DE4039853C2 - Vorrichtung und Verfahren zur Oberflächenreinigung - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur OberflächenreinigungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oberflächenreini
gung, umfassend einen ersten Reaktionsbehälter und einen
zweiten Reaktionsbehälter; eine Halteeinrichtung, die einen
zu bearbeitenden Gegenstand, dessen Oberfläche von abgelager
ten Fremdstoffen zu befreien ist, in dem zweiten Reaktionsbe
hälter hält; eine Zuführungseinrichtung, die dem ersten Reak
tionsbehälter ein Gas zuführt; und eine Erzeugungseinrich
tung, die durch Strahlungseinwirkung ein angeregtes Gas er
zeugt, das zur Bearbeitung des Gegenstandes verwendet wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Oberflä
chenreinigung, bei dem ein zu bearbeitender Gegenstand einer
Behandlung mit einem angeregten Gas ausgesetzt wird.
Derartige Vorrichtungen und Verfahren dienen beispielsweise
dazu, bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen Oberflä
chen zu reinigen und insbesondere Fremdstoffe zu entfernen,
die sich während der Herstellung von derartigen Halbleiter
bauelementen, beispielsweise Speicherbauelementen, auf einem
Halbleitersubstrat ablagern. Wenn nämlich derartige Fremd
stoffe auf Halbleiterbauelementen oder anderen Substraten
vorhanden sind, so ergibt sich das Problem einer Verschlech
terung der elektrischen Eigenschaften des daraus hergestell
ten fertigen Halbleiterbauelementes.
Ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-
Speicherbauelementen ist beispielsweise aus den Veröffentli
chungen X.C. Mu et al., J. Appl. Phys. 59, 2958 (1986);
G.S. Oehrlein et al., J. Electrochem. Soc. 133, 1002 (1986);
G.S. Oehrlein et al., Appl. Phys. Lett. 45, 420 (1984) oder
G.S. Oehrlein et al., Proc. 8th Symp. Dry Process, 59 (1986)
bekannt. Das herkömmliche Verfahren umfaßt einen Vorgang, der
nachstehend anhand der Fig. 3A bis 3D erläutert wird. Dabei
wird eine Siliziumoxidschicht 2 auf einem Siliziumsubstrat 1
gebildet (vgl. Fig. 3A). Die Schicht 2 wird dann einer Struk
turierung mit einem Fotoresist 3 unterzogen (Fig. 3B), und
mit diesem Fotoresist 3 als Maske wird die Siliziumoxid
schicht 2 selektiv weggeätzt (Fig. 3C). Gewöhnlich wird die
Siliziumoxidschicht 2 in einer Ätzkammer unter Verwendung von
CHF3, CmFn + H2 oder dergleichen als Ätzgas weggeätzt. In
dieser Phase wird in der Ätzkammer ein Polymer vom CxFy-Typ
gebildet. Dieses Polymer lagert sich auf der Oberfläche des
Siliziumsubstrats 1 an einem aufgrund des Ätzvorganges frei
liegenden Teil ab, so daß eine Fremdstoffschicht 4 gebildet
wird (Fig. 3C). Wenn man diese Fremdstoffschicht 4 nicht be
seitigt, ist es schwierig, ein Halbleiter-Speicherbauelement
mit ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften herzustellen.
Deshalb wird herkömmlicherweise SF6, O2 oder dergleichen als
Reaktionsgas eingesetzt und ein Plasmaätzen durchgeführt.
Nach dem Entfernen der Fremdstoffschicht 4 (Fig. 3D), die
sich auf dem Siliziumsubstrat 1 angesammelt hat, wird der
nächste Schritt durchgeführt.
Da die Oberfläche des Siliziumsubstrats 1 dem Plasma ausge
setzt ist, kann es jedoch beim Plasmaätzen zu Beschädigungen
aufgrund der Kollision von Elektronen und geladenen Teilchen,
wie etwa Ionen im Plasma sowie Potentialänderungen an der
Oberfläche kommen. Infolgedessen ergibt sich die Schwierig
keit, daß die elektrischen Eigenschaften des hergestellten
Halbleiterbauelementes verschlechtert sein können.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der
DE 36 24 384 A1 bekannt und dient zum Entfernen einer Fotore
sistschicht von einem Substrat, wobei ein beheizbares Sub
strat in einem zweiten Reaktionsbehälter untergebracht ist,
in den ein Oxidationsmittel aus einem ersten Reaktionsbehäl
ter zugeführt wird, wobei es sich um eine ozonhaltige Gasat
mosphäre handelt, die in Form einer dünnen Schicht über das
zu behandelnde Substrat geführt wird.
