の成分をエツチングすることができる。
使用される比較的高い温度で、二酸化ケイ素の迅速精密
等方性エツチングが達成されることが認められた。特に
、５００オングストロ一ム毎分〜１ミクロン毎分のエツ
チング速度が得られ、エツチングが等方的に行なわれ、
平滑である。
この等方性エツチングプロセスはまた一般に、例えば金
属コンタクトに有用であるけれども、前記のように５ｉ
Ｏｚステツプ力バ一層のプロフィル制御を与えるのに殊
に有用である。殊に、この均一な高速等方性エツチング
がＳｉｎｇ蒸着に起因する実質的にプレーナ化した外形
を追加プレーナ化する利点を有する。
この高速等方性エツチング段階を前記２二酸化ケイ素蒸
着段階に用いた同一リアクター中で現場で行なった。そ
の結果、この好ましい系列がプレーナ化二酸化ケイ素層
を小幾何学的ステップ、溝などを組み込んだ非プレーナ
層上でも形成する一体化現場３段階プロセスを与える。
ＴＥＯＳおよびオゾンベース熱ＣＶＤ共形酸化物蒸着段
階、高速ＰＥＣＶＤ酸化物蒸着段階および高速エツチン
グ段階の使用の組合せにおいて、全３段階に対して同−
室を用いる能力は速やかな高処理量プレーナ化プロセス
を与え、それがまた汚染およびウェーハ損傷、並びに、
ウェーハを繰返し扱い１室から他室へ移すときに生ずる
他の問題の可能性がほとんどない。
前記３段階プレーナ化プロセスの使用は第１８図および
第１９図に略示される。第１８図に示されるように、第
１段階はステップトポグラフィ−１８１上の二酸化ケイ
素の比較的厚いステップ層１８２を非常に高い蒸着速度
で形成する。次いで第２段階を用いてその上に共形二酸
化ケイ素層１８３を形成し、それは下の深いステップ１
８４にもかかわらず実質的にプレーナ化される。最後に
第１９図に示されるように、第３の等方性エツチング段
階が上部表面１８５を、あるとすれば層１８３中の残存
ステップトポグラフィ−１８６の下までエツチングし、
それにより次後の層に対して平滑プレーナ表面１８７を
与える。
さらに、前記３段階現場プロセスが二酸化ケイ素に対す
る我々のプレーナ化プロセスの現在好ましい態様である
けれども、オゾン−およびＴＥＯＳ−ベース熱ＣＶＤ段
階（第２段階）を他の初期誘電体コーティングおよび他
の等方性エツチング段階と組合せて用いることができる
。例えばオゾン熱ＣＶＤ第２段階を、ＣＶＤまたは他の
方法により形成された二酸化ケイ素または窒化ケイ素あ
るいはシリコンオキシニトリドあるいは他の誘電体層上
の高度に共形の二酸化ケイ素コーティングの蒸着に使用
することができ、生じた実質的にプレーナ化した層を他
の、好ましくは高速、乾式（例えばプラズマ）または湿
式化学等方性エツチング法を用いてプレーナトポグラフ
ィ−にエツチングすることができる。
Ｅ、室自己浄化 等方性室自己浄化エツチング系列はフッ素化ガスを用い
て約６００ｍＴ〜１０トルの圧力、１〜２ワット／ｃｍ
２の高ＲＦ出力密度、距離ｄ＝１ｃｍ、および等方性エ
ツチングプロセスについて記載したガス流量を含む他の
パラメーターで行なった。
このプロセスを前記多段階ＣＶＤ／ＰＥＣＶリアクター
の浄化に用いた。ウェーハ上に〜５μ厚さの二酸化ケイ
素フィルムを蒸着した後、室を約１分間浄化することが
できる。
Ｆ、要約；択一的プロセス系列 以下は前記蒸着、エツチングおよび自己浄化段階を単独
または組せで使用できる可能な方法の若干の部分的列挙
である。
第１に、オゾン、酸素およびＴＥＯＳを用いる熱ＣＶＤ
共形酸化物蒸着プロセスを単独で、例えば不完全トポグ
ラフィ−上に完全ステップカバーなく、または完全ステ
ップカバーを有して形成した存在する誘導体のプレーナ
化に用いることができる。
第２に、共形酸化物形成熱ＣＶＤ段階を存在誘電体に、
次いで等方性エツチング段階を適用して残留非プレーナ
性をプレーナトポグラフィ−にエッチバックすることが
できる。
第３に、それ自体誘電体例えば中間段階誘電体の形成に
使用できるか、または存在誘電体中の不完全ステップカ
バーおよび（または）トポグラフィ−の矯正に適用でき
る好ましい高速プレーナ誘電体形成系列において、前記
高速ＰＥＣＶＤ酸化物段階、次に共形酸化物形成熱ＣＶ
Ｄ系列を適用することができる。非プレーナ特徴を除く
等方性エッチバックを用いる好ましい系列において、高
速ＰＥＣＶＤ酸化物蒸着系列は次に共形酸化物形成熱Ｃ
ＶＤ段階、次に等方性エツチング段階、好ましくは前記
高速プラズマ等方性エツチングを伴なって使用される。
多くの他の組合せが個々の状態／問題に対して可能であ
