(57)【要約】本発明は、ポンプ装置ＶＡＣに接続された容器ＥＮＶと、前記容器内に配置された、負にバイアスＨＴされた基板保持部と、イオン化セルＢＣ１，ＡＮＴ１を備えた主チャンバーＰＲを有し、先端部から終端部まで伸長するほぼ円筒形の本体の形状のプラズマ供給装置ＡＰと、を備えたイオン注入装置であって、前記主チャンバーＰＲは、気体供給開口ＩＮＧを備えており、前記主チャンバーの終段部ＣＬは、前記本体ＡＰに対する圧力低下を生成する水頭損失手段を備えたイオン注入装置を提示する。さらに、前記プラズマ供給装置ＡＰは、前記終段部の先に配置された補助チェンバーＡＵＸをも含み、前記補助チェンバーは、前記終端部において前記容器ＥＮＶ内に開いている【選択図】図１
2014523607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ装置（ＶＡＣ）に接続された容器（ＥＮＶ）と、
前記容器（ＥＮＶ）内に配置された、負にバイアス（ＨＴ）された基板保持部（ＰＰＳ）と、
イオン化セル（ＢＣ１，ＡＮＴ１）を備えた主チャンバー（ＰＲ，ＰＲ２）を有し、先端部から終端部まで伸長するほぼ円筒形の本体の形状のプラズマ供給装置（ＡＰ）と、を備えたイオン注入装置であって、
前記主チャンバー（ＰＲ，ＰＲ２）は、気体供給開口（ＩＮＧ，ＩＮＬ）を備えており、
前記主チャンバーの終段部（ＣＬ）は、前記本体（ＡＰ）に対する圧力低下を生成する水頭損失手段を備え、
前記プラズマ供給装置（ＡＰ）は、前記終段部（ＣＬ）の先に配置された補助チェンバー（ＡＵＸ）をも含み、前記補助チェンバーは、前記終端部において前記容器（ＥＮＶ）内に開いているイオン注入装置。
【請求項２】
前記補助チェンバー（ＡＵＸ）が第二のイオン化セル（ＢＣ２，ＡＮＴ２）を備えた請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項３】
前記プラズマ供給装置（ＡＰ）が前記容器（ＥＮＶ）の容積よりも小さな容積を示す請求項１または２に記載のイオン注入装置。
【請求項４】
前記終段部は、複数の孔を貫通させた隔壁（ＣＬ）の形状である請求項１から３のいずれかに記載のイオン注入装置。
【請求項５】
前記終段部（ＳＴ）は、前記先端部と前記終端部との間に位置する前記本体（ＡＰＢ）の部分のいずれの面積よりも小さな面積の開口（ＶＳ）を示す請求項１から３のいずれかに記載のイオン注入装置。
【請求項６】
前記第１のイオン化セルは、励起コイル（ＡＮＴ１）及び閉じ込めコイル（ＢＣ１）を有する請求項１から５のいずれかに記載のイオン注入装置。
【請求項７】
前記基板保持部（ＰＰＳ）の軸（ＡＸＴ）と前記プラズマ供給装置（ＡＰ）の軸（ＡＸＰ）が２本の別個の軸である請求項１から６のいずれかに記載のイオン注入装置。
【請求項８】
前記基板保持部（ＰＰＳ）と前記プラズマ供給装置（ＡＰ）とが、調整可能な片寄りを示す請求項７に記載のイオン注入装置。
【請求項９】
前記終段部が取り外し可能である請求項１から８のいずれかに記載のイオン注入装置。
【請求項１０】
少なくとも一つの追加のプラズマ供給装置を含む請求項１から９のいずれかに記載のイオン注入装置。
【請求項１１】
接地された正極を有する電圧源（ＳＯＵ）と、
前記電圧源（ＳＯＵ）に並列に接続されたキャパシタ（ＣＤＤ）と、
前記電圧源（ＳＯＵ）の負極と前記基板保持部ターンテーブル（ＰＰＳ）との間に接続されたスイッチ（ＳＷ）とを含む、請求項１から１０のいずれかに記載のイオン注入装置。
【請求項１２】
前記基板保持部ターンテーブル（ＰＰＳ）が、その軸（ＡＸＴ）の周りに回転動作可能である、請求項１から１１のいずれかに記載のイオン注入装置。
【請求項１３】
前記基板保持部ターンテーブル（ＰＰＳ）が、円板状であり、前記基板保持部回転テーブルと前記プラズマ供給装置（ＡＰ）との間の距離は、前記基板保持部の直径よりも大きい請求項１から１２のいずれかに記載のイオン注入装置。