Bei dieser herkömmlichen Vorrichtung gemäß der
DE 36 24 384 A1 wird das Substrat kurzzeitig beheizt und au
ßerdem einer UV-Strahlung ausgesetzt, die gleichzeitig mit
der ozonhaltigen Gasatmosphäre auf das zu bearbeitende Sub
strat einwirkt. Bei dieser herkömmlichen Vorrichtung werden
sehr aggressive Oxidationsmittel verwendet, nämlich Ozon,
Sauerstoff, Chlor, Fluor, Jod und Wasserstoffperoxid. Die
Verwendung eines Edelgases, insbesondere von Helium, ist dort
nicht in Betracht gezogen, weil damit dort keine oxidative
Wirkung erzielt werden kann.
Aus der DD 149 317 ist ein Verfahren zum Reinigen von gesta
pelten Plättchen bekannt, bei dem in einem Vakuumgehäuse ein
Diodensystem mit einer Anode und einer Kathode untergebracht
ist. Auf der Kathode werden die zu reinigenden Plättchen an
geordnet, die durch Ionenbeschuß gereinigt werden. Zu diesem
Zweck wird eine Hochspannung in der Größenordnung von 1000
Volt an die beiden Elektroden angelegt. Als Reinigungsgas
wird dort Argon verwendet, das bei einem geeigneten Vakuum
ionisiert wird. Bei dieser herkömmlichen Vorrichtung werden
absichtlich geladene Teilchen verwendet, nämlich die Ionen
zum Beschießen und Reinigen von Substraten. Es ist weder in
Betracht gezogen, diese geladenen Teilchen zu entfernen noch
die Behandlung der Substrate mit metastabilen, elektrisch un
geladenen Teilchen vorzunehmen.
Aus der US 4 278 493 ist ein Verfahren zum Reinigen von Sub
straten bekannt, bei dem ein Halbleiterwafer auf einem Dreh
teller angeordnet und aus einer Plasmaquelle mit Ionen be
schossen wird. Zu diesem Zweck wird in der US 4 278 493 Ar
gongas in einem geeigneten Vakuum verwendet. Die aus einem
Glühdraht austretenden Elektronen erzeugen die erforderlichen
Argonionen, die unter Verwendung von Absauggittern in Rich
tung des Halbleiterwafers beschleunigt werden. Von einer
topfförmigen Anode werden die Elektronen eingefangen. Auch
bei der herkömmlichen Vorrichtung gemäß der US 4 278 493 wer
den absichtlich geladene Teilchen verwendet, die direkt gegen
das zu reinigende Substrat geschossen werden. Dort ist weder
das Entfernen dieser geladenen Ionen noch die Verwendung von
metastabilen Atomen zur Behandlung des Wafers in Betracht ge
zogen.
Die DE 38 21 093 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Behand
lung von Oberflächen, wobei in einer Kammer ein Drehtisch
vorgesehen ist, der ein zu behandelndes Material trägt. Über
dem Drehtisch befindet sich eine Gaszuführungseinrichtung 4,
die in einem geringen Abstand über dem Substrat mündet. Mit
einer Einstelleinrichtung wird die Breite des Spaltes einge
stellt, durch den ein Sauerstoff enthaltendes reaktives Gas
in den Behandlungsraum eingeführt wird. Außerdem ist eine
Gasanregungseinrichtung vorgesehen, die dazu dient, den Sau
erstoff in dem reaktiven Gas zu metastabilen Sauerstoffatomen
anzuregen. Die DE 38 21 093 A1 bietet jedoch keine Anregung,
als Behandlungsgas ein spezielles Edelgas, nämlich Helium zu
verwenden, daraus Heliumionen, Elektronen und metastabiles
Helium zu erzeugen und von diesen Bestandteilen dann nur das
metastabile Helium abzutrennen und in den eigentlichen Reak
tionsbehälter zur Behandlung eines Substrates einzuleiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zur Oberflächenreinigung anzugeben, mit
denen in wirkungsvoller Weise eine Oberflächenreinigung und
Beseitigung von abgelagerten Fremdstoffen gewährleistet ist
und zugleich die Gefahr einer Beschädigung der zu reinigenden
Oberfläche reduziert wird.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Zufüh
rungseinrichtung Heliumgas zuführt, daß die Erzeugungsein
richtung Heliumionen, Elektronen und metastabiles Helium er
zeugt und daß eine Trenneinrichtung vorgesehen ist, die das
erzeugte metastabile Helium von den Heliumionen trennt und es
in den zweiten Reaktionsbehälter leitet.
