專利名稱：產(chǎn)生氣體等離子體的方法和裝置及制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用用于制造半導(dǎo)體器件的氣體組合物產(chǎn)生等離子體；特別涉及使用遠(yuǎn)程工藝產(chǎn)生等離子體的方法和裝置、產(chǎn)生等離子體以腐蝕層的氣體組合物、以及使用氣體組合物制造半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
近來，半導(dǎo)體器件快速發(fā)展以滿足消費者的各種要求和信息處理器件的發(fā)展。半導(dǎo)體器件需要具有高工作速度和大存儲容量。因而，半導(dǎo)體器件應(yīng)該采用0.15μm以下的設(shè)計規(guī)則高度集成。由此，半導(dǎo)體制造工藝發(fā)展為在顯微機械加工技術(shù)工藝中使用等離子體。
根據(jù)等離子體的類型，產(chǎn)生等離子體的工藝分為原位工藝和遠(yuǎn)程工藝。原位工藝在制造半導(dǎo)體器件的室中產(chǎn)生等離子體。另一方面，等離子體在室外產(chǎn)生之后，遠(yuǎn)程工藝將等離子體引入到室內(nèi)。采用原位工藝，由于等離子體直接在室內(nèi)產(chǎn)生，會損傷設(shè)置在室中的襯底和室的內(nèi)部。因此，在近來的半導(dǎo)體制造工藝中更多使用遠(yuǎn)程工藝。
遠(yuǎn)程工藝產(chǎn)生等離子體的方法和裝置的例子公開在韓國專利公開No.1998-79855、韓國專利公開No.2001-49697、U.S.專利No.5,458,754(授予Sathrum等人)、U.S.專利No.6,263,830(授予Kamarehi等人)、日本特許專利公開No.6-293980以及日本特許專利公開No.8-323873中。
美國專利No.5,458,754公開了利用磁場產(chǎn)生等離子體的方法。美國專利No.6,263,830公開了通過施加微波產(chǎn)生等離子體的方法。無論是采用磁場還是微波，當(dāng)產(chǎn)生等離子體時通過控制等離子體的運動可以提高等離子體的產(chǎn)生效率。


圖1示出了通過使用磁場的常規(guī)遠(yuǎn)程工藝產(chǎn)生等離子體的裝置示意圖。
參考圖1，等離子體產(chǎn)生裝置1具有氣體在其中流動的管11。在流動源氣的那部分管11處，管11被分為第一分支管11a和第二分支管11b。在排出等離子體氣體的那部分管11處，第一和第二分支管11a和11b合并在一起。源氣穿過兩個路徑P1和P2，并轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂械入x子體狀態(tài)的氣體。
等離子體產(chǎn)生裝置1包括產(chǎn)生磁場以將氣體轉(zhuǎn)變成等離子體的磁場產(chǎn)生部件13。將磁場產(chǎn)生部件13設(shè)置得環(huán)繞第一分支管11a，但也可以設(shè)置得環(huán)繞第二分支管11b。
電源15產(chǎn)生方波高頻交流電以產(chǎn)生電場和磁場將氣體轉(zhuǎn)變成等離子體。連接到電源15的電線設(shè)置成線圈以圍繞磁場產(chǎn)生部件13。
當(dāng)施加由電源15產(chǎn)生的高頻交流電穿過磁場產(chǎn)生部件13時，能量提供到管11中的氣體粒子，由此產(chǎn)生等離子體。
在以上介紹的常規(guī)的等離子體產(chǎn)生裝置1中，由磁場產(chǎn)生部件13的磁芯部分(設(shè)置有線圈的部分)感應(yīng)的能量轉(zhuǎn)移到管11的第一分支管11a。感應(yīng)電場在路徑P1形成。路徑P2用做次級繞組。
氣體穿過兩個路徑P1和P2。由電源15直接產(chǎn)生的電場施加到兩個路徑P1和P2中的一個路徑P1，同時電源15的電場通過線圈感應(yīng)的感應(yīng)電場施加到另一路徑P2。由此，一些能量轉(zhuǎn)移到第二分支管11b中的氣體。
當(dāng)利用感應(yīng)電場時，由于能量損耗，能量不能充分地提供到氣體粒子。由此，等離子體的產(chǎn)生效率降低。要增加等離子體的產(chǎn)生效率，在等離子體產(chǎn)生裝置中可以使用大量的氣體。然而，當(dāng)?shù)入x子體產(chǎn)生裝置消耗大量的氣體時，制造成本會顯著增加。
雖然經(jīng)常使用全氟化碳基的氣體制造半導(dǎo)體器件并且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但全氟化碳基的氣體是一種能增加溫室效應(yīng)的氣體。因此，當(dāng)采用全氟化碳基的氣體制造半導(dǎo)體器件時，應(yīng)減少全氟化碳基的氣體的消耗量。現(xiàn)已開發(fā)了對半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)率沒有任何影響的各種方法以便減少全氟化碳基的氣體的消耗量。一個例子是利用NF3氣體產(chǎn)生等離子體在清潔半導(dǎo)體器件的工藝期間形成氟基。然而NF3氣體很昂貴，所以會增加半導(dǎo)體器件的制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
在示例性實施例中，本發(fā)明涉及產(chǎn)生等離子體的方法，當(dāng)通過遠(yuǎn)程工藝產(chǎn)生等離子體時，提高了等離子體的產(chǎn)生效率。
在另一示例性實施例中，本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生等離子體的裝置，可使用于以上提到的產(chǎn)生等離子體的方法。
在又一示例性實施例中，本發(fā)明涉及一種用于腐蝕層的氣體組合物，能用于產(chǎn)生等離子體。
在再一示例性實施例中，本發(fā)明涉及一種使用氣體組合物制造半導(dǎo)體器件的方法。
在另一示例性實施例中，本發(fā)明涉及一種了等離子體產(chǎn)生方法，其中形成具有軸的主磁場之后，形成平行于或基本上平行于軸的輔助磁場。提供電能以便沿主和輔助磁場之間的路徑施加高頻交流電。氣體沿電流的路徑流動以便氣體轉(zhuǎn)變成等離子體狀態(tài)。
在又一示例性實施例中，形成具有軸的主磁場之后，氣體沿垂直于或基本上垂直于軸的第一方向在磁場中流動。電場沿與第一方向不同的第二方向作用到氣體，以便由氣體產(chǎn)生等離子體。
本發(fā)明的另一示例性實施例涉及一種產(chǎn)生具有磁場產(chǎn)生器(means)的裝置，以及等離子體產(chǎn)生器。磁場產(chǎn)生器產(chǎn)生具有軸的主磁場，和平行于軸的的輔助磁場。等離子體產(chǎn)生器通過使氣體在主和輔助磁場之間的區(qū)域中流動由氣體產(chǎn)生等離子體。等離子體產(chǎn)生器沿平行于或基本上平行于氣體流動路徑的路徑施加高頻交流電。
在另一示例性實施例中，本發(fā)明涉及產(chǎn)生等離子體的氣體組合物，包括C3F8氣體、氧氣以及氬氣。
