(57)【要約】【課題】本発明は、ヘリカルタイプの高周波駆動誘導結合プラズマ(ＩＣＰ)を用いてウェハをプラズマ処理、薄膜形成およびエッチングを行う装置に関するものである。【解決手段】本発明は、ウェハの表面をプラズマを用いた、酸化、窒化、蒸着、エッチング等の工程を進行させるために、ヘリカルタイプの高周波プラズマを発生させるプラズマ発生部と、前記プラズマ発生部から供給される反応ガスとプラズマソースが流入してウェハを作製するウェハ反応部とが２段に構成されたプロセスチャンバを用いて、前記プロセスチャンバの内部を構成する構成品を不導体から形成することにより、ウェハに加えられるプラズマダメージを防止し、プラズマ発生部とウェハ反応部を連結する部位に拡散面とガス分配板を形成することにより、ウェハに供給される反応ガスとプラズマソースの流れの均一性および再現性を確保し、高効率のヘリカルタイプのプラズマを供給するために、ねじ山形状の４本コイルをプラズマ発生部のシリンダーに巻き取って形成した高周波駆動誘導結合プラズマ(ＩＣＰ)を採用し、これを用いてプロセスチャンバ内部のウェハを常温〜７００℃以下に加熱することにより、ウェハの表面を望む形態の薄膜またはエッチング形態に製造するように、酸化、窒化、蒸着またはエッチングしたり、工程の反応が起きる加工物の表面が発生したプラズマによって特性が低下することを防止するだけでなく、より効果的な工程条件を保持する、ねじ山形状の高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハの表面処理に関するものである。この際、適用される代表的な工程名は窒化(Ｎｉｔｒｉｄａｔｉｏｎ)、酸化(Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ)、化学蒸着装置(ＣＶＤ)、表面エッチング(ＬＥＴ、Ｌｉｇｈｔ Ｅｔｃｈｉｎｇ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ)工程である。【選択図】図１
2011503844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスを流入し、前記反応ガスからプラズマを生成するプラズマ生成部を含むプロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバの下部に配置され、前記プラズマ生成部から生成されたプラズマを用いてウェハを処理するウェハ反応部とを含むことを特徴とする高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置。
【請求項２】
前記プラズマ生成部は、
シリンダーと、
前記シリンダーの内部に流入される反応ガスを供給するために前記シリンダーの内部と連通するガス投入口と、
前記シリンダーの内部に流入される反応ガスを均一に噴射するために前記シリンダーの内部に設けられるシャワーヘッドと、
前記シリンダーの外周部を覆うように形成したアンテナコイルとを含むことを特徴とする請求項１に記載の高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置。
【請求項３】
前記ウェハ反応部は、
前記ウェハ反応部の内部面を取り囲む内部カバーと、
前記ウェハを加熱するヒーターと、
前記ヒーターを覆い、上部に前記ウェハが載置されるヒーターカバーと、
前記ウェハ反応部の下部面をシールし、前記プロセスチャンバの内部圧力を調節する真空板とを含むことを特徴とする請求項１に記載の高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置。
【請求項４】
前記ウェハ反応部の断面が前記プラズマ生成部の断面よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置。
【請求項５】
前記プロセスチャンバは、
前記プラズマ生成部と前記ウェハ反応部との間に配置され、前記プラズマ生成部から生成されたプラズマを前記ウェハ反応部に向かって噴射する拡散面をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置。
【請求項６】
前記プロセスチャンバは、
前記プラズマ生成部と前記ウェハ反応部との間に配置され、前記プラズマ生成部から生成されたプラズマを複数の長孔を通じて前記ウェハ反応部に噴射するガス分配板をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置。