【請求項１４】
前記水頭損失手段（ＣＬ，ＶＳ）は、電気的に絶縁性である請求項１から１３のいずれかに記載のイオン注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧法用のプラズマ浸漬モードにおけるイオン注入装置に関する。
【０００２】
本発明の技術分野は、プラズマを利用するイオン注入装置、換言すれば、プラズマ浸漬モードで機能するイオン注入機の分野である。
【背景技術】
【０００３】
このように、基板内にイオンを注入することは、プラズマのイオンを該基板に向けて加速することを可能にする電界を生成するために、該基板をプラズマ内に浸漬し、該基板に数十ボルト（Ｖ）から数十キロボルト（ｋＶ）の（一般的に１００ｋＶより低い）負の電圧でバイアスをかけることからなる。
【０００４】
イオンの貫通深さは、その加速エネルギによって決定される。該加速エネルギは、第一に該基板にかけられる電圧に依存し、第二に該イオン及び該基板のそれぞれの性質に依存する。
【０００５】
物理に関連した理由により、プラズマを点火し維持するには、通常１０−３ミリバール（ｍｂａｒ）から１０−１ミリバールの、比較的高い圧力が必要である。この高い圧力は望ましくない二次効果を生じる。該基板は、無用の再堆積及びエッチングの場所となる。さらに、気体消費量は、使用圧に直接的に依存する。
【０００６】
したがって、この圧力をできるだけ低減するために種々の試みが行われている。しかしながら、そのように圧力を低減すると、プラズマを点火することが困難となり、プラズマの密度が大幅に低減する。
【０００７】
現在では、プラズマを生成し維持する最適な使用圧は、イオン化源の種類に依存することが認められている。
マイクロ波源：１０−２ｍｂａｒから１０−１ｍｂａｒ
無線周波数源：１０−３ｍｂａｒから１０−１ｍｂａｒ
【０００８】
熱イオン化源（フィラメントを備えたイオン化源）によって、圧力を低減することができるが、熱イオン化源は気化による汚染を生じる。
【０００９】
放電イオン化源によっても、より低い圧力で使用することが可能となるが、プラズマ密度の妨げとなる。
【００１０】
特許文献１は、プラズマ浸漬モードにおけるイオン注入装置であって、
ポンプ装置に接続された容器と、
該容器内に配置された、負にバイアスされた基板保持部と、
イオン化セルを備えたチャンバーを有するプラズマ供給装置であって、該チャンバーは、該容器の中に開放された終端部と先端部との間で伸長するほぼ円筒形の本体の形状であり、該チャンバーは、ガス供給開口を備えており、終端部は該本体に対して水頭損失を示す。
【００１１】
上記の注入装置は、上述の二次効果を大幅に低減しながら比較的高い圧力でプラズマを生成することを可能にする。
【００１２】
しかしながら、第一に水頭損失を生成するグリッドは、電磁磁気的な考察に対して最適化されているが、それが生じる水頭損失の観点から最適化されていない。
【００１３】
第二にグリッドは導電性である必要があり、したがって金属材料から作られるので、プラズマが汚染されることになる可能性がある。グリッドは、プラズマと接触してエッチングされる（化学エッチング及びイオンエッチング）。このエッチングの結果である金属汚染は、マイクロエレクトロニクスなど特定の応用分野と相容れない。さらに、プラズマと接触する壁、すなわちチャンバーの壁に起こる不用の堆積現象が問題である。
【００１４】
第三に金属グリッドは、プラズマを点火するための電磁界をチャンバー内に閉じ込め、イオンのみが加速される容器内に該電磁界が伝搬するのを防止するために、該電磁界を遮ることを目的とする。イオンを加速するための静電界は、基板とグリッドとの間で生成され、イオンが辿る経路を制限し、それによって、プラズマが基板の周囲に存在するときにチャイルド・ラングミュアシースによって得られる種類の、いわゆる「等角」３次元注入を防止する。