在又一示例性實施例中，本發(fā)明涉及使用遠(yuǎn)程等離子體工藝使用由C3F8氣體、氧氣以及氬氣的混合物產(chǎn)生的氣體等離子體腐蝕器件的方法。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，使用主和輔助磁場可以有效地控制氣體等離子體的運動。此外，由于可以沿與氣體的流動路徑相同或基本上相同的路徑施加高頻交流電，因此可以加速電離氣體的自由電子，因此可以有效地提高等離子體的產(chǎn)生效率。此外，用于產(chǎn)生等離子體的氣體組合物很便宜，使用一定量的氣體組合物可以增加等離子體的產(chǎn)生效率，降低半導(dǎo)體器件的制造成本。
附圖簡介通過參考附圖詳細(xì)地介紹示例性實施例，本發(fā)明的示例性實施例的以上和其它優(yōu)點將變得更顯而易見，其中
圖1示出了利用常規(guī)的遠(yuǎn)程等離子體工藝產(chǎn)生等離子體的裝置的示意圖；圖2示出了在本發(fā)明的示例性實施例中使用的主和輔助磁場的圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例產(chǎn)生等離子體的裝置的示意圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例在等離子體產(chǎn)生部件中產(chǎn)生等離子體的示意性剖面圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例在等離子體產(chǎn)生部件中粒子運動的曲線圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例產(chǎn)生等離子體的裝置的透視圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例產(chǎn)生等離子體的裝置的透視圖；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例產(chǎn)生等離子體的裝置的示意透視圖；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例制造半導(dǎo)體器件的裝置的方框圖；圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的腐蝕裝置的示意性剖面圖；圖11示出了圖10的噴頭的另一示例性實施例的示意透視圖；圖12示出了通過使用根據(jù)比較例1的氣體等離子體反應(yīng)副產(chǎn)品的測量結(jié)果的曲線；圖13示出了通過使用根據(jù)比較例2的氣體等離子體反應(yīng)副產(chǎn)品的測量結(jié)果的曲線；圖14示出了在圖1所示的示例性等離子體產(chǎn)生裝置中NF3氣體的分解速率與流速的曲線圖；以及圖15示出了在圖3所示的示例性等離子體產(chǎn)生裝置中NF3氣體的分解速率與流速的曲線圖。
具體實施例方式
下面參考附圖詳細(xì)地介紹本發(fā)明的示例性實施例。在附圖中，類似的參考數(shù)字標(biāo)示類似或相同的元件。
產(chǎn)生等離子體的方法和裝置圖2示出了在本發(fā)明的示例性實施例中使用的主和輔助磁場的示意圖。通過一個或多個磁場產(chǎn)生部件產(chǎn)生主和輔助電場。
參考圖2，主磁場產(chǎn)生部件20產(chǎn)生沿主磁場產(chǎn)生部件20的軸21(例如，X軸方向)形成的主磁場23。平行或基本上平行于主磁場產(chǎn)生部件20設(shè)置第一和第二輔助磁場產(chǎn)生部件20a和20b。主磁場產(chǎn)生部件20設(shè)置在第一和第二輔助磁場產(chǎn)生部件20a和20b之間。第一和第二輔助磁場產(chǎn)生部件20a和20b分別產(chǎn)生輔助磁場25。形成的輔助磁場25平行或基本上平行于主磁場產(chǎn)生部件20的軸21。由此輔助磁場25平行或基本上平行于主磁場23。
在主和輔助磁場23和25之間產(chǎn)生排斥力，以便分別在主磁場產(chǎn)生部件20與第一和第二輔助磁場產(chǎn)生部件20a和20b之間的空間中沿軸21增加磁通量的密度。
相對于主磁場23對稱地形成輔助磁場25。如圖2所示，盡管通過利用第一和第二輔助磁場產(chǎn)生部件20a和20b能夠產(chǎn)生輔助磁場25，但可以采用兩對輔助磁場產(chǎn)生部件產(chǎn)生輔助磁場。此外，可以根據(jù)需要采用三對或更多對的輔助磁場產(chǎn)生部件產(chǎn)生輔助磁場?？梢允褂靡粚騼蓪o助磁場產(chǎn)生部件產(chǎn)生與主磁場對稱的輔助磁場。
在Z軸方向中主和輔助磁場23和25之間產(chǎn)生次級電場。氣體在主和輔助磁場23和25之間流動，然后朝Z軸方向中的次級電場流動。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例產(chǎn)生等離子體的裝置的示意圖。
參考圖3，等離子體產(chǎn)生裝置4具有磁場產(chǎn)生元件41。磁場產(chǎn)生元件41包括主磁場產(chǎn)生部件41a和一對輔助磁場產(chǎn)生部件41b和41c。主磁場產(chǎn)生部件41a產(chǎn)生沿磁場產(chǎn)生元件41的軸形成的主磁場，輔助磁場產(chǎn)生部件41b和41c產(chǎn)生平行于或基本平行于主磁場的輔助磁場。
磁場產(chǎn)生元件41包括如鐵氧體的永久磁鐵材料。此外，磁場產(chǎn)生元件41可以包括電磁鐵。也可以使用如鐵氧體的永久磁鐵材料產(chǎn)生主和輔助磁場。鐵氧體通常具有頻率范圍在約幾十到500KHz頻率范圍中的高導(dǎo)磁率。電源45提供了具有約350KHz到13.56MHz的低頻和約1.5到10KW的大功率的正弦波電流。在示例性實施例中，電源45提供功率約6到8KW的約400KHz的正弦波電流，以便有利地分解如C3F8的氟化碳?xì)怏w。
等離子體產(chǎn)生裝置4還包括等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件43，以及電源45。等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件43具有線圈形以環(huán)繞主磁場產(chǎn)生部件41a。大功率電流從電源45施加到等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件43。如圖3所示，等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件43穿過主和輔助磁場產(chǎn)生部件41a、41b和41c之間具有高磁通密度的區(qū)域。等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件43的壓力約500mTorr到8Torr，在示例性實施例中，壓力為1到2Torr。
在示例性實施例中，由于電源45為高功率電源，在等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件43的低壓下氣體能被有利地分解，根據(jù)等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件43的形狀，由氣體引起的等離子體具有高密度。
