JP2009521783A - Method and apparatus for dissociating gas downstream - Google Patents

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Abstract

気体を活性化し且つ解離する方法及び装置は、室１０８内に配置されたプラズマ１３２により活性化した気体１３４を発生させるステップを含む。活性化した気体が気体の供給口により導入された下流気体の解離を促進することを可能にし、解離した下流気体１５２が室の内面と実質的に反応しないようにするため、下流気体の供給口１７６は、室の出口１７２に対して配置されている。A method and apparatus for activating and dissociating a gas includes generating a gas 134 activated by a plasma 132 disposed within the chamber 108. To enable the activated gas to promote dissociation of the downstream gas introduced by the gas supply port and to prevent the dissociated downstream gas 152 from reacting substantially with the inner surface of the chamber, the downstream gas supply port 176 is disposed relative to the outlet 172 of the chamber.

Description

本発明は、気体を活性化する方法及び装置に関する。より詳細には、本発明は、解離した気体を発生させる方法及び装置、また、材料を解離した気体にて処理する装置及び方法に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for activating a gas. More particularly, the present invention relates to a method and apparatus for generating a dissociated gas, and an apparatus and method for treating a material with a dissociated gas.

気体の反応性が増すようにするため、気体を励起した状態に置くことにより気体を活性化すべくプラズマが使用されることが多い。気体の励起は、気体のエネルギ状態を向上させるステップを含む。幾つかの場合にて、気体は、励起されて、イオン、遊離基、原子及び分子を含有する解離した気体を生成する。解離した気体は、半導体ウェハ、粉体のような固体材料及びその他の気体を加工することを含んで、多数の工業用及び科学的適用例のため使用される。解離した気体のパラメータ及び解離したガスが加工される材料へ露呈される状態は、適用例に依存して大幅に相違する。解離が生じるようにするため、プラズマにて顕著な量の電力が必要とされることがある。   In order to increase the reactivity of the gas, plasma is often used to activate the gas by placing the gas in an excited state. Excitation of the gas includes improving the energy state of the gas. In some cases, the gas is excited to produce a dissociated gas containing ions, free radicals, atoms and molecules. Dissociated gases are used for many industrial and scientific applications, including processing solid materials such as semiconductor wafers, powders, and other gases. The parameters of the dissociated gas and the state in which the dissociated gas is exposed to the material being processed vary greatly depending on the application. A significant amount of power may be required in the plasma to cause dissociation to occur.

プラズマ源は、例えば、十分な大きさの電位をプラズマ気体（例えば、Ｏ２、Ｎ２、Ａｒ、ＮＦ３、Ｈ２及びＨｅ）又は気体の混合体に印加して気体の少なくとも一部分をイオン化することによりプラズマを発生させる。プラズマは、直流放電、高周波数（ＲＦ）放電及びマイクロ波放電を含む、色々な方法にて発生させることができる。直流放電プラズマは、プラズマ気体内にて２つの電極間に電位を印加することにより実現される。ＲＦ放電プラズマは、エネルギを電源からプラズマ内に静電的に又は誘電的に結合することにより実現される。マイクロ波放電プラズマは、マイクロ波エネルギをマイクロ波通過窓を通してプラズマ気体を保持する放電室内に直接、結合することにより実現される。プラズマは、典型的に、アルミニウムのような金属材料又は石英のような誘電性材料から成る室内に保持される。 The plasma source, for example, applies a sufficiently large potential to a plasma gas (eg, O 2 , N 2 , Ar, NF 3 , H 2 and He) or a mixture of gases to ionize at least a portion of the gas. As a result, plasma is generated. The plasma can be generated in a variety of ways, including direct current discharge, high frequency (RF) discharge, and microwave discharge. DC discharge plasma is realized by applying a potential between two electrodes in a plasma gas. An RF discharge plasma is realized by electrostatically or dielectrically coupling energy from a power source into the plasma. Microwave discharge plasma is realized by coupling microwave energy directly into a discharge chamber holding a plasma gas through a microwave passage window. The plasma is typically held in a chamber made of a metallic material such as aluminum or a dielectric material such as quartz.

活性化した気体がプラズマ源と適合できない適用例がある。例えば、半導体の製造中、原子状酸素は、フォトレジストと反応して、フォトレジストを揮発性ＣＯ２及びＨ２Ｏ副産物に転換することによりフォトレジストを半導体ウェハから除去する。原子状酸素は、典型的に、プラズマ源のプラズマ室内にてＯ２（又は酸素を含有する気体）をプラズマにより解離することにより生成される。プラズマ室は、典型的に、原子状酸素と石英との表面再結合率が低いため、石英にて出来ている。原子状フッ素はフォトレジストの除去過程を促進するため、原子状フッ素は原子状酸素と協調して使用されることが多い。フッ素は、例えば、ＮＦ３又はＣＦ４をプラズマ室内にてプラズマにより解離させることにより発生される。しかし、フッ素は、極めて腐食性であり、石英室と好ましくなく反応する可能性がある。同様の作動状態下にて、フッ素適合性の室材料（例えば、サファイア又は窒化アルミニウム）を使用することは、原子状酸素の発生効率を低下させ且つ、フッ素適合性材料は、典型的に、石英よりも高価であるから、加工コストを増大させることになる。 There are applications where the activated gas is not compatible with the plasma source. For example, during semiconductor fabrication, atomic oxygen reacts with the photoresist to remove the photoresist from the semiconductor wafer by converting the photoresist into volatile CO 2 and H 2 O byproducts. Atomic oxygen is typically generated by dissociating O 2 (or a gas containing oxygen) with plasma in the plasma chamber of the plasma source. The plasma chamber is typically made of quartz because of the low surface recombination rate between atomic oxygen and quartz. Atomic fluorine is often used in concert with atomic oxygen because it accelerates the photoresist removal process. Fluorine is generated, for example, by dissociating NF 3 or CF 4 with plasma in the plasma chamber. However, fluorine is extremely corrosive and can undesirably react with the quartz chamber. Under similar operating conditions, using a fluorine-compatible chamber material (eg, sapphire or aluminum nitride) reduces the generation efficiency of atomic oxygen and the fluorine-compatible material is typically quartz. It is more expensive than that, which increases the processing cost.

活性化した気体がプラズマ室材料と適合しない別の適用例は、石英室内に配置された水素を備えるプラズマを含む。励起された水素原子及び分子は、石英（ＳｉＯ２）と反応して、石英をケイ素に転換する。室の材料組成の変化は、例えば、加工パラメータの望ましくない変動を生じ且つ、粒子を形成する結果となる。別の適用例において、石英は、加工中、窒素がプラズマ室内に存在する場合、Ｓｉ３Ｎ４に転換される。 Another application in which the activated gas is not compatible with the plasma chamber material includes a plasma with hydrogen disposed in a quartz chamber. Excited hydrogen atoms and molecules react with quartz (SiO 2 ) to convert quartz to silicon. Changes in the material composition of the chamber, for example, cause undesirable variations in processing parameters and result in the formation of particles. In another application, quartz is converted to Si 3 N 4 during processing if nitrogen is present in the plasma chamber.

このため、プラズマ室に対して解離した気体の悪影響を最小にするような態様にて気体をプラズマにて効果的に解離させる必要性が存する。   For this reason, there is a need to effectively dissociate the gas with plasma in a manner that minimizes the adverse effects of the gas dissociated from the plasma chamber.

本発明は、１つの形態において、気体を活性化し且つ解離する方法に関する。この方法は、室内にてプラズマにより活性化した気体を発生させるステップを含む。この方法は、また、活性化した気体が下流気体の供給口により導入された下流気体の解離を促進することを可能にするため、下流気体の供給口をプラズマ室の出口に対して配置し、解離した下流気体は、プラズマ室の内面と実質的に反応しないようにするステップを含む。   The present invention, in one form, relates to a method for activating and dissociating a gas. The method includes generating a plasma activated gas in a chamber. The method also places the downstream gas supply port relative to the plasma chamber outlet to allow the activated gas to promote dissociation of the downstream gas introduced by the downstream gas supply port, The dissociated downstream gas includes preventing substantial reaction with the inner surface of the plasma chamber.

幾つかの実施の形態において、プラズマは、遠隔プラズマ源により発生させることができる。遠隔プラズマ源は、例えば、ＲＦプラズマ発生器、マイクロ波プラズマ発生器又は直流プラズマ発生器とすることができる。プラズマは、例えば、酸素、窒素、ヘリウム又はアルゴンから発生させることができる。下流気体は、ハロゲン又はハロゲン化物（例えば、ＮＦ３、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ２ＨＦ５、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＸｅＦ２、Ｃｌ２又はＣｌＦ３）を保持する気体を含むことができる。下流気体は、フッ素を含むことができる。室の内面は、例えば、石英材料、サファイア材料、アルミナ、硝酸アルミニウム、酸化イットリウム、炭化ケイ素、窒化ホウ素、又はアルミニウム、ニッケル又はステンレススチールのような金属を含むことができる。室の内面は、例えば、被覆した金属（例えば、陽極酸化アルミ）を含むことができる。幾つかの実施の形態において、例えば、Ｈ２、Ｏ２、Ｎ２、Ａｒ、Ｈ２Ｏ、アンモニアのような代替的な気体を下流気体として使用することができる。幾つかの実施の形態において、下流気体は、例えば、基板上に堆積させるべき金属材料又は半導体材料から成る１つ又はより多くの気体を含む。金属又は半導体材料は、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｓｒ又はＡｌを含むことができる。幾つかの実施の形態において、下流気体は、金属又は半導体材料から成る１つ又はより多くの気体、又は金属又は半導体材料から成る酸化物又は窒化物を含む。幾つかの実施の形態において、下流気体は、炭化水素材料を含む。 In some embodiments, the plasma can be generated by a remote plasma source. The remote plasma source can be, for example, an RF plasma generator, a microwave plasma generator, or a direct current plasma generator. The plasma can be generated from, for example, oxygen, nitrogen, helium or argon. The downstream gas is halogen or halide (eg, NF 3 , CF 4 , CHF 3 , C 2 F 6 , C 2 HF 5 , C 3 F 8 , C 4 F 8 , XeF 2 , Cl 2 or ClF 3 ). The gas to hold | maintain can be included. The downstream gas can include fluorine. The inner surface of the chamber can include, for example, quartz material, sapphire material, alumina, aluminum nitrate, yttrium oxide, silicon carbide, boron nitride, or a metal such as aluminum, nickel or stainless steel. The inner surface of the chamber can include, for example, a coated metal (eg, anodized aluminum). In some embodiments, for example, can be used H 2, O 2, N 2 , Ar, H 2 O, an alternative gas such as ammonia as downstream gas. In some embodiments, the downstream gas includes one or more gases made of, for example, a metal or semiconductor material to be deposited on the substrate. The metal or semiconductor material can include, for example, Si, Ge, Ga, In, As, Sb, Ta, W, Mo, Ti, Hf, Zr, Cu, Sr, or Al. In some embodiments, the downstream gas comprises one or more gases comprising a metal or semiconductor material, or an oxide or nitride comprising a metal or semiconductor material. In some embodiments, the downstream gas includes a hydrocarbon material.

下流気体は、多様な位置にて室内に導入することができる。幾つかの実施の形態において、下流気体は、解離した下流気体と室の内面との間の相互作用を最小にする、室の出力に対する位置にて導入することができる。下流気体は、下流気体の解離度を最大にする、室の出力に対する位置にて導入してもよい。下流気体は、解離された下流気体が室の内面と相互作用する程度と下流気体の解離度とを均衡させる、室の出力に対する位置にて導入することができる。解離した下流気体は、エッチング又は清浄化又は基板への堆積を促進させるため使用することができる。   The downstream gas can be introduced into the room at various positions. In some embodiments, the downstream gas can be introduced at a location relative to the chamber output that minimizes the interaction between the dissociated downstream gas and the inner surface of the chamber. The downstream gas may be introduced at a location relative to the chamber output that maximizes the degree of dissociation of the downstream gas. The downstream gas can be introduced at a position relative to the chamber output that balances the degree to which the dissociated downstream gas interacts with the inner surface of the chamber and the degree of dissociation of the downstream gas. The dissociated downstream gas can be used to facilitate etching or cleaning or deposition on the substrate.

プラズマ室の表面の保護を助けるため、障壁（例えば、遮蔽体又はライナー）をプラズマ室の出口及び下流気体の供給口付近に設置することができる。障壁は、反応性気体と化学的に適合可能な材料にて出来たものとすることができる。幾つかの実施の形態において、障壁は、除去可能であり、定期的な交換を許容するものとする。障壁は、反応性気体に対して実質的に抵抗性のある材料にて出来たものとすることができる。障壁は、例えば、プラズマ室の出口に配置されたサファイア材料とし、又はサファイア材料から成るものとすることができる。障壁は、プラズマ室内に部分的に配置することができる。   In order to help protect the surface of the plasma chamber, a barrier (eg, a shield or liner) can be placed near the outlet of the plasma chamber and the downstream gas supply. The barrier can be made of a material that is chemically compatible with the reactive gas. In some embodiments, the barrier is removable and shall allow periodic replacement. The barrier may be made of a material that is substantially resistant to reactive gases. The barrier can be, for example, a sapphire material located at the outlet of the plasma chamber or made of a sapphire material. The barrier can be partially placed in the plasma chamber.

幾つかの実施の形態において、障壁は、セラミック及び（又は）ガラス材料（例えば、サファイア、石英、アルミナ、硝酸アルミニウム、酸化イットリウム、炭化ケイ素又は窒化ホウ素）とし又はセラミック及び（又は）ガラス材料から成るものとすることができる。障壁は、また、解離した下流気体との表面再結合率又は反応率が低く、このため、解離した気体の基板への輸送効率を改良することができるようにした材料にて出来たものとすることができる。低再結合性質の材料は、例えば、石英、ダイヤモンド、ダイヤモンド状炭素、炭化水素系材料及びフッ化炭素系材料を含む。障壁は、アルミニウム、ニッケル又はステンレススチールのような金属にて出来たものとすることができる。金属の型式は、金属の所望の機械的性質及び熱的性質に基づいて選ぶことができる。   In some embodiments, the barrier is a ceramic and / or glass material (eg, sapphire, quartz, alumina, aluminum nitrate, yttrium oxide, silicon carbide or boron nitride) or consists of a ceramic and / or glass material. Can be. The barrier should also be made of a material that has a low surface recombination rate or reaction rate with the dissociated downstream gas, and thus can improve the transport efficiency of the dissociated gas to the substrate. be able to. Materials with low recombination properties include, for example, quartz, diamond, diamond-like carbon, hydrocarbon-based materials, and fluorocarbon-based materials. The barrier can be made of a metal such as aluminum, nickel or stainless steel. The type of metal can be selected based on the desired mechanical and thermal properties of the metal.

障壁（例えば、遮蔽体又はライナー）の表面は、化学的に適合可能な又は低表面再結合／反応性の材料の層にて被覆することができる。障壁は、また、解離した下流気体と反応する材料にて出来たものとすることもできる。例えば、幾つかの適用例において、ゆっくりと消費される障壁は、汚染物又は粒子の蓄積を回避することができる点にて実際上、望ましい。障壁は、プラズマ室内にて部分的に配置することができる。解離した下流気体とプラズマ室との望ましくない相互反応を少なくするため、プラズマ室の出口と下流気体の噴射供給口との間に追加的なバージ気体を導入することができる。   The surface of the barrier (eg, shield or liner) can be coated with a layer of chemically compatible or low surface recombination / reactive material. The barrier can also be made of a material that reacts with the dissociated downstream gas. For example, in some applications, a slowly consumed barrier is practically desirable in that it can avoid the accumulation of contaminants or particles. The barrier can be partially placed in the plasma chamber. In order to reduce undesirable interactions between the dissociated downstream gas and the plasma chamber, an additional barge gas can be introduced between the outlet of the plasma chamber and the downstream gas injection supply.

方法は、また、下流気体の解離を最適化し得るように、下流気体の性質（例えば、圧力、流量及び室の出口から噴射される距離の１つ又はより多く）を特定するステップを含む。方法は、また、下流気体の解離を最適化し得るようプラズマ気体の性質（例えば、圧力、流量、気体の型式、気体の組成及びプラズマへの電力の１つ又はより多く）を特定するステップを含む。   The method also includes identifying the nature of the downstream gas (eg, one or more of pressure, flow rate, and distance injected from the chamber outlet) so that dissociation of the downstream gas can be optimized. The method also includes identifying the nature of the plasma gas (eg, one or more of pressure, flow rate, gas type, gas composition, and power to the plasma) so that dissociation of the downstream gas can be optimized. .

別の形態において、本発明は、活性化した気体を室内にてプラズマにより発生させるステップを含む、気体を活性化し且つ解離する方法に関する。方法は、また、活性化した気体が下流気体の励起（例えば、解離）を促進するのに十分なエネルギレベルを有するよう室の出口に十分に近い位置にて室の外側で活性化した気体中に下流気体を導入するステップも含む。この位置は、室の出口から十分に隔てられており、このため、励起された下流気体が室の内面と実質的に相互作用しないようにする。   In another aspect, the present invention relates to a method for activating and dissociating a gas comprising generating an activated gas with a plasma in a chamber. The method also includes in an activated gas outside the chamber at a location sufficiently close to the outlet of the chamber so that the activated gas has an energy level sufficient to promote excitation (eg, dissociation) of the downstream gas. A step of introducing a downstream gas into the chamber. This location is well separated from the chamber outlet, so that the excited downstream gas does not substantially interact with the inner surface of the chamber.

別の形態において、本発明は、フォトレジストをエッチングする方法に関する。該方法は、室内に配置されたプラズマにより活性化した気体を発生させるステップを含む。該方法は、また、活性化した気体が下流気体の励起（例えば、解離）を促進するのに十分なエネルギレベルを含み、また、励起された下流気体が室の内面と実質的に相互作用しないよう下流気体を活性化した気体の少なくとも一部分と組み合わせるステップを含む。方法は、また、基板を解離した下流気体にてエッチングするステップを含む。方法は、また、表面を解離した下流気体にて清浄化するステップを含むこともできる。方法は、また、材料を基板上に堆積させるために使用することもできる。方法は、粉体を生成するために使用することもできる。   In another aspect, the invention relates to a method for etching a photoresist. The method includes generating a gas activated by a plasma disposed in the chamber. The method also includes an energy level sufficient for the activated gas to promote excitation (eg, dissociation) of the downstream gas, and the excited downstream gas does not substantially interact with the interior surface of the chamber. Combining the downstream gas with at least a portion of the activated gas. The method also includes etching the substrate with a dissociated downstream gas. The method can also include cleaning the surface with dissociated downstream gas. The method can also be used to deposit material on a substrate. The method can also be used to produce a powder.

別の形態において、本発明は、気体を活性化し且つ解離する方法に関する。該方法は、室内にてプラズマにより活性化した気体を発生させるステップを含む。方法は、また、下流気体を導入して、プラズマにより画成された領域の外側にて活性化した気体と相互作用させ、活性化した気体が下流気体の励起（例えば、解離）を促進することを可能にし、励起された気体が室の内面と実質的に相互作用しないようにするステップも含む。   In another aspect, the invention relates to a method for activating and dissociating a gas. The method includes generating a plasma activated gas in a chamber. The method also introduces a downstream gas to interact with the activated gas outside the region defined by the plasma, and the activated gas promotes excitation (eg, dissociation) of the downstream gas. And ensuring that the excited gas does not substantially interact with the interior surface of the chamber.