【００１５】
第四に、チャンバーは、直接容器内に開口しているので、容器内のプラズマの伝搬に好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】US2001/0046566
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は上述の状況を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明によれば、イオン注入装置は、
ポンプ装置に接続された容器と、
前記容器内に配置された、負にバイアスされた基板保持部と、
イオン化セルを備えた主チャンバーを有し、先端部から終端部まで伸長するほぼ円筒形の本体の形状のプラズマ供給装置と、を備え、
前記主チャンバーは、気体供給開口を備えており、
前記主チャンバーの終段部は、前記本体に対する圧力低下を生成する水頭損失手段を備え、
前記プラズマ供給装置は、前記終段部の先に配置された補助チェンバー（ＡＵＸ）をも含み、前記補助チェンバーは、前記終端部において前記容器内に開いている。
【００１９】
前記補助チェンバーが第二のイオン化セルを備えているのが好ましい。
【００２０】
前記プラズマ供給装置が前記容器の容積よりも小さな容積を示すのが有利である。
【００２１】
第１の実施形態において、前記終段部は、複数の孔を貫通させた隔壁の形状である。
【００２２】
第２の実施形態において、前記終段部は、前記先端部と前記終端部との間に位置する前記本体の部分のいずれの面積よりも小さな面積の開口を示す。
【００２３】
本発明のさらなる特徴によれば、前記第１のイオン化セルは、励起コイル及び閉じ込めコイルを有する。
【００２４】
前記基板保持部の軸と前記プラズマ供給装置の軸が２本の別個の軸であるのが望ましい。
【００２５】
そのような状況において、前記基板保持部と前記プラズマ供給装置とが、好ましくは調整可能な片寄りを示す。
【００２６】
本発明のさらなる利点によれば、前記終段部が取り外し可能である。
【００２７】
オプションとして、イオン注入装置は、少なくとも一つの追加のプラズマ供給装置を含む。
【００２８】
イオン注入装置は、
接地された正極を有する電圧源と、
前記電圧源に並列に接続されたキャパシタと、
前記電圧源の負極と前記基板保持部ターンテーブルとの間に接続されたスイッチとを含むのが有利である。
【００２９】
さらに、前記基板保持部ターンテーブルが、その軸の周りに回転動作可能である。
【００３０】
また、前記基板保持部ターンテーブルが、円板状であり、前記基板保持部回転テーブルと前記プラズマ供給装置との間の距離は、前記基板保持部の直径よりも大きい。
【００３１】
前記水頭損失手段は、電気的に絶縁性であるのが好ましい。
【００３２】
本発明は、説明の目的で、添付の図面を参照しながら記載された以下の実施形態の説明からより詳細に表現される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】イオン注入装置の断面を示す図である。
【図２ａ】基板保持部ターンテーブをバイアスするための回路を示す図であり、この回路の第１の実施形態を示す。
【図２ｂ】基板保持部ターンテーブをバイアスするための回路を示す図であり、この回路の第２の実施形態を示す。
【図３】プラズマ供給装置の第２の実施形態の断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
二以上の図面に存在する構成要素には、それぞれの図面で同じ符号が与えられている。
【００３５】
図１に示すように、真空容器ＥＮＶはイオン注入装置を表す。マイクロエレクトロニクスの応用において、鉄、クロム、ニッケル、コバルトなどの金属元素による汚染を制限するために、アルミニウム合金製の容器を使用することが推奨される。ケイ素または炭化ケイ素の被膜を使用することも可能である。