在圖3的等離子體產(chǎn)生裝置4中，大功率電流直接施加到等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件43，以便在等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件43中產(chǎn)生電場。由此，等離子體產(chǎn)生裝置4與圖1所示的通過磁場產(chǎn)生部件13來引入管11中產(chǎn)生的電場的常規(guī)等離子體產(chǎn)生裝置1不同。
由于雙繞組變壓器的效率比單繞組變壓器的效率低約百分之30到50，因此本發(fā)明的示例性實施例采用了單繞組變壓器代替雙繞組變壓器構(gòu)成等離子體產(chǎn)生裝置4的原理。因此，本發(fā)明的示例性實施例的等離子體產(chǎn)生裝置4提高了效率。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例在等離子體產(chǎn)生部件中產(chǎn)生等離子體的示意性剖面圖。參考圖4，通過電源45提供的大功率電流在等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件43中產(chǎn)生初級(primary)電場48a。此外，通過圖3中分別介紹的主和輔助磁場產(chǎn)生部件41a、41b和41c，在等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件43中產(chǎn)生次級電場48b。在等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件43中，初級電場48a基本垂直于次級電場48b。
通過相互垂直或基本上垂直的初級和次級電場48a和48b，在等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件43中產(chǎn)生自由基氛(radical atmosphere)使粒子具有圖4所示的螺旋加速度49。
圖5包括根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的等離子體產(chǎn)生部件中粒子運動的曲線49b。在圖5中，垂直軸表示粒子的速度V，水平軸表示時間。參考圖5，粒子被初級和次級電場48a和48b加速，然后沿氣體的移動方向螺旋地前進。
參考圖3，等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件43包括主和輔助磁場產(chǎn)生部件41a、41b和41c之間區(qū)域中的導(dǎo)電管42，由于施加的圖4中介紹的電場48a和48b，將穿過的氣體轉(zhuǎn)變成等離子體相(或狀態(tài))。
導(dǎo)電管42包括如鋁或鋁合金的導(dǎo)電金屬。當(dāng)大功率電流施加到導(dǎo)電管42的兩端，大功率電流穿過主和輔助磁場產(chǎn)生部件41a、41b和41c之間的區(qū)域，并穿過主和輔助磁場產(chǎn)生部件41a、41b和41c之間具有高磁通密度的區(qū)域。穿過具有高磁通密度的區(qū)域的大功率電流垂直或基本上垂直于正磁場流過，正磁場通過主和輔助磁場產(chǎn)生部件41a、41b和41c形成。因此，在等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件43中產(chǎn)生電場，電離流過其中的氣體，由此形成等離子體。如圖3所示，導(dǎo)電管42具有線圈形以環(huán)繞主磁場產(chǎn)生部件41a，由此導(dǎo)電管42中流態(tài)化氣體具有線圈形流動路徑。穿過導(dǎo)電管的電流以及在導(dǎo)電管42中流動的氣體在相同或基本上相同的方向中流動。由于施加的電流為正弦波高頻交流電，因此相對于氣體流動的方向在正向和反向中施加電流。
氣體提供管42a連接到導(dǎo)電管42的一端，其中氣體由磁場區(qū)域外的氣體源(未示出)提供。氣體由氣體提供管42a提供到導(dǎo)電管42。此外，等離子體排氣管42b連接到導(dǎo)電管42的另一端以排出等離子體。等離子體在導(dǎo)電管42中形成，在一個示例性實施例中，由等離子體排氣管42b提供到磁場區(qū)外的半導(dǎo)體器件(未示出)。
一個管聯(lián)結(jié)部件44a將氣體提供管42a連接到導(dǎo)電管42，另一管聯(lián)結(jié)部件44b將等離子體排氣管42b連接到導(dǎo)電管42。管聯(lián)結(jié)部件44a和44b包括絕緣材料(例如，塑料或絕緣陶瓷)。由此，可以阻止流過導(dǎo)電管42的電流從氣體提供管42a和等離子體排氣管42b泄漏。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例產(chǎn)生等離子體的裝置的透視圖。
參考圖6，主磁場產(chǎn)生部件50a設(shè)置在等離子體產(chǎn)生裝置50的中心。沿等離子體產(chǎn)生裝置50的軸設(shè)置主磁場產(chǎn)生部件50a。相對于主磁場產(chǎn)生部件50a基本上對稱地設(shè)置一對輔助磁場產(chǎn)生部件50b和50c。平行或基本上平行于主磁場產(chǎn)生部件50a的軸設(shè)置輔助磁場產(chǎn)生部件50b和50c。由于平行或基本上平行于主磁場產(chǎn)生部件50a的軸設(shè)置輔助磁場產(chǎn)生部件50b和50c，因此可以增強與主磁場產(chǎn)生部件50a相鄰的磁場的磁通量。
設(shè)置等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件51以螺旋流動的路徑環(huán)繞主磁場產(chǎn)生部件50a，在主和輔助磁場產(chǎn)生部件50a、50b和50c產(chǎn)生的磁場中設(shè)置等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件51。
主和輔助磁場產(chǎn)生部件50a、50b和50c產(chǎn)生靜態(tài)磁場，即，沿主磁場產(chǎn)生部件50a的軸形成主磁場，輔助磁場產(chǎn)生部件50b和50c產(chǎn)生一對平行于主磁場產(chǎn)生部件50a的軸的輔助磁場。
電源55連接到等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件51的一個端部，用于施加大功率電流。大功率電流直接施加到等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件51，由此電場直接在等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件51中產(chǎn)生。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例產(chǎn)生等離子體的裝置的透視圖。
參考圖7，沿等離子體產(chǎn)生裝置60的軸設(shè)置主磁場產(chǎn)生部件60a。相對于主磁場產(chǎn)生部件60a對稱地設(shè)置輔助磁場產(chǎn)生部件60b、60c、60d以及60e。由此，距主磁場產(chǎn)生部件60a的中心約90°地設(shè)置輔助磁場產(chǎn)生部件60b、60c、60d以及60e。此外，平行或基本上平行于主磁場產(chǎn)生部件60a的軸設(shè)置輔助磁場產(chǎn)生部件60b、60c、60d以及60e。