本発明は、１つの実施の形態において、気体を活性化し且つ解離するシステムを特徴とする。該システムは、プラズマを室内にて発生させるプラズマ源を含み、プラズマは、活性化した気体を発生させる。該システムは、また、活性化した気体の少なくとも一部分を下流気体と組み合わせて、活性化した気体が下流気体の励起（例えば、解離）を促進することを可能にし、励起された下流気体が室の内面と実質的に相互作用しないようにするしゅだんも含む。幾つかの実施の形態において、活性化した気体と下流気体との間の相互作用は、下流気体のイオン化を促進する。例えば、活性化した気体から下流気体へのエネルギの伝達は、下流気体の化学的反応性を増すことになる。   The invention, in one embodiment, features a system that activates and dissociates a gas. The system includes a plasma source that generates a plasma indoors, and the plasma generates an activated gas. The system also combines at least a portion of the activated gas with the downstream gas, allowing the activated gas to promote excitation (eg, dissociation) of the downstream gas, so that the excited downstream gas is in the chamber. Also includes a slant that does not substantially interact with the inner surface. In some embodiments, the interaction between the activated gas and the downstream gas facilitates ionization of the downstream gas. For example, the transfer of energy from the activated gas to the downstream gas will increase the chemical reactivity of the downstream gas.

本発明は、別の形態において、ハロゲン気体がプラズマ室の壁と実質的に相互作用（例えば、浸食）することなく、プラズマ室の下流の位置にてプラズマにより活性化した気体によりハロゲンを含有する気体（例えば、ＮＦ３、ＣＨＦ３、及びＣＦ４）を解離する装置及び方法に関する。 The present invention, in another form, contains halogen with a gas activated by plasma at a location downstream of the plasma chamber without the halogen gas substantially interacting (eg, eroding) with the walls of the plasma chamber. The present invention relates to an apparatus and a method for dissociating gases (eg, NF 3 , CHF 3 , and CF 4 ).

本発明は、別の実施の形態において、気体を活性化し且つ解離するシステムを特徴とする。該システムは、室内にてプラズマ領域を発生させる遠隔プラズマ源であって、プラズマは活性化した気体を発生させる、上記遠隔プラズマ源を含む。該システムは、また、プラズマ領域外にて活性化した気体と相互作用するように下流気体を導入し、活性化した気体は、下流気体の励起（例えば、解離）を促進し、励起された下流気体は、解離した下流気体であり、室の内面と実質的に相互作用しないようにする噴射源も含む。   The present invention, in another embodiment, features a system for activating and dissociating gases. The system includes a remote plasma source that generates a plasma region in a room, the plasma generating an activated gas. The system also introduces a downstream gas to interact with the activated gas outside the plasma region, and the activated gas promotes excitation (eg, dissociation) of the downstream gas, and the excited downstream The gas is a dissociated downstream gas and also includes an injection source that does not substantially interact with the interior surface of the chamber.

該システムは、室の浸食を少なくし得るよう室の出口に配置された障壁を含むことができる。該障壁は、例えば、室内に部分的に配置することができる。障壁は、例えば、室の出口通路内に部分的に配置することができる。システムは、室の出口通路内に配置された障壁を含むことができる。システムは、下流気体及び活性化した気体を混合させるミキサを含むことができる。ミキサは、スタティックフローミキサ、ヘリカルミキサ、ブレード又はスタック型シリンダミキサを含むことができる。システムは、パージ気体の供給口を含むことができる。パージ気体の供給口は、室の出口と噴射源の供給口との間に配置することができる。   The system can include a barrier disposed at the outlet of the chamber to reduce chamber erosion. The barrier can be partially disposed in the room, for example. The barrier can for example be located partly in the outlet passage of the chamber. The system can include a barrier disposed in the outlet passage of the chamber. The system can include a mixer that mixes the downstream gas and the activated gas. The mixer can include a static flow mixer, a helical mixer, a blade or a stacked cylinder mixer. The system can include a purge gas supply. The purge gas supply port may be disposed between the chamber outlet and the injection source supply port.

室は、石英材料を含むことができる。幾つかの実施の形態において、室は、単一の溶融石英片である。幾つかの実施の形態において、室は、円環状の形状をしている。幾つかの実施の形態において、プラズマ源は、円環状のプラズマ源である。   The chamber can include a quartz material. In some embodiments, the chamber is a single fused quartz piece. In some embodiments, the chamber has an annular shape. In some embodiments, the plasma source is an annular plasma source.

本発明は、別の形態において、材料を基板上に堆積させる方法に関する。該方法は、室内にてプラズマにより活性化した気体を発生させるステップを含む。該方法は、また、活性化した気体が下流気体の供給口により導入された下流気体の解離を促進することを可能にし得るよう、下流気体の供給口をプラズマ室の出口に対して配置し、下流気体は堆積させるべき材料を含み、解離した下流気体がプラズマ室の内面と実質的に相互作用しないようにするステップを含む。   The invention, in another form, relates to a method of depositing material on a substrate. The method includes generating a plasma activated gas in a chamber. The method also places the downstream gas supply with respect to the plasma chamber outlet so as to allow the activated gas to promote dissociation of the downstream gas introduced by the downstream gas supply. The downstream gas contains the material to be deposited and includes the step of preventing the dissociated downstream gas from substantially interacting with the inner surface of the plasma chamber.

幾つかの実施の形態において、プラズマは、遠隔プラズマ源によって発生される。遠隔プラズマ源は、例えば、ＲＦプラズマ発生器、マイクロ波プラズマ発生器又は直流プラズマ発生器とすることができる。下流気体は、多様な位置にて室内に導入することができる。幾つかの実施の形態において、下流気体は、解離した下流気体と室の内面との相互作用を最小にする、室の出口に対する位置にて導入することができる。下流気体は、下流気体の解離度を最大にする、室の出口に対する位置にて導入することができる。下流気体は、解離した下流気体が室の内面と相互作用する程度と、下流気体の解離度とを均衡させる、室の出口に対する位置にて導入することができる。堆積させるべき材料は、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｓｒ又はＡｌの１つ又はより多くを含むことができる。   In some embodiments, the plasma is generated by a remote plasma source. The remote plasma source can be, for example, an RF plasma generator, a microwave plasma generator, or a direct current plasma generator. The downstream gas can be introduced into the room at various positions. In some embodiments, the downstream gas can be introduced at a location relative to the chamber outlet that minimizes the interaction of the dissociated downstream gas with the interior surface of the chamber. The downstream gas can be introduced at a location relative to the chamber outlet that maximizes the degree of dissociation of the downstream gas. The downstream gas can be introduced at a position relative to the chamber outlet that balances the degree to which the dissociated downstream gas interacts with the inner surface of the chamber and the degree of dissociation of the downstream gas. The material to be deposited can include one or more of Si, Ge, Ga, In, As, Sb, Ta, W, Mo, Ti, Hf, Zr, Cu, Sr or Al.

本発明は、別の形態において、材料を基板上に堆積させるシステムを特徴とする。該システムは、室内にてプラズマ領域を発生させる遠隔プラズマ源であって、プラズマは活性化した気体を発生させる上記遠隔プラズマ源を含む。該システムは、また、堆積材料を含む下流気体を導入してプラズマ領域外にて活性化した気体と相互作用するようにし、活性化した気体は、下流気体の励起（例えば、解離）を促進し、励起された下流気体が室の内面と実質的に相互作用しないようにする噴射源も含む。   The invention, in another aspect, features a system for depositing material on a substrate. The system includes a remote plasma source that generates a plasma region in a room, wherein the plasma generates an activated gas. The system also introduces a downstream gas containing deposition material to interact with the activated gas outside the plasma region, and the activated gas facilitates excitation (eg, dissociation) of the downstream gas. Also included is an injection source that prevents the excited downstream gas from substantially interacting with the interior surface of the chamber.

堆積させるべき材料は、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｓｒ又はＡｌの１つ又はより多くとすることができる。システムは、下流気体及び活性化した気体を混合するミキサを含むことができる。ミキサは、スタティックフローミキサ、ヘリカルミキサ、ブレード又はスタック型シリンダミキサを含むことができる。該システムは、パージ気体の供給口を含むことができる。パージ気体の供給口は、室の出口と噴射源の供給口との間に配置することができる。   The material to be deposited can be one or more of Si, Ge, Ga, In, As, Sb, Ta, W, Mo, Ti, Hf, Zr, Cu, Sr or Al. The system can include a mixer that mixes the downstream gas and the activated gas. The mixer can include a static flow mixer, a helical mixer, a blade or a stacked cylinder mixer. The system can include a purge gas supply. The purge gas supply port may be disposed between the chamber outlet and the injection source supply port.

本発明は、別の形態において、気体を励起するシステムを特徴とする。該システムは、室内にてプラズマ領域を発生させる遠隔プラズマ源であって、プラズマは活性化した気体を発生させる、上記遠隔のプラズマ源を含む。該システムは、下流気体を導入してプラズマ領域外にて活性化した気体と相互作用するようにし、活性化した気体は、下流気体の励起を促進し、励起された下流気体が室の内面と実質的に相互作用しないようにする噴射源を更に含む。システムは、また、室の出口フランジと噴射源との間に空隙を提供する特徴部も含む。   In another aspect, the invention features a system for exciting a gas. The system includes a remote plasma source that generates a plasma region in a room, the plasma generating an activated gas. The system introduces a downstream gas to interact with the activated gas outside the plasma region, the activated gas facilitates the excitation of the downstream gas, and the excited downstream gas interacts with the inner surface of the chamber. It further includes an injection source that prevents substantial interaction. The system also includes features that provide a gap between the outlet flange of the chamber and the injection source.

幾つかの実施の形態において、該空隙は、励起された気体が室の出口フランジとシステムの一部分との間に配置されたシールまで輸送される量を減少する長く、狭小な空隙である。幾つかの実施の形態において、空隙は、少なくとも２．５ｍｍ（１／１０インチ）の長さを有する。幾つかの実施の形態において、空隙は、約５．０８ｍｍから５０．８ｍｍ（２／１０インチから２インチ）の長さを有する。幾つかの実施の形態において、空隙は、約０．００２５ｍｍから１．５２４ｍｍ（１／１０ミルから６０ミル）の幅を有する。幾つかの実施の形態において、空隙は、約０．０２５ｍｍから０．５０８ｍｍ（１ミルから２０ミル）の幅を有する。幾つかの実施の形態において、空隙は、長さ対幅の比が約１．６６である。幾つかの実施の形態において、空隙は、長さ対幅の比が約３．３３である。特定の実施の形態において、空隙の長さは、約２．５４ｍｍから約５０．８ｍｍであり、空隙の幅は、約０．００２５ｍｍから約１．５２４ｍｍである。   In some embodiments, the air gap is a long, narrow air gap that reduces the amount of excited gas transported to a seal disposed between the outlet flange of the chamber and a portion of the system. In some embodiments, the air gap has a length of at least 2.5 mm (1/10 inch). In some embodiments, the air gap has a length of about 5.08 mm to 50.8 mm (2/10 to 2 inches). In some embodiments, the air gap has a width of about 0.0025 mm to 1.524 mm (1/10 mil to 60 mil). In some embodiments, the air gap has a width of about 0.025 mm to 0.508 mm (1 mil to 20 mils). In some embodiments, the air gap has a length to width ratio of about 1.66. In some embodiments, the air gap has a length to width ratio of about 3.33. In certain embodiments, the gap length is from about 2.54 mm to about 50.8 mm and the gap width is from about 0.0025 mm to about 1.524 mm.

幾つかの実施の形態において、特徴部は環状の形状をしている。特徴部はフランジとすることができる。特徴部はばねシールとすることができる。特徴部は、その弾性的変形範囲内にて圧縮し且つ引き伸ばすことができる。特徴部は、アルミニウム、サファイア又は窒化物を含むことができる。幾つかの実施の形態において、特徴部は、室の出口フランジを噴射源の本体から分離する。特徴部は、出口フランジと噴射源の本体との間の摩擦を制限することができる。幾つかの実施の形態において、システムは、出口フランジと噴射源との間に密封機構を含む。密封機構はＯリングを含むことができる。密封機構はばねシールを含むことができる。幾つかの実施の形態において、システムは、パージ気体の供給口を含む。パージ気体は、パージ気体の供給口を通って流れ、Ｏリングを更に保護するようにすることができる。   In some embodiments, the feature has an annular shape. The feature can be a flange. The feature can be a spring seal. The feature can be compressed and stretched within its elastic deformation range. The feature can include aluminum, sapphire, or nitride. In some embodiments, the feature separates the outlet flange of the chamber from the body of the injection source. The feature can limit friction between the outlet flange and the body of the injection source. In some embodiments, the system includes a sealing mechanism between the outlet flange and the injection source. The sealing mechanism can include an O-ring. The sealing mechanism can include a spring seal. In some embodiments, the system includes a purge gas supply. The purge gas may flow through the purge gas supply to further protect the O-ring.

本発明は、別の形態において、気体を励起する方法に関する。該方法は、室内にてプラズマにより活性化した気体を発生させるステップを含む。該方法は、活性化した気体が気体の供給口により導入された下流気体の解離を促進することを可能にし得るよう下流気体の供給口を室の出口に対して配置し、解離した下流気体が室の内面と実質的に相互作用しないようにするステップを含む。該方法は、また、室の出口フランジと下流気体の供給口を含む本体との間に空隙を提供するよう特徴部を配置するステップも含む。   In another aspect, the present invention relates to a method for exciting a gas. The method includes generating a plasma activated gas in a chamber. The method includes disposing the downstream gas supply port relative to the chamber outlet so that the activated gas can facilitate dissociation of the downstream gas introduced by the gas supply port, Including substantially not interacting with the interior surface of the chamber. The method also includes positioning the feature to provide a gap between the outlet flange of the chamber and the body including the downstream gas supply.

幾つかの実施の形態において、空隙は、励起された気体を室の出口フランジとシステムの一部分との間に配置されたシールまで輸送する量を減少させる長く、狭小な空隙である。幾つかの実施の形態において、空隙は、少なくとも２．５ｍｍ（１／１０インチ）の長さを有する。幾つかの実施の形態において、空隙は約５．０８ｍｍから５０．８ｍｍ（２／１０インチから２インチ）の長さを有する。幾つかの実施の形態において、空隙は、約０．００２５ｍｍから１．５２４ｍｍ（１／１０ミルから６０ミル）の幅を有する。幾つかの実施の形態において、空隙は、約０．０２５ｍｍから０．５０８ｍｍ（１ミルから２０ミル）の幅を有する。幾つかの実施の形態において、空隙は、長さ対幅の比が約１．６６である。幾つかの実施の形態において、空隙は、長さ対幅の比が約３．３３である。特定の実施の形態において、空隙の長さは、約２．５４ｍｍから約５０．８ｍｍであり、空隙の幅は約０．００２５ｍｍから約１．５２４ｍｍである。   In some embodiments, the air gap is a long, narrow air gap that reduces the amount of excited gas transported to a seal disposed between the outlet flange of the chamber and a portion of the system. In some embodiments, the air gap has a length of at least 2.5 mm (1/10 inch). In some embodiments, the air gap has a length of about 5.08 mm to 50.8 mm (2/10 to 2 inches). In some embodiments, the air gap has a width of about 0.0025 mm to 1.524 mm (1/10 mil to 60 mil). In some embodiments, the air gap has a width of about 0.025 mm to 0.508 mm (1 mil to 20 mils). In some embodiments, the air gap has a length to width ratio of about 1.66. In some embodiments, the air gap has a length to width ratio of about 3.33. In certain embodiments, the gap length is from about 2.54 mm to about 50.8 mm and the gap width is from about 0.0025 mm to about 1.524 mm.

幾つかの実施の形態において、特徴部は環状の形状をしている。特徴部はフランジとすることができる。特徴部はばねシールとすることができる。特徴部は、その弾性的変形範囲内にて圧縮し且つ引き伸ばすことができる。特徴部は、アルミニウム、サファイア又は窒化物を含むことができる。幾つかの実施の形態において、特徴部は、室の出口フランジを噴射源の本体から分離する。特徴部は、出口フランジと噴射源の本体との間の摩擦を制限することができる。幾つかの実施の形態において、該方法は、また、出口フランジと噴射源との間に真空シールを形成するステップも含む。真空シールは、密封機構を使用して形成することができる。幾つかの実施の形態において、真空シールは、Ｏリング又はばねシールを使用して形成される。   In some embodiments, the feature has an annular shape. The feature can be a flange. The feature can be a spring seal. The feature can be compressed and stretched within its elastic deformation range. The feature can include aluminum, sapphire, or nitride. In some embodiments, the feature separates the outlet flange of the chamber from the body of the injection source. The feature can limit friction between the outlet flange and the body of the injection source. In some embodiments, the method also includes forming a vacuum seal between the outlet flange and the injection source. The vacuum seal can be formed using a sealing mechanism. In some embodiments, the vacuum seal is formed using an O-ring or a spring seal.

別の形態において、本発明は、気体を励起するシステムを提供する。システムは、室内にてプラズマ領域を発生させる遠隔プラズマ源であって、プラズマは活性化した気体を発生させる、上記遠隔プラズマ源を含む。該システムは、下流気体を導入してプラズマ領域の外側にて活性化した気体と相互作用させ、活性化した気体は下流気体の励起を促進し、また、励起された下流気体が室の内面と実質的に相互作用しないようにする、噴射源を含む。   In another form, the present invention provides a system for exciting a gas. The system includes a remote plasma source that generates a plasma region within the chamber, wherein the plasma generates an activated gas. The system introduces a downstream gas to interact with the activated gas outside the plasma region, the activated gas promotes excitation of the downstream gas, and the excited downstream gas is in contact with the inner surface of the chamber. An injection source is included that is substantially non-interactive.

幾つかの実施の形態において、下流気体の励起は、下流気体の解離するステップを含む。幾つかの実施の形態において、システムは、また、浸食又は室への堆積を少なくするよう室の出口に配置された障壁も含む。幾つかの実施の形態において、障壁は、少なくとも部分的に室内に配置されている。幾つかの実施の形態において、障壁は、少なくとも室の出口通路内に配置されている。幾つかの実施の形態において、システムは、また、室の出口通路に配置された障壁も含む。   In some embodiments, exciting the downstream gas includes dissociating the downstream gas. In some embodiments, the system also includes a barrier disposed at the outlet of the chamber to reduce erosion or deposition in the chamber. In some embodiments, the barrier is at least partially disposed within the chamber. In some embodiments, the barrier is disposed at least in the outlet passage of the chamber. In some embodiments, the system also includes a barrier disposed in the outlet passage of the chamber.

