(57)【要約】      （修正有）【課題】シーリングと円筒形側壁とシーリングに面するウエハ支持ペデスタルを有するリアクタチャンバの内部に極めて均一なシーズニング膜を有するプラズマ浸漬イオン注入を行う方法を提供する。【解決手段】ウエハ支持ペデスタル１０８の周辺に複数のガス噴射オリフィス１２０を有するガス分配リング２００を準備するステップであって、オリフィス１２０がウエハ支持ペデスタル１０８から半径方向に外に向いて面している前記ステップを含む。シリコン含有ガスは、リングのガス分配オリフィスを通って導入されて、シリコン含有ガスの半径方向に外向きのフローパターンを確立する。リアクタは、側壁に隣接したシーリング内でその対向する側に対のコンジットポート１１４と、たいていはチャンバの直径にわたり且つそれぞれ対のポートに結合されたそれぞれの外部コンジットとを含む。【選択図】図１
2009004755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーリングと円筒状側壁と該シーリングに面するウエハ支持ペデスタルを有するリアクタチャンバ内でプラズマ浸漬イオン注入を行う方法であって：
ウエハ支持ペデスタルの周辺に複数のガス噴射オリフィスを有する該ガス分配リングを準備するステップであって、前記オリフィスが前記ウエハ支持ペデスタルから半径方向に外向きに面している、前記ステップと；
前記リングの該ガス分配オリフィスを通ってシリコン含有ガスを導入して、前記シリコン含有ガスの半径方向に外向きのフローパターンを確立するステップと、
該側壁に隣接した前記シーリング内で両側に対のコンジットポートを準備し、前記チャンバの直径に概してわたり且つそれぞれの対の前記ポートに結合されたそれぞれの外部コンジットを準備するステップと；
酸素ガスを該コンジットポートを通って前記チャンバに噴射して、該チャンバ内に酸素ガスの軸方向に下向きのフローパターンを確立するステップと；
該ペデスタルのウエハ支持面を曝すように前記ペデスタルがウエハを含まないまま、ＲＦ電力を前記コンジットのそれぞれの内部に結合して、前記チャンバを通過するＳｉｘＯｙ化学種のトロイダルプラズマ流を生成して、前記チャンバ内の表面上にＳｉｘＯｙ物質の層を堆積させるステップと；
該ペデスタル上にウエハを載置するステップと；
該シーリング全体に伸びているガス分配プレートを通って該チャンバへイオン注入前駆ガスを導入するステップと；
ＲＦ電力を前記コンジットのそれぞれの内部に結合して、前記注入化学種を前記ウエハに注入するように前記チャンバを通過する注入化学種流のトロイダルプラズマを生成させるステップと；
を含む、前記方法。
【請求項２】
ＲＦバイアス電力を電極に印加して、プラズマシースバイアス電圧をキロボルト程度で得るステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ペデスタルが、ウエハ支持面を与える静電チャックを備え、前記方法が、前記ウエハ支持面上に堆積される該シーズニング層の部分の導電性を増強して、該ウエハを放出するための導電路を充分に与えて、該ウエハを該ウエハ支持面から静電的に脱クランプするステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
導電性を増強する該ステップが、前記ペデスタルの該ウエハ支持面上にＳｉｘＯｙのシリコンを多く含む形と前記側壁近くのチャンバ表面上にＳｉｘＯｙの酸素を多く含む形を堆積させるように前記チャンバ内の前記シリコン含有ガスと前記酸素ガスの流速を調節する工程を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
調節する工程が、シリコン含有ガスを該ガス分配プレートを通って噴射する工程を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ガス分配リングの前記オリフィスを前記ペデスタルの該ウエハ支持平面に向かう方向に向けるステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ガス分配プレートが、内部と外部のガス噴射ゾーンを備え、前記シリコン含有ガスが、前記内部ガス噴射ゾーンを通って噴射され、前記工程が、前記外部噴射ゾーンを通って酸素を噴射することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