る。例えば、次の系列が、ＲＦ出力の適用前に感受性デ
バイスまたは構造上に薄い保護酸化物層を形成すること
が望ましい場合に好ましいことができる： ＋１１　　熱０３　ＣＶＤ共形酸化物蒸着、（２）高速
ＰＥＣＶＤ酸化物蒸着、 （３）熱０．ＣＶＤ共形酸化物蒸着、 （４１Ｐ　Ｅ　ＣＶ　Ｄ酸化物蒸着、および（５）高速
等方性エツチング。
また、ステップトポグラフィ−上に非常に薄いプレーナ
酸化物を形成するために次の系列の初めの２段階を用い
てステップトポグラフィ−をプレーナ化し、次いで高速
酸化物蒸着を適用してプレーナ表面上に非常に厚い酸化
物厚さを形成することができる： （１）　　高速ＰＥＣＶＤ酸化物蒸着、（２）熱０．Ｃ
ＶＤ共形酸化物蒸着、および（３）高速ＰＥＣＶＤ酸化
物蒸着。
他の選択として、すぐ前に記載した非常に薄いプレーナ
酸化物プロセスを、完全プレーナ化および所要の厚さを
達成する最終段階として等方性エッチバックに組込むこ
とができる。
最後に、しかし確実に網羅的でなく、等方性室自己浄化
エツチングを、清浄な蒸着のない状態に室を維持するた
めに他のプロセス系列内またはその終りに望みどおり挿
入することができる。
本発明は種々の好ましく、選択的な態様に関連して記載
されたけれども、当業者が特許請求の範囲に記載した発
明の範囲から逸脱することなく多くの変更を行なうこと
ができると理解される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の組合せＣＶＤ／ＰＥＣＶＤリアクター
の好ましい態様のカバーを枢軸回転開放して示した平面
図であり、 第２図はりアクタ−カバーを閉じた第１図の線２−２に
沿ってとった部分略縦断面図であり、第３図は第１図の
線３−３に沿ってとったつ工−ハエレベータ設備の縦断
面であり、 第４〜８図は、ウェーハをリアクターサセプターに配置
し、それから取出すウェーハ輸送設備の作用の連続的な
高度略図であり、 第９図は第２図の線９−９に沿ってとった円形配列の放
射ランプ加熱装置を通る縮小寸法水平断面図であり、 第１０図はプロセスガスおよびパージガス整流装置を詳
細に示す第２図の拡大部分図であり、第１１図はガス整
流ヘッドまたはマニーホールドの部分拡大底面図であり
、 第１２図は第２図に示したＲＦ／ガスフィードスルー装
置の拡大縦断面図であり、 第１３Ａ図〜第１３Ｃ図はガスフィードスルーの種々の
選択態様の略図であり、 第１４図は定電圧勾配装置のない低周波および高周波Ｒ
Ｆ出力に対する破壊電圧を圧力の関数として示すグラフ
であり、 第１５図は定電圧勾配装置を有し、および有しない破壊
電圧を圧力の関数として示すグラフであり、 第１６図は材料例えば誘電体の層のステップトボブラフ
イーの表面上の蒸着に関連する到達角を例示する集積回
路の略断面図であり、 第１７Ａ図および第１７Ｂ図はプレーナ化に対する溝幅
の効果を示す第１６図と同様の略断面であり、 第１８図および第１９図は我々のプレーナ化プロセスの
適用から生ずる酸化物フィルムの共形プレーナ品質を例
示する第１６図のような集積回路のトポロジーの断面図
であり、 第２０図および第２１図は我々のこの酸化物蒸着プロセ
スに対する蒸着速度をそれぞれ温度および圧力の関数と
して示すグラフである。 １０・・・・・・リアクター設備 １８・・・・・・ウェーハ輸送設備 ２６・・・・・・ガスマニホールド ３０・・・・・・放射加熱装置 ３２・・・・・・ガス整流装置 ３６・・・・・・ＲＦ／ガスフィードスルー装置４４．
４６・・・・・・エレベータ設備Ｎ ■ ＝ｎ ○ （η 手続補正書く方式） 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示　　　昭和６２年特許願第３２１１８１
号３、補正をする者 事件との関係　　出願人 ５、？ｉ正命令の日付　　昭和６３年３月２９日願書に
最初に添付した明細書及び図面の浄書（内容に変更なし
）

Claims (53)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ウェーハを水平に装備する室を規定し、装備位置
    におけるウェーハに反応物ガスを供給するために水平入
    口ガスマニホールドをウェーハ装備位置の上方に含むハ
    ウジング、室内のウェーハ装備位置の周辺に装備され、
    環状配列の排出孔を含むガス整流プレート、真空排出ポ
    ンプ装置、 を含む半導体処理リアクターであって、ハウジングがま
    た前記孔配列の下方にそれと連通し、ウェーハを半径方