設(shè)置等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件61以螺旋流動的路徑環(huán)繞主磁場產(chǎn)生部件60a。設(shè)置等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件61穿過主和輔助磁場產(chǎn)生部件60a、60b、60c、60d以及60e之間具有高磁通密度的區(qū)域。當(dāng)形成氣體等離子體時，主磁場產(chǎn)生部件60a產(chǎn)生沿主磁場產(chǎn)生部件60a的軸形成的主磁場，輔助磁場產(chǎn)生部件60b、60c、60d以及60e分別平行或基本上平行于主磁場產(chǎn)生部件60a的軸產(chǎn)生輔助磁場。
如圖6和7所示，輔助磁場平行或基本上平行于主磁場產(chǎn)生部件。輔助磁場產(chǎn)生部件的數(shù)量可以確定為主和輔助磁場產(chǎn)生部件之間的磁通密度的函數(shù)。
在圖6和7所示的等離子體產(chǎn)生裝置中，氣體沿等同或基本上等同于電源提供的高頻電流的路徑流動。具體地，氣體在施加有大功率電流的管中流動，以便氣體沿對應(yīng)于施加的高頻電流的路徑穿過。通過與穿過大功率電流產(chǎn)生的電場加速的自由電子碰撞，氣體被電離。
由于主和輔助磁場產(chǎn)生部件，磁通密度沿主磁場產(chǎn)生部件的軸閉合。由此，大多數(shù)的氣體等離子體沿主磁場產(chǎn)生部件的軸移動。此外，由于利用了單繞組變壓器的原理，電場由大功率電流直接產(chǎn)生，等離子體的產(chǎn)生效率提高。最后，使用本發(fā)明的示例性實施例，產(chǎn)生等離子體時間可以縮短在約3秒鐘內(nèi)。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例產(chǎn)生等離子體的裝置的示意透視圖。
參考圖8，沿等離子體產(chǎn)生裝置70的軸設(shè)置主磁場產(chǎn)生部件70a，平行或基本上平行于主磁場產(chǎn)生部件70a的軸設(shè)置輔助磁場產(chǎn)生部件70b。在本發(fā)明的示例性實施例中，使用線圈繞在永久磁鐵周圍的電磁鐵，即，主和輔助磁場產(chǎn)生部件70a和70b包括用作磁力線通路的鐵芯。設(shè)置線圈76以圍繞主磁場產(chǎn)生部件70a。射頻(RF)發(fā)生器75連接到線圈76，將高功率和低頻交流電提供到線圈76。平行于或基本上平行于主磁場產(chǎn)生部件70a產(chǎn)生電磁場，通過輔助磁場產(chǎn)生部件70b產(chǎn)生感應(yīng)磁場。
等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件71包括導(dǎo)電管，并包圍了主磁場產(chǎn)生部件70a。此外，等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件71具有部分開口的環(huán)形，穿過主和輔助磁場產(chǎn)生部件70a和70b之間的區(qū)域，包括穿過具有高磁通密度的區(qū)域。
如圖8所示，等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件71具有部分開口的環(huán)形。與圖3中的管聯(lián)結(jié)部件44a和44b類似的管聯(lián)結(jié)部件72設(shè)置在部分開口的環(huán)的兩端之間。管聯(lián)結(jié)部件72包括絕緣材料(例如，塑料或絕緣陶瓷)。由此，電流沿等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件71順時針或逆時針流動。在相對于氣體流動方向的正向或反向中，平行于或基本上平行于氣體的流動方向提供電流。由此，電流產(chǎn)生電場以便將流動的氣體轉(zhuǎn)變成等離子體。
具有開口環(huán)形的等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件71的一端通過第一電線77連接到環(huán)繞主磁場產(chǎn)生部件70a的線圈76。等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件71的另一端通過第二電線78接地。氣體入口71a形成在等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件71的上部，氣體出口71b從等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件71的橫向部分延伸出。
在示例性實施例的等離子體產(chǎn)生裝置70中，電源75的大功率電流主要作用到主磁場產(chǎn)生部件70a，形成主和輔助磁場。高頻交流電也作用到等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件71，由此在等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件71中產(chǎn)生電場。
由此，通過氣體入口71a注入產(chǎn)生等離子體的氣體。通過磁場，主和輔助磁場產(chǎn)生部件70a和70b產(chǎn)生的次級電場，以及通過等離子體產(chǎn)生和氣體流動部件71產(chǎn)生的初級電場將通過磁場的氣體轉(zhuǎn)變成等離子體狀態(tài)。
對于圖7中所示的示例性實施例，平行于或基本上平行于大功率電流的施加路徑流動氣體，并且氣體被電離產(chǎn)生等離子體。如這里所述，氣體與通過大功率電流產(chǎn)生的自由電子碰撞，并在電場中加速以電離氣體。
制造半導(dǎo)體器件的示例件方法和裝置下面，介紹利用通過以上介紹的遠(yuǎn)程方法產(chǎn)生的等離子體制造半導(dǎo)體器件的示例性方法。
參考圖3、6和7，沿主磁場產(chǎn)生部件的軸產(chǎn)生主磁場，平行于或基本上平行于軸形成輔助磁場。設(shè)置導(dǎo)電管以螺旋地環(huán)繞軸。當(dāng)高頻電流施加到導(dǎo)電管時，沿主和輔助磁場之間的路徑提供大功率電流。通過大功率電流產(chǎn)生感應(yīng)磁場和感應(yīng)電場。
氣體流過導(dǎo)電管，包括流過主和輔助磁場之間的區(qū)域。通過感應(yīng)磁場和感應(yīng)電場由氣體產(chǎn)生氣體等離子體。在示例性實施例中，氣體包括氟原子。氣體的例子包括NF3或CxFy氣體(其中x＞0并且y＞0)。此外CxFy氣體能夠包括CF4、C3F6或C3F8，在示例性實施例中，CxFy氣體為C3F8。
等離子體提供到進行半導(dǎo)體器件制造工藝的室內(nèi)。室與等離子體產(chǎn)生裝置隔開。由此，通過設(shè)置在導(dǎo)電管端部的等離子體排氣管(如圖3、5和7所示)，將氣體等離子體提供到室內(nèi)。
通過使用提供到室內(nèi)用于半導(dǎo)體器件制造方法的等離子體，可以在室內(nèi)進行腐蝕工藝、膜淀積工藝或清潔工藝。然而，使用等離子體可以在室內(nèi)進行制造半導(dǎo)體器件的其它工藝。