幾つかの実施の形態において、室は石英を含む。幾つかの実施の形態において、室は、円環状の形状の室である。幾つかの実施の形態において、プラズマ源は、円環状のプラズマ源である。幾つかの実施の形態において、システムは、また、下流気体及び活性化した気体を混合させるミキサも含む。幾つかの実施の形態において、ミキサは、スタティックフローミキサ、ヘリカルミキサ、ブレード又はスタック型シリンダミキサを含む。幾つかの実施の形態において、システムは、パージ気体の供給口を含む。幾つかの実施の形態において、パージ気体の供給口は、室の出口と注射源の供給口との間に配置されている。   In some embodiments, the chamber includes quartz. In some embodiments, the chamber is an annular shaped chamber. In some embodiments, the plasma source is an annular plasma source. In some embodiments, the system also includes a mixer that mixes the downstream gas and the activated gas. In some embodiments, the mixer comprises a static flow mixer, a helical mixer, a blade or a stacked cylinder mixer. In some embodiments, the system includes a purge gas supply. In some embodiments, the purge gas supply is located between the chamber outlet and the injection source supply.

本発明の上記及びその他の目的、形態、特徴及び有利な効果は、以下の説明及び特許請求の範囲の記載からより明らかになるであろう。   These and other objects, aspects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description and claims.

上記及びその他の目的、特徴及び有利な効果並びに本発明自体は、必ずしも正確な縮尺通りではない添付図面と共に読んだとき、以下の一例としての説明から一層完全に理解されよう。   These and other objects, features and advantages, as well as the invention itself, will be more fully understood from the following example description when read in conjunction with the accompanying drawings, which are not necessarily drawn to scale.

図１は、本発明を具体化する解離した気体を発生させる気体解離システム１００の部分概略図である。気体の反応性が向上するようにするため、気体を活性化して気体を励起した状態にすべくプラズマが使用されることが多い。気体の励起は、気体のエネルギ状態を向上させるステップを含む。幾つかの場合、気体は、イオン、遊離基、原子及び分子を保持する解離した気体を発生させるよう励起される。システム１００は、気体管１１６を介してプラズマ室１０８と接続されたプラズマ気体源１１２を含む。弁１２０は、プラズマ気体源１１２から気体管１１６を通ってプラズマ室１０８内に達するプラズマ気体（例えば、Ｏ２、Ｎ２、Ａｒ、ＮＦ３、Ｈ２、Ｈｅ）の流れを制御する。弁１２０は、例えば、ソレノイド弁、比例ソレノイド弁又は質量流量制御装置とすることができる。プラズマ発生器１８４は、プラズマ室１０８内にてプラズマ１３２の領域を発生させる。プラズマ１３２は、プラズマ活性化した気体１３４を含み、該気体の一部分は、室１０８から流れ出る。プラズマ活性化した気体１３４は、プラズマ１３２がプラズマ気体を加熱し且つ活性化する結果として生成される。この実施の形態において、プラズマ発生器１８４は、部分的にプラズマ室１０８の周りに配置されている。システム１００はまた、接続部１２８を介してプラズマ発生器１８４に電力を提供し、プラズマ室１０８内にてプラズマ１３２（活性化した気体１３４を含む）を発生させる電源１２４も含む。プラズマ室１０８は、例えば、アルミニウム又は耐火性金属のような金属材料にて形成し又は石英又はサファイアのような誘電性材料にて形成することができる。幾つかの実施の形態において、プラズマ気体以外の気体を使用して、活性化した気体を発生させることができる。幾つかの実施の形態において、プラズマ気体を使用して、プラズマを発生させ且つ活性化した気体を発生させることができる。 FIG. 1 is a partial schematic diagram of a gas dissociation system 100 that generates a dissociated gas embodying the present invention. In order to improve the reactivity of the gas, plasma is often used to activate the gas and bring the gas into an excited state. Excitation of the gas includes improving the energy state of the gas. In some cases, the gas is excited to generate a dissociated gas that retains ions, free radicals, atoms and molecules. The system 100 includes a plasma gas source 112 connected to the plasma chamber 108 via a gas tube 116. The valve 120 controls the flow of plasma gas (eg, O 2 , N 2 , Ar, NF 3 , H 2 , He) that reaches the plasma chamber 108 from the plasma gas source 112 through the gas pipe 116. The valve 120 can be, for example, a solenoid valve, a proportional solenoid valve, or a mass flow controller. The plasma generator 184 generates a region of the plasma 132 in the plasma chamber 108. The plasma 132 includes a plasma activated gas 134, a portion of which flows out of the chamber 108. Plasma activated gas 134 is generated as a result of plasma 132 heating and activating the plasma gas. In this embodiment, the plasma generator 184 is partially disposed around the plasma chamber 108. System 100 also includes a power supply 124 that provides power to plasma generator 184 via connection 128 and generates plasma 132 (including activated gas 134) within plasma chamber 108. The plasma chamber 108 can be formed of a metallic material such as aluminum or a refractory metal or a dielectric material such as quartz or sapphire. In some embodiments, a gas other than plasma gas can be used to generate the activated gas. In some embodiments, a plasma gas can be used to generate a plasma and generate an activated gas.

プラズマ室１０８は、通路１６８を介してプロセス室１５６の供給口１７６と接続された出口１７２を有する。活性化した気体１３４の少なくとも一部分は、プラズマ室１０８の出口１７２から流れ出て且つ、通路１６８を通って流れる。活性化した気体１３４にて運ばれるエネルギ量は、通路１６８の長さに沿った距離と共に減少する。噴射源１０４（例えば、気体噴射源）が通路１６８の長さに沿って距離１４８に配置されている。噴射源１０４は、また、プラズマ室１０８の下方部分内に配置することもできる。気体噴射源１０４は、気体（例えば、活性化した気体１３４により解離すべき下流気体）を通路１６８の領域１６４内に導入する少なくとも１つの気体の供給口１８０を有している。下流気体源１３６は、下流気体（例えば、ＮＦ３、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ２ＨＦ５、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＸｅＦ２、Ｃｌ２、ＣｌＦ３、Ｈ２又はＮＨ３）を気体管１４０及び気体の供給口１８０を通して通路１６８の領域１６４内に導入する。弁１４４が気体管１４０を通る下流気体の流れを制御する。下流気体は、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｈｆ、Ｓｒ、又はＺｒを保持する堆積前駆体を含むことができる。弁１４４は、例えば、ソレノイド弁、比例ソレノイド弁又は質量流量制御装置とすることができる。 The plasma chamber 108 has an outlet 172 connected to the supply port 176 of the process chamber 156 via a passage 168. At least a portion of the activated gas 134 flows out of the outlet 172 of the plasma chamber 108 and flows through the passage 168. The amount of energy carried in the activated gas 134 decreases with the distance along the length of the passage 168. An injection source 104 (eg, a gas injection source) is disposed at a distance 148 along the length of the passage 168. The injection source 104 can also be located in the lower part of the plasma chamber 108. The gas injection source 104 has at least one gas supply port 180 that introduces gas (eg, downstream gas to be dissociated by the activated gas 134) into the region 164 of the passage 168. The downstream gas source 136 is a downstream gas (for example, NF 3 , CF 4 , CHF 3 , C 2 F 6 , C 2 HF 5 , C 3 F 8 , C 4 F 8 , XeF 2 , Cl 2 , ClF 3 , H 2 or NH 3 ) is introduced into the region 164 of the passage 168 through the gas tube 140 and the gas supply port 180. A valve 144 controls the flow of downstream gas through the gas tube 140. The downstream gas can include, for example, a deposition precursor that holds Si, Ge, Ga, In, As, Sb, Al, Cu, Ta, Ti, Mo, W, Hf, Sr, or Zr. The valve 144 can be, for example, a solenoid valve, a proportional solenoid valve, or a mass flow controller.

距離１４８にて通路１６８の領域１６４内に導入された下流気体は、活性化した気体１３４の少なくとも一部分と相互作用して解離した下流気体１５２の流れを生成する。本明細書にて使用した「下流気体」という語は、気体の供給口１８０を通して通路１６８内に導入された気体を意味する。本明細書にて使用した「解離した下流気体」という語は、活性化した気体１３４が下流気体と相互作用する結果として生成された気体を意味する。解離した下流気体１５２は、例えば、活性化した気体１３４、下流気体及び活性化した気体１３４により励起された（例えば、解離された）下流気体の混合体を保持することができる。幾つかの実施の形態において、解離した下流気体１５２は、活性化した気体１３４により解離された気体を実質的に含有している。その他の実施の形態において、解離した下流気体１５２は、例えば、活性化した気体１３４を実質的に含有している。   Downstream gas introduced into region 164 of passage 168 at distance 148 interacts with at least a portion of activated gas 134 to produce a flow of dissociated downstream gas 152. As used herein, the term “downstream gas” refers to a gas introduced into the passage 168 through the gas supply port 180. As used herein, the term “dissociated downstream gas” refers to a gas produced as a result of the activated gas 134 interacting with the downstream gas. The dissociated downstream gas 152 can hold, for example, an activated gas 134, a mixture of the downstream gas and the downstream gas excited (eg, dissociated) by the activated gas 134. In some embodiments, the dissociated downstream gas 152 substantially contains a gas dissociated by the activated gas 134. In other embodiments, the dissociated downstream gas 152 contains, for example, an activated gas 134 substantially.

解離した下流気体１５２は、通路１６８を通ってプロセス室１５６の供給口１７６内に流れる。プロセス室１５６内に配置された試料ホルダ１６０は、解離した下流気体１５２により処理された材料を支持する。選択随意的な気体分配器又はシャワーヘッド（図示せず）を室１５６の供給口１７６に設置して、解離した気体を例えば、ホルダ１６０上に配置された基板の表面まで一様に分配することができる。１つの実施の形態において、解離した下流気体１５２は、プロセス室１５６内にて試料ホルダ１６０上に配置された半導体ウェハ又は基板のエッチングを促進する。別の実施の形態において、解離した下流気体１５２は、プロセス室１５６内にて試料ホルダ１６０上に配置された基板への薄膜の堆積を促進する。活性化した気体１３４は、下流気体と相互作用して解離した下流気体１５２を生成するのに十分なエネルギを有する。   The dissociated downstream gas 152 flows into the supply port 176 of the process chamber 156 through the passage 168. A sample holder 160 disposed in the process chamber 156 supports the material processed by the dissociated downstream gas 152. An optional gas distributor or shower head (not shown) is installed at the supply port 176 of the chamber 156 to uniformly distribute the dissociated gas, for example, to the surface of the substrate disposed on the holder 160. Can do. In one embodiment, the dissociated downstream gas 152 facilitates etching of a semiconductor wafer or substrate disposed on the sample holder 160 in the process chamber 156. In another embodiment, the dissociated downstream gas 152 facilitates the deposition of a thin film on a substrate disposed on the sample holder 160 within the process chamber 156. The activated gas 134 has sufficient energy to interact with the downstream gas to produce a dissociated downstream gas 152.

幾つかの実施の形態において、通路１６８の領域１６４内に導入された気体のある比率分は、活性化した気体１３４により解離される。下流気体の解離度（例えば、率）は、例えば、エネルギレベル及び活性化した気体１３４にて運ばれるエネルギ量の関数である。活性化した気体１３４は、下流気体の結合エネルギレベルよりも大きいエネルギレベルを有して、下流気体の原子間の結合を破って解離を実現する。幾つかの実施の形態において、活性化した気体１３４は、多数の衝突過程を通して下流気体を熱的に励起し且つ解離するのに十分なエネルギを運ぶこともできる。単に一例として、ＣＦ４は、約５．７ｅＶの結合エネルギレベルを有し、ＮＦ３は、約３．６ｅＶの結合エネルギレベルを有する。従って、同様の解離システム１００の作動状態下にて、ＣＦ４を解離させるためには、ＮＦ３を解離させるのに必要な量よりも多量の活性化した気体１３４のエネルギが必要とされる。 In some embodiments, a proportion of the gas introduced into the region 164 of the passage 168 is dissociated by the activated gas 134. The degree of dissociation (eg, rate) of the downstream gas is a function of, for example, the energy level and the amount of energy carried in the activated gas 134. The activated gas 134 has an energy level greater than the binding energy level of the downstream gas, and breaks the bonds between the atoms of the downstream gas to achieve dissociation. In some embodiments, the activated gas 134 may carry enough energy to thermally excite and dissociate the downstream gas through multiple collision processes. By way of example only, CF 4 has a binding energy level of about 5.7 eV and NF 3 has a binding energy level of about 3.6 eV. Thus, in order to dissociate CF 4 under similar dissociation system 100 operating conditions, a greater amount of activated gas 134 energy is required than is necessary to dissociate NF 3 .

別の実施の形態において、活性化した気体１３４内に保持されたエネルギ量は、通路１６８に沿った室１０８の出口１７２からの距離と共に減少するから、距離１４８は、活性化した気体１３４が下流気体源１０４により通路１６８内に導入された下流気体の励起（例えば、解離）を効果的に促進するように、気体の供給口１８０をプラズマ室１０８の出口１７２に対して配置するため十分短くなければならない。距離１４８は、また、解離した下流気体１５２がプラズマ室１０８の内面と実質的に相互作用しないよう気体供給口１８０をプラズマ室１０８の出口１７２に対して配置するのに十分長くなければならない。幾つかの実施の形態において、例えば、プラズマの密度がプラズマ室１０８の上方部分内にて濃縮されるとき、噴射源１０４は、プラズマ室１０８の下方部分内に配置することができる。   In another embodiment, the amount of energy held in the activated gas 134 decreases with the distance from the outlet 108 of the chamber 108 along the passage 168, so that the distance 148 is reduced by the activated gas 134 downstream. The gas supply port 180 should be short enough to be positioned relative to the outlet 172 of the plasma chamber 108 to effectively promote the excitation (eg, dissociation) of the downstream gas introduced into the passage 168 by the gas source 104. I must. The distance 148 must also be long enough to position the gas supply port 180 relative to the outlet 172 of the plasma chamber 108 so that the dissociated downstream gas 152 does not substantially interact with the inner surface of the plasma chamber 108. In some embodiments, for example, when the plasma density is concentrated in the upper portion of the plasma chamber 108, the injection source 104 can be disposed in the lower portion of the plasma chamber 108.

１つの実施の形態において、システム１００は、室１０８の出口１７２にて通路１６８内に配置された障壁（例えば、図示しない遮蔽体又はライナー）を含む。障壁は、システム１００内にて反応性気体に対する通路１６８の露呈を少なくすることにより、通路１６８を保護する。幾つかの実施の形態において、遮蔽体又はライナーは、部分的に室１０８内に配置される。遮蔽体又はライナーは、反応性気体（例えば、活性化した気体１３４及び解離した下流気体１５２）に対して実質的に抵抗性のある材料にて出来たものとすることができる。このようにして、遮蔽体又はライナーが反応性気体に対して露呈されるから、遮蔽体又はライナーを使用して、室１０８の浸食を減少させることができる。   In one embodiment, the system 100 includes a barrier (eg, a shield or liner not shown) disposed in the passage 168 at the outlet 172 of the chamber 108. The barrier protects the passage 168 by reducing exposure of the passage 168 to reactive gases within the system 100. In some embodiments, the shield or liner is partially disposed within the chamber 108. The shield or liner can be made of a material that is substantially resistant to reactive gases (eg, activated gas 134 and dissociated downstream gas 152). In this way, since the shield or liner is exposed to the reactive gas, the shield or liner can be used to reduce erosion of the chamber 108.

１つの実施の形態において、ライナーは、室１０８の出口１７２にて通路１６８内に配置された管状材料である。ライナーは、反応性気体に対して化学的に適合可能な材料にて出来たものとすることができる。ライナーは、完全に又は部分的にサファイア材料にて出来たものとすることができる。幾つかの実施の形態において、遮蔽体又はライナーは除去可能であり、定期的な交換を許容する。このため、遮蔽体又はライナーは、化学的整合性が得られるようプラズマ室と同一の材料にて出来たものとすることができる。   In one embodiment, the liner is a tubular material disposed in the passage 168 at the outlet 172 of the chamber 108. The liner can be made of a material that is chemically compatible with the reactive gas. The liner can be made entirely or partially of sapphire material. In some embodiments, the shield or liner can be removed, allowing periodic replacement. Thus, the shield or liner can be made of the same material as the plasma chamber so that chemical consistency is obtained.

幾つかの実施の形態において、遮蔽体又はライナーは、室１０８内にて構成要素に加わる熱的応力を減少させる。遮蔽体又はライナーは、活性化した気体１３４及び解離した下流気体１５２内の反応性種の損失を減少させ、これにより反応性種の排出量を最大にする材料にて出来たものとすることができる。低再結合の性質を有する材料は、例えば、石英、ダイヤモンド、ダイヤモンド様炭素、サファイア、炭化水素及びフロオロカーボンを含む。遮蔽体又はライナーは、優れた機械的性質及び熱的性質が得られるよう金属（例えば、アルミニウム、ニッケル又はステンレススチール）にて出来たものとすることもできる。金属遮蔽体又はライナーの表面は、全体的な性能を向上させ得るよう、化学的に適合可能又は低表面再結合／反応材料の層にて被覆することができる。   In some embodiments, the shield or liner reduces thermal stress on the component within the chamber 108. The shield or liner may be made of a material that reduces the loss of reactive species in the activated gas 134 and dissociated downstream gas 152, thereby maximizing reactive species emissions. it can. Materials having low recombination properties include, for example, quartz, diamond, diamond-like carbon, sapphire, hydrocarbons and fluorocarbons. The shield or liner can also be made of a metal (eg, aluminum, nickel or stainless steel) to provide excellent mechanical and thermal properties. The surface of the metal shield or liner can be coated with a layer of chemically compatible or low surface recombination / reactive material to improve overall performance.

１つの実施の形態において、システム１００は、プラズマ室１０８の出口１７２と気体の供給口１８０との間に追加的なパージ気体の供給口（図示せず）を含む。パージ気体は、気体の供給口１８０を通って流れ、下流気体がプラズマ室１０８内に逆流するのを防止する（又は最小限にする）。逆流は、プラズマ気体の流量が小さいときに生じる。パージ気体は、希ガス（例えば、Ａｒ又はＨｅ）又はプロセス気体（例えば、Ｏ２又はＨ２）とすることができる。 In one embodiment, the system 100 includes an additional purge gas supply (not shown) between the outlet 172 of the plasma chamber 108 and the gas supply 180. The purge gas flows through the gas supply port 180 and prevents (or minimizes) downstream gas from flowing back into the plasma chamber 108. The backflow occurs when the plasma gas flow rate is small. The purge gas can be a noble gas (eg, Ar or He) or a process gas (eg, O 2 or H 2 ).