    向に横切って排出口を通し前記ガスを流す真空排出ポン
    プ装置に連結された排出口を有し、溝容積が排出孔の方
    向へウェーハを横切る制御された半径方向ガス流を可能
    にする十分な伝導力を与える環状溝を含むリアクター。
  2. （２）ウェーハを水平に装備する室を中に規定するハウ
    ジング、 室に連通する真空排出ポンプ装置、 装備位置におけるウェーハに反応物ガスを供給するため
    のウェーハ装置位置の上方に水平に配置した水平入口ガ
    スマニホールドを含む半導体処理リアクターであって、
    マニホールドがまた、反応物ガスを下向きにウェーハに
    対して配分する第１中心部配列の孔、およびパージガス
    を下向きにウェーハの周辺に向かわせる第２周辺配列の
    孔を含み、孔の第１および第２配列がそれぞれ多数の一
    般に同心の環を含み、第１中心部配列が半径方向に整列
    する孔の数を制御する不規則な環内孔間隔を有し、第２
    周辺配列が孔の環対環半径方向整列のないことを保証す
    る半径方向千鳥パターンを有するリアクター。
  3. （３）マニホールドがさらに、内部流れを第１中心部配
    列の孔に対し半径方向に内方へ向かわせる内部ブレード
    を含む、特許請求の範囲第（２）項記載のリアクター。
  4. （４）マニホールド内に、内部表面を選んだ温度範囲内
    に維持し、外部ウェーハ隣接表面を選んだ温度範囲以上
    に維持するために冷却液体を循環する装置を含む、特許
    請求の範囲第（２）項記載のリアクター。
  5. （５）反応物ガスを室内のウェーハの処理に供給するた
    めに水平に配置した水平入口ガスマニホールドを含む室
    を中に規定するハウジングを含む半導体処理リアクター
    であって、ハウジングがさらに、 ウェーハを支持するサセプター、 サセプターを水平位置に装備するサセプター支持装備、
    および ガスマニホールドに密隣接する選択位置にサセプターお
    よびウェーハをガスマニホールドに平行に配置するため
    ウェーハ支持装置を垂直に選択的に移動させる装置、 を含むリアクター。
  6. （６）ガスマニホールドとサセプターとの間の平行間隔
    が約１ｃｍ以下である、特許請求の範囲第（５）項記載
    のリアクター。
  7. （７）≦１気圧の広範囲の高い圧力にわたる均一ウェー
    ハ処理でスパッタリングすることによる熱化学蒸着、プ
    ラズマ強化化学蒸着、プラズマ促進エッチバック、プラ
    ズマ自己浄化およびトポグラフイー修飾から選ばれる１
    段階および現場多段階処理系列に適する半導体処理リア
    クターであって、 選んだ位置に処理するウェーハを装備する室を中に規定
    するハウジング、 ウェーハ装備位置の上方に配置され、反応物ガスを下向
    きにウェーハに向かわせるために適応させた中心ガス出
    口領域およびパージガスをウェーハ周辺に向かわせるた
    めに適応させた外側周辺領域を有する第１ガス入口マニ
    ホールド、室の底部に配置され、パージガスを上向きに
    横切りウェーハを横切って向かわせるために適応させる
    第２ガス入口マニホールド、 第１ガス入口マニホールド内に、内部表面をその中の前
    記ガスの凝縮、分解および反応を防ぐ選んだ温度範囲内
    に維持し、外部ウェーハ隣接表面をその上の好ましくな
    い蒸着を抑制する選んだ温度範囲以上に維持するために
    制御された温度で流体を循環する装置、 真空排出ポンプ装置、室内のウェーハ装備位置の周り周
    辺に装備され、プレートがその中に環状配列の排出口を
    含むガス整流プレート、室上に形成され、排出口に連通
    し、ウェーハを半径方向に横切って排出口を通して前記
    非蒸着析出ガスを流れさせる真空排出ポンプ装置に連結
    されて排気口を有し、溝容積が排出口に対してウェーハ
    を横切る制御された半径方向ガス流を可能にする十分な
    伝導力を与える環状溝を含む半径方向ガス流排出装置、
    薄い高輻射能サセプター、 サセプターを水平位置に装備し、サセプターおよびその
    上に配置されたウェーハをガスマニホールドに密隣接す
    る選択位置にガスマニホールドに平行に選択的に配置す
    るために垂直に移動させるのに適応させる可動サセプタ
    ー支持装置、 室の底を形成する透明窓、ハウジングに窓の下に装備さ