當(dāng)通過以上介紹的示例性方法產(chǎn)生氣體等離子體并用于制造半導(dǎo)體器件時，可以提高半導(dǎo)體制造工藝的生產(chǎn)率。由于可以使用低價的CxFy氣體(例如，C3F8)形成等離子體，因此可以減少半導(dǎo)體器件的制造成本。
當(dāng)使用NF3氣體產(chǎn)生等離子體時，使用運載氣體(例如氬氣)傳送用于以低功率運轉(zhuǎn)室的等離子體。必須以與NF3氣體相同的數(shù)量制備氬氣。然而，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，當(dāng)以約三分之一的NF3氣體量添加氬氣時，可以獲得高的等離子體產(chǎn)生效率。因此，可以提高制造工藝的效率，可以縮短等離子體的點火時間(ignition time)。
下面參考附圖進一步介紹半導(dǎo)體器件的示例性制造方法。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例制造半導(dǎo)體器件的裝置的方框圖。
參考圖9，制造半導(dǎo)體器件的裝置80具有提供氣體的氣體源81。在示例性實施例中，氣體包括氟原子，例如，NF3氣體或CxFy(其中x＞0并且y＞0)?？梢愿鶕?jù)制造半導(dǎo)體器件使用的工藝適當(dāng)?shù)剡x擇氣體。
圖3、6和7所示的等離子體產(chǎn)生裝置83連接到氣體源81。氣體源81通過氣體提供管(例如參考圖3)連接到等離子體產(chǎn)生部件83。
等離子體產(chǎn)生裝置83包括主磁場產(chǎn)生部件，用于沿主磁場產(chǎn)生部件的軸主要地產(chǎn)生主磁場。此外，等離子體產(chǎn)生裝置83具有至少一個輔助磁場產(chǎn)生部件，用于產(chǎn)生平行于軸的輔助磁場，由此主磁場的磁通密度沿軸增加。等離子體產(chǎn)生裝置83還具有包括導(dǎo)電材料的導(dǎo)電管。導(dǎo)電管穿過沿軸形成的主磁場。
通過氣體提供管提供的氣體穿過導(dǎo)電管。當(dāng)大功率電流施加到導(dǎo)電管，氣體轉(zhuǎn)變成等離子體85。由此，如這里參考各種實施例及將氣體轉(zhuǎn)變成等離子體85的各種方法介紹的等離子體產(chǎn)生裝置83工作。
由氣體產(chǎn)生的等離子體85(下文經(jīng)常稱作氣體等離子體)提供到處理室87內(nèi)。處理室87用作腐蝕形成在襯底上的膜的腐蝕室，或者在襯底上形成膜的淀積室。
當(dāng)進行形成半導(dǎo)體器件的工藝時，真空泵89能夠被連接到處理室87，以便在處理室87中產(chǎn)生真空。真空泵89也排出處理室87中剩余的反應(yīng)副產(chǎn)品。
等離子體產(chǎn)生裝置83通過圖3所示的等離子體排氣管連接到處理室87。如上所述，通過遠(yuǎn)程法等離子體提供到處理室87內(nèi)。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例腐蝕裝置的示意性剖面圖。
參考圖10，腐蝕裝置100具有遠(yuǎn)程型等離子體產(chǎn)生裝置101。等離子體產(chǎn)生裝置101的示例性實施例顯示在圖3、6和7中。腐蝕裝置100還包括腐蝕室103以及在腐蝕室103中產(chǎn)生真空的真空泵105。
包括氟的氣體，例如NF3氣體或CxFy(其中x＞0并且y＞0)提供到等離子體產(chǎn)生裝置101內(nèi)。氣體的壓力約500mTorr到8Torr，在示例性實施例中，氣體具有約1到2Torr的相對較低的壓力。等離子體產(chǎn)生裝置101通過電離氣體產(chǎn)生包括氟(F)基的等離子體。具有頻率約350KHz到13.56MHz功率為1.5到10KW的正弦波交流電提供到等離子體產(chǎn)生室101。在示例性實施例中，具有較低頻率約400KHz功率約6到8KW的正弦波交流電提供到等離子體產(chǎn)生裝置。由此，有效地加速了等離子體產(chǎn)生裝置101的氣體流動部分中存在的自由電子。加速的自由電子與等離子體產(chǎn)生裝置101的氣體流動部分中的氣體碰撞，以便氣體轉(zhuǎn)變成等離子體。由此，產(chǎn)生包括氟基的等離子體。等離子體產(chǎn)生裝置101的磁場產(chǎn)生部件有效地控制了等離子體的運動。
包括氟基的等離子體提供到腐蝕室103內(nèi)。噴頭102安裝在腐蝕室103內(nèi)，用于噴射氣體等離子體。穿過噴頭102形成多個噴射孔102a和102b。為了均勻地噴射等離子體，示例性實施例中的噴射孔102a和102b分別設(shè)置在腐蝕室103的入口和出口。
圖11示出了圖10的噴頭的另一示例性實施例的示意透視圖。
參考圖11，噴頭102包括以一定間隔設(shè)置的四個噴射孔102a、102b、102c以及102d。利用噴射孔102a、102b、102c以及102d，氣體等離子體均勻地施加到要腐蝕的晶片邊緣部分，同時通過側(cè)流方法可以提高氣體等離子體的腐蝕效率。
雖然穿過圖11中的噴頭102形成了四個噴射孔102a、102b、102c以及102d，然而本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該理解可以根據(jù)需要改變噴射孔的數(shù)量。由此，靠近腐蝕室的入口和出口可以形成兩個噴射孔，或者穿過噴頭可以設(shè)置多于四個噴射孔。
參考圖10，當(dāng)氣體等離子體引入到腐蝕室103內(nèi)，氣體等離子體的氟基與形成在襯底W上的材料反應(yīng)，襯底W設(shè)置在吸盤107上。因此，膜(層)形成在襯底W上，通過圖形掩模露出部分膜(層)。氣體等離子體與露出的膜(層)反應(yīng)，由此腐蝕膜(層)。
進行腐蝕工藝之后，清潔腐蝕室103。
從腐蝕室103取出通過腐蝕工藝已處理的襯底W。然后，氣體，例如C3F8的氣體提供到等離子體產(chǎn)生裝置101。等離子體產(chǎn)生裝置101電離C3F8氣體，以產(chǎn)生包括氟基的等離子體。具有約400KHz的低頻的大功率電流以約2,000W的功率提供到等離子體產(chǎn)生裝置101，以便有效地加速等離子體產(chǎn)生部分中存在的自由電子。因此，自由電子與等離子體產(chǎn)生部分中流動的C3F8氣體碰撞。氣體轉(zhuǎn)變成包括氟基的等離子體。
包括氟基的等離子體提供到腐蝕室103內(nèi)。氟基與反應(yīng)副產(chǎn)品反應(yīng)，例如粘附到腐蝕室103內(nèi)部的聚合物，從腐蝕室103的內(nèi)壁除去反應(yīng)副產(chǎn)品。使用真空泵105從腐蝕室103排出反應(yīng)副產(chǎn)品，由此清潔了腐蝕室103。
根據(jù)選擇的氣體和處理室的結(jié)構(gòu)使用制造半導(dǎo)體器件的裝置，包括等離子體產(chǎn)生裝置。
下面介紹根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例產(chǎn)生等離子體的新穎氣體組合物。
用于產(chǎn)生示例性實施例的等離子體的氣體組合物包括C3F8氣體作為一種成分。C3F8氣體被以上介紹的遠(yuǎn)程等離子體產(chǎn)生裝置電離并激活，由此由C3F8氣體產(chǎn)生氟自由基、激活基、陰離子以及陽離子。氟自由基、激活基、陰離子以及陽離子移動進入處理室內(nèi)，并與附著到室內(nèi)壁的殘留物質(zhì)(一般來說，類似氧化硅和氮氧化硅的硅殘留物)化學(xué)地反應(yīng)，由此它們作為氣相副產(chǎn)品排出到外部。