シーリングと円筒状側壁と該シーリングに面するウエハ支持ペデスタルを有するリアクタチャンバ内でプラズマ浸漬イオン注入を行う方法であって：
ガス分配ペデスタルの側面の半径方向に面するガス分配オリフィスを通ってシリコン含有ガスを導入して、前記シリコン含有ガスの半径方向に外向きのフローパターンを確立するステップと；
酸素ガスを前記チャンバの凹部コンジットのコンジットポートを通って噴射して、該チャンバの周辺領域に軸方向に下向きのフローパターンを確立するステップと；
該ペデスタルのウエハ支持面を曝すようにペデスタルがウエハを含まないまま、ＲＦ電力を前記コンジットのそれぞれの内部に結合して、前記チャンバを通過するＳｉｘＯｙ化学種のトロイダルプラズマ流を生成させて、前記チャンバ内の表面上にＳｉｘＯｙ物質の層を堆積させるステップと；
ウエハを該ペデスタル上に載置するステップと；
該シーリング全体に伸びているガス分配プレートを通って該チャンバにイオン注入前駆ガスを導入するステップと；
ＲＦ電力を前記コンジットのそれぞれの内部に結合して、前記注入化学種を前記ウエハに注入するように前記チャンバを通過する注入化学種流のトロイダルプラズマを生成させるステップと；
を含む、前記方法。
【請求項９】
ＲＦバイアス電力を電極に印加して、プラズマシースバイアス電圧をキロボルト程度に得るステップを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ペデスタルが、ウエハ支持面を与える静電チャックを備え、前記方法が、前記ウエハ支持面上に堆積される該シーズニング層の部分の導電性を増強して、該ウエハを放出するための導電路を充分に与えて、該ウエハを該ウエハ支持面から静電的に脱クランプするステップを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
該導電性を増強する該ステップが、前記ペデスタルの該ウエハ支持面上にＳｉｘＯｙのシリコンを多く含む形と前記側壁近くのチャンバ表面上にＳｉｘＯｙの酸素を多く含む形を堆積させるように前記チャンバ内に前記シリコン含有ガスと前記酸素ガスの流量を調節する工程を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
調節する工程が、該ガス分配プレートを通ってシリコン含有ガスを噴射する工程を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記半径方向に外向きに面するオリフィスを前記ペデスタルの該ウエハ支持平面に向かって上向きの方向の角度にし、これにより、軸方向要素を前記半径方向に外向きのフローパターンで確立するステップを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記ガス分配プレートが、内部と外部のガス噴射ゾーンを備え、前記シリコン含有ガスが、前記内部ガス噴射ゾーンを通って噴射し、前記工程が、酸素ガスを前記外部噴射ゾーンを通って噴射することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
[0001]半導体ウエハのプラズマ浸漬イオン注入は、典型的には、ウエハ表面においてＰ-Ｎ接合を形成するために用いられる。プラズマ浸漬イオン注入（Ｐ３ｉ）プロセスは、他の注入プロセスより高速又はより生産的である。必要な注入又は接合の深さを得るために、ウエハ表面でのイオンエネルギーは比較的高くなければならず、充分に高いＲＦバイアス電力をウエハに、又はウエハ支持ペデスタル内の電極に印加することによって達成できる。Ｐ３ｉリアクタチャンバは、通常、それらの表面が陽極酸化されてある保護を与えているアルミニウム要素からとチャンバ内のプラズマから構成される。一つの問題は、イオン注入中のプラズマの高イオンエネルギーが金属チャンバ要素のイオン衝撃を引き起こし、プラズマの中に蒸発してチャンバ全体に拡散すると共にウエハ上に堆積する金属パーティクルを除去することである。高イオンエネルギーは、数十又は数百キロボルト程度のプラズマバイアス電圧を生成するのに充分なレベルでＲＦバイアス電力をウエハに結合することによって得られる。ウエハのこのような金属汚染によって、ウエハ表面上に形成されるデバイスに欠陥が生じ得る。