In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorge
sehen, daß die Erzeugungseinrichtung Heliumgas unter Verwen
dung von Elektronenzyklotronresonanz anregt.
Bei einer speziellen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Erzeugungseinrichtung
eine Mikrowellenleiteinrichtung zum Einleiten von Mikrowellen
in den ersten Reaktionsbehälter und eine Magnetfelderzeu
gungseinrichtung zum Erzeugen eines Magnetfeldes in dem er
sten Reaktionsbehälter aufweist.
In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorge
sehen, daß die Trenneinrichtung ein Führungsrohr, das den er
sten Reaktionsbehälter und den zweiten Reaktionsbehälter ver
bindet, und eine erste Auslaßeinrichtung und eine zweite Aus
laßeinrichtung aufweist, die den ersten Reaktionsbehälter
bzw. den zweiten Reaktionsbehälter entleert. Dabei erweist es
sich als zweckmäßig, wenn das Führungsrohr in einen Bereich
des ersten Reaktionsbehälters mündet, in dem die Dichte von
geladenen Teilchen geringer ist.
Bei einer speziellen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Mikrowellenleiteinrich
tung einen Wellenleiter aufweist, der mit einer Wand des er
sten Reaktionsbehälters und einer Mikrowellenquelle verbunden
ist und der durch den Wellenleiter Mikrowellen in den ersten
Reaktionsbehälter leitet, daß die Magnetfelderzeugungsein
richtung elektromagnetische Spulen, die um den ersten Reakti
onsbehälter herum angeordnet sind, und eine Stromversorgung
aufweist, um einen Strom durch die elektromagnetischen Spulen
fließen zu lassen, und daß das Führungsrohr in die Wand des
ersten Reaktionsbehälters mündet, von der die geladenen Teil
chen durch das Magnetfeld wegbewegt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Oberflächenreinigung ist
dadurch gekennzeichnet, daß durch das Anregen von Heliumgas
Heliumionen, Elektronen und metastabiles Helium erzeugt wer
den, daß das metastabile Helium von den Heliumionen und den
Elektronen getrennt wird und daß der zu bearbeitende Gegen
stand, dessen Oberfläche von abgelagerten Fremdstoffen zu be
freien ist, dem getrennten metastabilen Helium ausgesetzt
wird. Dabei erweist es sich als zweckmäßig, wenn das Helium
gas durch Elektronenzyklotronresonanz angeregt wird.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorge
sehen, daß die Trennung durch ungleichmäßiges Verteilen von
geladenen Teilchen in einem ersten Reaktionsbehälter und
durch Erzeugen eines Gasstromes aus einem Bereich des ersten
Reaktionsbehälters, in dem die Dichte der geladenen Teilchen
geringer ist, zu einem zweiten Reaktionsbehälter durchgeführt
wird.
Die Erfindung wird nachstehend
anhand der Beschreibung von Aus
führungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung zur
Oberflächenreinigung gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Betriebs des Aus
führungsbeispiels;
Fig. 3A bis 3D Querschnittsansichten, die ein Herstellungsverfahren
für Halbleiterbauelemente zeigen.
Gemäß Fig. 1 ist eine Mikrowellenquelle 13 mit der oberen
Mitte einer Elektronenzyklotronresonanzkammer (kurz: EZR-Kam
mer) 11 verbunden, die über einen Wellenleiter 12 als der er
ste Reaktionsbehälter dient.
