JPS62500624A - 半導体ウェ−ハ処理のためのリアクタ−装置 - Google Patents

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】 半導体ウェーハ９Ｐ１哩のためのりアクタ−装置発明の分野 この発明は、半導体つＩ−ハ処理技術でのりアクタ−に関するものであり、より 特定的に言えば、プラズマ強化ＣＶＤリアクターを含む、化学反応を伴なう気相 成長（ＣＶＤ）リアクター、およびプラズマエツチングアリアクタ−に関するも のｒある。

発明の！￥景 化学反応を伴なう気相成長は、半導体処理の分野で長く実行されている技術であ る。基本的に、化学蒸気、たとえば気体は、気体が反応する加熱されたサブスト レート上を通過され、かつそのウェーハ上に材料を析出する。そのような材料析 出物は、多結晶（たとえば多結晶シリコン）、アモルファス（３１０ｚ　、８１ ６　Ｎ４）、ホモエピタキシＶル（単結晶シソコンウェーハ上に析出される単結 晶シリコン）、またはへテロエピタキシャル（ザフフイヤのような、単結晶シリ コン以外のサブストレート上に析出される単結晶シリコン）であってもよい。

半導体処理では、材料は、均一な特性でウェーハ上に均一に析出されるというこ とが特に重要である。たとえば、集積回路技術、特に超大規模集積（ＶＬＳＩ） 装置では、ウェーハは、チップに分離され、チップの各々は別々の集積回路であ る。ＣＶＯプロセスステップが均一な層を析出しないならば、ウェーハ上の各装 置は、他の装置と異なり、かつ胃なる動作１４性をイーｊするかもしれない。さ らにおそらく、これらの変化のため、一般に、機能しないまたはそれほど任意に 四面しない装はどなる。

つ１−ハは一連のステップで処理される。長い時間かかるステップは製造を遅ら せる。それゆえに、半導体製造の他の目標は、できるだけ多くのウェーハを１度 に処理することである。ＣＶＤステップでは、できるだけ多くのつ工−ハが、Ｃ ＶＤリアクターに１度に負荷されるのが非常に望ましい。もちろん、特定のプロ セスの析出の均一性の要求を満たさなければならない。そのとき、ウェーハは、 プロセスの次のステップへ送られることができる。

ＣＶＤリアクターの２つの一般的な種類がある。これらは、リアクターの析出領 域を取囲む囲い壁が析出領域と同じ温度である（ホットウォール）かまたは析出 領域より冷たい（コールドウオール）かに依存して、「ポットウオール」タイプ または「コールドウオール」タイプである。

２つの典型的なホットウォールの化学反応を伴なう気相成長リアクターは第１図 に示される。第１Ａ図は、標準の低圧力の化学反応を伴なう気相成長（ＬＰＧＶ Ｄ）リアクターのプロセスチャンバの側面図を描く。ガスフローと整列されるウ ェーハを有するＬＰＣＶＤリアクターは、第１Ｂ図の側面図によって図解される 。これらのホットウォールリアクターのウェーハは、ボートまたはキャリアに垂 直に立ち、空間を保存し、そのため多数のウェーハがすぐ処理されることができ る。加熱炉は、処理チャンバの外側に位置決めされる。真空ポンプおよび関連す る装置は示されていない。

、第２図は、３つの異なるコールドウオールリアクターを描く。垂直平型リアク ターは第２Ａ図に示され、水平スラブリアクターは第２Ｂ図に示され、かつ円筒 リアクターは第２Ｃ図に示される。典型的に、半導体ウェーハの薄く平らなナブ ストレートは、キャリアまたはサセプタ上に置かれ、かつ誘導、高強度光放射、 電気抵抗、またはそのような技術の組合わ「によって、所望の温度に加熱される 。第２図に示されるすべての幾何形状では、サブストレートは、キャリアに対し て平らに置かれ、かつキャリアおよびより離れた源から、ｔＩｌｔＡ、伝導およ び対流によるてエネルギを吸収する。

ＣＶＤリアクターの分岐の理由は、湿度および析出の厚さが比較的低いプロセス について、ホットウォールリアクターは、均一性および生産性の点で、コールド ウオールリアクターより優れているという事実にある。他方、材料が比較的高い 温度で析出されなければならないとき、コールドウオールＣＶＤリアツク−は、 均一性、質および生産性の利点を有する。コールドウオールリアクターが制限さ れたウェーハの能力を右づることに注目しなければならない。