【請求項７】
前記アンテナコイルは、
ヘリカルタイプのプラズマソースを供給することを特徴とする請求項２に記載の高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置。
【請求項８】
前記チャンバの内部は、非導電性材質から形成することを特徴とする請求項１に記載の高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘリカルタイプの高周波駆動誘導結合プラズマ(ＩＣＰ)を用いてウェハにおいてプラズマ処理、薄膜形成およびエッチング(Ｅｔｃｈｉｎｇ)が可能なウェハ表面処理装置に関し、特にねじ山形状の４本コイルを使用した高周波駆動誘導結合プラズマ(ＩＣＰ)を採用して高いプラズマ効率を得、ウェハの表面に直接的なプラズマの発生を防止することにより、素子加工物の表面にプラズマに起因する素子の特性低下を防止する効果とともに、より効果的に酸化、窒化、蒸着またはエッチングを行う工程条件を保持および提供し、ヒーターカバー(Ｈｅａｔｅｒ Ｃｏｖｅｒ)の上部にエンボシングを形成することにより、ウェハのスライディングを防止する高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、誘導結合プラズマ(ＩＣＰ)の原理は、主に石英などの誘電体反応器の外部にコイルを巻き取って電場を変化させると、コイルの内部に誘導磁場が発生することになり、それによる２次誘導電流が反応器の内部に形成されることを利用して発生させる高密度プラズマである。
【０００３】
このような従来の誘導結合プラズマは、誘電体窓の外部にＩＣＰアンテナを設けて高周波電力を間接的に伝達する方式を用いたが、この窓の内部に導電性物質(金属、ＴｉＮなど)がコーティングされると全く電力が伝達されず、プラズマを維持できないという致命的な欠点がある。
【０００４】
そのために、現在、一部開発された装備も誘電体薄膜などに制限的だけに応用されている。なお、内部の誘電性物質を継続的にクリーニングしなければならない維持及び補修の問題と、大面積の誘電体窓の作製と維持において機械的強度が問題となるため、大型化への適用において多くの問題点を有している。
【０００５】
このような全般的な従来の問題点は、プラズマソース(Ｐｌａｓｍａ Ｓｏｕｒｃｅ)としてマイクロウエーブ(Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ)を用いる方式があるが、この方式は、工程の進行においてウェハの表面に直接的なプラズマがろ過されたり、形成されたプラズマが直接的に影響を与えず、工程が進行されるウェハの表面にプラズマダメージ(Ｐｌａｓｍａ Ｄａｍａｇｅ)に起因するプラズマダメージを与えないという利点があるが、マイクロウエーブを用いるため、進行しようとする工程の工程範囲が非常に限定的であり、工程ウィンドウが非常に小さく、高難度の工程進行時に工程特性の確保および量産性の面で非常に大きな問題点を有している。
【０００６】
また、他の工程進行方法として、 デカップルプラズマソース(Ｄｅｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ｓｏｕｒｃｅ)を用い、ここに非常に低いｅＶのエネルギーを使用する装備があるが、この場合、高集積半導体素子の製造工程において非常に低いｅＶを使用するといっても、工程が進行されるウェハの表面に発生したプラズマが直接的な影響を与えることにより形成された薄膜や窒化膜にプラズマダメージという概念の一種の物理的および化学的不均衡による特性の低下によって、製造する半導体素子の特性を低下させ、品質の特性低下と、これにより高集積半導体素子においては使用が不可能であるという問題点がある。
【０００７】