    れ、近赤外ランプおよび放射エネルギーの平行ビームを
    石英窓を通してサセプター上に、サセプターの中心より
    その縁部に実質的に高い入射出力密度で向かわせる円形
    配列にランプを装備する円形反射器モジュールを含む放
    射加熱装置、および、 第１マニホールドに連結され、第１マニホールド中へそ
    の内部に蒸着ガスおよび外部にパージガスの共軸流を与
    えるために適応され、ガス入口マニホールドにＲＦ出力
    を適用するために入口端で接地に、出口またはマニホー
    ルド端でＲＦ出力供給に連結するために適応され、また
    長さ沿いに定電圧勾配を確立して中のガスの分解を回避
    するために長さ沿いに制御された電気インピーダンスを
    有する管装置を含むガスフィードスルー装置、 を含むリアクター。
  8. （８）室内のウェーハのガス化学処理に適応させた室を
    中に規定するハウジング、 室の底部を形成する透明窓、および ウェーハを支持するために前記室内に配置した薄い高輻
    射能サセプター。 を含む半導体処理リアクターであって、 ハウジングがさらに、 ハウジングに窓の下に装備され、円形配列のランプおよ
    び、サセプターの周辺と並ぶ環状反射溝を中に有し、ラ
    ンプからの放射エネルギーの実質的に平行するビームを
    石英窓を通してサセプターの中心よりその縁部に実質的
    に高い入射出力密度でサセプター上に向かわせる環状配
    列で溝内に一般に直立配置にランプを装備する反射器モ
    ジュールを含む放射加熱装置、 を含むリアクター。
  9. （９）ランプにより供給される放射エネルギーが約０．
    ７〜２．５ミクロンの波長範囲内に実質的に集中される
    、特許請求の範囲第（８）項記載のリアクター。
  10. （１０）ランプにより供給される放射エネルギーが約０
    ．９〜１．５ミクロンのピーク放射波長に集中される、
    特許請求の範囲第（９）項記載のリアクター。
  11. （１１）サセプターが黒鉛、アルミニウム、セラミック
    およびそれらの複合体から選ばれる、特許請求の範囲第
    （９）項記載のリアクター。
  12. （１２）室内のウェーハのガス化学処理に適応させた室
    を中に規定するハウジングを含む半導体処理リアクター
    であって、前記ハウジングがさらに、ウェーハ上方に配
    置された第１ガス入口マニホールドおよび室の底部に配
    置された第２ガス入口マニホールドであって、第１マニ
    ホールドは蒸着ガスを下向きにウェーハに向かわせるた
    めに適心される中心領域およびパージガスを下向きにウ
    ェーハ周囲に向かわせるために適応させる外側周辺領域
    を有し、第２マニホールドはパージガスを上向きにウェ
    ーハ周辺に向かわせるために適応させる第１および第２
    マニホールド、 非蒸着ガスをウェーハから半径方向に遠くへ排出する装
    置、 を含むリアクター。
  13. （１３）リアクターを≦７６０トルの圧力における運転
    に適応させる、特許請求の範囲第（１１）項記載のリア
    クター。
  14. （１４）０．１〜２００トルの圧力における運転に適応
    させる、特許請求の範囲第（１２）項記載の化学蒸着リ
    アクター。
  15. （１５）第１ガス入口マニホールドが室内の蒸着の制御
    の強化、およびマニホールド内の蒸着を防ぐために温度
    制御された内部および外部表面を有する、特許請求の範
    囲第（１２）項または第（１３）項記載のリアクター。
  16. （１６）室内のウェーハの化学蒸着に適応させた室を中
    に規定するハウジング、 少くとも蒸着ガスを室に供給するガス入口マニホールド
    であって、室内の蒸着の制御を強化し、マニホールド内
    の蒸着を防ぐために温度制御された内部および外部表面
    を含むガス入口マニホールドを含む化学蒸着リアクター
    。
  17. （１７）中に室を規定して室内のウェーハの化学蒸着に
    対して適応され、蒸着ガスを室に供給するガス入口マニ
    ホールドおよびＲＦ出力供給を含み、室内に蒸着ガスビ
    ームを形成しウェーハ上に層を蒸着させるのに適合させ
    たハウジングを含む化学蒸着リアクターであって、 ハウジングがさらに、ガス入口マニホールドに連結され
    ；入口および出口端を有し、ガス入口マニホールド中へ