ウェーハが直立して配置されるホラトウ４−ルリアクターと違って、ウェーハは 、制限された領域のキャリアに対して平らに置かれなければならない。これは、 １１！ｌｊに処理されてもよいウェーハの総数を制限する。

この発明は、析出された層の質を下げることなく、多数のウェーハが同時に処理 されることができることによって、コールドウオールリアクターの問題を克服す る。多数のウェーハは、析出された層の均一性に妥協することなく、比較的高い 温度または低い温度で処理されてもよい。

さらに、プラズマ技術を用いるリアクターは、コールドウオールリアクターの要 求と類似の要求を有する。ウェーハは、制限された領域のキャリアまたはキャリ アの部分に対して平らに置かれなければならない。これは、半導体ウェーハが処 理される速度を制限する。

プラズマ強化ＣＶＤで用いられるリアクターとして、この発明では、多数のウェ ーハが均一に析出された層で同時に処理される。この発明はまた、材料がウェー ハから除去され、る高い容積のプラズマエツチングリアクターを提供する。

発明の概要 この発明は、半導体ウェーハ処理技術で役立ち、１対以上の表面を備えるリアク ターで半導体サブストレートを保持するキャリアを提供する。８対の表面は、キ ャリアを作る基本セルを規定する。その対の２つの表面は、線で交差する２つの 平行でない平面で配向される。他の側面に面する各表面の側面は、表面に隣接す る半導体ナブストレートを保持するために、表面から突出する１つ以上のキャビ ティ、リセス、または１組のヒ０ンを有する。表面は、隣接する面によって規定 される平面が、１−６０６の範囲にある開光角度αで交差するように配向される 。

この構成では、表面間には、表面の他方の端部でよりも一方の端部で幅の広いギ ャップがある。ギャップの幅は、ガスフローの方向に垂直な平面での表面間の最 小寸法として規定される。

強制対流によって流れ、かつ交差している平面によって規定される線に垂直に流 れるプロセスガスは、プレート間の空間にその最も幅の広い点で入り、かつギャ ップが非常に狭い空間から出る。狭くなっているギャップは、プロセスガスを加 速し、かつ気体が流れるとき気体からの材料の消耗を補う助けをｌも。

キャリアは、プラズマ強化ＣＶＤを含む化学反応を伴なう気相成長、およびプラ ズマエツチングのために用いられてもよい。

図面の説明 第１図は、ポットウオールリアクターの２つの異なる種類を示す。

第２図は、コールドウオールＣＶＤリアクターの３つの胃なるタイプを図解する 。

第３図は、この発明の基本キャリアセルのいくつかの役立つ構成を示す。

第４図は、この発明に従ってリアクターの断面斜視図である。

第５図は、第４図のりアクタ−の基本セルの幾何形状を図解する。

特定の実施例の詳細な説明 化学反応を伴なう気相成長では、析出の速度および析出の機構は、温度の関数で ある。比較的低い温度では、析出速度は、表面反応速度によって制限される。反 応気体の種の気体の流れから、反応している表面への質量輸送、または到着の速 度は、表面反応速度より速い。気体の種の反応から形成される析出層の均一性は 、主として、サブストレート表面での温度の均一性によって定められる。表面反 応速度制限プロセスの典型的な例は、５００−６５０℃の温度範囲でＳＩＨ’、 を用いて低圧力で多結晶シリコンを析出することである。このような表面反応速 度制限プロセスのため１．ポットウオールＣＶＤリアクターが特に適している。

より高い湿度では、表面反応速度は、気体の種の反応している表面への到着速度 、または質量輸送を越えることができる。化学反応を伴なう気相成長のこの温度 領域は、制限された質屋輸送と呼ばれる。ここで、析出された層の均一性は、主 として、加熱された表面へのガスフローの流体機構によって定められる。

コールドウオールＣＶＤリアクターは、質量輸送制限反応領域でより適する。コ ールドウオールリアクターはまた、表面反応速度制限領域で満足のゆくものであ るが、それらの静電Ｂｆａがより小さいため、より低い温度領域で動作するホッ トウォールリアクターと比べると、不利となる。他方、ホラ１−ラオールリアク ターは、より高い温度領域で動作するようにされてもよい。しかしながら、コー ルドウオールシステムと同じ均一性性能を達成するために、材料の析出の速度は 、実質的に減速されなければならず、そのためホラ１−ウ４−ルシステムの生産 性利点は失われる。