１つの実施の形態において、システム１００は、通路１６８内の下流気体の解離率を測定するセンサ（図示せず）を含む。特定の実施の形態において、同一のセンサを使用して解離した下流気体１５２がプラズマ室１０８の内面と好ましくない相互作用する程度を決定する。解離率及び解離した下流気体１５２が室１０８の内面と反応する程度の双方を測定する、一例としてのセンサは、ウィスコンシン州、マディソンのサーモエレクトロンコーポレーション（Ｔｈｅｒｍｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）が販売するニコレット５１０Ｐメトロロジーツール（Ｎｉｃｏｌｅｔ ５４０Ｐ Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ Ｔｏｏｌ）である。センサは、例えば、ＳｉＦ４の存在を測定する。ＳｉＦ４は、石英プラズマ室と反応するフッ素の副産物（解離した下流気体）である。センサは省いてもよい。しかし、システム１００にてセンサを使用することができる。従って、例えば、ＳｉＦ４が高レベルにて存在することを表示するセンサの測定値は、解離した下流気体１５２が石英プラズマ室１０８の内面と好ましくなく相互作用することを示す。下流気体の解離率は、多様なファクタに依存する。１つのファクタは、下流気体が通路１６８の領域１６４内に導入されるときの距離１４８である。別のファクタは、下流気体が通路１６８の領域１６４内に導入される距離１４８における活性化した気体１３４内のエネルギ量である。 In one embodiment, the system 100 includes a sensor (not shown) that measures the rate of dissociation of the downstream gas in the passage 168. In certain embodiments, the same sensor is used to determine the extent to which the dissociated downstream gas 152 interacts undesirably with the inner surface of the plasma chamber 108. An exemplary sensor that measures both the dissociation rate and the extent to which the dissociated downstream gas 152 reacts with the interior surface of the chamber 108 is a Nicolet 510P metrology tool sold by Thermo Electron Corporation, Madison, Wisconsin. (Nicolet 540P Metrology Tool). The sensor measures, for example, the presence of SiF 4 . SiF 4 is a fluorine byproduct (dissociated downstream gas) that reacts with the quartz plasma chamber. The sensor may be omitted. However, sensors can be used in the system 100. Thus, for example, a sensor reading indicating that SiF 4 is present at a high level indicates that the dissociated downstream gas 152 interacts undesirably with the inner surface of the quartz plasma chamber 108. The dissociation rate of the downstream gas depends on various factors. One factor is the distance 148 when the downstream gas is introduced into the region 164 of the passage 168. Another factor is the amount of energy in the activated gas 134 at a distance 148 where downstream gas is introduced into the region 164 of the passage 168.

１つの実施の形態において、下流気体は、解離した気体１５２とプラズマ室１０８の内面との間の相互作用を最小にする、プラズマ室１０８の出口１７２に対する距離１４８にて導入される。別の実施の形態において、下流気体は、下流気体の解離度を最大にする、プラズマ室１０８の出口１７２に対する距離１４８にて導入される。別の実施の形態において、下流気体は、解離した下流気体１５２がプラズマ室１０８の内面と相互作用する程度を下流気体の解離度と均衡させる、プラズマ室１０８の出力部１７２に対する距離１４８にて導入される。   In one embodiment, the downstream gas is introduced at a distance 148 relative to the outlet 172 of the plasma chamber 108 that minimizes the interaction between the dissociated gas 152 and the inner surface of the plasma chamber 108. In another embodiment, the downstream gas is introduced at a distance 148 relative to the outlet 172 of the plasma chamber 108 that maximizes the degree of dissociation of the downstream gas. In another embodiment, the downstream gas is introduced at a distance 148 relative to the output 172 of the plasma chamber 108 that balances the degree to which the dissociated downstream gas 152 interacts with the inner surface of the plasma chamber 108 with the degree of dissociation of the downstream gas. Is done.

プラズマ源１８４は、例えば、直流プラズマ発生器、無線周波数（ＲＦ）プラズマ発生器又はマイクロ波プラズマ発生器とすることができる。プラズマ源１８４は、遠隔プラズマ源とすることができる。単に一例として、プラズマ源１８４は、マサチューセッツ州、ウィルミントンのＭＫＳインスツルメンツインク（ＭＫＳ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）が製造するアストロン（ＡＳＴＲＯＮ）（登録商標名）又はＲ＊エボルーション（Ｒ＊ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）（登録商標名）遠隔プラズマ源とすることができる。直流プラズマ発生器は、プラズマ気体（例えば、Ｏ２）内にて２つの電極の間に電位を印加することにより、直流放電を発生させる。ＲＦプラズマ発生器は、電源からのエネルギをプラズマ内に静電的に又は誘電的に結合することにより、ＲＦ放電を発生させる。マイクロ波プラズマ発生器は、マイクロ波エネルギをマイクロ波通過窓を通してプラズマ気体を保持するプラズマ室内に直接結合することにより、マイクロ波放電を発生させる。 The plasma source 184 can be, for example, a direct current plasma generator, a radio frequency (RF) plasma generator, or a microwave plasma generator. The plasma source 184 can be a remote plasma source. By way of example, the plasma source 184, Massachusetts, Astron (ASTRON) (registered trademark) which Wilmington MKS Instruments ink (MKS Instruments) may be manufactured or R * Evolution (R * evolution) (registered trademark) remote plasma Can be a source. The DC plasma generator generates a DC discharge by applying a potential between two electrodes in a plasma gas (for example, O 2 ). An RF plasma generator generates an RF discharge by electrostatically or dielectrically coupling energy from a power source into the plasma. The microwave plasma generator generates a microwave discharge by directly coupling microwave energy through a microwave passage window into a plasma chamber that holds a plasma gas.

１つの実施の形態において、プラズマ源は、円環状のプラズマ源であり、室１０８は石英室である。石英室は、例えば、単一の溶融石英片とすることができる。その他の実施の形態において、代替的な型式のプラズマ源及び室の材料を使用することができる。例えば、サファイア、アルミナ、硝酸アルミニウム、酸化イットリウム、炭化ケイ素、窒化ホウ素又はアルミニウム、ニッケル又はステンレススチールのような金属又は陽極酸化アルミのような被覆した金属を使用することができる。   In one embodiment, the plasma source is an annular plasma source and the chamber 108 is a quartz chamber. The quartz chamber can be, for example, a single fused quartz piece. In other embodiments, alternative types of plasma source and chamber materials can be used. For example, sapphire, alumina, aluminum nitrate, yttrium oxide, silicon carbide, boron nitride or a metal such as aluminum, nickel or stainless steel or a coated metal such as anodized aluminum can be used.

電源１２４は、例えば、ＲＦ電源又はマイクロ波電源とすることができる。幾つかの実施の形態において、プラズマ室１０８は、プラズマ室１０８内にてプラズマ１３２を着火する最初のイオン化事象を提供する自由電荷を発生させる手段を含む。最初のイオン化事象は、プラズマ室１０８に印加される短い高電圧パルスとすることができる。パルスは、約５００−１０，０００ボルトの電圧を有し、また、約０．１マイクロ秒から１００マイクロ秒の長さとすることができる。アルゴンのような希ガスをプラズマ室１０８内に挿入してプラズマ１３２を着火するのに必要な電圧を減少させることができる。また、紫外光線を使用してプラズマ室１０８内にてプラズマ１３２を着火する最初のイオン化事象を提供する自由電荷をプラズマ室１０８内にて発生させることができる。   The power source 124 can be, for example, an RF power source or a microwave power source. In some embodiments, the plasma chamber 108 includes means for generating a free charge that provides an initial ionization event that ignites the plasma 132 within the plasma chamber 108. The initial ionization event can be a short high voltage pulse applied to the plasma chamber 108. The pulses have a voltage of about 500-10,000 volts and can be about 0.1 to 100 microseconds long. A noble gas such as argon can be inserted into the plasma chamber 108 to reduce the voltage required to ignite the plasma 132. Also, free charge can be generated in the plasma chamber 108 that provides the first ionization event that ignites the plasma 132 in the plasma chamber 108 using ultraviolet light.

例えば、弁１１６（例えば、質量流量制御装置）の作動を制御してプラズマ気体源１１２からプラズマ室１０８内へのプラズマ気体の流れを調節するため、制御システム（図示せず）を使用することができる。制御システムは、また、弁１４４（例えば、質量流量制御装置）の作動を制御して下流気体源１３６から領域１６４内への下流気体の流れを調節することもできる。また、制御システムを使用してプラズマ発生器１８４の作動パラメータ（例えば、プラズマ１３２に、その後、活性化気体１３４に印加される電力又は気体の流量又は圧力）を改変することもできる。   For example, a control system (not shown) may be used to control the operation of valve 116 (eg, a mass flow controller) to regulate the flow of plasma gas from plasma gas source 112 into plasma chamber 108. it can. The control system can also control the operation of valve 144 (eg, a mass flow controller) to regulate the flow of downstream gas from downstream gas source 136 into region 164. The control system can also be used to modify the operating parameters of the plasma generator 184 (eg, power or gas flow or pressure applied to the plasma 132 and then to the activated gas 134).

幾つかの実施の形態において、システム１００は、プロセス室１５６内にて試料ホルダ１６０の上に配置された半導体ウェハ上に材料を堆積させることも考えられる。単に一例として、下流気体は、堆積材料（例えば、ＳｉＨ４、ＴＥＯＳ又はＷＦ６）を含むことができる。下流気体は、また、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｈｆ、Ｓｒ及びＺｒを保持するその他の堆積前駆体を含むこともできる。活性化した気体１３４は、下流気体内の堆積材料と相互作用し、試料ホルダ１６０上に配置されたウェハに堆積させることのできる堆積種を形成する。堆積前駆体をプラズマに露呈させることにより、前駆体分子は気体の表面にて分解する。従って、活性化した気体により前駆体を励起させることは、堆積表面上の前駆体を分解させることが好ましい適用例にて有益であろう。幾つかの実施の形態において、下流気体は、金属又は半導体材料から成る１つ又はより多くの気体を含み又は金属又は半導体材料から成る酸化物又は窒化物を含む。 In some embodiments, the system 100 may contemplate depositing material on a semiconductor wafer disposed on the sample holder 160 in the process chamber 156. By way of example only, the downstream gas can include a deposition material (eg, SiH 4 , TEOS, or WF 6 ). The downstream gas may also contain other deposition precursors that hold, for example, Si, Ge, Ga, In, Sn, As, Sb, Al, Cu, Ta, Ti, Mo, W, Hf, Sr and Zr. You can also. The activated gas 134 interacts with the deposition material in the downstream gas to form a deposition species that can be deposited on a wafer disposed on the sample holder 160. By exposing the deposition precursor to the plasma, the precursor molecules decompose at the surface of the gas. Thus, exciting the precursor with an activated gas would be beneficial in applications where it is desirable to decompose the precursor on the deposition surface. In some embodiments, the downstream gas comprises one or more gases comprised of a metal or semiconductor material or comprises an oxide or nitride comprised of a metal or semiconductor material.

システム１００は、鏡、フィルタ又はレンズのような基板上に光学被覆を堆積させるため使用することができる。システム１００は、基板の表面性質を改変するため使用することができる。システム１００は、表面を生物適合性にし、又はその水吸収性質を変化させるため使用することができる。システム１００は、顕微鏡的又はナノスケール粒子又は粉体を発生させるため使用することができる。   System 100 can be used to deposit an optical coating on a substrate such as a mirror, filter or lens. System 100 can be used to modify the surface properties of a substrate. The system 100 can be used to make a surface biocompatible or change its water absorption properties. System 100 can be used to generate microscopic or nanoscale particles or powders.

図２Ａ及び図２Ｂには、本発明の原理を具体化する噴射源１０４の１つの実施の形態が示されている。この実施の形態において、噴射源１０４は、中央領域１６４を画成するディスク形状の本体２００を有している。領域１６４は、本体２００の第一の端部２０８から本体２００の第二の端部２１２まで伸びている。噴射源１０４は、また、噴射源１０４の本体２００を貫通して伸びる６つの供給口１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃ、１８０ｄ、１８０ｅ、１８０ｆ（全体として１８０）を有する。供給口１８０の各々は、本体２００の外面２０４の開口部から本体２００の領域１６４の内面２１４に沿って開口部まで半径方向に伸びている。   2A and 2B illustrate one embodiment of an injection source 104 that embodies the principles of the present invention. In this embodiment, the injection source 104 has a disc-shaped body 200 that defines a central region 164. Region 164 extends from first end 208 of body 200 to second end 212 of body 200. The injection source 104 also has six supply ports 180a, 180b, 180c, 180d, 180e, 180f (180 as a whole) extending through the main body 200 of the injection source 104. Each of the supply ports 180 extends in a radial direction from the opening of the outer surface 204 of the main body 200 to the opening along the inner surface 214 of the region 164 of the main body 200.

１つの実施の形態において、供給口１８０は、例えば、図１の下流気体源１３６のような下流気体源と接続されている。下流気体源１３６は、供給口１８０を介して領域１６４まで下流気体の流れを提供する。活性化した気体１３４は、噴射源１０４の第一の端部２０４の噴射源１０４に入る。活性化した気体１３４の少なくとも一部分は、下流気体の少なくとも一部分と相互作用して解離した下流気体１５２を生成する。解離した下流気体１５２は、噴射源１０４の本体２００の第二の端部２１２から流れ出て且つ、例えば、解離システム１００の通路１６８に沿って流れる。供給口１８０の代替的な数、幾何学的形態及び角度向きとすることが考えられる。単に一例として、供給口１８０は、図２Ｂの端面図の向きから見たとき、噴射源１０４の本体２００の領域１６４の中心に対してある角度にて向き決めすることができる。   In one embodiment, the supply port 180 is connected to a downstream gas source, such as the downstream gas source 136 of FIG. The downstream gas source 136 provides a downstream gas flow to the region 164 via the supply port 180. The activated gas 134 enters the injection source 104 at the first end 204 of the injection source 104. At least a portion of the activated gas 134 interacts with at least a portion of the downstream gas to produce a dissociated downstream gas 152. The dissociated downstream gas 152 flows out of the second end 212 of the body 200 of the injection source 104 and flows, for example, along the passage 168 of the dissociation system 100. Alternative numbers, geometries, and angular orientations of the supply ports 180 are contemplated. By way of example only, the supply port 180 can be oriented at an angle with respect to the center of the region 164 of the body 200 of the injection source 104 when viewed from the end view orientation of FIG. 2B.

図３Ａ及び図３Ｂに示した別の実施の形態において、噴射源１０４は、領域１６４を画成するディスク形状本体２００を有する。本体２００は、第一の端部２０８と第二の端部２１２とを有する。噴射源１０４は、噴射源１０４の本体２００を貫通して伸びる６つの供給口１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃ、１８０ｄ、１８０ｅ、１８０ｆ（全体として１８０）を有する。その他の実施の形態にて、代替的な供給口の数を使用することができる。供給口１８０の各々は、本体２００の外面２０４の開口部から本体２００の領域１６４の内面２１４に沿って開口部まで角度３０４にて伸びている。１つの実施の形態において、供給口１８０は、下流気体源、例えば、図１の下流気体源１３６と接続されている。下流気体源１３６は、供給口１８０を介して下流気体の流れを領域１６４に提供する。下流気体は、本体２００の第一の端部２０８を介して領域１６４に入る活性化した気体１３４により少なくとも部分的に解離される。解離した下流気体１５２は、本体２００の第二の端部２１２にて領域１６４から出る。   In another embodiment shown in FIGS. 3A and 3B, the injection source 104 has a disk-shaped body 200 that defines a region 164. The main body 200 has a first end 208 and a second end 212. The injection source 104 has six supply ports 180a, 180b, 180c, 180d, 180e, and 180f (180 as a whole) extending through the main body 200 of the injection source 104. In other embodiments, an alternative number of feed ports can be used. Each of the supply ports 180 extends at an angle 304 from the opening on the outer surface 204 of the main body 200 to the opening along the inner surface 214 of the region 164 of the main body 200. In one embodiment, the supply port 180 is connected to a downstream gas source, such as the downstream gas source 136 of FIG. The downstream gas source 136 provides a downstream gas flow to the region 164 via the supply port 180. The downstream gas is at least partially dissociated by the activated gas 134 that enters the region 164 via the first end 208 of the body 200. The dissociated downstream gas 152 exits the region 164 at the second end 212 of the body 200.

単に一例として、ＮＦ３を解離させるため１つの実験を行った。図２Ａ及び図２Ｂの噴射源１０４を使用してＮＦ３を噴射源１０４の本体２００の領域１６４内に導入した。供給口１８０の各々に対し、約０．５ｍｍの内径を選んだ。図４には、図１の気体解離システム１００のような気体解離システムにて得られたＮＦ３の解離結果のグラフ４００が示されている。グラフ４００のＹ軸４１２はＮＦ３の解離率である。グラフ４００のＸ軸４１６は、ＮＦ３（下流気体）が石英プラズマ室１０８の出力部１７２に対して領域１６４内に噴射される距離１４８である。 By way of example, was one experiment to dissociate NF 3. NF 3 was introduced into region 164 of body 200 of injection source 104 using injection source 104 of FIGS. 2A and 2B. For each supply port 180, an inner diameter of about 0.5 mm was chosen. FIG. 4 shows a graph 400 of the NF 3 dissociation results obtained with a gas dissociation system such as the gas dissociation system 100 of FIG. The Y-axis 412 of the graph 400 is the NF 3 dissociation rate. The X axis 416 of the graph 400 is the distance 148 at which NF 3 (downstream gas) is injected into the region 164 relative to the output 172 of the quartz plasma chamber 108.

図４には、プラズマ気体（Ｏ２／Ｎ２）及び下流気体（ＮＦ３）の流量が一定であるとき、ＮＦ３の解離率は気体圧力と共に増大し、また、プラズマ室の出口からの距離と共に減少することが示されている。距離１４８が増大すると、ＮＦ３の解離率は、特定のプラズマ気体圧力レベル（２６６．６４４Ｐａ（２トル）、３９９．９６６Ｐａ（３トル）、５３３．２８８Ｐａ（４トル）、６６６．６１Ｐａ（５トル）（曲線４０８）、７９９．９３２Ｐａ（６トル）（曲線４０４）、９３３．２５４Ｐａ（７トル））の場合、減少する。単に一例として、曲線４０４は、プラズマ気体圧力７９９．９３２Ｐａ（６トル）にてプラズマ室１０８内へのＯ２／Ｎ２プラズマ気体流量が４／０．４ｓｌｍである場合、ＮＦ３の解離率は、距離１４８が約１．０ｃｍに等しいときの約９２％のＮＦ３の解離から距離１４８が約１２．２ｃｍに等しいときの約８％のＮＦ３の解離まで減少することを示す。曲線４０８は、プラズマ気体圧力６６６．６１Ｐａ（５トル）のとき、プラズマ室１０８内へのＯ２／Ｎ２プラズマ気体流量が４／０．４ｓｌｍの場合、ＮＦ３の解離率は、距離１４８が約１．０ｃｍに等しいときの約７７％のＮＦ３の解離から距離１４８が約１２．２ｃｍに等しいときの約３％のＮＦ３の解離まで減少することを示す。 FIG. 4 shows that when the flow rates of the plasma gas (O 2 / N 2 ) and the downstream gas (NF 3 ) are constant, the dissociation rate of NF 3 increases with the gas pressure, and the distance from the outlet of the plasma chamber It has been shown to decrease with time. As the distance 148 increases, the dissociation rate of NF 3 increases with the specific plasma gas pressure level (266.644 Pa (2 Torr), 399.966 Pa (3 Torr), 533.288 Pa (4 Torr), 666.61 Pa (5 Torr). ) (Curve 408), 799.932 Pa (6 torr) (curve 404), 933.254 Pa (7 torr)). By way of example only, curve 404 shows that when the O 2 / N 2 plasma gas flow rate into the plasma chamber 108 is 4 / 0.4 slm at a plasma gas pressure of 799.932 Pa (6 Torr), the dissociation rate of NF 3 is Shows a reduction from about 92% NF 3 dissociation when the distance 148 equals about 1.0 cm to about 8% NF 3 dissociation when the distance 148 equals about 12.2 cm. Curve 408 shows that when the plasma gas pressure is 666.61 Pa (5 torr) and the O 2 / N 2 plasma gas flow rate into the plasma chamber 108 is 4 / 0.4 slm, the dissociation rate of NF 3 is the distance 148 It shows a reduction from about 77% NF 3 dissociation when equal to about 1.0 cm to about 3% NF 3 dissociation when distance 148 is equal to about 12.2 cm.