    その内部に蒸着ガスおよびその外部にパージガスの共軸
    流を与えるように適合され、入口端で接地に、出口また
    はマニホール端でＲＦ出力供給に対する連結に適応され
    、また長さ沿いに定電圧勾配を確立してガスの分解を防
    ぐために長さ沿いに制御された電気インピーダンスを有
    する管装置を含む組合せＲＦ／ガスフィードスルーを含
    むリアクター。
  18. （１８）ガス入口マニホールドが、外部表面上の好まし
    くない蒸着を抑制し、マニホールド内の凝縮および蒸着
    を防ぐ温度制御された内部および外部表面を有する、特
    許請求の範囲第（１７）項記載の化学蒸着リアクター。
  19. （１９）ガス入口マニホールドが蒸着ガスを下向きにウ
    ェーハに向かわせるために適応させた中心領域およびパ
    ージガスを下向きにウェーハ周辺に向かわさせるために
    適応させた外周領域を有し、前記適応がさらに、 パージガスを上向きにウェーハ周辺に向かわせるために
    適応させた第２ガスマニホールド、および、 前記パージガスおよび非蒸着ガスを合せてウェーハ周辺
    から半径方向に遠くへ排出する装置、を含む、特許請求
    の範囲第（１７）項または第（１８）項記載の化学蒸着
    リアクター。
  20. （２０）室の底部を形成する透明窓、 室内に配置され、ウェーハを支持する薄い高輻射能サセ
    プター、 ハウジングに窓の下に装備され、円形配列のランプおよ
    び、サセプターの周辺と並ぶ環状反射溝を中に有し、ラ
    ンプからの放射エネルギーの実質的に平行するビームを
    石英窓を通してサセプターの中心よりその縁部に実質的
    に高い入射出力密度でサセプター上に向かわせる円形配
    列で溝内に一般に直立配置に前記ランプを装備する反射
    器モジュールを含む放射加熱装置、および 反射器モジュールを内部冷却する装置を含 む、特許請求の範囲第（１７）項、第（１８）項または
    第（１９）項記載の化学蒸着リアクター。
  21. （２１）室内で配置したウェーハ上の層の化学蒸着に適
    応させた真空室を中に規定し、ウェーハを室内に挿入し
    およびウェーハを室から取出すウェーハ保持体ブレード
    に応対する閉鎖可能開口を有するハウジングを含む半導
    体処理リアクターであって、さらに、 ウェーハの保持に適応させた第１垂直可動、一般に円形
    水平配列のフィンガ、 第１フィンガと相互間通し、薄い一般に円形のサセプタ
    ーを水平配置に保持するために適応させた第２垂直可動
    、一般に円形水平配列のフィンガ、 第１フィンガを装備し、第１フィンガを（ａ）第２フィ
    ンガの処理位置中への持上運動に先立ちウェーハをブレ
    ードから上方へ持上げ、および（ｂ）ウェーハをブレー
    ドに戻すために下方へ移動させる第１垂直可動エレベー
    タ設備、 第２フィンガを装備し、第２フィンガを（ｃ）第１フィ
    ンガを通ってそれからウェーハをサセプター上で前記処
    理位置へ上方に、および（ｄ）処理したウェブを、第１
    フィンガーによりプレートに戻すに先立ち第１フィンガ
    上へ載せるために下方へ移動させる第２垂直可動エレベ
    ータ設備、を含むリアクター。
  22. （２２）化学蒸着リアクター設備であって、真空室を形
    成し、室中へ反応ガスを導入する適当な第１水平ガスマ
    ニホールドを有するハウジング 第１垂直可動エレベータ設備、 ウェーハを保持する適当な第１垂直可動、一般に円形水
    平配列のフィンガ、 第２垂直可動エレベータ設備、 第１フィンガと相互間通し、薄い一般に円形のサセプタ
    ーを水平配置に保持する適当な第２垂直可動、一般に円
    形配置のフィンガ、 第１フィンガを装備し、第１フィンガを（ａ）第２フィ
    ンガの処理位置中への持上運動に先立ちウェーブをブレ
    ードから上方へ持上げ、および（ｂ）ウェーハをブレー
    ドに戻すために下方へ移動させる第１垂直可動エレベー
    タ設備、 第２フィンガを装備し、第２フィンガを（ｃ）第１フィ
    ンガを通ってそれからウェーハをサセプター上で前記処
    理位置へ上方に、および（ｄ）処理したウェブを、第１
    フィンガによりプレート上に戻すに先立ち第１フィンガ
    上へ置くために下方へ移動させる第２垂直可動エレベー
    タ設備、透明石英窓を含む前記室の底部、 ハウジングに窓の下に装備され、円形配列の石英−タン