同一の方法でＬＣＤ装置においては、各素子間の絶縁のために絶縁膜が広く用いられている。このような絶縁膜としては、主にシラン系をソースガスにし、プラズマを用いて形成する方法により製造された工程薄膜などが挙げられ、これらも前記の２つの問題点に起因する工程ウィンドウの不足および生成された物質の表面又は物質に局部的或いは全体的なダメージに起因する生産性不足製品の特性低下をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来の問題点を解決するために、本発明の目的は、プラズマを発生するプラズマ発生部と、その下段に前記プラズマ発生部よりも大きくウェハを作製するウェハ反応部を２段に形成し、前記プラズマ発生部にねじ山形状の４本のコイルを使用したヘリカルタイプの高周波駆動誘導結合プラズマ(ＩＣＰ)を採用して高いプラズマ効率を得、シリンダーの内部に発生したプラズマソースがウェハの表面に垂直に反応することにより、ウェハに直接的なプラズマの発生を防止して素子加工物の表面にプラズマに起因する素子の特性低下を防止し、より効果的な工程条件を保持させる工程を進行する酸化、窒化、蒸着またはエッチングを行う高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置を提供することにある。
【０００９】
また、ヒーターカバーの上部にエンボシングを形成することにより、ウェハのスライディングを防止する高周波駆動誘導結合プラズマを用いたプラズマ処理、薄膜形成およびエッチング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明を達成するための具体的な技術構成は、
上段部に反応ガス(ＧＡＳ)を流入し、プラズマを生成させるプラズマ生成部を形成し、その下段部にウェハを蒸着またはエッチングするか、或いは蒸着又はエッチングのいずれか一つを選択的に行うウェハ反応部を２段に構成したプロセスチャンバと、前記プロセスチャンバの内部に設けられた真空板と有機的に連結されてチャンバ内部の圧力とそのポンピング量を調節するようにポンピングポート、２段バルブ、ターボポンプ、ＡＰＣバルブから形成された圧力調節手段とで構成され、前記プロセスチャンバのプラズマ生成部は、上端の一側に反応ガスを供給するガス投入口と、前記プロセスチャンバの内部に形成されたシリンダーと、前記シリンダーの上端部に反応ガスを供給するガス投入口と連通されるように形成したシャワーヘッドと、前記シリンダーの外周部を巻き取って形成したプラズマを発生させるアンテナコイルとから形成し、前記プロセスチャンバのウェハ部は、内部面を取り囲む内部カバーと、前記ウェハ反応部の内部の中央部にウェハを安着し加熱するヒーターおよびヒーターカバーと、前記プロセスチャンバのウェハ反応部の下部面を密閉し、プロセスチャンバの内部圧力を調節する真空板とから構成してなる。
【００１１】
また、前記プロセスチャンバのプラズマ発生部とウェハ反応部とが連通されるウェハ反応部の開口部の端部には、プラズマ発生部から供給された反応ガスとプラズマソースがウェハ反応部に均一に供給されるように傾斜角を有する拡散面を形成し、前記プロセスチャンバの前記ウェハ反応部の拡散面の端部には、前記プラズマ生成部から供給された反応ガスとプラズマソースを均一に供給するガス分配板をさらに形成し、前記ガス分配板は、ヒーターの上部に載置されるウェハに酸化、窒化、蒸着およびエッチング工程が均一に進行されるように、複数の長孔を均一に円板を貫通するように円板の中央を基点に放射状に形成してなる。
【００１２】
そして、前記プロセスチャンバに形成された前記アンテナコイルは、シリンダーに効率性が非常に高いプラズマを発生させるためにシリンダーを覆って巻き取るねじ山形状に４本コイルを使用してヘリカル系のプラズマソースを供給し、前記プロセスチャンバに形成された前記シリンダーは円筒状に形成し、プラズマ発生部のアンテナコイルは、ヘリカルタイプの高周波駆動誘導結合プラズマ(ＩＣＰ)を採用して高いプラズマ効率を得、反応表面(すなわち、一例としてウェハの表面)に発生したプラズマが直接的に影響を与え、既に形成された素子物質や薄膜の特性に影響を及ぼして発生するウェハの特性低下を防止するため、プラズマの発生をシリンダーを覆うようにねじ山形状の４本のコイルを使用することにより、シリンダーの内部で発生させたプラズマソースが下部、すなわち、ウェハ反応部に進んで(Ｆｌｏｗ ｄｏｗｎ)反応物(ウェハ)の上に流れることから、本発明で望む物質またはエッチング形態を得ることができる。前記プロセスチャンバのウェハ反応部の内部に形成したヒーターは、ウェハの表面を望む形態の薄膜を形成させるために酸化、窒化、蒸着またはエッチング等の工程に要求される単独または混合ガスを使用し、その上部に安着するウェハをより効果的な工程条件を保持するように常温〜７００℃以下に加熱し、前記プロセスチャンバの内部を構成するシャワーヘッド、シリンダー、ガス分配板、ヒーターカバー、内部カバーおよび真空板はその材質を不導体とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、ウェハの表面をプラズマを用いた酸化、窒化、蒸着、エッチング等の工程を進行するために、ヘリカルタイプの高周波プラズマを発生させるプラズマ発生部から反応ガスをプラズマソースと共にウェハを作製するウェハ反応部に供給することにより、工程ウィンドウの確保に優れたプロセスチャンバを提供する効果がある。