產(chǎn)生的等離子體的氣體組合物可以包括氧氣。當(dāng)使用C3F8氣體僅用于制造半導(dǎo)體器件時，產(chǎn)生碳化合物作為處理副產(chǎn)品。碳化合物會粘附到管或制造裝置的內(nèi)部，所以利用它們與氧氣的反應(yīng)作為二氧化碳除去碳化合物。
根據(jù)以下反應(yīng)方程C3F8氣體和氧氣可以除去氮氧化硅
雖然可以根據(jù)要腐蝕或除去的材料改變以上反應(yīng)方程，但是考慮到以上反應(yīng)方程，通?？梢源_定氧氣的適當(dāng)流速。
當(dāng)氧氣的流速小于2倍的C3F8氣體的流速時，由于碳不能充分地轉(zhuǎn)變成二氧化碳并且碳不會被除去，因此碳化合物的殘留物會不利地存在于室內(nèi)。另一方面，當(dāng)氧氣的流速超過C3F8氣體流速的5倍時，等離子體產(chǎn)生裝置中的氟基的產(chǎn)生不利地減少。因此，氧氣的流速約為C3F8氣體的2到5倍。在示例性實施例中，氧氣的流速約為C3F8氣體的2.5倍到4倍。另一示例性實施例采用了約為C3F8氣體3倍流速的氧氣流速。
產(chǎn)生本發(fā)明的示例性實施例的氣體組合物包括如氬氣的惰性氣體作為運載氣體，以便將C3F8氣體和氧氣提供到室內(nèi)。此時，為了傳送將C3F8氣體和氧氣，示例性實施例中的氬氣具有比C3F8氣體大約3倍到15倍的流速。
例如，C3F8氣體的流速近似為400到800sccm，在另一示例性實施例中約600-700sccm，同時氬氣的流速約1,000到6,000sccm，在又一示例性實施例中約2,000到4,000sccm。此外，氧氣的流速約1,000到3,600sccm，在示例性實施例中約1,400到2,100sccm。然而，根據(jù)以上提到的條件可以采用其它氣體。
通過采用產(chǎn)生等離子體的氣體組合物產(chǎn)生示例的等離子體例1在示例性的實施例中，包括約400sccm流速的C3F8氣體、約1,000sccm流速的氧氣、以及約2,000sccm流速的氬氣的處理氣體引入到圖6所示的遠(yuǎn)程等離子體產(chǎn)生裝置內(nèi)。然后，在約0.7Torr的壓力下，在約5,600瓦的功率下，在等離子體產(chǎn)生裝置中由處理氣體產(chǎn)生等離子體。
例2在另一示例性的實施例中，以約600sccm的流速將包括C3F8氣體的處理氣體引入之后，以約1,800sccm的流速引入氧氣，以約4,000sccm的流速引入氬氣到圖6所示的遠(yuǎn)程等離子體產(chǎn)生裝置內(nèi)。在約1.1Torr的壓力下，在約6,400瓦的功率下，在等離子體產(chǎn)生裝置中由處理氣體產(chǎn)生等離子體。
例3在又一示例性的實施例中，除了壓力約1.5Torr之外，以與例2中相同的方式產(chǎn)生等離子體。
例4在再一示例性的實施例中，除了氬氣的流速約6,000sccm、壓力約3.5Torr以及功率約6,100瓦之外，以與例2中相同的方式產(chǎn)生等離子體。
例5在還一示例性的實施例中，除了氬氣的流速約6,000sccm、壓力約6.5Torr以及功率約6,700瓦之外，以與例2中相同的方式產(chǎn)生等離子體。
比較例在示例性實施例中，包括約1,100sccm流速的NF3氣體、以及約2,000sccm流速的氬氣的處理氣體引入到圖1所示由ASTEX公司制造的遠(yuǎn)程等離子體產(chǎn)生裝置內(nèi)。然后，在約0.8Torr的壓力下，在約3,000瓦的功率下，在等離子體產(chǎn)生裝置中由處理氣體產(chǎn)生等離子體。
腐蝕速率的測量在示例性的實施例中，通過等離子體增強的化學(xué)氣相淀積工藝在襯底(裸晶片)上形成具有約6,000厚度的氮氧化(SiON)。使用根據(jù)例1到5以及圖9中所示的腐蝕裝置中的比較例產(chǎn)生的氣體等離子體腐蝕氮氧化硅之后測量氮氧化硅膜的腐蝕速率。測量的腐蝕速率顯示在表1中。
表1

如表1所示，與使用常規(guī)等離子體裝置的比較例相比，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例使用遠(yuǎn)程等離子體產(chǎn)生裝置的例1到5顯示出相對優(yōu)良的腐蝕速率。特別是，當(dāng)壓力約1Torr，氧氣具有比C3F8氣體大三倍的流速時，可以獲得更理想的腐蝕速率。
清潔測試在示例性實施例中，使用根據(jù)例2和比較例產(chǎn)生的氣體等離子體清潔腐蝕裝置。用通過等離子體增強化學(xué)氣相淀積工藝淀積的具有約600厚度的氮氧化硅膜確定清潔時間。根據(jù)預(yù)定的時間周期用RGA四極質(zhì)譜儀(QMS；其中數(shù)量上測量產(chǎn)生的SiF4被電離)測量與反應(yīng)副產(chǎn)品相關(guān)的清潔結(jié)果。
圖12示出了在示例性實施例中，通過使用根據(jù)比較例的氣體等離子體反應(yīng)副產(chǎn)品的測量結(jié)果的曲線。在另一示例性實施例中，圖13示出了通過使用根據(jù)例2的氣體等離子體反應(yīng)副產(chǎn)品的測量結(jié)果曲線。在圖12和13中，垂直軸表示離子濃度，水平軸表示時間。
在圖12和13中，預(yù)定時間之后，SiF4的峰值顯著減小。當(dāng)SiF4的減小量保持不變時，該點變?yōu)槎它c檢測時間。如圖12所示，在預(yù)定的時間內(nèi)對應(yīng)于清潔副產(chǎn)品的SiF4的峰值保持不變，當(dāng)使用常規(guī)的NF3氣體時SiF4的峰值沒有減小。當(dāng)SiF4的峰值保持預(yù)定時間時，連續(xù)地進行清潔工藝。由此，總的清潔時間約1,410秒。
另一方面，如圖13所示，預(yù)定時間之后SiF4的峰值逐漸減小，當(dāng)使用例2的氣體等離子體進行清潔工藝時，SiF4的峰值保持具有定值。因此，由于清潔副產(chǎn)品不會額外地產(chǎn)生，因此SiF4的峰值保持不變的點可以作為端點檢測時間。測量的清潔時間約848秒。測量結(jié)果顯示在表2中。
表2

參考表2，與使用NF3氣體的比較例的清潔時間相比，使用C3F8氣體的例2的清潔時間減少約562秒。此外，C3F8氣體的流速減少約百分之45。此外，由于C3F8氣體比NF3氣體便宜，因此可以減少制造成本。
相對于相同的氣體的氣體分解效率當(dāng)在圖1所示的等離子體產(chǎn)生裝置中使用NF3氣體時，應(yīng)該使用運載氣體(例如，具有與NF3氣體相同流速的氬氣)以便低功率運行等離子體產(chǎn)生裝置。由此，由于氬氣，NF3氣體的流速沒有比預(yù)定的值多，因此等離子體的清潔效率沒有增加。
圖14示出了在圖1所示的示例性等離子體產(chǎn)生裝置中NF3氣體的分解速率與流速的曲線圖。如圖14所示，當(dāng)NF3氣體的流速增加時，室的壓力也增加，由此室的壓力不能控制到適當(dāng)值。此外，NF3氣體的初始分解速率降低，由此增加了等離子體的點火時間。
圖15示出了在圖3所示的示例性等離子體產(chǎn)生裝置中NF3氣體的分解速率與流速的曲線圖。