【発明の概要】
【０００２】
[0002]シーリングと円筒状側壁とシーリングに面するウエハ支持ペデスタルを有するリアクタチャンバの内部の極めて均一なシーズニング膜においてプラズマ浸漬イオン注入を行う方法が提供される。前記方法は、ウエハ支持ペデスタルの周辺に複数のガス噴射オリフィスを有するガス分配リングを準備するステップであって、オリフィスがウエハ支持ペデスタルから半径方向に外向きに面している前記ステップを含む。シリコン含有ガスは、リングのガス分配オリフィスを通って導入されて、シリコン含有ガスの半径方向に外向きのフローパターンを確立する。リアクタは、側壁に隣接したシーリング内で両側に対のコンジットポートと、たいていはチャンバの直径にわたりそれぞれの対のポートに結合されたそれぞれの対の外部コンジットとを含む。上記方法は、更に、コンジットポートを通ってチャンバへ酸素ガスを噴射して、チャンバ内に酸素ガスの軸方向に下向きのフローパターンを確立するステップを含む。ペデスタルのウエハ支持面を曝すようにペデスタルがウエハを含まないまま、ＲＦ電力をコンジットのそれぞれの内部に結合して、チャンバを通過するＳｉｘＯｙ化学種のトロイダルプラズマ流を生成して、チャンバ内の表面上にＳｉｘＯｙ物質のシーズニング層を堆積させる。シーズニング層堆積の完了時に、ウエハはペデスタル上に載置される。イオン注入前駆ガスは、シーリング全体に伸びているガス分配プレートを通ってチャンバへ導入される。プラズマ浸漬イオン注入は、ＲＦ電力をコンジットのそれぞれの内部へ結合して、注入化学種をウエハへ注入するようにチャンバを通過する注入化学種流のトロイダルプラズマを生成することによって行われる。前記方法は、更に、ウエハの下に横たわる電極にＲＦバイアス電力を印加して、プラズマシースバイアス電圧をキロボルト程度で得るステップを含む。
【０００３】
[0003]本発明の上記実施形態が得られ詳細に理解され得るように、上で簡単にまとめた本発明のより具体的な説明を、添付の図面に示される本発明の実施形態によって参照してもよい。しかしながら、添付の図面は本発明の典型的な実施形態のみを示し、それ故、本発明の範囲を限定するものとしてみなされるべきでなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を許容することができることは留意すべきである。
【０００４】
[0009]理解を容易にするために、可能な場合には、図に共通である同一の要素を示すために同一の符号が用いられている。図面における図は全て概略図であり、一定の比率で縮小していない。
【詳細な説明】
【０００５】
[0010]金属汚染がＰ３ｉプロセス中に起こることを最小にするか又は防止するために、プラズマ浸漬イオン注入の前に、また、ウエハをチャンバへ導入する前に、チャンバ内部表面が非金属“シーズニング”膜で被覆される。指定された限度より金属汚染が減少する、シーズニング膜の理想的な厚さは、経験的方法を用いて容易に求められる。通常、最小の厚さは１０００オングストローム程度であるが、より良好な結果は２０００オングストロームのようなより理想的な厚さで得られる。シーズニング膜は、Ｐ３ｉプロセス後に除去されなければならず、その後に、膜の一部がＰ３ｉプロセス中に不均一な方法で除去されるか又はその厚さが減少することから取り替えなければならないので、続いてのＰ３ｉステップ中に金属汚染から適切な保護を与えないことがある。このことは、イオン注入プラズマがイオン注入化学種のフルオライド化合物を含むガスから形成される場合に特に当てはまる。シーズニング膜除去ステップは、チャンバを外部（“下流”）プラズマ源から得られるシーズニング除去ガス化学種で充填することによって行うことができる。このようなガスは、腐食化学種、例えば、フッ素含有化合物であるのがよい。