大きい表面領域上に均一層を析出するために、ずぺてのＣＶＤシステムは、補償 的Ｐｄ　ｍを有する。なぜならば反応気体が加熱された表面上を流れ、それと反 応しかつ気体が　□キ゛９７゛°ホう 下流に流れるとぎ消耗されＣ７表面反反応度ｍｌ限領域では、温度が均一である とき４応はそれほど問題ではない。というのは低い表面反応速度は、どのような 位置でも単位時間ごとに起こることができる反応の債を制限する。しかしながら 、ホットウォールＬＰＣＶＤシステムでも、成る形式の消耗補償がなされる。こ れらは、下流温度を増加させ、プロセス囲いの２つの端部から反応気体を注入し 、または気体弁イ［マニホールドを提供することを含む。

より高い温度について、かつ質券里輸送制限領域で、消耗はより重要どなる。補 償（よ、キャリアの運動（たとえば第２Ａ図および第２Ｃ図を見られたい）によ って、下流で温度を増加させることによって、またはりアクタ−壁に対して加熱 されたキャリアを傾斜させることによって達成され、気体速度を増加さＵ、かつ 反応物が下流で加熱された表面と反応する館に拡散しなければならないくたとえ ば第２Ｂ図を見られたい）距離を減少させる。

いずれの場合も、より低い温度の、表面反応速度制限ホラ１−ラオールリアクタ ーは、コールドウオールシステムより大きい負荷客用を有する。ホットウォール システムでは、サブストーレートは、それぞれ近接した間隔で、互いに垂直にか つ平行に立つ。指摘したように、これは生産性を増加させる。他方、コールドウ オールシステムは、キャリアに対して平らなサブストレー１〜を有し、したがっ てＣＶＤリアクターで１度に処Ｊ！Ｉｉされてもよい１ナブストレートの儂を制 限し、かつ生産性を下げる。

しかしながら、コールドウオールリアクターは、ホットウォールシステムを越え る利点を有する。サブストレートがキャリアの大きい熱量に対しであるとき、プ ロセスガスの流れは、サブストレートを実質的に冷却することができない。各丈 ブストレートは、正しい反応温度の近くに留まり、気体冷却によって生じる過度 の温度勾配から結晶の損傷を避ける。

この発明は、２つの平行でない表面によって形成される基本セルを有するウェー ハサブストレートキャリアを提供する。ウェーハは、他の平面に面するように、 表面の各々に対して取付けられる。平行でないので、２つの表面は、広い端部、 および狭い収束端部を有するセルの市を規定する。プロセスガスは、広い端部か ら、２つの表面と一致する２つのＳＲ面の交差によって形成される線に垂直な狭 ０端部へ流れる。基本セルは、異なる構成の主１リアのために多くの方法で配置 されてもよい。

この発明によって、コールドウオールシステムの均一性および他の性能の利点で 、多数のウェーハは１度に処理されることができる。ウェーハが取付けられる表 面は、加熱された」二１Ｆリア／サビブタの部分である。ウェーハはまた他の表 面およびウェーハに面するので、ウェーハを横切るかつそれを介する温度プロフ ィールは均一である。このことは、均一な処理、およびウェーハの最小限の結晶 学上の消りを有する処理を確実づる。

第３図は、この発明のいくつかの基本的な形式を図解する。第３Ａ図では、ウェ ーハサブストレートキャリアの基本セル１０は、２つのくさび形プレート１３の 表面によって形成されるくさび湿空間を含む。角度αは、基本セル１０を形成す るプレート１３の表面１１Δ、１１Ｂを含む平面によって形成される角度である 。サブストレート１２は、くさび形ブレー［・１３の表面に対してあり、かつ放 射、対流、および示されていない手段による直接エネルギの組合わせにＪ：って 、プレートとともに加熱される。流れが矢印にＪ：って示されるプロセスガスは 、プレート１３およびサブストレート１２の面を越えて下方に垂直に動き、ギャ ップが少なくとも幅０．１インチである最も狭い点で各基本セルから出る。０． １インチより狭いギャップは、標準のりアクタ−ガス装置では、正しいＣＶ［） ガスフローのために非常に大きい圧力差を必要とすると考えられる。プロセスガ スは、それが基本はルのより広い部分から最も狭い部分の方へ動くとぎ加速され 、プロセスガスの消耗を補償する。プロセスガスフロー４は、囲い１４によって 基本セル１０内に閉込められる。