【００３６】
ポンプ手段ＶＡＣは、容器ＥＮＶの下に配置されている。
【００３７】
基板保持部回転テーブルＰＰＳは、鉛直軸ＡＸＴの周りに動くことのできる水平な円板の形状であり、イオン注入される基板ＳＵＢを受け入れる。基板保持部回転テーブルＰＰＳは、高圧電気ブッシングＰＥＴを介して、高圧電力供給部ＨＴに接続されている。この電力供給装置は接地されてもいる。基板保持部に付加される負の電圧は、一般的に、数十ボルトから数十キロボルトの範囲である。
【００３８】
従来、電力供給部は、接地された正の電極を有する単純な直流（ＤＣ）電源であってよい。しかしながら本発明は、プラズマ浸漬モードで注入を行う際に基板に負のバイアスを付加するために使用される手段にかかわらず、また、バイアスが一定であるか可変であるかにかかわらず適用可能である。基板は、特に絶縁性であると、正に帯電する傾向がある。
【００３９】
図２ａを参照すると、電力供給部ＨＴの第１の実施形態は、帯電効果を制限するように機能する。電力供給部は、接地された正の電極を有するＤＣ電圧源ＳＯＵを備える。該電圧源と並列に接続された分岐接続は、抵抗ＲＥＳと直列のキャパシタＣＤＳによって形成される。該抵抗は、電圧源ＳＯＵの負の電極に接続される。基板保持部回転テーブルＰＰＳは、キャパシタＣＤＳと抵抗ＲＥＳの共有点に接続される。
【００４０】
キャパシタＣＤＳは、放電状態中に、基板の電圧をゼロに近い値に徐々に戻すように低い値のキャパシタンスを示す。
【００４１】
パルスプラズマを使用することは帯電効果を制限することを可能にするが、特に、（高いキャパシタンスのキャパシタを使用する場合に）手順の間に基板の電圧が負で非常に低いままであると問題が残る。
【００４２】
十分な長さのプラズマパルスとともに低いキャパシタンスのキャパシタを使用すると以下の現象が起こる。
【００４３】
パルスの初期において、キャパシタは充電されており、基板の電圧は充電電圧によって設定され、上述のメカニズムによってイオンは基板に向かって加速される。
【００４４】
キャパシタがプラズマ中に放電するので、キャパシタの端子間の電圧は低下する。
【００４５】
ここで反転電圧と呼称する所定の電圧より高い電圧で、絶縁ゾーンに堆積した正の電荷は電界を生成し、該電界は支配的となり、プラズマの電子を引き付ける。正の電荷はこのように中性化され、アーク放電のリスクは消滅する。
【００４６】
この中性化は、使用圧力が低いときに特に有効である。電子の平均自由工程が大きければ、帯電効果を中性化するために表面に到達する電子の流れはかなりのものである。
【００４７】
したがって、このメカニズムをもたらすのに必要な条件は以下のとおりである。
【００４８】
すなわち、キャパシタＣＤＳのキャパシタンスが十分に小さく、
表面に蓄積された電荷がアーク放電を生じる前に反転電圧に到達する程度に、プラズマパルスの期間が十分に長く、
プラズマ源によって生成される電子の平均自由工程が、容器内に存在するガス分子及びイオンと衝突し再結合する危険を冒さずに表面に到達することができる程度に、使用圧力が十分に低いことである。
【００４９】
抵抗ＲＥＳの機能は、キャパシタＣＤＳが充電を開始するときに電流を制限することである。さらに、この抵抗が、プラズマの等価インピーダンスよりも大きな抵抗値を示せば、プラズマパルスの間に、放電するのが望ましいキャパシタの再充電を制限するのにも役立つ。
【００５０】
１００キロオーム（ｋΩ）に等しい典型的なプラズマインピーダンスに対して、負荷抵抗値は２００ｋΩから２０００ｋΩの範囲であるのが好ましい。キャパシタＣＤＳのキャパシタンスは、プラズマパルスの終了時においてほぼ完全に放電してしまうようなものである。
【００５１】
このモードにおいて通常使用されるパラメータは以下のとおりである。
【００５２】
プラズマ密度は、立方センチメートル（ｃｍ３）当たり１０８から１０１０／ｃｍ３の範囲である。