【００１４】
また、前記プロセスチャンバの内部を構成する構成品を不導体から形成してウェハに加えられる直接的なプラズマを防止し、ウェハの物理的及び化学的な不均衡による特性低下を防止するだけでなく、プラズマ発生部とウェハ反応部を連結する部位に拡散面とガス分配板を形成することにより、ウェハに供給される反応ガスとプラズマソースの流れの均一性および再現性を確保する効果がある。
【００１５】
そして、高効率のヘリカルタイプのプラズマを供給するために、ねじ山形状の４本コイルをプラズマ発生部のシリンダーに巻き取って形成して、高周波駆動誘導結合プラズマ(ＩＣＰ)を採用し、このような構成によりプロセスチャンバの内部にウェハを常温〜７００℃以下に加熱することにより、ウェハの表面を望む形態の薄膜またはエッチング形態に製造するように、酸化、窒化、蒸着またはエッチングしたり、工程反応の起きる加工物の表面が発生したプラズマにより発生する特性低下を防止するだけでなく、より効果的な工程条件を維持する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るウェハ表面処理装置を示す全体概略図である。
【図２】本発明に係るプロセスチャンバの拡散面を示す部分拡大図である。
【図３】本発明に係るシリンダーの要部を切り欠いて示す斜視図である。
【図４】本発明に係るガス分配板の実施例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次いで、添付した図面を参照して本発明を実施例により詳細に説明する。但し、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない
【００１８】
図１は本発明に係るウェハ表面処理装置を示す全体概略図であり、図２は本発明に係るプロセスチャンバの拡散面を示す部分拡大図であり、図３は本発明に係るシリンダーの要部を切り欠いて示す斜視図であり、図４は本発明に係るガス分配板の一実施例を示す斜視図である。
【００１９】
図１に示すように、本発明に係るプロセスチャンバ１は、上段部に反応ガスを流入し、プラズマを生成するプラズマ生成部１-１を形成し、その下段部にウェハ１４を蒸着またはエッチングするか、或いは蒸着とエッチングのいずれか一つを選択的に行うウェハ反応部１-２を２段に構成する。
【００２０】
このような前記プロセスチャンバ１の場合、プラズマ発生部１-１の大きさよりも大きいウェハ反応部１-２を確保でき、プラズマ発生部１-１の大きさに関係なくウェハ反応部１-２、すなわち、ウェハ１４の工程ウィンドウを極大化して確保することができる。 
【００２１】
また、前記プロセスチャンバ１の圧力とそのポンピング量を調節する圧力調節手段１８は、ポンピングポート２、２段バルブ３、ターボポンプ４、およびＡＰＣバルブ５から構成し、このような圧力調節手段１８は一般的に用いられる装置であるので、その詳細な説明は省略する。
【００２２】
このように２段に構成されて結合された前記プロセスチャンバ１をそれぞれ説明すると、前記プラズマ生成部１-１は、上端の一側にウェハ１４の特性により選択的に酸化、窒化、蒸着またはエッチング等の工程に要求される単独または混合ガスの反応ガスを供給するガス投入口１５を上端部の中央に形成し、その内部にシリンダー８を形成し、この際、シリンダー８の上段部に反応ガスを供給するガス投入口１５と連通されるようにシャワーヘッド９を形成することにより、反応ガスの流入時にシリンダー８の内部へ反応ガスが均一に供給されるようにし、前記シリンダー８の外周部を巻き取るアンテナコイル７を形成してプラズマを発生させるものである。
【００２３】
この際、前記プロセスチャンバ１に形成された前記アンテナコイル７は、シリンダー８を覆うように巻き取るねじ山形状に４本のコイルを使用してヘリカルタイプのプラズマソースを供給する。前記プロセスチャンバ１に形成された前記シリンダー８を円筒状に形成したことは、高効率の高周波プラズマを発生させるために螺旋状にアンテナコイル７をシリンダー８に設けるためである。アンテナコイル７は、プラズマの極大化のためにねじ山形状に複数本で巻き取って使用するという発明の思想を利用したものであり、これによる実施例としてプラズマの効率を極大化するために３ＫＷの電力を使用して１３.５６ＭＨｚまたは２７.１２ＭＨｚでプラズマを発生させる場合、アンテナコイル７を４本で巻き取って使用することが好ましく、このような一実施例はこれに限定されず、同発明の思想を用いた全プロセスチャンバの構成またはチャンバの一部構成を用いた工程を進行することを全て含むだろう。