サブストレート１２は、プレート１３の表面１１Δ、１１Ｂのキトビテイによっ て、またはプレート１３の表面１１Δ、１１Ｂから突き出る単純なピンによって 、プレート１３に対して適所に保持される。

第３Ｂ図は、基本セルの円形構成の平面図を図解する。

基本セル２ｏは、平行な表面２１Ａ、２１Ｂで、１対のプレート２３によって形 成される。サブストレート２２は、プレート２３の表面２１Ａ、２１Ｂに対して 置かれる。プロセスガスは、円形７レイの外周から内部部分の方へ流れ、かつプ レート２３の表面２１Ａ、２１Ｂ間のギャップが狭くなるにつれて加速される。

この構成のギャップの最も狭い部分は０．１インチである。周囲の凹い２４は、 プロセスガスが構成の中央へ流れる前に、それを外周に閉込める。

この円形構成では、角度αは、はぼ、３６０６を円の基本セルの数で割ったもの である。

サブストレート２２は、プレート２３に対して平らに保持されてもよく、または 単純なキャビティまたはリセスに保持されてもよい。しかしながら、切欠きピン ２５または切欠さリセスは、ウェーハ２２が外へ落ちないために必要どされる。

というのは円形アレイ上のウェーハは垂直に釣合わされるからである。第３Ｂ図 の下方の図解は、プレート２３に対して切欠きピン２５上にあるウェーハ２２の 側断面図を示す。

第３Ｃ図および第３Ｄ図は、基本セル２０の円形アレイを図解し、そのプレー１ −２３は、平行な面で構成されない。

第３Ｃ図では、プレート２３は、それらのくさびの最も狭い部分が外に向いてい るくさび形である。第３Ｄ図では、プレー１−２３は、それらのくさび形の最も 狭い部分が内に向いているくさび形である。

基本セルを形成するプレート２３は、放射、誘導、または対流エネルギ源のいか なる組合わせによって加熱されてもよい。周囲の壁２４は、ホットウォールリア クターを作るために加熱されてもよく、またはコールドウオールリアクターを作 るために冷却されてもよい。周囲の壁２４は、不透明でありかつエネルギを吸収 してもよく、または透明でありかつプレート２３からプロセスチャンバの外部の 環境に放射されるエネルギの大部分を通過させてもよい。壁２４はまた、外部環 境を排除するためにシールを提供してもよく、またはシールを設ける別の壁（示 されず）を有する内部エレメントであってもよい。第３図に図解されるこの発明 の基本形式はすべて、プレートの熱量を利用し、ウェーハは、流れているガスの 冷却効果にもかかわらず、均一なウェーハ温度を提供するためにプレートに戟っ ている。

この発明は、これらの領域で簡単に作動することによって、より低い温度、ホッ トウォール、低圧力の化学反応を伴なう気相成長（ＬＰＧＶＤ）タイプの反応を 含むように広げられてもよい。

代わりに、ＬＰＣＶＤタイプの反応はウェーハの温度を維持するために熱■を必 要としないので、第３図に図解されるプレートの熱量は、そのようなプロセス状 況のために除去されてもよい。そのようなシステムでは、キャリアは、単純な格 子構造からなり、第３図におけるのと同じ相対的な位置でウェーハを支持する。

この場合、ウェーハの面は、基本的なテーバの付いたセルを形成する表面になる 。

第４図は、この発明の特定の実施例の断面斜視図である。

プロセス囲いは、ベース４ｏおよび！３４によって規定され、壁３４は、動作中 気密シール４１によってベース４０に接合される。円形に配置されるキャリアプ レート３３のキャリア３０は、ＣＶＤプロセス中ウェーハ３２を保持する。キャ リア３０の加熱は、上方および下方抵抗ヒータ３９Ａ、３９Ｂによって行なわれ る。これらのヒータにはまた、任意の熱シールド５３．５４が設けられてもよい 。これらの熱シールド５３．５４は、キャリア３０の領域で熱を維持するのに役 立つ。