【００５３】
プラズマパルス期間は、１５マイクロ秒（μｓ）から５００μｓの範囲である。
【００５４】
パルス反復周波数は、１ヘルツ（Ｈｚ）から３キロヘルツ（ｋＨｚ）の範囲である。
【００５５】
使用圧力は、２×１０−４ｍｂａｒから５×１０−３ｍｂａｒの範囲である。
【００５６】
使用されるガスは、Ｎ２，ＢＦ３，Ｏ２，Ｈ２，ＰＨ３，ＡｓＨ３またはＡｒである。
【００５７】
抵抗ＲＥＳの抵抗値は、３００ｋΩより大きい。
【００５８】
キャパシタＣＤＳのキャパシタンスは、５００ピコファラッド（ｐＦ）である。
【００５９】
バイアス電圧は、−１００Ｖから−１０，０００Ｖの範囲である。
【００６０】
図２ｂを参照すると、電力供給部ＨＴ２の第二の実施形態も帯電効果を制限することを可能にする。この電力供給部は、設置された正極を有するＤＣ電圧源ＳＯＵを備える。キャパシタＣＤＤは、電力供給部と並列に接続されている。スイッチＳＷは、電圧源ＳＯＵの負極と基板保持部回転テーブルＰＰＳとの間に接続されている。スイッチＳＷは、金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）技術、または絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）技術によって作られる。
【００６１】
スイッチＳＷを開けると、キャパシタＣＤＤは、徐々に電圧源ＳＯＵの規格電圧に充電される。
【００６２】
プラズマがオンされている間にスイッチＳＷを閉じると、装置の等価キャパシタンス及びプラズマシースのキャパシタンスによって、電流が流れる。装置の等価キャパシタンスは、装置を構成するすべての構成部品、特にケーブル、電気ブッシング、絶縁変圧器のキャパシタンス、及び基板保持部と容器との間に形成されるキャパシタンスである。
【００６３】
スイッチＳＷは、典型的には５μｓから１００μｓの間閉じたままであり、その間に、負にバイアスされた基板に向かって正のイオンが引きつけられるので、注入の段階が生じる。
【００６４】
キャパシタは、その端子間の電圧が注入の間下がらないような大きなキャパシタンス（典型的には、３００ナノファラッド（ｎＦ）から１．５マイクロファラッド（μＦ）の範囲である）を有する。
【００６５】
注入段階の後に、スイッチＳＷを開けて電圧源ＳＯＵは、もう一度キャパシタＣＤＤを充電する。
【００６６】
この間、装置の等価キャパシタンスは、プラズマ中に十分に放電し、基板は、浮遊電位に戻る。その結果、プラズマ内の電子は、注入中に正に帯電された基板の絶縁層を中性化する。
【００６７】
スイッチＳＷが開いたままである中性化段階は、典型的には１μｓから８０μｓ持続する。
【００６８】
中性化段階が終了すると、消滅段階でプラズマを消滅させてよく、したがって、プラズマ及び表面の相互作用の低減、熱予算の低減、粒子生成の最小化の利点を示す。この消滅段階は、典型的には２０μｓから２００μｓ持続し、その段階の間スイッチＳＷは開いたままである。
【００６９】
上述のサイクル、注入段階、中性化段階及び消滅段階を繰り返すことができる。
【００７０】
基板保持部回転テーブルＰＰＳと接地個所との間に配置された第二のスイッチによって、装置の等価キャパシタンスの放電を加速することによって中性化段階を短縮してもよい。この第二のスイッチは、中性化段階の間及び消滅段階の間閉じている。第二のスイッチは、注入段階の間開いている。
【００７１】
図１に戻り、容器ＥＮＶの上端部は、プラズマ供給装置ＡＰを受け入れる。この装置は、先端部（図における上端）と終端部（図における下端）の間に伸長する鉛直軸ＡＸＰを備えたほぼ円筒形の本体の形状である。結合フランジＢＲは、装置ＡＰの終端部を真空容器ＥＮＶに取り付けることを可能にする。先端部は、プラズマを発生させるガスを挿入するための供給開口ＩＮＧを有する。この供給開口ＩＮＧは、鉛直軸ＡＸＰを中心とする。鉛直軸ＡＸＰは、基板保持部回転テーブルＰＰＳの表面と交差する。