実験において、本明細書にて上述したニコレット５１０Ｐセンサを使用して、石英室１０８に対する解離した下流気体１５２の好ましくない影響が最小であることが測定された。ニコレット５１０Ｐセンサの検出感度は１ｓｃｃｍのＳｉＦ４であった。実験において、石英プラズマ室１０８の出口１７２に対してＮＦ３（下流気体）が領域１６４内に噴射されるときの色々なプラズマ気体圧力及び距離１４８について、ニコレットセンサを使用してＳｉＦ４は測定されなかった。 In experiments, it was determined that the unfavorable impact of the dissociated downstream gas 152 on the quartz chamber 108 was minimal using the Nicolet 510P sensor described hereinabove. The detection sensitivity of the Nicolet 510P sensor was 1 sccm of SiF 4 . In the experiment, SiF 4 is measured using a Nicolet sensor for various plasma gas pressures and distances 148 when NF 3 (downstream gas) is injected into region 164 against outlet 172 of quartz plasma chamber 108. There wasn't.

単に一例として、ＣＦ４を解離するための実験を行った。図３Ａ及び図３Ｂの噴射源１０４は、ＣＦ４を噴射源１０４の本体２００の領域１６４内に導入するため使用した。供給口１８０の各々に対し約０．５ｍｍの内径を選んだ。供給口１８０の各々に対する角度３０４として３０゜の角度を選んだ。図５には、図１の気体解離システム１００のような気体解離システムにて得られたＣＦ４の解離結果のグラフ５００が示されている。グラフ５００のＹ軸５１２はＣＦ４の解離率である。グラフ５００のＸ軸５１６は、石英プラズマ室１０８の出口１７２に対してＣＦ４（下流気体）が通路１６８の領域１６４内に噴射されるときの距離１４８である。 By way of example, an experiment was performed to dissociate CF 4. The injection source 104 of FIGS. 3A and 3B was used to introduce CF 4 into the region 164 of the body 200 of the injection source 104. An inner diameter of about 0.5 mm was chosen for each of the supply ports 180. An angle of 30 ° was chosen as the angle 304 for each of the supply ports 180. FIG. 5 shows a graph 500 of CF 4 dissociation results obtained with a gas dissociation system such as the gas dissociation system 100 of FIG. The Y axis 512 of the graph 500 is the dissociation rate of CF 4 . The X axis 516 of the graph 500 is the distance 148 when CF 4 (downstream gas) is injected into the region 164 of the passage 168 with respect to the outlet 172 of the quartz plasma chamber 108.

図５には、距離１４８が増大すると、色々なプラズマ気体の型式、流量及び圧力（５３３．２８８Ｐａ（４トル）におけるＮ２０．４ｓｌｍと混合させたＯ２４ｓｌｍ、５３３．２８８Ｐａ（４トル）における４ｓｌｍのＯ２（曲線５０４）、２６６．６４４Ｐａ（２トル）における３ｓｌｍのＮ２、７９９．９３２Ｐａ（６トル）における６ｓｌｍのＡｒ（曲線５０８））の場合、ＣＦ４の解離率は減少することが示されている。単に一例として、曲線５０４は、プラズマ室１０８内にて５３３．２８８Ｐａ（４トル）の圧力のとき、４ｓｌｍの流量の場合にてＯ２プラズマ気体がプラズマ気体源１１２から流れる場合、ＣＦ４の１００ｓｃｃｍの解離率は、距離１４８が約０．５３ｃｍに等しいときの約３３％のＣＦ４の解離率から距離１４８が約１．０５ｃｍに等しいときの約２％のＣＦ４の解離率まで減少することを示す。曲線５０８は、７９９．９３２Ｐａ（６トル）の圧力にてプラズマ室１０８内へ６ｓｌｍのＡｒプラズマ気体流量の場合、ＣＦ４の解離率は、距離１４８が約０．５３ｃｍに等しいときの約２４％のＣＦ４の解離率から距離１４８が約１．０５ｃｍに等しいときの約１％のＣＦ４の解離率まで減少することを示す。 FIG 5, the distance 148 is increased, the type of various plasma gases, flow rate and pressure (533.288Pa (4 torr) O 2 which is a mixture with N 2 0.4 slm in 4slm, 533.288Pa (4 Torr) 4 slm O 2 (curve 504) at 266.644 Pa (2 torr), 3 slm N 2 at 266.644 Pa (6 torr), 6 slm Ar at 799.932 Pa (6 torr) (curve 508)), the dissociation rate of CF 4 decreases It has been shown. By way of example only, the curve 504 is 100 sccm of CF 4 when the O 2 plasma gas flows from the plasma gas source 112 at a flow rate of 4 slm at a pressure of 533.288 Pa (4 Torr) in the plasma chamber 108. The dissociation rate of γ decreases from about 33% CF 4 dissociation rate when distance 148 is equal to about 0.53 cm to about 2% CF 4 dissociation rate when distance 148 is equal to about 1.05 cm. Indicates. Curve 508 shows that for a 6 slm Ar plasma gas flow rate into plasma chamber 108 at a pressure of 799.932 Pa (6 Torr), the CF 4 dissociation rate is about 24% when distance 148 is equal to about 0.53 cm. show that decreasing the dissociation rate of about 1% CF 4 until when the distance 148 from the dissociation rate of the CF 4 is equal to about 1.05 cm.

実験において、本明細書にて上述したニコレット５０１Ｐセンサを使用して、石室１０８に対する解離した下流気体１５２の好ましくない効果が最小であることが測定された。実験において、色々なプラズマ気体の型式、流量、圧力及びＣＦ４（下流気体）が石英プラズマ室１０８の出力部１７２に対して領域１６４内に噴射されるときの距離１４８の場合、ニコレットセンサを使用してＳｉＦ４は測定されなかった。 In experiments, it was determined that the undesired effect of dissociated downstream gas 152 on the stone chamber 108 was minimal using the Nicolet 501P sensor described hereinabove. In the experiment, a Nicolet sensor is used in the case of a distance 148 when various plasma gas types, flow rates, pressures, and CF 4 (downstream gas) are injected into the region 164 with respect to the output 172 of the quartz plasma chamber 108. SiF 4 was not measured.

ＮＦ３を解離させるため別の実験を行った。図２Ａ及び図２Ｂの噴射源１０４は、１００ｓｃｃｍのＮＦ３を噴射源１０４の本体２００の領域１６４内に導入するために使用した。供給口１８０の各々に対して約０．５ｍｍの内径を選んだ。下流気体（ＮＦ３）は、石英プラズマ室１０８の出口１７２に対して約１ｃｍ（すなわち距離１４８）にて通路１６８の領域１６４内に導入した。図６には、図１の気体解離システム１００のような、気体解離システムにて得られたＮＦ３の解離結果のグラフ６００が示されている。グラフ６００のＹ軸６１２はＮＦ３の解離率である。グラフ６００のＸ軸６１６は、プラズマ気体源１１２により室１０８内に導入されたプラズマ気体（Ｎ２（曲線６０４）、１０／１の気体流量領域におけるＯ２／Ｎ２（曲線６０８）、Ａｒ（曲線６１０）、Ｈ２及びＨｅ）の分当たりの標準リットルによる気体の流量である。 Another experiment was performed to dissociate NF 3. The injection source 104 of FIGS. 2A and 2B was used to introduce 100 sccm of NF 3 into the region 164 of the body 200 of the injection source 104. An inner diameter of about 0.5 mm was chosen for each of the supply ports 180. The downstream gas (NF 3 ) was introduced into the region 164 of the passage 168 at about 1 cm (ie, distance 148) relative to the outlet 172 of the quartz plasma chamber 108. FIG. 6 shows a graph 600 of NF 3 dissociation results obtained with a gas dissociation system, such as the gas dissociation system 100 of FIG. The Y axis 612 of the graph 600 is the NF 3 dissociation rate. The X-axis 616 of the graph 600 represents the plasma gas introduced into the chamber 108 by the plasma gas source 112 (N 2 (curve 604), O 2 / N 2 (curve 608), Ar ( curve 610), a flow rate of the gas by standard liters per minute of H 2 and the He).

単に一例として、曲線６０４は、Ｎ２プラズマ気体の場合、１００ｓｃｃｍのＮＦ３の解離率は、Ｎ２プラズマ気体流量が約１．０ｓｌｍのときの約１６％のＮＦ３の解離率から約２．３ｓｌｍのときの約８２％のプラズマＮＦ３の解離率まで増大することを示す。曲線６０８は、Ｏ２／Ｎ２プラズマ気体の場合、１００ｓｃｃｍのＮＦ３の解離率は、２／０．２ｓｌｍのＯ２／Ｎ２気体流量における約１６％のＮＦ３の解離率から約５．５／０．５５ｓｌｍのＯ２／Ｎ２気体流量における約７９％のＮＦ３の解離率まで増大することを示す。曲線６１０は、Ａｒプラズマ気体の場合、１００ｓｃｃｍの流量のＮＦ３の解離率は、約２．０ｓｌｍのＡｒプラズマ気体流量における約１４％のＮＦ３の解離率から約１０ｓｌｍのＡｒプラズマ気体流量における約２９％のＮＦ３の解離率まで増大することを示す。 By way of example only, curve 604 shows that for a N 2 plasma gas, the dissociation rate of 100 sccm of NF 3 is about 2.% from the dissociation rate of about 16% NF 3 when the N 2 plasma gas flow rate is about 1.0 slm. It shows an increase to about 82% plasma NF 3 dissociation rate at 3 slm. Curve 608 shows that for an O 2 / N 2 plasma gas, the dissociation rate of 100 sccm of NF 3 is about 5% from the dissociation rate of about 16% NF 3 at an O 2 / N 2 gas flow rate of 2 / 0.2 slm. It shows an increase to a dissociation rate of about 79% NF 3 at an O 2 / N 2 gas flow rate of 5 / 0.55 slm. Curve 610 shows that for Ar plasma gas, the dissociation rate of NF 3 at a flow rate of 100 sccm is about 14% NF 3 at an Ar plasma gas flow rate of about 2.0 slm to about 10% at an Ar plasma gas flow rate of about 10 slm. It shows an increase to the NF 3 dissociation rate of 29%.

実験において、本明細書にて上述したニコレット５１０Ｐセンサを使用して石英室１０８に対する解離した下流気体１５２の好ましくない効果が最小であることが測定された。実験において、色々なプラズマ気体の型式及び流量に対してニコレットセンサを使用してＳｉＦ４は、測定されなかった。 In experiments, it was determined that the undesired effect of dissociated downstream gas 152 on the quartz chamber 108 was minimal using the Nicolet 510P sensor described hereinabove. In the experiment, SiF 4 was not measured using a Nicolet sensor for various plasma gas types and flow rates.

ＮＦ３を解離させるため別の実験を行った。図２Ａ及び図２Ｂの噴射源１０４を使用して１００ｓｃｃｍのＮＦ３を噴射源１０４の本体２００の領域１６４内に導入した。供給口１８０の各々に対して約０．５ｍｍの内径を選んだ。下流気体（ＮＦ３）は、プラズマ室１０８の出口１７２に対して約１．０ｃｍ（すなわち距離１４８）にて導入する。図７には、図１の気体解離システム１００のような、気体解離システムにて得られたＮＦ３の解離結果のグラフ７００が示されている。グラフ７００のＹ軸７１２は、ＮＦ３の解離率である。グラフ７００のＸ軸７１６は、プラズマ室１０８内に導入されたプラズマ気体のトルによる気体圧力である。実験の操作条件下にて、Ａｒプラズマ気体（曲線７１０にて図示）を使用する場合のＮＦ３の解離率は、Ａｒ気体圧力に対して比較的敏感でなかった。 Another experiment was performed to dissociate NF 3. 100 sccm of NF 3 was introduced into region 164 of body 200 of injection source 104 using injection source 104 of FIGS. 2A and 2B. An inner diameter of about 0.5 mm was chosen for each of the supply ports 180. The downstream gas (NF 3 ) is introduced at about 1.0 cm (ie, distance 148) with respect to the outlet 172 of the plasma chamber 108. FIG. 7 shows a graph 700 of NF 3 dissociation results obtained with a gas dissociation system, such as the gas dissociation system 100 of FIG. The Y-axis 712 in the graph 700 is the dissociation rate of NF 3 . The X-axis 716 of the graph 700 is the gas pressure due to the plasma gas tor introduced into the plasma chamber 108. Under the experimental operating conditions, the dissociation rate of NF 3 when using Ar plasma gas (shown in curve 710) was relatively insensitive to Ar gas pressure.

単に一例として、曲線７０４は、１ｓｌｍのＮ２プラズマ気体流量の場合、１００ｓｃｃｍのＮＦ３の解離率は、１３３．３２２Ｐａ（１トル）のプラズマ気体圧力における約１５％のＮＦ３の解離率から３９９．９６６Ｐａ（３トル）のプラズマ気体圧力における約４２％のＮＦ３の解離率まで増大することを示す。曲線７０８は、４／０．４ｓｌｍのＯ２／Ｎ２プラズマ気体流の場合、１００ｓｃｃｍのＮＦ３の解離率は、１３３．３２２Ｐａ（１トル）のプラズマ気体圧力における約１０％のＮＦ３の解離率から７９９．９３２Ｐａ（６トル）のプラズマ気体圧力における約９０％のＮＦ３の解離率まで増大することを示す。曲線７１０は、６ｓｌｍのＡｒプラズマ気体流の場合、１００ｓｃｃｍのＮＦ３の解離率は、２６６．６４４Ｐａ（２トル）のプラズマ気体圧力における約１９％、７９９．９３２Ｐａ（６トル）のプラズマ気体圧力における２２％、１３３３．２２Ｐａ（１０トル）のプラズマ気体圧力における約２１％であることを示す。 By way of example only, curve 704 shows that for a 1 slm N 2 plasma gas flow rate, the dissociation rate of 100 sccm of NF 3 is 399 from a dissociation rate of approximately 15% NF 3 at a plasma gas pressure of 133.322 Pa (1 Torr). It shows an increase to about 42% NF 3 dissociation rate at a plasma gas pressure of .966 Pa (3 Torr). Curve 708 shows that for a 4 / 0.4 slm O 2 / N 2 plasma gas flow, the dissociation rate of 100 sccm NF 3 is about 10% NF 3 dissociation at a plasma gas pressure of 133.322 Pa (1 Torr). The rate increases to about 90% NF 3 dissociation rate at a plasma gas pressure of 799.932 Pa (6 Torr). Curve 710 shows that for a 6 slm Ar plasma gas flow, the dissociation rate of 100 sccm of NF 3 is approximately 19% at a plasma gas pressure of 266.644 Pa (2 Torr), at a plasma gas pressure of 799.932 Pa (6 Torr). 22%, indicating about 21% at a plasma gas pressure of 1333.22 Pa (10 Torr).

実験において、本明細書にて上述したニコレット５１０Ｐセンサを使用して、石英室１０８に対する解離した下流気体１５２の好ましくない効果が最小であることが測定された。実験において、色々なプラズマ気体の型式、流量及び圧力に対してニコレットセンサを使用してＳｉＦ４は、測定されなかった。 In experiments, it was determined that the undesired effect of dissociated downstream gas 152 on the quartz chamber 108 was minimal using the Nicolet 510P sensor described hereinabove. In the experiment, SiF 4 was not measured using a Nicolet sensor for various plasma gas types, flow rates and pressures.

ＮＦ３を解離させるため別の実験を行った。図２Ａ及び図２Ｂの噴射源１０４を使用してＮＦ３を噴射源１０４の本体２００の領域１６４内に導入した。供給口１８０の各々に対して約０．５ｍｍの内径を選んだ。下流気体（ＮＦ３）は、プラズマ室１０８の出口１７２に対して約１ｃｍ（すなわち距離１４８）にて導入する。図８には、図１の気体解離システム１００のような、気体解離システムにて得られたＮＦ３の解離結果のグラフ８００が示されている。グラフ８００のＹ軸８１２は、ＮＦ３の解離率である。グラフ８００のＸ軸８１６は、ｓｃｃｍで表わした下流ＮＦ３の流量である。 Another experiment was performed to dissociate NF 3. NF 3 was introduced into region 164 of body 200 of injection source 104 using injection source 104 of FIGS. 2A and 2B. An inner diameter of about 0.5 mm was chosen for each of the supply ports 180. The downstream gas (NF 3 ) is introduced at about 1 cm (ie, distance 148) with respect to the outlet 172 of the plasma chamber 108. FIG. 8 shows a graph 800 of NF 3 dissociation results obtained with a gas dissociation system, such as the gas dissociation system 100 of FIG. The Y-axis 812 of the graph 800 is the NF 3 dissociation rate. The X-axis 816 of the graph 800 is the downstream NF 3 flow rate expressed in sccm.

図８のグラフ８００の曲線８０４は、４／０４ｓｌｍの流量及び６６６．６１Ｐａ（５トル）の圧力におけるＯ２／Ｎ２プラズマ気体の場合、ＮＦ３の解離率は、約２５ｓｃｃｍのＮＦ３の流量から約２００ｓｃｃｍのＮＦ３の流量まで約７５％のままであることを示す。これらの操作条件下にて、ＮＦ３の解離率は、ＮＦ３の解離率が比較的一定であること（曲線８０４）から証明されるように、ＮＦ３の流量に対して比較的敏感でないことを示す。図８のグラフ８００の曲線８０６は、約６ｓｌｍの流量及び７９９．９３２Ｐａ（６トル）の圧力におけるＡｒプラズマ気体の場合、ＮＦ３の解離率は、約５０ｓｃｃｍのＮＦ３の流量における約４０％から約２００ｓｃｃｍのＮＦ３の流量における約１５％まで減少することを示す。 Curve 804 of graph 800 in FIG. 8, 4 / the case of O 2 / N 2 plasma gas at a pressure of flow rate and 666.61Pa (5 torr) of 04Slm, dissociation rate of NF 3 is, the NF 3 of about 25sccm flow 2 to about 200 sccm NF 3 flow rate. At these operating conditions, the dissociation rate of NF 3, as evidenced from the fact (curve 804) the dissociation rate of NF 3 is relatively constant, it is relatively insensitive with respect to the flow rate of NF 3 Indicates. Curve 806 of graph 800 in FIG. 8, when the Ar plasma gas at a pressure of about 6slm flow and 799.932Pa (6 torr), the dissociation rate of NF 3 is about 40% in the NF 3 flow rate of about 50sccm It shows a reduction to about 15% at a flow rate of NF 3 of about 200 sccm.

実験において、本明細書にて上記に説明したニコレット５１０Ｐセンサを使用して石英室１０８に対する解離した下流気体１５２の好ましくない効果が最小であることが測定された。実験において、色々な気体解離システム１００の操作条件に対しニコレットセンサを使用してＳｉＦ４は、測定されなかった。 In experiments, it was determined that the undesired effect of the dissociated downstream gas 152 on the quartz chamber 108 was minimal using the Nicolet 510P sensor described hereinabove. In the experiment, SiF 4 was not measured using a Nicolet sensor for various gas dissociation system 100 operating conditions.