Eine Heliumgasversorgung 15 ist über eine Zufuhrleitung 14
mit dem oberen Teil der EZR-Kammer 11 verbunden, und eine
Auslaßeinrichtung 17 ist über eine Auslaßleitung 16 mit dem
unteren Teil der EZR-Kammer 11 verbunden. Elektromagnetische
Spulen 18 sind so um die EZR-Kammer 11 herum angeordnet, daß
sie diese umgeben, und sind mit einer Stromversorgung 19
elektrisch verbunden.
Ein Ende eines Führungsrohres 20 mündet am oberen Rand der EZR-
Kammer 11, und das andere Ende dieses Führungsrohrs 20 mündet
in eine Reaktionskammer 21, die als der zweite Reaktionsbe
hälter dient. Eine Auslaßeinrichtung 23 ist über eine Aus
laßleitung 22 mit der Reaktionskammer 21 verbunden. Eine Hal
teeinrichtung 25, die den zu bearbeitenden Gegenstand 24
hält, ist in der Reaktionskammer 21 angeordnet. Regelventile
26, 27 und 28 zum Regeln der Gasdurchflußrate sind in der Zu
fuhrleitung 14 und den Auslaßleitungen 16 und 22 angeordnet.
Nachstehend wird der Betrieb dieses Ausführungsbeispiels er
läutert. Der zu bearbeitende Gegenstand 24, auf dem sich
Fremdstoffe abgelagert haben, wird zuerst von der Halteein
richtung 25 in der Reaktionskammer 21 gehalten.
Dann werden Mikrowellen mit einer Frequenz von 2,45 GHz von
der Mikrowellenquelle 13 durch den Wellenleiter 12 in die
EZR-Kammer 11 eingestrahlt, und man läßt einen Strom von der
Stromversorgung 19 durch die elektromagnetischen Spulen 18
fließen, wodurch in der EZR-Kammer 11 ein Magnetfeld H ausge
bildet wird. Wenn in dieser Phase Heliumgas von der Helium
gasversorgung 15 durch die Zufuhrleitung 14 der EZR-Kammer 11
zugeführt wird, wird es durch Elektronenzyklotronresonanz er
regt und in Heliumionen He⁺ und Elektronen e⁻ oder metasta
biles He* umgewandelt. D. h. Heliumionen He⁺ und die Elektro
nen e⁻, die sämtlich geladene Teilchen sind, sowie elektrisch
neutrales metastabiles Helium He* und Heliumgas, das nicht erregt ist, wer
den also in der EZR-Kammer 11 vermischt. Da jedoch das Ma
gnetfeld H in der EZR-Kammer 11 durch die elektromagnetischen
Spulen 18 erzeugt wird, werden die geladenen Teilchen entlang
dem Magnetfeld von der EZR-Kammer 11 abwärts beschleunigt,
während metastabiles Helium He* und Heliumgas, die nicht
elektrisch geladen sind, in der EZR-Kammer 11 isotrop ver
teilt werden.
Deshalb ist die Dichte geladener Teilchen nahe dem oberen
Rand der EZR-Kammer 11, in die das Führungsrohr 20 mündet,
geringer. Daher kann durch Regeln der Auslaßdurchflußrate aus
den Auslaßeinrichtungen 17 und 23 unter Verwendung der Regel
ventile 27 und 28 der Auslaßleitungen 16 und 22 das metasta
bile Helium He* von den Heliumionen He⁺ und Elektronen e⁻
nahe dem oberen Rand der EZR-Kammer 11 getrennt und zusammen
mit dem Heliumgas mit einer gewünschten Durchflußrate in die
Reaktionskammer 21 geleitet werden.
Metastabiles Helium He* hat eine extrem hohe durch
schnittliche Lebensdauer von ca. 6×105 s. Daher erreicht der
größte Teil des in das Führungsrohr 20 geleiteten metasta
bilen Heliums He* die Reaktionskammer 21. Ein Teil davon kol
lidiert mit der Oberfläche des zu bearbeitenden Gegenstands
24, der von der Halteeinrichtung 25 gehalten wird.