【００７２】
プラズマ供給装置ＡＰは、汚染の問題を制限するために、石英ガラス（通常は、名前を呼び間違えられた水晶）またはアルミナから作るのが好ましい。圧力低下を生じるための水頭損失手段が備わり、本実施形態では、該手段は複数の孔を貫通させた隔壁ＣＬによって構成される。隔壁ＣＬは、電気的に絶縁性であるのが有利であり、石英ガラスからつくられるのが好ましく、装置ＡＰの先端部と終端部との間に配置される。一例として、約１５センチメーター（ｃｍ）の直径を有する円筒形の本体に対して、隔壁ＣＬの孔は、数ミリメーター（ｍｍ）のオーダの直径を有する。運転の保守を容易にするために、隔壁ＣＬは取り外すことができる。
【００７３】
隔壁ＣＬと先端部とによって定められた空間は、主チャンバーＰＲを定める。このように、隔壁ＣＬは、主チャンバーの終段部を示す。主チャンバーＰＲは、外側をイオン化セルによって囲まれている。イオン化セルは、第一に、無線周波数アンテナＡＮＴ１、及び第二に、必要であれば、閉じ込めコイルＢＣ１を備える。本実施形態において、アンテナＡＮＴ１は、電気導体、たとえば、銅のストリップまたは管を数回巻いたもので構成される。
【００７４】
当然に、どのような種類のプラズマ源を使用することもできる。放電プラズマ源、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）源、ヘリコン、マイクロ波プラズマ源、またはアークなどである。これらのプラズマ源は、回転テーブルＰＰＳと接地された容器ＥＮＶとの間に生成された電界が、放電プラズマが点火されることを引き起こさないように十分に低い圧力レベルで運転できる必要がある。
【００７５】
プラズマ供給装置ＡＰの本体と容器ＥＮＶとの間水頭損失は、該２個の構成要素の間の圧力差を確立することを可能にする。該圧力差は、大きさの一桁から二桁の範囲である。
【００７６】
隔壁ＣＬと終端部とによって定められた空間は、補助チャンバーＡＵＸを定める。
【００７７】
オプションとして、補助チャンバーＡＵＸも、外側を第２のイオン化セルによって囲まれている。第２のイオン化セルは、第一に、閉じ込めコイルＢＣ２、及び第二に、無線周波数アンテナＡＮＴ２を備える。
【００７８】
装置ＡＰの主チャンバーＰＲ及び補助チャンバーＡＵＸの両方を覆う、単一の閉じ込めコイル及び単一のアンテナを備えることも可能である。
【００７９】
どのようなプラズマを生成するための種を注入してもよい。Ｎ２，Ｏ２， Ｈ２， Ｈｅ，Ｘｅ，Ａｒ，ＢＦ３，Ｂ２Ｈ６, ＡｓＨ３，ＰＨ３，ＳｉＨ４，ＧｅＨ４，Ｃ２Ｈ４，ＳｉＦ４，ＧｅＦ４，ＡｓＦ５，ＣＨＦ３，ＳＦ６，ＰＦ５のようなガスの前駆物質から始めることも可能である。
【００８０】
このような構成は、堆積及びエッチングに障害を与える現象を著しく低減することを可能にする。
【００８１】
本発明を実施しない場合、プラズマの典型的なパラメータは以下のとおりである。
【００８２】
気体流量は、標準的な圧力及び温度条件下で、毎分１０立方センチメータ（ｓｃｃｍ）から５００ｓｃｃｍである。
【００８３】
容器内の圧力は、１０−３ｍｂａｒから１０−１ｍｂａｒである。
【００８４】
プラズマ密度は、１０９／ｃｍ３から１０１１／ｃｍ３である。
【００８５】
本発明によって以下の値を得ることができるので、本発明は上記の状況を大幅に改善する。
【００８６】
気体流量は、０．５ｓｃｃｍから５０ｓｃｃｍである。
【００８７】
真空容器内の圧力は、１０−４ｍｂａｒから１０−２ｍｂａｒのオーダである。
【００８８】
プラズマ密度は、１０９／ｃｍ３から１０１１／ｃｍ３である。
【００８９】