単に一例として、ＣＦ４を解離するため別の実験を行った。図３Ａ及び図３Ｂの噴射源１０４を使用して１００ｓｃｃｍのＣＦ４を噴射源１０４の本体２００の領域１６４内に導入した。供給口１８０の各々に対して約０．５ｍｍの内径を選んだ。供給口１８０の各々に対し角度３０４として３０゜の角度を選んだ。下流気体（ＣＦ４）は、プラズマ室１０８の出口１７２に対して約０．５ｃｍ（すなわち距離１４８）にて導入する。図９には、図１の気体解離システム１００のような、気体解離システムにて得られたＣＦ４の解離結果のグラフ９００が示されている。グラフ９００のＹ軸９１２は、ＣＦ４の解離率である。グラフ９００のＸ軸９１６は、プラズマ気体源１１２により室１０８内に導入されたプラズマ気体（Ｎ２（曲線９０４）、Ｏ２／Ｎ２（曲線９０８）、Ｏ２、Ａｒ）の分当たりの標準リットルによる気体の流量である。 By way of example, Another experiment was performed to dissociate CF 4. 100 sccm of CF 4 was introduced into region 164 of body 200 of injection source 104 using injection source 104 of FIGS. 3A and 3B. An inner diameter of about 0.5 mm was chosen for each of the supply ports 180. An angle of 30 ° was selected as the angle 304 for each of the supply ports 180. The downstream gas (CF 4 ) is introduced at about 0.5 cm (ie, distance 148) with respect to the outlet 172 of the plasma chamber 108. FIG. 9 shows a graph 900 of CF 4 dissociation results obtained with a gas dissociation system, such as the gas dissociation system 100 of FIG. The Y axis 912 of the graph 900 is the dissociation rate of CF 4 . X-axis 916 of graph 900 is the standard per minute of plasma gases (N 2 (curve 904), O 2 / N 2 (curve 908), O 2 , Ar) introduced into chamber 108 by plasma gas source 112. The gas flow rate in liters.

図９には、下流気体ＣＦ４の流量が１００ｓｃｃｍのとき、ＣＦ４の解離率は、プラズマ気体流量の増加と共に増大することが示されている。単に一例として、曲線９０４は、Ｎ２プラズマ気体の場合、分当たり１００標準立方センチメートル流量のときのＣＦ４の解離率は、約１．０ｓｌｍのＮ２プラズマ気体流量における約１０％のＣＦ４の解離率から約３ｓｌｍのＮ２プラズマ気体流量における約３２％のＣＦ４の解離率まで増大することを示す。曲線９０８は、Ｏ２／Ｎ２プラズマ気体の場合、ＣＦ４の１００ｓｃｃｍ流量のときの解離率は、約２．０／０．２ｓｌｍのＯ２／Ｎ２プラズマ気体流量における約５％のＣＦ４の解離率から約５．０／０．５ｓｌｍのＯ２／Ｎ２プラズマ気体流量における約４６％のＣＦ４の解離率まで増大することを示す。 FIG. 9 shows that when the flow rate of the downstream gas CF 4 is 100 sccm, the dissociation rate of CF 4 increases as the plasma gas flow rate increases. By way of example only, curve 904 shows that for N 2 plasma gas, the dissociation rate of CF 4 at a flow rate of 100 standard cubic centimeters per minute is about 10% CF 4 dissociation at an N 2 plasma gas flow rate of about 1.0 slm. The rate increases to about 32% CF 4 dissociation rate at a N 2 plasma gas flow rate of about 3 slm. Curve 908 shows that for an O 2 / N 2 plasma gas, the dissociation rate for CF 4 at 100 sccm flow rate is about 5% CF 4 at an O 2 / N 2 plasma gas flow rate of about 2.0 / 0.2 slm. From a dissociation rate of about 46% CF 4 at an O 2 / N 2 plasma gas flow rate of about 5.0 / 0.5 slm.

実験において、本明細書にて上述したニコレット５１０Ｐセンサを使用して、石英室１０８に対する解離した下流気体１５２の好ましくない効果が最小であることが測定された。実験において、色々なプラズマ気体型式及び流量に対してニコレットセンサを使用してＳｉＦ４は、測定されなかった。 In experiments, it was determined that the undesired effect of dissociated downstream gas 152 on the quartz chamber 108 was minimal using the Nicolet 510P sensor described hereinabove. In the experiment, SiF 4 was not measured using a Nicolet sensor for various plasma gas types and flow rates.

単に一例として、ＣＦ４を解離するため別の実験を行った。図３Ａ及び図３Ｂの噴射源１０４を使用して、１００ｓｃｃｍのＣＦ４を噴射源１０４の本体２００の領域１６４内に導入した。供給口１８０の各々に対し約０．５ｍｍの内径を選んだ。供給口１８０の各々に対する角度３０４として３０゜の角度を選んだ。下流気体（ＣＦ４）をプラズマ室１０８の出口１７２に対して約０．５ｃｍ（すなわち距離１４８）にて導入する。図１０には、図１の気体解離システム１００のような、気体解離システムにて得られたＣＦ４の解離結果のグラフ１０００が示されている。グラフ１０００のＹ軸１０１２は、ＣＦ４の解離率である。グラフ１０００のＸ軸１０１６は、プラズマ気体（１ｓｌｍのＮ２、４／０．４ｓｌｍのＯ２／Ｎ２（曲線１００４）、４ｓｌｍのＯ２及び６ｓｌｍのＡｒ（曲線１００８））のトルによる気体圧力である。 By way of example, Another experiment was performed to dissociate CF 4. Using the injection source 104 of FIGS. 3A and 3B, 100 sccm of CF 4 was introduced into the region 164 of the body 200 of the injection source 104. An inner diameter of about 0.5 mm was chosen for each of the supply ports 180. An angle of 30 ° was chosen as the angle 304 for each of the supply ports 180. Downstream gas (CF 4 ) is introduced at about 0.5 cm (ie, distance 148) into the outlet 172 of the plasma chamber 108. FIG. 10 shows a graph 1000 of CF 4 dissociation results obtained with a gas dissociation system, such as the gas dissociation system 100 of FIG. The Y axis 1012 of the graph 1000 is the dissociation rate of CF 4 . The X-axis 1016 of the graph 1000 is the gas pressure due to the plasma gas (1 slm N 2 , 4 / 0.4 slm O 2 / N 2 (curve 1004), 4 slm O 2 and 6 slm Ar (curve 1008)). It is.

曲線１００４は、４／０．４ｓｌｍのＯ２／Ｎ２プラズマ気体流の場合、分当たりの１００標準立方センチメートル流量におけるＣＦ４の解離率は、１３３．３２２Ｐａ（１．０トル）におけるプラズマ気体圧力の約５％のＣＦ４の解離率から７９９．９３２Ｐａ（６トル）のプラズマ気体圧力における約３９％のＣＦ４の解離率まで増大することを示す。曲線１００８は、６ｓｌｍのＡｒプラズマ気体流の場合、分当たりの１００標準立方センチメートル流量におけるＣＦ４の解離率は、２６６．６４４Ｐａ（２．０トル）のプラズマ気体圧力における約２０％のＣＦ４の解離率から１３３３．２２Ｐａ（１０トル）のプラズマ気体圧力における約２５％のＣＦ４の解離率まで増大することを示す。 Curve 1004 shows that for a 4 / 0.4 slm O 2 / N 2 plasma gas flow, the dissociation rate of CF 4 at a flow rate of 100 standard cubic centimeters per minute is that of the plasma gas pressure at 133.322 Pa (1.0 Torr). It shows an increase from about 5% CF 4 dissociation to about 39% CF 4 dissociation at a plasma gas pressure of 799.932 Pa (6 Torr). Curve 1008 shows that for a 6 slm Ar plasma gas flow, the dissociation rate of CF 4 at a flow rate of 100 standard cubic centimeters per minute is approximately 20% CF 4 dissociation at a plasma gas pressure of 266.644 Pa (2.0 Torr). The rate increases to about 25% of the CF 4 dissociation rate at a plasma gas pressure of 1333.22 Pa (10 Torr).

実験において、本明細書にて上述したニコレット５１０Ｐセンサを使用して、石英室１０８に対する解離した下流気体１５２の好ましくない効果が最小であることが測定された。実験において、色々なプラズマ気体型式、流量及び圧力に対してニコレットセンサを使用してＳｉＦ４は、測定されなかった。 In experiments, it was determined that the undesired effect of dissociated downstream gas 152 on the quartz chamber 108 was minimal using the Nicolet 510P sensor described hereinabove. In the experiment, SiF 4 was not measured using a Nicolet sensor for various plasma gas types, flow rates and pressures.

単に一例として、ＣＨＦ３を解離するため別の実験を行った。図３Ａ及び図３Ｂの噴射源１０４を使用してＣＨＦ３を噴射源１０４の本体２００の領域１６４内に導入した。供給口１８０の各々に対して約０．５ｍｍの内径を選んだ。供給口１８０の各々に対し角度３０４として３０゜の角度を選んだ。下流気体（ＣＨＦ３）をプラズマ室１０８の出力部１７２に対して約０．５ｃｍ（すなわち距離１４８）にて導入する。 By way of example, Another experiment was performed to dissociate CHF 3. The CHF 3 was introduced into the region 164 of the body 200 of the injection source 104 using the injection source 104 of FIGS. 3A and 3B. An inner diameter of about 0.5 mm was chosen for each of the supply ports 180. An angle of 30 ° was selected as the angle 304 for each of the supply ports 180. Downstream gas (CHF 3 ) is introduced into the output portion 172 of the plasma chamber 108 at about 0.5 cm (ie, distance 148).

図１１Ａには、図１の気体解離システム１００のような、気体解離システムにて得られたＣＨＦ３の解離結果のグラフ１１００が示されている。プラズマ気体は、Ｏ２対Ｎ２の比が１０：１のＯ２／Ｎ２混合体である。グラフ１１００のＹ軸１１１２は、ＣＨＦ３の解離率である。グラフ１１００のＸ軸１１１６は、プラズマ気体源１１２により室１０８内に導入されたプラズマ気体中の分当たりの標準リットルによるＯ２の気体の流量である。図１１Ａの曲線１１０４は、１９９．９８３Ｐａ（１．５トル）のプラズマ気体圧力及び１００ｓｃｃｍの下流ＣＨＦ３流量の場合、１ｓｌｍから４ｓｌｍプラズマ気体におけるＯ２の流量においてほぼ１００％のＣＨＦ３の解離率が得られることを示す。 FIG. 11A shows a graph 1100 of CHF 3 dissociation results obtained with a gas dissociation system, such as the gas dissociation system 100 of FIG. The plasma gas is an O 2 / N 2 mixture with an O 2 to N 2 ratio of 10: 1. The Y-axis 1112 of the graph 1100 is the CHF 3 dissociation rate. The X-axis 1116 of the graph 1100 is the flow rate of O 2 gas in standard liters per minute in the plasma gas introduced into the chamber 108 by the plasma gas source 112. Curve 1104 in FIG. 11A shows approximately 100% CHF 3 dissociation rate at a flow rate of O 2 in a 1 slm to 4 slm plasma gas for a plasma gas pressure of 199.983 Pa (1.5 torr) and a downstream CHF 3 flow rate of 100 sccm. Is obtained.

図１１Ｂには、図１の気体解離システム１００のような、気体解離システムにて得られたＣＨＦ３の解離結果のグラフ１１０２が示されている。グラフ１１０２のＹ軸１１１４は、ＣＨＦ３の解離率である。グラフ１１０２のＸ軸１１１８は、ｓｃｃｍによる下流ＣＨＦ３の流量である。図１１Ｂの曲線１１０８は、１９９．９８３Ｐａ（１．５トル）の圧力にて４ｓｌｍのＯ２及び０．４ｓｌｍのＮ２のプラズマ気体流量の場合、１００ｓｃｃｍから２００ｓｃｃｍ下流ＣＨＦ３流量においてほぼ１００％のＣＨＦ３の解離率が得られることを示す。 FIG. 11B shows a graph 1102 of CHF 3 dissociation results obtained with a gas dissociation system, such as the gas dissociation system 100 of FIG. The Y axis 1114 of the graph 1102 is the CHF 3 dissociation rate. The X-axis 1118 of the graph 1102 is the downstream CHF 3 flow rate by sccm. Curve 1108 in FIG. 11B shows approximately 100% CHF 3 at 100 sccm to 200 sccm downstream CHF 3 flow rate for 4 slm O 2 and 0.4 slm N 2 plasma gas flow at a pressure of 199.983 Pa (1.5 Torr). It is shown that the dissociation rate is obtained.

実験において、本明細書にて説明したニコレット５１０Ｐセンサを使用して、石英室１０８に対する解離した下流気体１５２の好ましくない効果が最小であることが測定された。実験において、ＣＨＦ３（下流気体）が石英プラズマ室１０８の出口１７２に対して領域１６４内に噴射される色々なプラズマ気体圧力及び距離１４８に対してニコレットセンサを使用してＳｉＦ４は、測定されなかった。 In experiments, it was determined that the undesired effects of the dissociated downstream gas 152 on the quartz chamber 108 were minimal using the Nicolet 510P sensor described herein. In the experiment, SiF 4 is measured using a Nicolet sensor for various plasma gas pressures and distances 148 where CHF 3 (downstream gas) is injected into region 164 against outlet 172 of quartz plasma chamber 108. There wasn't.

図１２に示した別の実施の形態において、システム１００は、気体管１１６を介してプラズマ室１０８と接続されたプラズマ気体源１１２を含む。プラズマ発生器１８４は、プラズマ室１０８内にてプラズマ領域１３２を発生させる。プラズマ１３２は、その一部分がプラズマ領域１３２から流れ出るプラズマ活性化した気体１３４から成っている。システム１００は、噴射源１０４を含む。この実施の形態において、噴射源１０４は、噴射源１０４の気体供給口に結合されたＬ字形管１９０を含む。管１９０は、気体（例えば、活性化した気体１３４により解離すべき下流気体）をシステム１００の領域１９２内に導入する。領域１９２（すなわち活性化した気体１３４が下流気体と相互作用する位置）は、管１９０の出口１９６が配置される場所に依存する。管１９０の出口１９６は、例えば、プラズマ室１０８の出口１７２内にて距離１９４に配置することができる。これと代替的に、例えば、噴射源１０４が出口１７２から離れる方向に向け且つプロセス室１５６に向けて動く場合、管１９０の出口１９６は、室１０８の出口１７２の外側の距離に配置してもよい。このようにして、下流気体はプラズマ室１０８内に又は外側にてシステム１００内に導入することができる。   In another embodiment shown in FIG. 12, the system 100 includes a plasma gas source 112 connected to the plasma chamber 108 via a gas tube 116. The plasma generator 184 generates a plasma region 132 in the plasma chamber 108. The plasma 132 consists of a plasma activated gas 134, a portion of which flows out of the plasma region 132. System 100 includes an injection source 104. In this embodiment, the injection source 104 includes an L-shaped tube 190 coupled to the gas supply port of the injection source 104. Tube 190 introduces a gas (eg, a downstream gas to be dissociated by activated gas 134) into region 192 of system 100. The region 192 (ie, the location where the activated gas 134 interacts with the downstream gas) depends on where the outlet 196 of the tube 190 is located. The outlet 196 of the tube 190 can be located, for example, at a distance 194 within the outlet 172 of the plasma chamber 108. Alternatively, for example, if the injection source 104 moves away from the outlet 172 and toward the process chamber 156, the outlet 196 of the tube 190 may be located at a distance outside the outlet 172 of the chamber 108. Good. In this way, the downstream gas can be introduced into the system 100 in the plasma chamber 108 or externally.

単に一例として、ＮＦ３を解離するため１つの実験を行った。図１２の噴射源１０４を使用して、ＮＦ３をシステム１００の領域１９２内に導入した。図１３には、図１２の気体解離システム１００のような気体解離システムにて得られたＮＦ３解離結果のグラフ１３００が示されている。グラフ１３００のＹ軸１３１２は、ＮＦ３の解離率である。グラフ１３００のＸ軸１３１６は、ＮＦ３（下流気体）が石英プラズマ室１０８の出口１７２に対して領域１９２内に噴射される距離である。この実験において、１回の試験の間、ＮＦ３は、室１０８の出口１７２内にて約０．５ｃｍの距離１９４にて噴射した。また、追加的な試験の間、室１０８の出口１７２の外側にて距離１４８（約１．０ｃｍ、３．８ｃｍ、６．６ｃｍ、９．４ｃｍ、１２．２ｃｍ）にてＮＦ３を噴射した。 By way of example, was one experiment to dissociate NF 3. NF 3 was introduced into region 192 of system 100 using injection source 104 of FIG. FIG. 13 shows a graph 1300 of NF 3 dissociation results obtained with a gas dissociation system such as the gas dissociation system 100 of FIG. The Y-axis 1312 of the graph 1300 is the NF 3 dissociation rate. The X axis 1316 of the graph 1300 is the distance at which NF 3 (downstream gas) is injected into the region 192 relative to the outlet 172 of the quartz plasma chamber 108. In this experiment, NF 3 was injected at a distance 194 of about 0.5 cm in the outlet 172 of the chamber 108 during a single test. Also during the additional test, NF 3 was injected at a distance 148 (about 1.0 cm, 3.8 cm, 6.6 cm, 9.4 cm, 12.2 cm) outside the outlet 172 of the chamber 108.

図１３には、色々なプラズマ気体型式、流量及び圧力（５３３．２８８Ｐａ（４トル）におけるＯ２の分当たり４標準リットル（ｓｌｍ）（曲線１３０４）、２６６．６４４Ｐａ（２トル）にて３ｓｌｍのＮ２、１１９９．９Ｐａ（９トル）にて１０ｓｌｍのＡｒ、７９９．９３２Ｐａ（６トル）にて６ｓｌｍのＡｒ、５３３．２８８Ｐａ（４トル）にて０．４ｓｌｍのＮ２と混合した４ｓｌｍのＯ２（曲線１３０８））の場合、ＮＦ３の解離率が減少することが示されている。単に一例として、曲線１３０４は、プラズマ室１０８内にて５３３．２８８Ｐａ（４トル）の圧力にて分当たり４標準リットル（ｓｌｍ）の量にてＯ２プラズマ気体流がプラズマ気体源１１２から流れる場合、ＮＦ３の分当たり１００標準立方センチメートル（ｓｃｃｍ）の解離率は、約０．５ｃｍに等しい距離１９４における約９０％のＮＦ３の解離率から約１２．２ｃｍに等しい距離１４８における約２％のＮＦ３の解離率まで減少することを示す。曲線１３０８は、５３３．２８８Ｐａ（４トル）の圧力におけるプラズマ室１０８内の４／０．４ｓｌｍのＯ２／Ｎ２プラズマ気体流量の場合、ＮＦ３の解離率は、約０．５ｃｍに等しい距離１９４における約８１％のＮＦ３の解離率から約１２．２ｃｍに等しい距離１４８における約０％のＮＦ３の解離率まで減少することを示す。 FIG. 13 shows various plasma gas types, flow rates and pressures (4 standard liters per minute (slm) of O 2 at 533.288 Pa (4 Torr) (curve 1304), 3 slm at 266.644 Pa (2 Torr). N 2 , 10 slm Ar at 1199.9 Pa (9 Torr), 6 slm Ar at 799.932 Pa (6 Torr), 4 slm O mixed with 0.4 slm N 2 at 533.288 Pa (4 Torr) 2 (curve 1308)), it is shown that the dissociation rate of NF 3 decreases. By way of example only, curve 1304 shows that O 2 plasma gas flow from plasma gas source 112 in plasma chamber 108 at a pressure of 533.288 Pa (4 Torr) at an amount of 4 standard liters per minute (slm). , dissociation rate per minute 100 standard cubic centimeters (sccm) of NF 3 is about at a distance 148 equal to the dissociation constant of about 90% of NF 3 at a distance 194 equal to about 0.5cm to about 12.2 cm 2 percent NF It shows a decrease to a dissociation rate of 3 . Curve 1308 shows that for a 4 / 0.4 slm O 2 / N 2 plasma gas flow in plasma chamber 108 at a pressure of 533.288 Pa (4 Torr), the dissociation rate of NF 3 is a distance equal to about 0.5 cm. It shows a decrease from about 81% NF 3 dissociation rate at 194 to about 0% NF 3 dissociation rate at a distance 148 equal to about 12.2 cm.