【０００６】
[0011]シーズニング膜は、シリコン含有ガス（例えば、シラン）と酸素ガスをリアクタチャンバへ導入し、プラズマを発火させることによって、高密度プラズマ増強型化学気相堆積（ＨＤＰＣＶＤ）プロセスを用いて堆積させる。シリコン-酸素化合物のラジカル、中性及び／又はイオンはプラズマ中に形成され、内部チャンバ表面上に堆積して、例えば、ＳｉＯ２及び／又はＳｉｘＯｙの薄膜又はコーティングを形成する。問題は、シーズニング膜の厚さが、ガスフローの不均一性、チャンバ全体に不均一なＲＦ電源又は電界分配、また、チャンバ内部におけるある機械的特徴によって与えられる妨害があることから極めて不均一であることである。より少ないガスフロー領域のチャンバ表面について、シーズニング膜堆積速度が最も遅い場合に、最小限必要とされるシーズニング膜厚（例えば、１０００オングストローム）は、過度のシーズニング膜厚（例えば、１２,０００オングストローム）が高ガスフローと最高堆積速度の他の領域で到達されるまで到達されない。結果は、シーズニング堆積ステップがかかるに違いないより長くかかり、生産性が低下する。更に、注入後シーズニング除去プロセスは、シーズニング膜のより厚い（１２０００オングストローム）部分を除去する前にシーズニング膜が充分に最も薄かった（１０００オングストローム）チャンバ内部表面を曝す。それ故、注入後シーズニング除去ステップ中に最初にさらされるチャンバ表面は、洗浄ステップの残りで洗浄ガスによって攻撃され、要素の寿命が短くなり、リアクタの作動コストが増大する。
【０００７】
[0012]関連した問題は、Ｐ３ｉプロセス中と注入後シーズニング除去（洗浄）プロセス中にシーズニング膜の除去速度の不均一な分配から生じる。Ｐ３ｉプロセス中の除去速度は、Ｐ３ｉプラズマが主としてウエハ-シーリングギャップ又はプロセスゾーン内で濃縮されることから均一ではない。例えば、シーズニング前駆ガスがチャンバ底から導入される場合、あるチャンバ要素の底に面する表面、例えば、ウエハペデスタルを支持する半径方向支柱は、最も厚いコーティングを受ける。残念なことに、これらの表面は主プラズマから離れて（例えば、ウエハシーリングギャップから離れて）面するので、ほとんどイオン衝撃を受けず、それ故、Ｐ３ｉステップで厚さが最も減少する。最大シーズニング膜から始まり、その後、Ｐ３ｉステップで少なくとも攻撃されるので、このような表面は、偏った厚さのシーズニング膜を持ち、それ故、他のチャンバ表面を腐食性洗浄ガスに過度にさらさずに洗浄するのが難しい。
【０００８】
[0013]図１は、上記問題を解決するガス分配特徴部を有するプラズマ浸漬イオン注入のためのトロイダルソースプラズマリアクタを示す図である。これらのガス分配特徴部は、前注入シーズニング堆積ステップに用いられて、極めて均一であるチャンバ内部全体にシーズニング膜を形成する。特徴部の一部は、本明細書に述べられるように、シーズニング膜の化学量論を制御するために用いることができ、所望される特性を達成する。
【０００９】
[0014]図１のリアクタは、円筒状側壁１０２で画成される円筒状チャンバ１００と、シーリング１０４と、床１０６とを含む。ウエハ支持ペデスタル１０８は、半導体ウエハ１１２を保持するためのウエハ支持面を有する静電チャック１１０を含む。シーリング１０４は、二対の開口部１１４を有し、それぞれ互いに直交する外部の凹部コンジット１１６、１１８が結合されている。各コンジット１１６、１１８は、ペデスタル１０８とシーリング１０４の間のギャップで画成されたプロセス領域を通過する振動プラズマ流の閉鎖凹部路を完了する。シーリング１０４は、チャンバ内部と内部ガス分配マニホールド１２２に面するガス噴射オリフィス１２０のアレイを有するガス分配プレートである。任意に、マニホールド１２２は、半径方向に内部と外部１２２ａ、１２２ｂに分けられてもよく、オリフィス１２２の独立した内部と外部のガス噴射ゾーン（又はグループ）１２４ａ、１２４ｂを与える。