これらの結果は、プラズマが生成される場所、すなわち、主チャンバーＰＲとプラズマが使用される場所との間にかなりの水頭損失を導入する隔壁ＣＬによって得られる。このようにして、真空容器ＥＮＶにおいて、大幅に圧力を低減しながら、主チャンバーにおいて、１０−３ｍｂａｒから１０−１ｍｂａｒのオーダの圧力を保持することが可能になる。主チャンバーに存在する圧力は、プラズマを点火することを容易にする。プラズマの電子は、イオン化セルによってくわえられる静電界の効果の下で、隔壁ＣＬを通過して真空容器ＥＮＶに到達し、その中でプラズマを着火させ、伝搬させることができる。
【００９０】
この水頭損失は、本発明の主要部を構成する。この水頭損失は、多数の方法で実現することができる。
【００９１】
図３を参照すると、表示のために与えられたプラズマ供給装置の第２の実施形態が見られる。
【００９２】
プラズマ供給装置ＡＰＢは、ここでも、先端部と終端部の間に伸長するほぼ円筒の本体の形状である。結合フランジＢＲは、ここでも同じ機能、すなわち、装置ＡＰＢの終端部を真空容器に固定する機能を有する。上述のように、先端部は、そこに気体が挿入される供給開口ＩＮＬを備える。一方、水頭損失は、孔をあけた隔壁によって得られるのではない。本実施形態において、装置ＡＰＢの本体が主チャンバーＰＲ２を構成する。補助チャンバーは存在せず、装置ＡＰＢの中央部の面積と比較して非常に小さな面積の開口ＶＳを示すのは、終端部ＳＴ自身である。
【００９３】
図１に戻り、注入機１のさらなる特徴は、大きなサイズの基板に対して、注入をより一様にすることを可能にすることである。
【００９４】
上述のように、基板ＳＵＢは、一般的に円板の形状であり、その鉛直軸ＡＸＴの周りに動くことのできる基板保持部回転テーブルＰＰＳ上に静止する。回転する場合にもしない場合にも、基板ＳＵＢの鉛直上方のプラズマ供給装置ＡＰの軸ＡＸＰが、回転テーブルＰＰＳの軸ＡＸＴに近いと、プラズマ拡散は、この軸に沿って最大となり、該軸を基準として勾配の付いた分布を示す。したがって、基板ＳＵＢに注入された分量は、一様ではない分布を示す。
【００９５】
２本の軸ＡＸＴ及びＡＸＰをずらすと、基板保持部回転テーブルＰＰＳを回転させることにより、プラズマ源の軸ＡＸＰを基準として基板ＳＵＢを動かすことが可能になる。その場合に、基板ＳＵＢに注入された分量は、大幅に改善された一様性の分布を示す。
【００９６】
本システムの有効性を、３００ミリメータの直径を有するシリコンウエハについて検証した。５００電子ボルト（ｅＶ）及び平方センチメータ（ｃｍ２）あたり１０１５のＢＦ３の注入に対して、結果として得られた非一様性は、１％よりも小さいことが判明した。
【００９７】
さらに、基板保持部回転テーブルＰＰＳとプラズマ供給装置ＡＰとの間の距離は、基板保持部が円板状である一般的な場合には、基板保持部の直径よりも大きいのが好ましい。
【００９８】
当然に、本発明によって、上述したような種々のプラズマ供給装置を実現することが可能である。プラズマ供給装置は、容器上において、基板保持部回転テーブルＰＰＳの鉛直軸ＡＸＴの周りに位置する。
【００９９】
プラズマ供給装置は、これまで真空容器に取り付けられた部材として記載した。本発明は、当然に、プラズマ供給装置が容器の一体の部分であっても適用される。
【０１００】
上述した本発明の実施形態は、具体的な性質により選択されている。しかしながら、本発明によって保護される実施形態を網羅的に挙げるのは不可能である。特に、記載したどのような手段も、本発明の範囲を超えることなく、均等手段によって置き換えることができる。
【図１】
2014523607.tif 000003
【図２ａ】
2014523607.tif 000004
【図２ｂ】
2014523607.tif 000005
【図３】
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【国際調査報告】
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