下方ヒータ３９Ｂ上には、逆円錐の形状のフロ一方向付け装置があり、その上に はキャリアプレート３３がある。

円錐３７は回転し、そのためプレート３３および伴うウェーハ３２はまた、キャ リアの中実軸のまわりで動く。円錐形方向付は装置３７は、フランジ５１を有づ ′る中央シャツ［−４９の部分である。フランジ５１は、軸受４３上にあり、そ のためシャフト４９は回転することができる。フランジ５１に固定されるリング ギセ４５を係合する駆動ビニオンは、シャフト４つおよび方向付は装置３７を回 転させる。

単純なＩ！Ｉ！Ｉｎ駆動が用いられてもよい。プレート３３より上にかつ上方ヒ ータ３９Ａより下に、下方フロ一方向付は装置３７に平行な上方円錐形フロ一方 向付は装置３８がある。

上方フロ一方向付は装置３８は固定して留まり、かつ下方フロ一方向付は装置３ ７とともに、キャリアの各セルを介するガスフローの方向を所望の方向に維持す るのに役立つ。

反応気体は、プレート３３の開放端部がら加熱された円錐３７．３８間のプレー トの内部収束端部へ向けられる。

より正確には、ガスは、開放端部がら、各基本セルの２つの表面と一致する交差 平面によって形成される線に実質的に垂直な収束端部へ向けられる。この幾何学 的配置のため、気体は、それらがプレート３３の収束端部の方へ動くとき、強制 的に速度を増加さ往る。増加している速度の結果、気体の反応物がウェーハ３２ に拡散しなければならない距離は、気体の消耗が補償されるように下流に減少す る。

ガスフローは、囲い壁３４に沿って位置決めされるガス分布マニホールド４３を 介して、ガスの源（示されず）に接続されるガスインレット５２から向けられる 。４かうつのマニホールド４３は、キＩｊリア３０のまわりに均一に分布される 。新たな気体が回転しているウェーハに均一に送られる限り、他の配置も可能で ある。キャリア３０の基本セルを介して通過した後、気体は、キャリア３ｏの中 央に位置決めされるガス排気に達する。排気は、気体が排気パイプ４６によって 除去される排気チャンバへ導く、多数の同心パイプ４７．４８および中空の中央 シャフトを有ツる。

パイプ４７．４８およびシャフト４９は長さが不づ−であり、キャリアプレート ３３の高さに沿って気体を均一に引く。

キャリア３０の幾何形状のため、多数のウェーハ３２は、析出された層での良好 な均一性で高生産性のために１度に処理されるべきキャリアに対して平らに置か れることができる。キャリア３ｏは、プロセス囲いの中央のまわりのリングに配 置される２５のグラフフィトキャリアプレート３３からなる。プレート３３は保 守のため除去可能であり、かつウェーハ３２はまた、プレートを除去することな く容易に挿入されかつプレート３３′から除去されてもよい。プレート３３は、 それらを適所に固定するために、中央シャフト４９のスロット３６を係合し、か つフロ一方向付は装置３７を下げる。プレート３３は、実質的に垂直であり、か つプレー１〜３３の各１組の対向表面３１Ａ、３１Ｂが角度αで交差するように 配向される。この角度は、１６ないし６００の範囲にあってもよく、第４図に示 される実施例、では、αはほぼ１３．２’である。

ウェーハ３２は、各プレート３３のキャビティ３５に取付けられる。１つ以上の キｉｒビティは、各プレートの面に作られることができるということが理解され る。１つのプレート３３上のウェーハまたはいくつかのウェーハ３２は、典へ１ ！的に、近接しているプレート上のウェーハまたはいくつかのつｒ−ハに面する 。この幾何学的配置のため、その加熱されたプレー１〜３３上の各ウェーハ３２ は、他の加熱されたプレート３３に面することができ、ウェーハ３２を横切るか つその厚さを介する温度の均一性を保証する。先行技術のコールドウオールリア クターは、システムの冷たい方の壁の方へエネルギを放射するウェーハを有した 。この発明は、対向するプレー１〜を有し、温度の均一性を保証づる。

加熱のバリエーションのため、囲まれた壁３４のまわりに加熱ランプを含んでも よい。透明な石英から作られる壁３４では、ランプからの放射は、キャリア３０ を加熱するために壁３４に浸透してもよい。加熱エレメント３７．３８と結合し て、ランプは、壁３４を介する熱損失を補償することができ、温度の均一性、お よびウェーハ３２上の析出された材料の均一性を保証する。