実験において、本明細書にて上述したニコレット５１０Ｐセンサを使用して、石英室１０８に対する解離した下流気体１５２の好ましくない効果が最小であることが測定された。実験において、色々なプラズマ気体圧力及びＮＦ３（下流気体）が石英プラズマ室１０８の出力部１７２に対して領域１９２内に噴射される距離１９４、１４８にてニコレットセンサを使用してＳｉＦ４は、測定されなかった。 In experiments, it was determined that the undesired effect of dissociated downstream gas 152 on the quartz chamber 108 was minimal using the Nicolet 510P sensor described hereinabove. In the experiment, various plasma gas pressures and NF 3 (downstream gas) are injected into the region 192 relative to the output 172 of the quartz plasma chamber 108 at a distance 194, 148 using a Nicolet sensor, and SiF 4 is Not measured.

図１４は、本明細書を具体化する解離した気体を発生させるときに使用される噴射源１０４を含む気体解離システム（例えば、図１のシステム１００）の一部分を示す概略断面図である。噴射源１０４の本体２００は、プラズマ室１０８（図面の明確化の目的のため、室１０８の一部分のみを図示）の出口１７２と接続されている。噴射源１０４は、噴射源１０４の本体２００を貫通して伸びる６つの供給口１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃ、１８０ｄ、１８０ｅ、１８０ｆ（全体として１８０）を有している。図面の明確化の目的のため、供給口１８０ｂ、１８０ｃ、１８０ｅ、１８０ｆは、図示されていない。供給口１８０の各々は、本体２００の外面２０４の開口部から本体２００の領域１６４の内面２１４に沿った開口部まで角度３０４にて伸びている。供給口１８０は、下流気体源（例えば、図１の下流気体源１３６）と接続されて供給口１８０を介して領域１６４に下流気体の流れを提供する。   FIG. 14 is a schematic cross-sectional view illustrating a portion of a gas dissociation system (eg, system 100 of FIG. 1) that includes an injection source 104 used in generating dissociated gas embodying the present specification. The main body 200 of the injection source 104 is connected to the outlet 172 of the plasma chamber 108 (only a portion of the chamber 108 is shown for clarity of illustration). The injection source 104 has six supply ports 180a, 180b, 180c, 180d, 180e, and 180f (180 as a whole) extending through the main body 200 of the injection source 104. For the purpose of clarifying the drawing, the supply ports 180b, 180c, 180e, 180f are not shown. Each supply port 180 extends at an angle 304 from an opening on the outer surface 204 of the main body 200 to an opening along the inner surface 214 of the region 164 of the main body 200. Supply port 180 is connected to a downstream gas source (eg, downstream gas source 136 of FIG. 1) to provide downstream gas flow to region 164 via supply port 180.

プラズマ活性化した気体１３４は、プラズマ室１０８の出口１７２を通って領域１６４に入る。２つの気体流が混合したとき、下流気体とプラズマ活性化した気体１３４との反応が生じる。気体の混合を向上させると、下流気体の解離が向上する。幾つかの実施の形態において、気体の混合は、プラズマ室の出口１７２付近にて生ずることが有益である。このようにして、混合は、解離した気体が例えば、プロセス室に入るとき、解離した気体に与える効果を最小にすることができる。   Plasma activated gas 134 enters region 164 through outlet 172 of plasma chamber 108. When the two gas streams are mixed, a reaction between the downstream gas and the plasma activated gas 134 occurs. Increasing gas mixing improves downstream gas dissociation. In some embodiments, it is beneficial that the gas mixing occurs near the outlet 172 of the plasma chamber. In this way, mixing can minimize the effect the dissociated gas has on the dissociated gas, for example when entering the process chamber.

幾つかの実施の形態において、システムは、気体混合装置を含む。ヘリカルミキサ、ブレード、スタック型シリンダミキサのような色々なスタティックフローミキサを使用して解離気体とプラズマ活性化した気体１３４とを混合させることができる。図１４を参照すると、この実施の形態において、領域１６４の直径１４０４は、プラズマ室の出口１７２の直径１４０８よりも大きい。出口１４０８の直径１４０８が領域１６４の直径１４０４に移行することに起因して、流路の直径が突然、拡張した場合、活性化した気体流１３４が発生する領域１６４内にて乱流及び気体の再循環が生ずる。乱流及び再循環に起因する混合の増大は、下流気体の解離を向上させることになる。   In some embodiments, the system includes a gas mixing device. Various static flow mixers such as helical mixers, blades, stacked cylinder mixers can be used to mix the dissociated gas with the plasma activated gas 134. Referring to FIG. 14, in this embodiment, the diameter 1404 of the region 164 is larger than the diameter 1408 of the plasma chamber outlet 172. If the diameter of the flow path suddenly expands due to the transition of the diameter 1408 of the outlet 1408 to the diameter 1404 of the region 164, turbulence and gas flow in the region 164 where the activated gas flow 134 is generated. Recirculation occurs. Increased mixing due to turbulence and recirculation will improve the dissociation of the downstream gas.

図１５Ａ及び図１５Ｂは、本発明を具体化する解離した気体を発生させるときに使用される噴射源１０４を含む、気体解離源（例えば、気体を解離させるため下流過程を利用しない図１の源又は別の源）を示す断面図である。噴射源１０４の本体２００は、プラズマ室１０８（図面の明確化の目的のため室１０８の一部分のみを図示）の出口１７２と接続されている。プラズマ室１０８は、フランジ１５１６を有する。Ｏリング１５０４（又はその他の適宜な密封機構）は、フランジ１５１６と気体解離源の一部分１５００との間にシール（例えば、真空シール）を提供する。幾つかの実施の形態において、フランジ１５１６は本体２００と当接する。しかし、幾つかの実施の形態において、フランジ１５１６は本体２００と当接しない。図１５Ｂは、図１５Ａに示した気体解離源の一部分を示す拡大図である。   15A and 15B illustrate a gas dissociation source (eg, the source of FIG. 1 that does not utilize a downstream process to dissociate the gas), including an injection source 104 used in generating a dissociated gas embodying the present invention. Or another source). The main body 200 of the injection source 104 is connected to the outlet 172 of the plasma chamber 108 (only a portion of the chamber 108 is shown for clarity of illustration). The plasma chamber 108 has a flange 1516. O-ring 1504 (or other suitable sealing mechanism) provides a seal (eg, a vacuum seal) between flange 1516 and portion 1500 of the gas dissociation source. In some embodiments, the flange 1516 abuts the body 200. However, in some embodiments, the flange 1516 does not abut the body 200. FIG. 15B is an enlarged view showing a part of the gas dissociation source shown in FIG. 15A.

この実施の形態において、システムは、フランジ１５１６と噴射源１０４の本体２００との間に空隙１５０８を形成する特徴部１５１２を含む。空隙１５０８は、噴射源１０４の本体２００内に配置された励起した気体をＯリング１５０４まで搬送する量を減少させる（例えば、最小にし又は阻止する）。この実施の形態において、空隙１５０８は、長く、狭小な空隙１５０８である。この実施の形態において、フランジ１５１６は、石英材料を含み、特徴部１５１２は、アルミニウムフランジ１５１２である。アルミニウム特徴部１５１２は、石英フランジ１５１６を噴射源１０４の本体２００内に配置されたフッ素を含有する気体から保護する。この実施の形態において、特徴部１５１２は、また、フランジ１５１６と本体２００との間の摩擦を制限する。このようにして、フランジ１５１６は、本体２００と直接摩擦接触しないため、粒子の発生量は減少する。更に、システム（例えば、Ｏリング１５０４及びフランジ１５１６）の寿命が引き伸ばされる。   In this embodiment, the system includes a feature 1512 that forms a gap 1508 between the flange 1516 and the body 200 of the injection source 104. The air gap 1508 reduces (eg, minimizes or prevents) the amount of excited gas disposed within the body 200 of the injection source 104 from being conveyed to the O-ring 1504. In this embodiment, the gap 1508 is a long and narrow gap 1508. In this embodiment, the flange 1516 includes a quartz material and the feature 1512 is an aluminum flange 1512. Aluminum feature 1512 protects quartz flange 1516 from a fluorine-containing gas disposed within body 200 of injection source 104. In this embodiment, feature 1512 also limits friction between flange 1516 and body 200. In this way, since the flange 1516 is not in direct frictional contact with the main body 200, the amount of generated particles is reduced. In addition, the life of the system (eg, O-ring 1504 and flange 1516) is extended.

上述したように、空隙１５０８は、長く且つ狭小な空隙である。一部の実施の形態において、空隙の長さは、少なくとも２．５４ｍｍ（１／１０インチ）である。その他の実施の形態において、空隙の長さは、約５．０８ｍｍ（２／１０インチ）から５０．８ｍｍ（２インチ）である。更に、空隙の幅（Ｙ軸線に沿った距離）は、汚染を制限し得るよう狭小である。幾つかの実施の形態において、空隙は、約０．００２５ｍｍ（１／１０ミル）から１．５２４ｍｍ（６０ミル）の範囲の幅を有する。その他の実施の形態において、空隙は、約０．０２５ｍｍ（１ミル）から０．５０８ｍｍ（２０ミル）の範囲の幅を有する。   As described above, the gap 1508 is a long and narrow gap. In some embodiments, the length of the air gap is at least 1/10 inches. In other embodiments, the length of the air gap is about 2/10 inches to 20.8 inches. Furthermore, the width of the air gap (distance along the Y axis) is narrow so that contamination can be limited. In some embodiments, the air gap has a width in the range of about 0.0025 mm (1/10 mil) to 1.524 mm (60 mil). In other embodiments, the air gap has a width in the range of about 0.025 mm (1 mil) to 0.508 mm (20 mils).

特徴部１５１２としてばねシールを使用することを含む、本発明の代替的な実施の形態とすることが考えられる。１つの実施の形態において、特徴部１５１２は、非汚染性材料（例えば、アルミニウムのような、噴射源１０４の本体２００内にて反応性気体と実質的に反応しない材料）から成るばねシールである。ばねシールは、その弾性的変形範囲内にて圧縮され、また、フランジ１５１６（例えば、石英フランジ）の引掻き傷を最小にし得るよう穏やかに圧縮し且つ滑らかな境界面を有する。   It is contemplated that this may be an alternative embodiment of the present invention including using a spring seal as the feature 1512. In one embodiment, the feature 1512 is a spring seal made of a non-contaminating material (eg, a material that does not substantially react with reactive gases within the body 200 of the injection source 104, such as aluminum). . The spring seal is compressed within its elastic deformation range and has a softly compressed and smooth interface to minimize scratching of the flange 1516 (eg, quartz flange).

フランジ１５１６及び特徴部１５１２を製造するときに代替的な材料（例えば、サファイア、窒化物）を使用することを含む、本発明の代替的な実施の形態とすることが考えられる。幾つかの実施の形態において、フランジ１５１６と気体解離源の部分１５００との間のシールを提供するため、代替的な密封機構又は構成要素を使用することができる。フランジ１５１６と気体噴射源の部分１５００との間に、ばねシールを使用してもよい。幾つかの実施の形態において、システムの代替的な部分（例えば、室１０８の異なる部分と気体解離システムの相応する位置との間）の間にシールが提供される。   It is envisaged that alternative embodiments of the present invention may be included, including using alternative materials (eg, sapphire, nitride) when manufacturing the flange 1516 and the feature 1512. In some embodiments, alternative sealing mechanisms or components can be used to provide a seal between the flange 1516 and the gas dissociation source portion 1500. A spring seal may be used between the flange 1516 and the gas injection source portion 1500. In some embodiments, a seal is provided between alternative portions of the system (eg, between different portions of chamber 108 and corresponding locations in the gas dissociation system).

幾つかの実施の形態において、気体解離源は、Ｏリング１５０４と空隙１５０８又は特徴部１５１２との間にパージ気体の供給口（図示せず）を含む。パージ気体は、パージ気体の供給口を通って流れて、Ｏリング１５０４を更に保護することができる。   In some embodiments, the gas dissociation source includes a purge gas supply (not shown) between the O-ring 1504 and the gap 1508 or feature 1512. The purge gas can flow through the purge gas supply port to further protect the O-ring 1504.

図１６は、図１５Ａ及び図１５Ｂに示した気体解離源のような、気体解離源の一部分を示す等角断面図である。この実施の形態において、特徴部１５１２は、フランジ１５１６と噴射源１０４の本体２００との間に配設された環状の形状をした構造体である。   FIG. 16 is an isometric cross-sectional view showing a portion of a gas dissociation source, such as the gas dissociation source shown in FIGS. 15A and 15B. In this embodiment, the feature 1512 is a ring-shaped structure disposed between the flange 1516 and the main body 200 of the injection source 104.

図１７は、本発明の原理を含む気体解離源１００の一部分を示す概略図である。気体解離源１００は室１０８を含む。この実施の形態において、室１０８は円環状の形状をした室である。気体解離源１００は、噴射源１０４も含む。噴射源１０４の本体２００は、長く、狭小な空隙（図面の明確化の目的のため図示せず）により室１０８のフランジ１５１６から分離されている。空隙は、本明細書にて上述したものとと同様に、フランジ１５１６と噴射源の本体２００との間に特徴部１５１２を配置することにより形成される。   FIG. 17 is a schematic diagram illustrating a portion of a gas dissociation source 100 that includes the principles of the present invention. The gas dissociation source 100 includes a chamber 108. In this embodiment, the chamber 108 is an annular chamber. The gas dissociation source 100 also includes an injection source 104. The body 200 of the injection source 104 is separated from the flange 1516 of the chamber 108 by a long, narrow gap (not shown for purposes of clarity of the drawing). The air gap is formed by placing a feature 1512 between the flange 1516 and the main body 200 of the injection source, similar to that described hereinabove.

幾つかの実施の形態において、図１５から図１７に関して説明した着想は、気体の下流解離を実現するプラズマシステム内にて利用することができる。その他の実施の形態において、これらの着想は、下流技術を使用せずに、気体の解離を実行するプラズマシステム内にて使用することができる。   In some embodiments, the concepts described with respect to FIGS. 15-17 can be utilized in a plasma system that provides downstream dissociation of gases. In other embodiments, these ideas can be used in a plasma system that performs gas dissociation without using downstream techniques.

図１８Ａ及び図１８Ｂは、本発明を具体化する気体解離源を示す断面図である。源は、解離した気体を生成するときに使用される噴射源１０４を含む。噴射源１０４の本体２００は、プラズマ室１０８（図面の明確化のため、室１０８の一部分のみが図示）の出口１７２と接続されている。プラズマ室１０８はフランジ１８１６を有する。Ｏリング１８０４（又はその他の適宜な密封機構）は、フランジ１８１６と気体解離源の１つ又はより多くの部分との間にシールを提供する。   18A and 18B are cross-sectional views illustrating gas dissociation sources embodying the present invention. The source includes an injection source 104 that is used when producing dissociated gas. The main body 200 of the injection source 104 is connected to the outlet 172 of the plasma chamber 108 (only a portion of the chamber 108 is shown for clarity). The plasma chamber 108 has a flange 1816. An O-ring 1804 (or other suitable sealing mechanism) provides a seal between the flange 1816 and one or more portions of the gas dissociation source.

この実施の形態において、Ｏリング１８０４は、噴射源１０４のリング１８００、フランジ１８１６のリング１８１８、噴射源１０４の一部分との間にシールを提供する。この実施の形態において、フランジ１８１６は、リング１８１８及びスロット１８２０を有する。噴射源１０４は、リング１８００と、遮蔽壁１８２２と、溝１８２４とを有する。溝１８２４は、リング１８００と遮蔽壁１８２２（Ｘ軸線に沿った）との間に配置されている。図１８Ｂは、図１８Ａに示した気体解離源の一部分を示す拡大図である。図１８Ｂに示したように、フランジ１８１６のリング１８１８は、噴射源１０４の溝１８２４内に配置されている。噴射源１０４の遮蔽壁１８２２は、フランジ１８１６のスロット１８２０内に配置されている。   In this embodiment, O-ring 1804 provides a seal between ring 1800 of injection source 104, ring 1818 of flange 1816, and a portion of injection source 104. In this embodiment, the flange 1816 has a ring 1818 and a slot 1820. The injection source 104 includes a ring 1800, a shielding wall 1822, and a groove 1824. The groove 1824 is disposed between the ring 1800 and the shielding wall 1822 (along the X axis). FIG. 18B is an enlarged view showing a part of the gas dissociation source shown in FIG. 18A. As shown in FIG. 18B, the ring 1818 of the flange 1816 is disposed in the groove 1824 of the injection source 104. The shielding wall 1822 of the injection source 104 is disposed in the slot 1820 of the flange 1816.

この実施の形態において、システムは、フランジ１８１６と、噴射源１０４の本体２００との間に特徴部１８１２を含む。遮蔽壁１８２２、スロット１８２０、リング１８１８、溝１８２４、リング１８００は組み合わさって、室１０８の出口１７２の位置とＯリング１８０４との間に、全体として巡回経路を規定する空隙１８０８を画成する。空隙１８０８及び巡回経路が存在することは、噴射源１０４の本体２００内に配置された励起した気体をＯリング１８０４まで輸送する量を減少させる（例えば、最小にし又は阻止する）ことになる。   In this embodiment, the system includes a feature 1812 between the flange 1816 and the body 200 of the injection source 104. The shielding wall 1822, slot 1820, ring 1818, groove 1824, and ring 1800 combine to define a void 1808 that generally defines a circuit path between the location of the outlet 172 of the chamber 108 and the O-ring 1804. The presence of the air gap 1808 and the circulation path reduces (eg, minimizes or prevents) the amount of excited gas disposed within the body 200 of the injection source 104 from being transported to the O-ring 1804.