Der zu bearbeitende Gegenstand 24 ist beispielsweise derart,
daß sich die Fremdstoffschicht 4 aus einem Polymer vom CxFy-
Typ oder dergleichen auf dem Siliciumsubstrat 1 ansammelt
(Fig. 2). Metastabiles Helium He* prallt auf die Fremdstoff
schicht 4 auf. Da die Aktivierungsenergie des metastabilen
Heliums He* sehr groß ist, ca. 20 eV, gibt metastabiles He
lium He*, das auf die Fremdstoffschicht 4 auftrifft, Energie
an die Fremdstoffe ab, wodurch die Fremdstoffe vom Silicium
substrat 1 getrennt werden.
Auf diese Weise wird bewirkt, daß vom Siliciumsubstrat 1 ge
trennte Fremdstoffe zusammen mit Heliumgas und metastabilem
Helium He* durch die Auslaßleitung 22 strömen und durch die
Auslaßeinrichtung 23 aus der Reaktionskammer 21 abgeleitet
werden.
Helium ist ein inertes Element; deshalb besteht keine Gefahr,
daß Helium eine chemische Reaktion mit der Oberfläche des
Siliciumsubstrats 1 in der Reaktionskammer 21 auslöst.
Daher kann die Fremdstoffschicht 4 praktisch ohne jede
Beschädigung des Siliciumsubstrats 1 entfernt werden, indem
man das Siliciumsubstrat 1 mit der darauf abgelagerten Fremd
stoffschicht 4 metastabilem Helium He* aussetzt, das aus neu
tralen Teilchen hoher Aktivierungsenergie zusammengesetzt
ist. Somit kann ein Halbleiterbauelement mit ausgezeichneten
Eigenschaften hergestellt werden.
Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein Sili
ciumsubstrat 1 mit darauf abgelagerter Fremdstoffschicht 4
aus einem Polymer bearbeitet. Es können jedoch auch andere
Halbleitersubstrate verwendet werden. Die Erfindung ist in
großem Umfang bei der Herstellung verschiedener Arten von
Halbleiterbauelementen einsetzbar.
Claims (10)
1. Vorrichtung zur Oberflächenreinigung, umfassend
- - einen ersten Reaktionsbehälter (11) und einen zweiten Reaktionsbehälter (21);
- - eine Halteeinrichtung (25), die einen zu bearbeitenden Gegenstand (24), dessen Oberfläche von abgelagerten Fremdstoffen zu befreien ist, in dem zweiten Reaktionsbehälter (21) hält;
- - eine Zuführungseinrichtung (15), die dem ersten Reak tionsbehälter (11) ein Gas zuführt; und
- - eine Erzeugungseinrichtung (12, 13, 18, 19), die durch Strahlungseinwirkung ein angeregtes Gas erzeugt, das zur Bearbeitung des Gegenstandes (24) verwendet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuführungseinrichtung (15) Heliumgas zuführt,
daß die Erzeugungseinrichtung (12, 13, 18, 19) Heliumio nen (He⁺), Elektronen (e⁻) und metastabiles Helium (He*) erzeugt,
und daß eine Trenneinrichtung (20) vorgesehen ist, die das erzeugte metastabile Helium (He*) von den Heliumionen (He⁺) trennt und es in den zweiten Reaktionsbehälter (21) leitet.