第５図は、第４図のりアクタ−でのキャリアセルの配向をより詳細に図解する。

セルは、第３図に関して論じたように円形に配置される。角度αは、各セルを規 定するプレート３３の表面と一致するブしノート間の角度に留まる。しかし各セ ルは、垂直から角度βだけ傾斜される。プレート表面の平らな交差によって形成 される線は、したがって、００から９００にわたってもよい角度βだけ垂直から 傾斜される。第４図の実施例では、βはほぼ２２６である。

気体は、各セルの最も広いギャップから最も狭いギャップへ流れるように向けら れ、かつ各セルのプレート表面の交差している平面によって形成される線に実質 的に垂直に流れる。第５Δ図の線５Ｂ−５Ｂに沿った断面図である第５Ｂ図に示 されるように、ガス７０−の方向に垂直なプレート表面間の距離は一定である。

ガスフローの方向に沿って進行するにつれて、ギャップは、プレート３３の端部 に達するまで狭くなり、そのプレート３３の端部でギャップは最も狭くなる。第 ４図の実施例では、この最も狭いギャップはほぼ０．４インチである。大部分の ＣＶＤ、プラズマ強化ＣＶＤ、およびプラズマエツチングのためには、最も狭い ギャップは０．１インチより大きくなけれならないと考えられる。

第５Ｃ図は、第５Ａ図の線５Ｃ−５Ｇに沿った断面図である。１５０ｍ５Ｃは、 プレートを介する垂直平面を表わす。第５Ｃ図に見られるように、プレートの表 面は、垂直から角度φだけ傾斜される。このため、サブストレート３２は、重力 によってキャビティ３５の適所に保持されることができる。Ｅナブストレート３ ２を垂直表面に対して固定、するために用いられることができる切欠きビンの必 要はない。角度α、β、およびφは、次の方程式によって互いに関］ｔ！する： ｄ　。

ｔａｎφ＝　ｔａｎ　２　Ｓｌｎβ 第４図に示されるり７クターのために与えられる値αおよびβに対して、φはほ ぼ２．５°である。もちろん、プレート３３からの小さい突起はまた、ウェーハ ３２を取付ｉプるために、キャビティの代わりに用いられてもよい。リアクター の動作のいかなる変化も必要とされない。しかしながら、ウェーハを受（プるた めにキャビティまたはポケットを用いると、ウェーハとのコンタクトの領域のま わりで結晶の損傷を減じることが知られている。狭いコンタクトの領域を有する 突出部、たとえばビンは、より結晶損傷を起こしがらのように思われる。

キャリア３０の基本セルを規定したので、プレー１〜３３がそれに応じて形づく られる。それゆえに、第４図のプレート３３は、必然的に１．プレート３３の厚 い方の部分が底部にあるくさび形である。プレート３３はまた、プレート３３の ２つの側面を有するユニタリであり、１つの表面３１△よ１ζは３１Ｂを２つの 隣接する３３本キＶリアセルに与える。１つの固体プレー１−３３の代わりに、 表面３１Ａ７３１Ｂ間の中空にされた領域を有することも可能である。

これは、運搬を容易にするためにプレートの重さを減じ、かつプレートおよび伴 うウェーハの加熱および冷却を♀めるためにプレートの熱ｍを減じる。単一のプ レート３３の代りに２つのプレートを用いることも可能であり、２つのプレート の各々は、基本セルの１つの表面３１Ａまたは３１Ｂを与える。これらのプレー トは、くさび形であってもよく、またはそれらの間に空間を有する平らなプレー トであってもよい。プレートは、単純なくさび形である必要はないが、各色での プレートの厚さが異なる値を有するように構成されてもよい。

グラフフィトに加えて、炭化硅素でコーティングされたグラフフィトが、この発 明のプレートのための材料として用いられてもよい。アルミニウムまたはコーテ ィングされたアルミニウムはまた、特に、下ですぐ論じるプラズマエツチングさ れたりアクタ−のために用いられてもよい。

ウェーハはプレートに軟っているので、ビンによって固定されようとキャビティ によって固定されようと、プラズマ技術はまた、この発明に容易に適用可能であ る。プラズマ］−ネルギは、基本セルのいかなる構成で用いられてもよく、プレ ートを電極または接地点にすることによってＣ■Ｄプロセスを高める。近接して いるプレートは、直流または交流の態様で、逆極性で充電されてもよく、２つの 面しているプレート間にプラズマを生じさせる。