この場合、一対の別個に制御されるガス源１２６ａ、１２６ｂは、内部と外部のマニホールド１２２ａ、１２２ｂに結合される。一対のプラズマＲＦ源電力発生器１２８、１３０は、それぞれのインピーダンス整合１３２、１３４と電力アプリケータ１３６、１３８を経てコンジット１１６、１１８のそれぞれの内部にＲＦ電力を印加するために結合される。それぞれの電力アプリケータ１３６、１３８は、それぞれコンジット１１６又は１１８の周りに巻かれた磁気的に透過性のコア又はリング１４０と、リング１４０の周りに巻かれた導電コイル１４２からなる同じ構造であってもよい。静電チャック（ＥＳＣ）１１０は、導電性電極１１０ａと電極１１０ａが含有する絶縁層１１０ｂからなる。ＲＦバイアス電力発生器１４２は、インピーダンス整合１４４を通ってＥＳＣ電極１１０ａに結合される。ＤＣチャック電圧源１４６は、ＥＳＣ電極１１０ａに結合される。ペデスタル１０８は、側壁１０２から、また、ペデスタル１０８の下に内向きに伸びている、図２に最良に示される三つの半径方向支柱１５０-１、１５０-２、１５０-３上に支持される。
【００１０】
[0015]プラズマ浸漬イオン注入中、注入化学種前駆ガス、例えば、ホウ素注入ステップの場合にはフッ化ホウ素又は水素化ホウ素は、シーリングガス分配プレート１０４を通って噴射され、プラズマ源電力は、発生器１２８、１３０によって印加されて、ウエハの上にあるプロセス領域を通って凹部路に変動する閉鎖プラズマ流を得る。このために、イオン注入プロセスガス源１８０は、ガス分配プレート１０４の内部と外部のガスマニホールド１２２ａ、１２２ｂに結合される。任意に、ＲＦ発生器１４２は、バイアス電力をＥＳＣ１１０に印加して、イオンエネルギー、従って、注入の深さを制御してもよい。ガス分配プレート１０４は、ウエハの表面又はＥＳＣ１１０のウエハ支持面全体に均一なガス分配を最適化するが、チャンバ内部全体に均一なガス分配を構成しない。それ故、ガス分配プレート１０４は、それだけで、チャンバ全体にシーズニング膜を堆積させるのに用いるのに適切ではない。
【００１１】
[0016]チャンバ内に均一なシーズニング膜を与えるガス分配特徴部は、シリコン含有ガスを噴射するペデスタル１０８の側壁に沿ってガス噴射オリフィス２０２の中心アレイを含む。オリフィス２０２の中心アレイは、ペデスタル１０８の側壁上に支持され、ペデスタルの周辺に伸びている中空ガス分配リング２００内に形成される。図示された実施形態において、ペデスタル１０８は、静電チャック（ＥＳＣ）１１０を支持する。ＥＳＣは、絶縁層１１０の下に横たわる導電性ベース２０４を含む。ベース２０４には、実用性の内部特徴部、例えば、冷却剤通路や裏面ガスフロー通路（図示せず）が含まれるのがよい。図示された実施形態において、ガス分配リング２００は、ベース２０４の外周に結合される。リング２００上のガス噴射オリフィス２０２は、上向きの方向にシリコン含有ガスを噴射するように水平なウエハ平面に相対して角度Ａに向けることができる。このことは、内部チャンバ特徴部の上向きに面する表面、例えば、ＥＳＣ１１０のウエハ支持面や半径方向支柱１５０の上面上のより良好な堆積を促進させる。シリコン含有（例えば、シラン）ガス源２０６は、ガス分配リング２００の中空内部に結合される。
【００１２】
[0017]酸素ガスは、シーリング１０４内の四つのコンジットポート１１４を通ってシーズニング膜堆積ステップ中に噴射される。このために、コンジット噴射オリフィス２１０は、ガスをコンジットポート１１４のそれぞれの近くのコンジット１１６、１１８に噴射する。酸素ガス源２１２は、コンジット噴射オリフィスのそれぞれに結合される。コンジットポート１１４を通る酸素噴射は、チャンバの側面近くにより酸素を多く含むガス混合物、それ故、チャンバの中心より上に、即ち、ＥＳＣ１１０のウエハ支持面より上によりシリコンを多く含むガス混合物を促進させる。このことは、コンジットポート１１４が全てシーリング１０４の周辺近くに位置するからである。
【００１３】