    グステン−ハロゲンランプおよび、水平サセプターの周
    辺と並ぶ環状反射溝を中に有し、ランプから石英窓を通
    しサセプタの中心よりその縁部に実質的に高い出力密度
    でサセプター上へ近ＩＲ放射エネルギーの実質的に平行
    なビームを向かわせる円形配列で一般に垂直配置で溝内
    にランプを装備した反射器モジュールを含む反射加熱装
    置、 蒸着ガスを分配する第１中心部配列の孔を含み、さらに
    パージガスを下向きにウェーハの周辺に向かわせる第２
    周辺部配列の孔を含み、孔の第１および第２配列がそれ
    ぞれ多数の一般に同心の環を含み、第１中心部配列が各
    環内に半径方向に整列する孔の数を制御する不規則な孔
    間隔を有し、第２周辺部配列が各環中に孔の環対環半径
    方向整列のない半径方向千鳥パターンに配列されたおよ
    そ等数の孔を有するマニホールド、 石英窓に隣接する室の底部周辺に配置され、パーガスを
    室中へ向かわせる環状の第２入口マニホールド、 ウェーハ蒸着位置の周辺周りのハウジング内に規定され
    た環状排出溝、 真空を室に適用する環状排出溝に連結され、それにより
    前記真空の適用並びにパージガスの第１および第２マニ
    ホールドに対する適用が、第１マニホールドから下向き
    にウェーハの外部周辺へ第１パージガス流を、第２マニ
    ホールドから石英窓を横切り次いでウェーハの底縁を上
    向きに通って洗い流す第２パージガス流を起させ、前記
    ２つの流れが合流して室の外へ流れ、それにより使用済
    蒸着ガスおよび連行生成物を除去する真空装置、 接地に連結されたサセプター、および 第１マニホールドに連結され、入口および出口端を有し
    、第１マニホールド中へその内部に蒸着ガスおよびその
    外部にパージガスの共軸流を与えるために適応させ、入
    口端で接地に、出口またはマニホールド端でＲＦ出力供
    給に連結するために適応させ、またその中のガス分解を
    防ぐため長さに沿って定電圧勾配を確立する制御された
    電気インピーダンスを長さ沿いに有する管装置を含む蒸
    着ガスフィードスルー装置を含むリアクター、 を含む化学蒸着リアクター設備。
  23. （２３）ガス入口ボックスから室へ入る反応物ガスによ
    って処理するためにウェーハを室内のサセプター上に配
    置する方法であって、 ウェーハをウェーハ支持ブレード上に水平配置に支持し
    、 ブレードを室内に、その中の選んだ位置に挿入し、 ウェーハ支持フィンガを持上げてウェーハをブレードか
    ら持上げ、 ブレードを室から引込め、 サセプター支持フィンガを持上げてウェーハを載せてウ
    ェーハを隣接ガスボックスから選んだ可変距離にガスボ
    ックスに平行に配置する、ことを含む方法。
  24. （２４）さらに、 サセプター支持フィンガを下げてウェーハをウェーハ支
    持フィンガ上に置き、 ウェーハ支持ブレードを室内に、選んだ位置へ挿入し、 ウェーハ支持フィンガを下げてウェーハをウェーハ支持
    ブレード上に置き、 ウェーハ支持ブレードをその上のウェーハとともに室か
    ら引込める、 ことによりウェーハを室から取出す段階を含む、特許請
    求の範囲第（２３）項記載の方法。
  25. （２５）ウェーハ支持フィンガおよびサセプタ支持フィ
    ガが次のウェーハ挿入系列に対する位置に残される、特
    許請求の範囲第（２４）項記載の方法。
  26. （２６）コーティングを５ｍｔ〜２トルの室圧力および
    約０．１〜１ｉｎのガス入口とコーティングとの間の距
    離で室に対するスパッタガス入口に暴露する段階を含む
    、室内で基板コーティングのトポグラフィーを更改する
    方法。
  27. （２７）基板を真空室内でオゾン、酸素、テトラエチル
    オルトシリケートおよび担体ガスから形成された反応性
    種に暴露し、室内の全ガス圧が約１０〜２００トルの範
    囲内にあり、基板温度が２００〜５００℃の範囲内にあ
    ることを含む、基体上に二酸化ケイ素の共形層を蒸着す
    る方法。
  28. （２８）基体温度が約３７５℃である、特許請求の範囲
    第（２７）項記載の方法。
  29. （２９）室圧力が約４０〜１２０トルである、特許請求
    の範囲第（２７）項または第（２８）項記載の方法。