daß die Zuführungseinrichtung (15) Heliumgas zuführt,
daß die Erzeugungseinrichtung (12, 13, 18, 19) Heliumio nen (He⁺), Elektronen (e⁻) und metastabiles Helium (He*) erzeugt,
und daß eine Trenneinrichtung (20) vorgesehen ist, die das erzeugte metastabile Helium (He*) von den Heliumionen (He⁺) trennt und es in den zweiten Reaktionsbehälter (21) leitet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erzeugungseinrichtung (12, 13, 18, 19) Heliumgas
unter Verwendung von Elektronenzyklotronresonanz anregt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erzeugungseinrichtung (12, 13, 18, 19) eine Mi
krowellenleiteinrichtung (12, 13) zum Einleiten von Mi
krowellen in den ersten Reaktionsbehälter (11) und eine
Magnetfelderzeugungseinrichtung (18, 19) zum Erzeugen ei
nes Magnetfeldes (H) in dem ersten Reaktionsbehälter (11)
aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trenneinrichtung ein Führungsrohr (20), das den
ersten Reaktionsbehälter (11) und den zweiten Reaktions
behälter (21) verbindet, und eine erste Auslaßeinrichtung
(17) und eine zweite Auslaßeinrichtung (23) aufweist, die
den ersten Reaktionsbehälter (11) bzw. den zweiten Reak
tionsbehälter (21) entleert.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Führungsrohr (20) in einen Bereich des ersten Re
aktionsbehälters (11) mündet, in dem die Dichte von ge
ladenen Teilchen geringer ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mikrowellenleiteinrichtung (12, 13) einen Wellen leiter (12) aufweist, der mit einer Wand des ersten Reak tionsbehälters (11) und einer Mikrowellenquelle (13) ver bunden ist und der durch den Wellenleiter (12) Mikrowel len in den ersten Reaktionsbehälter (11) leitet,
daß die Magnetfelderzeugungseinrichtung (18, 19) elektro magnetische Spulen (18), die um den ersten Reaktionsbe hälter (11) herum angeordnet sind, und eine Stromversor gung (19) aufweist, um einen Strom durch die elektroma gnetischen Spulen (18) fließen zu lassen,
und daß das Führungsrohr (20) in die Wand des ersten Re aktionsbehälters (11) mündet, von der die geladenen Teil chen durch das Magnetfeld (H) wegbewegt werden.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mikrowellenleiteinrichtung (12, 13) einen Wellen leiter (12) aufweist, der mit einer Wand des ersten Reak tionsbehälters (11) und einer Mikrowellenquelle (13) ver bunden ist und der durch den Wellenleiter (12) Mikrowel len in den ersten Reaktionsbehälter (11) leitet,
daß die Magnetfelderzeugungseinrichtung (18, 19) elektro magnetische Spulen (18), die um den ersten Reaktionsbe hälter (11) herum angeordnet sind, und eine Stromversor gung (19) aufweist, um einen Strom durch die elektroma gnetischen Spulen (18) fließen zu lassen,
und daß das Führungsrohr (20) in die Wand des ersten Re aktionsbehälters (11) mündet, von der die geladenen Teil chen durch das Magnetfeld (H) wegbewegt werden.
7. Verfahren zur Oberflächenreinigung, bei dem ein zu bear
beitender Gegenstand (24) einer Behandlung mit einem an
geregten Gas ausgesetzt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch das Anregen von Heliumgas (He) Heliumionen (He⁺), Elektronen (e⁻) und metastabiles Helium (He*) er zeugt werden,
daß das metastabile Helium (He*) von den Heliumionen (He⁺) und den Elektronen (e⁻) getrennt wird,
und daß der zu bearbeitende Gegenstand (24), dessen Ober fläche von abgelagerten Fremdstoffen zu befreien ist, dem getrennten metastabilen Helium (He*) ausgesetzt wird.
dadurch gekennzeichnet,
daß durch das Anregen von Heliumgas (He) Heliumionen (He⁺), Elektronen (e⁻) und metastabiles Helium (He*) er zeugt werden,
daß das metastabile Helium (He*) von den Heliumionen (He⁺) und den Elektronen (e⁻) getrennt wird,
und daß der zu bearbeitende Gegenstand (24), dessen Ober fläche von abgelagerten Fremdstoffen zu befreien ist, dem getrennten metastabilen Helium (He*) ausgesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Heliumgas (He) durch Elektronenzyklotronresonanz
angeregt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trennung durch ungleichmäßiges Verteilen von ge
ladenen Teilchen in einem ersten Reaktionsbehälter (11)
und durch Erzeugen eines Gasstroms aus einem Bereich des
ersten Reaktionsbehälters (11), in dem die Dichte der ge
ladenen Teilchen geringer ist, zu einem zweiten Reakti
onsbehälter (21) durchgeführt wird.