【００２４】
この際、本発明は、プラズマを用いたプロセスチャンバ１をその技術の要旨とするので、公知の技術のプラズマを生成する付随的な装置の具体的構成や作用状態は省略しても構わないと考えるが、新たなプロセスチャンバ１と結合されるプラズマを生成するアンテナコイル７の具体的構成、作用およびその効果は本発明の要旨に属する。
【００２５】
そして、密閉されたプロセスチャンバ１に供給される反応ガスは、プラズマ発生部１-１の上端部の中央にガス投入口１５を形成して反応ガスを均一に供給できるが、これをより効果的にガス流れの均一性および再現性の確保のために、シリンダー８の上端部、すなわち、ガス投入口１５と連結されるようにその下端にシャワーヘッド９を形成する。
【００２６】
また、前記プロセスチャンバ１のウェハ反応部１-２は、内部面を取り囲む内部カバー１１と、前記ウェハ反応部１-２内部の中央部にウェハ１４を安着し加熱するヒーター６およびヒーターカバー１０と、前記プロセスチャンバ１のウェハ反応部１-２の下部面を密閉し、プロセスチャンバ１の内部圧力を調節する真空板１２とから構成してなる。
【００２７】
この際、前記プロセスチャンバ１のプラズマ発生部１-１とウェハ反応部１-２が連通されるウェハ反応部１-２の開口部の端部に拡散面１７を形成したことは、プラズマ発生部１-１から供給された反応ガスとプラズマソースがウェハ反応部１-２に均一に供給されるように、ウェハ反応部１-２の開口部を工程進行における好ましい適正傾斜角(約５〜８５°の傾斜角を有するように形成できるが、最も好ましくは４５°である。)を有するように形成する。これをより効率的に供給するために拡散面１７の端部には前記プラズマ生成部１-１から供給された反応ガスとプラズマソースを均一に供給するガス分配板１３をさらに形成する(図２および図３参照)。
【００２８】
このような前記ガス分配板１３は、複数個の長孔１３１を均一に円板を貫通するように形成したものであり、その長孔はウェハ１４に反応ガスとプラズマソースが均一に供給されるようにガス分配板１３を貫通する長孔１３１を複数個形成することが好ましい。そして、前記ガス分配板１３の長孔１３１は、水平または垂直に一方向に連続的または縦横に形成させることもでき、四角、多角、円形状のような通孔を用いて縦横に一律的に配列及び形成できるが、プラズマ生成部１-１から供給された反応ガスとプラズマソースがより均一に供給されるように円板形状の中央部を基点に放射状に複数個の長孔１３１が一律的に形成されることが最も好ましく、これは一例に過ぎず、上述のように発生したプラズマの下部への移送をより均一にする本発明の思想を適用した場合は全て含むだろう(図３参照)。
【００２９】
このような工程特性に要求される反応ガスは、単独成分のガスや２つ以上のガスを混合した混合ガスを使用でき、このような反応ガスの流れはシリンダー８の最上位部の中心に位置したガス投入口１５と連通したシャワーヘッド９、拡散面１７およびガス分配板１３によりその流れを最適化することができる。
【００３０】
ここに使用される前記シャワーヘッド９は、シリンダー８の上部を密閉し、ガス投入口１５から供給された反応ガスをシリンダー８の内部へ均一に拡散されるように供給するために、円板形状の本体を貫通する複数個の下方にテーパーされた円筒状の通孔が縦横に連続的に均一に分布するように形成することができる(図示せず)。
【００３１】
このような前記プロセスチャンバ１は、プラズマ発生部１-１とウェハ反応部１-２から構成して２段に形成し、ウェハ１４の工程のためにその内部を密閉して構成するものであり、プロセスチャンバ１の上部のプラズマ発生部１-１で発生されたプラズマにより直接的にウェハ４が影響を受ける場合は特性低下を誘発する恐れがあるため、ウェハ１４を取り囲むプロセスチャンバ１の内部構成のシャワーヘッド７、シリンダー８、ガス分配板９、ヒーターカバー１０、内部カバー１１および真空板１２の材質を不導体から形成することが好ましい。その理由は、前記ウェハ１４の工程時、プラズマを発生させる部分に導電性物質(金属、ＴｉＮなど)がコーティングされる場合、アンテナコイルに電力伝達の断絶により連続的にプラズマを発生させることができないという欠点を補完するためである。