  30. （３０）さらに、蒸着プラズマを基板に対して幽閉する
    ためにパージガス流を室に適用することを含む、特許請
    求の範囲第（２７）項記載の方法。
  31. （３１）さらに、蒸着プラズマを基板に対して幽閉する
    ためにパージガス流を上向きおよび下向きに基板に向け
    て次に半径方向に外方へ適用することを含む、特許請求
    の範囲第（２７）項記載の方法。
  32. （３２）基板を、テトラエチルオルトシリケート、酸素
    、担体ガスのガス流から形成されたプラズマに暴露する
    ことにより基板上に二酸化ケイ素を蒸着させる方法であ
    って、前記基体を室中で前記プラズマに暴露する段階を
    含み、全ガス圧が約１〜５０トルの範囲内にあり、温度
    が約２００〜５００℃の範囲内にあり、室中の前記プラ
    ズマの前記基板の表面までの流路が約１ｃｍ以下である
    方法。
  33. （３３）ガス流がさらにヘリウムのような希釈ガスを含
    む、特許請求の範囲第（３２）項記載の方法。
  34. （３４）圧力が約８〜１２トルであり、基板温度が約３
    ７５±２０℃である、特許請求の範囲第（３２）項記載
    の方法。
  35. （３５）さらに、蒸着プラズマを基板に対して幽閉する
    ためにパージガス流を室に適用することを含む、特許請
    求の範囲第（３２）項記載の方法。
  36. （３６）さらに、蒸着プラズマを基板に対して幽閉する
    ためにパージガス流を上向きおよび下向きに基板の方へ
    、次いで半径方向に外方へ適用することを含む、特許請
    求の範囲第（３２）項記載の方法。
  37. （３７）担体ガス入口中で室に向けて形成されたＮＦ＿
    ３、ＣＦ＿４およびＣ＿２Ｆ＿６から選ばれるフッ素化
    ガスから形成されたプラズマに、約１００〜５００℃の
    範囲内のウェーハ温度および≧約０．４ｃｍの入口と前
    記基板の表面との間の距離で二酸化ケイ素表面を暴露す
    る段階を含む二酸化ケイ素表面を等方性にエッチングす
    る方法。
  38. （３８）室圧力が約２００ｍＴ〜２０トルの範囲内にあ
    る、特許請求の範囲第（３７）項記載の方法。
  39. （３９）室圧力が５００ｍＴ〜１０トルの範囲内にある
    、特許請求の範囲第（３８）項記載の方法。
  40. （４０）非プレーナ誘電体コーティングを真空室内でプ
    レーナ化する方法であって、 基板をオゾン、酸素、テトラエチルオルトシリケートお
    よび担体から形成した反応性種に暴露することにより基
    板上に二酸化ケイ素の共形層を蒸着させる、全室ガスは
    約１０〜２００トルの範囲内にあり、基板温度は約２０
    ０〜５００℃の範囲内にあり、それにより基板上に共形
    層の複合体を形成させる、および 生じた複合体層の外面を等方性にエッチングする、こと
    を含む方法。
  41. （４１）基板温度が約３７５±２０℃であり、室圧力が
    ４０〜１２０トルである、特許請求の範囲第（４０）項
    記載の方法。
  42. （４２）下層コーティングが二酸化ケイ素、窒化ケイ素
    、シリコンオキシニトリドおよびポリシリコンから選ば
    れる、特許請求の範囲第（４０）項または第（４１）項
    記載の方法。
  43. （４３）下層コーティングが二酸化ケイ素である、特許
    請求の範囲第（４０）項または第（４１）項記載の方法
    。
  44. （４４）非プレーナ基板上にプレーナ化複合誘電体層を
    形成する方法であって、 第１に、下層を真空室中で形成された反応物ガスプラズ
    マに暴露することにより二酸化ケイ素の比較的厚い層を
    蒸着させる、 第２に、下層二酸化ケイ素層を真空室中でテトラエチル
    オルトシリケート、オゾンおよび担体ガスから形成され
    た反応性種に暴露することにより比較的薄い第２二酸化
    ケイ素層を蒸着させる、全ガス圧は約１０〜２００トル
    の範囲内にあり、温度は約２００〜５００℃の範囲内に
    ある、および 第３に、生じた複合体フィルムを、複合体を真空室内で
    形成された反応物ガスプラズマに暴露することにより等
    方性にエッチングする、ことを含む方法。
  45. （４５）基板上にプレーナ化複合誘電体層を形成する方
    法であって、 第１に、下層を室中でテトラエチルオルトシリケート、
    酸素および担体ガスから形成したプラズマに暴露するこ