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DE4132559A1 (de) * | 1991-09-30 | 1993-04-08 | Siemens Ag | Verfahren zur in-situ-reinigung von abscheidekammern durch plasmaaetzen |
JPH06285868A (ja) * | 1993-03-30 | 1994-10-11 | Bridgestone Corp | 加硫金型の清浄方法 |
US5437729A (en) * | 1993-04-08 | 1995-08-01 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Controlled removal of ceramic surfaces with combination of ions implantation and ultrasonic energy |
US5516369A (en) * | 1994-05-06 | 1996-05-14 | United Microelectronics Corporation | Method and apparatus for particle reduction from semiconductor wafers |
US5665640A (en) | 1994-06-03 | 1997-09-09 | Sony Corporation | Method for producing titanium-containing thin films by low temperature plasma-enhanced chemical vapor deposition using a rotating susceptor reactor |
US5975912A (en) | 1994-06-03 | 1999-11-02 | Materials Research Corporation | Low temperature plasma-enhanced formation of integrated circuits |
US5628829A (en) | 1994-06-03 | 1997-05-13 | Materials Research Corporation | Method and apparatus for low temperature deposition of CVD and PECVD films |
US5614026A (en) * | 1996-03-29 | 1997-03-25 | Lam Research Corporation | Showerhead for uniform distribution of process gas |
DE19612510A1 (de) * | 1996-03-29 | 1997-10-02 | Joachim Buechler | Vorrichtung und Verfahren zum Plasmareinigen |
US5693241A (en) * | 1996-06-18 | 1997-12-02 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Atmospheric pressure method and apparatus for removal of organic matter with atomic and ionic oxygen |
US5989652A (en) * | 1997-01-31 | 1999-11-23 | Tokyo Electron Limited | Method of low temperature plasma enhanced chemical vapor deposition of tin film over titanium for use in via level applications |
FR2775986B1 (fr) | 1998-03-10 | 2000-05-05 | Air Liquide | Procede et installation de traitement de surface d'une piece metallique |
US10390647B2 (en) | 2004-04-08 | 2019-08-27 | Parallax Group International, Llc | Floor matting |
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US8501624B2 (en) * | 2008-12-04 | 2013-08-06 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Excited gas injection for ion implant control |
US9681557B2 (en) | 2014-05-30 | 2017-06-13 | Elwha Llc | Metastable gas heating |
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---|---|---|---|---|
US3673071A (en) * | 1968-08-08 | 1972-06-27 | Texas Instruments Inc | Process for preparation of tunneling barriers |
US3983264A (en) * | 1972-07-20 | 1976-09-28 | Texas Instruments Incorporated | Metal-semiconductor ohmic contacts and methods of fabrication |
US4244799A (en) * | 1978-09-11 | 1981-01-13 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Fabrication of integrated circuits utilizing thick high-resolution patterns |
DD149317A1 (de) * | 1980-03-03 | 1981-07-08 | Werner Bretschneider | Verfahren zum reinigen von gestapelten plaettchen |
US4278493A (en) * | 1980-04-28 | 1981-07-14 | International Business Machines Corporation | Method for cleaning surfaces by ion milling |
US4488754A (en) * | 1982-07-02 | 1984-12-18 | International Telephone And Telegraph Corporation | Seat belt anchoring apparatus |
JPS605570A (ja) * | 1983-06-09 | 1985-01-12 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
US4711698A (en) * | 1985-07-15 | 1987-12-08 | Texas Instruments Incorporated | Silicon oxide thin film etching process |
JPH0628254B2 (ja) * | 1985-07-19 | 1994-04-13 | フュージョン・システムズ・コーポレーション | フオトレジストの剥離装置 |
JPH0740566B2 (ja) * | 1986-02-04 | 1995-05-01 | 株式会社日立製作所 | プラズマ処理方法及びその装置 |
US4863561A (en) * | 1986-12-09 | 1989-09-05 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for cleaning integrated circuit wafers |
JPS63229717A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | エツチング方法 |
JP2801003B2 (ja) * | 1987-06-26 | 1998-09-21 | 株式会社日立製作所 | 有機物除去装置 |
KR920002864B1 (ko) * | 1987-07-20 | 1992-04-06 | 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼 | 플라즈마 처리방법 및 그 장치 |
KR910002310A (ko) * | 1988-06-29 | 1991-01-31 | 미다 가쓰시게 | 플라즈마 처리장치 |
US5002632A (en) * | 1989-11-22 | 1991-03-26 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for etching semiconductor materials |
-
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Also Published As
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US5147465A (en) | 1992-09-15 |
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