他の配置は、１つの極性の電極および逆極性の別々の電極として」二で論じた構 成で、プレー１〜を組合わせることを含む。そのような別々の電極は、プレート によって形成されるキＩＦリアのまわりに位置決めされ、またはキャリアの周辺 に別々に位置決めされ、または各テーバの付いた基本はルの空間内に位置決めさ れてもよいだろう。

この発明のため、多数のウェーハは、１つのプラズマ強化ＣＶ　ｌ）ステップで 処理されることができる。ウェーハの均一な加熱および各基本キャリアセルを介 するプロセスガスフローのため、材料は、ウェーハ」二に均一に析出される。

さらに、プラズマは、プレートによって運ばれるウェーハをエツチングするため に用いられてもよい。プロセスガスおよびプレー１−材料を適当に選択すること によって、かつ電圧をキャリアプレートにかけることによって、材料はウ−［− ハから除去される。温度の均一性およびテーパの付いた基本セルを介するガスの 加速のため、ウェーハの均一なプラズマエツチングが可能である。

上述の発明を、明瞭にするためかつ理解のために、図解Ｊ３よび例によって詳細 に説明してきたが、いくつかの変更および修正が添付の請求の範囲の範囲内で実 行されてもよいことは明らかであろう。

Ｆ／θ−五 ＦＩＧ、−２０゜ Ｆ／（３ｉＢ 国際調査報告

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. １．リアクターを処理する半導体ウェーハのためのキャリアであって、 一直線に交差している２つの平行でない平面で配向される１対の表面を備え、各 表面は、化学反応を伴なう気相成長処理のために前記表面に対して半導体サブス トレートを保持する手段を有する、キャリア。
2. ２．前記表面は、前記平面が、前記交差している線に対して正しい角度でセット される第３平面、および前記２つの平行でない平面の角度として規定される角度 αで交差するように配向される、請求の範囲第１項記載のキャリア。
3. ３．前記表面は、前記交差している線が垂直方向から角度βを形成するように配 向される、請求の範囲第２項記載のキャリア。
4. ４．前記表面は、少なくとも０．１インチだけ互いに分離される、請求の範囲第 ２項記載のキャリア。
5. ５．前記表面は、実質的に前記交差している線の方へのかつそれに垂直な方向に プロセスガスフローを受ける、請求の範囲第２項記載のキャリア。
6. ６．前記半導体ウェーハ処理リアクターは、化学反応を伴なう気相成長リアクタ ーを含む、請求の範囲第１項記載のキャリア。
7. ７．前記半導体ウェーハ処理リアクターは、プラズマエッチングリアクターを含 む、請求の範囲第１項記載のキャリア。
8. ８．半導体ウェーハ処理リアクターのためのキャリアであって、前記キャリアは 、複数のセルを備え、各セルは、それにサブストレートを取付ける手段を有する 、１対の相互に面する平らな表面を備え、前記表面は、開放端部および収束端部 を規定する一直線に交差する２つの平行でない平面で分離され、前記表面は、前 記線に実質的に垂直な方向に、前記収束端部への前記表面間のガスフローのため に、前記開放端部でプロセスガスを受ける、キャリア。
9. ９．前記セルは、頂部上でその開放端部とかつ底部でその収束端部と垂直に配置 され、前記ガスフローの方向は、実質的に頂部から底部に垂直であり、 それによって前記サブストレートは、重力によって前記セルの表面に対して保持 される、請求の範囲第８項記載のキャリア。
10. １０．前記取付手段は、前記表面にキャビティを備える、請求の範囲第９項記載 のキャリア。
11. １１．前記取付手段はピンを備える、請求の範囲第９項記載のキャリア。
12. １２．前記セルは円に配置され、前記セルの前記開放端部は前記円の外部上にあ り、かつ前記収束端部は前記円の内部上にあり、各セルの前記交差している線は 垂直に配向される、請求の範囲第８項記載のキャリア。
13. １３．隣接するセルの隣接する表面は、平行な面を有するプレートを備える、請 求の範囲第１２項記載のキャリア。
14. １４．隣接するセルの隣接する表面は、前記プレートの幅の広い部分が外部に向 かっているくさび形プレートを備える、請求の範囲第１２項記載のキャリア。
15. １５．隣接するセルの隣接する表面は、前記プレートの幅の広い部分が内部へ向 かっているくさび形プレートを備える、請求の範囲第１２項記載のキャリア。