【００３２】
この際、前記プロセスチャンバ１の内部構成を様々な非導電性材質から構成することができるが、最も好ましくは石英を用いる。これは一実施例に過ぎなく、ウェハを作製するための酸化、窒化、蒸着またはエッチング工程の特性により使用されることがより好ましい。
【００３３】
これにより、前記プロセスチャンバ１の上部に設けられたプラズマ発生部１-１から流入されるプラズマソースによってウェハ１４がプラズマダメージを受けないように、プラズマ生成部１-１のシリンダー８とシャワーヘッド１５を不導体から形成し、ウェハ１４の工程を行い、ウェハを取り囲むウェハ反応部１-２の内部に設けられるガス分配板１３、ヒーターカバー１０、内部カバー１１および真空板１２を不導体から構成することにより、ウェハ１４の工程が行われるプロセスチャンバ１の内部を全て不導体から形成することで、アンテナコイル７から発生したプラズマが直接的にウェハに作用されることにより発生する問題点を解消し、プラズマと反応しない材質から構成することにより、プロセスチャンバの内部汚染を防止することができる。
【００３４】
上述のように、プロセスチャンバ１は、プラズマを発生させ反応ガスを供給するプラズマ発生部１-１と、ウェハ１４を安着して適正圧力と温度を提供するウェハ反応部１-２とを２段に設けたものであり、特に、ウェハ１４の工程のとき、温度はヒーター６で常温〜７００℃以下に加熱して使用することが好ましい。
【００３５】
この前記ヒーター６の加熱による作用状態を簡略に説明すると、プロセスチャンバ１のプラズマ発生部１-１の上端に形成されたシリンダー８の外周部のアンテナコイル７でプラズマソースが発生し、発生したプラズマソースとガス投入口１５から供給された反応ガスをシャワーヘッドに均一に供給すると、シリンダー８の内部にプラズマソースとともに反応ガスが下部、すなわち、プラズマ発生部１-１からウェハ反応部１-２に供給されることになる。この際、前記プラズマソースと反応ガスは、プロセスチャンバの上下部を連結する拡散面１７とガス分配板１３を通過しながら、ウェハ１４に均一に供給されるようにしたものであって、拡散面１７とガス分配板１３を形成した理由は、プラズマソースと反応ガスの密度がウェハ１４の表面に全体的に均一に適用されず、プラズマの密度がある部分は低くなり、ある部分は密集する場合にエッチング率または薄膜の成膜率のようなプラズマの処理速度が変化することがあり、これにより、プラズマの処理を時間的に管理して所定時間が経過した後、所望の深さ(エッチング深さ又は薄膜深さ)の得られない場合が発生することがあるためである。即ち、ウェハの特性を低下させる要因になる。
【００３６】
このようなプラズマソースと反応ガスが、ガス分配板１３により均一にウェハの上部面に供給されると、ウェハ１４を加熱するヒーター６およびヒーターカバー１０によりウェハを常温〜７００℃以下に加熱できるヒーター６を用い、構造物を用いてウェハ１４の表面を望む形態の薄膜に形成させる。
【００３７】
これにより、本発明で望む物質および工程は、酸化、窒化、蒸着またはエッチング工程に要求される単独または混合ガスを使用するねじ山形状の４本コイルを用いたアンテナコイル７を使用する高周波駆動誘導結合プラズマ(ＩＣＰ)を用いた効率性の非常に高いヘリカルタイプのプラズマを発生およびそれを用いる装置であって、反応の起きる加工物の表面がプラズマの発生に直接的に影響を与えないことにより、既存の問題のプラズマダメージによって発生する特性低下を防止し、より効果的な工程条件を維持し、優れた工程特性が得られる高周波駆動誘導結合プラズマを用いた薄膜の形成およびエッチング装置を提供することにある。
【００３８】
一例として熱酸化膜または熱窒化膜を形成させる工程を行うためには、アンテナコイルに供給されるプラズマを発生する電力の強さを１〜５ＫＷの電力を用いてプラズマの強さを１３.５６ＭＨｚまたは２７.１２ＭＨｚで発生させ、工程の種類により使用されるガス、すなわち、Ｏ２、Ｎ２、ＮＨ３、Ａｒ、Ｈ２などを用途に応じて選択して本発明で実現しようとする工程を進行する。
【００３９】
以上、説明したように、本発明は、ウェハ１４を常温〜７００℃以下に加熱して高密度プラズマに露出させ、その表面を望む形態の薄膜を形成させることで、プラズマ処理を行う酸化、窒化、蒸着またはエッチング装置である。
【００４０】
言及した通り、本発明の技術的要旨は、プラズマを発生させるプラズマ発生部とウェハを作製するウェハ反応部とから形成させる。