[0018]注入前シーズニング膜堆積ステップ中、ウエハ１１２は存在せず、注入プロセスガスはガス分配プレート１０４に供給されない。それ故、ガス分配プレート１０４は、シーズニング膜堆積ステップで用いるのに利用できる。任意に、ガス分配プレート１０４は、シーズニング層の厚さ分配と化学量論分配を制御するためにシーズニング膜堆積中に利用されてもよい。例えば、チャンバの中心の上（ペデスタル１０８の上）のガスのシリコン含量の増加は、更に、シリコン含有ガス（シラン）をガス分配プレート１０４の中央（内部）ガス分配ゾーン１２４を通って噴射することによって可能になり得る。このために、例えば、内部ゾーンガス源１２６ａはシランを貯蔵する。中央でシリコン含有ガスの優勢から減少させずに上向きに面した表面上により薄い膜を促進するために、酸素ガスはガス分配プレート１０４の外部ガス噴射ゾーン１２４ｂを通って噴射させることができる。この場合、外部ゾーンガス供給１２６ｂは酸素ガスを貯蔵する。チャンバの周辺と中央におけるシリコンと酸素の割合は、内部と外部のゾーン１２２ａ、１２２ｂへ異なるガス流量だけでなく、コンジット噴射オリフィス２１０やガス分配リング２００へのガス流量によって制御されるか又は影響される。図３は、図１のリアクタのガス噴射要素のそれぞれからの化学種によって上記ガスフローをまとめた図である。
【００１４】
[0019]ガス分配リング２００の位置（例えば、軸方向の高さ）とガス分配リング２００のオリフィス２０２の角度Ａは、ＳｉｘＯｙのコーティングの所望される均一性を達成するように調節される。酸素とＳｉＨ４は、コーティング又はシーズニング堆積の化学量論を制御するためにオリフィス２０２を通って噴射するための分配リング２００に制御された速度で供給し得る。
【００１５】
[0020]我々は、上記の特徴部が問題の不均一シーズニング堆積を解決することが分かった。本発明以前のシーズニング厚さは、ある上向きに面する表面上に約１０００オングストロームの最小からある下向きに面する表面上に約１２,０００オングストロームの最大まで変動したが、本発明はシーズニング厚さが非常に小さな変動を与え、我々は最大約３０００-４０００オングストロームを超えずに非常に大きい最小厚さ（約２０００オングストロームの）を確立することを可能にする。この大きな最小厚さは非常に短い堆積時間で達成され、除去ステップは非常に急速に行われるので、スループットが増大する。
【００１６】
[0021]図４は、上記ガス分配特徴部により制御され得るシーズニング層のＳｉ-Ｏ化学両論の所望される半径分配を示すグラフである。詳細には、ウエハペデスタル１０８の上により多くのシラン（シリコン含有）ガスと周辺により多くの酸素ガスを与えることによって、ＳｉｘＯｙシーズニング膜（例えば、ｘ：ｙの速度）の化学量論は、中央でシリコンを多く含む割合と周辺でシリコンの少ない割合を有するように分配される。利点は、より高い導電性を有する物質が、必要とされる場合に、即ち、ＥＳＣ１１０上に供給されることである。ＥＳＣ１１０を覆うシリコンを多く含む混合物のより高い導電性は、ウエハのチャック開放中にウエハ上の電荷がより迅速に除去されるべきこと可能にし、より良好なスループット又は生産性になる。ウエハ上の電荷が消散するより導電性の通路を与えることによって、ＤＣチャック電圧源のスイッチを切ってウエハをチャック開放する場合に、ウエハをＥＳＣ１１０に保持する静電クランプ力がより迅速に除去される。図４において、シリコンの割合（ｘ）はペデスタル１０８の上で最大であり、酸素の割合（ｙ）は同じ領域において最小である。図４のグラフに示されるように、関係は周辺で逆になる。ｘの適度な値は１であり、ｙは２である。堆積されたシーズニング膜の半径方向内部と外部の領域の間に図４のグラフに示される化学量論態様は、周辺への（例えば、コンジットポート１１４を通って）酸素ガスフローに相対して中央への（例えば、ガス分配プレート１０４を通って又はガス分配リング２００を通って）シリコン含有ガスフローを増加することによって増大する。
【００１７】