參考圖15，NF3氣體的分解速率在壓力的寬范圍內(nèi)具有大于約95％的高值，此外當(dāng)NF3氣體的流速增加到近似3,000sccm時，NF3氣體的分解效率顯示出較高的值。此外，當(dāng)NF3氣體和氬氣之間的流速比例保持在約3∶1時，可以充分地利用等離子體。
通常，當(dāng)NF3氣體的流速增加時，NF3氣體的分解速率減小。此外，產(chǎn)生等離子體的時間顯著增加。由此，隨著時間的流逝，產(chǎn)生等離子體的效率降低。由于氣體流速可以控制，因此本發(fā)明的示例性實施例的等離子體產(chǎn)生裝置采用減小的氣體流速以減少制造成本。此外，由于在低初始壓力下NF3氣體的分解速率為約99％，因此可以減少NF3氣體的流速。此外，本發(fā)明的示例性實施例的等離子體產(chǎn)生裝置可以獲得氬氣的自燃，由此不需要額外的點燃裝置。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，可以提高產(chǎn)生等離子體的工藝效率，當(dāng)通過遠(yuǎn)程方法產(chǎn)生等離子體時，可以縮短產(chǎn)生等離子體的時間。由此，當(dāng)使用等離子體時，可以增強半導(dǎo)體器件的制造工藝的生產(chǎn)率。
特別是，由于可以使用如C3F8氣體等的便宜氣體，因此可以減少半導(dǎo)體器件的制造成本。
現(xiàn)已介紹了本發(fā)明的示例性實施例，應(yīng)該注意根據(jù)以上教導(dǎo)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以進行各種修改和變形。因此應(yīng)該理解可以在公開的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的本發(fā)明特定實施例中進行各種修改，本發(fā)明的范圍和精神由所附的權(quán)利要求界定。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)生等離子體的方法，包括形成具有軸的主磁場和基本上平行于軸的輔助磁場；提供電能以便沿主和輔助磁場之間的路徑施加高頻交流電；以及使氣體沿與電流相同的路徑流動以便氣體轉(zhuǎn)變成等離子體狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的產(chǎn)生等離子體的方法，其中沿圍繞主磁場的軸的螺旋路徑提供電能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的產(chǎn)生等離子體的方法，其中電能以頻率為大約350KHz到大約13.56MHz的正弦波交變電流形式提供。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的產(chǎn)生等離子體的方法，其中電能為1.5到10KWatt。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的產(chǎn)生等離子體的方法，其中相對于主磁場至少對稱的形成一對輔助磁場。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的產(chǎn)生等離子體的方法，其中以相同的間隔分別形成兩對輔助磁場。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的產(chǎn)生等離子體的方法，其中氣體包括含有氟、氧氣和氬氣的氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的產(chǎn)生等離子體的方法，其中主和輔助磁場由永久磁鐵產(chǎn)生。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的產(chǎn)生等離子體的方法，其中主磁場為電磁場，輔助磁場為主磁場感應(yīng)的感應(yīng)磁場。
10.一種產(chǎn)生等離子體的方法，包括形成具有軸的磁場；使在磁場中的氣體沿基本上垂直于軸的第一方向流動；以及電場沿與第一方向不同的第二方向施加到氣體，以便由氣體產(chǎn)生等離子體。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的產(chǎn)生等離子體的方法，其中相對于磁場至少對稱地形成一對輔助磁場，并基本上平行于磁場，以便增大氣體流過區(qū)域的磁通密度。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的產(chǎn)生等離子體的方法，其中電場由所加的低頻大功率交變電流產(chǎn)生。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的產(chǎn)生等離子體的方法，其中交變電流沿氣體流動的路徑正向或反向施加。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的產(chǎn)生等離子體的方法，其中第一方向基本上垂直于第二方向。
15.一種產(chǎn)生等離子體的方法，包括由磁場形成具有第一方向的初級電場；使氣體沿基本上垂直于第一方向的第二方向在磁場中流動；以及沿第二方向?qū)怏w施加次級電場，以便由氣體產(chǎn)生等離子體。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的產(chǎn)生等離子體的方法，其中次級電場由沿氣體流動的路徑正向或反向施加的交變電流形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的產(chǎn)生等離子體的方法，其中氣體包括含有氟、氧氣和氬氣的氣體。
18.一種產(chǎn)生等離子體的方法，其中沿液化氣體流動的路徑施加電流，以沿基本上垂直于流動路徑的第一方向形成初級電場，基本上平行于流動路徑形成次級電場，并且通過對氣體施加初級和次級電場產(chǎn)生等離子體。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的產(chǎn)生等離子體的方法，其中氣體包括含有氟、氧氣和氬氣的氣體。
20.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括形成具有軸的主磁場和基本上平行于軸的輔助磁場；沿主和輔助磁場之間的路徑施加交流電；使氣體沿電流的流動路徑流動，以便由氣體產(chǎn)生等離子體；將氣體等離子體引入到與產(chǎn)生氣體等離子體的位置分離開的室中；以及采用氣體等離子體進行制造半導(dǎo)體器件的工藝。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中制造半導(dǎo)體器件的工藝為腐蝕工藝，其中采用氣體等離子體腐蝕形成在襯底上的膜。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中制造半導(dǎo)體器件的工藝為淀積工藝，其中采用氣體等離子體在襯底上形成膜。
23.根據(jù)權(quán)利要求20的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中制造半導(dǎo)體器件的工藝為清潔工藝，其中采用氣體等離子體從室中去除室中剩余的反應(yīng)副產(chǎn)品。