    とにより下層上に二酸化ケイ素の層を蒸着させる、ただ
    し全ガス圧は約１〜５０トルの範囲内にあり、温度は約
    ２００〜５００℃の範囲内にある、 第２に、下層二酸化ケイ素層を前記室内でテトラエチル
    シリケート、オゾン、酸素および担体ガスから形成され
    た反応性種に暴露することにより比較的薄い第２二酸化
    ケイ素層を蒸着させる、ただし全ガス圧は約１０〜２０
    ０トルの範囲内にあり、温度は約２００〜５００℃の範
    囲内にある、 ことを含む方法。
  46. （４６）基板上にプレーナ化複合誘電体層を形成する方
    法であって、 第１に、基板を室中でテトラエチルオルトシリケート、
    酸素および担体から形成されたプラズマに暴露すること
    により下層上に二酸化ケイ素の層を蒸着させる、ただし
    全ガス圧は約１〜５０トルの範囲内にあり、温度は約２
    ００〜５００℃の範囲内にある。 第２に、下層酸化物層を前記室中でテトラエチルオルト
    シリケート、オゾン、酸素および担体ガスから形成した
    反応性種に暴露することにより比較的薄い二酸化ケイ素
    層を蒸着させる、ただし、全ガス圧は約１０〜２００ト
    ルの範囲内にあり、温度は約２００〜５００℃の範囲内
    にある。および 第３に、生じた複合体フィルムを、複合体をＮＦ＿３、
    ＣＦ＿４およびＣ＿２Ｆ＿６のようなフッ素化ガスから
    選ばれる反応性ガスから前記室内に形成されたプラズマ
    に暴露することにより等方性にエッチングする、前記室
    内の全ガス圧は約２００ｍｔ〜２０トルの範囲内にあり
    、室温は約２００〜５００℃の範囲内にある、 ことを含む方法。
  47. （４７）第１段階が約８〜１０トルの室圧力、および約
    ３７５±２０℃の基板温度を用いる、特許請求の範囲第
    （４６）項記載の方法。
  48. （４８）第２段階が約４０〜１２０トルの室圧力、およ
    び約３７５±２０℃の基板温度を用いる、特許請求の範
    囲第（４６）項または第（４７）項記載の方法。
  49. （４９）第３段階が、約５００ミリトル〜１０トルの室
    圧力、および約３７５±２０℃の基板温度を用いる、特
    許請求の範囲第（４８）項記載の方法。
  50. （５０）さらに、 特許請求の範囲第（４６）項記載の第１段階の前に、基
    板を前記室内でテトラエチルオルトシリケート、オゾン
    、酸素および担体ガスから形成した反応性種に約１０〜
    ２００トルの範囲内の全圧力および約２００〜５００℃
    の範囲内の温度で暴露することにより基板上に比較的薄
    い保護二酸化ケイ素層を蒸着させる、および 特許請求の範囲第（４６）項記載の第２および第３段階
    の間に、特許請求の範囲第（４６）項記載の第２段階中
    に形成された共形酸化物層上に蒸着物を室中でテトラエ
    チルオルトシリケート、酸素および担体ガスから形成し
    たプラズマに暴露することにより二酸化ケイ素の比較的
    厚い層を蒸着させる、ただし全ガス圧は約１〜５０トル
    の範囲内にあり、温度は約２００〜５００℃の範囲内に
    ある、 ことを含む、特許請求の範囲第（４６）項記載の方法。
  51. （５１）さらに、特許請求の範囲第（４５）項記載の方
    法から生じた蒸着物上に、室中でテトラエチルオルトシ
    リケート、酸素および担体ガスから形成したプラズマに
    暴露することにより二酸化ケイ素の層を形成する、ただ
    し全ガス圧力は約１〜５０トルの範囲内にあり、温度は
    約２００〜５００℃の範囲内にある第３段階を含む、特
    許請求の範囲第（４５）項記載の方法。
  52. （５２）約５００ｍＴ〜１０トルの圧力で、ガスマニホ
    ールドとウェーハ支持体の間に適用された約１〜２ワッ
    ト／ｃｍ＾２のＲＦ出力密度でエッチングガスを室に適
    用することを含むリアクター室を自己浄化する方法。
  53. （５３）さらに、約５０ｍＴ〜１０トルの圧力で、ガス
    マニホールドとウェーハ支持体との間に適用された約１
    〜２ワット／ｃｍ＾２のＲＦ出力密度で室にエッチング
    ガスを適用することを含む、特許請求の範囲第（２８）
    項、第（３３）項または第（３８）項に記載の方法。
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