16. １６．前記取付手段はピンを備える、請求の範囲第１２項記載のキャリア。
17. １７．前記表面は、少なくとも０．１インチだけ分離される、請求の範囲第１２ 項記載のキャリア。
18. １８．前記セルは、各セルの前記交差している線が垂直に関して角度βを形成す るように傾斜され、それによって前記サブストレートは重力によって前記表面に 対して保持される、請求の範囲第１２項記載のキャリア。
19. １９．各セルの前記表面は、前記交差している線に関して角度αを形成し、角度 αは、１°−６０°の範囲にあり、かつ角度βは、０°−９０°の範囲にある、 請求の範囲第１８項に記載のキャリア。
20. ２０．中央のまわりで円に配置される複数のセルを有するキャリアを備え、各セ ルは、それにサブストレートを取付ける手段を有する１対の対向する平らな表面 を有し、前記表面は、前記交差している線に関して第１の角度αを形成するよう に、一直線に交差している２つの平行でない平面で配向され、前記交差している 線は、垂直に関して第２の角度βを形成し、 １対のガスフロー方向付け装置をさらに備え、第１の方向付け装置は前記キャリ アより下に位置決めされ、かつ第２の方向付け装置は前記キャリアより上に位置 決めされ、前記キャリアを介するガスフローを維持し、前記キャリアの周辺のま わりにガスを導入するインレット手段、および 前記複数のキャリアセルの前記中央からガスを除去する排気手段をさらに備え、 それによってガスは、前記交差している線に実質的に垂直な方向に各セルを介し て流れる、化学反応を伴なう気相成長リアクター。
21. ２１．前記第１および第２フロー方向付け装置は、それらの軸が前記キャリアの 中央を貫通する実質的に平行な円錐形の表面を備える、請求の範囲第２０項記載 のリアクター。
22. ２２．前記第１ガスフロー方向付け装置より下に位置決めされる第１加熱手段、 および前記第２ガスフロー方向付け装置より上に位置決めされる第２加熱手段を さらに備え、それによって前記キャリアセルの前記サブストレートは実質的に均 一に加熱される、請求の範囲第１２項記載のリアクター。
23. ２３．前記キャリアの周辺のまわりに位置決めされ、前記キャリアを放射して加 熱する第３加熱手段をさらに備える、請求の範囲第２２項記載のリアクター。
24. ２４．前記キャリアは、前記リアクターが動作しているとき、前記インレット手 段に関して回転する、請求の範囲第２０項記載のリアクター。
25. ２５．前記キャリアセルの表面は、前記第１ガスフロー方向付け装置上にあり、 前記第１ガスフロー方向付け装置は、前記リアクターが動作しているとき、駆動 手段によって回転される、請求の範囲第２４項記載のリアクター。
26. ２６．前記キャリア表面は除去可能なプレートを備える、請求の範囲第２０項記 載のリアクター。
27. ２７．前記取付手段は、前記プレートにポケットまたはピンを備える、請求の範 囲第２６項記載のリアクター。
28. ２８．２つの隣接するセルの隣接している表面は、固体の構成の単一のプレート を備える、請求の範囲第２７項記載のリアクター。
29. ２９．２つの隣接するセルの隣接している表面は、中空の構成の単一のプレート を備える、請求の範囲第２７項記載のリアクター。
30. ３０．２つの隣接するセルの隣接している表面は、２つの別々のプレートを備え る、請求の範囲第２７項記載のリアクター。
31. ３１．中央のまわりで円に配置される複数のセルを有するキャリアを備え、各セ ルは、それにサブストレートを取付ける手段を有する１対の対向する平らな表面 を有し、２つの平行でない平面で配向される前記表面は、前記交差している線に 関して第１の角度αを形成するように一直線に交差し、前記交差している線は、 垂直に関して第２の角度βを形成し、 １対のガスフロー方向付け装置をさらに備え、第１の方向付け装置は前記キャリ アより下に位置決めされ、かつ第２の方向付け装置は前記キャリアより上に位置 決めされ、前記キャリアを介するガスフローを維持し、前記キャリアの周辺のま わりにガスを導入するインレット手段、および 前記複数のキャリアセルの前記中央からガスを除去する排気手段をさらに備え、 それによってガスは、前記交差している線に実質的に垂直な方向に各セルを介し て流れる、半導体ウェーハ処理リアクター。