[0022]図５は、注入前シーズニング堆積と、プラズマ浸漬イオン注入と、注入後洗浄又はシーズニング除去とを含むプロセスを示す図である。全サイクルはペデスタル１０８上にウエハを含まずに開始する（図５のブロック２５０）。注入前シーズニング堆積について、シリコン含有ガス（例えば、シラン）は、ガス噴射オリフィス２０２を通ってペデスタル１０８の側面の周りに噴射され（ブロック２５２）、酸素ガスは、外部の凹部コンジット１１６、１１８（ブロック２５４）のシーリングポート１１４を通って噴射される（ブロック２５４）。所望によるステップは、シーリングガス分配プレート１０４を通ってシランか又は酸素を噴射することである。シランの場合には、流量は適度な１：２のシリコンと酸素との比の二酸化シリコンの上のＥＳＣ１１０上に堆積されるシーズニング層のシリコン含量の約２-１０％増大を達成するように調節される。ＲＦ電力をアプリケータ１３６、１３８か又はＥＳＣ電極１１０ａに印加することによってプラズマが生成されて、チャンバ内部表面上にＳｉｘＯｙシーズニング膜を堆積させる（ブロック２５８）。任意によるステップ（ブロック２６０）は、図４に従って、シーリングガス分配プレート１０４を通るガスフロー（例えば、シランか又は酸素）を調節して、静電チャックのウエハ支持面のシーズニング膜のシリコン割合（ｘ：ｙ）の所望の濃縮を達成することである。その後、所望のシーズニング膜厚（例えば、２００オングストローム）が到達された後、シーズニング堆積プロセスを停止させる（ブロック２６４）。ウエハをペデスタル１０８に載せる（ブロック２６４）。プラズマ浸漬イオン注入は、注入化学種含有プロセスガスを導入し且つＲＦ源電力をＲＦ電力アプリケータ１３６、１３８に印加することによって行われる（ブロック２６６）。このステップ中、イオンエネルギー（注入深さ）は、ＲＦバイアス電力をＥＳＣ電極１１０ａに発生器１４２から印加することによって制御することができる。注入ステップの完了時に、ウエハを取り出す（ブロック２６８）。シーズニング膜は、例えば、下流プラズマ源からシーズニング膜エッチングガスを導入することによって除去される（ブロック２７０）。
【００１８】
[0023]上記は、本発明の実施形態に関するが、本発明の他の多くの実施形態が本発明の基本的範囲から逸脱することなく構成されてもよく、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、一態様によるプラズマリアクタの側断面図である。
【図２】図２は、図１に対応する切断上面図である。
【図３】図３は、化学種によるガスフローパターンを示す図１に対応する簡易図である。
【図４】図４は、図３のガスフローパターンに従って制御されたシーズニング層の化学量論の態様を示すグラフである。
【図５】図５は、図１のリアクタによって行われるプロセスを示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１００…円筒状チャンバ、１０２…円筒状側壁、１０４…シーリングガス分配プレート、１０６…フロア、１０８…ウエハ支持ペデスタル、１１０ａ…静電チャック電極、１１０ｂ…絶縁層、１１２…半導体ウエハ、１１４…コンジットポート、１１６…コンジット、１１８…コンジット、１２０…ガス噴射オリフィス、１２２ａ…内部ガス分配マニホールド、１２２ｂ…外部ガス分配マニホールド、１２４ａ…内部ガス噴射ゾーン、１２４ｂ…外部ガス噴射ゾーン、１２８…プロセスＲＦ源電力発生器、１３０…プロセスＲＦ源電力発生器、１４０…磁気透過性リング、１４２…導電コイル、１４４…インピーダンス整合、１４６…Ｄ.Ｃ.チャック電圧源、１５０-１…半径方向支柱、１５０-２…半径方向支柱、１５０-３…半径方向支柱、２００…中空ガス分配リング、２０２…ガス噴射オリフィス、２０４…導電性ベース、２１０…コンジット噴射オリフィス、２１２…酸素ガス源。
【図１】
2009004755.tif 000003
【図２】
2009004755.tif 000004
【図３】
2009004755.tif 000005
【図４】
2009004755.tif 000006
【図５】
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【外国語明細書】
2009004755000001.pdf