図１８Ｃは、本発明の１つの実施の形態に対する一例としての寸法を示す、図１８Ａに示した気体解離源の一部分を示す拡大図である。この実施の形態において、出口１７２の位置からＯリング１８０４まで巡回経路に沿った経路長さは、約２２．８６ｍｍ（０．９インチ）である。この実施の形態において、距離ａ、ｂ、ｃは各々、約０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）である。距離ｄは約４．９８ｍｍ（０．９インチ）である。距離ｅは約４．３２ｍｍ（０．１７インチ）である。距離ｆは、約３．７６ｍｍ（０．１４８インチ）である。距離ｇは約８．２０ｍｍ（０．３２３インチ）である。距離ｈは約２．７２ｍｍ（０．１０７インチ）である。距離ｉ、ｊ、ｋは、各々約０．５０８ｍｍ（０．０２インチ）である。本発明の代替的な実施の形態は、代替的な幾何学的形態、形状、特徴及び寸法を有することができ、また、例えば、噴射源１０４の本体２００内に配置された気体をＯリングまで輸送する量を最小にし又は阻止し且つ、システムの組み立て過程を簡略化することができる。   18C is an enlarged view of a portion of the gas dissociation source shown in FIG. 18A, showing exemplary dimensions for one embodiment of the present invention. In this embodiment, the path length along the circular path from the location of the outlet 172 to the O-ring 1804 is approximately 0.9 inches. In this embodiment, the distances a, b, and c are each about 0.015 inches. The distance d is approximately 0.98 inches (4.98 mm). The distance e is about 4.32 mm (0.17 inch). The distance f is about 3.76 mm (0.148 inch). The distance g is about 8.20 mm (0.323 inches). The distance h is about 2.72 mm (0.107 inches). The distances i, j, and k are each approximately 0.008 inches. Alternative embodiments of the present invention may have alternative geometries, shapes, features, and dimensions, and may include, for example, gas disposed within the body 200 of the injection source 104 up to the O-ring. The amount transported can be minimized or prevented and the assembly process of the system can be simplified.

図１９は、図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃの噴射源１０４の本体２００の一部分を示す３次元的斜視図である。噴射源１０４は、外側リング１８００、遮蔽壁１８２２、溝１８２４を含む。溝１８２４は、リング１８００と遮蔽壁１８２２との間に配置されている。図２０Ａ、図２０Ｂは、円環状の形状のプラズマ室、例えば、図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃのプラズマ室１０８を示す概略図である。プラズマ室１０８は、リング１８１８と、フランジ１８６と、スロット１８２０とを有する。   FIG. 19 is a three-dimensional perspective view showing a part of the main body 200 of the injection source 104 of FIGS. 18A, 18B, and 18C. The injection source 104 includes an outer ring 1800, a shielding wall 1822, and a groove 1824. The groove 1824 is disposed between the ring 1800 and the shielding wall 1822. 20A and 20B are schematic views showing an annular shaped plasma chamber, for example, the plasma chamber 108 of FIGS. 18A, 18B, and 18C. Plasma chamber 108 includes a ring 1818, a flange 186, and a slot 1820.

特許請求の範囲に記載した本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、本明細書にて説明したものの変更例、改変例及びその他の実施例は、当該技術の当業者に案出されるであろう。従って、本発明は、上述の一例としての説明ではなくて、特許請求の範囲の精神及び範囲によって判断されるべきである。   Modifications, alterations, and other embodiments of what has been described herein will be devised by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims. Let's go. Accordingly, the invention should be determined by the spirit and scope of the appended claims rather than by way of example only as described above.

本発明を具体化する解離した気体を生成するプラズマ源の部分概略図である。1 is a partial schematic view of a plasma source that generates dissociated gas embodying the invention. ２Ａは本発明の一例としての実施の形態に従った、気体噴射源の断面図である。2A is a cross-sectional view of a gas injection source according to an exemplary embodiment of the present invention.

２Ｂは、図２Ａの気体噴射源の端面図である。
３Ａは本発明の一例としての実施の形態に従った、気体噴射源の断面図である。 2B is an end view of the gas injection source of FIG. 2A.
3A is a cross-sectional view of a gas injection source according to an exemplary embodiment of the present invention.

３Ｂは、図３Ａの気体噴射源の端面図である。
本発明に従った気体解離システムを使用して、ＮＦ３がプラズマ源内に噴射される、石英プラズマ室の出口からの距離の関数としてのＮＦ３の解離率を示すグラフである。 本発明に従った気体解離システムを使用して、ＣＦ４がプラズマ源内に噴射される、石英プラズマ室の出口からの距離の関数としてのＣＦ４の解離率を示すグラフである。 本発明に従った気体解離システムを使用して、プラズマ気体流量の関数としてＮＦ３の解離率を示すグラフである。 本発明に従った気体解離システムを使用して、プラズマ気体圧力の関数としてＮＦ３の解離率を示すグラフである。 本発明に従った気体解離システムを使用して、下流ＮＦ３の流量の関数としてＮＦ３の解離率を示すグラフである。 本発明に従った気体解離システムを使用して、プラズマ気体流量の関数としてＣＦ４の解離率を示すグラフである。 本発明に従った気体解離システムを使用して、プラズマ気体圧力の関数としてＣＦ４の解離率を示すグラフである。 １１Ａは、本発明に従った気体解離システムを使用して、プラズマ気体流量の関数としてＣＨＦ３の解離率を示すグラフである。 3B is an end view of the gas injection source of FIG. 3A.
6 is a graph showing the dissociation rate of NF 3 as a function of distance from the exit of the quartz plasma chamber where NF 3 is injected into the plasma source using a gas dissociation system according to the present invention. 6 is a graph showing the dissociation rate of CF 4 as a function of distance from the exit of the quartz plasma chamber where CF 4 is injected into the plasma source using a gas dissociation system according to the present invention. 4 is a graph showing the dissociation rate of NF 3 as a function of plasma gas flow rate using a gas dissociation system according to the present invention. 4 is a graph showing the dissociation rate of NF 3 as a function of plasma gas pressure using a gas dissociation system according to the present invention. FIG. 6 is a graph showing the NF 3 dissociation rate as a function of downstream NF 3 flow rate using a gas dissociation system according to the present invention. 6 is a graph showing CF 4 dissociation rate as a function of plasma gas flow rate using a gas dissociation system according to the present invention. 6 is a graph showing the dissociation rate of CF 4 as a function of plasma gas pressure using a gas dissociation system according to the present invention. 11A is a graph showing the dissociation rate of CHF 3 as a function of plasma gas flow rate using a gas dissociation system according to the present invention.

１１Ｂは、本発明に従った気体解離システムを使用して、下流ＣＨＦ３の流量の関数としてＣＨＦ３の解離率を示すグラフである。
本発明を具体化する解離した気体を生成するプラズマ源の部分概略図である。 本発明に従った気体解離システムを使用して、ＮＦ３がプラズマ源内に噴射される、石英プラズマ室の出口からの距離の関数としてのＮＦ３の解離率を示すグラフである。 本発明の一例としての実施の形態に従った、気体噴射源の一部分の断面図である。 本発明を具体化するプラズマ源の一部分の断面図である。 図１５Ａの一部分の断面図である。 本発明の原理を具体化する気体解離源の一部分の等角断面図である。 本発明の原理を具体化する、気体解離源の一部分の概略図である。 本発明を具体化するプラズマ源の一部分の断面図である。 図１８Ａの一部分の拡大図である。 図１８Ａの一部分の拡大図である。 本発明の一例としての実施の形態に従った、噴射源の一部分の概略図である。 本発明の一例としての実施の形態に従った、円環状の形状のプラズマ室の概略図である。 図２０Ａの円環状の形状のプラズマ室の一部分の拡大図である。 11B is a graph showing the CHF 3 dissociation rate as a function of downstream CHF 3 flow rate using a gas dissociation system according to the present invention.
1 is a partial schematic view of a plasma source that generates dissociated gas embodying the present invention. FIG. 6 is a graph showing the dissociation rate of NF 3 as a function of distance from the exit of the quartz plasma chamber where NF 3 is injected into the plasma source using a gas dissociation system according to the present invention. 1 is a cross-sectional view of a portion of a gas injection source, according to an example embodiment of the present invention. 1 is a cross-sectional view of a portion of a plasma source embodying the present invention. FIG. 15B is a cross-sectional view of a portion of FIG. 15A. 1 is an isometric cross-sectional view of a portion of a gas dissociation source that embodies the principles of the present invention. 1 is a schematic view of a portion of a gas dissociation source embodying the principles of the present invention. 1 is a cross-sectional view of a portion of a plasma source embodying the present invention. FIG. 18B is an enlarged view of a part of FIG. 18A. FIG. 18B is an enlarged view of a part of FIG. 18A. 1 is a schematic view of a portion of an injection source, according to an example embodiment of the invention. FIG. 1 is a schematic view of an annular shaped plasma chamber according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. FIG. 20B is an enlarged view of a portion of the annular-shaped plasma chamber of FIG. 20A.

Claims (42)

気体を励起するシステムにおいて、
室内にてプラズマ領域を発生させる遠隔プラズマ源であって、プラズマは活性化した気体を発生させる、前記遠隔プラズマ源と、
下流気体を導入してプラズマ領域外にて活性化した気体と相互作用するようにし、活性化した気体は、下流気体の励起を促進し、励起された下流気体が室の内面と実質的に相互作用しないようにする噴射源と、
室の出口フランジと噴射源との間に空隙を提供する特徴部とを備える、気体を励起するシステム。 In a system for exciting a gas,
A remote plasma source for generating a plasma region in a room, wherein the plasma generates an activated gas; and
A downstream gas is introduced to interact with the activated gas outside the plasma region, the activated gas facilitates excitation of the downstream gas, and the excited downstream gas substantially interacts with the inner surface of the chamber. An injection source to prevent it from acting,
A system for exciting a gas comprising a feature that provides a gap between an outlet flange of a chamber and an injection source. 請求項１に記載のシステムにおいて、空隙は、励起された気体が室の出口フランジとシステムの一部分との間に配置されたシールまで輸送される量を減少させる長く、狭小な空隙である、システム。   The system of claim 1, wherein the air gap is a long, narrow air gap that reduces the amount of excited gas transported to a seal disposed between the outlet flange of the chamber and a portion of the system. . 請求項１に記載のシステムにおいて、空隙は、少なくとも２．５４ｍｍの長さを有する、システム。   The system of claim 1, wherein the air gap has a length of at least 2.54 mm. 請求項１に記載のシステムにおいて、空隙は、約５．０８ｍｍから５０．８ｍｍの長さを有する、システム。   The system of claim 1, wherein the air gap has a length of about 5.08 mm to 50.8 mm. 請求項１に記載のシステムにおいて、空隙は、約０．００２５ｍｍから１．５２４ｍｍの幅を有する、システム。   The system of claim 1, wherein the air gap has a width of about 0.0025 mm to 1.524 mm. 請求項１に記載のシステムにおいて、空隙は、約０．０２５ｍｍから０．５０８ｍｍの幅を有する、システム。   The system of claim 1, wherein the air gap has a width of about 0.025 mm to 0.508 mm. 請求項１に記載のシステムにおいて、空隙は、長さ対幅の比が約１．６６である、システム。   The system of claim 1, wherein the air gap has a length to width ratio of about 1.66. 請求項１に記載のシステムにおいて、空隙は、長さ対幅の比が約３．３３である、システム。   The system of claim 1, wherein the air gap has a length to width ratio of about 3.33. 請求項１に記載のシステムにおいて、空隙の長さは、約２．５４ｍｍから約５０．８ｍｍであり、空隙の幅は、約０．００２５ｍｍから約１．５２４ｍｍである、システム。   The system of claim 1, wherein the length of the gap is from about 2.54 mm to about 50.8 mm and the width of the gap is from about 0.0025 mm to about 1.524 mm. 請求項１に記載のシステムにおいて、特徴部は環状の形状をしている、システム。   The system of claim 1, wherein the feature has an annular shape. 請求項１に記載のシステムにおいて、特徴部はフランジである、システム。   The system of claim 1, wherein the feature is a flange. 請求項１に記載のシステムにおいて、特徴部はばねシールである、システム。   The system of claim 1, wherein the feature is a spring seal. 請求項１に記載のシステムにおいて、特徴部は、その弾性的変形範囲内にて圧縮し且つ引き伸ばすことができる、システム。   The system of claim 1, wherein the feature can be compressed and stretched within its elastic deformation range. 請求項１に記載のシステムにおいて、特徴部は、アルミニウム、サファイア又は窒化物を含む、システム。   The system of claim 1, wherein the feature comprises aluminum, sapphire or nitride. 請求項１に記載のシステムにおいて、特徴部は、室の出口フランジを噴射源の本体から分離する、システム。   The system of claim 1, wherein the feature separates the outlet flange of the chamber from the body of the injection source. 請求項１に記載のシステムにおいて、特徴部は、出口フランジと噴射源の本体との間の摩擦を制限する、システム。   The system of claim 1, wherein the feature limits friction between the outlet flange and the body of the injection source. 請求項１に記載のシステムにおいて、出口フランジと噴射源との間に密封機構を備える、システム。   The system of claim 1, comprising a sealing mechanism between the outlet flange and the injection source. 請求項１に記載のシステムにおいて、密封機構はＯリングである、システム。   The system of claim 1, wherein the sealing mechanism is an O-ring. 請求項１に記載のシステムにおいて、密封機構はばねシールである、システム。   The system of claim 1, wherein the sealing mechanism is a spring seal. 気体を励起する方法において、
室内にてプラズマにより活性化した気体を発生させるステップと、
活性化した気体が気体の供給口により導入された下流気体の解離を促進することを可能にし得るよう下流気体の供給口を室の出口に対して配置し、解離した下流気体が室の内面と実質的に相互作用しないようにするステップと、
室の出口フランジと下流気体の供給口を含む本体との間に空隙を提供するよう特徴部を配置するステップとを備える、方法。 In a method of exciting a gas,
Generating a gas activated by plasma in the room;
A downstream gas supply port is positioned relative to the chamber outlet so that the activated gas can facilitate dissociation of the downstream gas introduced by the gas supply port, and the dissociated downstream gas is in contact with the inner surface of the chamber. Steps to substantially avoid interaction;
Positioning the feature to provide a gap between the outlet flange of the chamber and the body including the downstream gas supply. 請求項２０に記載の方法において、空隙は、励起された気体が室の出口フランジとシステムの一部分との間に配置されたシールまで輸送される量を減少させる長く、狭小な空隙である、方法。   21. The method of claim 20, wherein the air gap is a long, narrow air gap that reduces the amount of excited gas transported to a seal disposed between the outlet flange of the chamber and a portion of the system. . 請求項２０に記載の方法において、特徴部は環状の形状をしている、方法。   21. The method of claim 20, wherein the feature has an annular shape. 請求項２０に記載の方法において、特徴部はフランジである、方法。   21. The method of claim 20, wherein the feature is a flange. 請求項２０に記載の方法において、特徴部はばねシールである、方法。   21. The method of claim 20, wherein the feature is a spring seal. 請求項２０に記載の方法において、特徴部は、その弾性的変形範囲内にて圧縮し且つ引き伸ばすことができる、方法。   21. The method of claim 20, wherein the feature can be compressed and stretched within its elastic deformation range. 請求項２０に記載の方法において、特徴部は、室の出口フランジを噴射源の本体から分離する、方法。   21. A method according to claim 20, wherein the feature separates the outlet flange of the chamber from the body of the injection source. 請求項２０に記載の方法において、特徴部は、出口フランジと噴射源の本体との間の摩擦を制限する、方法。   21. The method of claim 20, wherein the feature limits friction between the outlet flange and the body of the injection source. 請求項２０に記載の方法において、出口フランジと噴射源との間に真空シールを形成するステップを備える、方法。   21. The method of claim 20, comprising forming a vacuum seal between the outlet flange and the injection source. 気体を解離する方法において、
室内にてプラズマにより活性化した気体を発生させるステップと、
活性化した気体が気体の供給口により導入された下流気体の解離を促進することを可能にし得るよう下流気体の供給口を室の出口に対して配置し、解離した下流気体が室の内面と実質的に相互作用しないようにするステップと、
室の出口フランジと下流気体の供給口を含む本体との間に空隙を提供するよう特徴部を配置するステップとを備える、方法。 In a method for dissociating a gas,
Generating a gas activated by plasma in the room;
A downstream gas supply port is positioned relative to the chamber outlet so that the activated gas can facilitate dissociation of the downstream gas introduced by the gas supply port, and the dissociated downstream gas is in contact with the inner surface of the chamber. Steps to substantially avoid interaction;
Positioning the feature to provide a gap between the outlet flange of the chamber and the body including the downstream gas supply. 気体を励起するシステムにおいて、
室内にてプラズマ領域を発生させる遠隔プラズマ源であって、プラズマは活性化した気体を発生させる、前記遠隔プラズマ源と、
下流気体を導入してプラズマ領域の外側にて活性化した気体と相互作用させ、活性化した気体は下流気体の励起を促進し、また、励起された下流気体が室の内面と実質的に相互作用しないようにする噴射源と、を備えるシステム。 In a system for exciting a gas,
A remote plasma source for generating a plasma region in a room, wherein the plasma generates an activated gas; and
A downstream gas is introduced to interact with the activated gas outside the plasma region, the activated gas promotes excitation of the downstream gas, and the excited downstream gas substantially interacts with the inner surface of the chamber. An injection source for preventing the operation. 請求項３０に記載のシステムにおいて、下流気体の励起は、下流気体の解離するステップを含む、システム。   32. The system of claim 30, wherein the excitation of the downstream gas comprises dissociating the downstream gas. 請求項３０に記載のシステムにおいて、浸食又は室への堆積を少なくするよう室の出口に配置された障壁を備える、システム。   32. The system of claim 30, comprising a barrier disposed at the outlet of the chamber to reduce erosion or deposition in the chamber. 請求項３２に記載のシステムにおいて、障壁は、少なくとも部分的に室内に配置される、システム。   33. The system of claim 32, wherein the barrier is at least partially disposed within the room. 請求項３２に記載のシステムにおいて、障壁は、少なくとも部分的に室の出口通路内に配置される、システム。   34. The system of claim 32, wherein the barrier is disposed at least partially within the outlet passage of the chamber. 請求項３０に記載のシステムにおいて、室の出口通路に配置された障壁を備える、システム。   32. The system of claim 30, comprising a barrier disposed in the exit passage of the chamber. 請求項３０に記載のシステムにおいて、室は石英からなる、システム。   32. The system of claim 30, wherein the chamber is made of quartz. 請求項３６に記載のシステムにおいて、室は、円環状の形状の室である、システム。   38. The system of claim 36, wherein the chamber is an annular shaped chamber. 請求項３０に記載のシステムにおいて、プラズマ源は、円環状のプラズマ源である   32. The system of claim 30, wherein the plasma source is an annular plasma source. 請求項３０に記載のシステムにおいて、下流気体及び活性化した気体を混合させるミキサを備える、システム。   32. The system of claim 30, comprising a mixer that mixes the downstream gas and the activated gas. 請求項３９に記載のシステムにおいて、ミキサは、スタティックフローミキサ、ヘリカルミキサ、ブレード又はスタック型シリンダミキサである、システム。   40. The system of claim 39, wherein the mixer is a static flow mixer, a helical mixer, a blade or a stacked cylinder mixer. 請求項３０に記載のシステムにおいて、パージ気体の供給口を備える、システム。   32. The system of claim 30, comprising a purge gas supply. 請求項４１に記載のシステムにおいて、パージ気体の供給口は、室の出口と注射源の供給口との間に配置される、システム。   42. The system of claim 41, wherein the purge gas supply is disposed between the chamber outlet and the injection source supply.
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