24.根據(jù)權(quán)利要求20的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中氣體包括含有氟的氣體，并且氣體等離子體包括氟基。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中氣體包括NF3氣體或CxFy氣體(其中x＞0并且y＞0)。
26.根據(jù)權(quán)利要求20的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中氣體包括C3F8氣體、氧氣和氬氣。
27.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括形成具有軸的磁場；使氣體沿基本上垂直于磁場軸的方向流動；施加由沿氣體流動路徑方向的交變電流產(chǎn)生的電場，以便由氣體產(chǎn)生等離子體；將氣體等離子體引入到與產(chǎn)生氣體等離子體的位置分離開的室中；以及采用氣體等離子體進行制造半導(dǎo)體器件的工藝。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的制造半導(dǎo)體器件的方法，還包括相對于主磁場至少對稱的形成一對輔助磁場，輔助磁場基本上平行于磁場。
29.根據(jù)權(quán)利要求27的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中交變電流沿基本平行于氣體流動的路徑正向或反向施加。
30.根據(jù)權(quán)利要求27的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中氣體包括含有氟、氧氣和氬氣的氣體。
31.一種產(chǎn)生等離子體的裝置，包括用于產(chǎn)生具有軸的主磁場和基本上平行于軸的輔助磁場的磁場產(chǎn)生裝置；以及用于通過使氣體在主和輔助磁場之間的區(qū)域中流動，并通過沿基本上平行于氣體流動路徑的路徑施加高頻交變電流來由氣體產(chǎn)生等離子體的等離子體產(chǎn)生裝置。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的產(chǎn)生等離子體的裝置，其中磁場產(chǎn)生裝置包括產(chǎn)生具有軸的主磁場的主磁場產(chǎn)生部件；以及產(chǎn)生輔助磁場的輔助磁場產(chǎn)生部件，其中輔助磁場產(chǎn)生部件基本上平行于主磁場產(chǎn)生部件放置，并且基本上相對于主磁場產(chǎn)生部件對稱放置。
33.根據(jù)權(quán)利要求31的產(chǎn)生等離子體的裝置，其中磁場產(chǎn)生裝置包括鐵氧體。
34.根據(jù)權(quán)利要求31的產(chǎn)生等離子體的裝置，其中等離子體產(chǎn)生裝置具有圍繞沿軸的磁場產(chǎn)生裝置的螺旋路徑。
35.根據(jù)權(quán)利要求31的產(chǎn)生等離子體的裝置，其中等離子體產(chǎn)生裝置包括圍繞主磁場放置的線圈，通過在其中流過電流來產(chǎn)生感應(yīng)磁場；以及穿過主和輔助磁場之間的區(qū)域的導(dǎo)電管，并與線圈相連以產(chǎn)生電場，其中氣流通過導(dǎo)電管。
36.根據(jù)權(quán)利要求31的產(chǎn)生等離子體的裝置，其中等離子體產(chǎn)生裝置包括通過在區(qū)域中施加高頻交變電流來產(chǎn)生等離子體的導(dǎo)電管；連接到與該區(qū)域隔離開的氣源的氣體供應(yīng)管，以便向?qū)щ姽苤刑峁怏w；以及用來將與該區(qū)域隔離開的導(dǎo)電管產(chǎn)生的等離子體排出的等離子體排出管，并將等離子體引入到制造半導(dǎo)體器件的裝置中。
37.根據(jù)權(quán)利要求31的產(chǎn)生等離子體的裝置，還包括為等離子體產(chǎn)生裝置提供頻率為350KHz到13.56MHz的交變電流的頻率發(fā)生器。
38.根據(jù)權(quán)利要求31的產(chǎn)生等離子體的裝置，其中磁場產(chǎn)生裝置包括產(chǎn)生具有軸的主磁場的主磁場產(chǎn)生部件；以及基本上平行于主磁場產(chǎn)生部件的輔助磁場產(chǎn)生部件，用來產(chǎn)生感應(yīng)輔助磁場，它與沿基本上平行于軸的主磁場產(chǎn)生部件相鄰。
39.一種產(chǎn)生等離子體的裝置，包括形成具有軸的磁場的磁場產(chǎn)生部件；以及使氣流沿圍繞磁場的軸的路徑流動的氣體流動裝置，并將電場施加到氣體，以便由氣體產(chǎn)生等離子體。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的產(chǎn)生等離子體的裝置，其中磁場產(chǎn)生裝置包括形成具有軸的主磁場的主磁場產(chǎn)生部件；以及產(chǎn)生基本上平行于軸的輔助磁場的輔助磁場產(chǎn)生部件，其中輔助磁場產(chǎn)生部件基本上平行于主磁場產(chǎn)生部件放置，并與主磁場產(chǎn)生部件相鄰。
41.根據(jù)權(quán)利要求39的產(chǎn)生等離子體的裝置，還包括高頻交變電流施加裝置，用于通過沿氣體流動路徑施加高頻交變電流形成電場。
42.用來產(chǎn)生等離子體的氣體組合物含有C3F8氣體、氧氣和氬氣。
43.根據(jù)權(quán)利要求42的產(chǎn)生等離子體的氣體組合物，其中當(dāng)C3F8氣體的流速為400到800sccm時，氬氣的流速為1000到6000sccm，氧氣的流速為1000到3600sccm。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的產(chǎn)生等離子體的氣體組合物，其中當(dāng)C3F8氣體的流速為600到700sccm時，氬氣的流速為2000到6000sccm，氧氣的流速為1400到2100sccm。
45.一種等離子體腐蝕方法，包括由C3F8氣體、氧氣和氬氣的組合物通過遠(yuǎn)程等離子體工藝產(chǎn)生氣體等離子體；以及用氣體等離子體腐蝕對象。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的等離子體腐蝕方法，其中對象包括氮氧化硅。
47.根據(jù)權(quán)利要求45的等離子體腐蝕方法，其中對象包括在室中形成的氮氧化硅，并用氣體等離子體去掉室中的氮氧化硅。
全文摘要
一種產(chǎn)生等離子體的方法和裝置，以及用等離子體制造半導(dǎo)體器件的方法和裝置。氣體沿具有與主磁場的磁力線相同偏移的流動路徑流動，并對氣體施加高頻交變電流，從而產(chǎn)生氣體等離子體。氣體等離子體引入到處理室中，以進行制造半導(dǎo)體器件的工藝。
文檔編號H05H1/30GK1499584SQ0310412
公開日2004年5月26日 申請日期2003年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月11日
發(fā)明者閔泳敏, 崔大圭, 裴道仁, 楊潤植, 黃完九, 金鎮(zhèn)滿 申請人:三星電子株式會社, 新能量等離子株式會社