【符号の説明】
【００４１】
１  プロセスチャンバ(Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｈａｍｂｅｒ) 
１-１  プラズマ発生部
１-２  ウェハ反応部
２  ポンピングポート(Ｐｕｍｐｉｎｇ Ｐｏｒｔ)
３  ２段バルブ(Ｔｗｏ Ｓｔａｇｅ Ｖａｌｖｅ) 
４  ターボポンプ(Ｔｕｒｂｏ Ｐｕｍｐ)
５  ＡＰＣバルブ 
６  ヒーター(Ｈｅａｔｅｒ)
７  アンテナコイル(Ａｎｔｅｎｎａ Ｃｏｉｌ) 
８  シリンダー(Ｃｙｌｉｎｄｅｒ)
９  シャワーヘッド(Ｓｈｏｗｅｒ Ｈｅａｄ) 
１０  ヒーターカバー(Ｈｅａｔｅｒ Ｃｏｖｅｒ)
１１  内部カバー(Ｃｈａｍｂｅｒ Ｉｎｎｅｒ Ｃｏｖｅｒ) 
１２  真空板(Ｖａｃｕｕｍ Ｐｌａｔｅ)
１３  ガス(ＧＡＳ)分配板
１３１  長孔
１４  ウェハ(Ｗａｆｅｒ) 
１５  ガス(ＧＡＳ)流入口
１７  拡散面
１８  流圧調節手段
【図１】
2011503844.tif 000003
【図２】
2011503844.tif 000004
【図３】
2011503844.tif 000005
【図４】
2011503844.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月17日(2010.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスを流入し、前記反応ガスからプラズマを生成するプラズマ生成部を含むプロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバの下部に配置され、前記プラズマ生成部から生成されたプラズマを用いてウェハを処理するウェハ反応部と
を含むことを特徴とする高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置。
【請求項２】
前記プラズマ生成部は、
シリンダーと、
前記シリンダーの内部に流入される反応ガスを供給するために前記シリンダーの内部と連通するガス投入口と、
前記シリンダーの内部に流入される反応ガスを均一に噴射するために前記シリンダーの内部に設けられるシャワーヘッドと、
前記シリンダーの外周部を覆うように形成したアンテナコイルとを含むことを特徴とする請求項１に記載の高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置。
【請求項３】
前記ウェハ反応部は、
前記ウェハ反応部の内部面を取り囲む内部カバーと、
前記ウェハを加熱するヒーターと、
前記ヒーターを覆い、上部に前記ウェハが載置されるヒーターカバーと、
前記ウェハ反応部の下部面をシールし、前記プロセスチャンバの内部圧力を調節する真空板とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置。
【請求項４】
前記ウェハ反応部の断面が前記プラズマ生成部の断面よりも大きいことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置。
【請求項５】
前記プロセスチャンバは、
前記プラズマ生成部と前記ウェハ反応部との間に配置され、前記プラズマ生成部から生成されたプラズマを前記ウェハ反応部に向かって噴射する拡散面をさらに含むことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置。
【請求項６】
前記プロセスチャンバは、
前記プラズマ生成部と前記ウェハ反応部との間に配置され、前記プラズマ生成部から生成されたプラズマを複数の長孔を通じて前記ウェハ反応部に噴射するガス分配板をさらに含むことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置。
【請求項７】
前記アンテナコイルは、
ヘリカルタイプのプラズマソースを供給することを特徴とする請求項２に記載の高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置。
【請求項８】
前記チャンバの内部は、非導電性材質から形成することを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置。
【国際調査報告】
2011503844.tif 000007
2011503844.tif 000008